高中生物生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)人教必修

高中生物生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)人教必修第1頁(yè)/共39頁(yè)第2頁(yè)/共39頁(yè)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)也是順著生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)即食物鏈和食物網(wǎng)這個(gè)主渠道進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的。

能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，是逐級(jí)遞減、單向不循環(huán)的。生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)到底是怎樣循環(huán)的呢？第3頁(yè)/共39頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1、物質(zhì)循環(huán)的概念

是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程叫生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。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)第4頁(yè)/共39頁(yè)注意：（1）生態(tài)系統(tǒng)：是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈。（2）物質(zhì)：是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素。（3）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)。第5頁(yè)/共39頁(yè)2、物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)（1）具有全球性，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。（2）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)。（3）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。物質(zhì)循環(huán)的主要特點(diǎn)：第6頁(yè)/共39頁(yè)

水是組成生物體的重要成分，約占體重的60％～95％，體內(nèi)進(jìn)行一切生化反應(yīng)都離不開(kāi)水。地球上水通過(guò)蒸發(fā)、降雨、植物的蒸騰、吸收等過(guò)程反復(fù)循環(huán)。水循環(huán)第7頁(yè)/共39頁(yè)第8頁(yè)/共39頁(yè)氮循環(huán)：

氮是組成蛋白質(zhì)和核酸的主要成份。氮占大氣成份的79％，必須經(jīng)過(guò)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)。第9頁(yè)/共39頁(yè)

氮的固定：

固氮方式大氣固氮

人工固氮

生物固氮

在閃電等高能量作用下，Ｎ２在空氣中發(fā)生反應(yīng)。

高溫、高壓、催化劑下使氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨。

有固氮能力的生物將游離態(tài)氮固定為氮的化合物。

發(fā)生條件第10頁(yè)/共39頁(yè)氮循環(huán)示意圖第11頁(yè)/共39頁(yè)大氣中N2尿素及動(dòng)植物遺體NO3-土壤中的微生物NH3NO3-氮素化肥①②③④⑤⑥⑦⑧⑨第12頁(yè)/共39頁(yè)(三)硫循環(huán)第13頁(yè)/共39頁(yè)

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、地殼沉積巖和生物體中，并隨地球的運(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)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。第14頁(yè)/共39頁(yè)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(méi)有碳就沒(méi)有生命。碳在無(wú)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。第15頁(yè)/共39頁(yè)碳的循環(huán)過(guò)程第16頁(yè)/共39頁(yè)大氣CO2庫(kù)化石燃料呼吸作用分解者消費(fèi)者食物鏈碳的固定量=

碳的返回量燃燒生產(chǎn)者光合作用碳循環(huán)第17頁(yè)/共39頁(yè)（1）碳循環(huán)的形式：CO2CO2有機(jī)物光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)①生物的呼吸作用②分解者的分解作用③化石燃料的燃燒思考？（2）碳在自然界中的主要存在形式：（3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4）碳進(jìn)入生物體的途徑：（5）碳在生物體之間傳遞途徑：（6）碳進(jìn)入大氣的活動(dòng)：第18頁(yè)/共39頁(yè)

在自然狀態(tài)下，植物光合作用的速率與生物的呼吸作用和分解者的分解作用速率大致相等，大氣中的CO2

含量處于穩(wěn)定狀態(tài)。第19頁(yè)/共39頁(yè)

如果濫伐森林、大量化石燃料燃燒，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)及生態(tài)環(huán)境有何影響？破壞碳循環(huán)的平衡大氣中CO2含量增加溫室效應(yīng)關(guān)注社會(huì)第20頁(yè)/共39頁(yè)溫室效應(yīng)1、溫室效應(yīng)?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)的危害極地冰川加速融化沿海城市被淹沒(méi)農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)第21頁(yè)/共39頁(yè)第22頁(yè)/共39頁(yè)第23頁(yè)/共39頁(yè)第24頁(yè)/共39頁(yè)第25頁(yè)/共39頁(yè)措施:

減少煤、石油等化石燃料的燃燒，提高能效。開(kāi)發(fā)新的潔凈能源，如核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等。大面積植樹(shù)造林，降低空氣中CO2含量。第26頁(yè)/共39頁(yè)特點(diǎn)形式范圍單向流動(dòng)逐級(jí)遞減反復(fù)循環(huán)有機(jī)物（化學(xué)能）無(wú)機(jī)物生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物圈區(qū)別能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)中，能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解等過(guò)程①能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往返的動(dòng)力③物質(zhì)是能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的載體②二、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系第27頁(yè)/共39頁(yè)第28頁(yè)/共39頁(yè)20世紀(jì)60年代，美國(guó)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(chóng)劑，幾年后顯而易見(jiàn)的是（）B①?gòu)氐紫麥缌嗽摰貐^(qū)的害蟲(chóng)②害蟲(chóng)的抗藥性愈來(lái)愈強(qiáng)③消滅了該地區(qū)雜草④這個(gè)地區(qū)鳥(niǎo)類數(shù)量減少⑤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A①②B②④⑤C③④D②③第29頁(yè)/共39頁(yè)（3）圖中DC過(guò)程是通過(guò)

作用實(shí)現(xiàn)的，CD過(guò)程是通過(guò)

作用實(shí)現(xiàn)的，BD過(guò)程是通過(guò)______

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(chǔ)藏在地層中。碳在無(wú)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(yáng)能開(kāi)始的。（2）碳元素在大氣中與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(qǐng)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CO2CO2第30頁(yè)/共39頁(yè)（1）寫(xiě)出①②③④的生理過(guò)程及⑤產(chǎn)生CO2的方式。①__________②_________③_______________④__________⑤_______（2）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)。（3）碳循環(huán)中最簡(jiǎn)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)第31頁(yè)/共39頁(yè)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中4種成分之間的關(guān)系。以下相關(guān)敘述正確的是（）A.甲和乙所包含的所有生物構(gòu)成群落B.乙1的同化量越大，流向乙2的能量越少C.甲與丙為捕食關(guān)系D.這4種成分是缺一不可的甲丁乙1乙2…丙第32頁(yè)/共39頁(yè)解析：從圖中可看出，甲和丁為雙向箭頭，說(shuō)明二者為生產(chǎn)者和無(wú)機(jī)環(huán)境。又由于乙、丙都指向丁，則可確定丁為無(wú)機(jī)環(huán)境，那甲為生產(chǎn)者。由此，甲、乙、丙為生物群落。其中，甲、乙都指向丙，說(shuō)明丙為分解者，剩下的乙就是消費(fèi)者了。于是，不難得出答案是D。第33頁(yè)/共39頁(yè)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中箭頭號(hào)表示碳的流動(dòng)方向。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）圖中含有4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈?zhǔn)牵ㄓ眉^號(hào)和字母表示）。（2）在物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中，同時(shí)伴隨著。若生產(chǎn)者有1000千克，則第4營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多可獲取千克的能量。（3）分析AD和EB過(guò)程中，碳流動(dòng)的形式分是。（4）（用圖中字母表示）中CO2過(guò)高，會(huì)引起效應(yīng)，導(dǎo)致氣溫升高，可能會(huì)加快極地冰川融化，海面升高，威脅陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類。

ABCDEF圖3DFEB能量流動(dòng)80CO2、含碳有機(jī)物A

溫室第34頁(yè)/共39頁(yè)由此不難歸納該類示意圖的識(shí)別步驟：第一步：確定無(wú)機(jī)環(huán)境和生產(chǎn)者。圖中雙向箭頭所指對(duì)象分別是無(wú)機(jī)環(huán)境和生產(chǎn)者，其中，其他成分都指向的對(duì)象是無(wú)機(jī)環(huán)境（另一對(duì)象是生產(chǎn)者）。第二步：確定分解者。在前面確定了無(wú)機(jī)環(huán)境的基礎(chǔ)上，肯定圖中其余成分是生物群落的組成。在群落中，生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者的箭頭都指向分解者，即接受箭頭指向最多的是分解者。第三步：確定消費(fèi)者。在生物群落中，確定了生產(chǎn)者和分解者，剩余的部分均為消費(fèi)者。其中，生產(chǎn)者指向的是初級(jí)消費(fèi)者，依次是次級(jí)消費(fèi)者、三級(jí)消費(fèi)者……第35頁(yè)/共39頁(yè)植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進(jìn)而將這些無(wú)機(jī)氮同化成植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)等有機(jī)氮。動(dòng)物直接或間接以植物為食物，將植物體內(nèi)的有機(jī)氮同化成動(dòng)物體內(nèi)的有機(jī)氮。這一過(guò)程為生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成。動(dòng)植物的遺體、排出物和殘落物中的有機(jī)氮被微生物分解后形成氨，這一過(guò)程是氨化作用。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細(xì)菌的作用下最終氧化成硝酸鹽，這一過(guò)程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用產(chǎn)生的無(wú)機(jī)氮，都能被植物吸收利用。在氧氣不足的條件下，土壤中的硝酸鹽被反硝化細(xì)菌等多種微生物還原成亞硝酸鹽，并且進(jìn)一步還原成分子態(tài)氮，分子態(tài)氮?jiǎng)t返回到大氣中，這一過(guò)程