第三节_生态系统的物质循环
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第3节 生态系统的物质循环
(不定项)下图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,其
中箭头表示碳的传递方向,字母表示碳传递途径。下列叙述正确的是( ABC )。
A.碳从植物流入动物的主要形式是含碳有机物 B.a途径是通过光合作用实现的,b、d、g途径是通过呼吸 作用实现的 C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行 D.如果图中的字母表示碳传递的数量,植物正常生长,那么夏季a、b、c、e之间的关系可表 示为a=b+c+e
(×)
7.[第 64 页]同一条食物链中营养级越高的生物体内聚集的有害物质越多。 (√ )
8.[第 65 页]能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,能量和物质在生态 系统中都可以被生物群落反复利用。 ( ×)
9.[第 65 页]在探究“落叶是不是在土壤微生物的作用下腐烂”的实验中,不 做处理的土壤(自然状态)是对照组。 ( √ )
课前预学区 明确目标 课前准备
目
课中导学区 情境问题 探究体验
录
课堂思学区 学习反思 评价检测
一、生态系统的物质循环 1.概念:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等① 元素 ,都在不断进行着 从非生物环境到② 生物群落 ,又从生物群落到③ 非生物环境 的循环过程。 2.特点:(1)这里所说的生态系统指④ 生物圈 ,物质循环具有⑤ 全球 性,又 叫生物地球化学循环。 (2)物质在生态系统中⑥ 循环往复 运动。
碳循环和生物富集 活动1 认识碳循环和生物富集 1.在碳循环中碳出入生物群落和非生物环境的途径分别有哪些?
【提示】碳进入生物群落的途径有光合作用和化能合成作用等,从生物群落释 放出来的途径有动物和植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及化石燃料的 燃烧。
第五章 第3节 生态系统的物质循环
(2)在生物群落内：以
的形式进行。
的形式进行。
弄清箭头的方向及代表含义。 将上图换成字母，并尝试判断四种成分(找 依据)，如下面三种变式图：
光合作用
碳出 入生 物群 落的 途径
碳进入 生物群落
化能合成作用 动植物的呼吸作用 碳出 生物群落
微生物的分解作用
燃烧
温室效应 (1)成因 ①工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量 使用，向大气中释放大量的CO2。 ②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了 对大气中CO2的调节能力。 (2)危害 加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生 态系统和人类的生存构成威胁。 (3)缓解措施 ①开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。 ②植树造林，增加绿地面积。
讨 论：
维持生态系统所 需的大量物质，例如 氧、水、氮、碳和许 多其他物质，亿万年 来会不会被生命活动 所消耗完？
碳在无机自然环境中存在的
形式：主要以CO2和碳酸盐（石
灰岩、珊瑚礁）的形式存在。
在生物群落中，C的存在的形 式：有机物中。
碳循环过程示意图
循环形式
(1)在生物群落与无机环境间：主要以
B杯中加入30 mL蒸馏
水 是否含有微生物
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联系作者：zhbghost@
物质循环的概念
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叫生态系
统的物质循环。
生物圈是地球上最大的生态系统， 其中的物质循环带有全球性，这种物质 循环又叫生物地球化学循环。 生态系统的物质循环反复出现，循 环流动，不会消失，生物可反复利用。
组成生物体的C、H、O、P、S 生 无 基本元素 物 机 群 环 反复循环 落 境
的形式进行。
的形式进行。
弄清箭头的方向及代表含义。 将上图换成字母，并尝试判断四种成分(找 依据)，如下面三种变式图：
光合作用
碳出 入生 物群 落的 途径
碳进入 生物群落
化能合成作用 动植物的呼吸作用 碳出 生物群落
微生物的分解作用
燃烧
温室效应 (1)成因 ①工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量 使用，向大气中释放大量的CO2。 ②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了 对大气中CO2的调节能力。 (2)危害 加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生 态系统和人类的生存构成威胁。 (3)缓解措施 ①开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。 ②植树造林，增加绿地面积。
讨 论：
维持生态系统所 需的大量物质，例如 氧、水、氮、碳和许 多其他物质，亿万年 来会不会被生命活动 所消耗完？
碳在无机自然环境中存在的
形式：主要以CO2和碳酸盐（石
灰岩、珊瑚礁）的形式存在。
在生物群落中，C的存在的形 式：有机物中。
碳循环过程示意图
循环形式
(1)在生物群落与无机环境间：主要以
B杯中加入30 mL蒸馏
水 是否含有微生物
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物质循环的概念
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叫生态系
统的物质循环。
生物圈是地球上最大的生态系统， 其中的物质循环带有全球性，这种物质 循环又叫生物地球化学循环。 生态系统的物质循环反复出现，循 环流动，不会消失，生物可反复利用。
组成生物体的C、H、O、P、S 生 无 基本元素 物 机 群 环 反复循环 落 境
最新版全国成人高考专升本_生态学基础第五章生态系统第三节
第五章生态系统第三节生态系统的物质循环一、生物地球化学循环生物地球化学循环是指各种化学元素在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，又从生物体再回归到环境，不断地进行着流动和循环的过程。
1．生物地球化学循环的库库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化合物所构成的。
对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。
在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。
物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。
在一个具体的水生生态系统中，磷在水体中的含量是一个库，在浮游生物体内的磷含量是第二个库，而在底泥中的磷含量又是另一个库，磷在库与库之间的转移(浮游生物对水中磷吸收以及生物死亡后残体下沉到水底，底泥中的磷又缓慢释放到水中)就构成了该生态系统中的磷循环。
2．生物地球化学循环的速度为了表现物质循环的快慢，常用周转率和周转期两个重要指标。
周转率是指系统达到稳定状态后，某一组分中的物质在单位时间内所流出的量或流入的量占库存总量的分数值。
周转期是库中物质全部更换平均需要的时间，也是周转率的倒数。
物质的周转率用于生物库的更新称为更新率。
某段时间末期，生物的现存量相当于库存量；在该段时间内，生物的生长量相当于物质的输入量。
不同生物的更新率相差悬殊，一年生植物当生育期结束时的生物的最大现存量与年生长量大体相等，更新率接近l，更新期为1年。
森林的现存量是经过几十年甚至几百年积累起来的，所以比年净生产量大得多。
如某一森林的现存量为324t／hm2，年净生产量为28．6t ／hm2，其更新率为28．6／324，即0．088，更新期约11．3年。
至于浮游生物，由于代谢率高，生物现存量常常是很低的，但却有着较高的年生产量，如某一水体中浮游生物的现存量为0．07t／hm2，年净生产量为4．1t／hm2，其更新率为4．1／0．07，即59，更新期只有6．23天。
11、生态系统生态学(物质循环)——【普通生态学】
第十三章 第三节 生态系统中的物质循环
一、物质循环的一般特征 二、全球水循环 三、碳循环 四、氮循环 五、磷循环 六、硫循环
1
‹# ›
物质循环与能量流动
日光能
2
‹# ›
物质循环的一般特征
• 生物地球化学循环（大循环）：生态系统从大气、水 体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收， 进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归还于 环境中的过程。这一过程包括生物与非生物二者的参 与, 同时也包含一些地质与地理作用在內, 因此称为 生物地球化学循环。
‹# ›
CO2排放
20
‹# ›
四、氮循环
• 氮的重要性：构成生物有机体蛋白质的必须元素。 • 氮库：大气、土壤、陆地植被 • 生物可利用的氮的形式：NO32-、NO22-、NH4+ • 氮循环的主要过程： • 固氮作用：由物理-化学过程(闪电)和微生物把大气中的氮转变
为硝态氮、亚硝态氮和铵态氮的过程。 • 氨化作用：有机物降解生成氨的反应。如细菌作用于蛋白质而
等。 • 水循环： • 水的全球循环过程：大循环和小循环； ‹# • 生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推 9
›
二、全球水循环
• 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间循环。 • 地表总水量：1.4×109km3，海洋约占97%。 • 水的循环： • 陆地：蒸发(蒸腾)71,000km3，降水111,000km3 ，
18
‹# ›
Carbon accumulation
二 氧 化 碳 含
气 温 变 化
量
• CO2 has increased from its pre-industrial level
• data: recent records plus older data such as ice cores
一、物质循环的一般特征 二、全球水循环 三、碳循环 四、氮循环 五、磷循环 六、硫循环
1
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物质循环与能量流动
日光能
2
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物质循环的一般特征
• 生物地球化学循环（大循环）：生态系统从大气、水 体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收， 进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归还于 环境中的过程。这一过程包括生物与非生物二者的参 与, 同时也包含一些地质与地理作用在內, 因此称为 生物地球化学循环。
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CO2排放
20
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四、氮循环
• 氮的重要性：构成生物有机体蛋白质的必须元素。 • 氮库：大气、土壤、陆地植被 • 生物可利用的氮的形式：NO32-、NO22-、NH4+ • 氮循环的主要过程： • 固氮作用：由物理-化学过程(闪电)和微生物把大气中的氮转变
为硝态氮、亚硝态氮和铵态氮的过程。 • 氨化作用：有机物降解生成氨的反应。如细菌作用于蛋白质而
等。 • 水循环： • 水的全球循环过程：大循环和小循环； ‹# • 生态系统中所有的物质循环都离不开水循环的推 9
›
二、全球水循环
• 水循环是太阳能推动，在陆地、大气和海洋间循环。 • 地表总水量：1.4×109km3，海洋约占97%。 • 水的循环： • 陆地：蒸发(蒸腾)71,000km3，降水111,000km3 ，
18
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Carbon accumulation
二 氧 化 碳 含
气 温 变 化
量
• CO2 has increased from its pre-industrial level
• data: recent records plus older data such as ice cores
高中生物5.3生态系统的物质循环课件新人教版必修3
(2)为遵循实验设计的________原则和________原则，所以 (suǒyǐ)应尽量减少________变量对实验的影响，如________、 ________、pH、________和大小等。
(3)由于(2)中B组已灭菌，则依据同学们的猜测可知若干天后 (2)中B组的落叶腐烂程度________对照组。
【答案】 1.(1)全球性 循环(xúnhuán)利用 (2)逐级递减 2.(1)同时进行 (2)载体 动力
第三十三页，共53页。
掌握核心内容 1.能量流动和物质循环的关系 (1)区别：
项目 形式
过程 范围 特点
能量流动
物质循环
光能→化学能→热能 (一 般形式)
以化学元素形式流动
沿食物链(网)单向流动
【解析】 由图可知，气体X为二氧化碳，类群乙为生产者， 类群丙为消费者。联系生物(shēngwù)群落与无机环境的两种 成分是生产者和分解者，图中甲为分解者，如果甲缺少，生态 系统的物质循环将不能正常进行。参与循环的物质对象是组成 生物(shēngwù)体的C、H、O、N、P、S等元素。生物 (shēngwù)地球化学循环指的是地球上最大的生态系统(生物 (shēngwù)圈)中的物质循环，在生物(shēngwù)圈的生物 (shēngwù)群落与无机环境之间的循环过程。
第二十二页，共53页。
2.案例设计
案例
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 实验组 对土壤高温处理 验 对照组 对土壤不做任何处理 设 计 自变量 土壤中是否含微生物
A杯中加入30 mL土壤浸出液 B杯中加入30 mL蒸馏水 是否含有微生物
实验现象 结论分析
在相同时间内实验组落叶腐 烂程度小于对照组
(3)由于(2)中B组已灭菌，则依据同学们的猜测可知若干天后 (2)中B组的落叶腐烂程度________对照组。
【答案】 1.(1)全球性 循环(xúnhuán)利用 (2)逐级递减 2.(1)同时进行 (2)载体 动力
第三十三页，共53页。
掌握核心内容 1.能量流动和物质循环的关系 (1)区别：
项目 形式
过程 范围 特点
能量流动
物质循环
光能→化学能→热能 (一 般形式)
以化学元素形式流动
沿食物链(网)单向流动
【解析】 由图可知，气体X为二氧化碳，类群乙为生产者， 类群丙为消费者。联系生物(shēngwù)群落与无机环境的两种 成分是生产者和分解者，图中甲为分解者，如果甲缺少，生态 系统的物质循环将不能正常进行。参与循环的物质对象是组成 生物(shēngwù)体的C、H、O、N、P、S等元素。生物 (shēngwù)地球化学循环指的是地球上最大的生态系统(生物 (shēngwù)圈)中的物质循环，在生物(shēngwù)圈的生物 (shēngwù)群落与无机环境之间的循环过程。
第二十二页，共53页。
2.案例设计
案例
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 实验组 对土壤高温处理 验 对照组 对土壤不做任何处理 设 计 自变量 土壤中是否含微生物
A杯中加入30 mL土壤浸出液 B杯中加入30 mL蒸馏水 是否含有微生物
实验现象 结论分析
在相同时间内实验组落叶腐 烂程度小于对照组
基础生态学--第五章第三节生态系统的物质循环
一、生物地球化学循环
（二）分类
（2）沉积型：矿物元素贮存在地壳里。经过自然风化和开采 冶炼，从岩石中释放出来为植物吸收，并沿食物链转移，经微 生物的分解再返回环境。一部分在土壤中，一部分随水汇入海 洋，经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭 受风化作用时，该循环才算完成。
这类循环缓慢易受干扰。沉积循环通常无全球性影响。
1）生物圈：海平面上升，淹没海岸湿地，陆地生物区变化。 2）生态系统
●农业生态系统：农作物减产；病虫害加重；影响牲畜食。 ●森林生态系统：导致干旱、增加森林大火风险。森林害虫增加，影响森林对物质的吸收。 ●水生生态系统：使海洋静水层和沉淀层的微生物活动加快，水中含氧量减少，影响许多海洋动物的
生存；导致藻类繁殖速度加快，使鱼类产量减少。
3、磷循环 （2）磷循环的环境问题。人类对磷循环的影响,主要是在农 业生态系统中取走收获物,使土壤供磷能力下降,人工施用的 磷肥补充了有效磷,但可溶性磷酸极易与金属离子结合使不 溶性降低所以磷肥的利用与土壤酸度关系很大。另外,水土 流失也使肥料流失,土壤中有效磷的含量有效地控制生物固 氮的速度。
4、水循环 从总体上说,水可以分为五部分,即大气中的水、地表水、地 下水、土壤中的水和动植物的蒸发水。地球上的水时刻都在 运动。水从一个系统输出,必然会为另一个系统输入。海洋 水、陆地水和大气水通过固体、液体和气体三相的变化,不 停地进行着交换,这种交换称为水循环。
在生态系统中的物质循环可以用库和流通两个概念 来加以概括,库是由存在于生态型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大气和海 洋相联系，循环迅速，具有明显的全球性。
如 CO2、N2、O2 和水等。气相循环与全球性三个环境问题 （温室效应，酸雨，臭氧层破坏）密切相关。
第五章第三节 生态系统的物质循环
A．①②③ C．①②④ B．①③④ D．②③④
5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表 示生态系统中的三种成分。
生物群落与无机环境 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在________________ 之间不断循环的过程 c （2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ （在a~c中选 a 择）中合成有机物；含碳有机物在_______和_______ b （在a~c中选择）可以分解为CO2
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。
能力训练
叶 粪
蚕
粪
水稻
粪 尿
茎 叶 加 工 物
桑
塘 泥
鱼
鱼粉
粪尿
猪
粪尿
（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。 ①__________ ②_________ ③_______________ 呼吸作用 光合作用 微生物分解作用 ④__________⑤_______ 呼吸作用 燃烧 CO2 （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环途径是在___________和大气之间 绿色植物 的循环。
操作
20ml A溶液 +碘液 20ml A溶液 +斐林试剂 20ml B溶液 +碘液 20ml 红 有葡 中的 色 萄糖 微生 有淀 物能 蓝色 粉 够分 解淀 粉
能力训练
某农户有如下经营模式：
肥料（买） 肥料（买） 饲料（买） 水稻 桑 鱼 猪 蚕
及时反馈:
1.下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错 误的是 （ ） A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等化学元素 B．所说的生态系统是指生物圈 C．物质在循环过程中不断减少的 D．所说的循环是指物质在生物与无机环境之 间反复出现、循环利用
5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表 示生态系统中的三种成分。
生物群落与无机环境 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在________________ 之间不断循环的过程 c （2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ （在a~c中选 a 择）中合成有机物；含碳有机物在_______和_______ b （在a~c中选择）可以分解为CO2
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。
能力训练
叶 粪
蚕
粪
水稻
粪 尿
茎 叶 加 工 物
桑
塘 泥
鱼
鱼粉
粪尿
猪
粪尿
（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。 ①__________ ②_________ ③_______________ 呼吸作用 光合作用 微生物分解作用 ④__________⑤_______ 呼吸作用 燃烧 CO2 （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环途径是在___________和大气之间 绿色植物 的循环。
操作
20ml A溶液 +碘液 20ml A溶液 +斐林试剂 20ml B溶液 +碘液 20ml 红 有葡 中的 色 萄糖 微生 有淀 物能 蓝色 粉 够分 解淀 粉
能力训练
某农户有如下经营模式：
肥料（买） 肥料（买） 饲料（买） 水稻 桑 鱼 猪 蚕
及时反馈:
1.下列关于生态系统的物质循环的叙述中，错 误的是 （ ） A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等化学元素 B．所说的生态系统是指生物圈 C．物质在循环过程中不断减少的 D．所说的循环是指物质在生物与无机环境之 间反复出现、循环利用
第三节生态系统物质循环
⑤ 未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药
的成分
A.①②
B.②④⑤
C.③④
D.②③
6.右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是 生态系统的成分，请据图回答：
（1）此生态系统的能量流动是从[ C ]
固定太阳能开始的。
生产者 C
（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传
递是以 ____C_O_2__形式进行的，在生态系
生物圈
（1）同时进行、相互依存
（2）物质是能量流动的载体
联系
（3）能量是物质反复循环的动力
1.在生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落 之间循环的主要形式是 A.二氧化碳 B.碳酸盐 C.碳酸 D.碳水化合物
2.在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过
程是 A.光合作用
练习
B.呼吸作用
C.蒸腾作用
（1）碳存在的形式 碳在无机环境中主要以 CO2 和 碳酸盐 形 式存在，在生物群落的存在形式是 有机物 。
（2）进入生物群落的方式：
碳通过__光__合__作__用__和__化__能__合__成__作__用___两种代谢 反应从无机环境进入生物群落。
（3）进入生物群落的形式： 碳以___C_O_2___形式从无机环境进入生物群落
D
统各成分中A为 消费者，B为 分解者。 A
B
（3）图中D C过程是通过 光合 作用实现的，C
D过程是通过 呼吸 作用实现的，B
D过程是通
过____分__解 作用实现的。碳循环始终与 能量 结
合在一起。
（4）生物群落中有一部分碳以__石__油__、__煤___炭__等__形式
储藏在地层中。
7.（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。
生物《生态系统的物质循环》(共78张PPT)
温室有两个特点：温度较室外高、不散热。
由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会
使地球上的病虫害增加，土地干旱，沙漠化面积增大，海平 面上升，气候异常，海洋风暴增多。
科学家预测：如果地球表面温 度的升高按现在的速度继续发展,到 2050年全球温度将上升2-4摄氏度， 南北极地冰川将大幅度融化，导 致海平面大大上升，一些岛屿国 家和沿海城市将淹于水中，其中 包括纽约、上海、东京和悉尼几 个国际大城市。
实验用具及药品：烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精 灯、水、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。
）A
练习
4、下列有关生态系统描述的是（ ）A
①生产者的遗体．残枝．败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作 用消耗
②在植物→鼠→蛇这条食物链中，鼠是初级消费者，第二营养级
③硝化细菌属于生产者，能够利用无机物中的化学能将二氧化碳和 水合成糖类
④根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，并将 无机氮的化合物通过反硝化作用返回到大气中
，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有
生命。
碳的循环过程
大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的 光合作用，使CO2中的“C”变成为有机物中的“C”，再通过
食物链进入动物和其他生物体中，因此从“C”的循环可见
绿色植物是生态系统的基石。除此之外， 还有化能合成作
用的微生物也能把CO2合成为有机物。不难看出，碳在生
(画出该生态系的结构模型）
用箭头表示它们之间的物质和能量关系：
蚕
粪
茎叶加工物叶Biblioteka 水稻粪粪尿
桑
塘
泥
鱼
鱼粉 猪
粪尿
粪尿
提示：将废料变原料，能量多级利用，物质循环利用。
由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会
使地球上的病虫害增加，土地干旱，沙漠化面积增大，海平 面上升，气候异常，海洋风暴增多。
科学家预测：如果地球表面温 度的升高按现在的速度继续发展,到 2050年全球温度将上升2-4摄氏度， 南北极地冰川将大幅度融化，导 致海平面大大上升，一些岛屿国 家和沿海城市将淹于水中，其中 包括纽约、上海、东京和悉尼几 个国际大城市。
实验用具及药品：烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精 灯、水、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。
）A
练习
4、下列有关生态系统描述的是（ ）A
①生产者的遗体．残枝．败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作 用消耗
②在植物→鼠→蛇这条食物链中，鼠是初级消费者，第二营养级
③硝化细菌属于生产者，能够利用无机物中的化学能将二氧化碳和 水合成糖类
④根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，并将 无机氮的化合物通过反硝化作用返回到大气中
，是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有
生命。
碳的循环过程
大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的 光合作用，使CO2中的“C”变成为有机物中的“C”，再通过
食物链进入动物和其他生物体中，因此从“C”的循环可见
绿色植物是生态系统的基石。除此之外， 还有化能合成作
用的微生物也能把CO2合成为有机物。不难看出，碳在生
(画出该生态系的结构模型）
用箭头表示它们之间的物质和能量关系：
蚕
粪
茎叶加工物叶Biblioteka 水稻粪粪尿
桑
塘
泥
鱼
鱼粉 猪
粪尿
粪尿
提示：将废料变原料，能量多级利用，物质循环利用。
5.3 生态系统的物质循环
“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足 以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种 小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法 繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中， 耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被 “生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。 科学家们检 圈生物Ⅱ号为何 讨了实验失败的原因：自然界不同于人工控制系统，大而全的设计 导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球 会以失败告终呢？ 那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布 格局及大小比例不合理。
第3节 生态系统的物质循环
生态系统中的能量流动（回顾） 一、概念：生态系统中能量的输入、传递、转换和散失的过程。
能量的源头： 太阳能 能量的输入： 生产者固定太阳能
二、过程
总量：生产者所固定的太阳能
自身呼吸消耗
能量流经各营养级的变化： 分解者利用
三、特点： 单向流动（不可循环利用）
流向下一营养级
逐级递减传递效率为10%~20%
含N有机物的转化与分解
• 氨化作用:氨化细菌和真菌将有机氮（氨基酸和核酸） 分解成为氨与氨化合物，氨溶水即成为NH4+,可被植物 直接利用。 • 硝化作用：在通气情况良好的土壤中，氨化合物被细菌 氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。土壤中还 有一部分硝酸盐变为腐殖质的成分，或被雨水冲洗掉， 然后流到湖泊和河流，最后到达海洋，为水生植物所利 用。海洋中还有相当数量的氨沉积于深海而暂时脱离氮 循环。 • 反硝化作用：也称脱氮作用，反硝化细菌将硝酸盐转变 成氮气。 • 由此可见，在自然生态系统中，一方面通过各种固 氮作用使氮素进入物质循环，另一方面又通过反硝化作 用、淋溶沉积等作用使氮素不断重返大气，从而使氮的 循环处于一种平衡状态。
人教版生物必修3第5章第3节 生态系统的物质循环
3、在生物群落中碳的主要存在形式又是
什么？
有机物
请同学们以小组为单位，探究这些含碳物质 是通过怎样的途径构建起碳循环的？（要求 以草原生态系统的具体生物和物质为例，并
用箭头和文字表示）
碳循环过程
食物链（网）
遗体残骸
的化 燃石 烧燃
料
探究一：
各小组在上图的基础上利用手中材料尝试构建 生态系统碳循环简化模型(粘贴各成分并用箭头 标明循环途径）
碳循环归纳总结：
1.碳在自然界中的主要存在形式：CO2 2.碳在生物体内的存在形式：含碳有机物； 3.碳循环的形式：CO2； 4.碳循环途径（范围）：无机环境---生物群落 5.碳在生物体之间传递途径：食物链（网） 6.碳进入生物群落的主要途径：光合作用 7.碳进入大气的途径：
①生物的呼吸作用②微生物的分解作用 ③化石燃料的燃烧
《己亥杂诗》 ---龚自珍
浩荡离愁白日斜，吟鞭东指即天涯。 落红不是无情物，化作春泥更护花。
第三节 生态系统的物质循环
学习目标：
1、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环 2、说明能量流动和物质循环的关系 3、关注碳循环失衡与温室效应。
课前预习反馈
思考 ：1、生态系统有哪两部分构成?
无机环境+生物群落 2、无机环境中碳的主要存在形式是什么？ CO2
温室效应
温室效应形成原因：
①大量化石燃料燃烧，过量CO2排放，； ②森林、草原等植被的破坏
温室效应带来的危害： 1、极地冰川加速融化 沿海城市被淹没 2、农田减少，粮食减产。
措施： 1、减少化石燃料的使用，开发利用清洁能源 2、植树造林
课堂小结
物质循环
1、定义： 组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素， 在 无机环境和 生物群落 之间往返循环利用的过程
第3节 生态系统的物质循环
生态系统的功能二
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环 是指组成生物体的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。 也叫生物地球化学循环 1、生态系统：仅指生物圈（具有全球性） 2、物质：指组成生物体的化学元素 3、无机环境与生物群落之间往复循环
• 科学家们检讨了实验失败的原因： • 氧气和二氧化碳未能顺利循环而导致平衡 失调、水循环失调以及生物种类关系的失 调。 • 它最重要的启示在于： • 目前地球仍是人类唯一能依赖与信赖的维 持生命的系统。目前最好的办法还是保护 和利用好地球，进行环境保护和生态恢复 是实现人类可持续发展的必由之路。
将土壤用塑料袋包 好，放在60℃恒温 箱中1h灭菌
土壤不做处理 （自然状态）
土壤微生物的分解作用
2、探究土壤微生物对淀粉的分解作用 P102 因变量： 淀粉是否分解 自变量： 是否具有土壤微生物 （土壤浸出液和蒸馏水） 检测方法： 斐林试剂和碘液
碳循环平衡失调与温室效应
森林和草原等植被大面积的破坏等
呼
吸
作
用
光合作用生产者源自初级消费者 次级消费者分解者
分解作用
数字各代表什么？
三
能量流动
特点
单向流动 逐级递减 主要以有机物形式 生态系统各营养级之间
物质循环
反复循环、全球性 组成生物体的化学元素
物 质 循 环 与 能 量 流 动 的 关 系
形式
范围 渠道
生物圈
食物链（网）
同时进行，紧密联系、相互依存，不可分割；
生态系统的物质循环
• • • • • • 一、概念（注意生态系统是指生物圈） 二、碳循环（涉及的成分及相关的生理作用） 三、特点：全球性、往复循环 四、与能量流动的关系 五、碳循环失衡和温室效应 六、生物圈II号
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环 是指组成生物体的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。 也叫生物地球化学循环 1、生态系统：仅指生物圈（具有全球性） 2、物质：指组成生物体的化学元素 3、无机环境与生物群落之间往复循环
• 科学家们检讨了实验失败的原因： • 氧气和二氧化碳未能顺利循环而导致平衡 失调、水循环失调以及生物种类关系的失 调。 • 它最重要的启示在于： • 目前地球仍是人类唯一能依赖与信赖的维 持生命的系统。目前最好的办法还是保护 和利用好地球，进行环境保护和生态恢复 是实现人类可持续发展的必由之路。
将土壤用塑料袋包 好，放在60℃恒温 箱中1h灭菌
土壤不做处理 （自然状态）
土壤微生物的分解作用
2、探究土壤微生物对淀粉的分解作用 P102 因变量： 淀粉是否分解 自变量： 是否具有土壤微生物 （土壤浸出液和蒸馏水） 检测方法： 斐林试剂和碘液
碳循环平衡失调与温室效应
森林和草原等植被大面积的破坏等
呼
吸
作
用
光合作用生产者源自初级消费者 次级消费者分解者
分解作用
数字各代表什么？
三
能量流动
特点
单向流动 逐级递减 主要以有机物形式 生态系统各营养级之间
物质循环
反复循环、全球性 组成生物体的化学元素
物 质 循 环 与 能 量 流 动 的 关 系
形式
范围 渠道
生物圈
食物链（网）
同时进行，紧密联系、相互依存，不可分割；
生态系统的物质循环
• • • • • • 一、概念（注意生态系统是指生物圈） 二、碳循环（涉及的成分及相关的生理作用） 三、特点：全球性、往复循环 四、与能量流动的关系 五、碳循环失衡和温室效应 六、生物圈II号
5.3生态系统的物质循环
6、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生物群落与无机环境 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在_____________________之间不断循环的过程
c （在a~c中选择）中合成有机物； （2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ b 和_______ a （在a~c中选择）可以分解为CO2 含碳有机物在_______
CO2 形式从生物群落进入无机环境 6、 碳以________
CO2 的形式进 7、 碳在无机环境与生物群落之间主要是以_______ 行循环
思考：
如果大量的森林被乱砍滥伐，对碳循环有何影响？ 森林通过光合作用，能吸收大量的CO2、释放大
量的O2，维持大气的碳氧平衡有重要作用。
若大量的森林被砍伐，碳循环过程受阻，大气中
向流动
生态系统各营养级间
单向流动，逐级递减
范围
特点
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
联系
合成与分解 1、能量流动的过程离不开物质的_______ ； 载体； 2、物质是能量的_____ 3、能量是物质循环的____ 动力。
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 C.肉食动物 B.植食动物 D.绿色植物
呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 呼 吸 作 用
生产者（有机物）
捕食 食物链
消费者（有机物）
燃 烧
分解者 （有机物）
煤、石油
D
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
C.核糖体和叶绿体
B
B.叶绿体和线粒体
D.核糖体和高尔基体
生态系统的物质循环
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程 B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程 C．在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动 D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
2、在自然界的物质循环中，对物质转化必不可 少的生物因素是（ B ） A.绿色植物和动物 B. 绿色植物和微生物
3、从物质循环的角度看，人体内的碳元素究其根 源是来自 A.食物中的碳 B.大气中CO2 C.燃料中的碳 D.非生物环境中的碳
4、如图是生态系统碳循环图解，图中的甲、 乙、丙各是 A.甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者 B.乙是生产者，甲是消费者，丙是分解者 C.甲是生产者，丙是消费者，乙是分解者 D.丙是生产者，乙是消费者，甲是分解者 甲
碳循环的文字图解
化石燃料
形成石油、 天然气等 燃 烧 摄食作用 形成石油、 天然气等
生产者
呼 吸 作 用 光 合 作 用 呼 吸 作 用 分解作用 分 解 作 用
呼 吸 作 用
无机环境
消费者
分解者
碳的双向传递在？
碳循环图解的辨析：
1.在生态系统各成分中 A为 消费者 ，B为 分解者 ， C为 生产者 ，D为无机环境 。
无机环境
C、H、O、N、P、S等化学元素
反复循环
不是单质，也 不是化合物。
生物群落
2 循环的范围有多大？ 生物圈 因此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 。 3 物质循环的特点是什么？ 全球性反复循环
施用农药DDT 的地区，虽然只占陆地面积的一小部分， 可是在远离施药地区的南极动物企鹅体内也发现了 DDT， 南极动物体内为何会出现DDT？此现象说明了什么？
B．微生物的分解作用 D．动物的同化作用
2、在自然界的物质循环中，对物质转化必不可 少的生物因素是（ B ） A.绿色植物和动物 B. 绿色植物和微生物
3、从物质循环的角度看，人体内的碳元素究其根 源是来自 A.食物中的碳 B.大气中CO2 C.燃料中的碳 D.非生物环境中的碳
4、如图是生态系统碳循环图解，图中的甲、 乙、丙各是 A.甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者 B.乙是生产者，甲是消费者，丙是分解者 C.甲是生产者，丙是消费者，乙是分解者 D.丙是生产者，乙是消费者，甲是分解者 甲
碳循环的文字图解
化石燃料
形成石油、 天然气等 燃 烧 摄食作用 形成石油、 天然气等
生产者
呼 吸 作 用 光 合 作 用 呼 吸 作 用 分解作用 分 解 作 用
呼 吸 作 用
无机环境
消费者
分解者
碳的双向传递在？
碳循环图解的辨析：
1.在生态系统各成分中 A为 消费者 ，B为 分解者 ， C为 生产者 ，D为无机环境 。
无机环境
C、H、O、N、P、S等化学元素
反复循环
不是单质，也 不是化合物。
生物群落
2 循环的范围有多大？ 生物圈 因此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 。 3 物质循环的特点是什么？ 全球性反复循环
施用农药DDT 的地区，虽然只占陆地面积的一小部分， 可是在远离施药地区的南极动物企鹅体内也发现了 DDT， 南极动物体内为何会出现DDT？此现象说明了什么？
B．微生物的分解作用 D．动物的同化作用
第三节生态系统的物质循环课件
磷循环实例
总结词
磷循环是生态系统中物质循环的重要环节，它涉及到 磷在土壤、水体、生物体和岩石等不同环境介质之间 的交换和流动。
详细描述
磷循环是指磷元素在地球表面的循环过程，包括磷的溶 解、吸附、沉积和再矿化等环节。在森林生态系统中， 植物通过根部吸收磷素并利用它进行生长和产生有机物 ；同时，动植物残体中的磷通过微生物的分解作用释放 到土壤中，参与磷循环。此外，磷也可以通过地表径流 、侵蚀和风化等方式在不同环境介质之间流动。磷循环 对全球环境和生态系统稳定性等方面都有重要影响。
推广节能技术和设备，减 少能源消耗和温室气体排 放。
发展可再生能源
鼓励使用太阳能、风能等 可再生能源，替代化石能 源。
碳捕获与储存
研发和应用碳捕获与储存 技术，降低大气中温室气 体的浓度。
减少化肥和农药的使用
推广有机农业
采用有机肥料和生物防治措施， 减少化肥和农药的使用。
发展绿色农业
鼓励发展绿色农业，提高农产品质 量安全水平。
磷循环
磷在生态系统中的循环主要包括植物 吸收磷、动物排泄物中的磷素被微生 物分解并重新利用等过程。
02
生态系统中物质的循环 过程
水循环
总结词
水循环是生态系统中物质循环的重要环节，对维持地球生态平衡起着至关重要 的作用。
详细描述
水循环是指地球上水从地表蒸发、凝结、降水、渗透等过程中不断循环的过程 。水循环对生态系统的水分平衡和气候调节具有重要意义，同时还是淡水资源 的来源。
特性
物质循环具有全球性、周期性、 平衡性和动态性等特性，是生态 系统保持稳定和持续发展的基础 。
物质循环的重要性
维持生态平衡
物质循环是生态系统内部各组成部分 之间相互联系和制约的重要纽带，对 维持生态平衡起着至关重要的作用。
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组成生物体的C、H、O、 N、P、S等元素
无机环境
反复循环
1.物质指的是什么？
组成生物体的基本元素(不是糖类、脂肪等物质)
2.生态系统的物质循环带有全球性，这种 物质循环又叫生物地球化学循环. 3.特点：反复循环、全球性
能量流动
形式 过程 以有机物形式
物质循环
以无机物形式 在无机环境与生物群落之 间反复循环 全球（生物圈）
1.生物地化循环是指：组成生物的基本元素( D )
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程 B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程 C．在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动 D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
2.在自然界的物质循环中，对物质转化必不可少 的生物因素是（ B ） A.绿色植物和动物 B. 绿色植物和微生物 C.动物和微生物 D. 绿色植物或微生物
全球性、反复循环
沿食物链态系统各营养级
单向流动，逐级递减
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
联系
合成与分解 1、能量流动的过程离不开物质的_______； 载体 2、物质是能量的_____； 3、能量是物质循环的____。 动力
（2003年上海）下面是有关生态系统的问题。
3.在生态系统的碳循环中，把CO2 释放到大气中有 很多种形式，其中起主导作用的是？ A A.植物和动物的呼吸作用 B.化石燃料的燃烧 C.分解者对有机物的分解作用 D.化工厂中碳酸盐的分解
1.如果大量森林被砍伐，会对碳的循环有什么影 响？
光合作用减弱，不仅破坏了大气中氧气与二氧 化碳的相对稳定，而且阻碍了碳的正常循环途径， 使大气中二氧化碳含量明显增加。
2.化学燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有 何影响？
打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化 碳的含量明显增加。
阅读P101的内容 3.什么叫温室效应？引起温室效应的原因？
第5章
生态系统及其稳定性
1.地球上最大的生态系统是什么？
2.输入生态系统的总能量是什么？ 3.能量流动的特点？
碳的循环过程
碳循环：碳从无机环境进入生物群落，又从生物
群落进入无机环境。
微生物分解
大气中的CO2库
呼 吸 作 用 动物 摄食 呼 吸 作 用
燃烧
光 合 作 用
残落物\ 尸体\粪便
植物
动物
煤\石油等 化石燃料
小结：
（1）碳循环的形式： CO2 （2）碳在无机环境中的存在主要形式： 2和碳酸盐 CO （3）碳在生物体内的存在主要形式： 含碳有机物 （4）碳进入生物体的主要途径： 绿色植物的光合作用 （5）碳在生物体之间传递途径：食物链 ①生物的呼吸作用 （6）碳进入大气的途径： ②微生物的分解作用 ③化石燃料的燃烧
练习
②
C 生产者
③ ① ⑦
右图为生态系统各组成 成分的关系图解示意图， 请分别回答如下问题：
D 无机环境
④ ⑤ ⑥
1.图中A、B、C、D 各指什么? 2. 图中①～⑦又分别 指什么? 线粒体、叶绿体
A 消费者
B 分解者
3.与碳循环关系最为密切的两种细胞器是______. 4.生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是 C A、光合作用 B、呼吸作用 C、蒸腾作用 D、微生物分解作用
化学燃料短时间内大量燃烧使大气层中的 CO2含量迅速增加，打破了碳循环。
4.温室效应有何影响？如何减缓温室效应?
影响：加快极地和高山冰川的融化，导致 海平面上升，威胁人类和其他动物的生存。 策略：①大力植树造林； ②减少化石燃料的使用； ③多利用一些清洁能源。如太阳能、风能等。
二、生态系统的物质循环 概念： 生物群落
（1）右图是生态系统中碳循 A 环示意图，图中“→”表示碳 的流动方向。请回答：
①写出图中含有三个营养级的 食物链（用字母表示）
B C E
D
A
D
E
能量流动 ②在物质循环的过程中，同时伴随着_________。 若生产者有5000kg，按能量最大传递效率计算，位 200 于第三营养级的生物可增重_________kg。
无机环境
反复循环
1.物质指的是什么？
组成生物体的基本元素(不是糖类、脂肪等物质)
2.生态系统的物质循环带有全球性，这种 物质循环又叫生物地球化学循环. 3.特点：反复循环、全球性
能量流动
形式 过程 以有机物形式
物质循环
以无机物形式 在无机环境与生物群落之 间反复循环 全球（生物圈）
1.生物地化循环是指：组成生物的基本元素( D )
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程 B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程 C．在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动 D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
2.在自然界的物质循环中，对物质转化必不可少 的生物因素是（ B ） A.绿色植物和动物 B. 绿色植物和微生物 C.动物和微生物 D. 绿色植物或微生物
全球性、反复循环
沿食物链态系统各营养级
单向流动，逐级递减
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
联系
合成与分解 1、能量流动的过程离不开物质的_______； 载体 2、物质是能量的_____； 3、能量是物质循环的____。 动力
（2003年上海）下面是有关生态系统的问题。
3.在生态系统的碳循环中，把CO2 释放到大气中有 很多种形式，其中起主导作用的是？ A A.植物和动物的呼吸作用 B.化石燃料的燃烧 C.分解者对有机物的分解作用 D.化工厂中碳酸盐的分解
1.如果大量森林被砍伐，会对碳的循环有什么影 响？
光合作用减弱，不仅破坏了大气中氧气与二氧 化碳的相对稳定，而且阻碍了碳的正常循环途径， 使大气中二氧化碳含量明显增加。
2.化学燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有 何影响？
打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化 碳的含量明显增加。
阅读P101的内容 3.什么叫温室效应？引起温室效应的原因？
第5章
生态系统及其稳定性
1.地球上最大的生态系统是什么？
2.输入生态系统的总能量是什么？ 3.能量流动的特点？
碳的循环过程
碳循环：碳从无机环境进入生物群落，又从生物
群落进入无机环境。
微生物分解
大气中的CO2库
呼 吸 作 用 动物 摄食 呼 吸 作 用
燃烧
光 合 作 用
残落物\ 尸体\粪便
植物
动物
煤\石油等 化石燃料
小结：
（1）碳循环的形式： CO2 （2）碳在无机环境中的存在主要形式： 2和碳酸盐 CO （3）碳在生物体内的存在主要形式： 含碳有机物 （4）碳进入生物体的主要途径： 绿色植物的光合作用 （5）碳在生物体之间传递途径：食物链 ①生物的呼吸作用 （6）碳进入大气的途径： ②微生物的分解作用 ③化石燃料的燃烧
练习
②
C 生产者
③ ① ⑦
右图为生态系统各组成 成分的关系图解示意图， 请分别回答如下问题：
D 无机环境
④ ⑤ ⑥
1.图中A、B、C、D 各指什么? 2. 图中①～⑦又分别 指什么? 线粒体、叶绿体
A 消费者
B 分解者
3.与碳循环关系最为密切的两种细胞器是______. 4.生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是 C A、光合作用 B、呼吸作用 C、蒸腾作用 D、微生物分解作用
化学燃料短时间内大量燃烧使大气层中的 CO2含量迅速增加，打破了碳循环。
4.温室效应有何影响？如何减缓温室效应?
影响：加快极地和高山冰川的融化，导致 海平面上升，威胁人类和其他动物的生存。 策略：①大力植树造林； ②减少化石燃料的使用； ③多利用一些清洁能源。如太阳能、风能等。
二、生态系统的物质循环 概念： 生物群落
（1）右图是生态系统中碳循 A 环示意图，图中“→”表示碳 的流动方向。请回答：
①写出图中含有三个营养级的 食物链（用字母表示）
B C E
D
A
D
E
能量流动 ②在物质循环的过程中，同时伴随着_________。 若生产者有5000kg，按能量最大传递效率计算，位 200 于第三营养级的生物可增重_________kg。