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(共29张PPT)
3.3 生态系统的物质循环
1.生态系统的物质循环过程？
2.生物富集的成因和危害？
3.物质循环和能量流动的关系？
胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱
，可顽强地在荒漠中生存繁衍。然而
，受水资源短缺的影响，一些远离水
源的胡杨也难逃死亡的厄运。这些死
亡的胡杨虽历经烈日和荒漠的摧残，
却依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
荒漠中缺乏水分，分解者数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
1.问题探讨
2.有研究表明，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原的贫瘠，这是为什么？
荒漠中生产者的种类与数量很少，
能制造的有机物总量就少；消费者
与分解者也少，物质循环缓慢；土
壤中可供分解者分解的动植物遗体
等很少，且分解速度较慢，因此土
壤中积累的营养物质很少；而且，
胡杨还会从土壤中吸收营养物质，因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。
1.问题探讨
1.碳循环
讨论： 1. 碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
在非生物环境中：主要以CO2的形式存在(还有碳酸盐)
在生物群落中：含碳有机物的形式存在
1.过程:
2. 碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？ （请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）
1.碳循环
2.流动形式：
②群落与非生物环境间：
③生物群落内部:
①无机环境中的存在形式：
3.进入生物群落的途径:
生产者的光合作用、化能合成作用
二氧化碳和碳酸盐
CO2
含碳有机物
二氧化碳
6.碳循环的形式：
非生物机环境 （ CO2 ）
生物群落
（有机物）
光合作用、化能合成作用
呼吸作用、分解作用
5.碳返回非生物环境的途径:
②分解者的分解作用
①生产者、消费者的呼吸作用
③化石燃料的燃烧
4.碳在生物群落内传递的途径:
食物链（网）
1.碳循环
1.碳循环
大气中的CO2库
生产者
食物链和食物网
消费者
捕食
遗体残骸
遗体残骸
水圈中的CO2库
化石燃料
呼吸作用
光合作用
化能合成作用
呼吸作用
遗体
分解者
遗体
分解作用
燃烧
碳循环的文字图解
海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用
当大气中CO2含量增加，水圈中的CO2含量也随之增加；如果大气中的CO2发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。
【检测】识图
A______________________
B______________________
C______________________
D______________________
A______________________
B______________________
C______________________
D______________________
E______________________
F______________________
生产者
大气中的二氧化碳库
消费者
分解者
大气中的二氧化碳库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
1.碳循环
思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？
破坏碳循环的平衡
大气中CO2含量增加
温室效应
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
1.碳循环
1）原因
化石燃料的大量燃烧（主要原因）
森林、草原等植被的破坏
2）危害
3）缓解措施
极地和高山冰川加速融化
海平面上升
气温升高
对人类和其他生物的生存构成威胁
1.碳循环——温室效应
冰川融化
化石燃料的燃烧
减少化石燃料的使用，开发新能源，减少CO2的排放
大力植树种草，提高森林覆盖率，吸收和固定CO2
提高秸秆还田率，提高农田土壤储碳量
（1）碳在无机环境和群落间循环的形式：
（2）碳在无机环境中的主要存在形式：
（3）碳在生物体内的主要存在形式：
（4）碳进入生物体的主要途径：
（5）碳在生物体之间传递途径：
（6）碳进入大气的途径：
CO2
CO2（主要）和碳酸盐
生产者的光合作用、化能合成作用
食物链和食物网
① 生产者、消费者呼吸作用
含碳有机物
② 微生物的分解作用
③ 化石燃料的燃烧
1.碳循环
又叫做生物地球化学循环,是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
概念中的物质是什么
物质循环的两个端点
为何又称地球化学循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素
生物群落
非生物环境
概念中所说的生态系统指的是生物圈 。
物质循环：
2.物质循环
资 料 1
根据科学家掌握的资料，人类从未在南极使用过DDT，但研究人员早在20世纪60年代初就从阿德利企鹅的脂肪内检测出DDT。这一现象说明了什么？可以得到哪些启示。
特点1：全球性
(生物地球化学循环)
资 料 2
生态系统依靠太阳不断地提供能量，而物质却都是由地球提供的。为什么维持生态系统所需的大量物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽？
特点2：循环性
(循环往复运动)
2.物质循环
1、物质指的是组成生物体的各种化学元素
注：不是化合物、不是所有元素
2、循环指的是在无机环境和生物群落之间循环
3、范围：生物圈（最大的生态系统）
4、特点：
①具有全球性
②循环性，反复循环
5、碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者和无机环境之间的传递是双向的，在生物群落内部，沿食物链传递时，只能由低营养级向高营养级单向传递；
2.物质循环
下列关于生态系统的物质循环的叙述中，正确的是 （ ）
A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素构成的化合物
B．所说的生态系统是指生物圈
C．物质在循环过程中不断减少的
D．在“桑基鱼塘”生态系统内实现了物质循环功能
B
2.物质循环
水
植物
小鱼
大鱼
鱼鹰
1.概念:
2.物质:
人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3.发生生物富集的物质的特点:
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；
②必须是生物体能够______的且 的；
③在生物代谢过程中是________________的；
稳定
吸收
不易被分解
不易排出
4.生物富集的主要途径——__________________
食物链、食物网
3.生物富集
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
5.生物富集现象的特点：
①具有全球性
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高
鱼鹰（2.5×10-5）
大鱼（2×10-6）
小鱼（5×10-7）
植物（4×10-8）
水（3×10-12）
有害物质在生物体内的浓度
如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍
3.生物富集
随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象。
铅的富集:
煤燃烧、有色金属冶炼
铅被排放进入大气
沉降在土壤和植被表面
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入铅
水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅
铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内
含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集
最终积累在食物链的顶端
3.生物富集
能量流动
物质循环
主要以有机物中化学能形式
主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式)
沿食物链（网）单向流动(开放型)
在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型)
各营养级间(生物群落)
生物圈
单向流动，逐级递减(能量来自于太阳)
全球性、循环性(物质由地球提供)
形式：
过程：
范围：
特点：
5.能量流动和物质循环的关系
二者都是生态系统的主要功能，是生态系统动态变化过程中的两个方面，同时进行，相互依存，不可分割，生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体；
●能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解
●物质是能量沿食物链（网）流动的载体
●能量是物质在生态系统中往复循环的动力
●能量流动和物质循环是联结生态系统各组成成分的纽带
5.能量流动和物质循环的关系
第二年春天从土中刨出的花生
1.实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。
(2)分解者的作用是将环境中的_______分解为_______，其分解速度与环境中的______、水分等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
4.探究土壤微生物的分解作用
秋天刚收获的花生
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。
提出问题
实验假设
实验设计 自变量
实验组
对照组
实验现象
结论分析
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
土壤中是否含微生物
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
4.探究土壤微生物的分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
提出问题 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 实验现象 加入 碘液 A1
B1
加入斐林试剂，水浴加热 A2
B2
结论分析 土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤微生物能分解淀粉
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
不变蓝
变蓝
产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
4.探究土壤微生物的分解作用
1.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
2.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥？
5.能量流动和物质循环的关系
不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失。物质循环没有起点和终点。
因为农民要不断地从农田中收获农产品，会带走大量的氮元素，因此要通过往农田中不断地施加氮肥。
本节结束
归纳小结
化石燃料
生物群落
无机环境
生产者
消费者
分解者
光合作用
化能合成作用
呼吸作用
食物链和食物网
呼吸作用
分解作用
化石燃料
燃烧
碳循环
光合作用
光合作用
光合作用
大气中的CO2库
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
微生物的分解作用
煤 石油
分解者
溶解
摄食
一、碳循环
2021广东.17. 为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，漳显了大国责任。回答下列问题：（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持_______。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是____________________________________。（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________________________________________，消费者通过食物网（链）取食利用，_____________________________________。（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少_______和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
碳平衡
极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等
生产者通过光合作用和化能合成作用固定
分解者通过分解生产者和消费者的遗体残骸获得
碳释放
碳存储
2.物质循环

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