生态系的物质循环

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生态系统的物质循环,贵州省务川县浞水中学 蒋旭飞,邮箱：,物质循环的概念,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,境之间形成的,反复循环,运动。,由于生物圈内的物质循环带有,全球性,，,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。,三、物质循环类型,碳的循环过程,碳元素约占生物体干重的,49,，碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有,生命。碳在无机环境与生物群落之间是以,CO2,的形式进行循环的。,碳的循环过程,循环的图解,化石燃料,无机环境,生产者,分解者,消费者,光合作用,呼吸作用,分解作用,呼吸作用,呼吸作用,燃烧作用,分解作用,摄食作用,形成石油、,天然气等。,形成石油、,天然气等,（,1,）碳循环的形式：,（,2,）碳在自然界中的存在形式：,（,3,）碳在生物体内的存在形式：,（,4,）碳进入生物体的途径：,（,5,）碳在生物体之间传递途径：,（,6,）碳进入大气的途径：,CO2；,CO2,和碳酸盐；,含碳有机物；,绿色植物的光合作用；,食物链和食物网,生物的呼吸作用,分解者有分解作用,化石燃料的燃烧,要点,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,时是,逐级递减,，而且运动是,单向,的、,不是,循环的，最终在环境中消失,。物质循环是,带有全球性的，在生物群落与无机环境间,物质可以,反复出现，反复利用，循环运动,，不会消失。,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,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,现的，二者相互伴随进行，又相辅相,承,，,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,）同时进行、相互依存,（,2,）物质是能量流动的载体,（,3,）能量是物质反复循环的动力,生物群落与无机环境之间,生态系统各营养级之间,往复循环、全球性,单向传递、逐级递减,以无机物形式流动,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：,破坏碳循环的平衡,大气中,CO,2,含量增加,温室效应,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。,社会热点：温室效应,1,、温室气体：,CO,2,过多,2,、,CO,2,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,、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.,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：,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,D C,过程是通过,作用实现的，,C D,过程是通过,作用实现的，,B D,过程是通过,作用实现的。碳循环始终与,结合在一起。（,4,）生物群落中有一部分碳以,形式储藏在地层中。碳在无机环境中以,形式存在。,C,D,B,A,（,1,）此生态系统的能量流动是从,固定太阳能开始的。（,2,）碳元素在大气中与,A,、,B,、,C,之间的流动是以,形式进行的，在生态系统各成分中,A,为,，,B,为,。,例、右图示生态系统碳循环示意图，图中,D,为大气，请据图回答：,C,生产者,有机物,消费者,分解者,光合,呼吸,分解,能量,石油、,煤炭等,CO2,识图作答：,课堂练习：,（,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,呼吸作用,燃烧,CO,2,绿色植物,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,巩固练习,1.,在自然界的物质循环中，对物质的转化起重要作用的是,A,.,化能自养生物生物,B.,动物和微生物,C.,微生物和绿色植物,D.,绿色植物和动物,(C),2.,连接生命世界和无机自然界的两个重要环节是：,A.,生产者和非生物成分,B.,消费者和非生物成分,C.,生产者和消费者,D.,生产者和分解者,(D),3.,与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是：,A.,线粒体和染色体,B.,叶绿体和线粒体,C.,叶绿体和核糖体,D.,线粒体和内质网,(B),课后调查：,保护环境，从我做起,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。,京都议定书,为了人类免受气候变暖的威胁，,1997,年,12,月，在日本京都召开的,联合国气候变化框架公约,缔约方第三次会议通过 了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的,京都议定书,。,再 见,1,、碳循环,大气中的,SO,2,土壤或水体中的,SO,4,2-,降水,生产者,消费者,动植物遗体碎屑、排出物,吸收,摄入,分解者,吸收,燃烧 燃烧,火山爆发,石油等化石燃料,2,、硫循环,大气中的,N,2,NO,3,-,氮素,化肥,尿素及动植物遗体,NO,3,-,土壤中的微生物,NH,3,3,、氮循环,大气中,CO,2,绿色植物,光合作用,动物,动、植物遗体和排泄物,化石燃料,呼吸,分解作用,燃烧,摄食,碳循环,硫循环,火山爆发,化石燃料,吸收,（叶）,酸雨,燃烧,分解,摄入,动植物遗体等,消费者,分解,大气中的,SO,2,生产者,分解者,吸收,(,根,),土壤或水体中的,SO,4,2,氮循环,四、物质循环的模式,1,、环境与群落之间的循环形式,2,、从环境进入群落中的方式,3,、在群落中的传递情况,4,、从群落中如何回到环境中,环境,生物群落,1,2,3,4,1,2,3,4,碳循环,氮循环,硫循环,CO,2,N,2,SO,2,光合作用和化能合成作用,含碳有机物经食物链（网）传递,生物的呼吸作用；分解者的分解作用；化石燃料的燃烧,生物固氮；生物固氮、电离固氮和含氮物质由微生物分解后经硝化细菌的硝化作用；工业固氮生产的氮素化肥。,含氮有机物经食物链（网）传递,分解者的分解作用和反硝化细菌的反硝化作用,直接进入；降水后形成,SO,4,2,。,含硫有机物经食物链（网）传递,分解者的分解作用；化石燃料的燃烧；火山爆发。,例,1,在自然生态系统的氮循环过程中，空气中的,N,2,要进入生态系统的食物链，必须先（）,A,由固氮生物固定,B,由光合作用固定,C,由草食动物采食,D,由肉食动物捕食,例,2,从物质循环角度分析，人体内的碳元素究其根源是来自（）,A,食物中的碳,B,大气中的,CO,2,C,燃料中的碳,D,非生物环境中的碳,例,3,、形成酸雨的原因是不正确的是（）,A,化石燃料的燃烧,B,火山爆发,C,微生物的分解作用,D,动植物的异化作用,五、例题精选,A,B,D,例,4,、识图作答：,（,1,）写出的生理过程及产生,CO,2,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,呼吸作用,燃烧,CO,2,绿色植物,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：,（,1,）参与过程的微生物，其新陈代谢类型为,_,型。,（,2,）在人体内，发生在细胞外的过程是,_,（用图中序号表示）。,（,3,）如果在细胞内,H,的含量增多，而,ATP,的含量减少，则很可能是控制合成,_,的基因发生了突变。,自养需氧,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,:,_,。,（,6,）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？,_,（填序号）。它属于哪种固氮微生物？,_,。,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,酶,6CO,2,+12H,2,O+,能量,共生固氮微生物,例,6,农业上大量使用化肥存在着许多负面影响，“生物固氮”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（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的,N,2,固定为,NH,3,的过程。,（,1,）人工合成,NH,3,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,DNA,分子上含有,，它能指导,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,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。这说明根瘤菌的固氮基因被整合到了水稻细胞的,中。,（,3,）在水稻细胞中得到了与根瘤菌细胞相似的固氮物质，这表明水稻和根瘤菌在固氮基因表达过程中所使用的,是相同的。,（,4,）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,生物，其代谢类型从同化作用方面看属于,。,固氮酶基因,固氮酶,基因工程（或遗传工程）,DNA,密码子,固氮基因,mRNA,固氮酶,转录,翻译,原核,异养型,