生态系统的功能生态系统的功能( (二二) ) 物质循环物质循环 学案检查评价学案检查评价预习检测预习检测： 自学的主要内内容；自学的主要内内容； 自主学习案（互查）自主学习案（互查）学习目标：学习目标：1.熟练掌握物质循环的概念；熟练掌握物质循环的概念；2.理解碳循环的过程和温室效应的理解碳循环的过程和温室效应的原因；原因；3.能量流动和物质循环的比较。能量流动和物质循环的比较。合作探究合作探究（8分钟）分钟）1.1.物质物质循环的物质循环的物质. .范围范围. .形式形式. .动力动力. .特特点点. .关键生物类群关键生物类群. .依赖的生理过程；依赖的生理过程； 2.2.碳循环图解碳循环图解 3.3.碳在无机环境中存在形式碳在无机环境中存在形式. .生物体内的生物体内的存在形式存在形式. .碳在生物体之间传递途径碳在生物体之间传递途径. .碳碳循环形式循环形式. .碳元素进入生物群落途径碳元素进入生物群落途径. .碳碳从生物群落返回无机环境途径从生物群落返回无机环境途径. . 4.4.温室效应产生的原因温室效应产生的原因和预防措施措是和预防措施措是什么什么? ? 5.5.能量流动与物质循环比较能量流动与物质循环比较物质物质循环循环范围范围形式形式动力动力特点特点关键生关键生物类群物类群一一. .物质物质循环的概念循环的概念组成生物体的组成生物体的元素元素生物群落与无机环境之间反复循生物群落与无机环境之间反复循环运动环运动,不会消失不会消失生物圈生物圈(全球性全球性:生物地化循环生物地化循环)生物群落与无机环境间生物群落与无机环境间: 无机无机物物生物群落内生物群落内: 有机物有机物能量能量全球性全球性. 循环性循环性生产者生产者: :物质能量输入物质能量输入( (光光化化, ,无无有有) )分解者分解者: :物质能量输出物质能量输出( (化化热热, ,有有无无) ). .1.生物圈内的物质可以被生物群落循环生物圈内的物质可以被生物群落循环利用利用,不需要从生物圈以外的物质输入不需要从生物圈以外的物质输入; 而能量需要源源不断地输入而能量需要源源不断地输入.2.依赖生理过程依赖生理过程:光合作用光合作用; 化能合成作用化能合成作用;细胞呼吸细胞呼吸.合作探究合作探究（8分钟）分钟）1.1.物质物质循环的物质循环的物质. .范围范围. .形式形式. .动力动力. .特特点点. .关键生物类群关键生物类群. .依赖的生理过程；依赖的生理过程； 2.2.碳循环图解碳循环图解 3.3.碳在无机环境中存在形式碳在无机环境中存在形式. .生物体内的生物体内的存在形式存在形式. .碳在生物体之间传递途径碳在生物体之间传递途径. .碳碳循环形式循环形式. .碳元素进入生物群落途径碳元素进入生物群落途径. .碳碳从生物群落返回无机环境途径从生物群落返回无机环境途径. . 4.4.温室效应产生的原因温室效应产生的原因和预防措施措是和预防措施措是什么什么? ? 5.5.能量流动与物质循环比较能量流动与物质循环比较植物体含植物体含C C有机物有机物大气中大气中COCO2 2初级消初级消费者费者分解者分解者次级消次级消费者费者1 1、碳循环图解：、碳循环图解：二二.碳循环：碳循环：大气中的大气中的CO2的来源和去路有那些的来源和去路有那些?碳在无机环境与生物群落之间是以碳在无机环境与生物群落之间是以CO2CO2的形式进行的形式进行循环循环的的, , 在生物群落内在生物群落内以以有机物有机物形式传递形式传递( (单向单向) )的的. .关系关系 还有一部分生物遗体没有被分解者分还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，这部分解，转变成为地下的石油和煤，这部分“C”“C”暂时脱离循环，一经开采运到地面燃暂时脱离循环，一经开采运到地面燃烧，仍可产生烧，仍可产生CO2CO2再返回碳循环。再返回碳循环。 2 2、碳在无机环境中存在形式：、碳在无机环境中存在形式： COCO2 2和碳酸盐。和碳酸盐。 3 3、碳循环形式：、碳循环形式： 4 4、碳元素进入生物群落途径：、碳元素进入生物群落途径： 光合作用、化能合成作用。光合作用、化能合成作用。 5 5、碳从生物群落返回无机环境途径：、碳从生物群落返回无机环境途径：细胞呼吸细胞呼吸. .化石燃料燃烧化石燃料燃烧. .分解者分解作用分解者分解作用 6 6、大气中、大气中COCO2 2含量太高，会导致什么现含量太高，会导致什么现象？为了避免该现象发生，应采取哪象？为了避免该现象发生，应采取哪些措施？些措施？COCO2 2。 温室效应。温室效应。植树造林植树造林; ; 减减少化石燃料燃烧少化石燃料燃烧, ,控制控制COCO2 2释放。释放。1.1.生态系统中，生产者能降低温室效应生态系统中，生产者能降低温室效应的原因是：的原因是： 。能利用有机物能利用有机物CO2CO2合成有机物降低合成有机物降低CO2CO2含量，其中植物还能吸收光能。含量，其中植物还能吸收光能。2.与碳循环有关的细胞器是与碳循环有关的细胞器是 。线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体拓展拓展1:合作探究合作探究（8分钟）分钟）1.1.物质物质循环的物质循环的物质. .范围范围. .形式形式. .动力动力. .特特点点. .关键生物类群关键生物类群. .依赖的生理过程；依赖的生理过程； 2.2.碳循环图解碳循环图解 3.3.碳在无机环境中存在形式碳在无机环境中存在形式. .生物体内的生物体内的存在形式存在形式. .碳在生物体之间传递途径碳在生物体之间传递途径. .碳碳循环形式循环形式. .碳元素进入生物群落途径碳元素进入生物群落途径. .碳碳从生物群落返回无机环境途径从生物群落返回无机环境途径. . 4.4.温室效应产生的原因温室效应产生的原因和预防措施措是和预防措施措是什么什么? ? 5.5.能量流动与物质循环比较能量流动与物质循环比较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递减逐级递减,而且运动是单向的、不是循而且运动是单向的、不是循环的环的,最终在环境中消失。最终在环境中消失。 物质循环是带有全球性的，在生物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群落与无机环境间物质可以反复出现，反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。反复利用，循环运动，不会消失。三三. .能量流动与物质循环能量流动与物质循环形形式式主要以有机物形主要以有机物形式式组成生物体的基本元组成生物体的基本元素，如素，如CO2CO2特特点点单向流动单向流动 逐级递减逐级递减在生物群落与无机环境在生物群落与无机环境间反复出现间反复出现, ,循环流动循环流动范范围围联联系系是生态系统的主要功能是生态系统的主要功能, ,同时进行相互依同时进行相互依存存, ,不可分割不可分割均起始于生产者均起始于生产者, ,沿食物沿食物链渠道链渠道能量的固定储存转移释放离不能量的固定储存转移释放离不开物质的合成和分解开物质的合成和分解物质是能量的载物质是能量的载体体能量是动力能量是动力, ,使物质不断在生物群落使物质不断在生物群落和无机环境间往返循环和无机环境间往返循环能量流动能量流动物质循环物质循环环维持生态平衡环维持生态平衡具全球生物圈具全球生物圈生态系统的生态系统的各营养级各营养级一一. .富集作用富集作用: :生物体从周围环境中吸收生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物某些元素或不易分解的化合物, ,并在体内并在体内积累积累, ,使生物体内这些元素或化合物的浓使生物体内这些元素或化合物的浓度超过了环境中相应的物质浓度的现象度超过了环境中相应的物质浓度的现象. . 1.1.水生生物的富集作用水生生物的富集作用: :水生生物通过食水生生物通过食物链富集污染物质物链富集污染物质, ,如如: :有机氯农药的富有机氯农药的富集集. . 2.2.陆生生物的富集作用陆生生物的富集作用 : :陆生生物体内陆生生物体内富集的重金属和化学农药富集的重金属和化学农药.(.(重金属通过重金属通过根系从土壤中吸收根系从土壤中吸收, ,重金属进入动物或人重金属进入动物或人体后，除随粪便排出一部分外体后，除随粪便排出一部分外, ,其余则在其余则在人体内富集起来并造成危害人体内富集起来并造成危害. .拓展拓展1:二二.水体富营养化是指在人类活动的影响水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，藻类及其他浮游他浮游生物迅速繁殖，藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡的现象。这种现象在河流湖泊中量死亡的现象。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。正常状态。 富营养化的防治对策富营养化的防治对策: (1)控制外源性营养物质输入控制外源性营养物质输入 (2)减少内源性营养物质负荷减少内源性营养物质负荷: 工程性措施工程性措施:包括挖掘底泥沉积物、进包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等面敷设塑料等 化学方法化学方法:包括凝聚沉降和用化学药剂包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法，杀藻的方法，应该将被杀死的藻类及时捞应该将被杀死的藻类及时捞出，或者再投加适当的化学药品，将藻类出，或者再投加适当的化学药品，将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。 生物性措施生物性措施:利用水生生物吸收利用氮、利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。营养物质的方法。 巩固落实（巩固落实（5 5分钟）分钟）1.扎实记忆本节基础知识扎实记忆本节基础知识2.静心思考总结，整理重点问题静心思考总结，整理重点问题课堂检测课堂检测(2010)5.右图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是A微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率C沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C植植物物体体含含C C有机物有机物大大 气气 中中COCO2 250.下图为碳循环示意图,请据图回答下列问题：（1）是_；是_；是_。（2）C在无机环境中以_或_ _的形式存在。初级消费者初级消费者 次级消费者次级消费者 分解者分解者 CO2 碳酸盐碳酸盐(3)C在无机环境与生物群落之间是以在无机环境与生物群落之间是以_的形式进行循环。大气中的的形式进行循环。大气中的CO2通过通过_ _ 作用进入生作用进入生物群落物群落.生产者与消费者在生命活动中通生产者与消费者在生命活动中通过过_作用作用,又把又把CO2放回大气中。放回大气中。(4)进入生物群落的进入生物群落的CO2,合成含合成含C有机物有机物,其中一部分其中一部分C以以_ _ _形形式储藏于地层之中，当它式储藏于地层之中，当它_ 时时又把生成的又把生成的CO2放回大气中。枯枝落叶放回大气中。枯枝落叶和动、植物遗体通过和动、植物遗体通过_ _作用，作用，产生的产生的CO2又回到大气中。又回到大气中。CO2 光合作用光合作用.化能合成作用化能合成作用 呼吸呼吸 煤煤.石油石油.泥碳泥碳(或化石燃料或化石燃料) 燃烧燃烧 分解者分解分解者分解 培养基的原料菜 小麦家禽(畜)人秸秆粪便粪便燃料遗体土壤沼气池化肥沼渣食用菌菌渣等饲料A B沼渣下图是沼气生产的农业生态系统的结构模式图,回答:(1)研究生态系统中种群的特征和变化规律对研究生态系统中种群的特征和变化规律对生产实践有指导意义生产实践有指导意义,其中其中 可作为可作为预测种群数量变化趋势的主要依据。预测种群数量变化趋势的主要依据。年龄组成年龄组成（1）上图是依据生态学原理建立的）上图是依据生态学原理建立的 简单模简单模式，其特点是式，其特点是 。 （2）写出图中含有三个营养级的食物链）写出图中含有三个营养级的食物链 。 （3）若人）若人只通过途径获得能量且比例相等，当人要获只通过途径获得能量且比例相等，当人要获得能量得能量N千焦，至少需要第一营养级生物固千焦，至少需要第一营养级生物固定定 千焦的太阳能。千焦的太阳能。 （4）N元素元素和和C元素都能群落和无机环境中不断循环，元素都能群落和无机环境中不断循环，但还需要不断向农田中施加但还需要不断向农田中施加N肥的原因是：肥的原因是： 。 （5）为减少小麦害虫的危害且防止农药对环）为减少小麦害虫的危害且防止农药对环境的污染，可利用生物间的境的污染，可利用生物间的 等关等关系进行生物防治。系进行生物防治。 遗体和粪便中物质和循环再遗体和粪便中物质和循环再生，其中能量可被人类再度利用生，其中能量可被人类再度利用菜菜(小麦小麦) 家禽家禽(畜畜) 人人15NN素不断输出该生态系统素不断输出该生态系统,农田农田中中N素不足以使农作物高产稳产素不足以使农作物高产稳产竞争竞争.捕食捕食.寄生寄生(6)(6)若生产者有若生产者有5000kg5000kg，位于第三营养，位于第三营养级的生物最多可增重级的生物最多可增重_kg_kg。 (7)(7)分解者在物质循环中的作用是分解者在物质循环中的作用是 。 （8 8）每年都有大量的重金属工业废水）每年都有大量的重金属工业废水进入海洋，依据生态学原理，指出可进入海洋，依据生态学原理，指出可能产生负面影响？能产生负面影响？ 200 把有机物分解成无机物，归还到把有机物分解成无机物，归还到无机环境中无机环境中因富集作用沿食物链在生物体内积累因富集作用沿食物链在生物体内积累例例1 1、根据下列图解回答问题：、根据下列图解回答问题：植物秸秆植物秸秆 葡萄糖葡萄糖 乳酸等乳酸等水稻水稻大豆大豆沼气池沼气池生活生活能源能源养鸡场养鸡场养猪场养猪场蘑菇房、蘑菇房、蔬菜大棚蔬菜大棚秸秆秸秆秸秆秸秆沼渣沼渣沼渣沼渣粪便粪便鸡粪鸡粪A AB B发酵罐发酵罐 思考：思考： 1 1、该生态系统中主要成分是什么？、该生态系统中主要成分是什么？其中有哪些食物链？其中有哪些食物链？ 答：主要成分有答：主要成分有水稻、大豆和蔬菜水稻、大豆和蔬菜等生产者。食物链有：等生产者。食物链有：水稻水稻鸡；鸡；水稻水稻猪；大豆猪；大豆鸡；大豆鸡；大豆猪。猪。 2 2、该生态系统中，植物秸秆和动物、该生态系统中，植物秸秆和动物粪便有哪些用途？粪便有哪些用途？ 答：答：植物秸秆可以用作发酵罐原料，植物秸秆可以用作发酵罐原料，生产蘑菇等食用菌的原料，沼气池生产蘑菇等食用菌的原料，沼气池原料。动物粪便可以用作动物饲料原料。动物粪便可以用作动物饲料和沼气池的原料。和沼气池的原料。 3 3、生态农业有什么特点？、生态农业有什么特点？ 答：根据生态系统能量流动与物质答：根据生态系统能量流动与物质循环原理：循环原理：实现了能量和物质的实现了能量和物质的多级利用，提高农产品的产量；多级利用，提高农产品的产量；减少农药的使用，减少环境污染。减少农药的使用，减少环境污染。 实现生物方法防治害虫。实现生物方法防治害虫。 4 4、农业生态系统能提高食物链中能、农业生态系统能提高食物链中能量传递效率吗？量传递效率吗？ 答：答：不能。能量传递效率仍为不能。能量传递效率仍为10%10%20%20%。只能实现能量的多级利用，。只能实现能量的多级利用，更多地流向人类。更多地流向人类。 5 5、生物防治害虫的方法有哪些？、生物防治害虫的方法有哪些？与传统的农药防治害虫相比有何特与传统的农药防治害虫相比有何特点？在防治害虫过程中，应将害虫点？在防治害虫过程中，应将害虫彻底消灭，对吗？彻底消灭，对吗？ 答：答：生物防治害虫通常是利用不同生物防治害虫通常是利用不同生物之间的捕食、寄生和竞争关系生物之间的捕食、寄生和竞争关系消灭害虫。其特点是减少农药的使消灭害虫。其特点是减少农药的使用，减少环境污染，避免因害虫产用，减少环境污染，避免因害虫产生抗药性而泛滥。在防治害虫过程生抗药性而泛滥。在防治害虫过程中，不能彻底消灭害虫，而是将其中，不能彻底消灭害虫，而是将其控制在一定数量范围内，若彻底消控制在一定数量范围内，若彻底消灭害虫，会破坏生物的多样性，降灭害虫，会破坏生物的多样性，降低生态系统的自动调节能力。低生态系统的自动调节能力。识图作答识图作答：大气中大气中COCO2 2动动 物物 体体化石化石燃料燃料遗体、遗体、残枝、残枝、落叶落叶植植物物体体C C3 3（CHCH2 2O O）C C5 5ATPATPH H2 2O OO O2 2HH（NADPHNADPH）丙酮酸丙酮酸HHATPATPO O2 2COCO2 2（1 1）写出）写出的生理过程及的生理过程及产生产生 CO2 CO2的方式。的方式。_ _ _ _ _ _ _（2 2）碳在无机环境与生物群落之间以）碳在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。形式进行循环。（3 3）碳循环中最简单的循环途径是在）碳循环中最简单的循环途径是在_ _ 和大气之间的循环。和大气之间的循环。光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用 微生物分解作用微生物分解作用 呼吸作用呼吸作用 燃烧燃烧 CO2绿色植物绿色植物水水碳碳硫硫氮氮循环循环形式形式水蒸气水蒸气液态水液态水CO2CO2有机有机物物SO2 SO2 SOSO4 42- 2- 有机物有机物N N2 2 NONO2- 2- NH4NH4+ + NONO3 3- - 有机物有机物循循环环过过程程蒸腾作蒸腾作用用 吸收作吸收作用用 降水降水光合作光合作用细胞用细胞呼吸燃呼吸燃烧分解烧分解者分解者分解吸收作吸收作用分解用分解者分解者分解燃烧燃烧固氮作用固氮作用 硝化作用硝化作用 反硝化作用反硝化作用吸收作用吸收作用 分解者分解作用分解者分解作用分解者分解作用分解者分解作用吸收吸收方式方式自由扩自由扩散散自由扩自由扩散散扩散主扩散主动运输动运输主动运输主动运输本堂小结本堂小结1.本节课我们学习的主要内容本节课我们学习的主要内容2.本节课表现优秀的小组及个人本节课表现优秀的小组及个人3.本节课的建议本节课的建议三三. .氮循环：氮循环： 氮是组成蛋白质和核酸的主氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的要成分。氮占大气成分的7979，必须，必须经过经过生物固氮作用生物固氮作用、硝化作用硝化作用、反硝反硝化作用化作用等才能在生物群落与无机环境等才能在生物群落与无机环境间反复循环。间反复循环。大气中的大气中的N2闪电闪电固氮固氮工业工业固氮固氮生产者（固氮微生物）生产者（固氮微生物） 消消费者费者尿素及动植物遗体尿素及动植物遗体反硝化细反硝化细菌菌NO3-NH3硝化细菌硝化细菌主动主动运输运输腐生微生物腐生微生物 自然界中氮循环过程自然界中氮循环过程NHNH3 3NONO2 2- -NONO3 3- -大气大气中中N N2 2NONO2 2- -尿素和动尿素和动植物遗体植物遗体动物动物植物植物氮肥氮肥 生物固氮生物固氮 高能固氮高能固氮(闪电闪电) 工业固氮工业固氮 摄食摄食 分解者的分解作用分解者的分解作用(氨化作用氨化作用) 硝化作用硝化作用(由由亚硝化细菌亚硝化细菌完完成成, 由由硝化细菌硝化细菌完成完成.该过程需要该过程需要O2) 反硝化作用反硝化作用(由由反硝化细菌反硝化细菌完完成成,无无O2时才有此反应时才有此反应)分解者分解者火山火山爆发爆发大气中大气中SOSO2 2消费者消费者生产者生产者 动植物遗体、动植物遗体、碎屑、排出物碎屑、排出物土壤或水土壤或水体中体中SOSO4 42-2- 石油等石油等 化石燃料化石燃料四四. .生态系统硫循环：生态系统硫循环：硫在生物体内作用硫在生物体内作用？酸雨的成因？酸雨的成因？四四.硫循环硫循环:大气中的大气中的SO2生产者生产者消费者消费者动植物遗体及碎屑排除物动植物遗体及碎屑排除物土壤或土壤或水体中水体中SO2分分解解者者火山火山爆发爆发石油等化石油等化石燃料石燃料碳出碳出入生入生物群物群落的落的途径途径碳进入生碳进入生物群落物群落化能合成作用化能合成作用绿色植物的光合作用绿色植物的光合作用碳出生碳出生物群落物群落动植物的呼吸作用动植物的呼吸作用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碳在生物体内的存在形式碳在生物体内的存在形式: 碳在生物体之间传递途径：碳在生物体之间传递途径：含碳有机物含碳有机物；食物链食物链；