生态系的物质循环

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1、 物 质 循 环 的 概 念 物 质 循 环 是 指 组 成 生 物 体 的 C、 H 、 O、 N等 基 本 元 素 在 生 态 系 统 的 生 物 群 落 和 无 机 环境 之 间 形 成 的 反 复 循 环 运 动 。 由 于 生 物 圈 内 的 物 质 循 环 带 有 全 球 性 ，所 以 这 种 物 质 循 环 又 叫 生 物 地 球 化 学 循 环简 称 生 物 地 化 循 环 。 三 、 物 质 循 环 类 型 碳 的 循 环 过 程 碳 元 素 约 占 生 物体 干 重 的 49 ， 碳 是有 机 化 合 物 的 “ 骨架 ” ， 没 有 碳 就 没 有生 命 。 碳 在 无

2、机 环 境与 生 物 群 落 之 间 是 以CO2的 形 式 进 行 循 环的 。 碳的循环过程 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 分解作用呼吸作用 呼吸作用燃烧作用 分 解 作 用摄 食 作 用形 成 石 油 、天 然 气 等 。 形 成 石 油 、天 然 气 等 （ 1） 碳 循 环 的 形 式 ：（ 2） 碳 在 自 然 界 中 的 存 在 形 式 ：（ 3） 碳 在 生 物 体 内 的 存 在 形 式 ：（ 4） 碳 进 入 生 物 体 的 途 径 ：（ 5） 碳 在 生 物 体 之 间 传 递 途 径 ：（ 6） 碳

3、进 入 大 气 的 途 径 ：CO2； CO2和 碳 酸 盐 ；含 碳 有 机 物 ；绿 色 植 物 的 光 合 作 用 ；食 物 链 和 食 物 网 生 物 的 呼 吸 作 用 分 解 者 有 分 解 作 用 化 石 燃 料 的 燃 烧要 点 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 逐 级 递 减 ， 而 且 运 动 是 单 向 的 、 不 是循 环 的 ， 最 终 在 环 境 中 消 失 。 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 反 复

4、出 现 ， 反 复 利 用 ， 循 环 运 动， 不 会 消 失 。 能 量 流 动 和 物 质 循 环 的 因 果 关 系 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 能 量 流 动 和 物质 循 环 都 是 通 过 食 物 链 和 食 物 网 的 渠 道 实现 的 ， 二 者 相 互 伴 随 进 行 ， 又 相 辅 相 承 ，密 不 可 分 的 统 一 整 体 。 （ 三 ） 能 量 流 动 与 物 质 循 环 的 关 系 联系范 围特 点形 式 物 质 循 环能 量 流 动项 目 （ 1） 同 时 进 行 、 相 互 依

5、存（ 2） 物 质 是 能 量 流 动 的 载 体（ 3） 能 量 是 物 质 反 复 循 环 的 动 力生 物 群 落 与 无 机 环 境 之 间生 态 系 统 各 营 养 级 之 间 往 复 循 环 、 全 球 性单 向 传 递 、 逐 级 递 减 以 无 机 物 形 式 流 动以 有 机 物 形 式 流 动 1、 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 ？ 2、 温 室 效 应 有 哪 些 危 害 ？思 考 ：破 坏 碳 循环 的 平 衡 大 气 中 CO 2含 量 增 加 温 室 效 应加快冰川

6、的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。 1、 温 室 气 体 ： CO2过 多2、 CO2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、 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.缓 解 温 室 效 应 的 措 施 开 发 新 能 源 增 大 绿 化 面 积 3、 下 图 是 自 然 界 碳 循 环 的 简 图 ， 图 中 的 甲 、 乙 、 丙 各 代 表 A.甲 为 生 产 者 ， 乙 为 分 解 者 ， 丙 为 消 费 者 B.甲

7、 为 消 费 者 ， 乙 为 分 解 者 ， 丙 为 生 产 者 C.甲 为 分 解 者 ， 乙 为 生 产 者 ， 丙 为 消 费 者 D.甲 为 生 产 者 ， 乙 为 消 费 者 ， 丙 为 分 解 者 大 气 中 的 CO 2丙 甲乙练 习 ：1、 在 生 态 系 统 碳 循 环 中 ， 既 能 使 CO 2进 入 生 物 群 落 ， 又 能 将 其 释 放 到 大 气 中 的 生 物 是 A.分 解 者 B.植 食 动 物 C.肉 食 动 物 D.绿 色 植 物2、 与 自 然 界 的 碳 循 环 关 系 最 为 密 切 的 两 种 细 胞 器 是 A.内 质 网 和 高 尔 基 体

8、 B.叶 绿 体 和 线 粒 体 C.核 糖 体 和 叶 绿 体 D.核 糖 体 和 高 尔 基 体 （ 3） 图 中 D C过 程 是 通 过 作 用 实 现 的 ， C D过 程 是 通 过 作 用 实 现 的 ， B D过 程 是通 过 作 用 实 现 的 。 碳 循 环 始 终 与 结 合 在 一 起 。 （ 4） 生 物 群 落 中 有 一 部 分 碳 以 形 式 储 藏 在 地 层 中 。碳 在 无 机 环 境 中 以 形 式 存 在 。 CD BA（ 1） 此 生 态 系 统 的 能 量 流 动 是 从 固 定 太 阳 能 开 始 的 。（ 2） 碳 元 素 在 大 气 中 与

9、A、 B、 C之 间 的 流 动 是 以 形 式 进 行 的 ，在 生 态 系 统 各 成 分 中 A为 ， B为 。例 、 右 图 示 生 态 系 统 碳 循 环 示 意 图 ， 图 中 D为 大 气 ， 请 据图 回 答 ：C 生 产 者 有 机 物 消 费 者分 解 者 光 合呼 吸分 解 能 量石 油 、煤 炭 等CO2 识 图 作 答 ：课 堂 练 习 ： （ 1） 写 出 的 生 理 过 程 及 产 生 CO2的 方 式 。 _ _ _ _ _（ 2） 碳 在 无 机 环 境 与 生 物 群 落 之 间 以 _形 式 进 行 循 环 。（ 3） 碳 循 环 中 最 简 单 的 循

10、环 途 径 是 在_ 和 大 气 之 间 的 循 环 。光 合 作 用 呼 吸 作 用 微 生 物 分 解 作 用 呼 吸 作 用 燃 烧 CO2绿 色 植 物 能 力 训 练某农户有如下经营模式：肥料（买） 水稻 猪 肥料（买） 桑 蚕饲料（买） 鱼请你根据所学的能量流动和物质循环的知识，建立新的经营模式，使农户减少投入，从而增加收入 蚕水稻猪鱼桑叶 粪 粪尿 茎叶加工物粪塘泥 粪 尿粪 尿 鱼 粉能 力 训 练 巩 固 练习1.在 自 然 界 的 物 质 循 环 中 ， 对 物 质 的转 化 起 重 要 作 用 的 是A.化 能 自 养 生 物 生 物 B.动 物 和 微 生 物C.微 生

11、 物 和 绿 色 植 物 D.绿 色 植 物 和 动 物 ( C ) 2.连 接 生 命 世 界 和 无 机 自 然 界 的 两 个重 要 环 节 是 ：A.生 产 者 和 非 生 物 成 分B.消 费 者 和 非 生 物 成 分C.生 产 者 和 消 费 者D.生 产 者 和 分 解 者( D ) 3.与 自 然 界 的 碳 循 环 关 系 最 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 ) 课 后 调 查 ： 保 护 环 境 ， 从 我 做 起 根据我们今天所学的碳循环的

12、相关知识，调查你身边会造成温室效应的具体事例；并寻找可行的缓解温室效应的方法。写一份调查报告。 京 都 议 定 书 为 了 人 类 免 受 气 候 变 暖 的 威 胁 ， 1997年 12月 ，在 日 本 京 都 召 开 的 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 缔约 方 第 三 次 会 议 通 过 了 旨 在 限 制 发 达 国 家 温 室气 体 排 放 量 以 抑 制 全 球 变 暖 的 京 都 议 定 书 。 再 见 1、 碳 循 环 大气中的SO2土壤或水体中的SO 42- 降水生产者消费者动植物遗体碎屑、排出物吸收摄入分解者吸收燃烧 燃烧火山爆发石油等化石燃料2、 硫 循 环

13、3、 氮 循 环 大 气 中CO2 绿 色 植 物光 合 作 用动 物 动 、 植 物 遗 体和 排 泄 物化 石燃 料呼 吸 分解作用 燃烧摄 食碳 循 环 硫 循 环 火 山爆 发 化 石燃 料吸 收（ 叶 ）酸 雨 燃 烧分 解摄 入动 植 物 遗 体 等消 费 者分 解大 气 中 的 SO2生 产 者 分 解 者吸 收(根 )土 壤 或 水 体 中 的SO 42 氮 循 环 四 、 物 质 循 环 的 模 式1、 环 境 与 群 落 之 间 的 循 环 形 式2、 从 环 境 进 入 群 落 中 的 方 式3、 在 群 落 中 的 传 递 情 况4、 从 群 落 中 如 何 回 到 环

14、 境 中环 境 生 物 群 落1 2 34 1 2 3 4碳循环氮循环硫循环 CO2N2SO 2 光 合 作 用 和 化能 合 成 作 用 含 碳 有 机 物经 食 物 链（ 网 ） 传 递 生 物 的 呼 吸 作 用 ；分 解 者 的 分 解 作用 ； 化 石 燃 料 的燃 烧生 物 固 氮 ； 生 物 固氮 、 电 离 固 氮 和 含氮 物 质 由 微 生 物 分解 后 经 硝 化 细 菌 的硝 化 作 用 ； 工 业 固氮 生 产 的 氮 素 化 肥 。含 氮 有 机 物经 食 物 链（ 网 ） 传 递 分 解 者 的 分 解作 用 和 反 硝 化细 菌 的 反 硝 化作 用直 接 进

15、入 ； 降 水后 形 成 SO 42 。 含 硫 有 机 物经 食 物 链（ 网 ） 传 递 分 解 者 的 分 解 作 用 ；化 石 燃 料 的 燃 烧 ；火 山 爆 发 。 例 1 在 自 然 生 态 系 统 的 氮 循 环 过 程 中 ， 空 气 中 的 N2要 进入 生 态 系 统 的 食 物 链 ， 必 须 先 （ ）A 由 固 氮 生 物 固 定 B 由 光 合 作 用 固 定C 由 草 食 动 物 采 食 D 由 肉 食 动 物 捕 食例 2 从 物 质 循 环 角 度 分 析 ， 人 体 内 的 碳 元 素 究 其 根 源 是来 自 （ ）A 食 物 中 的 碳 B 大 气 中

16、 的 CO2C 燃 料 中 的 碳 D 非 生 物 环 境 中 的 碳例 3、 形 成 酸 雨 的 原 因 是 不 正 确 的 是 （ ）A 化 石 燃 料 的 燃 烧 B 火 山 爆 发C 微 生 物 的 分 解 作 用 D 动 植 物 的 异 化 作 用五 、 例 题 精 选 AB D 例 5、 氮 元 素 是 构 成 生 物 体 的 最 主 要 元 素 之 一 ， 在 动 植 物 生 命 活 动中 起 着 重 要 的 作 用 。 在 自 然 界 中 各 种 含 氮 物 质 经 过 复 杂 的 新 陈 代 谢和 化 学 变 化 实 现 氮 元 素 的 循 环 ， 维 持 自 然 环 境 中

17、 的 氮 平 衡 。 下 图 是自 然 界 氮 循 环 以 及 有 机 物 在 生 物 体 内 代 谢 的 部 分 过 程 示 意 图 ， 请 分析 回 答 ： （ 1） 参 与 过 程 的 微 生 物 ， 其 新 陈 代 谢 类 型 为 _型 。（ 2） 在 人 体 内 ， 发 生 在 细 胞 外 的 过 程 是 _（ 用 图 中 序 号 表 示 ） 。 （ 3） 如 果 在 细 胞 内 H的 含 量 增 多 ， 而 ATP的 含 量 减 少 ， 则 很 可 能是 控 制 合 成 _的 基 因 发 生 了 突 变 。自 养 需 氧 有 氧 呼 吸 第 三 阶 段 的 酶 （ 5） 写 出 葡

18、 萄 糖 彻 底 氧 化 分 解 的 总 反 应 式 : _ 。（ 6） 微 生 物 在 氮 循 环 中 有 重 要 作 用 ， 例 如 生 活 在 大 豆 根 部的 根 瘤 菌 能 参 与 上 图 中 的 哪 个 过 程 ？ _（ 填 序 号 ） 。 它 属 于 哪 种 固 氮 微 生 物 ？ _ 。C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+12H2O+能 量 共 生 固 氮 微 生 物 例 6 农 业 上 大 量 使 用 化 肥 存 在 着 许 多 负 面 影 响 ， “ 生 物 固 氮 ” 已成 为 一 项 重 要 的 研 究 课 题 。 生 物 固 氮 就 是 利 用 某 些 微

19、 生 物 （ 如 根瘤 菌 、 蓝 藻 等 ） 将 空 气 中 的 N2固 定 为 NH3的 过 程 。（ 1） 人 工 合 成 NH3需 高 温 、 高 压 条 件 ， 而 生 物 固 氮 在 常 温 常 压 下就 能 顺 利 进 行 ， 这 是 因 为 这 些 生 物 DNA分 子 上 含 有 ，它 能 指 导 的 合 成 。（ 2） 人 们 正 致 力 于 转 基 因 固 氮 植 物 的 研 究 ， 科 学 家 已 通 过 技 术 手 段 将 根 瘤 菌 的 固 氮 基 因转 移 到 水 稻 细 胞 中 ， 并 在 水 稻 细 胞 中 发 现 了 固 氮 物 质 。 这 说 明 根瘤 菌

20、 的 固 氮 基 因 被 整 合 到 了 水 稻 细 胞 的 中 。（ 3） 在 水 稻 细 胞 中 得 到 了 与 根 瘤 菌 细 胞 相 似 的 固 氮 物 质 ， 这 表 明水 稻 和 根 瘤 菌 在 固 氮 基 因 表 达 过 程 中 所 使 用 的 是相 同 的 。（ 4） 写 出 固 氮 基 因 控 制 固 氮 物 质 合 成 的 表 示 式 。（ 5） 根 瘤 菌 从 结 构 上 看 属 于 生 物 ， 其 代 谢 类 型 从 同 化 作 用 方 面 看 属 于 。 固 氮 酶 基 因 固 氮 酶 基 因 工 程 （ 或 遗 传 工 程 ） DNA 密 码 子 固 氮 基 因 mRNA 固 氮 酶 转 录 翻 译原 核 异 养 型