资源简介

(共27张PPT)
第3节
生态系统的物质循环
森林、草原、天地、山川，
地平线之外一片苍茫
“小小寰球”在宇宙中旋转，
承载着它的生命之网
第三章
生态系统及其稳定性
第三节生态系统的物质循环
1.通过分析碳循环的过程，建构概念模型，概述生态系统的物质循环。
2.通过分析比较生态系统物质循环和能量流动的过程，说明两者的关系。
3.根据生态系统物质循环的规律，为科学、有效地利用生态系统中的资源等提出有价值的建议和措施。
4.通过对案例的分析讨论，阐明生物富集的成因和危害，并提出科学的防治建议。
第三章
生态系统及其稳定性
问题探讨
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。
讨论
1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？
【提示】荒漠中缺乏水分，分解者的数量很少，因此死亡后的胡杨无法被快速分解。
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？
【提示】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。
第三节
生态系统的物质循环
第三节
生态系统的物质循环
思考.讨论
---分析碳循环的过程
生态系统中碳元素的不同存在形式可以视为一个独立的分室，碳循环过程中碳元素进出不同的分室。
有机态的碳一部分存在于可被其他生物利用的各种（活的或死的）生物体内，一部分深埋地下形成泥炭、煤、石油等。无机态的碳一部分存在于大气中，一部分溶解在水中，一部分存在于土壤中，还有一部分封存于石灰岩、白云岩等矿物质中。岩石中的碳是最大的碳库，但其中的碳无法直接为生物体所利用。
讨论
1.碳在非生物环境和生物体内分别以 什么形式存在？
【提示】碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在，在生物体内主要以有机物的形式存在。
2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、 形成哪些产物等）？
请用关键词、线段、箭头、方框等表 示讨论的结果。
【答案】如下图所示。
第三节
生态系统的物质循环
说明：
微生物的分解作用不仅包括发生在细胞内的呼吸作用，还包括发生在细胞外的分解作用。
一 碳循环
第三节
生态系统的物质循环
一 碳循环
第三节
生态系统的物质循环
碳在生物群落内以有机物的形式进行传递
碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的
碳循环具有全球性
海洋和大气之间能进行二氧化碳的交换，从而沟通陆地生态系统和水域生态系统中的碳循环
二 生态系统的物质循环
第三节
生态系统的物质循环
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断地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
说明：
模拟题尤其强调生态系统的物质循环是元素循环。生态系统物质循环包括碳循环、氮循环、磷循环、硫循环和水循环等。
二 生态系统的物质循环
第三节
生态系统的物质循环
物质循环研究在两个尺度上进行：全球循环和局域循环
1.组成生物体的所有元素进行循环需要在全球尺度上才能实现，因此生态系统的物质循环具有全球性，生物圈内的物质循环也叫地球化学循环
2.组成生物体的部分
元素在小范围的生态系
统中也能实现局域循环
大气环流 海洋洋流
第三节
生态系统的物质循环
过渡：
分解者能够分解有机物，消费者能够加快物质循环的过程。那么，是不是所有物质都能较快地通过食物链（包括捕食食物链和腐食食物链）回归到非生物环境呢？
PCBs（多氯联苯）浓度
银鸥蛋
124 ppm
鳟鱼
4.83 ppm
胡瓜鱼
1.04 ppm
浮游动物
0.123 ppm
浮游植物
0.025 ppm
三 生物富集
第三节
生态系统的物质循环
1、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
2、富集的元素或化合物随食物链的传递，最终积累在食物链的顶端。因此，营养级越高，富集的元素或化合物的含量也越高（生物放大）
四 能量流动和物质循环的关系
第三节
生态系统的物质循环
能量流动和物质循环同时进行，彼此相互依存，不可分割，两者共同将生态系统的各组成成分联系形成一个统一整体
能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成与分解等过程
物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
能量流动
物质循环
三级消费者
次级消费者
初级消费者
生产者
分解者
四 能量流动和物质循环的关系
第三节
生态系统的物质循环
能量流动
物质循环
三级消费者
次级消费者
初级消费者
生产者
分解者
能量流动和物质循环具有不同的特点：
物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用（循环性）
能量流动过程中，能量流经各营养级时是逐级递减的，而且流动方向是单方向不循环的
四 能量流动和物质循环的关系
第三节
生态系统的物质循环
项目 能量流动 物质循环
形式
特点
范围
联系 随有机物流动
以无机物形式循环
单向传递、逐级递减
往复循环、全球性
生态系统各营养级之间
生物群落与无机环境之间
（1）同时进行、相互依存、不可分割
（2）物质是能量流动的载体
（3）能量是物质反复循环的动力
四 能量流动和物质循环的关系
第三节
生态系统的物质循环
CO2
H2O
光能
生产者
消费者
分解者
CO2、能量散失
CO2、能量散失
光合作用
呼吸
呼吸
同化
残枝败叶
遗体
分解作用
代表物质循环
代表能量流动
非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者通过能量流和物质循环紧密联系在一起，形成一个统一整体。
第三节
生态系统的物质循环
思考.讨论
---探究土壤微生物的分解作用
第三节
生态系统的物质循环
思考.讨论
---探究土壤微生物的分解作用
参考案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
1.土壤的处理
对照组
不做处理
实验组
60℃ 1h
2.落叶的处理
洗净、干燥后称重，放入叶袋
挖坑，10～20cm深处埋入叶袋
12d后取出，冲洗，干燥后称重
3.埋入落叶
4.观察结果
说明：
不宜采用剧烈条件杀死土壤微生物，以免改变土壤的理化性质。
实验可以设置3组重复，以增加可信度。
第三节
生态系统的物质循环
思考.讨论
---探究土壤微生物的分解作用
参考案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1.制备土壤浸出液
对照组
实验组
土壤浸出液
2.制备淀粉糊
质量分数4%的淀粉糊（需灭菌）
将土壤浸出液与淀粉糊混合，室温培养7d
取样，分别滴加碘液和斐林试剂检测，观察记录
3.混合、培养
4.显色反应
分出一半灭菌
静置
第三节
生态系统的物质循环
知识.框图
增加温室的
第三节
生态系统的物质循环
知识.框图
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
第三节
生态系统的物质循环
课堂训练
例：下图表示生态系统的能量流动和物质循环，请回答：
①该生态系统的能量流动是从[ ]_____固定________
开始的，能量流动的特点是__________________。
C
草
太阳光能
单向流动，逐级递减
第三节
生态系统的物质循环
课堂训练
例：下图表示生态系统的能量流动和物质循环，请回答：
CO2
CO2+H2O
光能
叶绿体
（CH2O ）+O2
②[B] _____进入[C]所进行的生化反应的反应式是：
第三节
生态系统的物质循环
课堂训练
例：下图表示生态系统的能量流动和物质循环，请回答：
③[E]是______消费者，它用于飞翔、捕食等生命活动的
能量的最终来源是图中的______.
次级
[A]
第三节
生态系统的物质循环
课堂训练
例：下图表示生态系统的能量流动和物质循环，请回答：
④图中的[A]进入[C]，首先形成__________内活跃的化
学能，然后又转移到__________中，成为稳定的化学能。
ATP、［H］
有机物
第三节
生态系统的物质循环
课堂训练
例：下图表示生态系统的能量流动和物质循环，请回答：
⑤[F]是_______在生态系统中的功能是
将动植物遗体、排出物的有机物分解为无机物，
并释放其中能量
分解者
练习与应用
一、概念检测
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）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。 （ ）
（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 （ ）
2.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明，大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因，但是肠道中有多种纤维素分解菌。
（1）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为 （ ）
A.捕食 B.寄生　　　C.互利共生 D.原始合作
（2）下列叙述不合理的是 （ ）
A.大熊猫是初级消费者，属于第二营养级
B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用
C.纤维素分解菌促进了生态系统中的物质循环
D.能量流动方向是竹子→大熊猫→纤维素分解菌
3.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落 的生物主要是 （ ）
A.细菌 B.真菌　　C.动物 D.绿色植物
×
√
C
D
第三节
生态系统的物质循环
D
练习与应用
二、拓展应用
1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？为什么？
【提示】是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和，它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
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呢？
【提示】农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
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（单位：ng g-1）。请据表推测， 这几种鱼中，草食性的鱼是______， 杂食性的鱼是_______，肉食性的鱼是________，为什么？
【答案】A　　B和C　D和E
第三节
生态系统的物质循环

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