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(共27张PPT)
第3节　生态系统的物质循环
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？
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。
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。
01
碳循环
思考·讨论 分析碳循环的过程
？
1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
CO2和碳酸盐
含碳有机物
二氧化碳能溶于水，因此能在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等能源的利用，向大气排放了大量的二氧化碳。
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）？
碳循环示意图：
枯枝败叶
枯枝败叶
1.碳的存在形式：
主要以CO2的形式存在，还有碳酸盐
主要以含碳有机物的形式存在
非生物环境中：
在生物体内：
一、碳循环
2.碳的循环形式
CO2
①在生物群落和非生物环境之间：碳主要以 形式循环。
②在生物群落内部：碳以 形式沿食物链、食物网传递。
含碳有机物
（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）
3.碳进入生物群落的途径
生产者的光合作用和化能合成作用
4.碳返回非生物环境的途径
①生产者、消费者的 。
②分解者的 (实质是呼吸作用)。
③化石燃料的 。
呼吸作用
分解作用
燃烧
6.实现碳循环的关键因素
生产者和分解者
5.碳在生物群落中传递的主要途径：
食物链、食物网
一、碳循环
3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？
人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化；
但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。
一、碳循环
一、碳循环
7.碳循环失调：温室效应
化石燃料的大量燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(1)形成原因：
(3)解决思路：
①减少二氧化碳排放: 开发新能源，减少化石燃料燃烧
使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁
(2)影响：
②增加二氧化碳的吸收和固定量: 大力植树种草，提高森林覆盖率
③提高秸秆还田率，提高土壤储碳量
碳循环图解中各成分的判定方法
(1)先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库。其他所有成
分都指向C的为大气中的CO2库。
(2)除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。
二、生态系统的物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S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。
1.概念
2.范围
生物圈
3.特点
具有全球性和循环往复运动的特点
注意:
1.“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质；
2.“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。
二、生态系统的物质循环
①动物的取食、消化能促进物质循环；
稻田养鸭，你能从物质循环角度说说它的好处吗？
③动物呼出的CO2还可为水稻的光合作用补充原料
②动物粪便被分解者分解后可供植物吸收利用，
二、生态系统的物质循环
02
生物富集
三、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。
1.概念：
2.常见存在生物富集现象的污染物
①重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等
②人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等
3.发生生物富集的物质的特点
①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；
②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；
4.生物富集的主要途径：
食物链、食物网
5.生物富集实例——铅的富集
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
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
6.生物富集现象的特点
火山喷发
沙尘暴
大火
大气
降水
水体
植物
土壤
动物
鱼
水鸟
猛禽
煤燃烧
金属冶炼
浮游生物
扩散途径：
1.大气
2.水
3.生物迁移
特点①：全球性
思考：在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到
三、生物富集
6.生物富集现象的特点
②有害物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端(即随营养级升高，浓度逐级递增，呈现生物放大现象)
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
三、生物富集
03
能量流动和物质循环的关系
四、能量流动和物质循环的关系
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
联系 生物群落(各营养级之间)
生物圈
主要以有机物中的化学能的形式
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
沿食物链、食物网单向流动
在生物群落和非生物环境之间循环往返
①同时进行，相互依存，不可分割
②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；
③物质是能量沿食物链网流动的载体；
④能量是物质循环的动力。
光能→化学能→热能
化学元素(无机物→有机物→无机物)
探究土壤微生物的分解作用
实验原理
探究·实践
土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
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60℃处理1h(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
1.假设：土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。
2.实验材料：土壤浸出液
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
3.实验设计
对照组：
实验组：
20℃放置7天后，取实验组和对照组的溶液分装到不同试管，分别加入斐林试剂和碘液，进行观察。
蒸馏水＋淀粉
土壤浸出液＋淀粉
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
淀粉糊
加入土壤浸出液
加入碘液
A
B
加入蒸馏水
A1
A2
B1
B2
加入碘液
加入斐林试剂
加入斐林试剂
实验结果
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
室温（20℃）环境放置7d后
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
实验结论：
土壤中的微生物对淀粉具有分解作用。
基础诊断
×
√
×
×
(1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环(　　)
(2)物质循环的范围是生物圈(　　)
(3)物质循环和能量流动是两个相对独立的过程(　　)
(4)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的(　　)
(5)物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力(　　)
√
同碳元素一样，氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断的施加氮肥呢？
②农产品不断从农田生态系统中输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
①农田中的氮往往不足以使作物高产；
拓展应用

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