高二生物必修三53《生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)》課件

1、復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧: :綠色植物綠色植物植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物分解者分解者肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物太陽(yáng)能太陽(yáng)能能量源頭能量源頭:能量流動(dòng)渠道能量流動(dòng)渠道:能量傳遞效率能量傳遞效率:能量流動(dòng)的特點(diǎn)能量流動(dòng)的特點(diǎn):太陽(yáng)能太陽(yáng)能食物鏈?zhǔn)澄镦?網(wǎng)網(wǎng))10%20%單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減分解者能給綠色植物提供分解者能給綠色植物提供_, 但不提供但不提供_呼吸作用呼吸作用能量散失形式能量散失形式: 熱能熱能無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物能量能量第三節(jié)第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)為什么維持生態(tài)系為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需大量物質(zhì)，統(tǒng)所需大量物質(zhì)，例如氧、水、氮、例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，碳和許多其他物質(zhì)

2、，億萬(wàn)年來(lái)卻沒(méi)有被億萬(wàn)年來(lái)卻沒(méi)有被生命活動(dòng)所消耗完？生命活動(dòng)所消耗完？溫故知新溫故知新： 生態(tài)魚(yú)缸為生態(tài)魚(yú)缸為什么要放在有光什么要放在有光的地方？密閉的的地方？密閉的環(huán)境中，各種生環(huán)境中，各種生物所需物質(zhì)如何物所需物質(zhì)如何得到？得到？問(wèn)題探討：?jiǎn)栴}探討： 為什么熱帶雨林為什么熱帶雨林不需要施肥而農(nóng)田需不需要施肥而農(nóng)田需要經(jīng)常施肥？要經(jīng)常施肥？農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)閱讀課本相關(guān)內(nèi)容閱讀課本相關(guān)內(nèi)容, ,思考回答下列問(wèn)題：思考回答下列問(wèn)題：1、這里的物質(zhì)是指什么？這里的物質(zhì)是指什么？2、這里的生態(tài)系統(tǒng)是指什么？、這里的生態(tài)系統(tǒng)是指什么？3、在哪兩者之間循環(huán)？在哪兩者之間循環(huán)？物質(zhì)循環(huán)的概念物質(zhì)循

3、環(huán)的概念物質(zhì)循環(huán)的概念物質(zhì)循環(huán)的概念 組成生物體的組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，等元素，都不斷地進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到都不斷地進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程，這就是循環(huán)過(guò)程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 地球上地球上最大最大的生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)生物圈生物圈，其，其中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性，這種物質(zhì)循環(huán)又中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性，這種物質(zhì)循環(huán)又叫叫生物地球化學(xué)循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán)。 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，不會(huì)消失，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，不會(huì)消失，生物可反復(fù)利用。生物可反復(fù)利用。生物生物 群落群落組成生物體的組

4、成生物體的C、H、O、N等元素等元素?zé)o機(jī)無(wú)機(jī) 環(huán)境環(huán)境反復(fù)循環(huán)反復(fù)循環(huán)在哪兩者之間循環(huán)？在哪兩者之間循環(huán)？這里的生態(tài)系統(tǒng)是指什么生態(tài)系統(tǒng)？這里的生態(tài)系統(tǒng)是指什么生態(tài)系統(tǒng)？注意：注意：（1）生態(tài)系統(tǒng)：是指地球上最大的）生態(tài)系統(tǒng)：是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)生物圈。生物圈。（2）物質(zhì)：是指組成生物體的）物質(zhì)：是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素。等基本元素。（3）循環(huán)：是指物質(zhì)在生物群落與）循環(huán)：是指物質(zhì)在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。2 2、物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)、物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)（1 1）具有全球性，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。）具有全球性，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)

5、。（2 2）在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間周而復(fù)始進(jìn)）在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間周而復(fù)始進(jìn)行循環(huán)。行循環(huán)。（3 3）循環(huán)過(guò)程中物質(zhì)不會(huì)增加也不會(huì)減少，）循環(huán)過(guò)程中物質(zhì)不會(huì)增加也不會(huì)減少，以一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。以一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。物質(zhì)循環(huán)的主要特點(diǎn)：物質(zhì)循環(huán)的主要特點(diǎn)：及時(shí)反饋及時(shí)反饋: :1.1.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述中，錯(cuò)誤下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述中，錯(cuò)誤的是的是 （ ） A A所指的物質(zhì)是指組成生物體的所指的物質(zhì)是指組成生物體的C C、H H、O O、N N、P P、S S等化學(xué)元素等化學(xué)元素B B所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是指生物圈所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)是指生物圈C C物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程

6、中不斷減少的物質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中不斷減少的D D所說(shuō)的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間所說(shuō)的循環(huán)是指物質(zhì)在生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用c 生物圈是地球上的最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈是地球上的最大的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)系生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)帶有統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性。全球性。討論討論：在農(nóng)田中大量使用在農(nóng)田中大量使用DDTDDT有機(jī)農(nóng)有機(jī)農(nóng)藥為什么會(huì)殃及南極的企鵝藥為什么會(huì)殃及南極的企鵝? ? 碳是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一。碳是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一。它廣泛地分布于大氣、海洋、地殼沉積巖它廣泛地分布于大氣、海洋、地殼沉積巖和生物體中，并隨地球的運(yùn)動(dòng)循環(huán)不止。和生物體中，并隨地球

7、的運(yùn)動(dòng)循環(huán)不止。同時(shí)碳又是有機(jī)化合物的基本成份，是構(gòu)同時(shí)碳又是有機(jī)化合物的基本成份，是構(gòu)成生命體的基本元素。碳循環(huán)還與生命活成生命體的基本元素。碳循環(huán)還與生命活動(dòng)緊密相聯(lián)。億萬(wàn)年來(lái)，在地球的生物圈動(dòng)緊密相聯(lián)。億萬(wàn)年來(lái)，在地球的生物圈和大氣圈中，碳通過(guò)生命的新陳代謝，往和大氣圈中，碳通過(guò)生命的新陳代謝，往復(fù)循環(huán)、生生不息。復(fù)循環(huán)、生生不息。一一. 碳循環(huán)碳循環(huán) 碳元素約占生物體干重的碳元素約占生物體干重的4949，碳是有機(jī)化合物的碳是有機(jī)化合物的“骨架骨架”，沒(méi)有碳，沒(méi)有碳就沒(méi)有生命。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群就沒(méi)有生命。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間是落之間是以以COCO2 2的形式的形式進(jìn)行循環(huán)的。進(jìn)

8、行循環(huán)的。碳的循環(huán)過(guò)程碳的循環(huán)過(guò)程 C循環(huán)的圖解循環(huán)的圖解化石燃料化石燃料大氣中的大氣中的COCO2 2生產(chǎn)者生產(chǎn)者分解者分解者消費(fèi)者消費(fèi)者光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用攝攝食食作作用用形形成成石石油油、天天然然氣氣等等形成石油、天然氣等形成石油、天然氣等呼吸作用呼吸作用燃燒作用燃燒作用碳的循環(huán)過(guò)程碳的循環(huán)過(guò)程：1、生物圈中的生產(chǎn)者、生物圈中的生產(chǎn)者綠色植物，綠色植物，通過(guò)光合作用通過(guò)光合作用，將大氣中的將大氣中的CO2和和H2O合成合成糖類(lèi)糖類(lèi)，進(jìn)一步，進(jìn)一步合成合成脂類(lèi)脂類(lèi)和和蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)等等有機(jī)物有機(jī)物，使，使CO2中的碳成為有機(jī)物中的碳

9、。中的碳成為有機(jī)物中的碳。2、含碳、含碳有機(jī)物有機(jī)物的一部分，通過(guò)的一部分，通過(guò)食物鏈?zhǔn)澄镦渹鬟f給傳遞給各級(jí)消者各級(jí)消者。3、生產(chǎn)者和消費(fèi)者通過(guò)、生產(chǎn)者和消費(fèi)者通過(guò)呼吸作用呼吸作用，將，將有機(jī)物有機(jī)物分解成分解成CO2和和 H2O ，并將，并將CO2釋放到大氣中去。釋放到大氣中去。4、生產(chǎn)者與消費(fèi)者的遺體，被分解者分解，、生產(chǎn)者與消費(fèi)者的遺體，被分解者分解，分解后產(chǎn)分解后產(chǎn)生生的的CO2 返回到大氣中去。返回到大氣中去。5、煤、石油等化石燃料的、煤、石油等化石燃料的燃燒燃燒也將大量的也將大量的CO2排放到排放到大氣中去。大氣中去。（1 1）碳循環(huán)的形式：）碳循環(huán)的形式：CO2CO2有機(jī)物有機(jī)物

10、光合作用和化能合成作用光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生物的呼吸作用生物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燒化石燃料的燃燒（2 2）碳在自然界中的主要存在形式：）碳在自然界中的主要存在形式：（3 3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4 4）碳進(jìn)入生物體的途徑：）碳進(jìn)入生物體的途徑：（5 5）碳在生物體之間傳遞途徑：）碳在生物體之間傳遞途徑：（6 6）碳進(jìn)入大氣的活動(dòng)：）碳進(jìn)入大氣的活動(dòng)：大氣中二氧化碳濃度的變化大氣中二氧化碳濃度的變化冰川融化冰川融化熱帶風(fēng)暴熱帶風(fēng)暴土地干旱土地干旱城市淹沒(méi)城市淹沒(méi)社會(huì)熱點(diǎn)：溫室效應(yīng)社會(huì)熱點(diǎn)：溫室效應(yīng)1

11、1、溫室氣體：、溫室氣體： COCO2 2過(guò)多過(guò)多2 2、COCO2 2增多的原因增多的原因化石燃料的大量燃燒化石燃料的大量燃燒森林、草原等植被的破壞森林、草原等植被的破壞3 3、溫室效應(yīng)的危害、溫室效應(yīng)的危害氣溫升高氣溫升高沿海城市被淹沒(méi)沿海城市被淹沒(méi)農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)4.4.緩解溫室效應(yīng)的措施緩解溫室效應(yīng)的措施開(kāi)發(fā)新能源開(kāi)發(fā)新能源增大綠化面積增大綠化面積極地冰川加速融化極地冰川加速融化（3 3）圖中）圖中D CD C過(guò)程是通過(guò)過(guò)程是通過(guò) 作用實(shí)現(xiàn)的，作用實(shí)現(xiàn)的，C DC D過(guò)程是通過(guò)過(guò)程是通過(guò) 作用實(shí)現(xiàn)的，作用實(shí)現(xiàn)的，B DB D過(guò)程是通過(guò)過(guò)程是通過(guò)_ 作用實(shí)現(xiàn)的。碳循環(huán)

12、始終與作用實(shí)現(xiàn)的。碳循環(huán)始終與 結(jié)合在一起。結(jié)合在一起。 （4 4）生物群落中有一部分碳以）生物群落中有一部分碳以_形式儲(chǔ)藏在形式儲(chǔ)藏在地層中。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中以地層中。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中以 形式存在。形式存在。CDBA（1 1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從 _ _ 固定太陽(yáng)能開(kāi)始的。固定太陽(yáng)能開(kāi)始的。 （2 2）碳元素在）碳元素在A A、B B、C C之間的傳遞是以之間的傳遞是以 _形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分中中A A為為 ，B B為為 。例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，A A、B B、C C、D D是生態(tài)是生態(tài)系

13、統(tǒng)的成分，系統(tǒng)的成分，D D為大氣，請(qǐng)據(jù)圖回答：為大氣，請(qǐng)據(jù)圖回答：C生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費(fèi)者消費(fèi)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、煤炭等石油、煤炭等CO2等等有機(jī)物有機(jī)物（1 1）寫(xiě)出的生理過(guò)程及產(chǎn)生）寫(xiě)出的生理過(guò)程及產(chǎn)生 CO2CO2的方式。的方式。 _ _ _ _ _ _（2 2）碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間以）碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間以_形式進(jìn)行循環(huán)。形式進(jìn)行循環(huán)。（3 3）碳循環(huán)中最簡(jiǎn)單的循環(huán)途徑是在）碳循環(huán)中最簡(jiǎn)單的循環(huán)途徑是在_和大氣之間和大氣之間的循環(huán)。的循環(huán)。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 燃燒燃燒 CO2綠色植

14、物綠色植物2、與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器是、與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細(xì)胞器是（ ）A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 B.葉綠體和線(xiàn)粒體葉綠體和線(xiàn)粒體C.核糖體和葉綠體核糖體和葉綠體 D.核糖體和高爾基體核糖體和高爾基體1、在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中，既能使、在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中，既能使CO 2進(jìn)入生物群落，進(jìn)入生物群落，又能將其釋放到大氣中的生物是（又能將其釋放到大氣中的生物是（ ）A.分解者分解者 B.植食動(dòng)物植食動(dòng)物 C.肉食動(dòng)物肉食動(dòng)物 D.綠色植物綠色植物BD3 3、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在（、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在（ ）A.A.生物群落中生物群落中 B.B.生產(chǎn)者

15、和消費(fèi)者之間生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間 C.C.生產(chǎn)者和分解者之間生產(chǎn)者和分解者之間 D.D.生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間4 4、目前地球大氣的二氧化碳濃度增高，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，主要原因、目前地球大氣的二氧化碳濃度增高，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，主要原因是（是（ ）A.A. 人口劇增，呼出的二氧化碳增多人口劇增，呼出的二氧化碳增多B.B.化石燃料的燃燒和自然資源的不合理利用化石燃料的燃燒和自然資源的不合理利用C. C. 大量生物遭滅絕大量生物遭滅絕 D.D.自然因素破壞了生態(tài)穩(wěn)定自然因素破壞了生態(tài)穩(wěn)定5 5、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)與生物群落的哪些活動(dòng)有關(guān)（、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)與生物群落的哪些活動(dòng)有關(guān)（ ）光

16、合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用 蒸騰作用蒸騰作用 微生物的分解作用微生物的分解作用 A.A. B. B. C. C. D. D.DBB水循環(huán)：水循環(huán)： 水是組成生物體的重要成分，約占體水是組成生物體的重要成分，約占體重的重的60609595，體內(nèi)進(jìn)行一切生化反，體內(nèi)進(jìn)行一切生化反應(yīng)都離不開(kāi)水。地球上的水包括海洋中應(yīng)都離不開(kāi)水。地球上的水包括海洋中的水、陸地水、大氣中的水及地下水等，的水、陸地水、大氣中的水及地下水等，以汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)形式存在。水通過(guò)以汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)形式存在。水通過(guò)蒸發(fā)、植物的蒸騰作用上升到空氣中，蒸發(fā)、植物的蒸騰作用上升到空氣中，又通過(guò)降雨返回地面等過(guò)程反復(fù)循環(huán)。又通過(guò)降

17、雨返回地面等過(guò)程反復(fù)循環(huán)。水循環(huán)水循環(huán) 在太陽(yáng)輻射能的作用下，從海陸表面蒸發(fā)在太陽(yáng)輻射能的作用下，從海陸表面蒸發(fā)的水分，上升到大氣中。的水分，上升到大氣中。 隨著大氣的運(yùn)動(dòng)和在一定的熱力條件下，隨著大氣的運(yùn)動(dòng)和在一定的熱力條件下，水蒸汽凝結(jié)為液態(tài)水降落至地球表面。水蒸汽凝結(jié)為液態(tài)水降落至地球表面。一部分降水可被植被攔截或被植物蒸騰散發(fā)。一部分降水可被植被攔截或被植物蒸騰散發(fā)。降落到地面的水可以形成地表徑流。降落到地面的水可以形成地表徑流。 貯于地下的水，一部分上升至地表供蒸貯于地下的水，一部分上升至地表供蒸發(fā)，一部分向深層滲透，在一定的條件下溢出發(fā)，一部分向深層滲透，在一定的條件下溢出成為不同

18、形式的泉水；地表水和返回地面的地成為不同形式的泉水；地表水和返回地面的地下水，最終都流入海洋或蒸發(fā)到大氣中。下水，最終都流入海洋或蒸發(fā)到大氣中。 滲入地下的水一部分以地下徑流的形式進(jìn)滲入地下的水一部分以地下徑流的形式進(jìn)入河道，成為河川徑流的一部分。入河道，成為河川徑流的一部分。氮循環(huán)：氮循環(huán)： 氮元素是組成氮元素是組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和核酸核酸的重要成分。的重要成分。由由于大氣成分的于大氣成分的79是氮?dú)?，所以氮最重要的?chǔ)存是氮?dú)?，所以氮最重要的?chǔ)存庫(kù)就是大氣圈，但是大多數(shù)生物又不能直接利用氮庫(kù)就是大氣圈，但是大多數(shù)生物又不能直接利用氮?dú)?，大氣中的氮只有被固定為無(wú)機(jī)氮化合物（主要?dú)猓髿庵械牡?/p>

19、有被固定為無(wú)機(jī)氮化合物（主要是硝酸鹽和氨）以后，才能被生物所利用是硝酸鹽和氨）以后，才能被生物所利用。因此，。因此，氮必須經(jīng)過(guò)氮必須經(jīng)過(guò)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、反硝化作用等才能在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)。等才能在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)。氮循環(huán) 氮的固定：氮的固定： 大氣大氣固氮固氮 人工人工固氮固氮 生物生物固氮固氮 在閃電等高能量作用下，在閃電等高能量作用下，在空氣中發(fā)生反應(yīng)。在空氣中發(fā)生反應(yīng)。 高溫、高壓、催化劑下使高溫、高壓、催化劑下使氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨。氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨。 有固氮能力的生物將游離有固氮能力的生物將游離態(tài)氮固定為氮的化合物

20、。態(tài)氮固定為氮的化合物。 發(fā)發(fā) 生生 條條 件件氮循環(huán)的過(guò)程：氮循環(huán)的過(guò)程：1. 固氮作用固氮作用：根瘤菌根瘤菌、自生固氮菌、自生固氮菌、藍(lán)細(xì)菌等、藍(lán)細(xì)菌等能將能將氮?dú)獾獨(dú)夤潭ㄉ晒潭ㄉ砂睔獍睔猓谏锶郝溟_(kāi)始循環(huán)在生物群落開(kāi)始循環(huán)。N2+e+H+ATP NH3+ADP+Pi固氮菌固氮菌2. 硝化作用硝化作用 經(jīng)過(guò)固氮作用合成的經(jīng)過(guò)固氮作用合成的氨或銨氨或銨鹽難以被直接利用，而鹽難以被直接利用，而必須使它們?cè)谙趸饔弥修D(zhuǎn)化為必須使它們?cè)谙趸饔弥修D(zhuǎn)化為硝酸鹽硝酸鹽。硝化作用硝化作用過(guò)程在過(guò)程在有氧有氧條件下分為兩步條件下分為兩步：第一步第一步：亞硝化細(xì)菌：亞硝化細(xì)菌把把氨或銨鹽氨或銨鹽轉(zhuǎn)化為

21、轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽亞硝酸鹽第二步第二步：硝化細(xì)菌：硝化細(xì)菌把把亞硝酸鹽亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}硝酸鹽。2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量亞硝化細(xì)菌亞硝化細(xì)菌2HNO2+O2 2HNO3+能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌3. 硝酸鹽硝酸鹽被植物吸收，用于合成被植物吸收，用于合成蛋白質(zhì)、核酸蛋白質(zhì)、核酸等含等含氮有機(jī)化合物，在生物間通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)。氮有機(jī)化合物，在生物間通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)。這些含氮的有機(jī)化合物通過(guò)生物的新陳代謝又會(huì)使氮這些含氮的有機(jī)化合物通過(guò)生物的新陳代謝又會(huì)使氮以代謝產(chǎn)物（以代謝產(chǎn)物（尿素和尿酸尿素和尿酸）的形式重返氮的循環(huán)圈。）的形式重返氮的循環(huán)圈。4. 氨化作

22、用氨化作用 土壤和水中的很多異養(yǎng)細(xì)菌、放線(xiàn)菌和真菌都土壤和水中的很多異養(yǎng)細(xì)菌、放線(xiàn)菌和真菌都能能把這些把這些簡(jiǎn)單的含氮有機(jī)化合物（簡(jiǎn)單的含氮有機(jī)化合物（尿素和尿酸尿素和尿酸等等）在）在代謝活動(dòng)中代謝活動(dòng)中轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)化合物（氨）轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)化合物（氨）并把它釋放出來(lái)。并把它釋放出來(lái)。這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為氨化作用為氨化作用或或礦化作用礦化作用。5. 反硝化作用（也稱(chēng)脫氮作用）反硝化作用（也稱(chēng)脫氮作用） 反硝化作用是在反硝化作用是在無(wú)氧或缺氧無(wú)氧或缺氧條件下把條件下把硝酸硝酸鹽鹽等較復(fù)雜的含氮化合物轉(zhuǎn)化為等較復(fù)雜的含氮化合物轉(zhuǎn)化為N2和和N2O等等的的過(guò)程。這樣分子氮如果未在固氮活動(dòng)中被重新過(guò)程

23、。這樣分子氮如果未在固氮活動(dòng)中被重新利用則會(huì)返回大氣圈庫(kù)。利用則會(huì)返回大氣圈庫(kù)。反硝化作用反硝化作用過(guò)程在過(guò)程在缺氧缺氧條件下分為兩步條件下分為兩步：第一步第一步：某些細(xì)菌把：某些細(xì)菌把硝酸鹽硝酸鹽還原為還原為亞硝酸鹽亞硝酸鹽第二步第二步：某些細(xì)菌：某些細(xì)菌把把亞硝酸鹽亞硝酸鹽進(jìn)一步還原進(jìn)一步還原N2或或N2OC6H12O6 + 12NO3- 6H2O + 6CO2 + 12NO2- + 能量能量 CH3COOH + 8NO3- 6H2O + 10CO2 + 4N2 + 8OH- +能量能量 39 氮的全球平衡破壞氮的全球平衡破壞水體富營(yíng)養(yǎng)化水體富營(yíng)養(yǎng)化 據(jù)估計(jì)，全球每年的固氮量為據(jù)估計(jì)，全球

24、每年的固氮量為9292106噸。但是，借助于反噸。但是，借助于反硝化作用，全球的產(chǎn)氮量只有硝化作用，全球的產(chǎn)氮量只有8383 106噸。兩個(gè)過(guò)程的差額為噸。兩個(gè)過(guò)程的差額為9 9 106噸，這種不平衡主要是由工業(yè)固氮量的日益增長(zhǎng)所引起噸，這種不平衡主要是由工業(yè)固氮量的日益增長(zhǎng)所引起的。的。 人工固氮對(duì)于養(yǎng)活世界上不斷增加的人口作了重大貢獻(xiàn)，人工固氮對(duì)于養(yǎng)活世界上不斷增加的人口作了重大貢獻(xiàn)，但同時(shí)，大量含氮化合物進(jìn)入土壤和流入池塘、湖泊、河流、但同時(shí)，大量含氮化合物進(jìn)入土壤和流入池塘、湖泊、河流、海灣，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌種群大爆發(fā)，其尸體海灣，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌種群大爆發(fā)

25、，其尸體分解過(guò)程中大量掠奪其他生物所必須的氧，造成魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)大分解過(guò)程中大量掠奪其他生物所必須的氧，造成魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)大規(guī)模死亡。海洋和海灣的富營(yíng)養(yǎng)化稱(chēng)為赤潮，某些赤潮藻類(lèi)還規(guī)模死亡。海洋和海灣的富營(yíng)養(yǎng)化稱(chēng)為赤潮，某些赤潮藻類(lèi)還形成毒素，引起如記憶喪失、腎臟和肝臟的疾病。形成毒素，引起如記憶喪失、腎臟和肝臟的疾病。 一般來(lái)說(shuō)，氮污染使土壤和水體的生物多樣性下降。人類(lèi)一般來(lái)說(shuō)，氮污染使土壤和水體的生物多樣性下降。人類(lèi)從合成氮肥中獲得巨大好處，但沒(méi)有預(yù)見(jiàn)其對(duì)于環(huán)境的不良后從合成氮肥中獲得巨大好處，但沒(méi)有預(yù)見(jiàn)其對(duì)于環(huán)境的不良后果。即使到現(xiàn)在，人類(lèi)對(duì)于這些不良后果果。即使到現(xiàn)在，人類(lèi)對(duì)于這些不良后果的的注

26、意仍然不足，遠(yuǎn)注意仍然不足，遠(yuǎn)不如對(duì)大氣不如對(duì)大氣COCO2 2 上升的關(guān)注。上升的關(guān)注。 硫循環(huán)硫循環(huán)硫是蛋白質(zhì)和某些氨基酸的重要組分，硫是蛋白質(zhì)和某些氨基酸的重要組分，雖然少雖然少數(shù)生物可以從氨基酸（有機(jī)硫）中獲得它們所需數(shù)生物可以從氨基酸（有機(jī)硫）中獲得它們所需要的硫，但大多數(shù)生物都是從無(wú)機(jī)的硫酸鹽中獲要的硫，但大多數(shù)生物都是從無(wú)機(jī)的硫酸鹽中獲得它們所需要的硫。得它們所需要的硫。硫循環(huán)明顯的特點(diǎn)是，它有硫循環(huán)明顯的特點(diǎn)是，它有一個(gè)長(zhǎng)期的沉積階段和一個(gè)較短的氣體型循環(huán)階一個(gè)長(zhǎng)期的沉積階段和一個(gè)較短的氣體型循環(huán)階段，因?yàn)楹虻幕衔镏?，既包括硫酸鋇、硫酸段，因?yàn)楹虻幕衔镏?，既包括硫酸鋇、

27、硫酸鉛、硫化銅等難溶的鹽類(lèi)，也有氣態(tài)的二氧化硫鉛、硫化銅等難溶的鹽類(lèi)，也有氣態(tài)的二氧化硫和硫化氫。和硫化氫。硫的釋放硫的釋放多種生物地球化學(xué)過(guò)程可將硫釋放到大氣中；多種生物地球化學(xué)過(guò)程可將硫釋放到大氣中；火山噴發(fā)可以帶出大量的硫化氫氣體火山噴發(fā)可以帶出大量的硫化氫氣體巖體風(fēng)化，該途徑產(chǎn)生的硫酸鹽將進(jìn)入水中。巖體風(fēng)化，該途徑產(chǎn)生的硫酸鹽將進(jìn)入水中。海水飛沫形成的氣溶膠海水飛沫形成的氣溶膠硫循環(huán)的主要過(guò)程為：硫循環(huán)的主要過(guò)程為： 硫化細(xì)菌硫化細(xì)菌通過(guò)化能合成作用通過(guò)化能合成作用能把能把硫化氫、硫硫化氫、硫化亞鐵等化亞鐵等氧化為硫，并再將硫氧化為硫酸鹽。氧化為硫，并再將硫氧化為硫酸鹽。2H2SO22

28、H2O2S+能量能量 2S3O22H2O2H2SO4+能量能量2FeS27O22H2O2FeSO42H2SO4+能量能量巖石圈、水圈巖石圈、水圈生物群落生物群落 和氮循環(huán)類(lèi)似，植物根系吸收硫酸鹽用于合成和氮循環(huán)類(lèi)似，植物根系吸收硫酸鹽用于合成氨基酸、蛋白質(zhì)等有機(jī)物，硫元素就開(kāi)始在生物群氨基酸、蛋白質(zhì)等有機(jī)物，硫元素就開(kāi)始在生物群落循環(huán)，最后由尸體和排泄物脫離，大部分此類(lèi)物落循環(huán)，最后由尸體和排泄物脫離，大部分此類(lèi)物質(zhì)被分解者分解，少部分形成化石燃料質(zhì)被分解者分解，少部分形成化石燃料。重新沉積重新沉積 分解者將含硫有機(jī)物分解為硫酸鹽和硫化物后，分解者將含硫有機(jī)物分解為硫酸鹽和硫化物后，這些硫化物

29、將按過(guò)程重新開(kāi)始循環(huán)這些硫化物將按過(guò)程重新開(kāi)始循環(huán) 前面途徑產(chǎn)生的硫酸鹽大部分將進(jìn)入水體。前面途徑產(chǎn)生的硫酸鹽大部分將進(jìn)入水體?；鹕絿姲l(fā)等途徑形成的氣態(tài)含硫化合物將隨降雨火山噴發(fā)等途徑形成的氣態(tài)含硫化合物將隨降雨進(jìn)入土壤和水體，但大部分的硫直接進(jìn)入海洋，進(jìn)入土壤和水體，但大部分的硫直接進(jìn)入海洋，并在海里永遠(yuǎn)沉積無(wú)法連續(xù)循環(huán)。只有少部分在并在海里永遠(yuǎn)沉積無(wú)法連續(xù)循環(huán)。只有少部分在生物群落循環(huán)。生物群落循環(huán)。 酸雨會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)廣泛的危害，造成巨大的酸雨會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)廣泛的危害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，如經(jīng)濟(jì)損失，如:腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；破壞露天腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；破壞露天的文物古跡；損壞植物葉面，導(dǎo)

30、致森林死亡；使的文物古跡；損壞植物葉面，導(dǎo)致森林死亡；使湖泊中魚(yú)蝦死亡；破壞土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)湖泊中魚(yú)蝦死亡；破壞土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡；飲用酸化物造成的地下水，對(duì)人體有甚至死亡；飲用酸化物造成的地下水，對(duì)人體有害。害。 化石燃料的不完全燃燒可使二氧化硫進(jìn)入大化石燃料的不完全燃燒可使二氧化硫進(jìn)入大氣圈，這是大氣遭受污染的一個(gè)主要原因。大氣氣圈，這是大氣遭受污染的一個(gè)主要原因。大氣中的氧化硫、二氧化硫和元素硫可被進(jìn)一步氧化中的氧化硫、二氧化硫和元素硫可被進(jìn)一步氧化形成三氧化硫，它與水結(jié)合便形成了硫酸，雨水形成三氧化硫，它與水結(jié)合便形成了硫酸，雨水中含有硫酸就會(huì)形成酸雨。中含有硫酸就會(huì)

31、形成酸雨。硫循環(huán)平衡破壞硫循環(huán)平衡破壞酸雨酸雨五、磷循環(huán)五、磷循環(huán) 磷是生物不可缺少的成分。它是細(xì)胞遺傳信磷是生物不可缺少的成分。它是細(xì)胞遺傳信息攜帶者息攜帶者核酸核酸的構(gòu)成元素，也是生物膜成分的構(gòu)成元素，也是生物膜成分磷脂磷脂及細(xì)胞代謝中及細(xì)胞代謝中三磷酸腺苷三磷酸腺苷（ATP）等的構(gòu)成元素，）等的構(gòu)成元素，在能量貯存、利用和轉(zhuǎn)化方面起著關(guān)鍵作用。它在能量貯存、利用和轉(zhuǎn)化方面起著關(guān)鍵作用。它還制約著生態(tài)系統(tǒng)，尤其是水域生態(tài)系統(tǒng)的光合還制約著生態(tài)系統(tǒng)，尤其是水域生態(tài)系統(tǒng)的光合生產(chǎn)力。另外，磷還是動(dòng)物骨骼和牙齒的主要成生產(chǎn)力。另外，磷還是動(dòng)物骨骼和牙齒的主要成分。所以，分。所以，沒(méi)有磷就沒(méi)有生命

32、，也就不會(huì)有生態(tài)沒(méi)有磷就沒(méi)有生命，也就不會(huì)有生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。 磷不存在任何氣體形式的化合物，所以磷是典型磷不存在任何氣體形式的化合物，所以磷是典型的的沉積型循環(huán)物質(zhì)沉積型循環(huán)物質(zhì)。沉積型循環(huán)物質(zhì)主要有兩種存。沉積型循環(huán)物質(zhì)主要有兩種存在相：巖石相和溶解鹽相。在相：巖石相和溶解鹽相。循環(huán)的起點(diǎn)源于巖石的循環(huán)的起點(diǎn)源于巖石的風(fēng)化，終于水中的沉積風(fēng)化，終于水中的沉積。由于風(fēng)化侵蝕作用和人類(lèi)。由于風(fēng)化侵蝕作用和人類(lèi)對(duì)磷礦的開(kāi)采，磷被釋放出來(lái)，由于降水成為可溶對(duì)磷礦的開(kāi)采，磷被釋放出來(lái)，由于降水成為可溶性磷酸鹽，經(jīng)由植物、草食動(dòng)物和肉食動(dòng)物而在生性磷酸鹽，經(jīng)由植物、草食動(dòng)物和肉食

33、動(dòng)物而在生物之間流動(dòng)，待生物死亡后被分解，又使其回到環(huán)物之間流動(dòng)，待生物死亡后被分解，又使其回到環(huán)境中。溶解性磷酸鹽也可隨著水流，進(jìn)入江河湖海，境中。溶解性磷酸鹽也可隨著水流，進(jìn)入江河湖海，并并沉積在海底沉積在海底。其中一部分長(zhǎng)期留在海里，另一些。其中一部分長(zhǎng)期留在海里，另一些可形成新的地殼，在風(fēng)化后再次進(jìn)入循環(huán)可形成新的地殼，在風(fēng)化后再次進(jìn)入循環(huán) 在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，含磷有機(jī)物被細(xì)菌分解為在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，含磷有機(jī)物被細(xì)菌分解為磷酸鹽磷酸鹽，其中一部分又被植物再吸收，另一些則轉(zhuǎn)，其中一部分又被植物再吸收，另一些則轉(zhuǎn)化為不能被植物利用的化合物。同時(shí)，陸地的一部化為不能被植物利用的化合物。同時(shí)，陸

34、地的一部分磷分磷由徑流進(jìn)入湖泊和海洋由徑流進(jìn)入湖泊和海洋。在淡水和海洋生態(tài)系。在淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)中，磷酸鹽能夠迅速地被浮游植物所吸收，而后統(tǒng)中，磷酸鹽能夠迅速地被浮游植物所吸收，而后又轉(zhuǎn)移到浮游動(dòng)物和其他動(dòng)物體內(nèi)，浮游動(dòng)物每天又轉(zhuǎn)移到浮游動(dòng)物和其他動(dòng)物體內(nèi)，浮游動(dòng)物每天排出的磷與其生物量所含有的磷相等，所以使磷循排出的磷與其生物量所含有的磷相等，所以使磷循環(huán)得以繼續(xù)進(jìn)行。浮游動(dòng)物所排出的磷又有一部分環(huán)得以繼續(xù)進(jìn)行。浮游動(dòng)物所排出的磷又有一部分是無(wú)機(jī)磷酸鹽，可以為植物所利用，水體中其他的是無(wú)機(jī)磷酸鹽，可以為植物所利用，水體中其他的有機(jī)磷酸鹽可被細(xì)菌利用，細(xì)菌又被其他的一些小有機(jī)磷酸鹽可被細(xì)菌利

35、用，細(xì)菌又被其他的一些小動(dòng)物所食用。一部分磷沉積在海洋中，沉積的磷隨動(dòng)物所食用。一部分磷沉積在海洋中，沉積的磷隨著海水的上涌被帶到光合作用帶，并被植物所吸收。著海水的上涌被帶到光合作用帶，并被植物所吸收。 因動(dòng)植物殘?bào)w的下沉，常使得水表層的磷被因動(dòng)植物殘?bào)w的下沉，常使得水表層的磷被耗盡而深水中的磷積累過(guò)多。磷是可溶性的，但由耗盡而深水中的磷積累過(guò)多。磷是可溶性的，但由于于磷沒(méi)有揮發(fā)性磷沒(méi)有揮發(fā)性，所以，除了鳥(niǎo)糞和對(duì)海魚(yú)的捕撈，所以，除了鳥(niǎo)糞和對(duì)海魚(yú)的捕撈，磷磷沒(méi)有再次回到陸地的有效途徑?jīng)]有再次回到陸地的有效途徑。在深海處的磷沉。在深海處的磷沉積，只有在發(fā)生積，只有在發(fā)生海陸變遷海陸變遷，由海底變?yōu)殛懙睾?，才，由海底變?yōu)殛懙睾?，才有可能因風(fēng)化