必修三生态系统的物质循环.pdf
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人教版生物必修3第5章第3节 生态系统的物质循环
能量流动 形式 主要以有机物的形式
特点 单向流动逐级递减
物质循环 因不同元素而异，如碳以CO2形 式循环
反复循环维持生态平衡
范围 生态系统的各营养级
具全球生物圈，具全球性
联系 同时进行，相互依存，不可分割 ①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解 ②物质是能量沿着食物链（网）流动的载体 ③能量是物质在生态系统中的循环往复的动力
3、碳在生物体内以 （ 含碳有机物）形式存在。
碳循环的图解
1、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 5、碳在生物体之间传递途径：食物链、食物网
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
物质循环的特点
➢ 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。
如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统 的碳循环及生态环境有何影响？
破坏碳循环的平衡 大气中CO2含量增加
温室效应
分析结果，得出结论：
碘液检测 斐林试剂检测
实验证明：
土壤中的微生物 能分解淀粉
A1、A2取自加入土壤浸出液的一组 B1、B2取自加入蒸馏水的一组
碳循环
1、碳在无机环境中主要以 （ CO2 ）和（ 碳酸盐 ）形 式存在。
2、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。
课后反馈
在农田中大量使用DDT杀虫剂为什么会 殃及南极的企鹅?
生态系统的物质循环
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。
高二下学期生物必修三 5.3生态系统的物质循环
• 大面积植树造林。 措施 • 减少煤、石油等化石燃料的燃烧。
•开发新的洁净能源，如核能、太阳能、 风能、水能等。
（二）氮循环
反硝化
工业固氮
生物固氮 高能固氮
无机环境
氨化
固氮作用等 反硝化作用
硝化
生物群落
（三）水循环
水是组成生物体的重要成分，约占体 重的60％～95％，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
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，都是由地球提 供的，为什么亿万年来却没有被生命活动所 消耗完？ 因为这些物质可以被循环利用
第五章
第3节 生态系统的物质循环
问题探讨：
你自己所呼出 的二氧化碳都 去了哪里？
细胞呼吸
暗反应
第一阶段
CO2
(CH2O)
丙酮酸
细胞呼吸 第二阶段
A1 A2 B1
B2
碘液
+ —+
—
斐林试剂 颜色变化
— +—
+
不变蓝
砖红色 沉淀
变蓝
无砖红色 沉淀
结论
土壤微生物对淀粉有分解作用
对教材（P102）土壤微生物的分解作用的探究活动的分析
案例1
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂
案例2
微生物能分解淀粉
实 实验组 验 对照组 设 计 自变量
对土壤高温处理 A杯中加入30ml土壤浸出液
CO2
在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、
P、S等化学元素不断地在生物群落和无机环境之
间进行循环的过程，就是生态系统的
。
一、概念
•开发新的洁净能源，如核能、太阳能、 风能、水能等。
（二）氮循环
反硝化
工业固氮
生物固氮 高能固氮
无机环境
氨化
固氮作用等 反硝化作用
硝化
生物群落
（三）水循环
水是组成生物体的重要成分，约占体 重的60％～95％，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
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，都是由地球提 供的，为什么亿万年来却没有被生命活动所 消耗完？ 因为这些物质可以被循环利用
第五章
第3节 生态系统的物质循环
问题探讨：
你自己所呼出 的二氧化碳都 去了哪里？
细胞呼吸
暗反应
第一阶段
CO2
(CH2O)
丙酮酸
细胞呼吸 第二阶段
A1 A2 B1
B2
碘液
+ —+
—
斐林试剂 颜色变化
— +—
+
不变蓝
砖红色 沉淀
变蓝
无砖红色 沉淀
结论
土壤微生物对淀粉有分解作用
对教材（P102）土壤微生物的分解作用的探究活动的分析
案例1
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂
案例2
微生物能分解淀粉
实 实验组 验 对照组 设 计 自变量
对土壤高温处理 A杯中加入30ml土壤浸出液
CO2
在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、
P、S等化学元素不断地在生物群落和无机环境之
间进行循环的过程，就是生态系统的
。
一、概念
人教生物必修3第5章第3节 生态系统的物质循环
错误的是（ c ）
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
2、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
大气中CO2含 量增加
温室效应
思考
（1）温室效应有哪些危害？
会导致气温升高，加快冰川的融化，导致海平面 上升，进而对陆地生态系统和人类的生存构成威 胁。
（2）应如何减缓温室效应?
①减少化石燃料的燃烧②大力植树造林③开发新能源
冰川 融化
热带风暴
土地干旱
•
措施 •
增加植被 ❖植树造林、封山育林、退耕还林、
温故而知新
1、能量流动的起点是什么？
2、流经生态系统的总能量是什么？
3、生物圈作为最大的生态系统它的能 量从哪来？物质从哪来？
第3节生态系统的物质循环
教学目标
• 1. 物质循环的概念 • 2.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循
环，关注碳循环平衡失调与温室效应的关 系 • 3.说明能量流动和物质循环的关系
内也发现了DDT，这种现象说明ห้องสมุดไป่ตู้（ B ） A、DDT是挥发性物质 B、DDT已加入了全球性的物质地化循环 C、考察队将DDT带到了南极 D、南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
二、物质循环和能量流动的关系（区别和联系）
呼吸
呼吸
能
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
2、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
大气中CO2含 量增加
温室效应
思考
（1）温室效应有哪些危害？
会导致气温升高，加快冰川的融化，导致海平面 上升，进而对陆地生态系统和人类的生存构成威 胁。
（2）应如何减缓温室效应?
①减少化石燃料的燃烧②大力植树造林③开发新能源
冰川 融化
热带风暴
土地干旱
•
措施 •
增加植被 ❖植树造林、封山育林、退耕还林、
温故而知新
1、能量流动的起点是什么？
2、流经生态系统的总能量是什么？
3、生物圈作为最大的生态系统它的能 量从哪来？物质从哪来？
第3节生态系统的物质循环
教学目标
• 1. 物质循环的概念 • 2.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循
环，关注碳循环平衡失调与温室效应的关 系 • 3.说明能量流动和物质循环的关系
内也发现了DDT，这种现象说明ห้องสมุดไป่ตู้（ B ） A、DDT是挥发性物质 B、DDT已加入了全球性的物质地化循环 C、考察队将DDT带到了南极 D、南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
二、物质循环和能量流动的关系（区别和联系）
呼吸
呼吸
能
人教版高中生物必修三第五章第三节生态系统的物质循环
A、光合作用
B、呼吸作用
C、蒸腾作用
D、微生物分解作用
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2、水循环：
水是组成生物体的重要成分，约占体 重的60％～95％，体内进行一切生化反应 都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、 植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。
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3、氮循环：
氮是组成蛋白质和核酸的主要成 分。氮占大气成分的79％，必须经过 生物固氮作用、硝化作用、反硝化作 用等才能在生物群落与无机环境间反 复循环。
实例：碳循环
大气中的 CO2库
分解者
生产者
消费者
泥炭、 煤、石油
与能量流动的关系：物质是能量流动的载体
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能量是物质循环的动力 20
关注社会
如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对 生态系统的碳循环及生态环境有何影响？
破坏碳循 环的平衡
大气中CO2 含量增加
温室效应
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大气中二氧化碳浓度的变化
特点
联系
2021/6/7
单向流动，逐级递减 反复循环
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
1、能量流动的过程离不开物质的合成与分解； 2、物质是能量沿食物链流动的载体； 3、能量是物质在生态系统中往复循环的动力19。
物质循环的概念：组成生物体的化学元素，…… 特点：具有全球性，往复循环。
燃
用
烧
消费者（有机物）
2021/6/7
分解者
煤、石油 4
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
人教生物必修3第5章第3节 生态系统的物质循环 (1)
太阳能开始的。
（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，在生态系统各成分中A为 消费者 ，
B为 分解者 。
（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_石__油__、__煤__炭__等__ 形式储藏在地层中。碳在无机环境中主要以
1.在生态系统碳循环中，既能使CO2进入生物群
落，又能将其释放到大气中的生物是（ D ）
A.分解者
B.植食动物
C.肉食动物
D.绿色植物
2.与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞
器是（ B ）
A.内质网和高尔基体 B.叶绿体和线粒体 C.核糖体和叶绿体 D.核糖体和高尔基体
3.下列关于物质循环和能量流动的关系叙述
CO2增多的原因是什么?温室效应有哪些危害， 如何采取措施进行缓解呢？
化石燃料的大量燃烧 1.CO2增多的原因 森林，草原等植被的破坏
极地冰川加速融化 2.温室效应的危害 沿海城市被淹没
农田减少，粮食减产 开发新能源
3.缓解温室效应的措施 增大绿化面积
三、能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 范围 生物群落 特点 单向流动，逐级递减
不正确的是:（ C ）
A.物质为能量的载体，使能量在生态系统中 流动
B.能量作为动力，使物质在生物群落与无机 环境之间循环往复
C.先进行物质循环，后发生能量流动 D.二者相互依存，不可分割
4.右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大 气，请据图回答：
C
D
A
（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，在生态系统各成分中A为 消费者 ，
B为 分解者 。
（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_石__油__、__煤__炭__等__ 形式储藏在地层中。碳在无机环境中主要以
1.在生态系统碳循环中，既能使CO2进入生物群
落，又能将其释放到大气中的生物是（ D ）
A.分解者
B.植食动物
C.肉食动物
D.绿色植物
2.与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞
器是（ B ）
A.内质网和高尔基体 B.叶绿体和线粒体 C.核糖体和叶绿体 D.核糖体和高尔基体
3.下列关于物质循环和能量流动的关系叙述
CO2增多的原因是什么?温室效应有哪些危害， 如何采取措施进行缓解呢？
化石燃料的大量燃烧 1.CO2增多的原因 森林，草原等植被的破坏
极地冰川加速融化 2.温室效应的危害 沿海城市被淹没
农田减少，粮食减产 开发新能源
3.缓解温室效应的措施 增大绿化面积
三、能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 范围 生物群落 特点 单向流动，逐级递减
不正确的是:（ C ）
A.物质为能量的载体，使能量在生态系统中 流动
B.能量作为动力，使物质在生物群落与无机 环境之间循环往复
C.先进行物质循环，后发生能量流动 D.二者相互依存，不可分割
4.右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大 气，请据图回答：
C
D
A
人教生物必修3第5章第3节 生态系统的物质循环
211
放线 菌 39 123 39
1105
1024
真菌 36 4 11 15
19
实验课题：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题： 土壤微生物能分解淀粉吗？ 作出假设： 土壤微生物能分解淀粉。 设计实验： 探究性实验要遵循哪些原则?这个实验的
自变量和因变量是什么？无关变量应该 要怎么控制？
进行实验： 分析结果，得出结论
碳在自然界以CO2, 碳酸盐的形式存在。
碳在生物群落以含碳有机物的形式存在。
2.你知道生物圈内碳主要分布在什 么地方吗？
大气中、生物群落中（生产者、消费者、分解者）
探寻生物圈内碳元素的存在 追踪生物圈内碳流动的过程
任务一：结合碳循环模式图，小组 合作讨论和归纳要点
碳循环的要点归纳
（1）碳在生物群落和无机环境之间的循环
物链和食物网；传递形式为 有机物 。 （3）大气中CO2的来源有三个：一个是分解者的 分解 ； 作用；二是动植物的细胞呼吸；三是化石燃料的 燃烧。
根据下图回答问题：
10（1）与1、6有关的生理功能是 __细__胞__呼__吸_____、 光__合__作__用____ ； 4、5、8共同表示的生理过程是 _有__氧__呼__吸___。 （2）2、3共同表示的生理过程是 在植物体细胞内的_叶__绿__体__的__类_ 囊体膜 上进行的。
6、有关生态系统能量流动和物质循环的叙述 不正确的是（ D ）
A、能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能 B、能量流动和物质循环是沿食物链进行的 C、能量流动和物质循环密切联系、相互依存 D、能量流动是伴随着物质循环而循环的
7、目前地球大气的CO2浓度逐年增高，由于 温室效应，地球表面温度也有所提高，这将导致 土壤沙漠化、洪水泛滥成灾等恶果，导致CO2增高 的主要原因是（ B ）
放线 菌 39 123 39
1105
1024
真菌 36 4 11 15
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实验课题：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题： 土壤微生物能分解淀粉吗？ 作出假设： 土壤微生物能分解淀粉。 设计实验： 探究性实验要遵循哪些原则?这个实验的
自变量和因变量是什么？无关变量应该 要怎么控制？
进行实验： 分析结果，得出结论
碳在自然界以CO2, 碳酸盐的形式存在。
碳在生物群落以含碳有机物的形式存在。
2.你知道生物圈内碳主要分布在什 么地方吗？
大气中、生物群落中（生产者、消费者、分解者）
探寻生物圈内碳元素的存在 追踪生物圈内碳流动的过程
任务一：结合碳循环模式图，小组 合作讨论和归纳要点
碳循环的要点归纳
（1）碳在生物群落和无机环境之间的循环
物链和食物网；传递形式为 有机物 。 （3）大气中CO2的来源有三个：一个是分解者的 分解 ； 作用；二是动植物的细胞呼吸；三是化石燃料的 燃烧。
根据下图回答问题：
10（1）与1、6有关的生理功能是 __细__胞__呼__吸_____、 光__合__作__用____ ； 4、5、8共同表示的生理过程是 _有__氧__呼__吸___。 （2）2、3共同表示的生理过程是 在植物体细胞内的_叶__绿__体__的__类_ 囊体膜 上进行的。
6、有关生态系统能量流动和物质循环的叙述 不正确的是（ D ）
A、能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能 B、能量流动和物质循环是沿食物链进行的 C、能量流动和物质循环密切联系、相互依存 D、能量流动是伴随着物质循环而循环的
7、目前地球大气的CO2浓度逐年增高，由于 温室效应，地球表面温度也有所提高，这将导致 土壤沙漠化、洪水泛滥成灾等恶果，导致CO2增高 的主要原因是（ B ）