生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)-高二上學期生物人教版選擇性必修2

第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

胡楊能抗干旱、御風沙、耐鹽堿，可頑強地在荒漠中生存繁衍。然而，受水資源短缺的影響，一些遠離水源的胡楊也難逃死亡的厄運。這些死亡的胡楊雖歷經(jīng)烈日和荒漠的摧殘，卻依然傲立于大漠，其枝干往往呈現(xiàn)出千姿百態(tài)的奇特造型。討論：1.胡楊死亡后，為什么很長時間都沒有腐爛？

荒漠中缺乏水分，分解者數(shù)量很少，因此死亡后的胡楊無法被快速分解。2.有研究表明，長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠，這是為什么？

荒漠中生產(chǎn)者的種類與數(shù)量很少，能制造的有機物總量就少；消費者與分解者也少，物質(zhì)循環(huán)緩慢；土壤中可供分解者分解的動植物遺體等很少，且分解速度較慢，因此土壤中積累的營養(yǎng)物質(zhì)很少；而且，胡楊還會從土壤中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，因此，長有胡楊的荒漠土壤比草原的更為貧瘠。

不難看出，這兩種元素在生物群落和非生物環(huán)境之間是不斷循環(huán)的。

呼一口氣，許多二氧化碳分子就離開你的身體，進入大氣中。

你能想象這些二氧化碳分子的去向嗎？

這些二氧化碳分子中的碳元素和氧元素又是怎樣來到你體內(nèi)的？進入身體之前又存在于什么物質(zhì)中？食物人體的細胞呼吸CO2植物的光合作用1、碳在非生物環(huán)境和生物體內(nèi)分別以什么形式存在？CO2和碳酸鹽含碳有機物2、碳在無機環(huán)境和生物群落之間主要是以什么形式進行循環(huán)的？循環(huán)的范圍如何？CO2生物圈3、碳是如何進出生產(chǎn)者、消費者、分解者的？（什么形式、那種生命活動、形成那些產(chǎn)物？）

進生物體生產(chǎn)者的光合作用化能合成作用消費者的攝食出生物體生產(chǎn)者、消費者呼吸作用微生物的分解作用化石燃料的燃燒一、碳循環(huán)碳循環(huán)的文字圖解

（組成生物體的蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和核酸等都是以碳鏈為基本骨架形成的）1.碳的存在形式非生物環(huán)境：CO2（主要）和碳酸鹽生物群落：含碳有機物2.碳在生物群落和非生物群落之間循環(huán)的形式：CO23.碳進入生物群落的途徑：光合作用（主要）和化能合成作用4.碳在生物群落中傳遞的主要途徑：食物鏈、食物網(wǎng)5.碳返回非生物環(huán)境的途徑：①生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃燒；6.與自然界碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細胞器：線粒體和葉綠體7.碳循環(huán)特點：全球性8.碳循環(huán)具全球性的原因：CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)進行9.海洋對調(diào)節(jié)大氣中的碳含量起著非常重要的作用(1)造成溫室效應(yīng)的原因：

。(2)CO2增多的原因：

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。(3)溫室效應(yīng)的危害：

。

。③_____________________________________④____________________________________(4)應(yīng)對措施：

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。CO2過多植被的減少農(nóng)田減少，糧食減產(chǎn)減少煤、石油等化石燃料的燃燒開發(fā)新能源，如核能、太陽能、風能、水能等保護植被，大面積植樹種草，提高森林覆蓋率化石燃料的大量燃燒極地和高山的冰川加速融化導致海平面上升防止海洋污染與社會的聯(lián)系——溫室效應(yīng)

溫室氣體：CO2、CH4、、N2O、

O3等

氣溫升高對人類和其他生物的生存構(gòu)成威脅【方法技巧】巧辨圖形判斷參與碳循環(huán)的四種成分大氣中的CO2庫生產(chǎn)者分解者消費者生產(chǎn)者初級消費者大氣中的CO2庫次級消費者分解者大氣中的CO2庫（非生物的物質(zhì)和能量）生產(chǎn)者初消次消三級消分解者辨圖要點：1、碳循環(huán)中，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的箭頭是雙向的2、箭頭指向最多的是大氣中的CO2庫，其次是分解者CDBA【典例】如圖是生物圈中碳循環(huán)示意圖，下列相關(guān)分析錯誤的是（）A、生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足B、A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在各成分間以CO2的形式傳遞C、對E過度開發(fā)利用會打破生物圈中碳循環(huán)的平衡D、碳循環(huán)過程需要能量驅(qū)動，同時又是能量的載體B大氣中的CO2庫生產(chǎn)者分解者消費者化石燃料的燃燒

組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，又叫生物地球化學循環(huán)。二、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念和特點1.概念：這里的物質(zhì)是指？這里的生態(tài)系統(tǒng)是指？C、H、O、N、P、S等基本元素生物圈2.特點：①具有全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍為生物圈。②循環(huán)往復運動：物質(zhì)可被生物群落反復利用，對改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有多方面的啟示，例如可以采用種養(yǎng)結(jié)合的模式，促進物質(zhì)循環(huán)，提高經(jīng)濟效益。

生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。三、生物富集1.概念：2.常見存在生物富集現(xiàn)象的污染物①重金屬：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等②人工合成的有機化合物：如DDT、六六六等3.發(fā)生生物富集的物質(zhì)的特點①富集物質(zhì)在環(huán)境和生物體中存在形式是比較穩(wěn)定的；②富集物質(zhì)必須是生物體能夠吸收的且不易排出的；③富集物質(zhì)在生物代謝過程中是不易被分解的；4.生物富集的主要途徑：食物鏈、食物網(wǎng)5.生物富集實例——鉛的富集鉛在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高6.生物富集現(xiàn)象的特點①具有全球性導致生物富集的有害物質(zhì)可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地②有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度會沿食物鏈不斷升高魚鷹（2.5×10-5）大魚（2×10-6）小魚（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級升高，濃度逐級遞增，呈現(xiàn)生物放大現(xiàn)象。四、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動物質(zhì)循環(huán)范圍形式特點過程聯(lián)系生物群落（生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級之間）生物圈主要以有機物中的化學能的形式碳在生物群落和非生物環(huán)境間主要以二氧化碳的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復運動沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返

二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，它們同時進行，相互依存，不可分割：①能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程；②物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；③能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返。探究土壤微生物的分解作用背景資料

土壤中生活著肉眼看不見的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，這些生物的數(shù)量是極其繁多的，例如一茶匙表層土就可能含有億萬個細菌。由于各地氣候與環(huán)境等因素不同，落葉在土壤中被分解的時間也是不同的，一般在溫暖、濕潤的環(huán)境中需要一直數(shù)月時間。

秋天剛收獲的花生第二年春天從土中刨出的花生探究土壤微生物的分解作用1.實驗原理：土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。分解速度主要與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。2.參考案例1提出問題實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗現(xiàn)象結(jié)論分析落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛土壤中是否含微生物對土壤高溫處理（滅菌）對土壤不做任何處理（自然狀態(tài)）相同時間內(nèi)對照組落葉腐爛，實驗組不腐爛土壤微生物對落葉有分解作用2022/10/31探究土壤微生物的分解作用案例一土壤進行處理，排除土壤微生物的作用土壤不進行處理，自然狀態(tài)落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？注意：實驗組的土壤要進行處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變（例如，將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中處理一小時。實驗結(jié)果：落葉未腐爛落葉腐爛探究土壤微生物的分解作用3.參考案例2提出問題實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組實驗現(xiàn)象加入碘液A1B1加入斐林試劑A2B2結(jié)論分析土壤微生物能分解淀粉嗎？土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物A杯中加入適量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸餾水紗布燒杯土壤水玻璃棒水取出碘液斐林試劑加熱案例2探究土壤微生物對淀粉的分解作用1.配制土壤浸出液一、實驗原理淀粉碘液變藍淀粉葡萄糖產(chǎn)生磚紅色沉淀分解斐林試劑加熱二、實驗步驟2.另取兩只燒杯，編號A、B淀粉糊加入土壤浸出液加入碘液AB加入蒸餾水A1A2B1B2加入碘液加入斐林試劑加入斐林試劑實驗結(jié)果不變藍出現(xiàn)磚紅色沉淀變藍不出現(xiàn)磚紅色沉淀室溫（20℃）環(huán)境放