第3,4,5节：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。
新版人教版高中生物 生态系统的物质循环 (共34张PPT)学习演示PPT课件
(1)体液各成分之间的转化关系： 组织液与血浆及细胞内液间都是双向交换，组织液 与淋巴以及淋巴与血浆之间都是单向交换，因此图 1 中甲是细胞内液，乙是组织液，丙是血浆，丁是淋巴。
[联前系后]
巧用单、双箭头判断相关成分或结构间的相互关系
(2)激素分泌的分级调节和反馈调节关系： 垂体与其他腺体(如甲状腺、肾上腺等)之间为双向箭头，其 他腺体与下丘脑以及下丘脑与垂体之间为单箭头，故图 2 中 1 是下丘脑，2 是垂体，3 是其他腺体如甲状腺、肾上腺等。
4、循环过程：
CO2
无机环境
光合组作成用生、物化体能的合元成素作用
生物群落
呼吸反作复用循、环分解作用、化
石燃料燃烧
练习巩固1：
判断正误
(1) (2014·江苏)无机环境中的物质可以通 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在________________之间不断循环的过程
三、温室效应的原因及缓解措施：
4．环境问题是全世界人民密切关注的问题，以低能 耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越 成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经 济模式。下列说法正确的是( )
A．煤、石油和天然气的大量燃烧，致使大气中的CO2 急剧增加
B．大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合 作用
C．生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生 物的分解作用
必修③第5章
第3节 生态系统的物质循环
1、默写：光合作用、有氧呼吸的总反应式。 2、生态系统的结构包括生__态__系_统__组___成__成_分_, _营_养__结__构_。 而生态系统的组成成分包括哪些？
非生物物质和能量，生产者、消费者、分解者 __食__物_链___和_食__物__网____是生态系统的营养结构，生态 系统的_能_量__流__动__ 和_物__质_循__环__就是沿着这种渠道进行的。
[联前系后]
巧用单、双箭头判断相关成分或结构间的相互关系
(2)激素分泌的分级调节和反馈调节关系： 垂体与其他腺体(如甲状腺、肾上腺等)之间为双向箭头，其 他腺体与下丘脑以及下丘脑与垂体之间为单箭头，故图 2 中 1 是下丘脑，2 是垂体，3 是其他腺体如甲状腺、肾上腺等。
4、循环过程：
CO2
无机环境
光合组作成用生、物化体能的合元成素作用
生物群落
呼吸反作复用循、环分解作用、化
石燃料燃烧
练习巩固1：
判断正误
(1) (2014·江苏)无机环境中的物质可以通 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在________________之间不断循环的过程
三、温室效应的原因及缓解措施：
4．环境问题是全世界人民密切关注的问题，以低能 耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越 成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经 济模式。下列说法正确的是( )
A．煤、石油和天然气的大量燃烧，致使大气中的CO2 急剧增加
B．大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合 作用
C．生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生 物的分解作用
必修③第5章
第3节 生态系统的物质循环
1、默写：光合作用、有氧呼吸的总反应式。 2、生态系统的结构包括生__态__系_统__组___成__成_分_, _营_养__结__构_。 而生态系统的组成成分包括哪些？
非生物物质和能量，生产者、消费者、分解者 __食__物_链___和_食__物__网____是生态系统的营养结构，生态 系统的_能_量__流__动__ 和_物__质_循__环__就是沿着这种渠道进行的。
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。
第5章第3节生态系统的物质循环
第5章第3节生态系统的物质循环
教学目标：
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.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
教学重点：分析生态系统中的物质循环。
教学难点：能量流动与物质循环的关系。
教学策略：
本节内容分为2个课时，第1课时讲述生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。
第2课时完成探究性实验《土壤微生物的分解作用》。
教学媒体：多媒体平台（powerpoint电子课件），黑板（板书）
课时安排：40分钟
板书：
第3节生态系统的物质循环
一、物质循环
1. 概念：
2. 范围：生物圈
3. 生物地球化学循环
组成生物体C、H、O、N等基本元素
生物群落无机环境
反复循环
4. 特点：全球性，反复循环
5. 碳的循环
1)碳存在的形式：CO2和碳酸盐
2)碳循环的形式：CO2
3)光合作用、化能合成作用
无机环境生物群落CO2 呼吸作用，微生物分解作用（有机物）（有机物）4)温室效应
6. 物质循环与环境问题
温室效应、酸雨、水体富营养化等。
《第5章 第3节 生态系统的物质循环》教学设计
《生态系统的物质循环》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解生态系统物质循环的观点和过程。
2. 掌握生态系统物质循环的主要环节，并能够诠释其在生态系统中的作用。
3. 了解碳循环和氮循环的重要性，以及与物质循环的干系。
二、教学重难点1. 教学重点：生态系统物质循环的主要环节，以及它们在生态系统中的作用。
2. 教学难点：让学生理解物质循环的过程和机制，并能够将其与实际环境问题相联系。
三、教学准备1. 准备相关的PPT课件，包含图片、图表和动画，以帮助学生更好地理解。
2. 准备一些关于生态系统物质循环的实际案例，以便在讲解过程中进行讨论。
3. 准备一些土壤、水和大气样本，以便学生亲手进行实验操作。
4. 准备一些关于碳循环和氮循环的基础知识，以便在讲解过程中进行补充。
四、教学过程：本节课的教学设计分为四个环节，分别是课前预习、新课导入、知识讲解和教室小结。
1. 课前预习：在课前安置预习任务，让学生在家自行预习本节课的内容，通过查阅资料和小组讨论，了解生态系统的物质循环观点和过程。
通过预习，让学生对本节课有初步的了解，有助于提高教室效率。
2. 新课导入：起首通过多媒体展示一些生态系统的图片和视频，让学生观察并思考生态系统的构成和功能。
接着提出“生态系统的物质循环是什么？其过程如何？”等问题，引导学生进入本节课的主题。
3. 知识讲解：通过实验演示和讲解，让学生了解生态系统的物质循环过程。
可以选择一些典型案例进行分析，如氮循环、碳循环等，让学生了解生态系统中的物质是如何流动和转化的。
同时，可以通过小组讨论和发言的形式，让学生发表自己的看法和理解，增进学生对知识的理解和掌握。
4. 教室小结：在教室结束前，对本节课的内容进行总结和归纳，强调重点和难点。
同时，鼓励学生思考和讨论，提出自己的问题和疑惑，老师进行解答和指导。
通过这种方式，可以帮助学生更好地理解和掌握知识，同时也能激发他们的学习兴趣和积极性。
在教室上，老师应该注重突出重点和难点，让学生能够明确地知道哪些是学习的重点和需要掌握的内容。
生态系统的物质循环
储存库在大气圈或水圈(海洋) ，即元素或化合 物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散， 弥漫了陆地或海洋上空，在很短的时间内可以 为植物重新利用，循环比较迅速，由于有巨大 的大气储存库，对于干扰可相当快地进行自我 调节(但大气的自我调节也不是无限的)。 从全球意义上看,这类循环是比较完全的循环。
（二）沉积型循环(Sedimentary Cycles)
两种物质循环类型的特点
主要特征 气相型循环
沉积型循环
元素类型 子有（气C态C、化I等H合、）物O或、分N、无C气a态、化K、合N物a或、分M子g等（）P、
主要贮存库 大气圈、水圈 岩石圈、土壤圈
循环速度
快
慢
运动方式
扩散
沉降、抬升、风化、溶解
抗干扰能力 循环性质
强 完全循环
弱 不完全循环
（一）气相型循环(Gaseous Cycles)
地质大循环时间长、范围 广，是闭合式循环。
（二）生物循环（biological cycles)
是指环境中的元素经生物体吸收,在生态系统中 被多层次利用.然后经过分解者的作用.再为生 产者吸收、利用。
生物小循环的 时间短、范围 小，是开放式 的循环。
三、物质循环的类型
生物地球化学循环根据物质循环的路径不同,分为: 气相型循环、沉积型循环
四、物质循环的特点 Character of matter cycles
物质不灭，循环往复 物质循环与能量流动不可分割，相辅相成 物质循环的生物富集 生态系统对物质循环有一定调节能力 物质循环中的生物作用 各物质循环过程相互联系，不可分割
第二节 几种重要循环的概述
水循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环 养分循环
(四)周转率与周转期
（二）沉积型循环(Sedimentary Cycles)
两种物质循环类型的特点
主要特征 气相型循环
沉积型循环
元素类型 子有（气C态C、化I等H合、）物O或、分N、无C气a态、化K、合N物a或、分M子g等（）P、
主要贮存库 大气圈、水圈 岩石圈、土壤圈
循环速度
快
慢
运动方式
扩散
沉降、抬升、风化、溶解
抗干扰能力 循环性质
强 完全循环
弱 不完全循环
（一）气相型循环(Gaseous Cycles)
地质大循环时间长、范围 广，是闭合式循环。
（二）生物循环（biological cycles)
是指环境中的元素经生物体吸收,在生态系统中 被多层次利用.然后经过分解者的作用.再为生 产者吸收、利用。
生物小循环的 时间短、范围 小，是开放式 的循环。
三、物质循环的类型
生物地球化学循环根据物质循环的路径不同,分为: 气相型循环、沉积型循环
四、物质循环的特点 Character of matter cycles
物质不灭，循环往复 物质循环与能量流动不可分割，相辅相成 物质循环的生物富集 生态系统对物质循环有一定调节能力 物质循环中的生物作用 各物质循环过程相互联系，不可分割
第二节 几种重要循环的概述
水循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环 养分循环
(四)周转率与周转期
生态系统的物质循环
形成石油、 天然气等
生产者
呼 吸 作 用 呼 吸 作 用
光 合 作 用
燃 烧 作 用
大气环境
消费者
分解作用
呼 吸 作 用
分解者
（1）碳循环的形式：
CO2
（2）碳在自然界中的主要存在形式：
CO2、碳酸盐 （3）碳在生物体内的存在形式： 有机物 （4）碳进入生物体的途径： 光合作用和化能合成作用 （5）碳在生物体之间传递途径： 食物链和食物网
1、温室气体： CO2过多
大气中二氧化碳浓度的变化 2、CO2增多的原因 1860 森林、草原等植被的破坏 1960 年 份 19世纪末
浓度（ppm) 283
化石燃料的大量燃烧
320 375--400
极地冰川加速融化 沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产 减少化石燃料的使用
3、温室效应的危害
4.缓解温室效应的措施
特点：具有全球性 循环性
水循环
氮循环
非常丰富，占78%
固氮作用
反硝化（脱氮）作用
氨化作用
硝化作用
固氮作用
将游离氮结合成为硝酸盐、亚硝酸盐或氨。
途径：
高能固氮。即通过闪电、宇宙射线、陨石、 火山爆发活动等高能固氮，其结果是形成 氨或硝酸盐，随着降雨到达地面。 工业固氮 生物固氮（最重要的途径）。如含有固氮 菌的豆科植物等
3．从碳循环的角度看，人体内有机物中碳元素究其 根源是来自 B A．食物中的碳 B．大气中的碳 C．燃料中的碳 D．非生物环境中的碳酸盐
4．对生态系统中能量流动的解释，其中不正确的有 A．能量流动和物质循环是分不开的 C B．能量流动是物质循环的动力 C．能量流动和物质循环都是单向进行的 D．生物能量储存在生物物质中
生产者
呼 吸 作 用 呼 吸 作 用
光 合 作 用
燃 烧 作 用
大气环境
消费者
分解作用
呼 吸 作 用
分解者
（1）碳循环的形式：
CO2
（2）碳在自然界中的主要存在形式：
CO2、碳酸盐 （3）碳在生物体内的存在形式： 有机物 （4）碳进入生物体的途径： 光合作用和化能合成作用 （5）碳在生物体之间传递途径： 食物链和食物网
1、温室气体： CO2过多
大气中二氧化碳浓度的变化 2、CO2增多的原因 1860 森林、草原等植被的破坏 1960 年 份 19世纪末
浓度（ppm) 283
化石燃料的大量燃烧
320 375--400
极地冰川加速融化 沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产 减少化石燃料的使用
3、温室效应的危害
4.缓解温室效应的措施
特点：具有全球性 循环性
水循环
氮循环
非常丰富，占78%
固氮作用
反硝化（脱氮）作用
氨化作用
硝化作用
固氮作用
将游离氮结合成为硝酸盐、亚硝酸盐或氨。
途径：
高能固氮。即通过闪电、宇宙射线、陨石、 火山爆发活动等高能固氮，其结果是形成 氨或硝酸盐，随着降雨到达地面。 工业固氮 生物固氮（最重要的途径）。如含有固氮 菌的豆科植物等
3．从碳循环的角度看，人体内有机物中碳元素究其 根源是来自 B A．食物中的碳 B．大气中的碳 C．燃料中的碳 D．非生物环境中的碳酸盐
4．对生态系统中能量流动的解释，其中不正确的有 A．能量流动和物质循环是分不开的 C B．能量流动是物质循环的动力 C．能量流动和物质循环都是单向进行的 D．生物能量储存在生物物质中
第五章 农业生态系统的物质循环分析
氮循环 硫循环
H 2O
一、碳循环
1、基本概况
碳是构成生命有机体的主要元素之一，又是能量的 源泉。
碳主要贮藏在大气、生物体、土壤、水圈和岩石
圈几个库中。
地球上的碳绝大部分以碳酸盐和非碳酸盐沉积物
的形式储存在岩石圈中，其次是储存在海洋中，大 气圈、生物圈和土壤中的碳量较少。
C的来源是CO2 。 只有CO2形态的碳才能被植物吸收和利用，才能
虽然CO2浓度增高有利于植物光合作用的增强，但
CO2的“温室效应”将导致全球温度升高和降水分布 的改变。
过去100年中(1860-1960)大气中CO2浓度由290ppm 升高到314ppm。 最近20年中，大气CO2浓度平均每年增加1ppm（由 314ppm升高到336ppm）。
400 大 气 （ 中 p C p O m ） 2 浓 度 350 300 250 200 150 100 50 0 1860 1960 1980 2000
二、氮循环
1、基本概况
氮是生命物质的关键组分，是生物体中氨基酸、
叶绿素、DNA、RNA等不可缺少的元素。 地球上的氮素很多，但94%的在岩石圈中，不参 与氮循环，其余6%大部分存在于大气中。 氮的主要库存是大气-----主要是气态循环。以N2 的单质形式存在。大气中氮的含量为79%，总量约 38×1016亿t，
第五章 农业生态系统的物质循环
主要内容： 生态系统物流的一般特点 几种主要物质的循环 农业生态系统中的养分循环 物质循环中的环境问题
物质循环与能量流动一样，也是生态系统
的功能之一。有机体和生态系统为了生存与 发展，除了不断输入能量外，还必须不断输 入物质，因此，物质既是生命活动的物质基 础，又是能量的载体，起着双重作用。
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
高中生物-必修三生态系统的物质循环-课标分析
第5章第3节生态系统的物质循环新课程标准解读分析《课程标准》对本节内容的描述为“分析生态系统物质循环的规律及应用”属应用水平。
要求学生1.概述生态系统物质循环的过程2.举例说出生态系统物质循环的全球性3.解释物质循环与能量流动的关系。
通过学习本节内容，能够解释碳循环平衡失调与温室效应的关系，认识保护生态环境的重要性。
正确分析能量流动与物质循环的关系，树立生态系统结构与功能相统一的观点。
由此确立本节课教学目标与重难点：一、教学目标知识与技能：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.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系过程与方法：1.学会分析生态系统中碳循环的方法，使学生的观察能力和识图能力得到提高。
2.通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的搜集信息、推理、思维迁移的能力。
3.通过进行土壤微生物分解作用的尝试探究实验，培养学生实验设计能力与实验操作能力，通过讨论交流培养口头表达能力。
情感、态度与价值观：1.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系，使学生认识保护生态环境的重要性。
2.通过指导学生做探究土壤微生物分解作用实验，使学生能遵循生态学原理去对待自然界的植物，加深对生态系统物质循环的理解，同时培养团队意识，使学生感受到探究问题的乐趣。
3.通过学习生态系统的物质循环，可知生态系统的结构和功能是相适应的，生态系统是一个生物与环境组成的统一整体，生物与环境是相互联系、相互影响的，同时渗透物质运动的观点，从而树立辨证唯物主义的观点。
二．教学重难点1.教学重点：分析生态系统中碳的循环过程。
2．教学难点：说明能量流动与物质循环的关系。
生态系统的物质循环概述
一般将产生和释放物质的库（即输出大于输入）又称为源(source)， 而将吸收和固定物质的库（即输入大于输出）称为汇（sink）。
➢ 贮存库（reservoir pool）：容积较大，交换慢，一般为环境库。如土
库 壤库、大气库等。 ➢ 交换库（exchange pool）：容积小，交换快，一般为生物库。如植物 库、动物库等。
（5）破坏植被导致区域水分平衡失调。
（6）水资源受污染使本就稀少的淡水资源更加紧缺。
二、碳的地质大循环
1. 碳在全球的分布与循环
碳是生命的骨架，也是能量传递的载体。地球上的碳 在大气、生物体、土壤和水圈及岩石圈中都有分布，岩石 圈是碳的最大贮存库，其次是海洋圈。
图6-3 碳的地质大循环简图（亿t）
（1）含氮有机物的燃烧产生的大量氮氧化物污染大气，一些氮氧化物是 温室气体的成分之一；
（2）发展工业固氮，忽视或抑制生物固氮，造成氮素局部富集和氮素循 环失调；
（3）城市化和集约化农牧业使人畜废弃物的自然再循环受阻； （4）过度耕垦使土壤氮素含量特别是有机氮含量下降，土壤整体肥力持
续下降。
四、磷的地质大循环
0.9 1.8 1-4 0.5 1
（引自Soderlund和Svensson，1975）
自然界的氮素循环可分为3个亚循环，即元素循环、自养循环和异养循环。反 硝化和固氮是氮素循环中2个重要的流 。
图6-4 全球氮的地质大循环简图（1012gN/年） （参照Schlesinger，1997）
2. 人类活动对氮的地质大循环的干扰及其对环境的影响
农业生态系统的优化设计目标之一就是提高物质在系统内的循环转化效率， 使系统的循环效率越接近1越好。
3. 物质循环的类型
➢ 贮存库（reservoir pool）：容积较大，交换慢，一般为环境库。如土
库 壤库、大气库等。 ➢ 交换库（exchange pool）：容积小，交换快，一般为生物库。如植物 库、动物库等。
（5）破坏植被导致区域水分平衡失调。
（6）水资源受污染使本就稀少的淡水资源更加紧缺。
二、碳的地质大循环
1. 碳在全球的分布与循环
碳是生命的骨架，也是能量传递的载体。地球上的碳 在大气、生物体、土壤和水圈及岩石圈中都有分布，岩石 圈是碳的最大贮存库，其次是海洋圈。
图6-3 碳的地质大循环简图（亿t）
（1）含氮有机物的燃烧产生的大量氮氧化物污染大气，一些氮氧化物是 温室气体的成分之一；
（2）发展工业固氮，忽视或抑制生物固氮，造成氮素局部富集和氮素循 环失调；
（3）城市化和集约化农牧业使人畜废弃物的自然再循环受阻； （4）过度耕垦使土壤氮素含量特别是有机氮含量下降，土壤整体肥力持
续下降。
四、磷的地质大循环
0.9 1.8 1-4 0.5 1
（引自Soderlund和Svensson，1975）
自然界的氮素循环可分为3个亚循环，即元素循环、自养循环和异养循环。反 硝化和固氮是氮素循环中2个重要的流 。
图6-4 全球氮的地质大循环简图（1012gN/年） （参照Schlesinger，1997）
2. 人类活动对氮的地质大循环的干扰及其对环境的影响
农业生态系统的优化设计目标之一就是提高物质在系统内的循环转化效率， 使系统的循环效率越接近1越好。
3. 物质循环的类型
高中生物-必修三生态系统的物质循环-学情分析
第5章第3节生态系统的物质循环学情分析
学生已经学习了生态系统结构和能量流动的知识，对这部分的内容有了初步的了解。
通过本节学习，可以深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相适应观点。
通过做实验，引起学生对一些问题的思考，激发学生深入探究。
帮助学生更好的理解生态系统的物质循环中从有机物到无机物的过程。
根据学生已有知识和认知能力，在教师的引导下，对这部分内容进行探究。
本小节内容虽不多，但与生态系统的成分、结构、能量流动及其他章节的联系很紧密，教学时还应特别注意以下几点：
（1）讲解物质循环概念时，多给学生时间理解：物质——组成生物体的基本元素，循环——生物群落与无机环境之间的循环往复。
（2）碳循环的形式、特点、过程的归纳，要用好投影片，直观地理解各个环节的生理变化，强化知识点在习题中的应用。
（3）能量流动和物质循环的关系，运用表格的形式既可以节省时间，也相当于自学提纲，有利于学生有序的思维活动，真正起到教师主导，学生为主体的互助作用。
（4）探究性实验能否确实完成是一个问题，千万不能走个过场，学生学了之后还是不会做实验设计，所以教师要给学生总结出实验设计的一般方法以及必须遵守的原则，落实到位。
在本节课的最后，教师应以小结的形式概括本小节内容，使学生对生态系统的物质循环形成一个完整的知识体系，培养学生对学习的兴趣与学会学习的方法。
生态系统的物质循环
A
B
A
C
B D FE
D
E
C
甲
乙
答：甲图A生产者；DE消费者；B分解者；C大气CO2。乙图E生产者； FDB消费者；C分解者；A大气CO2。箭头都代表碳的流动方向。代表 有机物流动，甲图是：A→D→E；乙图是：E→F→D→B。
2.物质循环举例——碳循环
①碳在无机环境中的存在形式：CO2、碳酸盐 ②碳在生物群落中流动形式： 含碳有机物
➢ 请用图解表示“生产者、消费者、分解者、大气中的 CO2库”4种成分之间的关系。
(1)图中①～⑦各代表什么？
(2)联系生物群落和无机环境 的两个生理作用是什么？
(3)以上两个生理作用的场所 是什么？
大气中CO2
①②
④
生产者
⑤
③
⑥
消费者 ⑦ 分解者
(1)①光合作用和化能合成作用；②④呼吸作用；③摄食； ⑤分解作用；⑥植物遗体；⑦动物遗传和排出物
课本P104练习：
一、基础题： 1.(1)√ (2)× 2.A 3. B 4.答：生物圈是一个物质上可以自给自足的生态系统，
因为生物圈内的物质可以不断循环利用。但在能量上不 能自给自足，能量唯一来源是太阳能，来自生物圈之外。 二、拓展题
1.答：农产品中的氮元素被人吸收利用，不能都归还土 壤。年年耕作收成，只会使土壤中氮元素逐年减少，因 而需要不断施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
2.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无机 环境之间循环往返。
3.能量流动与物质循环的比较表
项目
能量流动
物质循环
形式 过程
以有机物为载体 沿食物链(网)流动
第五章 农业生态系统的物质循环.
二、氮循环
1、基本概况
氮是生命物质的关键组分，是生物体中氨基酸、
叶绿素、DNA、RNA等不可缺少的元素。 地球上的氮素很多，但94%的在岩石圈中，不参 与氮循环，其余6%大部分存在于大气中。 氮的主要库存是大气-----主要是气态循环。以N2 的单质形式存在。大气中氮的含量为79%，总量约 38×1016亿t，
氮是一种很不活泼的气体，不能为大多数生物直
接利用。只有通过固氮途径，转为硝酸盐或氨的形 态，才能为生物吸收利用。
2、氮循环的基本过程
（1）固氮作用是氮循环（气态循环）的重要机制
地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业
固氮和高能固氮(大气固氮)。 生物固氮：每年可固氮175×106t。 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨 的过程。
能量和物质同时沿着食物链和食物网流动、
传递。
能量流动是单方向的，而物质流动则是循
环的。
呼吸
营养物输入
营养物输出 呼吸 呼吸
第一性生产
有机物 贮存
植 食 动 物
肉 食 动 物
呼吸
分解者
能量流动
土壤库
物质循环
第一节 生态系统物流的一般特点
一、物质循环的基本概念
（一）、生物地球化学循环
地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和 生命动力的作用下，在不同层次的生态系统内， 乃至整个生物圈不断地进行流动和循 环，这些不同的循环途径就构成了生物地球化学 循环。
第五章 农业生态系统的物质循环
主要内容： 生态系统物流的一般特点 几种主要物质的循环 农业生态系统中的养分循环 物质循环中的环境问题
物质循环与能量流动一样，也是生态系统
的功能之一。有机体和生态系统为了生存与 发展，除了不断输入能量外，还必须不断输 入物质，因此，物质既是生命活动的物质基 础，又是能量的载体，起着双重作用。
5.3 生态系统的物质循环 (共51张PPT)
35、（每空1分，共7分）
(1)南美洲地雀
(2)食物 自然选择
(3)地理 生殖
(4)种群
基本单位
碳在生物群 落内部通过 什么渠道进 行传递？
食物链（网）
呼吸作用
环境 CO2
光合 作用
生产者
捕食
消费者
呼吸作用
分解者
可以看出：CO2是可以反复循环利用的
碳的循环过程
物质循环的概念（P101）
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。
但是，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，而且是单向的流动、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出现，反复利 用，循环运动，不会消失。
物质循环和能量流动的区别：
项目 能量流动
物质循环
内容和
能量、
元素、
与社会的联系：
全球变暖致北极熊同类相残
全球变暖致北极熊同类相残
在自然状态下，植物通过光 合作用摄取碳的速率与生物的呼 吸作用和分解者的分解作用释放 碳的速率大致相等，大气中的CO2 含量处于相对稳定状态。
大气中二氧化碳浓度的变化
年 份 1860
1960 19世纪末
浓度（ppm) 283
320 375--400
3、防止或减缓温室 效应的主要措施
①改善能源结构，开发 新能源（如核能、 太阳能、风能、水能），减少煤炭等的 燃烧量；
②植树造林； ③少开或不开汽车等机动车。
能量流动和物质循环的关系
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，二者是同时进行的，彼此 相互依存，不可分割的统一整体。
2023版高考生物一轮总复习第3章第345节生态系统的物质循环信息传递生态系统的稳定性课件
__不__同__生__物____之间。
信息源：信息产生的部位
信道：信息传播的媒介 5.信息传递三要素信息受体：信息接收的生物或
其部位
6.信息传递在生态系统中的作用(往往在生态系统各
组分之生__命__活__动__的__正__常__进__行__，海豚的回声定位；莴苣种
离不开信息的作用
(4)区别与联系。
类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并 生态系统在受到外界
含义 使自身的结构与功能保持 干扰因素的破坏后恢
原状(不受损害)的能力 复到原状的能力
保持自身结构与功能相对 恢复到原来的结构与
区 实质 稳定
功能
别
核心 抵抗干扰、保持原状
遭到破坏，恢复原状
一般情况下，生态系统中物种丰富度越高，营养 影响 结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定 因素
全球(生物圈) __全__球__性___、循环性
(2)联系。 ①二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、 固定太阳能，然后沿共同的渠道一起进行。 ②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动； 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。 总体上来说，二者是同时进行的，彼此相互依存，不 可分割。
3.生态系统的自我调节能力
(1)正反馈调节与负反馈调节的比较。
比较项目
正反馈
负反馈
加速最初发生变化 调节方式 的那种成分所发生
的变化
抵制和减弱最初发生变化 的那种成分所发生的变化
常使生态系统远离 有利于生态系统保持相对
结果
稳态
稳定
生态系统的物质循环
C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想 的实例
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的 消耗标准
4.如图为某生态系统能量流动的示意图,数字代表 能量值,单位是[kJ/(m2·a)]。下列叙述不正确的是 (B)
A.能量从甲到乙的传递效率为16% B.甲、乙、丙之间只进行能量流动而不存 在信息传递 C.甲通过光合作用将光能转化为化学能,太 阳能就输入了第一营养级 D.丙摄入的能量大于同化的能量,多出部分 的主要去向是被分解者 利用
生态系统依靠太阳不 断地提供能量，而生 态系统中的物质却都 是由地球提供的。为 什么维持生态系统所 需要的大量物质，例 如氧、水、氮、碳和 许多其他物质，亿万 年来却没有被生命活 动所耗尽？
你呼一口气，呼出的二氧化碳分子有的可能进 入你身边一棵小草的叶肉细胞，有的可能随着 大气环流漂向异国他乡，有的可能又转变成有 机物重新回到你的体内。
6.宁夏某地原是煤矿矿区,多年采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了 改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公 园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态 系统食物网的一部分,请回答下列问题:
(1)在该公园生态系统中,要维持生态系统的稳定,除了图中已知的 成分以外,还必须有 分解者、非生物的物质和能量 。通常,生态 系统的食物链不会很长,原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐 级减少的。 (2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有捕食和竞争。图中既 含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有杂食性鱼类、底 栖动物类、滤食性鱼类 (3)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些 水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的 是浮游生物类 。
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的 消耗标准
4.如图为某生态系统能量流动的示意图,数字代表 能量值,单位是[kJ/(m2·a)]。下列叙述不正确的是 (B)
A.能量从甲到乙的传递效率为16% B.甲、乙、丙之间只进行能量流动而不存 在信息传递 C.甲通过光合作用将光能转化为化学能,太 阳能就输入了第一营养级 D.丙摄入的能量大于同化的能量,多出部分 的主要去向是被分解者 利用
生态系统依靠太阳不 断地提供能量，而生 态系统中的物质却都 是由地球提供的。为 什么维持生态系统所 需要的大量物质，例 如氧、水、氮、碳和 许多其他物质，亿万 年来却没有被生命活 动所耗尽？
你呼一口气，呼出的二氧化碳分子有的可能进 入你身边一棵小草的叶肉细胞，有的可能随着 大气环流漂向异国他乡，有的可能又转变成有 机物重新回到你的体内。
6.宁夏某地原是煤矿矿区,多年采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了 改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公 园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态 系统食物网的一部分,请回答下列问题:
(1)在该公园生态系统中,要维持生态系统的稳定,除了图中已知的 成分以外,还必须有 分解者、非生物的物质和能量 。通常,生态 系统的食物链不会很长,原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐 级减少的。 (2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有捕食和竞争。图中既 含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有杂食性鱼类、底 栖动物类、滤食性鱼类 (3)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些 水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的 是浮游生物类 。
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小结：
物理信息 生态系统中的光、温度、湿度、 磁力等通过物理过程传递的信息
生态系统中 信息的种类 化学信息 生物在生命活动过程中，产生的 一些可传递信息的化学物质
行为信息 动物的能对同种或异种生物传递 信息的行为特征
二、信息传递在生态系统中的作用
资料分析
?
分析生态系统中信息传递的作用？
资料1 资料2
石油、 （4）生物群落中有一部分碳以 煤炭等形式储藏在地层中。 碳酸盐
碳在无机环境中以 CO2 形式存在。
问题探讨
?思考：
1.什么是信息？
2. 信息是怎么传 递的？ 3.你还能举出生 活中信息传递的 例子吗？
注意：“信息传递”是指： 生态系统内非生物体内
信息定义：一般将可以传播的消息、情 报、指令、 数据等称作信息。
第5 章
生态系统及其稳定性
美国研究人员表示，在全球大部分国家禁 用杀虫剂DDT数十年后，南极阿德利企鹅体内 仍检测出这种有毒物质，且含量多年来始终 不降。他们认为，这是因为DDT被“储存”在 冰川中，持续影响南极生态环境。
没有人在南极 使用DDT，为什么 南极的企鹅体内会 含有这种有毒物质？
一、生态系统的物质循环
1、概念
生物圈
生态系统的物质循环（生物地球化学循环）： 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都 不断地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。（具有全球性）
一个池塘不能完成 物质循环
2、碳循环
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。碳在无机环境与生物群 落之间是以CO2的形式进行循环的。
生物种类多，食物网结构复杂 物质循环与能量流动的渠道多， 不易中断.
生物种类多，食物网复杂----抵抗力稳定性高。
抵抗力很强
抵抗力较弱
二．
１、概念：
生态系统一定程度遭到破坏，恢复原状 的能力.
２、恢复力稳定性高的特征：
（１）、生物个体小、数量多、繁殖快。 （２）、生物种类较少，营养结构简单。
②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧
你能解释在农田中大量使用DDT杀虫剂为什么 会殃及南极的企鹅?
生物圈是地球上的最大的生态系统,生态系统中 的物质循环带有全球性.
比较物质循环与能量流动：
物质循环与能量流动有什么区别与联系？
无机 环境
光
生产 者 消费 者
分解 者
能量流动
物质循环 呼吸热
小结：二、能量流动和物质循环的关系
信息传递小结： 生产者
消费者 无机 环境 生物体内细胞间可以传递信息， 属于生态系统的信息传递？ 分解者 否。生态系统的信息传递是指生物之间、 生物与环境之间
知识拓展—生态系统之外的信息传递：
细胞之间能进行信息交流吗？ 细胞内各细胞器能进行信息交流吗？
通过胞间连丝交流信息
通过激素交流信息
三、信息传递在农业生产中的应用 2.对有害动物进行控制
例3 利用音响设备发出不同的声 信号诱捕或驱赶某些动物，使
其结群或远离农田。
例4 “迷向法”防治害虫：在田间释放过量的人工合成性 引诱剂，使雄虫无法辨别雌虫的方位，或者使它的气味 感受器变得疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的 正常交尾活动。
生物群落与 （1）生态系统的碳循环是指碳元素在______________ 之间 无机环境 不断循环的过程
c （在a~c中选择 （2）大气中的CO2可以在绿色植物的_____ a （在a~c ）中合成有机物；含碳有机物在_______ b 和_______ 中选择）可以分解为CO2
消费者 丙代表 生产者 乙代表__________, （3）甲代表________, 分解者 __________
土壤中无机养料 减少、阳光减弱
正反馈调节 ①作用：使生态系统远离平衡状态。 ②结果：加速最初发生变化的那种成分所发生 的变化 ③实例：湖泊污染---鱼类死亡（鱼数量减少） ----污染加重---鱼死亡增多
小结、生态系统的稳定性的概念及原因
1. 概 念 ： 生 态 系 统 所 具 有 的 保 持 或 恢 复 自 身 结构和功能相对稳定的能力。 __________ 自我调节 能力； 2. 原因：生态系统内部具有一定的 __________ 负反馈 调节。 生态系统自我调节能力的基础：__________ 3.生态系统的反馈调节机制： 反馈调节包括正反馈和负反馈。负反馈是生态系统自 动调节能力的基础 （1)负反馈调节： ①作用：能使生态系统达到相对平衡。 ②实例：草原上的兔与植物的数量变化调节。 ③结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化， 从而保持稳态平衡。
恢复力稳定性
3.生态系统自我调节能力的基础 ----负反馈调节
兔的数量增加
兔吃大量植物 兔的数量减少 兔吃少量植物
植物减少
兔的食物增加
植物增加
生态系统自我调节能力的基础 ---负反馈调节
植株的数量增加
注意：生态系统的自我调节 能力是有一定限度的。例如： 我国西北的黄土高原 土壤中无机养料 增多、阳光充沛 植物的数量维持 在一定的数量 植物的数量减少
小结：
1.生命活动的正常进行，离不开 信息的作用。
信息传递在 生态系统中 的作用
2.生物种群的繁衍，离不开信息 的传递。 3.调节生物的种间关系，以维持 生态系统的稳定。
实例
项目
信息传递的种类 信息传递的作用
化学信息 调节种间关系 生命活动正常 进行必须的
洋葱与甜菜同 时种植产量高 莴笋种子萌发需要 一定波长的光照射 动物的拟态
生产者
A B C D
分解者
请完成碳循环示意图？
小结：**二】、碳循环的特点：
（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 （化能合成作用）
（5）碳在生物体之间传递途径：食物链（网）； （6）碳进入大气的途径：①生物的呼吸作用
**小结一】．碳的循环过程问题 1 1：在碳循环中将
大气中的CO2
无机环境与生物群落 联系来的生理过程是 什么？
光合作用和 分解者 呼吸作用 的分解 作用 燃烧
呼 吸 作 用
光合作用
生产者 食物链 碳化
问题2：将无机环境 与生物群落联系起 来的细胞器是什么？
各级消费者
叶绿体和 化石燃料 线粒体
小结：一】、碳循环的过程2
细胞内的信息传递
总结
能量流动 _________ 物 , 质循环 和 任何生态系统都具有_________ 信息传递 ，他们是生态系统的基本功能，三 _________ 者密不可分，但各有不同。
1.物质是能量流动的载体 ；2.能量是物质循环的动力
3.信息传递 ① ② ③
能调节生态系统稳定性。 决定能量流动和物质循环的方向和状态。 信息传递是长期的生物进化的结果。
（4）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生 硝化细菌等 物为_______________ 真菌 和 （5）丙成分除了有图中所示生物外，还有_______ 蚯蚓 等生物。这些生物与丙中图示生物不同，Y的细 _______ 有核膜包围的细胞核 胞结构最主要的特点是______________________
物理信息
行为信息
调节种间关系
鸟的产卵于光 照长短有关
物理信息
繁殖必须的
三、信息传递在农业生产中的应用
讨论：信息传递在农业生产中的应用有 哪些？
1.提高农产品或产品的产量
例1 苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳舞时相同 的频率或声音，以吸引大量蜜蜂到苹果园采蜜，利于苹 果更好的传粉，从而提高苹果的产量。 例2 用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子， 可以提高发芽率，获得增产。
习题训练2： 生物种类 稀少 营养结构 简单
自我调节能力 弱 抵抗力稳定性 低 恢复力稳定性 高
习题训练3： 生物种类 多
营养结构 复杂
自我调节能力 强
抵抗力稳定性 高 恢复力稳定性 低
热带雨林生态系统
稳 定 性 抵抗力 稳定性
恢复力 稳定性
生物量、生态系统复杂程度等
四．生态系统稳定性： １．定义：生态系统具有保持或恢复 自身结构和功能相对稳定的能力，叫 生态系统的稳定性。 ２．种类：抵抗力稳定性
项目
能量流动
物质循环
全球性、往复循环
特点 单向传递 、逐级递减
范围 生态系统各营养 生物群落与无机环境 之间 级之间 联系 （1）同时进行、相互依存 载体 （2）物质是能量流动的______ 动力 （3）能量是物质循环的_______
＊＊
物质是载体，能为动力， 同时进行 能流动单向，物质循环
1、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生 系统中的三种成分。
一、生态系统中信息的种类
? 下例信息各属于哪种信息类型？
[案例1 ]
物理信息
生态系统中的光，声，温度，湿度，磁力等通过物理 过程传递的信息．（来自环境或生物本身）
以光传递信息
一、生态系统中信息的种类
[案例2 ] 凤眼莲根部的分泌物 可以明显地抑制由于水体 富营养化而大量繁殖的藻 类的生长。
化学信息
光合作用 （主要）
碳进入生物群落
碳出入生物 群落的途径 动植物的呼吸作用 化能合成作用 CO2----含C的有机物
碳出生物群落
微生物的分解作用
燃烧 含C有机物----CO2
习题训练1：
完 成 碳 循 环 示 意 图？ 甲 消费者 丙
1
生产者
2
大气中 的CO2 分解者 乙
习题训练2： 大气中CO2