1、大气中的大气中的CO2库库生态系统的生态系统的物质循环过程物质循环过程是怎样的？是怎样的？怎样理解怎样理解生物富集的成因和危害生物富集的成因和危害？123物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系是怎样的？是怎样的？ 胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强胡杨能抗干旱、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。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依然傲立于大漠，其枝
2、干往往呈现出千姿百态的奇特造型。的奇特造型。讨论：讨论：1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？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。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？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，分解者也少，物质循
3、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，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。因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。 不难看出，这两种元素在生物群落和非生物环境之间是不难看出，这两种元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的。不断循环的。 呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入呼一口气，许多二氧化碳分子就离开你的身体，进入大气中。大气中。 你能想象这些二氧化碳分你能想象这些二氧化碳分子的去向吗？子的去向吗？
4、这些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎样来到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？进入身体之前又存在于什么物质中？你体内的？进入身体之前又存在于什么物质中？食物食物人体的细胞呼吸人体的细胞呼吸COCO2 2植物的光合作用植物的光合作用大气中的大气中的CO2库库分析碳循环的过程 讨论讨论 1.碳在非生物环境和生物体内分别以碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？什么形式存在？ 碳在非生物环境中主要以碳在非生物环境中主要以CO2的的形式存在，在生物体内主要以有机物形式存在，在生物体内主要以有机物的形式存在。的形式存在。2.碳是如何进出生产者、消费者、分解者碳是如何进出生产者
5、、消费者、分解者的（以什么形式、通过哪种生命活动、形的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？成哪些产物等）？3.3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？你如何看待人类活动对碳循环的影响？大气中的二氧化碳库光合作用呼吸作用溶解光合作用(1)光合作用光合作用等：等：将二氧化碳转化为将二氧化碳转化为有机物；有机物； 生产者(2)呼吸作用：呼吸作用：将有机物分解为二氧将有机物分解为二氧化碳。化碳。大气中的二氧化碳库呼吸作用摄食消费者(1)摄食摄食等：等：将前一营养级的有机物将前一营养级的有机物转化为自身的有机物；转化为自身的有机物； (2)呼吸作用呼吸作用等：等：将有机物分解为二氧化碳。将有
6、机物分解为二氧化碳。大气中的二氧化碳库微生物的分解作用(1)食腐、腐生食腐、腐生等：等：将现成有机物转化将现成有机物转化为自身有机物；为自身有机物； 分解者分解者(2)微生物的分解作用微生物的分解作用等：等：将有机物分解为二氧将有机物分解为二氧化碳。化碳。2. 碳是如何进出生产者、消费者、分解者的碳是如何进出生产者、消费者、分解者的(以什么形式、通过哪些生命以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等活动、形成哪些产物等)？请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。大气中的COCO2 2库生产者 消费者光合作用呼吸作用呼吸作用摄食分解者微生
7、物的分解作用（有机物）食物链和食物网 煤、石油等化石燃煤、石油等化石燃料的开采与使用，料的开采与使用，将有将有机物分解为二氧化碳等。机物分解为二氧化碳等。大气中的二氧化碳库煤、石油其他途径煤、石油燃烧大气中的COCO2 2库生产者 消费者光合作用呼吸作用呼吸作用摄食分解者微生物的分解作用（有机物）食物链和食物网请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。化石燃料的燃烧冰川融化 化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化；应，引起全球性的气候变化；
8、与社会的联系（与社会的联系（P63）(1)主要原因主要原因 化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放；化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放； 森林、草原等植被遭到大面积破坏。森林、草原等植被遭到大面积破坏。(2)缓解措施缓解措施 减少二氧化碳排放减少二氧化碳排放: 开发新能源，减少化石燃料燃烧；开发新能源，减少化石燃料燃烧； 增加二氧化碳的吸收和固定量增加二氧化碳的吸收和固定量: 大力植树种草，提高森林覆大力植树种草，提高森林覆盖率；盖率； 提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。温室效应温室效应 我国一方面采取积极措施减少我国一方面采取积极措施减少二氧化碳
9、的排放，另一方面大力植树二氧化碳的排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。种草，提高森林覆盖率。毛乌素沙地塞罕坝林场大气中的大气中的CO2库库 碳在生物群落与非生物环境之碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。进行的。由于二氧化碳能够随着大由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性碳循环具有全球性。此外，海洋对。此外，海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。当大气中二氧化碳含量要的作用。当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随增加，水圈
10、中的二氧化碳含量也随之增加；如果大气中的二氧化碳含之增加；如果大气中的二氧化碳含量发生局部短缺，水圈中的二氧化量发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气。碳也能及时进入大气。1.概念概念: 组成生物体的组成生物体的_等等_，都在不，都在不断进行着从断进行着从_到到_，又从，又从_到到_的的_过程，这就是生态系统的物质循环，又叫过程，这就是生态系统的物质循环，又叫_。碳、氢、氧、氮、磷、硫元素非生物环境生物群落生物群落非生物环境循环生物地球化学循环2.范围范围_生物圈3.特点特点:(1)_: 物质循环的范围为生物圈；物质循环的范围为生物圈；(2)_: 物质可被生物群落反复利用，对改进农业生
11、产方物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示。式有多方面的启示。全球性循环往复运动 （组成生物体的（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质蛋白质、糖类、脂质和核酸和核酸等都是以等都是以碳链为基本骨架碳链为基本骨架形成的）形成的）碳的存在形式碳的存在形式非生物环境：非生物环境：COCO2 2（主要）和碳酸盐（主要）和碳酸盐生物群落：生物群落：含碳有机物含碳有机物碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：COCO2 2碳在生物群落内的传递形式：碳在生物群落内的传递形式： 含碳有机物含碳有机物碳进入生物群落的途径：碳进入生物群落的途径：光合作用（主要）
12、和化能合成作用光合作用（主要）和化能合成作用碳在生物群落中传递的主要途径：碳在生物群落中传递的主要途径： 食物链、食物网食物链、食物网碳返回非生物环境的途径：碳返回非生物环境的途径： 生产者和消费者的呼吸作用；生产者和消费者的呼吸作用；分解者的分解作用；分解者的分解作用；化石燃料的燃烧。化石燃料的燃烧。4.碳循环总结碳循环总结: 生物体从周围环境生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。1.1.概念：概念：2.2.常见存在生物富集现象的物质常见存在生物富集现象的物质重金属：
13、如铅重金属：如铅(Pb)(Pb)、镉、镉(Cd)(Cd)、汞、汞(Hg)(Hg)等等人工合成的有机化合物：如人工合成的有机化合物：如DDTDDT、六六六等、六六六等3.3.发生生物富集的物质的特点发生生物富集的物质的特点 富集物质在环境和生物体中富集物质在环境和生物体中存在形式存在形式是比较是比较稳定稳定的；的； 富集物质必须是生物体能够富集物质必须是生物体能够吸收吸收的且的且不易排出不易排出的；的； 富集物质富集物质在生物代谢过程中在生物代谢过程中是是不易被分解不易被分解的；的；4.4.生物富集的主要途径：生物富集的主要途径： 食物链、食物网食物链、食物网铅在生物体内铅在生物体内的浓度沿食物
14、的浓度沿食物链不断升高链不断升高5.5.生物富集实例生物富集实例铅的富集铅的富集煤燃烧、有色金属冶炼煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气铅被排放进入大气沉降在土壤和植被表面沉降在土壤和植被表面进入土壤进入土壤进入水体进入水体植物根吸植物根吸收叶片摄收叶片摄入铅入铅水生植物、浮游动物直水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅铅的水，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，积蓄在体内致铅不易被排出，积蓄在体内含铅生物被更高营养级动物
15、食用，沿食物链聚集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最终积累在食物链的顶端6.6.生物富集现象的特点生物富集现象的特点具有具有全球性全球性原因：原因：导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。迁移等途径扩散到世界各地。有害物质有害物质在生物体内的浓在生物体内的浓度会沿食物链不断升高度会沿食物链不断升高鱼鹰鱼鹰（2.510-5）大鱼大鱼（210-6）小鱼小鱼（510-7）植物植物（410-8）水（水（310-12）有有害害物物质质在在生生物物体体内内的的浓浓度度如右图测定结果显示如右图测定结果显
16、示DDTDDT浓度沿食物链放大浓度沿食物链放大了一千万倍了一千万倍能量流动能量流动物质循环物质循环范围范围特点特点生物群落( (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返 二者是生态系统的主要功能，它们二者是生态系统的主要功能，它们同时进行同时进行，相互依存相互依存，不可分不可分割割: 能量的能量的固定、储存、转移和释放固定、储存、转移和释放，都离不开物质的，都离不开物质的合成和分解合成和分解等过程；等过程；物质作为能量的载体物质作为能
17、量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。循环往返。联系联系过程过程形式形式探究土壤微生物的分解作用背景资料背景资料 土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些生物的数量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。量是极其繁多的，例如一茶匙表层土就可能含有亿万个细菌。 由于各地气候与环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般由于各地气候与
18、环境等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。 秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生探究土壤微生物的分解作用1.1.实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌的放线菌，它们在生态系统中的成分为，它们在生态系统中的成分为分解者分解者。分解速度主要与。分解速度主要与环境温环境温度和湿度度和湿度有关。有关。2.2.参考案例参考案例提出问题提出问题实验假设实验假设实验设计实验设计自变量自变量实验组实验组对照组对照组实验现象实验
19、现象结论分析结论分析落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？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土壤中是否含微生物对土壤高温处理（灭菌）对土壤高温处理（灭菌）对土壤不做任何处理（自然状态）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土壤微生物对落叶有分解作用土壤进行处理，排除土壤微生物的作用土壤不进行处理，自然状态落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？注意：实验组的土壤要进注意：实验组的土壤要进行
20、处理，以尽可能排除土行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在塑料袋包好，放在6060恒恒温箱中处理一小时。温箱中处理一小时。实验现象：落叶未腐烂落叶腐烂提出问题提出问题实验假设实验假设实验实验设计设计自变量自变量实验组实验组对照组对照组实验实验现象现象加入加入碘液碘液A A1 1B B1 1加入斐林加入斐林试剂试剂A A2 2B B2 2结论分析结论分析土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微
21、生物土壤中是否含有分解淀粉的微生物A A杯中加入适量淀粉糊杯中加入适量淀粉糊+ +30mL30mL土壤浸出液土壤浸出液B B杯中加入等量淀粉糊杯中加入等量淀粉糊+ +30mL30mL蒸馏水蒸馏水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纱布纱布烧杯烧杯土壤土壤水水玻璃棒玻璃棒水水取出取出碘液碘液斐林试剂斐林试剂加热加热1.配制土壤浸出液配制土壤浸出液一、实验原理一、实验原理淀粉碘液变蓝淀粉葡萄糖产生砖红色沉淀分解斐林试剂加热二、实验步骤二、实验步骤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.另取两只烧杯，编号另取两只烧杯，编号A、B淀粉糊加入土壤浸出液加入
22、碘液AB加入蒸馏水A1A2B1B2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）环境放置放置7d7d后后提出问题提出问题实验假设实验假设实验实验设计设计自变量自变量实验组实验组对照组对照组实验实验现象现象加入加入碘液碘液A A1 1B B1 1加入斐林加入斐林试剂试剂A A2 2B B2 2结论分析结论分析土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物土壤中是否含有分解淀粉的微生物A A杯中加入适量淀粉糊杯中加入适量淀粉糊+ +30mL30mL土壤浸出液土壤浸出液B B
23、杯中加入等量淀粉糊杯中加入等量淀粉糊+ +30mL30mL蒸馏水蒸馏水不变蓝不变蓝变蓝变蓝产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀不产生砖红色沉淀不产生砖红色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉土壤浸出液中的微生物能分解淀粉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 胡杨能抗干旱、御风沙、耐盐碱，可顽强胡杨能抗干旱、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。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
24、漠，其枝干往往呈现出千姿百态依然傲立于大漠，其枝干往往呈现出千姿百态的奇特造型。的奇特造型。讨论：讨论：1.胡杨死亡后，为什么很长时间都没有腐烂？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。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？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
25、分解者分解的动植物遗体等很少，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，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。因此，长有胡杨的荒漠土壤比草原的更为贫瘠。一、概念检测一、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。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。（）物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。（ ）
26、（2）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（）能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。（ ）2.在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落在生态系统中，使二氧化碳进入生物群落 的生物主要是的生物主要是 （ ）A.细菌细菌 B.真菌真菌C.动物动物 D.绿色植物绿色植物D一、概念检测一、概念检测3.竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子，但一般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。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（）大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为（ ）A.捕食捕食 B.寄生寄生C.互利共生互利共生 D.原始合作原始合作（2）下列叙述不合理的是）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能量流动方向是竹子大熊猫大熊猫纤维素分解菌纤维素分解菌CD
