生态系统物质循环-碳氮硫循环基础知识(1)
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《生态系统的物质循环》知识清单一、生态系统物质循环的概念在生态系统中,组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等化学元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。
这里所说的物质,指的是构成生物体的各种化学元素。
物质循环具有全球性,因为地球上的各种生态系统不是孤立的,而是相互联系的,所以物质可以在全球范围内流动。
二、生态系统物质循环的类型1、水循环水是生命之源,在生态系统中,水的循环是最为重要的物质循环之一。
水通过蒸发、降水、地表径流、地下径流等过程,在大气、陆地和海洋之间不断循环。
蒸发作用使水从海洋、湖泊、河流和土壤中变成水蒸气进入大气。
水蒸气在大气中遇冷凝结形成云,然后通过降水回到地面,一部分形成地表径流,流入江河湖海,另一部分渗入地下,形成地下径流。
2、碳循环碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。
大气中的二氧化碳通过植物的光合作用进入生物群落,合成有机物。
有机物在生物群落内部通过食物链和食物网进行传递。
动植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及化石燃料的燃烧等过程,又将有机物中的碳以二氧化碳的形式释放到大气中。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸等重要生物大分子的组成元素。
氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
大气中的氮气不能被大多数生物直接利用,需要通过固氮微生物(如根瘤菌)将氮气转化为含氮化合物。
动植物遗体和排泄物中的含氮有机物经过氨化作用转化为氨,氨经过硝化细菌的作用转化为硝酸盐,硝酸盐可以被植物吸收利用。
而在缺氧条件下,硝酸盐又可以通过反硝化细菌的作用转化为氮气回到大气中。
4、磷循环磷是核酸、磷脂等生物大分子的重要组成成分。
磷在自然界中主要以磷酸盐的形式存在。
磷通过岩石的风化、侵蚀和淋溶等作用释放到土壤和水体中,被植物吸收利用。
然后在生物群落中沿着食物链传递。
动植物的遗体和排泄物中的磷,经过分解者的分解作用,重新回到环境中。
《生态系统的物质循环》知识清单生态系统是一个复杂而又精妙的整体,其中物质循环是维持生态系统稳定和生命活动的关键环节。
下面让我们一起来深入了解生态系统的物质循环。
一、什么是生态系统的物质循环生态系统的物质循环,指的是组成生物体的 C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环的过程。
这些物质不会因为生物的消耗而减少,而是在生态系统中不断地流动和转换。
物质循环就像是一个巨大的物流网络,确保了生态系统中各种生物所需的营养物质能够得到持续供应,同时也将生物产生的废弃物和代谢产物重新送回环境中进行处理和再利用。
二、物质循环的类型1、水循环水是生命之源,在生态系统中,水循环是最为重要的物质循环之一。
水通过蒸发、蒸腾、降水等过程,在大气、陆地和海洋之间不断循环。
蒸发和蒸腾作用使得水从地表和植物表面进入大气,形成云,然后通过降水回到地面。
降水一部分渗入地下,补充地下水;一部分形成地表径流,流入江河湖海。
2、碳循环碳是构成生物体的重要元素。
碳在大气中的主要存在形式是二氧化碳。
植物通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为有机物,同时呼吸作用又将有机物分解产生二氧化碳释放回大气。
动物通过摄食植物获取碳,在呼吸作用中也产生二氧化碳。
此外,化石燃料的燃烧也会将大量储存的碳以二氧化碳的形式释放到大气中。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸的重要组成部分。
氮循环过程较为复杂。
大气中的氮气不能被大多数生物直接利用,需要通过固氮作用将其转化为含氮化合物。
固氮作用主要有三种方式:雷电固氮、生物固氮和工业固氮。
植物吸收土壤中的含氮化合物,合成自身的有机物。
动物通过食用植物获取氮。
动植物的遗体和排泄物中的含氮有机物经过微生物的分解,又可以转化为氨、硝酸盐等,重新被植物吸收利用。
4、磷循环磷主要存在于岩石、土壤和沉积物中。
磷通过风化等作用释放到土壤中,被植物吸收利用。
动物通过摄食植物获取磷。
动植物的遗体和排泄物中的磷,经过微生物的分解,重新回到土壤和水体中。
生态系统的物质循环例题和知识点总结在我们生活的这个地球上,生态系统是一个极其复杂而又神奇的存在。
其中,物质循环是生态系统维持稳定和平衡的关键环节之一。
今天,咱们就一起来深入了解一下生态系统的物质循环,并且通过一些例题来加深对这个概念的理解。
首先,咱们得搞清楚啥是生态系统的物质循环。
简单来说,生态系统的物质循环就是指组成生物体的各种化学元素在生态系统中的生物群落与无机环境之间反复循环的过程。
这些化学元素包括碳、氮、磷、硫等等。
物质循环有三大类型,分别是水循环、气体型循环和沉积型循环。
水循环大家应该都比较熟悉,地球上的水通过蒸发、降水、地表径流等过程不断地在大气、陆地和海洋之间循环。
水是生命之源,没有水,生命就无法存在。
气体型循环的代表是碳循环和氮循环。
碳在大气中的主要存在形式是二氧化碳,通过植物的光合作用,二氧化碳被转化为有机物进入生物群落,然后经过呼吸作用、分解作用等又回到大气中。
氮循环稍微复杂一些,氮气在雷电等作用下可以转化为能被植物吸收的氮化合物,然后在生物体内经过一系列转化,最终又回到大气中。
沉积型循环的典型例子是磷循环。
磷主要存在于岩石和土壤中,通过风化等作用释放出来,被植物吸收利用,然后再经过食物链传递,最终在动植物残体和排泄物分解后,又回到土壤和岩石中。
了解了物质循环的基本概念和类型,咱们来看几个例题。
例题 1:在一个草原生态系统中,狼的数量减少会对碳循环产生什么影响?解析:狼数量减少,食草动物的数量可能会增加,导致植物被大量食用。
植物通过光合作用吸收二氧化碳的量就会减少,从而影响到碳从大气进入生物群落的过程。
例题 2:如果某地大量开采磷矿,对当地生态系统的磷循环会有怎样的影响?解析:大量开采磷矿会导致磷迅速从岩石和土壤中释放出来,超过生态系统的正常需求和处理能力。
这可能会造成水体富营养化,影响水生生物的生存,同时也会打破磷在生态系统中的正常循环平衡。
下面咱们来总结一下物质循环的重要特点。
生态系统中的物质循环生态系统是由生物和非生物因素相互作用而形成的自然系统,物质循环是维持生态系统平衡运转的重要过程。
在生态系统内,物质通过生物和非生物因素之间的相互转化和循环,使得生物体能够获取所需的营养和能量。
本文将探讨生态系统中的物质循环,包括碳循环、氮循环和水循环。
一、碳循环碳是构成生物体有机物的主要元素,碳循环是生态系统中最重要的循环之一。
碳的循环包括两种主要形式:有机碳和无机碳。
在生态系统中,植物通过光合作用吸收二氧化碳(CO2)并将其转化为有机物,这是有机碳的来源。
有机碳可通过食物链传递到其他生物体内,最终被分解成二氧化碳释放到大气中。
同时,有机碳还可以通过灭活作用进入土壤中,形成有机质,经过时间的累积和转化,最终形成化石燃料。
无机碳主要存在于大气中的二氧化碳和水中的碳酸盐。
生物体通过呼吸作用将有机碳转化为二氧化碳释放到大气中,同时,水体中的碳酸盐也会通过碳酸盐平衡和海洋生物作用而转化为二氧化碳。
此外,自然和人为过程也会释放大量的二氧化碳,如火山喷发、燃烧等。
二、氮循环氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素,氮循环是维持生态系统中氮平衡的关键循环。
氮的循环包括有机氮和无机氮。
在生物体内,氮通过食物链传递,最初由植物通过根系吸收土壤中的无机氮(氨、硝酸盐等)转化为有机氮。
有机氮可通过食物链传递到其他生物体内,最终通过分解作用返回到土壤中。
在土壤中,有机氮经过腐解和氧化的过程,被微生物转化为无机氮。
无机氮可通过硝化作用转化为硝酸盐,可被植物吸收;同时也可通过反硝化作用转化为氮气,进入大气中。
三、水循环水循环是生态系统中最基本的循环之一,它将涉及到的物质包括水和溶解在水中的各种溶质。
水循环的过程非常复杂,主要包括蒸发、凝结、降水、地下水渗透、地表径流等。
蒸发是水从地面和水体表面升华为水蒸气的过程,凝结是水蒸气在大气中冷却形成水滴的过程,降水是水滴以雨、雪、露、霜等形式降落到地面。
地下水渗透是水通过土壤进入地下水层,地表径流则是水在地表流动的过程。
《生态系统的物质循环》知识清单一、生态系统物质循环的概念生态系统的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动的过程。
这些物质在生态系统中不是静止不动的,而是处于不断的循环之中。
就像水流在河流与海洋之间循环流动一样,生态系统中的物质也在生物与非生物环境之间永不停息地往返。
二、生态系统物质循环的特点1、全球性生态系统的物质循环具有全球性,也被称为生物地球化学循环。
例如,大气中的二氧化碳可以通过植物的光合作用被固定下来,然后经过食物链在生物体内传递,最终又通过呼吸作用、分解作用等过程回到大气中。
这个过程不仅在一个小的生态系统内进行,而是在整个地球的生态系统中普遍存在。
2、循环性物质在生态系统中反复循环利用,不会消失也不会增多。
这意味着,某种元素一旦进入生态系统,就会在生物群落和无机环境之间不断地循环流动,被不同的生物反复利用。
3、物质不灭在物质循环的过程中,物质的总量保持不变。
只是其存在的形式会不断发生变化,从一种化合物转化为另一种化合物,从一个生物体内转移到另一个生物体内,或者从生物群落进入无机环境,再从无机环境回到生物群落。
三、生态系统物质循环的类型1、水循环水是生命之源,水循环是生态系统中最重要的物质循环之一。
水通过蒸发、降水、地表径流、地下径流等过程在大气、海洋、陆地之间不断循环。
蒸发:太阳的能量使海洋、湖泊、河流等水体中的水分蒸发成为水蒸气,进入大气。
降水:水蒸气在大气中遇冷凝结,形成云,当云内的水汽达到饱和时,就会以雨、雪、冰雹等形式降落到地面。
地表径流:降水落到地面后,一部分形成地表径流,流入河流、湖泊、海洋等水体。
地下径流:另一部分则渗入地下,形成地下径流,补充地下水。
2、碳循环碳是构成生物体的重要元素,碳循环对于维持生态平衡具有重要意义。
碳在无机环境中的主要存在形式是二氧化碳和碳酸盐。
植物通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为有机物,进入生物群落。
生态系统中的能量流动和物质循环知识点总结生态系统是一个生物群落和其非生物环境相互作用的复杂系统。
能量的流动和物质的循环是维持生态系统稳定运行的重要过程。
下面我来总结一下关于生态系统中能量流动和物质循环的知识点。
1.能量的流动:-能量转换:生物体通过呼吸作用将有机物(如葡萄糖)转化为能量,并释放二氧化碳和水。
这种能量的转换是通过产生底物磷酸化或通过电子传递链来完成的。
-能量流动:能量在生态系统中以食物链的形式传递。
食物链描述了生物体之间的能量流动关系,包括生产者、消费者和分解者。
能量从一个营养级传递到下一个营养级,但只有约10%的能量能够被转移到下一个营养级。
这叫做能量金字塔。
-能量损失:能量在流动过程中会有损失,主要体现在呼吸作用与热量的散失。
能量的损失导致了生态系统中氮平衡的维持。
2.物质的循环:-主要元素:生态系统中的物质循环主要涉及氮、碳、磷和水等元素。
例如,碳循环包括了生物体的呼吸作用、光合作用和分解作用等过程。
-氮循环:氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素。
氮的循环包括了固氮、硝化、脱氮和平衡作用等过程。
一部分氮是通过固氮作用从大气中转化为可利用的形式,而分解者通过蛋白质和尿素的分解将氮循环回生态系统。
-碳循环:碳在地球上以有机和无机形式存在。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳,而动物通过呼吸作用释放出二氧化碳。
分解者通过分解过程将有机碳循环回生态系统。
-磷循环:磷是构成生物DNA、RNA和ATP的关键元素。
磷循环包括了矿物磷和有机磷相互转化的过程。
分解者通过分解过程将有机磷转化为矿物磷,而植物通过吸收和利用矿物磷来生长。
-水循环:水是生态系统中最重要的物质之一、水循环包括了蒸发、降水、渗透和蒸腾等过程。
植物通过根吸水后蒸腾作用将水分传递到大气中,降水后又重新回到地面。
综上所述,能量的流动和物质的循环是生态系统中两个重要的过程。
能量流动维持了生物体的能量供给,而物质循环保证了生态系统中各种元素的供应和存留。
生态系统的物质循环一、物质循环的概念及特征(一)物质循环的概念:生物地球化学循环,是指各种化学元素和营养物质在不同层次的生态系统内,乃至整个生物圈里,沿着特定的途径从环境到生物体,从生物体再到环境,不断进行流动和循环的过程。
几乎所有的化学元素都能在生物体中发现,但在生命活动过程中,大约只需要30~40种化学元素。
这些元素根据生物的需要程度可分为两类:一是大量营养元素,这类元素是生物生命活动所必需的,同时在生物体内含量较多,包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、硫(S)、钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)。
其中碳、氢、氧、氮、磷五种元素既是生物体的基本组成成分,同时又是构成三大有机物质(糖类、脂类、蛋白质)的主要元素,是食物链中各种营养级之间能量传递的最主要物质形式。
二是微量营养元素,这类元素在生物体内含量较少,如果数量太大可能会造成毒害,但它们又是生物生命活动所必需的,无论缺少哪一种,生命都可能停止发育或发育异常。
这类元素主要有铁、铜、锌、硼、锰、氯、钼、钴、铬、氟、硒、碘、硅、锶、钛、钒、锡、镓等。
(二)物质循环的特性指标:1.库与流的概念:物质在运动过程中被暂时固定、贮存的场所称为库。
库有大小层次之分,从整个地球生态系统看,地球的五大圈层(大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈)均可称为物质循环过程中的库。
而在组成全球生态系统的亚系统中,系统的各个组分也称为物质循环的库,一般包括植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库。
每个库又可继续划分为亚库,如植物库可分为作物、林木、牧草等亚库。
根据物质的输入和输出率,物质循环的库可归为两大类:一为贮存库,其容量相对较大,物质交换活动缓慢,一般为非生物组分的环境库,如岩石库;二为交换库,其容量相对较小,与外界物质交换活跃。
例如,在海洋生态系统中,水体中含有大量的磷,但与外界交换的磷量仅占总库存的很小部分,这时海洋水体库是磷的贮存库;浮游生物与动植物体内含有磷量相对少得多,与水体库交换的磷量占生物库存量比例高,则称生物库是磷的交换库。
生态系统中碳、氮、硫物质循环导析谭家学(湖北省郧县第二中学442500)生态系统的物质循环是指组成生态体的C、H、O、N、P、S等化学元素,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,这一过程带有全球性,所以又叫生物地球化学循环。
在高中生物教材中,生态系统的物质循环主要包括碳循环、氮循环和硫循环,这一部分包含生态学、元素化合物、新陈代谢等相关知识,在近几年的高考命题中往往以综合题的形式出现,分值很大,所以在高考复习时要给以足够重视。
下面对碳、氮、硫三种元素的物质循环的图解加以归纳比较,使之关系清晰明了,再通过例题分析和实战训练,可以更深刻地认识三种循环之间的共同之处和差别所在,起到牢固掌握之目的。
一. 碳、氮、硫物质循环过程1、碳循环碳循环是指绿色植物通过光合作用,把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物,生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用,生产者和消费者在生命活动过程中,通过呼吸作用,又把二氧化碳释放到大气中;生产者和消费者的遗体被分解者所利用,分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。
在正常情况下,碳的循环是平衡的,但由于现代工业的迅速发展,人类大量燃烧煤、石油和天然气等化石燃料,使地层中经过千百万年积存的已经脱离碳循环的碳元素,在很短的时间释放出来,就打破了生物圈中碳循环的平衡,使大气中的CO2含量迅速增加,进而导致气温上升,形成“温室效应”。
温室效应会导致地球气温逐渐上升,引起未来的全球性气候改变,促使南北极冰雪融化,使海平面上升,将会淹没许多沿海城市和广大陆地。
2、氮循环氮循环就是指氮气、无机氮化合物、有机氮化合物在自然界中相互转化过程的总称,包括氮化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用以及有机氮化合物的合成等。
氮是形成蛋白质、氨基酸和核酸的主要成分,是生命的基本元素。
大气中含量丰富的氮绝大部分不能被生物直接利用,大气氮进入生物有机体的主要途径有四:①生物固氮(豆科植物、细菌、藻类等);②工业固氮(合成氨);③岩浆固氮(火山活动);④大气固氮(闪电、宇宙线作用)。
高三生物《生态系统》的知识点高三生物《生态系统》的知识点(一)非生物环境非生物环境(abioticenvironment)包括参加物质循环的无机元素和化合物,联系生物和非生物成分的有机物质(如蛋白质糖类脂类和腐殖质等)和气候或其他物理条件(如温度压力)。
(二)生产者生产者(producers)指能利用简单的无机物质制造食物的自养生物(autotroph),主要包括所有绿色植物蓝绿藻和少数化能合成细菌等自养生物。
这些生物可以通过光合作用把水和二氧化碳等无机物合成为碳水化合物蛋白质和脂肪等有机化合物,并把太阳辐射能转化为化学能,贮存在合成有机物的分子键中。
植物的光合作用只有在叶绿体内才能进行,而且必须是在阳光的照射下。
但是当绿色植物进一步合成蛋白质和脂肪的时候,还需要有氮磷硫镁等15种或更多种元素和无机物参与。
生产者通过光合作用不仅为本身的生存生长和繁殖提供营养物质和能量,而且它所制造的有机物质也是消费者和分解者唯一的能量来源。
生态系统中的消费者和分解者是直接或间接依赖生产者为生的,没有生产者也就不会有消费者和分解者。
可见,生产者是生态系统中最基本和最关键的生物成分。
太阳能只有通过生产者的光合作用才能源源不断地输入生态系统,然后再被其他生物所利用。
(三)消费者所谓消费者(consumers)是针对生产者而言,即它们不能从无机物质制造有机物质,而是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质,因此属于异养生物(heterotroph)。
消费者归根结底都是依靠植物为食(直接取食植物或间接取食以植物为食的动物)。
直接吃植物的动物叫植食动物(herbivores),又叫一级消费者(如蝗虫兔马等);以植食动物为食的动物叫肉食动物(carnivores),也叫二级消费者,如食野兔的狐和猎捕羚羊的猎豹等;以后还有三级消费者(或二级肉食动物)四级消费者(或叫三级肉食动物),直到顶位肉食动物。
消费者也包括那些既吃植物也吃动物的杂食动物(omnivores),有些鱼类是杂食性的,它们吃水藻水草,也吃水生无脊椎动物。