資源簡介

(共24張PPT)
3.3生態系統的物質循環
情境導入
保羅·赫爾曼·穆勒是一位瑞士化學家。1939年秋，他發現了DDT的殺蟲功效，因此在1948年得到諾貝爾生理學或醫學獎。這是首次由非生理學家奪此殊榮。
DDT使用多年后，科學家從生活在南極的企鵝脂肪組織內檢測到。而南極大陸從未使用過DDT，地球上的物質是怎樣循環的呢？
（Paul Hermann Müller，1899年1月12日出生于瑞士索洛圖恩州奧爾坦，1965年12月12日逝世于巴塞爾）
地球上的水是怎樣循環的？
降水
蒸發
植物的蒸騰作用
降水
蒸發
水在全球遷移和變化示意圖
地下徑流
事實：
1.水從地球表面通過蒸發進入大氣圈，同時又不斷從大氣圈通過降水而回到地球表面。每年地球表面的蒸發量和全球降水量基本相等，因此這兩個相反的過程就達到了一種平衡狀態。
2.地球表面是由陸地和海洋組成的，陸地的降水量大于蒸發量，而海洋的蒸發量大于降水量，陸地上多余的水通過江河源源不斷地輸送給大海，以彌補海洋因蒸發而喪失的水。
地球上的水是怎樣循環的？
降水
蒸發
植物的蒸騰作用
降水
蒸發
水在全球遷移和變化示意圖
地下徑流
事實：
3.雖然植物在光合作用中要消耗一定量的水，但是植物通過呼吸作用和蒸騰作用又把大部分的水送回了大氣圈。
思考：
1.蒸發和降水推動了水在全球范圍內進行循環。蒸發和降水過程是怎樣進行的？
2.“海納百川”和“云蒸霞蔚”等自然現象的形成與水循環有什么關系？
水循環的途徑：
降水和蒸發是水循環的兩種方式。
地表徑流
動力：
由太陽能推動
地球上的水是怎樣循環的？
生態系統的物質是不斷循環的
各種生命活動都離不開水，水和水循環對于生態系統具有特別重要的意義。除了水，由于碳、氧、氮、磷等對生命活動也很重要，科學家對它們的循環過程也進行了深入研究。
物質循環的概念：
組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣等元素，在生態系統中不斷地進行著無機環境到生物群落，再回到無機環境的循環過程，這一過程稱為生態系統的物質循環。物質循環是在地球上最大的生態系統——生物圈中進行的，具有全球性，因此又稱為生物地球化學循環。
閱讀教材85頁，整理下列問題：
碳的存在形式有哪些？
碳的流動形式是什么，碳循環的主要形式是什么？
碳進入群落的途徑和返回大氣的途徑分別有哪些？
完善碳循環示意圖？
舉例說明在農業生產上人們是如何利用碳循環原理增加作物產量的？
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
存在形式（從含量角度）
最多：碳酸鹽（巖石圈）
其次：化石燃料中的碳
生物可直接利用的碳：二氧化碳（水圈、
大氣圈）
特點：全球性、循環性
存在形式（從生物群落和非生物環境角度）
①非生物環境中：CO2和碳酸鹽。
②生物群落內部：含碳有機物。
流動形式
①生物群落與非生物環境之間：CO2。
②生物群落內部：含碳有機物。
碳循環的主要形式： CO2
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
煤、石油
燃燒
大氣中的CO2庫
生產者
消費者
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者
分解作用
攝食
（有機物）
1.碳在生物體之間傳遞途徑是什么？
2.參與碳循環的生理過程有哪些？
食物鏈和食物網
呼吸作用和光合作用
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
E_____________
F_____________
C_________________
A_________________
B_________________
大氣中的CO2庫
三級消費者
分解者
次級消費者
生產者
初級消費者
碳循環圖解變形
辨圖要點：
1、碳循環中，只有生產者與無機環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
D_____________
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
碳循環特點
（2）具全球性、反復循環流動
（1）
生物
群落
無機
環境
CO2
有機物
碳在生物群落與無機環境之間的循環主要是以CO2的形式進行的，在生物群落之間是以有機物的形式進行的。
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
碳循環的利用：
農家肥的使用
稻田甲烷減排
農田間作
生態系統的物質是不斷循環的
其他物質循環：
氮循環
磷循環
硫循環
項目 能量流動 物質循環
形式
特點
范圍
聯系
主要以有機物為載體
無機物、有機物
生態系統的各營養級之間
同時進行，相互依存，不可分割。
①能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解；
②物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體；
③能量是物質在生態系統中循環往返的動力
單向流動，逐級遞減
循環往復
生物圈(全球性)
生態系統的物質是不斷循環的：碳循環
制作腐葉土
1.采用堆肥的方法，以小組為單位，在校園的樹林下就地取材，收集不同種落葉喬木的落葉，并嘗試用落葉來制作腐葉土。
2.在室外避風向陽的地方挖一個深度約為0.5m的土坑（或花盆代替）。在土坑中先放一層土壤，再放一層落葉，土壤與落葉交替堆放數層。注意在堆積時不能擠壓太緊。
制作腐葉土
3.堆積完成后，用淘米水或含有少量尿素的水溶液澆灌。控制澆灌量，用手抓起一把堆積物握緊，略微有水流出即可。最后在堆積層頂部堆土封嚴或用塑料布蓋嚴。
4.經過一段時間的高溫發酵，堆積物充分腐熟。取出堆積物，晾曬殺菌，搗碎后過篩，即成為腐葉土。未腐熟的殘渣可重新堆積。腐葉土可用來種植花卉、蔬菜等。
1.概念： 有害物質循環是指那些對有機體有害的物質進入生態系統，通過食物鏈富集或被分解的過程。
2.物質
人工合成的有機物： 如DDT、六六六等。
重金屬： 如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。
3.發生生物富集的物質的特點
①大多數是_____________；
③在生物代謝過程中是____________的__________ 和____________；
難以分解
4.生物富集的主要途徑——______________
食物鏈、食物網
有機大分子
重金屬元素
有害物質
有害物質通過食物鏈呈現富集現象
DDT是如何富集的？
雕（833萬倍）
大魚（66萬倍）
小魚（17萬倍）
浮游（1.3萬倍）
水（1倍）
有害物質在生物體內的濃度
汞循環：
煤燃燒、有色金屬冶煉
汞進入大氣、水、土壤
進入土壤
進入水體
植物根吸收葉片攝入汞
被生物吸收，轉變為毒性更大的有機汞。
海水汞濃度為0.0001mg/kg時，浮游生物可達0.001~0.002mg/kg，小魚可達0.2~0.5mg/kg，大魚體內的汞比海水高1萬~5萬倍。
含汞生物被更高營養級動物食用，沿食物鏈聚集
最終積累在食物鏈的頂端
有害物質通過食物鏈呈現富集現象
在生物體內形成積累性中毒。
進入人體的甲基汞在體內代謝緩慢，且不易排出，嚴重時會引起中毒。通過血腦屏障進入大腦的汞會侵害腦神經，導致腦萎縮。水俁病主要由甲基汞中毒造成。
1952年，日本5萬多只貓集體跳海自盡
2017年9月24日《水俁公約》第一屆締約國會議開幕，日本患者呼吁加強管控
有害物質通過食物鏈呈現富集現象：危害
課堂小結
1.下列有關生物富集作用的說法，不正確的是( )
A.生物富集作用與人類的活動有關
B.環境中的有害物質可以被植物、動物直接吸收
C.食物鏈越高，有害重金屬沉積越高
D.生物富集現象是局部的，不具有全球性
【答案】D
【解析】生態系統中的有害物質是人類活動向環境中排放的，這些有害物質一進入環境便參與生態系統的物質循環，沿食物鏈逐級積累，A正確；環境中的有害物質可以被植物，動物直接吸收，但卻不能被利用，導致在生物體內積累，B正確；由分析可知，有害重金屬會沿著食物鏈傳遞，營養級越高，生物體內有害物質的沉積越高，C正確；生態系統中的有害物質會參與生物系統的物質循環，具有全球性的特點，D錯誤。
隨堂練習
2.如圖表示某自然生態系統的部分碳循環過程，甲、乙、丙、丁分別表示生態系統的組成成分，據圖判斷下列敘述錯誤的是( )
A.甲是生產者，不全是植物
B.丙在碳循環中的作用不可缺少
C.甲、乙、丙、丁間的碳以有機物的形式流動
D.圖中應添加從“大氣CO2”到“丁”的箭頭
【答案】A
【解析】A、圖中丁代表生產者,不全是植物，,也可代表硝化細菌等的化能合成作用的自養型生物,A錯誤;B、丙作為分解者在生態系統中不可缺少,若缺少分解者,則生態系統的尸體將要堆積如山,物質循環將不能正常進行,B正確;C、圖中甲、乙、丙、丁分別代表初級消費者、次級消費者、分解者、生產者,它們構成該生態系統的生物群落，碳元素在它們之間的流動是以含碳有機物的形式流動的,C正確;D、圖中缺少的生理過程是從“大氣CO2”到“丁”的箭頭,表示光合作用或化能合成作用,D正確。故選A。
隨堂練習
3.如圖為生態系統能量流動和物質循環的關系圖，下列錯誤的是( )
A.能量流動和物質循環在生態系統中相依相伴進行
B.圖中②可表示熱能，⑤既能表示能量流動也能表示物質循環
C.不易被分解的有害物質沿③，④傳遞會表現出生物富集作用
D.若圖中物質循環表示氮循環，則氮在③④過程的傳遞形式主
要為含氮有機物
【答案】B
【解析】生態系統中，物質循環和能量流動把各個組分有機的聯合成一個整體，能量流動是物質循環的動力，物質循環是能量流動的載體，故A正確;物質循環是指組成生物體的CHONP等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的過程，③④僅僅是生物群落內部，不能代表物。質循環，故B錯誤;有害物質會隨著食物鏈和食物網進行積累，出現有害物質富集現象，故C正確;物質循環在生物群落內部時，往往以有機物的形式存在，故D正確。
隨堂練習

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