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生态系统的物质循环
第三章 生态系统
问题探讨
1.该生态系统的组成成分包括？
2.若要使该生态系统保持稳定，必须将其放在 下；
若将瓶口密封，瓶内CO2会消耗完吗？为什么？
3.瓶内CO2浓度是否会不断增加？
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
阳光
生产者、消费者和分解者都会进行细胞呼吸，产生CO2
4.如果生态系统内绿色植物被破坏(如森林大火)，会带来哪些影响？
1.碳在自然界中的存在形式主要有哪些？
CO2（主要）和碳酸盐
2.碳进入生物体的途径主要是？形式是？
光合作用; CO2
3.碳在生物体内以什么形式存在？
含碳有机物
4.碳在生物体之间传递途径主要是什么？
食物链和食物网
5.碳进入大气的途径有哪些？形式为？
呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧；CO2
碳循环的过程
以碳循环为例，思考下列问题
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能
叶绿体
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
6.碳循环的形式是什么？
在生物群落和无机环境之间以CO2的形式
在生物群落内部以含碳有机物的形式
碳循环的过程
以碳循环为例，思考下列问题
碳循环的过程
尝试将左侧的碳循环模式图进行简化
生产者的光合作用和分解者的分解作用在生态系统中对碳循环起到关键作用。
碳循环的过程
碳循环的过程
碳循环的过程
如图中a、b、c、d表示某生态系统的四种组成成分，箭头表示碳元素的流动方向。下列相关叙述中正确的是（ ）
A是该生态系统必不可少的成分
B. a、b、c 所包含的所有种群构成群落
C.c1→c2→c3可表示一条食物链
D. d是营腐生生活的原核生物
A
煤、石油等化石燃料
海洋等水体中碳酸氢根
岩石中的碳酸钙
溶解
分解
碳循环的过程
氮循环的过程
磷循环的过程
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
物质循环是在地球上最大的生态系统——生物圈中进行的，具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
生物 群落
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素
无机 环境
循环往复
一个密闭的生态系统也是可以存在物质循环的。
物质循环的概念
物质循环的特点
为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所消耗完？
循环性
物质循环的特点
在农田中大量使用DDT杀虫剂为什么会殃及南极的企鹅
全球性
如何看待人类活动对碳循环的影响？
汽车尾气
砍伐树木
燃烧煤炭
人类活动对物质循环的影响
人类活动增加大气中二氧化碳含量
温室效应、海洋酸化
人类活动对物质循环的影响
各种物质都能较快地经过食物链后回归非生物环境吗？
资料1.铅对人体血液、血管、肾脏、生殖腺和神经系统等均有毒害作用。
资料2.铅在植物组织中可致光合作用及脂肪代谢的强度减弱，吸水量减少，耗氧量增大，阻碍植物生长，甚至导致死亡。
资料3.铅对微生物也具有毒害作用。
铅是一种毒性很强的化学元素
生物富集
资料1.不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度，分析血蛤体内与生活环境中铅浓度之间的关系？
结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
生物富集
资料2.置于0.48 nmol/g铅溶液中美国钩虾体内铅浓度随时间的变化
结果：铅在美国钩虾体内浓度随浸泡时间延长而增加。
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
生物富集
思考：铅在这两种生物体内的浓度分布原因？
时间（天）
体内铅浓度(nmol/g)
水
水底沉积物
中国血蛤
铅浓度(ppm)
采样点1 采样点2 采样点3 采样点4
成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。
生物富集
分析铅浓度在生物群落内的特点
资料3.水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。
水
浮游生物
鱼
水鸟
c浮游生物 > c水
c鱼 > c水
c水鸟> c水
<
<
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
生物富集
<
生物富集
1.概念：指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或
被分解的过程。
有机氯杀虫剂(如DDT)、多氯联苯以及多种重金属离子如铅、镉、汞等均可随食物链富集。
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，称作生物富集。
有害物质循环
2.特点：①全球性
②有害物质沿着食物链逐级递增，最终累积在最高营养级。
有害物质循环
能量流动&物质循环
用虚线画出能量流动的过程，比较两过程的异同
光能
呼吸散失
呼吸散失
呼吸散失
05
①生物群落中的物质和能量最终来自无机环境
②二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道--食物链（网）一起进行
③连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者
④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循环往返的动力。
能量流动&物质循环
用虚线画出能量流动的过程，比较两过程的异同
项目 能量流动 物质循环
形式 以 形式流动
过程 沿 单向流动 在 间往复循环
范围 生态系统各营养级 全球性
特点
联系 同时进行、相互依存，不可分割： ①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程； ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体； ③能量是物质在生物群落和无机环境之间往返循环的动力 光能→化学能→热能(一般形式)
化学元素
食物链、食物网
无机环境和生物群落
单向流动，逐级递减
反复出现，循环流动
小结
生态
系统
结构
功能
能量流动
物质循环
动
力
载体
决定
过程
特点
生态金字塔
生物富集
组成成分
营养结构
影响
渠道
参与
1.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。判断下列相关表述是否正确。
（1）物质循环所说的物质是指组成生物体的有机物。（ ）
（2）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。（ ）
（3）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（ ）
√
×
D
巩固练习
×
2.下图是自然界碳循环的简图，据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者
B．①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C．④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落
D．碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
3.下表为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量(ng/g)，请根据表格推测，这几种鱼中，草食性的鱼是 ，杂食性的鱼是 ，肉食性的鱼是 。
D和E
鱼的种类 A B C D E
Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0
Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8
Cd 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6
A
B和C
这三种重金属(Hg、Pb、Ca)会富集在鱼体内，并沿食物链逐渐在鱼体内聚集，营养级越高，它们的相对含量越高。
巩固练习

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