1、第三节生态系统的物质循环（优选）第三节生态系统的物质循环 没有人在南极使没有人在南极使用用DDT，为什么南，为什么南极的企鹅体内会含极的企鹅体内会含有这种有毒物质？有这种有毒物质？生态系统依靠太阳源源不断地提供生态系统依靠太阳源源不断地提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。提供的。生物为维持生命每天都要消耗大量生物为维持生命每天都要消耗大量的物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物的物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物质，为什么这些物质亿万年来没有被生命质，为什么这些物质亿万年来没有被生命活动所耗尽？活动所耗尽？资料2第三节第三节 生态系统的物质循环生态系
2、统的物质循环学习要点学习要点:1、识记生态系统物质循环的概念;2、以碳循环为例，理解物质循环过程;3、理解能量流动和物质循环的关系;4、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系.一、生态系统物质循环类型一、生态系统物质循环类型1 1、水循环、水循环2 2、氮循环、氮循环3 3、硫循环、硫循环4 4、碳循环、碳循环水水循循环环蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等生物为维持生命每天都要消耗大量的物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物质，为什么这些物质亿万年来没有被生命活动所耗尽？1、在农田或林地（肥沃）的土壤中取土壤若干，平均分成两组，（4）生物群落中有一部分碳以 _ 形式储藏在地层
3、中。4、下列有关生态系统描述的是（）4、下列有关生态系统描述的是（）2、这里的“循环”是指在 往返出现？淀粉酶可将淀粉水解成葡萄糖。土壤中的微生物能分解叶片中的淀粉。夏初落入土壤中的叶片比秋末落入土壤中的叶片分解的快，是夏天的温度高，还是由于土壤湿度大？或是综合因素引起？树林中常有落叶，没人打扫，为什么不会越积越多？难道是被分解者分解掉了吗？甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者2、这里的“循环”是指在 往返出现？A B特点：具有全球性，反复利用，循环流动.土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解成还原性糖（麦芽糖），还原性糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。（营养级越高，有毒物质的积累就越多
4、。2、这里的“循环”是指在 往返出现？甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者氮氮循循环环生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用硫硫循循环环碳的循环过程碳的循环过程 碳元素约占生物体干重的碳元素约占生物体干重的4949，碳，碳是有机化合物的是有机化合物的“骨架骨架”，没有碳就没，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间有生命。碳在无机环境与生物群落之间是以是以COCO2 2的形式进行循环的。的形式进行循环的。碳的循环过程碳的循环过程 碳循环的图解碳循环的图解化石燃料化石燃料无机环境无机环境生产者生产者分解者分解者消费者消费者光合作用光合作用呼吸作呼吸作用用分解作用分
5、解作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用燃烧作用燃烧作用分解作用分解作用摄食作用摄食作用形成石油、形成石油、天然气等。天然气等。形成石油、形成石油、天然气等天然气等（1）碳循环的形式：）碳循环的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物体内的存在形式：）碳在生物体内的存在形式：（4）碳进入生物体的途径：）碳进入生物体的途径：（5）碳在生物体之间传递途径：）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：）碳进入大气的途径：COCO2 2COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐含碳有机物含碳有机物光合作用、硝化作用光合作用、硝化作用食物链和食物网食物链和食物网生物的呼吸作用
6、生物的呼吸作用分解者有分解作用分解者有分解作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧小结：碳循环的过程小结：碳循环的过程二物质循环的概念：二物质循环的概念：组成生物体的组成生物体的等基本等基本元素，在元素，在 和和 之间往返循之间往返循环利用的过程，又称为环利用的过程，又称为生物地球化学循环生物地球化学循环。C、H、O、N、P、S无机环境无机环境生物生物群落群落 生物群落生物群落 无机环境无机环境以什么指标判断因变量呢？从对照组中取2 ml（1）写出的生理过程及产生 CO2的方式。（2）碳在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者（营养
7、级越高，有毒物质的积累就越多。土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解成还原性糖（麦芽糖），还原性糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。将沙布连同土壤一起取出，（6）碳进入大气的途径：4、在相同且适宜的环境中培养。蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者土壤中的微生物能分解叶片中的淀粉。从实验组中取2 ml1、在生态系统碳循环中，既能使CO 2进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是（）1、这里的“物质”指的是？碳在无机环境与生物群落之间是以CO2的形式进行循环的。（3）能量是物质反复循环的动力土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解，淀粉遇碘变蓝，可用碘液检测淀粉是否
8、被分解。抓住要点抓住要点:1、这里的“物质”指的是？2、这里的“循环”是指在 往返出现？3、循环的范围是？4、物质循环具有什么特点？注意：注意：1.物质：物质：组成生物体组成生物体C C、H H、O O、N N、P P、S S等基等基本元素。而不是单质，也不是化合物。本元素。而不是单质，也不是化合物。2.范围：范围：是指地球上最大的生态系统是指地球上最大的生态系统生生物圈。其中的物质循环带有全球性，所以又物圈。其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环。叫生物地球化学循环。4.4.特点：具有全球性，反复利用，循环流动特点：具有全球性，反复利用，循环流动.3.3.循环：循环：生物生物 群
9、落群落 组成生物体的组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等元素等元素无机无机 环境环境反复循环反复循环及时反馈及时反馈:1.1.下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错误的是误的是 （）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D D所说的循环是指物质在生物与无机环境之所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现、循环利用间反复出现、循环利用c
10、 生物圈是地球上的最大的生态系统，生态系生物圈是地球上的最大的生态系统，生态系统中的物质循环带有统中的物质循环带有全球性全球性。生物地球化学循环生物地球化学循环2 2、在农田中大量使用在农田中大量使用DDTDDT有机农药为有机农药为什么会殃及南极的企鹅什么会殃及南极的企鹅?（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过程是通过过程是通过 作用实现的，作用实现的，B DB D过程是通过过程是通过_ 作用实现的。作用实现的。（4 4）生物群落中有一部分碳以）生物群落中有一部分碳以 _ _ 形式储形式储藏在地层中。碳在无机环境中以藏在地层中。碳在无机环境
11、中以 形式存在。形式存在。C CD DB 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）碳元素在D D与与A A、B B、C C之间的传递主要之间的传递主要是以是以 _形式进行的，在生态系统各形式进行的，在生态系统各成分中成分中A A为为 ，B B为为 。3 3、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、D D是生态是生态系统的成分，请据图回答：系统的成分，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煤、石油等化石燃料煤、石油等化石燃
12、料COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐COCO2 2二、能量流动和物质循环的关系二、能量流动和物质循环的关系 生态系统的存在是靠物质循环和能量生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。生态系统的能量流动和物流动来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的，二者相互伴随进行，又相辅相承，现的，二者相互伴随进行，又相辅相承，密不可分的统一整体。密不可分的统一整体。项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环形式形式过程过程范围范围特点特点联系联系有机物有机物在无机环境和生物在无机环境和生物群落间反复循环群落间反复循环生态系统的各营养级生态系
13、统的各营养级全球性全球性单向流动，逐级递减单向流动，逐级递减 反复出现，往复循环反复出现，往复循环无机物无机物 COCO2 2沿食物链网单沿食物链网单向流动向流动（1 1）同时进行、相互依存）同时进行、相互依存（2 2）物质是能量流动的载体）物质是能量流动的载体（3 3）能量是物质反复循环的动力）能量是物质反复循环的动力 如果滥伐森林、大量化石燃料燃如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？有何影响？破坏碳循破坏碳循环的平衡环的平衡大气中大气中COCO2 2含量增加含量增加温室效应温室效应关注社会关注社会温室效应温室效应1、温室效应概
14、念、温室效应概念2、CO2增多的原因增多的原因化石燃料的大量燃烧化石燃料的大量燃烧森林、草原等植被的破坏森林、草原等植被的破坏3、温室效应的危害、温室效应的危害4.缓解温室效应的措施缓解温室效应的措施减少化石燃料的使用减少化石燃料的使用开发新能源开发新能源增大绿化面积增大绿化面积极地冰川加速融化极地冰川加速融化沿海城市被淹没沿海城市被淹没 气候异常气候异常生物富集 生物富集作用又叫生物浓缩,是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药），通过食物链在生物体内大量积聚的过程.因为这些污染物一般具
15、有化学性质稳定而不易分解、在生物体内积累而不易排出等特点，所以，生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。（营养级越高，有毒物质的积累就越多。）课堂小结课堂小结1 1、在生态系统碳循环中，既能使、在生态系统碳循环中，既能使CO CO 2 2进入生物群落，进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是（又能将其释放到大气中的生物是（）A.A.分解者分解者 B.B.植食动物植食动物 C.C.肉食动物肉食动物 D.D.绿色植物绿色植物2 2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是（）A.A.内质网和高尔基体内质网和高尔基体 B.B.叶绿体和线粒体叶绿体和线粒
16、体 C.C.核糖体和叶绿体核糖体和叶绿体 D.D.核糖体和高尔基体核糖体和高尔基体DB课堂练习课堂练习3 3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表（代表（）A.A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 B.B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C.C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D.D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者A（2）碳元素在D与A、B、C之间的传递主要是以 _形式进行的，在生态系统各
17、成分中A为 ，B为 。以什么指标判断因变量呢？生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用生态系统的存在是靠物质循环和能量二、微生物的分解作用：（2）碳元素在D与A、B、C之间的传递主要是以 _形式进行的，在生态系统各成分中A为 ，B为 。（6）碳进入大气的途径：淀粉酶可将淀粉水解成葡萄糖。甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者2、这里的“循环”是指在 往返出现？分别加入20 ml淀粉溶液，混匀。甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者从实验组中取2 ml二、能量流动和物质循环的关系土壤微生物对落叶分解的速度快。4、在相同且适宜的环境中培养。4、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系.蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等质
18、循环都是通过食物链和食物网的渠道实以什么指标判断因变量呢？实验组加土壤浸出液，对照组加蒸馏水各30ml。4 4、下列有关生态系统描述的是（、下列有关生态系统描述的是（）生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗经其呼吸作用消耗在植物在植物鼠鼠蛇这条食物链中，鼠是初级消费者，第蛇这条食物链中，鼠是初级消费者，第二营养级二营养级硝化细菌属于生产者，能够利用无机物中的化学能将硝化细菌属于生产者，能够利用无机物中的化学能将二氧化碳和水合成糖类二氧化碳和水合成糖类根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物根瘤菌将大气的氮气转化成为无机
19、氮的化合物被植物利用，并将无机氮的化合物通过反硝化作用返回大气中利用，并将无机氮的化合物通过反硝化作用返回大气中A A B B C C D DA（1 1）写出的生理过程及产生）写出的生理过程及产生 CO2CO2的方式。的方式。_ _ _ _ _ _（2 2）碳在无机环境与生物群落之间以）碳在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。形式进行循环。（3 3）碳循环中最简单的循环途径是在）碳循环中最简单的循环途径是在_和大气之间和大气之间的循环。的循环。光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用 微生物分解作用微生物分解作用 呼吸作用呼吸作用 燃烧燃烧 CO2绿色植物绿色植物 土壤微生物的分解作用探究活动（
20、案例）探究活动（案例）:土壤微生物对淀粉的分解作用土壤微生物对淀粉的分解作用1 1、提出问题：、提出问题：2 2、作出假设：、作出假设：3 3、制定、实施计划：、制定、实施计划：4 4、实验结果的分析：、实验结果的分析：5 5、实验结论：、实验结论：探究活动的一般步骤：探究活动的一般步骤：细菌、放线菌、真菌等细菌、放线菌、真菌等一、土壤中的微生物：一、土壤中的微生物：二、微生物的分解作用：二、微生物的分解作用：微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物，如纤维素酶可将纤维素水解成葡萄糖；淀粉酶可将淀粉水解成葡萄糖。然后再被分解者吸收到细胞中进行氧化分解，最终形成二氧化碳和水和各种无
21、机盐，同时释放能量。树林中常有落叶，没人打扫，为什么不会越积越多？难道是被分解者分解掉了吗？假设：问题1：树林中的落叶是被土壤中的微生物分解了设计实验方案：1、在农田或林地（肥沃）的土壤中取土壤若干，平均分成两组，A组不做处理，B组灭菌（用塑料袋包好，放在60 恒温箱1h灭菌）。想一想这两组土壤应作何处理呢？2、取同种树叶若干，平均分成两份，如图处理，并编号A份和B份。3、A份埋入A组土壤，B份埋入B组土壤，。如图4、在相同且适宜的环境中培养。以什么指标判断因变量呢？落叶的分解量预期结果并得出结论：5、过若干时间将网袋取出，并观察：1、结果：A组叶片比B组叶片分解的多；结论：土壤中的微生物能分
22、解叶片。2、结果：A组叶片比B组叶片分解的一样多；结论：土壤中的微生物不能分解叶片。进行实验验证问题2：叶片光合作用能产生淀粉，土壤中的微生物分解叶片时是否能分解叶片中的淀粉呢？假设：土壤中的微生物能分解叶片中的淀粉。设计实验方案：1、土壤浸出液的制备取自农田或林地等处的土壤，放入里面装有厚沙布的烧怀中。加水搅拌将沙布连同土壤一起取出，留在烧怀中的土壤浸出液静置一段时间备用。2、是否需要设计对照？如何控制自变量？实验组加土壤浸出液，对照组加蒸馏水各30ml。分别加入20 ml淀粉溶液，混匀。3、在室温（200C左右）放置7天，取出。以什么指标判断因变量呢？4、从实验组中取2 ml从对照组中取2
23、 ml结果不变蓝变蓝或产生动活泼砖红色沉淀没有砖红色产生从实验组中取2 ml从对照组中取2 ml说明：土壤中的微生物对淀粉有分解作用。滴一滴碘液摇匀组成生物体的等基本元素，在 和 之间往返循环利用的过程，又称为生物地球化学循环。夏初落入土壤中的叶片比秋末落入土壤中的叶片分解的快，是夏天的温度高，还是由于土壤湿度大？或是综合因素引起？以什么指标判断因变量呢？甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者生物为维持生命每天都要消耗大量的物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物质，为什么这些物质亿万年来没有被生命活动所耗尽？（营养级越高，有毒物质的积累就越多。（4）生物群落中有一部分碳以 _ 形式储藏在地层中。1、在
24、农田或林地（肥沃）的土壤中取土壤若干，平均分成两组，（3）图中D C过程是通过 作用实现的，C D过程是通过 作用实现的，B D过程是通过_ 作用实现的。甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者现的，二者相互伴随进行，又相辅相承，质循环都是通过食物链和食物网的渠道实高温潮湿土壤比低温干燥分别加入20 ml淀粉溶液，混匀。土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解成还原性糖（麦芽糖），还原性糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等4、下列有关生态系统描述的是（）以什么指标判断因变量呢？该实验应用了什么原理？土壤微生物分解淀粉的原理：土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解，淀粉
25、遇碘变蓝，可用碘液检测淀粉是否被分解。土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解成还原性糖（麦芽糖），还原性糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。或问题3：假设：夏初落入土壤中的叶片比秋末落入土壤中的叶片分解的快，是夏天的温度高，还是由于土壤湿度大？或是综合因素引起？土壤微生物对落叶分解的速度快。温度高比温度低时潮湿土壤比干燥高温潮湿土壤比低温干燥设计实验：高温、高温、潮湿潮湿低温、低温、潮湿潮湿高温、高温、干燥干燥落叶分解的量自变量是？记录结果：得出结论：影响土壤微生物分解的因素还可能有哪些呢？土壤的透气性、PH、微生物的数量等。植物细胞壁主要有纤维素组成，土壤微生物能分解纤维素吗？与对照组与案例一实验组相同与案例二基本相同
