1、4.2.2 4.2.2 生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环 课件（苏课件（苏教版必修教版必修3 3）1ppt课件(二二)生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环2ppt课件学习目标：学习目标：1.举例说明生态系统的物质循环的过举例说明生态系统的物质循环的过程及其特点程及其特点2理解生态系统的碳循环理解生态系统的碳循环3理解生态系统的物质循环和能量流动的关系理解生态系统的物质循环和能量流动的关系能力目标：能力目标：1.学会分析生态系统中的碳循环的过学会分析生态系统中的碳循环的过程及其特点程及其特点2能进行生态系统中的物质循环和能量流动的能进行生态系统中的物质循环和能量流动的关系分析和应用关
2、系分析和应用3联系实际分析温室效应产生的原因及造成的联系实际分析温室效应产生的原因及造成的危害，探讨避免温室效应的措施危害，探讨避免温室效应的措施3ppt课件情感目标：情感目标：1.通过探究活动学习，培养开拓创新通过探究活动学习，培养开拓创新精神和创新能力的意识精神和创新能力的意识2通过了解土壤微生物的分解作用，形成对自通过了解土壤微生物的分解作用，形成对自然和社会的责任感，树立人与自然和谐发展的观然和社会的责任感，树立人与自然和谐发展的观念，形成科学的价值观念，形成科学的价值观4ppt课件情景导引情景导引秋天，勤劳的环卫工人清扫街道上秋天，勤劳的环卫工人清扫街道上,的落叶后运往的落叶后运往垃
3、圾场，落叶中的各种垃圾场，落叶中的各种,营养被营养被“运走了运走了”，使得，使得土壤中的含量土壤中的含量,有所减少，说明人类的活动可以影有所减少，说明人类的活动可以影响物质循环和不同库中物质的含量。你认为这种响物质循环和不同库中物质的含量。你认为这种分析有道理吗？分析有道理吗？5ppt课件基础自主梳理基础自主梳理一、生态系统中的物质循环一、生态系统中的物质循环1概念：又称为概念：又称为_，是指在生，是指在生态系统中，组成生物体的态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、C a 等 元 素，不 断 进 行 着 从等 元 素，不 断 进 行 着 从 _ _ _ _ _ _ _ _ 到到_，再回到，
4、再回到_的循环。的循环。2与能量流动的关系与能量流动的关系物质循环的物质循环的_来自能量，而物质又是能量的来自能量，而物质又是能量的_，保证能量从一种形式转变为另一种形式，保证能量从一种形式转变为另一种形式，物质循环与能量流动相伴随。物质循环与能量流动相伴随。生物地球化学循环生物地球化学循环无机环境无机环境生物群落生物群落无机环境无机环境动力动力载体载体6ppt课件思考感悟思考感悟1既然物质是循环的，为什么人们还不断向农既然物质是循环的，为什么人们还不断向农田中施加氮肥？田中施加氮肥？【提示提示】物质在生物圈范围内是循环的。农田物质在生物圈范围内是循环的。农田中不断有粮食产出，所以要不断施加氮
5、肥。中不断有粮食产出，所以要不断施加氮肥。7ppt课件大气环流大气环流蒸发蒸发生命活动生命活动营养物质营养物质8ppt课件9ppt课件10ppt课件4人类活动影响人类活动影响水体富营养化水体富营养化(1)原因：水体中原因：水体中_含量过多。含量过多。(2)结果：结果：_等过度繁殖导致生态系统的稳等过度繁殖导致生态系统的稳态被破坏。态被破坏。思考感悟思考感悟2碳在生物群落中以什么形式传递？碳在生物群落中以什么形式传递？【提示提示】碳水化合物。碳水化合物。N、P藻类藻类11ppt课件二、物质循环与能量流动的区别与联系二、物质循环与能量流动的区别与联系1区别：物质循环的特点不同于能量流动，物区别：物
6、质循环的特点不同于能量流动，物质可以被生物群落质可以被生物群落_，而能量流动是，而能量流动是_的、逐级递减的，是的、逐级递减的，是_的。的。2联系：生态系统的主要功能是进行能量流动联系：生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，二者同时进行，彼此相互依存，不和物质循环，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。使生态系统的各组成成分紧密地联系在可分割。使生态系统的各组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。物质循环的动力来一起，形成一个统一的整体。物质循环的动力来自能量，而物质又是能量的自能量，而物质又是能量的_，以保证能量，以保证能量从一种形式转变为另一种形式。从一种形式转变为另一种形式。
7、反复利用反复利用单向单向不循环不循环载体载体12ppt课件核心要点突破核心要点突破几种物质的循环参考图解几种物质的循环参考图解1碳循环过程碳循环过程13ppt课件14ppt课件(2)特点特点碳循环的形式：主要是碳循环的形式：主要是CO2。碳在自然界中的存在形式：碳在自然界中的存在形式：CO2和碳酸盐。和碳酸盐。碳在生物体内的存在形式：含碳有机物。碳在生物体内的存在形式：含碳有机物。碳进入生物体的主要途径：绿色植物的光合碳进入生物体的主要途径：绿色植物的光合作用。作用。碳在生物体之间传递的途径：食物链和食物碳在生物体之间传递的途径：食物链和食物网。网。碳进入大气的途径：碳进入大气的途径：a动、植
8、物的呼吸作用；动、植物的呼吸作用；b分解者的分解作用；分解者的分解作用；c化石燃料等的燃烧。化石燃料等的燃烧。15ppt课件2氮循环的过程氮循环的过程16ppt课件【规律总结规律总结】两种物质循环的比较两种物质循环的比较比较项目比较项目碳循环碳循环氮循环氮循环进入生态系进入生态系统的途径统的途径植物等的光合作植物等的光合作用，某些细菌的用，某些细菌的化能合成作用化能合成作用植物对矿质元素的植物对矿质元素的吸收，固氮微生物吸收，固氮微生物的固氮作用的固氮作用进入生态系进入生态系统的形式统的形式CO2NH3、NO、NO、N2返回无机自返回无机自然界的形式然界的形式CO2NH3、NO、NO、N2返回
9、途径返回途径分解者分解、生分解者分解、生物的呼吸作用、物的呼吸作用、燃烧燃烧分解者分解、细菌分解者分解、细菌(包括硝化细菌和亚包括硝化细菌和亚硝化细菌硝化细菌)的代谢的代谢17ppt课件3.水循环水循环水是组成生物体的重要成分，约占体重的水是组成生物体的重要成分，约占体重的60%95%，体内进行的一切生化反应都离不，体内进行的一切生化反应都离不开水。地球上的水通过蒸发、降雨、植物的蒸开水。地球上的水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环，如下图。腾、吸收等过程反复循环，如下图。18ppt课件特别提醒特别提醒(1)物质循环中的物质是指组成生物体的基本元物质循环中的物质是指组成生物体的基本
10、元素，而不是化合物。素，而不是化合物。(2)物质循环的范围是生物物质循环的范围是生物圈，具有全球性、循环性的特点。圈，具有全球性、循环性的特点。19ppt课件(2009年高考重庆卷年高考重庆卷)如图是某森林生态如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不表示不同用途的有机物同用途的有机物(j是未利用部分是未利用部分)，方框大小表，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是示使用量，下列叙述正确的是()20ppt课件A进入该生态系统的进入该生态系统的CO2量与各量与各h产生的产生的CO2总总量相等量相等B生产者生产者i的量大于被初级消费者同化的有机物的量大于
11、被初级消费者同化的有机物的量的量C流向分解者的流向分解者的k可被生产者直接吸收利用可被生产者直接吸收利用D流经该生态系统的物质和能量可循环利用流经该生态系统的物质和能量可循环利用【思路点拨思路点拨】本题考查某森林生态系统的物质本题考查某森林生态系统的物质循环和能量流动的相关问题。解答本题可从以下循环和能量流动的相关问题。解答本题可从以下几个方面分析：几个方面分析：(1)明确每一营养级的能量来源和去路。明确每一营养级的能量来源和去路。(2)明确碳循环的具体途径。明确碳循环的具体途径。(3)正确分析示意图所提供的信息解答问题。正确分析示意图所提供的信息解答问题。21ppt课件【尝试解答尝试解答】B
12、【解析解析】据图判断：据图判断：h表示各营养级呼吸消表示各营养级呼吸消耗的有机物；耗的有机物；i表示被下一个营养级摄入的有机表示被下一个营养级摄入的有机物；物；k表示通过生物的遗体、粪便等流入分解表示通过生物的遗体、粪便等流入分解者的有机物。进入该系统的二氧化碳量，即生者的有机物。进入该系统的二氧化碳量，即生产者固定的二氧化碳量，大于各营养级的产者固定的二氧化碳量，大于各营养级的h分分解产生的二氧化碳总量，故解产生的二氧化碳总量，故A错误；流向分解错误；流向分解者的有机物者的有机物(k)经分解者分解为二氧化碳和无机经分解者分解为二氧化碳和无机盐后才能被生产者利用，故盐后才能被生产者利用，故C错
13、误；在生态系错误；在生态系统中，物质可循环利用，能量只能单向流动，统中，物质可循环利用，能量只能单向流动，不能循环利用，故不能循环利用，故D错误。错误。22ppt课件跟踪训练跟踪训练下图为生态系统碳循环示意图，其中下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。23ppt课件请据图回答：请据图回答：(1)生 态 系 统 的 碳 循 环 是 指 碳 元 素 在生 态 系 统 的 碳 循 环 是 指 碳 元 素 在_之间不断循环之间不断循环的过程。的过程。(2)X与甲中图示生物类群的能量来源不同，与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代代表的生
14、物为表的生物为_；Y的细胞结的细胞结构与丙中图示生物不同，构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的的细胞结构最主要的特点是特点是_。24ppt课件(3)大 气 中 的大 气 中 的 C O2在 甲 中 图 示 的在 甲 中 图 示 的_处处(在在ad中选中选择择)合成有机物；含碳有机物在甲中图示的合成有机物；含碳有机物在甲中图示的_处处(在在ad中选择中选择)可以分可以分解为解为CO2。(4)化石燃料除燃烧外，还可以通过化石燃料除燃烧外，还可以通过_途径产生途径产生CO2。25ppt课件解析：解析：通过绿色植物光合作用或某些化能自养通过绿色植物光合作用或某些化能自养型生物的合成作用型生物的合
15、成作用(常见的有硝化细菌等常见的有硝化细菌等)，把，把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸作用，又把二氧化碳释放到大气中。生产者和作用，又把二氧化碳释放到大气中。生产者和消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。二氧化碳也返回到大气中。26ppt课件另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等，被另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等
16、，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。由放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。由此可见，碳在生物群落与无机环境之间的循环主此可见，碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。在植物细胞中，要是以二氧化碳的形式进行的。在植物细胞中，二氧化碳在叶绿体中被利用，又可通过呼吸作用二氧化碳在叶绿体中被利用，又可通过呼吸作用在细胞质基质和线粒体中分解产生。在细胞质基质和线粒体中分解产生。答案：答案：(1)生物群落与无机环境生物群落与无机环境(2)化能自养型细菌化能自养型细菌(或硝化细菌等或硝化细菌
17、等)有核膜包围有核膜包围的细胞核的细胞核(3)ca和和b(4)微生物的分解微生物的分解27ppt课件项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环形式形式 以有机物的形式流动以有机物的形式流动以无机物的形式流动以无机物的形式流动过程过程沿食物链沿食物链(网网)单向流单向流动动在无机环境生物群落在无机环境生物群落间往复循环间往复循环范围范围生态系统各营养级生态系统各营养级全球性全球性特点特点 单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减反复出现、循环流动反复出现、循环流动联系联系(1)能量的固定、转移、释放都离不开物质的能量的固定、转移、释放都离不开物质的合成和分解合成和分解(2)物质是能量沿食物链物质是能量
18、沿食物链(网网)流动的载体流动的载体(3)能量是物质在生态系统中往复循环的动力能量是物质在生态系统中往复循环的动力总之，二者互为因果、相辅相成，不可分割总之，二者互为因果、相辅相成，不可分割生态系统的能量流动与物质循环的关系生态系统的能量流动与物质循环的关系28ppt课件生态系统中的各种组成成分生态系统中的各种组成成分非生物成分、非生物成分、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环，才紧密地联系在一起，形成动和物质循环，才紧密地联系在一起，形成一个统一的整体，图解如下：一个统一的整体，图解如下：29ppt课件特别提醒特别提醒任何一个生态系统的能量
19、流动和物质循环都任何一个生态系统的能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是一个生态系统相对保持着相对的平衡，这是一个生态系统相对稳定的重要保证。稳定的重要保证。30ppt课件下图为某生态系统中，能量流动与物质循下图为某生态系统中，能量流动与物质循环关系示意图环关系示意图图中图中为有毒物质浓度百万分之一为有毒物质浓度百万分之一(即即106)，能量单位：，能量单位：kJcm2a1。请回答：。请回答：31ppt课件(1)从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是重要作用是_。(2)该生态系统的总能量是该生态系统的总能量是_kJcm2a1。(3)用
20、图中数值计算能量从用图中数值计算能量从A到到B的传递效率是的传递效率是_，其余的能量最终通过生物，其余的能量最终通过生物的的_散失。由于生物在代谢中不能再利用散失。由于生物在代谢中不能再利用_，因此能量流动具有，因此能量流动具有_的特点。的特点。32ppt课件(4)图中无机物箭头指图中无机物箭头指_、_和和CO2等物质的流动过程。图中等物质的流动过程。图中D是是_，通过它们的通过它们的_和和_两种分解方两种分解方式，将生物组织内的碳放回空气中。式，将生物组织内的碳放回空气中。(5)在生态系统中，碳循环始终与在生态系统中，碳循环始终与_结合结合在一起进行。在一起进行。(6)从生态因素的角度看，存
21、在于从生态因素的角度看，存在于_中的中的有毒物质，经有毒物质，经_高度浓缩，在高度浓缩，在_越高的生物体内浓度越大。越高的生物体内浓度越大。33ppt课件【尝试解答尝试解答】(1)能量流动、物质循环的能量流动、物质循环的基础基础(2)466(3)13.5%细胞呼吸热能细胞呼吸热能单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减(4)水无机盐分解者有氧呼吸无氧水无机盐分解者有氧呼吸无氧呼吸呼吸(发酵发酵)(5)能量流动能量流动(6)无机环境无机环境食物链营养级食物链营养级34ppt课件【解析解析】这是一道全面考查生态系统结构和这是一道全面考查生态系统结构和功能知识的学科内综合题。首先要分析图中各功能知识的学
22、科内综合题。首先要分析图中各符号所代表的含义，图中所示的是一个生态系符号所代表的含义，图中所示的是一个生态系统，箭头所示为这个生态系统的能量流动和物统，箭头所示为这个生态系统的能量流动和物质循环的方向。我们知道流经该生态系统的总质循环的方向。我们知道流经该生态系统的总能量是来自生产者所固定的太阳能，能量在各能量是来自生产者所固定的太阳能，能量在各营养级的传递过程中是单向流动、逐级递减的，营养级的传递过程中是单向流动、逐级递减的，其去路有三个方向：一是各营养级的生物在分其去路有三个方向：一是各营养级的生物在分解有机物用于生命活动时，总有一部分能量以解有机物用于生命活动时，总有一部分能量以热能的形
23、式散失；二是大部分的能量未被下一热能的形式散失；二是大部分的能量未被下一个营养级所利用，其排泄物等流入分解者中；个营养级所利用，其排泄物等流入分解者中；三是只有小部分流入下一个营养级。三是只有小部分流入下一个营养级。35ppt课件所以流经该生态系统的总能量应该是生产者中能所以流经该生态系统的总能量应该是生产者中能量的三个去路之和：量的三个去路之和：9730663466。由由A到到B的能量传递效率的能量传递效率63466100%13.5%，依此类推。，依此类推。36ppt课件跟踪训练跟踪训练(2011年江苏启东中学高二检测年江苏启东中学高二检测)在自在自然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正
24、然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是确的是()A能量可驱动物质循环能量可驱动物质循环B物质和能量可循环利用物质和能量可循环利用C能量只能沿捕食链流动能量只能沿捕食链流动D能量和生物数量金字塔均可倒置能量和生物数量金字塔均可倒置37ppt课件解析：解析：选选A。物质是能量的载体，物质循环伴。物质是能量的载体，物质循环伴随着能量流动，所以能量可驱动物质循环。在随着能量流动，所以能量可驱动物质循环。在生态系统中，物质可循环利用，而能量是单向生态系统中，物质可循环利用，而能量是单向流动的，可沿捕食链流动，也可沿寄生、腐生流动的，可沿捕食链流动，也可沿寄生、腐生链流动；一般情况下，随着食物链
25、延长，能量链流动；一般情况下，随着食物链延长，能量越来越少，且不可逆。越来越少，且不可逆。38ppt课件实验探究创新实验探究创新水体富营养化的实验探究水体富营养化的实验探究你面前有你面前有A、B、C三个水样，它们是通过如下处理三个水样，它们是通过如下处理获得的：获得的：从泛着绿色的池塘取水，静置从泛着绿色的池塘取水，静置4小时，倒去上清液，小时，倒去上清液，留下藻类。再加清水，静置留下藻类。再加清水，静置4小时，再倒去上清液，小时，再倒去上清液，留下藻类。重复留下藻类。重复3次。最后加水至次。最后加水至900mL。将将900mL藻液搅拌均匀，分别倒入藻液搅拌均匀，分别倒入3只只300mL烧杯烧
26、杯中继续培养。中继续培养。A烧杯中加入烧杯中加入0.3g洗衣粉和洗衣粉和0.3g尿素，尿素，B烧杯加入烧杯加入0.3g尿素，尿素，C烧杯中不加其他物质。烧杯中不加其他物质。39ppt课件在向阳的窗台上培养在向阳的窗台上培养5天，得到水样天，得到水样A、B、C。根据上述处理过程回答如下问题。根据上述处理过程回答如下问题。(1)如何通过实验大致计算出如何通过实验大致计算出3个水样中绿藻的密个水样中绿藻的密度哪个大哪个小？度哪个大哪个小？_。(2)前处理中第一步处理的目的是什么？前处理中第一步处理的目的是什么？_。40ppt课件(3)如果已知洗衣粉中含有一定量的磷，并且你的如果已知洗衣粉中含有一定量
27、的磷，并且你的检测结果表明加入洗衣粉和尿素的烧杯中藻类生检测结果表明加入洗衣粉和尿素的烧杯中藻类生长得最好。这可以说明什么问题？长得最好。这可以说明什么问题？_。(4)上述实验不能证实氮和磷在藻类大量繁殖和生上述实验不能证实氮和磷在藻类大量繁殖和生长中谁更重要，如何完善上述实验过程来证实这长中谁更重要，如何完善上述实验过程来证实这一点？一点？_。41ppt课件(5)池塘中藻类大量繁殖和生长称为池塘中藻类大量繁殖和生长称为“水体富营养水体富营养化化”。大多数远离城市的天然池塘，施入一定的。大多数远离城市的天然池塘，施入一定的氮肥，常常不能引起池塘富营养化；而施入一定氮肥，常常不能引起池塘富营养化
28、；而施入一定的磷肥后，很快引起池塘富营养化。上述实验的的磷肥后，很快引起池塘富营养化。上述实验的合理解释你认为可能是什么？合理解释你认为可能是什么？_42ppt课件【解析解析】氮、磷是植物的主要营养元素，人类氮、磷是植物的主要营养元素，人类过多地使用氮肥、磷肥等会使水体和土壤中氮、过多地使用氮肥、磷肥等会使水体和土壤中氮、磷的含量增多，过多的氮、磷流入水体会造成水磷的含量增多，过多的氮、磷流入水体会造成水体的富营养化，使藻类等过度繁殖，进而破坏生体的富营养化，使藻类等过度繁殖，进而破坏生态系统的稳态。天然水体中往往缺少磷，从而磷态系统的稳态。天然水体中往往缺少磷，从而磷元素成为制约藻类过度繁殖
29、的因素。元素成为制约藻类过度繁殖的因素。43ppt课件【答案答案】(1)可分别检测可分别检测3个水样，即随机各检个水样，即随机各检测测5个样品，平均藻类个体数多的样品密度大，个样品，平均藻类个体数多的样品密度大，反之密度小反之密度小(2)使水质贫营养化，以便进行后面的实验使水质贫营养化，以便进行后面的实验(3)协调的营养协调的营养(一定的一定的N、P比比)可促进藻类的生长可促进藻类的生长发育，也是水质富营养化的原因之一发育，也是水质富营养化的原因之一(4)加设一个烧杯，其中只加入洗衣粉而不加尿素加设一个烧杯，其中只加入洗衣粉而不加尿素(5)天然池塘可能富含固氮细菌，因而磷元素成为天然池塘可能富
30、含固氮细菌，因而磷元素成为制约因素制约因素44ppt课件【实验链接实验链接】水体富营养化的危害水体富营养化的危害(1)水体的富营养化是指湖泊、河流、水库等水体水体的富营养化是指湖泊、河流、水库等水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。污染现象。(2)水体富营养化的危害：过多的氮磷流入水体可水体富营养化的危害：过多的氮磷流入水体可能造成水体富营养化，使水生植物能造成水体富营养化，使水生植物(藻类等藻类等)过度过度繁殖，在淡水体中形成繁殖，在淡水体中形成“水华水华”，在海洋中形成，在海洋中形成“赤潮赤潮”，进而导致生态系统的稳态被破坏。，进而导致生态系统的稳态被破坏。具体分析如下：水体中具体分析如下：水体中N、P增加增加藻类等浮游植藻类等浮游植物过度繁殖物过度繁殖大量植物死亡，被好氧细菌分解大量植物死亡，被好氧细菌分解消耗水中溶氧，水体缺氧消耗水中溶氧，水体缺氧水生生物死亡水生生物死亡45ppt课件
