第三節(jié)-生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)PPT課件

1、第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)依靠太陽不斷地提供能量，而生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)卻都是由地球提供的。討論：為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質(zhì)，例如氧、水、碳、氮和許多其他物質(zhì)，億萬年來卻沒有被生命活動(dòng)所耗盡？物質(zhì)循環(huán)的概念什么?這里的物質(zhì)是指什么？這里的生態(tài)系統(tǒng)是指什么生態(tài)系統(tǒng)？在哪兩者之間循環(huán)？快速閱讀課本P100101回答下列問題： 都不斷地進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 物質(zhì)循環(huán)的概念是什么?這里的物質(zhì)是指什么？ 組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素， 地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈，其中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性，這種物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球

2、化學(xué)循環(huán)。 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，不會消失，生物可反復(fù)利用。生物 群落組成生物體的C、H、O、N等元素?zé)o機(jī) 環(huán)境反復(fù)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)？一. 碳循環(huán) 碳元素約占生物體干重的49，碳是有機(jī)化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)的。碳的循環(huán)過程 C循環(huán)的圖解化石燃料大氣中的CO2生產(chǎn)者分解者消費(fèi)者思考？光合作用呼吸作用分解作用呼吸作用分解作用攝食作用形成石油、天然氣等形成石油、天然氣等呼吸作用燃燒作用碳的循環(huán)過程：1、生物圈中的生產(chǎn)者綠色植物，通過光合作用，將大氣中的CO2和H2O合成糖類，進(jìn)一步合成脂類和蛋白質(zhì)等

3、有機(jī)物，使CO2中的碳成為有機(jī)物中的碳。2、含碳有機(jī)物的一部分，通過食物鏈傳遞給各級消者。3、生產(chǎn)者和消費(fèi)者通過呼吸作用，將有機(jī)物分解成CO2和 H2O ，并將CO2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，分解后產(chǎn)生的 CO2 返回到大氣中去。5、煤、石油等化石燃料的燃燒也將大量的CO2排放到大氣中去。（1）碳在無機(jī)環(huán)境和生物群落間循環(huán)的形式：（2）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（3）碳進(jìn)入生物體的途徑：（4）碳在生物體之間傳遞途徑：（5）碳進(jìn)入大氣的活動(dòng)：CO2有機(jī)物光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)生物的呼吸作用分解者有分解作用化石燃料的燃燒碳小結(jié)：大氣中二氧化碳濃度的變化年

4、份1860196019世紀(jì)末濃度（ppm)283320375-400溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)冰川融化熱帶風(fēng)暴土地干旱城市淹沒社會熱點(diǎn)：溫室效應(yīng)1、溫室氣體：CO2過多2、CO2增多的原因化石燃料的大量燃燒森林、草原等植被的破壞3、溫室效應(yīng)的危害氣溫升高沿海城市被淹沒農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)4.緩解溫室效應(yīng)的措施開發(fā)新能源增大綠化面積極地冰川加速融化（3）圖中D C過程是通過 作用實(shí)現(xiàn)的，C D過程是通過 作用實(shí)現(xiàn)的，B D過程是通過_ 作用實(shí)現(xiàn)的。碳循環(huán)始終與 結(jié)合在一起。 （4）生物群落中有一部分碳以_形式儲藏在地層中。碳在無機(jī)環(huán)境中以 形式存在。CDBA（1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從 _ 固定太陽能開始

5、的。 （2）碳元素在A、B、C之間的傳遞是以 _形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分中A為 ，B為 。例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，A、B、C、D是生態(tài)系統(tǒng)的成分，D為大氣，請據(jù)圖回答：練習(xí)C生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者光合呼吸分解能量石油、煤炭等CO2等有機(jī)物（1）寫出的生理過程及產(chǎn)生 CO2的方式。 _ _ _ _（2）碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間以_形式進(jìn)行循環(huán)。（3）碳循環(huán)中最簡單的循環(huán)途徑是在_和大氣之間的循環(huán)。光合作用 呼吸作用 微生物分解作用 呼吸作用 燃燒 CO2綠色植物練習(xí)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（ ）A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 B.葉綠體和線粒體C.核糖體和葉綠體 D.核糖體

6、和高爾基體1、在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中，既能使CO 2進(jìn)入生物群落，又能將其釋放到大氣中的生物是（ ）A.分解者 B.植食動(dòng)物 C.肉食動(dòng)物 D.綠色植物BD3、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在（）A.生物群落中 B.生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間 C.生產(chǎn)者和分解者之間 D.生物群落與無機(jī)環(huán)境之間4、目前地球大氣的二氧化碳濃度增高，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，主要原因是（）A.人口劇增，呼出的二氧化碳增多B.化石燃料的燃燒和自然資源的不合理利用C. 大量生物遭滅絕D.自然因素破壞了生態(tài)穩(wěn)定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)（ ）光合作用 呼吸作用 蒸騰作用 微生物的分解作用 A. B. C. D.DBB水循環(huán)： 水是組成

7、生物體的重要成分，約占體重的6095，體內(nèi)進(jìn)行一切生化反應(yīng)都離不開水。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，以汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)形式存在。水通過蒸發(fā)、植物的蒸騰作用上升到空氣中，又通過降雨返回地面等過程反復(fù)循環(huán)。水循環(huán) 在太陽輻射能的作用下，從海陸表面蒸發(fā)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，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)。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發(fā)，一部分向深層滲透，在一定的條件下溢出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。 滲入地下

8、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。氮循環(huán)： 氮元素是組成蛋白質(zhì)和核酸的重要成分。由于大氣成分的79是氮?dú)猓缘钪匾膬Υ鎺炀褪谴髿馊?，但是大多?shù)生物又不能直接利用氮?dú)?，大氣中的氮只有被固定為無機(jī)氮化合物（主要是硝酸鹽和氨）以后，才能被生物所利用。因此，氮必須經(jīng)過生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落與無機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)。氮循環(huán)氮循環(huán)的過程：1. 固氮作用：根瘤菌、自生固氮菌、藍(lán)細(xì)菌等能將氮?dú)夤潭ㄉ砂睔猓谏锶郝溟_始循環(huán)。N2+e+H+ATP NH3+ADP+Pi固氮菌2. 硝化作用 經(jīng)過固氮作用合成的氨或銨鹽難以被直接利用，而必須使它們在硝化作用中轉(zhuǎn)

9、化為硝酸鹽。硝化作用過程在有氧條件下分為兩步：第一步：亞硝化細(xì)菌把氨或銨鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽第二步：硝化細(xì)菌把亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量亞硝化細(xì)菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化細(xì)菌3. 硝酸鹽被植物吸收，用于合成蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)化合物，在生物間通過食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)。這些含氮的有機(jī)化合物通過生物的新陳代謝又會使氮以代謝產(chǎn)物（尿素和尿酸）的形式重返氮的循環(huán)圈。4. 氨化作用 土壤和水中的很多異養(yǎng)細(xì)菌、放線菌和真菌都能把這些簡單的含氮有機(jī)化合物（尿素和尿酸等）在代謝活動(dòng)中轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)化合物（氨）并把它釋放出來。這個(gè)過程就稱為氨化作用或礦化作用。5.

10、反硝化作用（也稱脫氮作用） 反硝化作用是在無氧或缺氧條件下把硝酸鹽等較復(fù)雜的含氮化合物轉(zhuǎn)化為N2和N2O等的過程。這樣分子氮如果未在固氮活動(dòng)中被重新利用則會返回大氣圈庫。反硝化作用過程在缺氧條件下分為兩步：第一步：某些細(xì)菌把硝酸鹽還原為亞硝酸鹽第二步：某些細(xì)菌把亞硝酸鹽進(jìn)一步還原N2或N2OC6H12O6 + 12NO3- 6H2O + 6CO2 + 12NO2- + 能量 CH3COOH + 8NO3- 6H2O + 10CO2 + 4N2 + 8OH- +能量 29 氮的全球平衡破壞水體富營養(yǎng)化 據(jù)估計(jì)，全球每年的固氮量為92106噸。但是，借助于反硝化作用，全球的產(chǎn)氮量只有83 106噸

11、。兩個(gè)過程的差額為9 106噸，這種不平衡主要是由工業(yè)固氮量的日益增長所引起的。人工固氮對于養(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、海灣，造成水體富營養(yǎng)化，藻類和藍(lán)細(xì)菌種群大爆發(fā)，其尸體分解過程中大量掠奪其他生物所必須的氧，造成魚類、貝類大規(guī)模死亡。海洋和海灣的富營養(yǎng)化稱為赤潮，某些赤潮藻類還形成毒素，引起如記憶喪失、腎臟和肝臟的疾病。 一般來說，氮污染使土壤和水體的生物多樣性下降。人類從合成氮肥中獲得巨大好處，但沒有預(yù)見其對于環(huán)境的不良后果。即使到現(xiàn)在，人類對于這些不良后果的注意仍然不足，遠(yuǎn)不如對大氣CO2 上升的關(guān)注。 硫循環(huán)硫是蛋白質(zhì)和

12、某些氨基酸的重要組分，雖然少數(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)生物都是從無機(jī)的硫酸鹽中獲得它們所需要的硫。硫循環(huán)明顯的特點(diǎn)是，它有一個(gè)長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、硫酸鉛、硫化銅等難溶的鹽類，也有氣態(tài)的二氧化硫和硫化氫。硫的釋放多種生物地球化學(xué)過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硫循環(huán)的主要過程為： 硫化細(xì)菌通過化能合成作用能把硫化氫、硫化亞鐵等氧化為硫，并再將硫氧化為硫酸鹽。2H2SO22H2O2S+能量 2S3O22H2O2H2SO4+能量2

13、FeS27O22H2O2FeSO42H2SO4+能量巖石圈、水圈生物群落 和氮循環(huán)類似，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，大部分此類物質(zhì)被分解者分解，少部分形成化石燃料。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，這些硫化物將按過程重新開始循環(huán) 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)沉積無法連續(xù)循環(huán)。只有少部分在生物群落循環(huán)。 酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，如:腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；破壞露天的文物古跡；損壞

14、植物葉面，導(dǎo)致森林死亡；使湖泊中魚蝦死亡；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，對人體有害。 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，雨水中含有硫酸就會形成酸雨。硫循環(huán)平衡破壞酸雨五、磷循環(huán) 磷是生物不可缺少的成分。它是細(xì)胞遺傳信息攜帶者核酸的構(gòu)成元素，也是生物膜成分磷脂及細(xì)胞代謝中三磷酸腺苷（ATP）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分。所以，沒有

15、磷就沒有生命，也就不會有生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。 磷不存在任何氣體形式的化合物，所以磷是典型的沉積型循環(huán)物質(zhì)。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。循環(huán)的起點(diǎn)源于巖石的風(fēng)化，終于水中的沉積。由于風(fēng)化侵蝕作用和人類對磷礦的開采，磷被釋放出來，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，并沉積在海底。其中一部分長期留在海里，另一些可形成新的地殼，在風(fēng)化后再次進(jìn)入循環(huán) 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，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)，

16、陸地的一部分磷由徑流進(jìn)入湖泊和海洋。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。 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多。磷是可溶性的，但由于磷沒有揮發(fā)性，所以，除了鳥糞和對海魚的捕撈，磷沒有再次回到陸地的有效途徑。在深海處的磷沉積，只有在發(fā)生海陸

17、變遷，由海底變?yōu)殛懙睾螅庞锌赡芤蝻L(fēng)化而再次釋放出磷，否則就將永遠(yuǎn)脫離循環(huán)。正是由于這個(gè)原因，使陸地的磷損失越來越大。因此，磷的循環(huán)為不完全循環(huán)，現(xiàn)存量越來越少，特別是隨著工業(yè)的發(fā)展而大量開采磷礦加速了這種損失。據(jù)估計(jì)，全世界磷蘊(yùn)藏量只能維持100a左右，在生物圈中，磷參與循環(huán)的數(shù)量，目前正在減少，磷將成為人類和陸地生物生命活動(dòng)的限制因子。能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式過程范圍特點(diǎn)聯(lián)系主要以有機(jī)物形式動(dòng)沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級單向流動(dòng)，逐級遞減主要以無機(jī)物形式在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間反復(fù)循環(huán)全球（生物圈）反復(fù)循環(huán)，逐級累積能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系（1）同時(shí)進(jìn)行、相互依存（2）物質(zhì)是能量

18、流動(dòng)的載體（3）能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力 練習(xí) 在農(nóng)田中大量使用DDT殺蟲劑為什么會殃及南極的企鵝? 生物圈是地球上的最大的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性.1. 20世紀(jì)60年代，美國農(nóng)莊主為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量，曾用飛機(jī)反復(fù)大面積地噴灑有機(jī)磷殺蟲劑，幾年后顯而易見的是（ ）B徹底消滅了該地區(qū)的害蟲 害蟲的抗藥性愈來愈強(qiáng) 消滅了該地區(qū)雜草 這個(gè)地區(qū)鳥類數(shù)量減少 未噴灑農(nóng)藥的鄰近地區(qū)一帶生物體內(nèi)也含有農(nóng)藥的成分A B C D 2在生態(tài)系統(tǒng)中能將太陽能轉(zhuǎn)化到生物群落中的是（ ） A. 蚯蚓 B硅藻 C硝化細(xì)菌 D. 酵母菌3.從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來（ ）A燃料中的碳 B非生物環(huán)境中的碳 C食物中的碳 D大氣中的二氧化碳4.在浮游植物浮游動(dòng)物魚這條食物鏈中，碳是以哪種形式流動(dòng)的 ( )A二氧化碳 B有機(jī)物 C碳酸鹽 D二氧化碳和有機(jī)物5碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)是通過（ ）A光合作用 B呼吸作用 C呼吸作用和光合作用 D蒸騰作用和呼吸作用BDBCDDDD聯(lián)系生活某農(nóng)戶有如下經(jīng)營模式：肥料（買） 水稻 豬 肥料（買） 桑 蠶飼料（買） 魚