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(共23张PPT)
第3节 生态系统的物质循环
问题探讨
二氧化碳分子在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。
呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。
你能想象这些CO2的去向吗？
这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到你体内的？
进入你体内之前又存在于什么物质中？
食物
人体的细胞呼吸
CO2
植物的光合作用
一、碳循环
碳是构成生物体的重要元素之一。
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。
氨基酸结构通式
葡萄糖结构
核糖核苷酸结构
大气中的碳主要是二氧化碳。生物体和大气中的碳含量，都长期处于稳定的状态，这是怎样维持的呢？
1. 碳元素
一、碳循环
【思考.讨论】 分析碳循环的过程
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。因此，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。
讨论 1. 碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
注意：碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以 CO2的形式进行的。
CO2(主要)、碳酸盐
含碳有机物
非生物环境中：
生物群落中：
一、碳循环
2. 碳是通过什么途径进出生物群落的？是如何进出生产者、消费者、分解者的？
生产者
消费者
分解者：
出生物群落
进入生物体
生产者：
消费者：
分解者：
光合作用和化能合成作用
摄食
食腐、腐生
化石燃料的燃烧
呼吸作用
分解作用
碳在生物群落内部沿着 进行传递。
食物链、食物网
一、碳循环
2. 碳循环示意图
遗体和排出物
摄食
燃烧
生产者
消费者
分解者
化石燃料
呼吸作用
呼吸作用
光合作用
大气中的CO2库
非生物环境
生物
群落
水圈中的CO2库
一、碳循环
大气中的CO2库
生产者
分解者
消费者
大气中的CO2库
生产者
初消
次消
三级消
分解者
注意：碳循环中各成分包括生产者、消费者、
分解者和大气中的CO2库。
辨图要点：
1. 碳循环中，只有生产者与非生物环境之间
的箭头是双向的；
2. 箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次
是分解者。
生产者
初级消费者
大气中的CO2库
次级消费者
分解者
一、碳循环
(2)碳的流动形式：
①生物群落与非生物环境之间： 。
②生物群落内部：　 　　　　。
③在生物群落内部沿着__________________传递。
(3)碳进入生物群落的途径：　　　　　　　　　　　 。
(4)碳返回非生物环境的途径： 、 、
和 。
(1)碳的存在形式：
①非生物环境中： 。
②生物群落内部： 　　　 。
CO2和碳酸盐
含碳有机物
CO2
含碳有机物
生产者的光合作用或化能合成作用
生产者和消费者的呼吸作用
分解者的分解作用
化石燃料的燃烧
(5)实现碳循环的关键成分： 。
生产者和分解者
食物链和食物网
最为密切的两种细胞器是 。
叶绿体和线粒体
一、碳循环
3. 人类活动对碳循环的影响
化石燃料的大量燃烧
大气中CO2含量增加
温室效应
消极影响：
全球性气候变化
积极影响：
开发新能源、植树造林、秸秆还田等
降低大气中的CO2浓度
一、碳循环
——温室效应（打破碳循环的平衡）
1. 温室气体：
CO2过多
2. CO2增多的原因
化石燃料的大量燃烧
森林、草原等植被的破坏
3. 温室效应的危害
气温升高
冰川融化
海平面上升
4. 缓解措施：
P63页《与社会的联系》
①减少二氧化碳排放： 开发新能源，减少化石燃料燃烧；
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。
增加碳储存
减少碳排放
二、物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都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。
这里的物质是：
在哪两者之间循环：
组成生物体的元素。不是指单质，也不是化合物。
这里的生态系统是指：
生物圈
2. 特点：
循环往复运动
生物群落与非生物环境之间
1. 概念：
在生物群落内部物质是沿 单向流动的。
食物链和食物网
3. 物质循环的过程中起重要作用的生物：
完成了物质和能量的输入；
实现了物质和能量的输出；
加快了物质循环；
生产者
分解者
消费者
全球性
二、物质循环
3. 生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？
2. 大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？
拓展：氮循环过程
1. 植物吸收的氮以 形式存在。
4. 据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？
农田土壤中氮元素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。
离子
固氮生物的固氮作用
反硝化作用
二、物质循环
①动物的取食、消化能促进物质循环；
稻田养鸭养鱼，你能从物质循环角度说说它的好处吗？
③动物呼出的CO2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，其中的N、P可供植物吸收利用；
④其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性。
4. 在农业方面的应用：
种养结合模式
如：稻-鸭/鱼
二、物质循环
能量流动 物质循环
范围
形式
特点
过程
终点
联系 生态系统各营养级之间
生物圈
主要以有机物中的化学能的形式
碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式
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复
以热能形式散失
循环往复、没有终点
都是生态系统的功能，同时进行、相互依存，不可分割
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
物质作为能量的 ，使能量沿食物链(网)流动；
能量作为 ，使物质在生物群落和非生物环境之间循环往返。
载体
动力
三、生物富集
如图为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图
为什么浮游生物体内的铅含量比水体中的铅含量高？
为什么营养等级越高，体内含有的铅浓度越大？
水
浮游生物
鱼
水鸟
2 ppm
5 ppm
200 ppm
1600 ppm
进入体内的铅，可以形成多种稳定的化合物，不易分解、不易排出，生物不断的摄入无机环境中的化学物质，导致体内铅含量不断积累以致高于水体中的铅含量。
高营养级的生物捕食多种低营养级的生物，导致体内积累更多的铅，因此，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端
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。
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. 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
1. 概念：
一些放射性物质
5. 生物富集的特点：_____________________________________。
①全球性
②随食物链逐渐积累
四、探究土壤微生物的分解作用
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______、______等生态因子相关。
分解者
有机物
无机物
温度
秋天刚收获的花生
水分
四、探究土壤微生物的分解作用
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
对土壤灭菌处理
对土壤不做任何处理（自然状态）
因变量：
无关变量：
腐烂情况
温度、湿度等、落叶类型、土壤理化性质、处理时间、掩埋深度
探究实验1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变;
正确做法：可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌。
四、探究土壤微生物的分解作用
准备土壤
实验组：土壤灭菌处理
对照组：土壤不做处理
准备落叶
1. 叶片数量、大小基本一致；
2. 两组均做灭菌处理
探究实验1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
1. 实验过程：
四、探究土壤微生物的分解作用
一袋叶片掩埋在未做处理的土壤中，另一袋叶片掩埋在处理过的土壤相同深度，其他条件相同。
实验组
对照组
一段时间后,检测树叶分解情况
2. 实验现象：
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
3. 实验结论：
四、探究土壤微生物的分解作用
取等量的淀粉置于两只试管中，
一支试管添加土壤浸出液，
另一只试管添加等量的蒸馏水，
一段时间后用 检测
淀粉的分解情况
探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？
1. 实验分析：
自变量：
因变量：
无关变量：
是否添加土壤微生物
淀粉分解情况
淀粉用量、时间、温度等
2. 实验设计：
碘液、斐林试剂
配置土壤浸出液
四、探究土壤微生物的分解作用
淀粉糊
加入土壤浸出液
加入碘液
A
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
3. 实验结果：
不变蓝
出现砖红色沉淀
变蓝
不出现砖红色沉淀
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
2. 实验设计：
4. 实验结论：
探究实验2：土壤微生物能分解淀粉吗？

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