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1、第五章第五章 生态系统及其稳定生态系统及其稳定性性5.3 生态系统的物生态系统的物质循环质循环源头：源头： 生产者固定的全部太阳能生产者固定的全部太阳能流动途径：流动途径：能量流动的特点：能量流动的特点：单向流动（不循环）单向流动（不循环）逐级递减逐级递减回忆回忆阳光阳光沿食物链（网）逐级流动沿食物链（网）逐级流动流动总能量：流动总能量：生态系统的物质循环生态系统的物质循环（生态系统功能之二）（生态系统功能之二）【问题探讨】生态系统中的物质生态系统依靠太阳不断地提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。讨论：为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没
2、有被生命活动所耗尽？碳是生物体的基本元素1 1 1一、碳循环一、碳循环2 2 2碳在自然界以什么形式存在？碳在自然界以什么形式存在？碳是如何分别进入生产者、消费者、分解碳是如何分别进入生产者、消费者、分解者各个环节的？者各个环节的？3 3 3碳是通过什么途径进出生物群落的？碳是通过什么途径进出生物群落的？1 112 22无机环境中的碳无机环境中的碳生物群落中的碳生物群落中的碳3 33碳循环的主要碳循环的主要形式形式COCO2 2、碳酸盐、碳酸盐含碳有机物含碳有机物COCO2 2一一一碳在自然界以什么形式存在？碳在自然界以什么形式存在？1 112 22碳是如何由无机碳是如何由无机环境进入生产者环
3、境进入生产者碳是如何由生产碳是如何由生产者进入消费者者进入消费者3 33碳是如何进入碳是如何进入分解者分解者二二二碳是如何分别进出生产者、消费者、分解碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？者各个环节的？光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用动物摄食动物摄食动植物的遗体、动植物的遗体、残骸和排遗物残骸和排遗物1 112 22碳如何从无机环碳如何从无机环境进入生物群落境进入生物群落碳如何从生物群碳如何从生物群落进入无机环境落进入无机环境三三三碳是通过什么途径进出生物群落的？碳是通过什么途径进出生物群落的？呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用微生物的分解作用光合作用光合作用化能合成作用化能
4、合成作用碳循环的图解碳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呼吸作用燃烧作用摄食作用形成石油、天然气等。形成石油、天然气等分分解解作作用用小结：小结：（1）碳循环的主要形式：）碳循环的主要形式：（2）碳在无机环境中的存在主要形式：）碳在无机环境中的存在主要形式：（3）碳在生物体内的存在主要形式：）碳在生物体内的存在主要形式：（4）碳进入生物体的主要途径：）碳进入生物体的主要途径：（5）碳在生物体之间传递途径：）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：）碳进入大气的途径：CO2CO2和碳酸盐和碳酸盐绿色植物的光合作用绿色植物的光合作用食物链食物链动植物的呼吸作用动植
5、物的呼吸作用含碳有机物含碳有机物微生物的分解作用微生物的分解作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧二、生态系统的物质循环二、生态系统的物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素元素,都不断不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循循环环过程，这就是生态系统生态系统的物质循环。1、概念中的物质是指什么呢？、概念中的物质是指什么呢？指组成生物体的基本化学元素指组成生物体的基本化学元素(C、H、O、N、P、S等元素等元素)2、循环过程是怎样的呢？、循环过程是怎样的呢？3、生态系统指的是什么呢？、生态系统指的是什么呢？地球上最大的生态系统地球上最大的生态系统生物圈生物圈 无机环境
6、无机环境化学元素化学元素化学元素化学元素生物群落生物群落4、特点是什么？、特点是什么？全球性往复循环全球性往复循环水循环水循环三、其他物质循环三、其他物质循环水循环 氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的79，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。氮循环闪电闪电（高能）（高能）固氮固氮工业工业固氮固氮生物生物固氮固氮硝化作用硝化作用反反硝硝化化作作用用氨化作用氨化作用 生态系统的存在是靠物质循环和能量流生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。生态系统的动来维持的。生态系统的能量流动和物质循能量流动和物质循环环都是通过都是通过食物链和食物网
7、食物链和食物网的渠道实现的，的渠道实现的，二者相互伴随进行，又相辅相承，密不可分二者相互伴随进行，又相辅相承，密不可分的统一整体。的统一整体。四、能量流动和物质循环的相互关系四、能量流动和物质循环的相互关系能量流动和物质循环又有本质上的区别：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能量流经生态系统各个营养级时是逐级逐级递减递减，而且运动是，而且运动是单向单向的、的、不是循环的，最不是循环的，最终在环境中消失终在环境中消失。 物质循环是带有全球性的，在生物群落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与无机环境间物质可以反复出现，反复利用，反复出现，反复利
8、用，循环运动，不会消失循环运动，不会消失。四、能量流动和物质循环的相互关系四、能量流动和物质循环的相互关系项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环形式形式过程过程范围范围特点特点联系联系主要以有机物形式主要以有机物形式主要以有机物形式主要以有机物形式主要以无机物形式主要以无机物形式主要以无机物形式主要以无机物形式沿食物链（网）沿食物链（网）沿食物链（网）沿食物链（网）单向流动单向流动单向流动单向流动在无机环境和生物群落在无机环境和生物群落在无机环境和生物群落在无机环境和生物群落间反复循环间反复循环间反复循环间反复循环生态系统的各营养级生态系统的各营养级生态系统的各营养级生态系统的各营养级生物圈
9、生物圈生物圈生物圈单向流动，逐级递减单向流动，逐级递减单向流动，逐级递减单向流动，逐级递减反复出现，往复循环，全反复出现，往复循环，全反复出现，往复循环，全反复出现，往复循环，全球性球性球性球性1 1 1 1）同时进行、相互依存，）同时进行、相互依存，）同时进行、相互依存，）同时进行、相互依存，2 2 2 2）物质是能量流）物质是能量流）物质是能量流）物质是能量流动的载体，动的载体，动的载体，动的载体，3 3 3 3）能量是物质反复循环的动力。）能量是物质反复循环的动力。）能量是物质反复循环的动力。）能量是物质反复循环的动力。能量流动与物质循环的关系能量流动与物质循环的关系全球变暖是指地球表层
10、大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升的现象。全球地表气温的最新分析表明，在过去的100多年中，全球地表温度平均上升了0.6 。 温室效应（1）形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中 含量迅速增加，打破了生物圈 的平衡。（2）危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面 ，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。（3）防止和减缓温室效应的主要措施改善能源结构，开发新能源（核能、水能等），尽量减少煤炭的燃烧量（减少CO2的来源）。大力推行 （增加CO2的去路）CO2碳循环碳循环上升上升植树造林植树造林巩固练习看图回答问题1)这是_元素的循环。2)写出所示过程的名称：_碳碳光合作用光合作用呼吸
11、作用呼吸作用微生物的分解作用微生物的分解作用燃烧过程燃烧过程3)图中A、B、C、D各是什么生物？A_B_C_D_绿色植物绿色植物植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物腐生细菌、真菌等腐生细菌、真菌等CO2O2CBA动植物遗体和排泄物动植物遗体和排泄物D煤煤,石油石油巩固练习5.看图回答问题4)图中缺少的生理过程是_，用箭头在图中表示出来。5)由该循环可见，生态系统的物质循环具有以下特点：_绿色植物的呼吸作用绿色植物的呼吸作用反复循环反复循环全球性全球性CO2O2CBA动植物遗体和排泄物动植物遗体和排泄物D煤煤,石油石油巩固练习1.生态系统的物质循环的特点不包括下列的： （ ）A.带有全球性B
12、.物质是指组成生物体的基本元素C.在群落的各营养级之间循环往复D.在群落与无机环境之间循环往复C巩固练习2.与自然界的碳循环关系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巩固练习3.下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是： （ ）A.物质为能量的载体，使能量在生态系统中流动B.能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复C.先进行物质循环，后发生能量流动D.二者相互依存，不可分割C巩固练习4.施用农药DDT的地区，虽然只占陆地面积的一小部分，可是远离施药地区的南极，动植物内也发现了DDT，该现象说明了： （ ）A.DD
13、T使挥发性物质B.DDT已加入全球性的生物地化循环C.科考队将DDT带到了南极D.南极动物也偶尔到施药地区觅食B物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：土壤中生活着肉眼看不见的细菌、真菌、放线菌，这些生物的数量极其繁多，一茶匙表层土可能就含有亿万个细菌。由于各地气候与环境因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。一般在温暖、湿润的环境中，落叶分解需要1至数月时间。在本小组内交流平时观察到的有关现象，比如冬天和春天树林中落叶层的厚度有没有差别？春耕时从土壤中翻出的花生果实是什么模样？还能吃吗？等等。提出自己感兴趣的问题，在小组内讨论，确定本小组要探究的
14、问题。对提出的问题进行分析，说说关于这一问题你具备哪些相关的知识。比如，花生果实可能是收获时遗漏的，也可能是田鼠储藏的；不同厚度落叶层的内部温度和湿度可能不同，等等。通过上述交流，你会更加明确自己想探究的是什么问题，进而确认实验的变量。物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：根据自己的已有知识和生活经验，尝试对提出的问题进行解释和回答。物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验方案：设计实验方案：自然界存在着许多不可控制的因素，它们可能影响你的判断。因此，有关分解者作用
15、的探究，最好在实验室进行，这样可以更好地控制实验变量。下面是两个探究案例，分析这两个案例，可能对你设计实验有所帮助。案例一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？案例一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？以带有落叶的土壤为实验材料，采用对照实验的办法，进行设计。对照组的土壤不做处理(自然状态)；实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。想一想，实验组应当怎样处理？53生态系统的物质循环生态系统的物质循环物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验方案：设计实验方案：自然界存在着许多不
16、可控制的因素，它们可能影响你的判断。因此，有关分解者作用的探究，最好在实验室进行，这样可以更好地控制实验变量。下面是两个探究案例，分析这两个案例，可能对你设计实验有所帮助。案例一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？案例一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？案例二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用案例二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用将取自农田、林地或花盆等处的土壤制成土壤浸出液。取A、B两只烧杯，放入等量的淀粉糊。向A烧杯加入30mL土壤浸出液，向B烧杯加入等量的蒸馏水。室温(20左右)下放置7天。利用颜色反应检查淀粉含量。通过小组讨论，确定本小组的实验方案。碘液斐林试剂烧杯纱布土壤水玻棒取
17、出53生态系统的物质循环生态系统的物质循环物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验方案：设计实验方案：进行实验：进行实验：实验过程中要注意控制变量，让实验组和对照组除自变量以外的条件保持一致。本实验可能要等几天甚至几周以上的时间才出结果，因此要有计划地观察和记录。物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验方案：设计实验方案：进行实验：进行实验：分析结果、得出结论：分析结果、得出结论：实验结果是否支持所作的假设？实验结论是。物质循环物质循环物质循环物质循环探究探究土壤微生物的分解作用提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验方案：设计实验方案：进行实验：进行实验：分析结果、得出结论：分析结果、得出结论：表达和交流：表达和交流：完成实验报告，在班级内进行交流，听取其他同学的质疑，对本小组的实验进行解释和说明。如果有必要，应对实验方案进行修改完善。知识回顾知识回顾Knowledge Knowledge ReviewReview
