5.3生态系统的物质循环( 整理)
生物：5.3《生态系统的物质循环》(新人教版必修3)
练
习
3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表（ A ）
A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
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 A．①②③ C．①②④ B．①③④ D．②③④
粪尿
提示：将废料变原料，能量多级利用，物质循环利用。
练
习
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（ D பைடு நூலகம் 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 C.核糖体和叶绿体 B.叶绿体和线粒体 D.核糖体和高尔基体
温室效应
化学燃料的大量燃烧 1、CO2增多的原因 森林、草原等植被的破坏
2、温室效应的危害 结果：温度上升
极地冰川加速融化
海平面上升，沿海城市被淹没
3、缓解温室效应的措施
增加植被
植树造林、封山育林、退耕还林 节约纸张、不践踏草坪、 不使用一次性筷子
措施
减少化学燃料的燃烧，开发新能源。
开发新能源，如太阳能、核能等 节约用电 提倡公交出行（无车日）
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。
生态系统物质循环
2.碳循环过程：
②①
①光合作用
③
②呼吸作用
③摄取
②
④腐生 消费者有机物
大气中CO2 ②
④ 分解者有机物
练练小手 如图是自然界碳循环 示意图，甲、乙、丙 各代表：
生产者， 分解者， 消费者。
3.碳循环特点： 循环往复。
4.碳循环过程与能量流动的关系：
①生态系统的两个功能 后者是前者的动力
5.碳在生物体之间传递途径：食物链；
6.碳进入大气的途径：①生物的呼吸作用
②分解者有分解作用
③化石燃料的燃烧
二.探究土壤微生物的分解作用：P102，自学回答问题
1.土壤中生活着非常多的肉眼看不见的微生物，比如： 细菌、丝状真菌、放线菌等。（分解者） 。 2.可能的实验假设（1）土壤湿度较大温度较高对土壤中落叶 分解的影响。那么实验共包含 4 组，实验自变量 是土壤的含水量、温度 ，土壤来源应该 相同 ，土壤用量、 土壤中树叶的含量、实验时间等都应该 相同 ，实验终了观察 土壤中剩余落叶量 来确定实验结论。 3加入实验假设是落叶是土壤中的微生物分解的结果，则应该 控制的实验变量是土壤中有无微生物，土壤含水量、土壤用量， 含有的树叶量和实验时间等应该 相同 。
3.若用甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表
大气中的CO2库。下图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环
中的关系的是（ B ）
4.如图为物质循环的简图，请据图回答： （1）与①⑥有关的生理过程
是_呼__吸_ 、光合_；④⑤⑧共同 表示的过程_有__氧__呼__吸 。 （2）②③共同表示的生
②相互依存不可分割的 前者是后者的载体
光能
CO2
热能
无机环境
高中生物生态系统的物质循环
碳循环图解的辨析：
D 1.在生态系统各成分中 B A为消费者，B为 分解者 ， A 生产者 非生物的物质和能量 食物链 C为 ， D为 。 食物网 含碳有机物 2.生物群落中碳以 形式存在，通过 渠道流通。碳在无机环境中主要以 CO2 形式 存在。
温室效应
1、温室气体：CO2过多 化石燃料的大量燃烧 2、CO2增多的原因 森林、草原等植被的破坏 极地冰川加速融化
3、温室效应的危害
沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产
4.缓解温室效应的措施
开发新能源 增大绿化面积
三: 物质循环与能量流动的关系
项目 形式 特点 范围 联 系
能量流动
物质循环
含碳有机物 单向流动、逐级递减
CO2 反复循环、全球性
生态系统各营养级之间 生物群落与无机环境之间 （1）同时进行、相互依存； （2）物质是能量流动的载体； （3）能量是物质循环的动力； （4）在生物群落中都以食物链（食物网）为流 动渠道
生产者
遗体和 排出物
消费者
遗体和 排出物
生物群落
分解者
食物链、食物网
化石燃料
总结：
（1）C主要以哪种化合物形式 CO2 在无机环境和生物群落间循环 （2）C在无机环境存在形式： CO2、碳酸盐 （3）C在生物体内存在形式： 含C有机物 （4）C进入生物群落途径： 光合作用 化能合成作用 （5）C在生物体之间传递途径：食物链（网） （6）C进入大气途径： ①生物的呼吸作用 ②分解者分解作用 ③化石燃料的燃烧
5.3 生态系统物质循环
一、生态系统物质循环的概念
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叫生态系 统的物质循环。
5.3生态系统的物质循环
3、动植物的遗体和排出被 产生的CO2也返回到大气中。
，
二、生态系统中碳循环的过程
4、古代动植物遗体变成的煤和石油等，被人 们开采出来后，通过 产生的CO2排放到 大气中。
二、生态系统中碳循环的过程
碳由无机环境进入生物群落的主要途径：
.
二、生态系统中碳循环的过程
碳由生物群落回到无机环境的主要途径：
固氮的途径：
• 1、高能固氮:通过闪电、宇宙射线、陨石、火山 爆发等高能固氮，其结果是形成氨或硝酸盐，随 着降雨到达地球表面。据估计，通过这种方式固 定的氮大约为8.9kg/(hm2.a)。 • 2、工业固氮，这种形式的固氮能力已越来越大。 20世纪80年代初全世界工业固氮能力为3X107t， 到20世纪末，达1X108t。 • 3、生物固氮（最重要的途径），大约为100～ 200 kg/(hm2.a)，大约占地球固氮的90%。能够进 行固氮的生物主要是固氮菌，在潮湿的热带雨林 中生长在树叶和附着在植物体上的藻类和细菌也 能固定相当数量的氮，其中一部分固定的氮为植 物本身利用。
1.﹙03年全国﹚以单位面积计，热带雨林中 残枝落叶较温带森林的多，土壤中有机物的 积累量一般是 A．热带雨林小于温带森林
B．热带雨林大于温带森林
C．热带雨林等于温带森林 D．热带雨林与温带森林无法比较
?
就整个生物圈而言,能否实现 物质和能量的自给自足
生物圈是一个开放的生态系统, 由于物质是循环运动、反复利用的，因 而可实现物质上的自给自足。但能量流 动是单向流动、逐级递减的，欲维持整 个生物圈内的能量正常流动，必须从生 物圈外的太阳不断输入能量，因此，生 物圈无法实现能量上的自给自足。
群落 （有机S）
氮循环
• 氮是蛋白质的基本成分，因此，它是一切生 命结构的原料。 • 虽然大气中氮的含量非常丰富（78%），然 而氮是一种惰性气体，植物不能直接利用。 必须通过固氮作用将游离的氮结合成为硝酸 盐或亚硝酸盐，或与氢结合成氨，才能为大 部分生物所利用，参与蛋白质的合成。因此， 大气中的氮被固定后，才能进入生态系统， 参与循环。
生态系统的物质循环例题和知识点总结
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，生态系统犹如一个复杂而精巧的机器，不停地运转着。
其中，物质循环是生态系统的重要功能之一，它确保了生命的延续和生态的平衡。
接下来，让我们通过一些例题来深入理解生态系统的物质循环，并对相关知识点进行总结。
一、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。
例如，空气中的二氧化碳通过植物的光合作用进入生物群落，然后在生物群落内部通过食物链和食物网传递，最终又通过呼吸作用、分解作用等回到无机环境。
二、物质循环的特点1、全球性物质循环不受地域和空间的限制，具有全球性。
比如，大气中的二氧化碳在全球范围内循环，海洋中的物质也会与陆地生态系统进行交换。
2、反复循环利用物质在生态系统中被反复利用，不会因为被消耗而减少。
这使得生态系统能够在相对稳定的物质基础上运行。
三、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、地表径流等过程在大气、陆地和海洋之间不断循环。
例题：在一个小岛上，年降水量为1000 毫米，蒸发量为800 毫米，地表径流为 100 毫米，那么地下水的补给量是多少？解析：降水量＝蒸发量＋地表径流＋地下水补给量，所以地下水补给量＝ 1000 800 100 ＝ 100 毫米。
2、碳循环碳在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，合成有机物；动物通过摄食获取有机物中的碳，经过呼吸作用将二氧化碳释放到大气中。
例题：如果一个森林生态系统中的植物每年固定的二氧化碳量为1000 吨，而动物和微生物通过呼吸作用释放的二氧化碳量为 800 吨，那么这个生态系统是碳汇还是碳源？解析：植物固定的二氧化碳量大于动物和微生物释放的二氧化碳量，所以这个生态系统是碳汇。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸的重要组成元素。
5.3生态系统的物质循环(共21张PPT)
。
注意：
1.物质： C、H、O、N、P、S等基本元素。
2.范围： 生物圈
3.循环： 无机环境
生物群落
4.特点： 全球性，反复循环利用。
二、碳循环的过程
思考讨论： 1 碳在自然界以什么形式存在？
2
碳是如何分别进入生产者、消费者、 分解者各个环节的？
3 碳是通过什么途径进出生物群落的？
1 碳在自然界以什么形式存在？
第3节 生态系统的物质循环
问题探讨：
为什么维持生态系统 所需大量物质，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 所消耗完？
• 你所呼出的CO2都 去了哪里？
一、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 生物群落 和 无机环境 之间往返循环利
用的过程，又称为 生物地球化学循环
2、温室效应的危害 极地冰川加速融化 沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产
3、缓解“温室效应”措施 （1）植树造林，增加绿地面积。 （2）减少化石燃料的燃烧，开发新的洁净能源。
三、物质循环和能量流动的关系
项目
能量流动
物质循环
形式 以有机物为载体
主要是无机物
特点 单向流动 、逐级递减 全球性、反复循环利用
光合作用 化能合成作用
b 进入无机环境 呼吸作用 微生物的 分解作用
小结：碳循环的特点
（1）循环形式：主要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） 与循 环有关 的活动
1.碳进生 光合作用 物群落 化能合成作用
2.碳在生物 以含碳有机物的形式通 体之间传递：过食物链（网）进行。
5.3 生态系统的物质循环
5.3 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.尝试探究土壤中微生物的分解作用。
3.说明能量流动和物质循环的关系。
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
【自主学习讨论】一、碳循环1．循环形式：在生物群落与无机环境之间主要以的形式进行。
2．过程图解3．特点：具有、循环性。
4．温室效应(1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中含量迅速增加，打破了生物圈的平衡。
(2)危害：加快的融化，导致上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
二、生态系统的物质循环的含义和特点三、能量流动和物质循环的关系1．二者是，彼此相互依存，不可分割。
2．相互关系四、探究土壤微生物的分解作用1．案例1(1)实验假设：微生物能分解落叶使之腐烂。
(2)实验设计：实验组：对土壤高温处理；对照组：。
2．案例2(1)实验假设：微生物能分解淀粉。
(2)实验设计：实验组：A烧杯中加入30 mL土壤浸出液；对照组：B烧杯中加入。
【巩固检测】1．关于碳循环的叙述错误的是()A．不依赖于水B．需要能量驱动C．产生温室气体D．具有全球性2．如图表示生物圈中碳元素的循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分，下列有关叙述正确的是()A．③过程代表绿色植物的光合作用B．A、B分别代表消费者和生产者C．⑦是温室效应的主要原因D．疏松土壤可以加快⑤过程3．如图是自然界中碳循环的示意图，图中的甲、乙、丙各代表()A．甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者B．甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者C．甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者D．甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者4．某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对植物树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。
其共同之处是：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实（B级题）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。
请据图回答：⑴生态系统的碳循环是指碳元素在_________________________之间不断循环的过程。
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。
5.3生态系统的物质循环
（3）循环的范围：生物圈（全球性，生物地球化学循环）。
全球性、反复出现、循环流动，并伴随有 （ຫໍສະໝຸດ ）特点： 复杂的物质变化和能量转化。
（5）物质循环离不开能量的驱动。
物质循环的类型
水循环；H，O
气体循环：C，N，S
沉积循环：P
生态系统中的水循环
水循环：
地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等
过程反复循环。
费者(C)。
生态系统中的碳循环
例题. 如图是自然界碳循环示意图，图中的甲、乙、丙 各代表( A )
A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者
B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者
C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者
D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
生态系统中的碳循环
（1）碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐； （2）碳在生物体内的存在形式： 含碳有机物； （3）碳循环的形式： 2； CO （4）碳进入生物体的途径： 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 ②分解者有分解作用 ③化石燃料的燃烧
生态系统中的氮循环
氮循环简略模式图
生态系统中的碳循环
碳是生物体中最基本的成分，占有机体干重的45％。 据估计，全球碳贮存量约为26X1015t，但绝大部分以碳 酸盐的形式禁锢在岩石圈中，其次是贮存在化石燃料 中。二氧化碳占大气成分的0.03%。 除了大气，碳的另一 个储存库是海洋，它的含 碳量是大气的50倍，更重 要的是海洋对于调节大气 中的含碳量起着重要的作 用。
生态系统中的碳循环
1、碳的存在形式 碳在无机自然环境中存在的形式即以CO2和碳酸 盐（石灰岩、珊瑚礁）的形式存在。 2、碳的循环形式： 碳在无机环境与生物 群落间是以CO2的形式进 行循环的。 碳在生物群落内是以 含碳有机物进行循环的。
5.3-1生态系统的物质循环(刘强) 编号：16022
5.3-1生态系统的物质循环（第1课时）编写：刘强审核：刘强使用时间：2012.5 编号：16022【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。
【重点难点】1、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。
【学习过程】一、碳循环（一）生态系统的物质循环：在生态系统中，组成生物体的等化学元素，不断的进行从到，又从__________回到的循环过程，叫生态系统的物质循环。
1．物质：组成生物体的等元素。
2．循环途径：无机环境3．范围：。
4. 特点：全球性，反复利用、循环流动，因此又叫循环。
（二）过程图解小结：1.碳元素的存在形式：①在无机环境中以和的形式。
②在生物群落中以的形式，沿渠道传递。
③在生物群落与无机环境以形式传递。
2.碳元素进入生物群落的方式：CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的作用；也有作用。
3.碳元素返回无机环境的方式①动植物的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧。
（三）温室效应1．形成原因：化石燃料短时间内大量燃烧使大气中含量迅速增加，打破了生物圈的平衡。
2．危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
3．防止和减缓温室效应的主要措施①改善能源结构，开发新能源（核能、水能等），尽量减少煤炭的燃烧量（减少CO2的来源）。
②大力推行 （增加CO 2的去路）【针对性练习】1． 生态系统的物质循环中的物质是指 （ ）A ．组成生物体的各种元素B ．组成自然界的元素C ．组成生物体的一些基本元素D ．组成生物体的蛋白质和核酸2．生态系统的物质循环的特点不包括下列的 （ ）A ．带有全球性B ．物质是指组成生物体的基本元素C ．在群落与无机环境之间循环往复D ． 在群落的各营养级之间循环往复3．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（ ）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4.科学家把“末日之钟”的时间从晚11点53分调至晚11点55分，警示气候变化构成的威胁“接近核武器的可怕水平”， “温室效应”将给人类带来灾难。
5.3生态系统的物质循环答案
第五章生态系统及其稳定性第三节生态系统的物质循环导学案年级：高二学科：生物主备人：吕艳梅[教学目标]1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
2.尝试探究土壤微生物的分解作用。
3.说明能量流动和物质循环的关系。
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
[教学重点] 碳循环的过程[教学难点] 能量流动和物质循环的关系[设疑自探]一、物质循环P100～1011．物质循环的概念(1)物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
(3)范围：生物圈。
2．特点(1)全球性——生物地球化学循环。
(2)循环性——物质可被生物群落反复利用。
二、碳循环P100～1011．循环形式(1)在生物群落与无机环境间：主要以CO2的形式进行。
(2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。
2．过程图解3．温室效应(1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。
(2)危害：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。
P103[解疑合探]一：碳是构成生命有机体的重要元素之一。
阅读教材，试以碳循环为例，思考问题。
1．碳在自然界中以CO2和碳酸盐的形式存在，在大气中以CO2的形式存在。
2．CO2的来源、去路(1)自然界中的碳元素以CO2的形式被生产者利用，通过光合作用或化能合成作用合成含碳有机物储存在生产者体内，进入生物群落。
(2)碳元素在生物群落中以含碳有机物的形式，沿着食物链、食物网往下传递，最终流向分解者。
(3)动植物的呼吸作用和分解者的分解作用，以及化学燃料的燃烧都可以把有机物分解成无机物，以CO2的形式归还大气。
(4)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？提示：打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量就会明显增多。
3．造成温室效应的原因是什么？减缓温室效应可以采取哪些措施？提示：温室效应的主要原因是化学燃料的大量燃烧以及森林草原等植被的破坏造成了大气中二氧化碳浓度的升高。
生物：5.3《生态系统的物质循环》课件(新人教版必修3)
等元素， C、H、O、N、P、S 等元素，都不断进行着 到生物群落 从 无机环境 ，又从生物群落 到 无机环境 的 循环过程， 循环过程，这就是生态系统的 物质循环 。 3.在物质循环过程中， 3.在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被 生物群落 反 在物质循环过程中 复利用；能量流动则不同，能量在流经生态系统各营养级时， 复利用；能量流动则不同，能量在流经生态系统各营养级时，是 逐级递减 的流动，而不是循环流动。 的，而且是 单方向 的流动，而不是循环流动。
• Content
生态系统的物质循环
一、生态系统的物质循环 1.概念 1.概念 物质： 等元素。 （1）物质：组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素。 循环： （2）循环：无机环境 生物群落 。 范围： （3）范围： 生物圈 。 2.特点 2.特点 (1)具有全球性 具有全球性， 循环。 (1)具有全球性，因此又称 生物地球化学 循环。 (2) 循环性 。 二、碳循环 1.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以 1.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以 的形式进行的。 二氧化碳 的形式进行的。大气中的二氧化碳能够 随着大气环流在全球范围内流动，因此， 随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有 全球性 。
一、生态系统的物质循环的概念及特点 （1）对概念的理解 生态系统物质循环的范围是指地球上最大的生态系统—— ——生 ①生态系统物质循环的范围是指地球上最大的生态系统——生 物圈。 物圈。 参与循环的物质主要是组成生物体的基本元素， ②参与循环的物质主要是组成生物体的基本元素，而不是指由 这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。 这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。 ③物质循环的具体形式是指组成生物体的基本元素在生物群落 与无机环境之间往返运动， 与无机环境之间往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量转 并不是单纯物质的移动。 化，并不是单纯物质的移动。 生态系统的物质循环离不开能量的驱动。 ④生态系统的物质循环离不开能量的驱动。
森林生态学：5_3物质循环
Biological processes
27
28
（1）蓄库：大气、海洋、岩石、生物体、土壤
大气蓄库：CO2/CO，为7.5×1011 T，占大气比例的0.0026%， 海洋蓄库：储量丰富，为3.8×1012 TC，是大气的50倍（地球 之肺），以碳酸盐或碳化物的形式存在于海洋和海洋生物体 最大碳蓄库：岩石圈，以石油、煤等化石燃料形式存在，占 地球上碳总量99.9%。
产甲烷量 (千克/头·年)
55 35 50 8 5 5 58 1.5 1.0 10-18 1-50
甲烷总量 (百万吨/年)
31.5 22.8 6.2 3.2 3.7 2.4 1.0 0.5 0.4 1.7 2-6
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植被破坏，生态系统固碳能力下降
每年森林减少，我国草原减少3% 森林的固碳能力最大：3.6×109 TC／y，贮存 482 ×109 TC， 相当于大气2/3
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• CO2控制或减排技术
纯O2输入
发电厂（煤发 电CO2产生
Oxyfuel流程中 CO2分离
储存、输送
油气井
40
• 替代燃料的发展 酒精（乙醇汽油）
2008年美国将消耗1.3亿吨 玉米（产量一半）生产乙 醇燃料！
发展能源植物（生物质能）
• 保护绿地（自然与人工生态系统）
使生态系统具有双重功能(欧洲的农田)
第一节 生态系统的一般特征 第二节 生态系统中的能量流动
第三节 生态系统的物质循环 第四节 生态系统的主要类型
1
一、物质循环的定义及特征 二、地球化学循环的类型
水循环 气体型循环 沉积型循环
2
一、物质循环的定义及特征
1.定义：
物质循环(cycle of material)：是指生态系统从大气、 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，被其它生物重复利用，最后再归还于环 境中的过程。
5.3生态系统的物质循环
-3-
第1节 细胞生活的环境 学习目标导航
一 二 三
J 基础知识 Z 重点难点
ICHUZHISHI
HONGDIANNANDIAN
D典型例题 S随堂练习
IANXINGLITI
UITANG LIANXI
二、碳循环
1 .循环形式: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。 2 .图解
-12-
第1节 细胞生活的环境 学习目标导航
一 二
J 基础知识 Z 重点难点
ICHUZHISHI
IHONGDIANNANDIAN
D典型例题 S随堂练习
IANXINGLITI
UITANG LIANXI
(3)温室效应的形成:CO2 等气体含量增加是决定地球温度及气候的关 键因素。CO2 能吸收太阳辐射的红外线。当太阳的辐射能量大量透射到地 球表面时,使地球变暖,这种热能又以红外线的形式向太空辐射,再次被 CO2 吸收,从而使大气层成为地球的保温层,引起地球平均温度上升。 (4)影响: ①气候变暖会使冰川雪山融化、 海平面上升,使一些沿海城市和国家面 临灭顶之灾; ②气候变化也改变了降雨和蒸发机制,影响农业和粮食资源的生产。 降 雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝,并使病虫害增加。
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第1节 细胞生活的环境 学习目标导航
一 二
J 基础知识 Z 重点难点
ICHUZHISHI
IHONGDIANNANDIAN
D典型例题 S随堂练习
IANXINGLITI
UITANG LIANXI
物质循环与能量流动的关系
项目 形式 特点 范围 物质循环 在无机环境和生物群落之间以无机物形式流 动,在生物群落内部以有机物的形式流动 循环往返 生物圈内,具全球性 能量流动 以有机物形式流动 单向传递、逐级递减 各生态系统的各营养 级
原创1：5.3 生态系统的物质循环
3.循环：无机环境
元素 生物群落 元素
伴随着复杂的物质变化和能量变化 4.特点：. 具有全球性，反复利用，循环流动.
【思考】
目前碳循环出现的障碍是什么？
大气中CO2含量升高。
下图是一幅1989年世界环境日主题的宣传画
温室效应的控制不只是某一个国家的事情， 为此1997年12月11日联合国在日本东京有关 温室气体的排放签署了《京都议定书》，这基 于物质循环具有__全__球__性___的特点。
本节聚焦：
➢生态系统中物质循环的过程如何？ ➢物质循环与能量流动的关系是什么？
能量流动的过程
源头：阳光 流动总能量：
生产者固定的全部太阳能 流动途径：沿食物链（网）逐级
能量流动的特点
单向流动（不循环） 逐级递减 10%——20%
生态系统依靠太阳源源不断地提供能量，而生 态系统中的物质却都是由地球提供的。
生态系统的各营养级
物质循环 元素、以无机物的形式 流动 反复利用、循环流动
生物圈
联系
1.在生物群落中流动渠道都是食物链（网）2.两者 都是相互联系同时进行。 3.物质是能量的载体，能量是物质循环的动力
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。
实例：碳循环
大气中的 CO2库
呼光
呼
吸合
吸
呼 吸
作作 用用
捕食
作
燃
用
烧
作 用
生产者（有机物）
食物链
消费者（有机物）
分解者
煤、石油
6、碳进入大气的途径？ 7、碳循环的特点?
全球性、反复循环
无 机 环 境 （CO2）
呼光
呼
吸合
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2、化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有 何影响呢？
化石燃料是地层中千百万年积存的碳元素，若在短 时间内释放出来，使二氧化碳来不及转化，同样也会 打破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。
31
探究“土壤微生物的分解作用”
1.提出问题 落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因 素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？
2.作出假设
3.制订计划 首先，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？ 如何控制这些变量？等等。其次，要确定探究的地点或场 所：在野外？还是在实验室中？第三，设计实验方案。
大气中的N2
③
①
②
⑨ ④
⑤
尿素及动植物遗
NO3- ⑧
NO3-
体
⑦
⑥
NH3
土壤中的微生物
氮素化肥
四、生物的富集作用
——指环境中的一些 污染物 （如重金属、化学农药）通
过食物链在生物体内 大量聚集
的过程。
事例：在物质循环过程中，有的物质（如DDT）不易分解，因 此通过食物链传递，在生物体内集聚，不易排出。
1、概念中的物质是指什么？
对
指组成生物体的基本化学元素（C、 H 、O、 N、 P、 S）而不是由这些元素组成的有机物。
概 2、循环过程是怎样的？
念 的
化学元素
理 3、生态系统指的是什么？(范围)
解 地球上最大的生态系统——生物圈
4、 物质循环的特点：①全球性 ②往返循环
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？
生C产者
右图为生态系统各组成 成分的关系图解示意图，
③①
②
⑦
无机D环境
请分别回答如下问题：
1、图中A、B、C、 D各指什么?
④
消A费者
⑤
2、 图中①～⑦又分
别指什么生理作用?
⑥
分B解者
线粒体、叶绿体
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
全球性
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。
6
二、生态系统物质循环实例—碳循环 参照课本P101 图5-11 思考下列问题：
1 碳是以什么形式进行循环的？
2 碳通过什么途径从无机环境进入生物群落？ 3 碳在生物群落中传递的形式是什么？
温室效应
1、温室效应? 温室气体：CO2过多
化石燃料的大量燃烧 2、CO2增多的原因 森林、草原等植被的破坏
3、温室效应的危害
极地冰川加速融化 沿海城市被淹没
农田减少，粮食减产
开发新能源 4.缓解温室效应的措施
增大绿化面积
23
二、生态系统物质循环实例--碳循环 总结：
（1）碳在自然界中的存在形式： CO2和碳酸盐 （2）碳在生物体内的存在形式： 含碳有机物 （3）碳在群落与无机环境之间的循环形式：CO2 （4）碳进入生物群落途径：绿色植物的光合作用
A、光合作用
B、呼吸作用
C、蒸腾作用
D、微生物分解作用
练习：
生产者
大气中的CO2 库
消费 者 分解者 化石燃料
(1)碳从无机环境进入生物群落的途径有：_光__合__作用和_化__能__合_成__作用。 (2)碳进入大气的途径有：_呼__吸__作__用_、__分__解__作__用_、__燃__烧_ (3)在无机环境与生物群落之间, 碳以_C__O_2_的形式循环. (4)在生物群落内部，碳通过_食__物__链__和__食__物_网__，以含__碳__有机物的形式 传递。
① 碳是如何由无机环境进入生产者
光合作用 化能合成作用
② 碳是如何由生产者进入消费者
动物摄食（捕食）
③ 碳是如何进入分解者
动植物的遗体、残骸和排泄物
还可以变成地壳中的煤、石油和天然气
4 碳是以什么形式离开生物群落的？
①各营养级的呼吸作 用；
②微生物的分解作用 （本质也是呼吸作用）
③化石燃料的燃烧
4.实施计划
5.结果分析 可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析， 得出实验结果。
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探究活动
案例1 探究土壤微生物对落叶的作用
准备土壤
准备落叶
实验组：土壤灭菌 实验组与对照组叶片 对照组：不做处理 数量与大小基本一致33
分别埋入落叶 一段时间后,检测树叶分解情况
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案例2 探究土壤微生物对淀粉的分解作用
二、碳循环---主要以二氧化碳的形式进行
大气中的CO2库
呼
呼光
吸
吸合
作
作作
用
用用
动物 摄食
动植物的遗体和排出物
厂 房 、 汽 车 等
泥碳 煤
石油
C循环的图解
化石燃料
形成石油、 天然气等
燃 烧 作 用
生产者
呼光 吸合 作作 用用
消费者
大气环境
呼 吸 作 用
分解作用
呼 吸 作 用
分解者
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小结：
（1）碳在无机环境与生物群落之间循环的形式：CO2 （2）碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐等 （3）碳在生物群落内部的存在形式：含碳有机物
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。
水循环
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。
能量流动与物质循环的关系
项目
能量流动
物质循环
物质
形式 以有机物形式流动
以无机物形式循环
特点
单向传递、逐级递减 往复循环、全球性
范围 生物群落各营养级之间
生物圈
（1）同时进行、相互依存，不可分割，能量的
联系
固定、储存、转移离不开物质的合成和分解 （2）物质是能量沿食物链（网）流动的载体
（3）能量是物质在生态系统中反复循环的动力
分解者
能量流动渠道: 食物链(网)
能量散失形式: 热能
能量传递效率: 10%～20%
能量流动的特点: 单向流动，逐级递减
分解者能给绿色植物提供_无__机__物_, 但不提供_能__量_
一、物质循环的概念
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，这就是生态系统的物质循环。
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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
20
冰川 融化
热带风暴
土地干旱
温室效应
增加植被
v植树造林、封山育林、退耕还林 v节约纸张、不践踏草坪、 v不使用一次性筷子
缓解温室效应措施
减少化石燃料的燃烧
v开发新能源，如太阳能、核能等 v节约用电 v提倡公交出行（无车日）
（4）碳在生物群落内部传递渠道：食物链（网）
碳进入生 绿色植物和蓝藻的光合作用
碳出入生物 群落的途径
物群落 少数细菌的化能合成作用
动植物的呼吸作用 碳流出生 分解者的分解作用 物群落 化石燃料的燃烧
无机环境 光合作用，化能合成作用生物群落 （CO2） 呼吸作用，微生物分解作用（有机物）
1、人们乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有 何影响呢？
硝化细菌的化能合成作用
（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 （7）分解者的分解作用实质：呼吸作用
知识链接：（8）与碳循环密切相关的生理作用：光合作用、呼吸作用
（9）与碳循环密切相关的细胞器： 叶绿体、线粒体
三、其他物质循环
4 碳是以什么形式离开生物群落的？
1 碳是以什么形式进行循环的？
① 无机环境中的碳存在形式
CO2、碳酸盐
② 生物群落中的碳存在形式
含碳有机物
③ 碳循环的主要形式
CO2
2 碳通过什么途径从无机环境进入生物群落？
绿色植物的光合作用
硝化细菌的化能合成作 用
3 碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的？
A
B
制备土壤浸出液
浸出液静置一天
加
加
斐
碘
林
酒
试
剂
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一段时间后,检测淀粉的分解情况
使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤
中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自
农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需
要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
P101旁栏思考题 大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳， 因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头──温室气 体的排放。
由于生物的富集作用是沿着 食物链
进行富集的，
所以，生物营养级越高，物质富集量 越大
。
P104基础题
练习
1.（1）√；（2）╳。
2.A。3.B。
4.提示：是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境