5-3生态系统的物质循环（学案）

实验中学高二理科生物学案，编写：黄银翅，审核：陈明丽、陈艳飞、关土燕

（学案16）5-3生态系统的物质循环（教师用）

【学习目标】

1．以碳循环为例，分析生态系统的物质循环。(重点) 2．说明能量流动和物质循环的关系。（难点） 3．关注碳循环平衡失调和温室效应的关系。 【知识点梳理】

一、生态系统的物质循环 （一）概念（可从3方面理解） 1、物质：组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素。 2、循环：无机环境 生物群落 3、范围： 生物圈 2、具有循环性。

（二）特点：1、具有全球性，因此又称 生物地球化学 循环。 二、实例——碳循环

（一）无机环境中存在的形式： CO2 和 碳酸盐 。 （二）生物群落中主要存在形式： 有机物 。 （三）无机环境与生物群落之间的循环形式（如图）

① 光合作用 ， ② 呼吸作用 ， ③ 植物(生产者) ，④ 动物(消费者) ， ⑤ 呼吸作用 ， ⑥ 分解者的分解作用

注意：1、大气中的碳元素进入生物群落，是通过的 光合作用 或 化能合成作用 而实现的。

2、碳在生物群落和无机环境之间循环是以 CO2 的形式进行的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠 食物链和食物网 ，传递形式为 有机物 。

3、大气中CO2的来源有三个：

一是 分解者 的分解作用；二是动植物的 呼吸作用 ；三是 化石燃料 的燃烧。 4、实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是 生产者 和 分解者 。 5、碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递方向是 双向 的，其他各成分间的传递是 单向 的。

（四）特点：具 全球 性，可 反复 利用。

（五）温室效应与气候变暖: 主要是因为 大气中CO2含量迅速升高，打破了生物圈碳循环的平衡。 1、大气中CO2含量持续增加的原因：

（1）工厂、汽车、轮船等对 化石燃料 的大量使用，向大气中倾放大量的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、影响：（1）气候变暖会使冰川雪山融化，导致 海平面 上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。（2）由于气候变化，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。

3、缓解措施：（1） 植树造林，增加绿地面积 。（2） 减少化石燃料的燃烧 。

（3） 开发清洁能源。

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三、能量流动与物质循环的关系 项目 形式 特点 范围 能量流动 以有机物为载体 单向传递、逐级递减 生态系统各营养级 同时进行、相互依存，不可分割： 联系 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 食物链（网 ） 流动的载体； ③能量是物质在生态系统中往复循环的 动力 物质循环 无机物 往复循环 生物圈（全球性） 图示 四、物质循环过程中的生物富集作用

（一）概念：是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积累的过程。 （二）富集物特点：化学性质 稳定 不易被分解；在生物体内 积累 而不易排出。 （三）富集过程：随着食物链的延长而不断加强，即 营养级 越高，富集物的 浓度 越高。 （四）危害：有害物质的浓度通过 生物富集 作用增高，会对人体或动物造成危害。

【思考感悟】生物圈是一个在物质和能量上自给自足的生态系统。那么地球上所有生态系统都是一个自给自足的生态系统吗？

不是。例如，农田生态系统、城市生态系统等都需从外界输入物质和能量。 五、探究土壤微生物的分解作用(P102-103) 项目 实验假设 实验设计 实验组 对照组 自变量 实验现象 案例一 微生物能分解落叶使之腐烂 对土壤高温处理 对土壤不做任何处理 土壤中是否含微生物 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 案例二 微生物能分解淀粉 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 B烧杯中加入30 mL蒸馏水 是否含有分解淀粉的微生物 A A1 A2 B B1 B2 结论 微生物对落叶有分解作用 2

不变蓝 产生砖红色沉淀 变蓝 不产生砖红色沉淀 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉

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【基础训练】

1、生态系统的物质循环的特点不包括(

D

)

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 2、在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生理作用是（ A ）

①光合作用； A、①②④

②呼吸作用； B、①③④

③蒸腾作用； C、②③④

④化能合成作用 D、①②③

3、从物质循环的角度看，人体内的碳元素究其根源是来自（ D ）

A、食物中的碳 C、燃料中的碳

B、大气中CO2的碳 D、非生物环境中的碳

4、火灾常给森林带来较大危害，但是某些国家有时对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是（ C ）

A、消灭森林病虫害

B、刺激树木种子萌发 D、提高森林的蓄水能力

C、加速生态系统的分解过程

5、下列关于生态系统能量流动和物质循环关系的叙述中，不正确的是( ．

D

)

A．二者是密切联系的两个过程 B．在能量流动过程中，物质是能量的载体

C．能量是物质循环的动力 D．从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统 6、下图是自然界碳循环的简图，据图分析下列叙述错误的是 A．甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者

B．①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中 C．④表示大气中CO2进入生物群落的主要途径 D．碳元素以无机物形式在丙→乙→甲所示的渠道流动 7、某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组是(

(

D

)

A

)

A．土壤不做处理，自然状态 B．土壤进行处理

C．排除土壤微生物的作用 D．尽可能避免改变土壤理化性质 8、（2007广东理基44）下列选项中，由温室效应所产生的影响是（ A ）

A、永冻土融化，造成冻土区域内公路的破坏 B、水体富营养化，对近海生态环境造成一定的污染 C、酸雨加剧，对森林生态系统造成严重破坏 D、臭氧层破坏，使全球皮肤癌患者数量增加 9、、（2008青岛模拟）分析下面有关生态系统碳循环、人体体液中物质交换的示意图，以下说法正确的是（

C ）

A、乙图中的d是生态系统中的主要成分 B、人体O2浓度最高的是甲图中的b

C、人体发生过敏反应时，甲图中的a增加导致组织水肿 D、因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是乙图中的b所处的营养级

10、利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌

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种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解。由此推知，该反应器( A．能够实现物质循环 B．主要处理有机污染

B

)

C．可看做一个小型生态系统 D．存在能量输入、传递、转化和散失

11、 (2012·东城区模拟)右图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是( ．

A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用 B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多 C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递 D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用

12、这是生态系统中碳循环的简明示意图，如图所示，请根据图回答下列问题：

A

)

(1)图中缺少的一个重要箭头是 从大气中的CO2库到绿色植物。 (2)A过程是 分解者 的 分解 作用，这一过程有 有氧呼吸 和 无氧呼吸 两种类型。 (3)与A过程本质相同的有 B、C 过程(用图中字母代号表示)。

(4)碳在无机环境中以 CO2或碳酸盐 形式存在，而在无机环境与生物群落之间以 CO2 形式进行循环。碳循环始终与 能量流动 结合在一起进行。

(5)生态系统的四种成分通过 物质循环 和 能量流动 紧密联系在一起而形成一个整体。 13、生态系统的物质循环是由各种成分参与的，它们各自起着相应的作用，为了探究各成分的作用，设计了如下实验。回答下列问题： 锥形瓶编号 第一步 第二步 第三步 等量金鱼藻 1 2 每个锥形瓶中加入等量的清水 等量金鱼藻、金鱼、河泥 3 每个锥形瓶封口后，放在光照下，观察记录 (1)为了探究消费者在物质循环中的作用，2号锥形瓶第二步应如何处理？ 等量金鱼藻、金鱼 (2)用仪器测量1号和2号锥形瓶中CO2浓度变化，会发现1号锥形瓶 下降 ，2号锥形瓶 变化较小 (3)通过上述实验说明消费者能够 加快物质循环 (4)2号和3号锥形瓶内的金鱼相比较，哪个生存时间更长？为什么？

3号，河泥中的分解者会分解金鱼粪便供金鱼藻利用，所以维持时间更长

(5)2号和3号锥形瓶对比能否说明“分解者”是物质循环中必不可少的？若不能，应如何设置？ 不能，另设一组对照，加入烘烤过的杀死微生物的河泥，其他条件与3号相同

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o35r.html