人教版必修三第5章第3节生态系统的物质循环(共45张PPT).ppt
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1、生态系统中的能量流动(回顾生态系统中的能量流动(回顾)生态系统中能量的输入、传递、转换和散失的过程。生态系统中能量的输入、传递、转换和散失的过程。 能够帮助人们合理地调整生态系统中的能量能够帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的流向对人类最有益的部分;部分;实现对能量的多级利用,实现对能量的多级利用,提高能量的利用率。提高能量的利用率。单向流动(不可循环利用)单向流动(不可循环利用) 逐级递减传递效率为逐级递减传递效率为10%20%10%20%二、过程二、过程一、概念:一、概念:三、特点:三、特点:四、研究的目的:四、研究的目的
2、:能量的源头:能量的源头:能量的输入:能量的输入:总量:总量:能量流经各营养级的变化:能量流经各营养级的变化:太阳能太阳能生产者固定太阳能生产者固定太阳能生产者所固定的太阳能生产者所固定的太阳能自身呼吸消耗自身呼吸消耗 分解者利用分解者利用流向下一营养级流向下一营养级为什么维持生态系统所为什么维持生态系统所需的大量物质,例如氧、需的大量物质,例如氧、水、氮、碳和许多其他水、氮、碳和许多其他物质,亿万年来却没有物质,亿万年来却没有被生命活动所消耗完?被生命活动所消耗完?你呼一口气,呼出的二氧你呼一口气,呼出的二氧化碳分子有的可能进入你化碳分子有的可能进入你身边一棵小草的叶肉细胞,身边一棵小草的叶
3、肉细胞,有的可能随着大气环流漂有的可能随着大气环流漂向异国他乡,有的可能又向异国他乡,有的可能又转变成有机物重新回到你转变成有机物重新回到你的体内。事实上,碳和氧的体内。事实上,碳和氧等元素就等元素就在生物群落和无在生物群落和无机环境之间不断循环。机环境之间不断循环。生态系统的物质循环生态系统的物质循环1、物质循环的概念、物质循环的概念 是指组成生物体的是指组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等等基本元素在基本元素在生态系统生态系统的生物群落与无机环境的生物群落与无机环境之间反复循环运动的过程叫生态系统的之间反复循环运动的过程叫生态系统的物质物质循环循环。 生物生物 群落
4、群落组成生物体的组成生物体的C C、H H、O O、N N等元素等元素无机无机 环境环境反复循环反复循环1.物质物质:组成生物体组成生物体C C、H H、O O、N N、P P、S S等等基基本元素本元素。而不是单质,也不是化合物。而不是单质,也不是化合物。2.范围范围:是指地球上最大的生态系统是指地球上最大的生态系统生生物圈物圈。其中的物质循环带有全球性,所以又。其中的物质循环带有全球性,所以又叫叫生物地球化学循环生物地球化学循环。4.特点:具有全球性,反复利用,循环流动.3.3.循环:循环:生物生物 群落群落 组成生物体的组成生物体的C C、H H、O O、N N等元素等元素无机无机 环境
5、环境反复循环反复循环抓住要点抓住要点:2 2、物质循环的特点、物质循环的特点(1 1)具有全球性,又叫生物地球化学循环。)具有全球性,又叫生物地球化学循环。(2 2)在生物群落和无机环境之间周而复始进)在生物群落和无机环境之间周而复始进行循环。行循环。(3 3)循环过程中物质不会增加也不会减少,)循环过程中物质不会增加也不会减少,以一种形式转变为另一种形式。以一种形式转变为另一种形式。物质循环的主要特点:物质循环的主要特点: 糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生糖、脂肪、蛋白质、核酸都是构成生物体的基本物质,在它们的分子中都含有物体的基本物质,在它们的分子中都含有碳元素。碳元素大约占生物体干重的碳
6、元素。碳元素大约占生物体干重的4949,是有机化合物的是有机化合物的“骨架骨架”,没有碳就没有,没有碳就没有生命。生命。碳循环:碳循环:碳的循环过程碳的循环过程 碳循环碳循环生产者生产者消费者消费者分解者分解者二、碳循环二、碳循环的的过程过程 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用动物摄食动物摄食 化石化石燃料燃料形成煤、形成煤、石油等石油等燃烧燃烧大气中的大气中的COCO2 2库库遗体和排出物遗体和排出物遗体遗体(1 1)碳循环的形式:)碳循环的形式:CO2CO2有机物有机物光合作用和化能合成作用光合作用和化能合成作用食物链和食物网食物链和食物网生物的呼吸作用生物的
7、呼吸作用分解者的分解作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧(2 2)碳在自然界中的主要存在形式:)碳在自然界中的主要存在形式:(3 3)碳在生物体内的存在形式:)碳在生物体内的存在形式:(4 4)碳进入生物体的途径:)碳进入生物体的途径:(5 5)碳在生物体之间传递途径:)碳在生物体之间传递途径:(6 6)碳进入大气的活动:)碳进入大气的活动: 水是组成生物体的重要成水是组成生物体的重要成分,约占体重的分,约占体重的60609595,体内进行一切生化反应都离不体内进行一切生化反应都离不开水。地球上水通过开水。地球上水通过蒸发、降蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收雨、植物的蒸腾、吸收等过程等
8、过程反复循环。反复循环。水循环水循环氮循环:氮循环: 氮是组成蛋白质和核酸的氮是组成蛋白质和核酸的主要成份。氮占大气成份的主要成份。氮占大气成份的7979,必须经过生物固氮作用,必须经过生物固氮作用(氨化作用)、硝化作用、反(氨化作用)、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。无机环境间反复循环。 氨化作用氨化作用:氨化细菌和真菌将有机氮(氨基酸和核酸)氨化细菌和真菌将有机氮(氨基酸和核酸)分解成为分解成为氨与氨化合物氨与氨化合物,氨溶水即成为,氨溶水即成为NH4+,可被植物可被植物直接利用。直接利用。 硝化作用硝化作用:在通气情况良好的土壤中,:在
9、通气情况良好的土壤中,氨化合物氨化合物被细菌被细菌氧化为氧化为亚硝酸盐和硝酸盐亚硝酸盐和硝酸盐,供植物吸收利用。土壤中还,供植物吸收利用。土壤中还有一部分硝酸盐变为腐殖质的成分,或被雨水冲洗掉,有一部分硝酸盐变为腐殖质的成分,或被雨水冲洗掉,然后流到湖泊和河流,最后到达海洋,为水生植物所利然后流到湖泊和河流,最后到达海洋,为水生植物所利用。海洋中还有相当数量的氨沉积于深海而暂时脱离氮用。海洋中还有相当数量的氨沉积于深海而暂时脱离氮循环。循环。 反硝化作用反硝化作用:也称:也称脱氮作用脱氮作用,反硝化细菌将硝酸盐转变反硝化细菌将硝酸盐转变成氮气。成氮气。 由此可见,在自然生态系统中,由此可见,在
10、自然生态系统中,一方面一方面通过各种通过各种固固氮作用氮作用使氮素进入物质循环,使氮素进入物质循环,另一方面另一方面又通过又通过反硝化作反硝化作用用、淋溶沉积淋溶沉积等作用使氮素不断重返大气,从而使氮的等作用使氮素不断重返大气,从而使氮的循环处于一种平衡状态。循环处于一种平衡状态。含含N有机物的转化与分解有机物的转化与分解 氮的固定:氮的固定: 固氮方式固氮方式大气大气固氮固氮 人工人工固氮固氮 生物生物固氮固氮 在闪电等高能量作用下,在闪电等高能量作用下,在空气中发生反应。在空气中发生反应。 高温、高压、催化剂下使高温、高压、催化剂下使氮气与氢气反应生成氨。氮气与氢气反应生成氨。 有固氮能力
11、的生物将游离有固氮能力的生物将游离态氮固定为氮的化合物。态氮固定为氮的化合物。 发发 生生 条条 件件氮循环示意图氮循环示意图氮循环氮循环空气中的氮气空气中的氮气大气闪电固氮大气闪电固氮人工合成固氮人工合成固氮生物固氮生物固氮土壤中土壤中(NH4+,NO3-)生产者生产者各级消费者各级消费者生物体组成生物体组成含氮部分含氮部分含氮废物含氮废物交换吸附交换吸附主动运输主动运输消化消化吸收吸收合成合成脱氨基作用脱氨基作用硝化作用硝化作用泌尿系泌尿系统排出统排出捕食捕食同化作用同化作用反硝化作用反硝化作用大气中的大气中的SOSO2 2土壤或水体中土壤或水体中的的SO42-降水降水生产者生产者消费者消
12、费者动植物遗体碎动植物遗体碎屑、排出物屑、排出物吸收吸收摄入摄入分解者分解者吸吸收收火山火山爆发爆发石油等化石油等化石燃料石燃料燃烧燃烧 燃烧燃烧硫循环示意图硫循环示意图硫硫循环循环 如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧,对生如果滥伐森林、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?态系统的碳循环及生态环境有何影响?破坏碳循环破坏碳循环的平衡的平衡大气中大气中CO2含量增加含量增加温室效应温室效应关注社会关注社会 地球表面接受太阳辐射能,然后地球表面接受太阳辐射能,然后散射到大气,其中一部分被二氧化碳散射到大气,其中一部分被二氧化碳等气体吸收,从而减少了地表向宇宙等气体吸收,从而减少了地
13、表向宇宙空间的散失,若二氧化碳增多,逸散空间的散失,若二氧化碳增多,逸散的能量就越少,地球变暖和即形成温的能量就越少,地球变暖和即形成温室效应。室效应。为什么为什么二氧化碳二氧化碳过多导致气温升高?过多导致气温升高?1 1、温室气体:、温室气体: CO2过多2 2、COCO2 2增多的原因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 3、温室效应的危害、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4.4.缓解温室效应的措施缓解温室效应的措施开发新能源 增大绿化面积 N和和P含量过多含量过多,将造成水体的,将造成水体的富营养化富营养化,使得藻类,使得藻类等过度繁殖,导致
14、生态系统的稳态遭到破坏。等过度繁殖,导致生态系统的稳态遭到破坏。2007年年06月月27日云南滇池发生的水华日云南滇池发生的水华(绿如油漆绿如油漆) 富营养化富营养化生物富集生物富集是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药),是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药),通过食物链在生物体内大量积累的过程。通过食物链在生物体内大量积累的过程。这些污染物一般具有这些污染物一般具有化学性质稳定而不易分化学性质稳定而不易分解,解,在生物体内积累而不易排出。在生物体内积累而不易排出。随着食物链的延长而不断加强随着食物链的延长而不断加强(营养级越高,有毒物质的积累就越多)(营养级越高,有毒物质的积累就
15、越多)原因:原因:特点:特点:为了研究人类离开地球能否生存为了研究人类离开地球能否生存,美国美国在亚利桑那州建造在亚利桑那州建造了一个几乎密封的实验基地,称为了一个几乎密封的实验基地,称为“生物圈生物圈号号”。这个。这个基地是一个大型的玻璃和钢结构的温室建筑,耗资基地是一个大型的玻璃和钢结构的温室建筑,耗资2亿美亿美元,占地元,占地1.3万平方米,温室内万平方米,温室内热带雨林,海洋,草原、热带雨林,海洋,草原、沼泽地,还有园地供人们种植粮食和蔬菜沼泽地,还有园地供人们种植粮食和蔬菜。“生物圈居民生物圈居民”是是8名科学家及名科学家及3800种种植物和动物,还有一些微生物植物和动物,还有一些微
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