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(共24张PPT)
3.3生态系统的物质循环
情境导入
保罗·赫尔曼·穆勒是一位瑞士化学家。1939年秋，他发现了DDT的杀虫功效，因此在1948年得到诺贝尔生理学或医学奖。这是首次由非生理学家夺此殊荣。
DDT使用多年后，科学家从生活在南极的企鹅脂肪组织内检测到。而南极大陆从未使用过DDT，地球上的物质是怎样循环的呢？
（Paul Hermann Müller，1899年1月12日出生于瑞士索洛图恩州奥尔坦，1965年12月12日逝世于巴塞尔）
地球上的水是怎样循环的？
降水
蒸发
植物的蒸腾作用
降水
蒸发
水在全球迁移和变化示意图
地下径流
事实：
1.水从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面。每年地球表面的蒸发量和全球降水量基本相等，因此这两个相反的过程就达到了一种平衡状态。
2.地球表面是由陆地和海洋组成的，陆地的降水量大于蒸发量，而海洋的蒸发量大于降水量，陆地上多余的水通过江河源源不断地输送给大海，以弥补海洋因蒸发而丧失的水。
地球上的水是怎样循环的？
降水
蒸发
植物的蒸腾作用
降水
蒸发
水在全球迁移和变化示意图
地下径流
事实：
3.虽然植物在光合作用中要消耗一定量的水，但是植物通过呼吸作用和蒸腾作用又把大部分的水送回了大气圈。
思考：
1.蒸发和降水推动了水在全球范围内进行循环。蒸发和降水过程是怎样进行的？
2.“海纳百川”和“云蒸霞蔚”等自然现象的形成与水循环有什么关系？
水循环的途径：
降水和蒸发是水循环的两种方式。
地表径流
动力：
由太阳能推动
地球上的水是怎样循环的？
生态系统的物质是不断循环的
各种生命活动都离不开水，水和水循环对于生态系统具有特别重要的意义。除了水，由于碳、氧、氮、磷等对生命活动也很重要，科学家对它们的循环过程也进行了深入研究。
物质循环的概念：
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生态系统中不断地进行着无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为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，因此又称为生物地球化学循环。
阅读教材85页，整理下列问题：
碳的存在形式有哪些？
碳的流动形式是什么，碳循环的主要形式是什么？
碳进入群落的途径和返回大气的途径分别有哪些？
完善碳循环示意图？
举例说明在农业生产上人们是如何利用碳循环原理增加作物产量的？
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
存在形式（从含量角度）
最多：碳酸盐（岩石圈）
其次：化石燃料中的碳
生物可直接利用的碳：二氧化碳（水圈、
大气圈）
特点：全球性、循环性
存在形式（从生物群落和非生物环境角度）
①非生物环境中：CO2和碳酸盐。
②生物群落内部：含碳有机物。
流动形式
①生物群落与非生物环境之间：CO2。
②生物群落内部：含碳有机物。
碳循环的主要形式： CO2
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
煤、石油
燃烧
大气中的CO2库
生产者
消费者
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者
分解作用
摄食
（有机物）
1.碳在生物体之间传递途径是什么？
2.参与碳循环的生理过程有哪些？
食物链和食物网
呼吸作用和光合作用
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
E_____________
F_____________
C_________________
A_________________
B_________________
大气中的CO2库
三级消费者
分解者
次级消费者
生产者
初级消费者
碳循环图解变形
辨图要点：
1、碳循环中，只有生产者与无机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
D_____________
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
碳循环特点
（2）具全球性、反复循环流动
（1）
生物
群落
无机
环境
CO2
有机物
碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落之间是以有机物的形式进行的。
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
碳循环的利用：
农家肥的使用
稻田甲烷减排
农田间作
生态系统的物质是不断循环的
其他物质循环：
氮循环
磷循环
硫循环
项目 能量流动 物质循环
形式
特点
范围
联系
主要以有机物为载体
无机物、有机物
生态系统的各营养级之间
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，离不开物质的合成和分解；
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；
③能量是物质在生态系统中循环往返的动力
单向流动，逐级递减
循环往复
生物圈(全球性)
生态系统的物质是不断循环的：碳循环
制作腐叶土
1.采用堆肥的方法，以小组为单位，在校园的树林下就地取材，收集不同种落叶乔木的落叶，并尝试用落叶来制作腐叶土。
2.在室外避风向阳的地方挖一个深度约为0.5m的土坑（或花盆代替）。在土坑中先放一层土壤，再放一层落叶，土壤与落叶交替堆放数层。注意在堆积时不能挤压太紧。
制作腐叶土
3.堆积完成后，用淘米水或含有少量尿素的水溶液浇灌。控制浇灌量，用手抓起一把堆积物握紧，略微有水流出即可。最后在堆积层顶部堆土封严或用塑料布盖严。
4.经过一段时间的高温发酵，堆积物充分腐熟。取出堆积物，晾晒杀菌，捣碎后过筛，即成为腐叶土。未腐熟的残渣可重新堆积。腐叶土可用来种植花卉、蔬菜等。
1.概念： 有害物质循环是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。
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大多数是_____________；
③在生物代谢过程中是____________的__________ 和____________；
难以分解
4.生物富集的主要途径——______________
食物链、食物网
有机大分子
重金属元素
有害物质
有害物质通过食物链呈现富集现象
DDT是如何富集的？
雕（833万倍）
大鱼（66万倍）
小鱼（17万倍）
浮游（1.3万倍）
水（1倍）
有害物质在生物体内的浓度
汞循环：
煤燃烧、有色金属冶炼
汞进入大气、水、土壤
进入土壤
进入水体
植物根吸收叶片摄入汞
被生物吸收，转变为毒性更大的有机汞。
海水汞浓度为0.0001mg/kg时，浮游生物可达0.001~0.002mg/kg，小鱼可达0.2~0.5mg/kg，大鱼体内的汞比海水高1万~5万倍。
含汞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
有害物质通过食物链呈现富集现象
在生物体内形成积累性中毒。
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。水俣病主要由甲基汞中毒造成。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕，日本患者呼吁加强管控
有害物质通过食物链呈现富集现象：危害
课堂小结
1.下列有关生物富集作用的说法，不正确的是( )
A.生物富集作用与人类的活动有关
B.环境中的有害物质可以被植物、动物直接吸收
C.食物链越高，有害重金属沉积越高
D.生物富集现象是局部的，不具有全球性
【答案】D
【解析】生态系统中的有害物质是人类活动向环境中排放的，这些有害物质一进入环境便参与生态系统的物质循环，沿食物链逐级积累，A正确；环境中的有害物质可以被植物，动物直接吸收，但却不能被利用，导致在生物体内积累，B正确；由分析可知，有害重金属会沿着食物链传递，营养级越高，生物体内有害物质的沉积越高，C正确；生态系统中的有害物质会参与生物系统的物质循环，具有全球性的特点，D错误。
随堂练习
2.如图表示某自然生态系统的部分碳循环过程，甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的组成成分，据图判断下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者，不全是植物
B.丙在碳循环中的作用不可缺少
C.甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式流动
D.图中应添加从“大气CO2”到“丁”的箭头
【答案】A
【解析】A、图中丁代表生产者,不全是植物，,也可代表硝化细菌等的化能合成作用的自养型生物,A错误;B、丙作为分解者在生态系统中不可缺少,若缺少分解者,则生态系统的尸体将要堆积如山,物质循环将不能正常进行,B正确;C、图中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者,它们构成该生态系统的生物群落，碳元素在它们之间的流动是以含碳有机物的形式流动的,C正确;D、图中缺少的生理过程是从“大气CO2”到“丁”的箭头,表示光合作用或化能合成作用,D正确。故选A。
随堂练习
3.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列错误的是( )
A.能量流动和物质循环在生态系统中相依相伴进行
B.图中②可表示热能，⑤既能表示能量流动也能表示物质循环
C.不易被分解的有害物质沿③，④传递会表现出生物富集作用
D.若图中物质循环表示氮循环，则氮在③④过程的传递形式主
要为含氮有机物
【答案】B
【解析】生态系统中，物质循环和能量流动把各个组分有机的联合成一个整体，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，故A正确;物质循环是指组成生物体的CHONP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过程，③④仅仅是生物群落内部，不能代表物。质循环，故B错误;有害物质会随着食物链和食物网进行积累，出现有害物质富集现象，故C正确;物质循环在生物群落内部时，往往以有机物的形式存在，故D正确。
随堂练习

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