第3章 第3节 生态系统的物质循环-【大鹏生物】新教材高中生物同步选择性必修2 生物与环境

43 第 3 节 生态系统的物质循环 3.1 碳循环 1.物质循环的概念 组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落 到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。 对生态系统物质循环的理解 （1）参与循环的物质：组成生物体的化学元素，如 C、H、O、N、P、S 等元素，并非这些元素组成的 单质或化合物。组成生物体的这些元素在生物群落及无机环境之间循环，同时伴随着复杂的物质变化与 能量变化。 （2）循环范围（两个支点）：在生物群落和无机环境之间。 （3）特点 ①全球性：生态系统物质循环是在地球上最大的生态系统－生物圈内进行的，故又称为生物地球化学循 环； ②循环性：化学元素从无机环境到生物群落之间可以反复循环，不会消失。 2.碳循环示意图 （1）碳循环的形式：CO2 （2）碳在自然界中的存在形式：CO2和碳酸盐。 （3）碳在生物体内的存在形式：含碳有机物。 （4）碳进入生物体的途径：绿色植物的光合作用。 （5）碳在生物体之间传递的途径：食物链（网）。 （6）碳进入大气的途径： ①生物的呼吸作用； ②分解者的分解作用； ③化石燃料的燃烧。 · 44 3.温室效应 （1）形成原因： ①大量化石燃料的燃烧，大气中的二氧化碳含量迅速增加； ②森林、草原等植被遭到了大面积破坏，降低了植被对大气中 CO2的调节力。 （2）影响：导致气温升高，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）防治措施： ①调整能源结构，减少化石燃料的燃烧； ②保护植被、增加绿地面积； ③开发新能源。 45 3.2 生物富集 1.概念 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现 象，称作生物富集。 2.造成生物富集的元素和化合物 ①元素：铅镉、汞等重金属 ②人工合成的有机化合物：DDT、六六六等 ③一些放射性物质 3.铅的循环及其生物富集 （1）铅的循环：铅原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环 境中的分布。 （2）铅的来源及进入生物体的途径 （3）铅的生物富集：一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内 聚集，最终积累在食物链的顶端。 4.生物富集的特点 （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。 · 46 3.3 能量流动与物质循环的关系 1.能量流动与物质循环之间的区别 项目 能量流动 物质循环(以碳循环为例） 形式 以有机物为载体 进出生物群落是无机物，生物群落内部是有机物 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 范围 生态系统各营养级 生物圈（全球性） 2.能量流动与物质循环之间的联系 （1）能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。 （2）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。 （3）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。 47 3.4 探究土壤微生物的分解作用 1.实验原理 （1）土壤中生活着种类繁多的细菌、丝状真菌、放线菌等，它们对土壤中的物质分解起着重要的作 用。 （2）淀粉在土壤微生物的作用下分解为还原糖，还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉 淀。 2.实验过程 项目 案例 1 案例 2 实验假设 微生物能分解落叶，使之腐烂 微生物能分解淀粉 实 验 设 计 实验组 将土壤放在 60℃恒温箱中 1h A 烧杯中加入适量淀粉糊和 30 mL 土壤浸出液 对照组 对土壤不做任何处理 B 烧杯中加入等量淀粉糊和 30 mL 蒸馏水 自变量 土壤中是否含微生物 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 3.实验结果 （1）案例 1 中，不做处理的土壤中树叶分解得较多，高温处理的土壤中，树叶数量基本保持不变。 （2）案例 2 中，分别取 A、B烧杯中实验后的液体，加入斐林试剂并水浴加热，A 烧杯中有砖红色沉淀 生成，B 烧杯中没有砖红色沉淀生成。 $