生态系统的物质循环 高二上学期生物人教版选择性必修2

积极思维：地球上的水是怎样循环的？1.水从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面。每年地球表面的蒸发量和全球降水量基本相等，因此这两个相反的过程就达到了一种平衡状态。2.地球表面是由陆地和海洋组成的，陆地的降水量大于蒸发量，而海洋的蒸发量大于降水量，陆地上多余的水通过江河源源不断地输送给大海，以弥补海洋因蒸发而丧失的水。3.虽然植物在光合作用中要消耗一定量的水，但是植物通过呼吸作用和蒸腾作用又把大部分的水送回了大气圈。各种生命活动都离不开水，水和水循环对于生态系统具有特别重要的意义。除了水，由于碳、氧、氮、磷等对生命活动也很重要，科学家对它们的循环过程也进行了深入研究。第三节生态系统的物质循环一、生态系统的物质是不断循环的组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生态系统中不断地进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态系统中的物质循环。1、物质循环的概念：生物群落组成生物体的C、H、O、N等元素无机环境反复循环注：物质循环的物质指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素；是指地球上最大的生态系统——生物圈，其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环；2、物质循环的范围：化学元素在无机环境与生物群落之间可以循环往复运动，不会消失；3、物质循环的特点①全球性：②循环性：物质循环是在地球上最大的生态系统——生物圈中进行的，又称为生物地球化学循环；（7）碳返回非生物环境的途径：CO2和碳酸盐；含碳有机物；CO2；光合作用（主要）、化能合成作用；食物链（网）；动植物呼吸作用、分解者分解作用、化学燃料的燃烧；（2）碳在非生物环境中的主要存在形式：（3）碳在生物群落中的存在形式：（4）碳循环的主要形式：（5）碳进入生物群落的途径：（6）碳在生物群落中传递的主要途径：4、物质循环实例：碳循环

（1）概念：碳元素在生物圈中的循环过程称为碳循环；碳循环示意图：

苏教版图形人教版图形遗体和排出物摄食燃烧生产者消费者分解者化石燃料呼吸作用呼吸作用光合作用大气中的CO2库分解作用（8）碳循环示意图：A：B：C：D：大气中的CO2库生产者消费者分解者积极思维：下图均表示碳循环示意图，写出下面各个字母代表的含义：A：B：C：D：E：大气中的CO2库生产者初级消费者次级消费者分解者A：B：C：D：E：F：大气中的CO2库三级消费者分解者次级消费者生产者初级消费者（9）温室效应①原因:大气中CO2增多；②温室效应的危害:使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁；③如何缓解温室效应：a.减少二氧化碳排放：b.增加CO2的吸收和固定量：开发新能源，减少化石燃料燃烧；大力植树种草，提高森林覆盖率；能量流动物质循环范围形式特点过程终点联系生态系统各营养级之间生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链（网）单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返5、能量流动和物质循环的关系二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。以热能形式散失循环往复、没有终点物质循环具有全球性农田南极的企鹅DDT杀虫剂积极思维：是不是所有的物质都能较快地通过食物链回归非生物环境呢？二、有害物质通过食物链呈现富集现象有害物质循环是指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解的过程。1、有害物质循环概念：2、生物富集的概念：难以分解的化合物(如DDT)或重金属(如铅、汞)在生物体内的浓度远远超过环境中浓度的现象，称为生物富集。生物富集常伴随食物链而发生。重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒（2）食物链越复杂，逐级富集量越大。3、生物富集实例：实例一：DDT的富集（1）两个途径进入生态系统：一是经过植物的茎、叶和根进入植物体，在体内积累起来，再依次被植食性动物和肉食性动物逐级取食，逐级富集；二是喷洒的DDT落入地面，经过土壤动物(如取食土壤中有机碎片的蚯蚓)和食虫动物(如鸡)而逐级富集；DDT通过食物链不断富集的示意图：白头海雕富集833万倍大鱼富集66万倍小鱼富集17万倍浮游生物富集1.3万倍（3）DDT在生态系统中的富集不仅影响生物的生存与发展，而且给人类的健康也带来威胁。例如，在草原生态系统中，人们曾对牧草喷洒DDT，含有DDT的牧草被羊、牛、马等植食性动物摄入，并在它们体内富集，人类食用这些动物的肉、奶后，DDT便进入人体并逐渐富集。DDT进入人体或动物体后，容易积累在人或动物脂肪组织中，并可能形成积累性中毒。因此，许多国家现在已禁止使用DDT。我国农业部于2002年发布公告，禁止使用包括DDT在内的多种农药，并至今一直反复强调禁止使用DDT。（3）一般来说，肉食性鱼体内汞含量大于植食性鱼，食鱼的鸟在体内蓄积的汞也很多，人食用后容易引起汞中毒。所以，从防止重金属污染的食品安全角度而言，人们在选择食用鱼类时，植食性鱼比肉食性鱼更安全。实例二：汞循环（1）两条途径进入生态系统：一是通过火山爆发、岩石风化等自然活动。二是经过人类活动(如开采、冶炼、喷洒农药)。（2）汞进入生态系统后，土壤和空气中的汞能在农作物体内积累，并通过食物链进入人体，对人类健康产生潜在威胁。1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕日本患者呼吁加强管控进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时可以引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经细胞，导致脑萎缩。例如，水俣病主要由甲基汞中毒造成，患者会出现步履蹒跚、精神失常等症状。（4）危害：(1)全球性：有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。(2)有害物质沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级。4、发生生物富集的物质的特点①富集物质在环境和生物体中存在形式是比较稳定的；②富集物质必须是生物体能够吸收的且不易排出的；③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的；5、生物富集的主要途径：食物链、食物网。6、生物富集的特点7、减少生物富集的的措施：合理利用资源，减少排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。例如，研究发现芦苇能吸收水中的有害物质，人们在鱼、虾、蟹的养殖水域种植适量的芦苇，可以减少有害物质在鱼、虾、蟹体内的富集，提高水产品的安全性。1、判断：(1)参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物(

)(2)物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统(

)(3)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用(

)(4)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用(

)(5)由于过度地开采和使用化石燃料，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化(

)(6)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用(

)（7）增施农家肥可使植物吸收农家肥中的有机物，从而提高产量（）×√√×√√习题巩固：×1．如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是AA．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递D．碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用2.如图是自然界碳循环的简图。据图分析，下列叙述错误的是DA.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落D.碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动3.如图为碳循环的部分示意图。下列叙述正确的是A.碳元素在②③④⑤⑥过程中以有机物的形式流动B.①中的碳元素含量是⑦⑧中的碳元素含量之和C.图中生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ可以构成3条食物链D.豆科植物根部的根瘤菌所需的有机碳来自⑥过程A4.下列有关生态系统的物质循环和能量流动的叙述，错误的是A.参与能量流动的总能量大小与生产者数量有关，与食物链长短无关B.处于最高营养级的生物所同化的能量不会再提供给其他生物C.农民拔草或杀灭害虫，虽然影响了食物链但可以调整能量流动关系D.食物链既是物质传递链又是能量传递链，物质与能量相互依存、不可

分割B5.曾震惊世界的日本水俣病是人吃了被甲基汞污染的鱼所引起的，经检测，水俣湾海水中甲基汞的含量为0.017mg/L(符合0.5mg/L以下的安全标准)，对海水中具营养关系的甲、乙、丙、丁、戊五种生物体内