生态系的物质循环.pptx

物质循环的概念物质循环的概念 物质循环是指组成生物体的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统的生物群落和无机环等基本元素在生态系统的生物群落和无机环境之间形成的境之间形成的反复循环反复循环运动。运动。由于生物圈内的物质循环带有由于生物圈内的物质循环带有全球性全球性，所以这种物质循环又叫生物地球化学循环所以这种物质循环又叫生物地球化学循环简称生物地化循环。简称生物地化循环。三、物质循环类型三、物质循环类型碳的循环过程碳的循环过程 碳元素约占生物碳元素约占生物体干重的体干重的49，碳是，碳是有机化合物的有机化合物的“骨架骨架”，没有碳就没有，没有碳就没有生命。碳在无机环境生命。碳在无机环境与生物群落之间是以与生物群落之间是以CO2的形式进行循环的形式进行循环的。的。循环的图解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光合合作作用用呼呼吸吸作作用用分分解解作作用用呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用燃燃烧烧作作用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：CO2；CO2和碳酸盐；和碳酸盐；含碳有机物；含碳有机物；绿色植物的光合作用；绿色植物的光合作用；食物链和食物网食物链和食物网生物的呼吸作用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要点 能量流动和物质循环又有本质能量流动和物质循环又有本质上的区别：能量流经生态系统各个营养级上的区别：能量流经生态系统各个营养级时是时是逐级递减逐级递减，而且运动是，而且运动是单向单向的、的、不是不是循环的，最终在环境中消失循环的，最终在环境中消失。物质循环是。物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以物质可以反复出现，反复利用，循环运动反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。，不会消失。能量流动和物质循环的因果关系能量流动和物质循环的因果关系 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，又相辅相现的，二者相互伴随进行，又相辅相承承，密不可分的统一整体。密不可分的统一整体。（三）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（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生物群落与无机环境之间生物群落与无机环境之间生态系统各营养级之间生态系统各营养级之间往复循环、全球性往复循环、全球性单向传递、逐级递减单向传递、逐级递减以无机物形式流动以无机物形式流动以有机物形式流动以有机物形式流动 1、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有何影响？2、温室效应有哪些危害？思考：破坏碳循破坏碳循环的平衡环的平衡大气中大气中CO 2含量增加含量增加温室效应温室效应加快冰川的融化，导致海平面上升，进而加快冰川的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。社会热点：温室效应社会热点：温室效应1 1、温室气体：、温室气体：CO2过多2 2、COCO2 2增多的原因增多的原因化石燃料的大量燃烧森林、草原等植被的破坏3 3、温室效应的危害、温室效应的危害极地冰川加速融化沿海城市被淹没农田减少，粮食减产4.4.缓解温室效应的措施缓解温室效应的措施开发新能源 增大绿化面积3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表 A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者大气中的CO 2丙甲乙练习：练习：1、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 A.分解者 B.植食动物 C.肉食动物 D.绿色植物2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是 A.内质网和高尔基体 B.叶绿体和线粒体 C.核糖体和叶绿体 D.核糖体和高尔基体（3）图中）图中D C过程是通过过程是通过 作用实现的，作用实现的，C D过程是通过过程是通过 作用实现的，作用实现的，B D过程是通过程是通过过 作用实现的。碳循环始终与作用实现的。碳循环始终与 结合在一起。结合在一起。（4）生物群落中有一部分碳以）生物群落中有一部分碳以 形式储藏在地层中。形式储藏在地层中。碳在无机环境中以碳在无机环境中以 形式存在。形式存在。CDBA（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）碳元素在大气中与碳元素在大气中与A、B、C之间的之间的流动是以流动是以 形式进行的，在生形式进行的，在生态系统各成分中态系统各成分中A为为 ，B为为 。例、右图示生态系统碳循环示意图，图中例、右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据为大气，请据图回答：图回答：C生产者生产者有机物有机物消费者消费者分解者分解者光合光合呼吸呼吸分解分解能量能量石油、石油、煤炭等煤炭等CO2识图作答：识图作答：课堂练习：课堂练习：（1）写出）写出的生理过程及的生理过程及产生产生 CO2的方式。的方式。_ _ _ _ _（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）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_ 和大气之间的循环。和大气之间的循环。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绿色植物绿色植物能力训练能力训练某农户有如下经营模式：肥料（买）水稻 猪 肥料（买）桑 蚕饲料（买）鱼请你根据所学的能量流动和物质循环的知识，建立新的经营模式，使农户减少投入，从而增加收入蚕水稻猪鱼桑叶粪粪尿茎叶加工物粪塘泥粪尿粪尿鱼粉能力训练能力训练巩固练巩固练习习1.在自然界的物质循环中，对物质的在自然界的物质循环中，对物质的转化起重要作用的是转化起重要作用的是A.化能自养生物生物化能自养生物生物 B.动物和微生物动物和微生物C.微生物和绿色植物微生物和绿色植物 D.绿色植物和动物绿色植物和动物(C)2.连接生命世界和无机自然界的两个连接生命世界和无机自然界的两个重要环节是：重要环节是：A.生产者和非生物成分生产者和非生物成分B.消费者和非生物成分消费者和非生物成分C.生产者和消费者生产者和消费者D.生产者和分解者生产者和分解者(D)3.与自然界的碳循环关系最密切的两与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是：种细胞器是：A.线粒体和染色体线粒体和染色体B.叶绿体和线粒体叶绿体和线粒体C.叶绿体和核糖体叶绿体和核糖体D.线粒体和内质网线粒体和内质网(B)课后调查：课后调查：保护环境，从我做起保护环境，从我做起 根据我们今天所学的碳循环的相根据我们今天所学的碳循环的相关知识，调查你身边会造成温室效应关知识，调查你身边会造成温室效应的具体事例；并寻找可行的缓解温室的具体事例；并寻找可行的缓解温室效应的方法。写一份调查报告。效应的方法。写一份调查报告。1、碳循环、碳循环大气中的大气中的SO2土壤或水体中的土壤或水体中的SO42-降降水水生产者生产者消费者消费者动植物遗体碎动植物遗体碎屑、排出物屑、排出物吸收吸收摄入摄入分解者分解者吸吸收收燃烧燃烧 燃烧燃烧火山爆发火山爆发石油等化石燃料石油等化石燃料2、硫循环、硫循环大气中的大气中的大气中的大气中的N N N N2 2 2 2NONONONO3 3 3 3-氮素化肥氮素化肥氮素化肥氮素化肥尿素及动尿素及动尿素及动尿素及动植物遗体植物遗体植物遗体植物遗体NONONONO3 3 3 3-土壤中的微生物土壤中的微生物土壤中的微生物土壤中的微生物NHNHNHNH3 3 3 33、氮循环、氮循环大气中大气中CO2绿色植物绿色植物光合作用光合作用动物动物动、植物遗体动、植物遗体和排泄物和排泄物化石化石燃料燃料呼吸呼吸分分解解作作用用燃燃烧烧摄食摄食碳循环碳循环硫循环硫循环火山火山爆发爆发化石化石燃料燃料吸收吸收（叶）（叶）酸雨酸雨燃烧燃烧分解分解摄入摄入动植物遗体等动植物遗体等消费者消费者分解分解大气中的大气中的SO2生产者生产者分解者分解者吸收吸收(根根)土壤或水体中的土壤或水体中的SO42氮循环氮循环四、物质循环的模式四、物质循环的模式1、环境与群落之间的循环形式、环境与群落之间的循环形式2、从环境进入群落中的方式、从环境进入群落中的方式3、在群落中的传递情况、在群落中的传递情况4、从群落中如何回到环境中、从群落中如何回到环境中环境环境生物群落生物群落12341234碳碳循循环环氮氮循循环环硫硫循循环环CO2N2SO2光合作用和化光合作用和化能合成作用能合成作用含碳有机物含碳有机物经食物链经食物链（网）传递（网）传递生物的呼吸作用；生物的呼吸作用；分解者的分解作分解者的分解作用；化石燃料的用；化石燃料的燃烧燃烧生物固氮；生物固生物固氮；生物固氮、电离固氮和含氮、电离固氮和含氮物质由微生物分氮物质由微生物分解后经硝化细菌的解后经硝化细菌的硝化作用；工业固硝化作用；工业固氮生产的氮素化肥。氮生产的氮素化肥。含氮有机物含氮有机物经食物链经食物链（网）传递（网）传递分解者的分解分解者的分解作用和反硝化作用和反硝化细菌的反硝化细菌的反硝化作用作用直接进入；降水直接进入；降水后形成后形成SO42。含硫有机物含硫有机物经食物链经食物链（网）传递（网）传递分解者的分解作用；分解者的分解作用；化石燃料的燃烧；化石燃料的燃烧；火山爆发。火山爆发。例例1在自然生态系统的氮循环过程中，空气中的在自然生态系统的氮循环过程中，空气中的N2要进要进入生态系统的食物链，必须先（入生态系统的食物链，必须先（）A由固氮生物固定由固氮生物固定 B由光合作用固定由光合作用固定C由草食动物采食由草食动物采食D由肉食动物捕食由肉食动物捕食例例2从物质循环角度分析，人体内的碳元素究其根源是从物质循环角度分析，人体内的碳元素究其根源是来自（来自（）A食物中的碳食物中的碳 B大气中的大气中的CO2C燃料中的碳燃料中的碳D非生物环境中的碳非生物环境中的碳例例3、形成酸雨的原因是不正确的是（）、形成酸雨的原因是不正确的是（）A化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧B火山爆发火山爆发C微生物的分解作用微生物的分解作用D动植物的异化作用动植物的异化作用五、例题精选五、例题精选ABD例4、识图作答：（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。（3）碳循环中最简单的循环途径是在_和大气之间的循环。光合作用 呼吸作用 微生物分解作用微生物分解作用 呼吸作用 燃烧 CO2 2绿色植物例例5、氮元素是构成生物体的最主要元素之一，在动植物生命活动、氮元素是构成生物体的最主要元素之一，在动植物生命活动中起着重要的作用。在自然界中各种含氮物质经过复杂的新陈代谢中起着重要的作用。在自然界中各种含氮物质经过复杂的新陈代谢和化学变化实现氮元素的循环，维持自然环境中的氮平衡。下图是和化学变化实现氮元素的循环，维持自然环境中的氮平衡。下图是自然界氮循环以及有机物在生物体内代谢的部分过程示意图，请分自然界氮循环以及有机物在生物体内代谢的部分过程示意图，请分析回答：析回答：（1）参与）参与过程的微生物，其新陈代谢类型为过程的微生物，其新陈代谢类型为 _型。型。（2）在人体内，发生在细胞外的过程是）在人体内，发生在细胞外的过程是_（用图中序号表示）。（用图中序号表示）。（3）如果在细胞内）如果在细胞内H的含量增多，而的含量增多，而ATP的含量减少，则很可能的含量减少，则很可能是控制合成是控制合成_的基因发生了突变。的基因发生了突变。自养需氧自养需氧 有氧呼吸第三阶段的酶有氧呼吸第三阶段的酶（5）写出葡萄糖彻底氧化分解的总反应式）写出葡萄糖彻底氧化分解的总反应式:_ 。（6）微生物在氮循环中有重要作用，例如生活在大豆根部）微生物在氮循环中有重要作用，例如生活在大豆根部的根瘤菌能参与上图中的哪个过程？的根瘤菌能参与上图中的哪个过程？_（填序号）。它属于哪种固氮微生物（填序号）。它属于哪种固氮微生物？_ 。C6H12O6+6H2O+6O2 酶酶 6CO2+12H2O+能量能量 共生固氮微生物共生固氮微生物 例例6农业上大量使用化肥存在着许多负面影响，农业上大量使用化肥存在着许多负面影响，“生物固氮生物固氮”已已成为一项重要的研究课题。生物固氮就是利用某些微生物（如根成为一项重要的研究课题。生物固氮就是利用某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为固定为NH3的过程。的过程。（1）人工合成）人工合成NH3需高温、高压条件，而生物固氮在常温常压下需高温、高压条件，而生物固氮在常温常压下就能顺利进行，这是因为这些生物就能顺利进行，这是因为这些生物DNA分子上含有分子上含有，它能指导它能指导的合成。的合成。（2）人们正致力于转基因固氮植物的研究，科学家已通过）人们正致力于转基因固氮植物的研究，科学家已通过 技术手段将根瘤菌的固氮基因技术手段将根瘤菌的固氮基因转移到水稻细胞中，并在水稻细胞中发现了固氮物质。这说明根转移到水稻细胞中，并在水稻细胞中发现了固氮物质。这说明根瘤菌的固氮基因被整合到了水稻细胞的瘤菌的固氮基因被整合到了水稻细胞的中。中。（3）在水稻细胞中得到了与根瘤菌细胞相似的固氮物质，这表明）在水稻细胞中得到了与根瘤菌细胞相似的固氮物质，这表明水稻和根瘤菌在固氮基因表达过程中所使用的水稻和根瘤菌在固氮基因表达过程中所使用的是是相同的。相同的。（4）写出固氮基因控制固氮物质合成的表示式）写出固氮基因控制固氮物质合成的表示式。（5）根瘤菌从结构上看属于）根瘤菌从结构上看属于生物，其代谢类型生物，其代谢类型从同化作用方面看属于从同化作用方面看属于。固氮酶基因固氮酶基因 固氮酶固氮酶 基因工程（或遗传工程）基因工程（或遗传工程）DNA 密码子密码子 固氮基因固氮基因 mRNA 固氮酶固氮酶 转录转录翻译翻译原核原核 异养型异养型