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1、第第3 3节节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环 1 1、物质循环的概念、物质循环的概念 2 2、碳循环图解、碳循环图解 3 3、能量流动与物质循环的关系、能量流动与物质循环的关系学习目标：学习目标：潮阳实验学校潮阳实验学校任培勇任培勇第1页/共40页 组成生物体的组成生物体的等基本元等基本元素，在素，在 和和 之间之间往返循环往返循环利用利用的过程，又称为的过程，又称为 。C C、H H、O O、N N、P P、S S 生物群落生物群落 无机环境无机环境生物地球化学循环生物地球化学循环 注意：注意：注意：注意：1.1.1.1.物质：物质：物质：物质：2.2.2.2.范围：范围：范围：范围
2、：3.3.3.3.循环：循环：循环：循环：组成生物体组成生物体组成生物体组成生物体C C C C、H H H H、O O O O、N N N N、P P P P、S S S S等基本元素。等基本元素。等基本元素。等基本元素。而不是单质，也不是化合物。而不是单质，也不是化合物。而不是单质，也不是化合物。而不是单质，也不是化合物。生物群落生物群落 无机环境无机环境 全球性，反复循环利用。全球性，反复循环利用。全球性，反复循环利用。全球性，反复循环利用。4.4.4.4.特点：特点：特点：特点：一、物质循环的概念一、物质循环的概念生物圈。生物圈。生物圈。生物圈。不是群落内循环。不是群落内循环。不是群落
3、内循环。不是群落内循环。第2页/共40页例例1 1：下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错误的是：下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错误的是 （）A A所指的物质是指组成生物体的所指的物质是指组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等化学元素等化学元素B B所说的生态系统是指生物圈所说的生态系统是指生物圈C C物质在循环过程中不断减少的物质在循环过程中不断减少的DD所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现、循环利用所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现、循环利用学.科.网第3页/共40页1 1 1碳循环碳循环2 2 2碳在自然界以什么形式存在？碳在自然界以什么
4、形式存在？碳是如何分别进入生产者、消费者、分解碳是如何分别进入生产者、消费者、分解者各个环节的？者各个环节的？3 3 3碳是通过什么途径进出生物群落的？碳是通过什么途径进出生物群落的？思考讨论：思考讨论：二、碳循环的过程二、碳循环的过程第5页/共40页a aab bb无机环境中的碳无机环境中的碳生物群落中的碳生物群落中的碳c cc碳循环的主要碳循环的主要形式形式COCO2 2、碳酸盐、碳酸盐含碳有机物含碳有机物COCO2 21 1 1碳在自然界以什么形式存在？碳在自然界以什么形式存在？第6页/共40页a aab bb碳是如何由无机碳是如何由无机环境进入生产者环境进入生产者碳是如何由生产碳是如何
5、由生产者进入消费者者进入消费者c cc碳是如何进入碳是如何进入分解者分解者2 2 2碳是如何分别进出生产者、消费者、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？分解者各个环节的？光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用动物摄食动物摄食动植物的遗体、动植物的遗体、残骸和排遗物残骸和排遗物第7页/共40页a aab bb碳如何从无机环碳如何从无机环境进入生物群落境进入生物群落碳如何从生物群碳如何从生物群落进入无机环境落进入无机环境3 3 3碳是通过什么途径进出生物群落的？碳是通过什么途径进出生物群落的？呼吸作用呼吸作用微生物的微生物的分解作用分解作用光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用第
6、8页/共40页小结：碳循环的特点小结：碳循环的特点（1 1）循环形式：）循环形式：COCO2 2。（4 4）与循环有）与循环有 关的活动关的活动生产者的生产者的光合作用。光合作用。动植物的动植物的呼吸作用。呼吸作用。分解者的分解者的分解作用。分解作用。生产、生活的生产、生活的燃烧。燃烧。（5 5）循环具有全球性。）循环具有全球性。1.碳进生碳进生物群落物群落3.碳离开碳离开生物群落生物群落（2 2）碳在自然界中的存在形式：）碳在自然界中的存在形式：COCO2 2和碳酸盐。和碳酸盐。（3 3）碳在生物体内的存在形式：）碳在生物体内的存在形式：含碳有机物。含碳有机物。生产者的生产者的化能合成作用。
7、化能合成作用。2.2.碳在生物体之间传递：碳在生物体之间传递：以以含碳有机物含碳有机物的形式通过的形式通过食物链（网）食物链（网）进行。进行。第11页/共40页（3 3）图中）图中D CD C过程是通过过程是通过 作用实现的，作用实现的，C DC D过过程是通过程是通过 作用实现的，作用实现的，B DB D过程是通过过程是通过_作用作用实现的。实现的。C CDDB BA A（1 1）此生态系统的能量流动是从）此生态系统的能量流动是从 _固定太阳能开始的。固定太阳能开始的。（2 2）碳元素在大气中与）碳元素在大气中与A A、B B、C C之间之间的传递是以的传递是以 _形式进行的，在生态形式进行
8、的，在生态系统各成分中系统各成分中A A为为 ，B B为为 。例例2 2：右图示生态系统碳循环示意图，：右图示生态系统碳循环示意图，A A、B B、C C、DD是是生态系统的成分，生态系统的成分，D D为大气，请据图回答：为大气，请据图回答：C C生产者生产者消费者消费者分解者分解者光合光合呼吸呼吸分解分解COCO2 2（4 4）与碳循环关系最为密切的两种细胞器是）与碳循环关系最为密切的两种细胞器是_。（5 5）生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是？）生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是？A.A.光合作用光合作用 B.B.呼吸作用呼吸作用 C.C.蒸腾作用蒸腾作用 D.D.微生物分解作
9、用微生物分解作用线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体生产者生产者消费者消费者分解者分解者非生物的物非生物的物质和能量质和能量第12页/共40页全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升的现象。全球地表气温的最新分析表明，在过去的100多年中，全球地表温度平均上升了0.6。热点：热点：第13页/共40页温室效应（1 1）形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中 含量迅速增加，打破了生物圈 的平衡。（2 2）危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面 ，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。（3 3）防止和减缓温室效应的主要措施改善能源结构，开发新能源（核能、水能等），尽量减少煤炭的
10、燃烧量（减少COCO2 2的来源）。大力推行 （增加COCO2 2的去路）CO2碳循环上升植树造林第15页/共40页项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环特点特点范围范围 联系联系（1 1）同时进行，相互依存，不可分割。）同时进行，相互依存，不可分割。（2 2）物质是能量流动的）物质是能量流动的_（3 3）能量是物质循环的）能量是物质循环的_全球性、反复循环利用全球性、反复循环利用单向流动单向流动 、逐级递减、逐级递减生物群落与无机环境之间生物群落与无机环境之间载体载体动力动力生态系统各营养级之间生态系统各营养级之间三、物质循环和能量流动的关系三、物质循环和能量流动的关系第16页/共40页D
11、例例3：如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是：如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是()A图中图中B能实现光能能实现光能化学能的转化化学能的转化B由由BCD能量传递效率是变化的能量传递效率是变化的CB、E是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节DB、C、D被被E捕食且三者分别处于第一、二、三营养捕食且三者分别处于第一、二、三营养级级生产者生产者初级消初级消费者费者次级消次级消费者费者分解者分解者非生物的物非生物的物质和能量质和能量第17页/共40页方法技巧：巧辨图形判断参与碳循环的四种成分方法技巧：巧辨图形判断参与碳循环的四种成分非生物的物非生
12、物的物质和能量质和能量生产者生产者分解者分解者消费者消费者生产者生产者初级消费者非生物的物非生物的物质和能量质和能量次级消费者分解者分解者非生物的物质和能量（大气中的CO2库）生产者生产者初消次消三级消分解者分解者C CDDB BA A生产者生产者消费者消费者分解者分解者非生物的物非生物的物质和能量质和能量第18页/共40页例例4：如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误：如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是（）的是（）A、生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足、生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足B、A是消费者，是消费者，C是生产者，碳在各成分间以是生产者，碳在各成分间以CO2
13、的形的形式传递式传递C、对、对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡D、碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体、碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体B非生物的物非生物的物质和能量质和能量生产者生产者分解者分解者消费者消费者化石燃料化石燃料的燃烧的燃烧第19页/共40页探究活动探究活动案例案例1 1 探究土壤微生物对落叶的作用探究土壤微生物对落叶的作用准备土壤准备土壤实验组：实验组：土壤灭菌处理土壤灭菌处理 对照组：对照组：土壤不做处理土壤不做处理准备落叶准备落叶实验组与对照组叶片数量与大小基本一致实验组与对照组叶片数量与大小基本一致第20页/共
14、40页分别埋入落叶分别埋入落叶一段时间后一段时间后,检测树叶分解情况检测树叶分解情况第21页/共40页1.1.提出问题：提出问题：土壤中微生物对淀粉是否有分解作用？土壤中微生物对淀粉是否有分解作用？2.2.作出假设：作出假设：土壤中的微生物对淀粉有分解作用。土壤中的微生物对淀粉有分解作用。3.3.设计实验：设计实验：（1 1）材料用具：土壤、烧杯、玻璃棒、试管、蒸馏）材料用具：土壤、烧杯、玻璃棒、试管、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。案例案例2 2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用：探究土壤微生物对淀粉的分解作用（2 2）实验原理：土壤微生物通过分泌）实验原理：土
15、壤微生物通过分泌淀粉酶淀粉酶能将能将淀粉淀粉分分解为解为还原性糖还原性糖（麦芽糖、果糖、葡萄糖），通过（麦芽糖、果糖、葡萄糖），通过碘液碘液检检测，可以测，可以证明淀粉被分解证明淀粉被分解；通过；通过斐林试剂（水浴加热）斐林试剂（水浴加热）的检测，可以证明淀粉被分解为还原性糖。的检测，可以证明淀粉被分解为还原性糖。（3）实验步骤：（见课本）实验步骤：（见课本P102）第22页/共40页4.4.实验结果及结论：实验结果及结论：（1 1）结果：）结果：（2 2）结论：土壤微生物对淀粉有分解作用。）结论：土壤微生物对淀粉有分解作用。项目项目 A1A1试管试管A2A2试管试管B1B1试管试管B2B2试
16、管试管实验实验结果结果不变蓝不变蓝有砖红色沉有砖红色沉淀淀变蓝变蓝无砖红色无砖红色沉淀沉淀淀粉糊淀粉糊+土壤浸出液土壤浸出液+斐林试剂斐林试剂淀粉糊淀粉糊+蒸馏水蒸馏水+碘液碘液淀粉糊淀粉糊+蒸馏水蒸馏水+斐林试剂斐林试剂淀粉糊淀粉糊+土壤浸出液土壤浸出液+碘液碘液第23页/共40页物质循环的概念：物质循环的概念：组成生物体的组成生物体的化学元素化学元素，特点：特点：具有全球性，反复循环利用。具有全球性，反复循环利用。实例：实例：碳循环碳循环与能量流动的关系：与能量流动的关系：物质是能量流动的载体物质是能量流动的载体 能量是物质循环的动力能量是物质循环的动力生产者生产者消费者消费者分解者分解者
17、煤炭、石油煤炭、石油大气中的大气中的COCO2 2库库第24页/共40页例例5：（：（11分）有人研究了一个草原生态系统的结构和功能以及人分）有人研究了一个草原生态系统的结构和功能以及人体的内环境稳态后，画出了下列示意图，请分析回答：体的内环境稳态后，画出了下列示意图，请分析回答：（1）图图表示碳循环，表示碳循环，C表示表示_，请用箭头、图，请用箭头、图的字母和必要的文字表示出图的字母和必要的文字表示出图所示生态系统的能量流所示生态系统的能量流动图解：动图解：_。分解者分解者 非生物的物质非生物的物质和能量和能量生产者生产者分解者分解者消费者消费者太阳能太阳能第26页/共40页例例5：（：（1
18、1分）有人研究了一个草原生态系统的结构和功能以及人分）有人研究了一个草原生态系统的结构和功能以及人体的内环境稳态后，画出了下列示意图，请分析回答：体的内环境稳态后，画出了下列示意图，请分析回答：（2）在图在图所示食物网中，生产者是所示食物网中，生产者是_（填写字母），（填写字母），E和和H之间的关系是之间的关系是_G占有哪几个营养级？占有哪几个营养级？_。（3）图图表示某人的体液各部分的关系，当此人感染了一表示某人的体液各部分的关系，当此人感染了一种病毒痊愈后，会在其甲种病毒痊愈后，会在其甲_中发现中发现_细细胞分化成的记忆细胞。此人在进行野外生存训练时，食用胞分化成的记忆细胞。此人在进行野外
19、生存训练时，食用了馒头，由于种种原因没有及时喝到水，随后他的血液中了馒头，由于种种原因没有及时喝到水，随后他的血液中含量明显增多的激素可能有含量明显增多的激素可能有_和和_。F F 捕食和竞争捕食和竞争 第二、三、四第二、三、四 血浆血浆 T T细胞和细胞和B B胰岛素胰岛素 抗利尿激素抗利尿激素 淋巴淋巴组织液组织液血浆血浆细胞内液细胞内液非生物的物非生物的物质和能量质和能量生产者生产者分解者分解者消费者消费者第27页/共40页课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习D D1 1 1 1D D2.2.2.2.第28页/共40页3.203.203.203.20世纪世纪世纪世纪60606060年代，美国
20、农庄主为了提高农作物产量，曾用年代，美国农庄主为了提高农作物产量，曾用年代，美国农庄主为了提高农作物产量，曾用年代，美国农庄主为了提高农作物产量，曾用飞机反复大面积喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是飞机反复大面积喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是飞机反复大面积喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是飞机反复大面积喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是彻底消灭了该地区的害虫彻底消灭了该地区的害虫彻底消灭了该地区的害虫彻底消灭了该地区的害虫 害虫的抗药性愈来愈强害虫的抗药性愈来愈强害虫的抗药性愈来愈强害虫的抗药性愈来愈强 消灭了该地区杂草消灭了该地区杂草消灭了该地区杂草消灭了该地区杂草 这个地区鸟类
21、数量减少这个地区鸟类数量减少这个地区鸟类数量减少这个地区鸟类数量减少 未喷未喷未喷未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药的成分洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药的成分洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药的成分洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药的成分A B C D A B C D A B C D A B C D B B4 4 4 4生态系统中物质循环中的物质，一般指组成生物体的生态系统中物质循环中的物质，一般指组成生物体的生态系统中物质循环中的物质，一般指组成生物体的生态系统中物质循环中的物质，一般指组成生物体的 A A A A各种化合物各种化合物各种化合物各种化合物 B B B
22、B各种有机物各种有机物各种有机物各种有机物 C C C C各种无机物各种无机物各种无机物各种无机物 D D D D各种基本元素各种基本元素各种基本元素各种基本元素 D D第29页/共40页D DC C5.5.5.5.6.6.6.6.第30页/共40页备用资料备用资料第31页/共40页1 1 1 1）这四个种群中属于生产者的是）这四个种群中属于生产者的是）这四个种群中属于生产者的是）这四个种群中属于生产者的是_2)2)2)2)写出四个种群的能量流动渠道：写出四个种群的能量流动渠道：写出四个种群的能量流动渠道：写出四个种群的能量流动渠道：_3)3)3)3)在能量流动的渠道中，在能量流动的渠道中，在
23、能量流动的渠道中，在能量流动的渠道中，_越高，生物体内的越高，生物体内的越高，生物体内的越高，生物体内的DDTDDTDDTDDT浓浓浓浓度越高，这种现象称为度越高，这种现象称为度越高，这种现象称为度越高，这种现象称为_ _ _ _ _9.9.9.9.下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态平衡的环境中含有的总能量和残留农药的含有的总能量和残留农药的含有的总能量和残留农药的含有的总能量和残留农药的DDTDDTDDTDDT的平均浓度的平均浓度的平均浓度的平均浓
24、度种群种群种群种群甲甲甲甲乙乙乙乙丙丙丙丙丁丁丁丁能量能量能量能量2.8102.8102.8102.8109 9 9 91.3101.3101.3101.3108 8 8 89.1109.1109.1109.1107 7 7 72.9102.9102.9102.9107 7 7 7DDTDDTDDTDDT浓度浓度浓度浓度0.040.040.040.040.350.350.350.350.390.390.390.393.43.43.43.4甲甲乙乙甲甲丙丙丁丁营养级营养级生物富集生物富集第32页/共40页碳如何从非生物环境进入生物群落？碳如何从非生物环境进入生物群落？碳如何在生物群落中传递碳如何
25、在生物群落中传递(生产者、消费者和分解者生产者、消费者和分解者)?)?碳如何从生物群落返回非生物环境？碳如何从生物群落返回非生物环境？第33页/共40页大气中的CO2库生产者生产者消费者消费者分解者分解者化石燃料化石燃料 光光合合作作用用 呼呼吸吸作作用用 呼呼吸吸作作用用分分解解作作用用燃燃烧烧摄食无机环境无机环境 （CO CO 2 2 ）生物群落生物群落（有机物）（有机物）光合作用、化能合成作用光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用呼吸作用、分解作用化化能能合合成成作作用用第34页/共40页1.碳碳进入进入生物群落的方式生物群落的方式:2.碳在生物群落之间碳在生物群落之间传递传递的途径的
26、途径:食物链3.碳碳出出生物群落的方式生物群落的方式:分解者的分解作用生产者、消费者的呼吸作用化石燃料的燃烧（碳（碳进入大气进入大气的途径）的途径）形式形式:含碳有机物生产者的光合作用,化能合成作用4.碳循环的形式：碳循环的形式：二氧化碳二氧化碳大气中的CO2库生产者生产者消费者消费者分解者分解者化石燃料化石燃料 光光合合作作用用 呼呼吸吸作作用用 呼呼吸吸作作用用分分解解作作用用燃燃烧烧摄食化化能能合合成成作作用用第35页/共40页（1）同时进行、相互依存（2）物质是能量流动的载体（3）能量是物质反复循环的动力生物群落与无机环境之间生态系统各营养级之间往复循环、全球性单向传递、逐级递减以元素
27、形式循环以有机物形式流动三三.能量流动与物质循环的关系能量流动与物质循环的关系 联系范围特点形式物质循环能量流动项目无机环境无机环境生产者生产者消费者消费者分解者分解者能量能量光能光能热能热能热能热能热能热能单向不循环单向不循环物质物质COCO2 2反复循环反复循环第36页/共40页例1：下图分别表示人体不同液体间的物质交换和生态系统的碳循环过程，下列说法正确的有()乙中的乙中的d为分解者，为分解者，a为生产者为生产者人长期营养不良时，甲中人长期营养不良时，甲中c的渗透压降低会引起组织水肿的渗透压降低会引起组织水肿甲中甲中d处的处的O2浓度最低浓度最低乙中乙中c为消费者，其中的初级消费者一定为第二营养级为消费者，其中的初级消费者一定为第二营养级甲中的甲中的a、b、c、d构成人体内环境构成人体内环境乙中有乙中有3条食物链，其中条食物链，其中b所处营养级贮存的能量最少所处营养级贮存的能量最少A3项项 B4项项 C5项项 D6项项A淋巴淋巴组织液组织液血浆血浆细胞内液细胞内液非生物的物质和能量非生物的物质和能量生产者生产者分解者分解者消费者消费者第37页/共40页感谢观看！第40页/共40页