《生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)》課件新人教版必修

1、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)課件新人教版必修一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.1.概念概念（1 1）物質(zhì)：組成生物體的）物質(zhì)：組成生物體的 等元素。等元素。（2 2）循環(huán)：無機環(huán)境）循環(huán)：無機環(huán)境 。（3 3）范圍：）范圍： 。2.2.特點特點(1)(1)具有全球性，因此又稱具有全球性，因此又稱 循環(huán)。循環(huán)。(2)(2) 。二、碳循環(huán)二、碳循環(huán)1.1.碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以 的形式進行的。大氣中的二氧化碳能夠的形式進行的。大氣中的二氧化碳能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動，因此，碳循環(huán)具有隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動，因此，碳循環(huán)具有

2、。C C、H H、O O、N N、P P、S S生物地球化學(xué)生物地球化學(xué)循環(huán)性循環(huán)性二氧化碳二氧化碳2.2.組成生物體的組成生物體的 等元素，都不斷進行著從等元素，都不斷進行著從 到到 ，又從，又從 到到 的循環(huán)過程，這就的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的是生態(tài)系統(tǒng)的 。3.3.在物質(zhì)循環(huán)過程中，無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被在物質(zhì)循環(huán)過程中，無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被 反反復(fù)利用；能量流動則不同，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，是復(fù)利用；能量流動則不同，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，是 的，而且是的，而且是 的流動，而不是循環(huán)流動。的流動，而不是循環(huán)流動。三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

3、1.1.二者是二者是 ，彼此相互依存，不可分割。，彼此相互依存，不可分割。2.2.物質(zhì)作為物質(zhì)作為 ，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量作為作為 ，使物質(zhì)能夠不斷地在，使物質(zhì)能夠不斷地在 和和 之之間循環(huán)往返。間循環(huán)往返。無機環(huán)境無機環(huán)境C C、H H、O O、N N、P P、S S無機環(huán)境無機環(huán)境生物群落生物群落生物群落生物群落無機環(huán)境無機環(huán)境物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)生物群落生物群落逐級遞減逐級遞減單方向單方向同時進行的同時進行的能量的載體能量的載體動力動力生物群落生物群落一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念及特點一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念及特點（1 1）對概念的理解）對概

4、念的理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的范圍是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的范圍是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生生物圈。物圈。參與循環(huán)的物質(zhì)主要是組成生物體的基本元素，而不是指由參與循環(huán)的物質(zhì)主要是組成生物體的基本元素，而不是指由這些元素組成的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等生物體內(nèi)所特有的物質(zhì)。這些元素組成的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等生物體內(nèi)所特有的物質(zhì)。物質(zhì)循環(huán)的具體形式是指組成生物體的基本元素在生物群落物質(zhì)循環(huán)的具體形式是指組成生物體的基本元素在生物群落與無機環(huán)境之間往返運動，其中伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)與無機環(huán)境之間往返運動，其中伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化，并不是單純物質(zhì)的移動。化，并不是單純物質(zhì)的移動。

5、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)離不開能量的驅(qū)動。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)離不開能量的驅(qū)動。（）特點（）特點全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，因此生態(tài)系統(tǒng)的全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，因此生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。反復(fù)利用、循環(huán)流動：物質(zhì)循環(huán)既然稱為反復(fù)利用、循環(huán)流動：物質(zhì)循環(huán)既然稱為“循環(huán)循環(huán)”，就不像能量那樣單向流動，而是可以在無機環(huán)境與生物群落就不像能量那樣單向流動，而是可以在無機環(huán)境與生物群落之間反復(fù)利用、循環(huán)流動。之間反復(fù)利用、循環(huán)流動?！纠纠? 1】氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表為】氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表為A A、B B兩個兩

6、個 不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。時期時期碳吸收量（碳吸收量（kg Cakg Ca-1-1）碳釋放量（碳釋放量（kg Cakg Ca-1-1）A A1.201.20101014141.201.2010101414B B1.201.20101014141.261.2610101414(1)(1)生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過 作用實現(xiàn)的，碳的作用實現(xiàn)的，碳的 釋放主要是通過釋放主要是通過 作用實現(xiàn)的。作用實現(xiàn)的。(2)(2)表中表中 時期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是時期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是 。(3)(3)

7、由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的 ， 導(dǎo)致大氣中導(dǎo)致大氣中 增加并引起全球氣候變化。增加并引起全球氣候變化。COCO2 2濃度濃度光合光合呼吸呼吸A A碳的釋放量等于碳的吸收量碳的釋放量等于碳的吸收量碳平衡碳平衡（4 4）人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。如）人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。如“葉綠素太陽能葉綠素太陽能 電池電池”是模仿類囊體吸收光能的特性而制造的，類囊體吸收是模仿類囊體吸收光能的特性而制造的，類囊體吸收 光能的過程發(fā)生在光合作用的光能的過程發(fā)生在光合作用的 階段；又如經(jīng)改造階段；又如經(jīng)改造 的藍藻能在細胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的的藍

8、藻能在細胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的 直接發(fā)酵轉(zhuǎn)直接發(fā)酵轉(zhuǎn) 化為燃料乙醇?；癁槿剂弦掖?。有機物有機物光反應(yīng)光反應(yīng)【解析】本題考查生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變化的相關(guān)知識，【解析】本題考查生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變化的相關(guān)知識，如光合作用、呼吸作用、溫室效應(yīng)以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等知如光合作用、呼吸作用、溫室效應(yīng)以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等知識。（識。（1 1）碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以）碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以COCO2 2的形的形式進行，式進行，COCO2 2的吸收主要依靠光合作用實現(xiàn)，其次還有化能合成的吸收主要依靠光合作用實現(xiàn)，其次還有化能合成作用；作用；COCO2 2的釋放主要依靠呼吸作

9、用實現(xiàn)，其次還有化石燃料的的釋放主要依靠呼吸作用實現(xiàn)，其次還有化石燃料的燃燒。（燃燒。（2 2）表中）表中A A時期碳吸收量等于碳釋放量，生態(tài)系統(tǒng)維持時期碳吸收量等于碳釋放量，生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)定，而穩(wěn)定，而B B時期碳吸收量小于釋放量，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破時期碳吸收量小于釋放量，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。（壞。（3 3）過度的人工碳排放超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，）過度的人工碳排放超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。COCO2 2排放的增加導(dǎo)致溫室效應(yīng)引起排放的增加導(dǎo)致溫室效應(yīng)引起全球氣候變化。（全球氣候變化。（4 4）光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在

10、類囊體中，）光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在類囊體中，光合作用的產(chǎn)物是有機物和氧氣，其中有機物（葡萄糖）可作光合作用的產(chǎn)物是有機物和氧氣，其中有機物（葡萄糖）可作為發(fā)酵的直接原料。為發(fā)酵的直接原料。 Content1.1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指地球上所有的 與生物群落間與生物群落間的物質(zhì)流動過程其流動的途徑是的物質(zhì)流動過程其流動的途徑是 和和 。2.2.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生產(chǎn)者、消費者之間流動時也是生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生產(chǎn)者、消費者之間流動時也是 ，傳遞效率是傳遞效率是 。1.1.如圖為生物圈物質(zhì)循環(huán)示意圖，據(jù)圖回答問題：如圖為生物圈物質(zhì)循環(huán)示意圖，據(jù)圖回答問題：10

11、20%1020%無機環(huán)境無機環(huán)境食物鏈?zhǔn)澄镦準(zhǔn)澄锞W(wǎng)食物網(wǎng)逐級遞減逐級遞減 Content（1 1）如果圖解研究的是生物圈中的碳循環(huán)，則圖中字母所代表的化學(xué)）如果圖解研究的是生物圈中的碳循環(huán)，則圖中字母所代表的化學(xué) 元素或化合物名稱為：元素或化合物名稱為： A A ，B B ，C C ，D D 。（2 2）綠色植物進行光合作用的反應(yīng)簡式是）綠色植物進行光合作用的反應(yīng)簡式是 。（3 3）從）從AMAM的整個過程，都是化學(xué)元素的的整個過程，都是化學(xué)元素的 過程，過程，A A、B B與與C C、D D、E E、H H的傳遞結(jié)果，改造了的傳遞結(jié)果，改造了 圈。圈。F F作用結(jié)果，作用結(jié)果， 改造了改造了

12、 圈。圈。O O2 2COCO2 2O O2 2COCO2 2COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O O）O O2 2 光光葉綠體葉綠體遷移（或轉(zhuǎn)移）遷移（或轉(zhuǎn)移）大氣大氣水水 Content二、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)二、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)（）碳循環(huán)（）碳循環(huán)碳在自然界中存在的形式：碳在無機環(huán)境中存在的形式是碳在自然界中存在的形式：碳在無機環(huán)境中存在的形式是碳酸鹽和碳酸鹽和，在生物群落中的存在形式是含碳有機物。，在生物群落中的存在形式是含碳有機物。碳的循環(huán)形式：在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)形式為碳的循環(huán)形式：在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)形式為，在群落內(nèi)部的流動形式為含碳有機物。，在群

13、落內(nèi)部的流動形式為含碳有機物。碳循環(huán)的過程（如圖所示）碳循環(huán)的過程（如圖所示）分析上圖可知：分析上圖可知：a.a.碳循環(huán)開始于綠色植物，通過光合作用使碳循環(huán)開始于綠色植物，通過光合作用使從大氣中進從大氣中進入生物群落。入生物群落。b.b.大氣中大氣中的來源有三個：一是分解者的分解作用；二是的來源有三個：一是分解者的分解作用；二是動、植物的細胞呼吸；三是化學(xué)燃料的燃燒。動、植物的細胞呼吸；三是化學(xué)燃料的燃燒。c.c.碳在生物群落和無機環(huán)境之間是以碳在生物群落和無機環(huán)境之間是以的形式進行循環(huán)的。的形式進行循環(huán)的。d.d.碳元素進出無機環(huán)境與生物群落的關(guān)系碳元素進出無機環(huán)境與生物群落的關(guān)系生物群落有

14、機物生物群落有機物無機環(huán)境無機環(huán)境光合作用、化能合成作用光合作用、化能合成作用呼吸作用、微生物的分解作用呼吸作用、微生物的分解作用（）溫室效應(yīng)（）溫室效應(yīng)概念：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤炭、石概念：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤炭、石油等化學(xué)燃料，使地層中經(jīng)過千百萬年而積存的碳元素，在很短油等化學(xué)燃料，使地層中經(jīng)過千百萬年而積存的碳元素，在很短的時間內(nèi)釋放出來，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中的的時間內(nèi)釋放出來，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中的二氧化碳含量迅速增加，形成了二氧化碳含量迅速增加，形成了“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)”。 Content溫室效應(yīng)形成的原因：大量化學(xué)

15、燃料溫室效應(yīng)形成的原因：大量化學(xué)燃料 大氣中的大氣中的 氣溫升高。氣溫升高。溫室效應(yīng)的危害：溫室效應(yīng)對生物圈和人類社會都有著不溫室效應(yīng)的危害：溫室效應(yīng)對生物圈和人類社會都有著不可忽視的影響，如會加快極地冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進可忽視的影響，如會加快極地冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進而對人類和許多生物的生存構(gòu)成威脅。而對人類和許多生物的生存構(gòu)成威脅。燃燒燃燒增加增加說明：說明：一些化能合成生物也可將一些化能合成生物也可將COCO2 2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物進入生物群落。轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物進入生物群落?！纠纠? 2】在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，把】在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，把COCO2 2從生物群落釋放到大氣中從生

16、物群落釋放到大氣中 的生理過程主要是的生理過程主要是 （ ） A.A.燃燒燃燒B.B.光合作用光合作用 C.C.化能合成作用化能合成作用D.D.呼吸作用呼吸作用D D【解析】碳從生物群落進入無機環(huán)境的方式是生產(chǎn)者、【解析】碳從生物群落進入無機環(huán)境的方式是生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用以及動植物遺體的燃燒。其消費者和分解者的呼吸作用以及動植物遺體的燃燒。其中主要是生物的呼吸作用。中主要是生物的呼吸作用。 Content1.1.導(dǎo)致大氣中導(dǎo)致大氣中COCO2 2增多的主要原因是增多的主要原因是 ，但這不，但這不是是 釋放釋放COCO2 2的主要渠道。的主要渠道。2.2.為減少溫室效應(yīng)，一方面應(yīng)減

17、少為減少溫室效應(yīng)，一方面應(yīng)減少 ，另一方面要大，另一方面要大力力 ，減少空氣中的，減少空氣中的COCO2 2含量。含量。2.2.關(guān)于碳循環(huán)的敘述，錯誤的是關(guān)于碳循環(huán)的敘述，錯誤的是 ( )( ) A. A.產(chǎn)生溫室氣體產(chǎn)生溫室氣體B.B.需要能量驅(qū)動需要能量驅(qū)動 C.C.不依賴于水不依賴于水D.D.具有全球性具有全球性植樹造林植樹造林化石燃料的大量燃燒化石燃料的大量燃燒生物群落生物群落COCO2 2的排放的排放C C三、物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系三、物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系項目項目能量流動能量流動物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)形式形式以有機物形式流動以有機物形式流動以無機物形式流動以無機物形式流動特點特點單向

18、傳遞、逐級遞減單向傳遞、逐級遞減往復(fù)循環(huán)往復(fù)循環(huán)范圍范圍各生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級各生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級生物圈內(nèi)，具有全球性生物圈內(nèi)，具有全球性聯(lián)系聯(lián)系兩者同時進行，相互依存，不可分割。兩者同時進行，相互依存，不可分割。能量流動不能量流動不能離開物質(zhì)循環(huán)，能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，能離開物質(zhì)循環(huán)，能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解。離不開物質(zhì)的合成和分解。物質(zhì)是能量的載體，使物質(zhì)是能量的載體，使能量能沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量作為動力，使物能量能沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量作為動力，使物質(zhì)能不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。質(zhì)能不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。生態(tài)系統(tǒng)

19、中的各種組成成分生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分非生物的物質(zhì)和能量、非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費者和分解者，正是通過能量流動和物質(zhì)生產(chǎn)者、消費者和分解者，正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，才緊密聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體的循環(huán)，才緊密聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體的 Content說明：說明：能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進行的，二者均始于生產(chǎn)者通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進行的，二者均始于生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物固定太陽能，然后沿著共同的渠道光合作用合成有機物固定太陽能，然后沿著共同的渠道食食物鏈（網(wǎng)）一起運行，彼此相互依存，不可分割。如圖所示。物鏈（網(wǎng)）一起運行，彼此相互依存，不可分割。如圖所示。

20、【例【例3 3】有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是】有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是 （ ） A.A.能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩個主要功能能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩個主要功能 B.B.能量流動和物質(zhì)循環(huán)是沿著食物鏈進行的能量流動和物質(zhì)循環(huán)是沿著食物鏈進行的 C.C.能量流動和物質(zhì)循環(huán)密切聯(lián)系、相互依存能量流動和物質(zhì)循環(huán)密切聯(lián)系、相互依存 D.D.能量流動是伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)的能量流動是伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)的D D【解析】在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動和物質(zhì)循環(huán)都是沿食物【解析】在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動和物質(zhì)循環(huán)都是沿食物鏈和食物網(wǎng)進行的，二者緊密聯(lián)系在一起。能

21、量的固定、儲鏈和食物網(wǎng)進行的，二者緊密聯(lián)系在一起。能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放離不開物質(zhì)的合成和分解等過程，物質(zhì)的循存、轉(zhuǎn)移和釋放離不開物質(zhì)的合成和分解等過程，物質(zhì)的循環(huán)利用離不開能量的作用，但能量流動是單向的、不循環(huán)的。環(huán)利用離不開能量的作用，但能量流動是單向的、不循環(huán)的。 Content1.1.生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是 和和 ，這兩大功能之，這兩大功能之間既有明顯的區(qū)別，又有必然的聯(lián)系。間既有明顯的區(qū)別，又有必然的聯(lián)系。2.2.任何一個生態(tài)系統(tǒng)中，任何一個生態(tài)系統(tǒng)中， 和和 都保持著相對平都保持著相對平衡，這是一個生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的重要保證。衡，這是一個生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的重要保證。3.3.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯誤的是下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯誤的是 （ ） A.