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第十六课时 第3 节 生态系统的物质循环
【课标点击】
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。
学习重点 ：分析生态系统的物质循环。
学习难点 ：说明能量流动和物质循环的关系。
【自主探究】
1、 学海导航：
知识点 观察与思考 归纳与结论
碳循环1.物质循环的概念2碳循环 1.物质循环的范围2.物质循环的“物质”指什么？3.物质循环的特点 1.在生态系统中，组成生物体的 等化学元素，不断的进行从无机环境到 ，又从__________回到无机环境的循环过程，叫生态系统的物质循环。2. 物质循环的特点是一方面具有 ，另一方面可以被生物群落 利用。
4.观察图5–11思考⑴碳在自然界中的主要存在形式⑵碳是如何分别进出生产者、消费者、消费者各个环节的（以什么形式、通过那种生命活动、形成那些产物等）？ 3.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以 的形式循环的。4.碳从无机环境进入生物群落通过 作用或 作用，从生物群落进入无机环境通过 ，在生物群落之间主要以 的形式通过 或 传递。
5.温室效应的成因，引导学生发表自己的观点 温室效应形成的主要原因是大量化石燃料的燃烧，打破了生物圈中 的平衡，使大气中 含量迅速增加造成的。
实验：探究土壤微生物的分解作用 仔细阅读思考探究性实验与验证性实验的区别 探究性实验的一般步骤（1） （2） （3） （4） （5）
能量流动和物质循环的关系 阅读课文找出二者不同点及联系 不同点：物质循环的特点是 ， 能量循环的特点是 。联系： 物质作为能量的 ，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为 ，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往复。
2、 精析：
〖例1〗我国北方处于稳定状态的某森林
生态系统，其碳循环如右图，箭头和字母分别表
示碳元素的传递方向和转移量。下列选项正确的是 a b d
A.夏季,a﹥b﹢c﹢e B.秋季,e﹢f﹤g g
C. 春季,g﹦b﹢e﹢f D.冬季,d﹥c﹢f c
e f
c
解析：我国北方的夏季昼长夜短，气温较高，生产
者同化作用占优势，生长较快，因此a﹥b﹢c﹢e ；在秋季，植物的遗体、残枝、败叶相对增多，动物粪便增多，而土壤中的微生物数量相对稳定，由于气温变低，土壤中的微生物代谢变缓、繁殖变慢，因而e﹢f﹥g ；在冬季，动物呼吸作用加强以维持体温，即d值增大，而动物可摄入的有机物相对减少，即c值减少，可能的关系是d﹢f≤c。
答案：A
〖例2〗
右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气， C
请据图回答问题
（1）此生态系统的能量流动是从〔 〕 固 D
定太阳能开始的。
（2）碳元素在大气中与A、B、C、之间的流动是以 A B
形式进行的，在生态系统的各成分中，A为 ，B为 。
（3）图中D～C过程是通过 作用实现的，C～D过程是通过 作用实现的，B～D过程是通过 作用实现的。
（4）生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以 形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以 的形式循环。
（5）碳循环的同时一定伴随着 。
解析：在生态系统中，碳元素主要以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间循环，始终伴随着能量流动，而生态系统的能量流动是从绿色植物的光合作用开始的，并进入生物群落随食物链而流动。生物群落中的碳是以二氧化碳的形式返回到大气中，但其中一部分碳则以化石燃料的形式储存于地层中。
答案：（1）C 生产者 （2）二氧化碳 消费者 分解者 （3）光合 呼吸 分解
（4）化石燃料 二氧化碳 （5）能量流动
【自我诊断】
●基础题
1.切断下列哪一过程，生态系统中的碳循环将会停止( )
A．化石燃料的燃烧 B.微生物的分解作用 C．动物的细胞呼吸 D.绿色植物的光合作用
2.（2003年高考江苏卷）火灾常给森林带来较大危害，但是在某些国时对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度地人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要
目的是（ ）
A.消灭森林病虫害 B.刺激树林种子萌发
C.加速生态系统的分解过程 D.提高森林的蓄水能力
3．图示生态系统中a, b, c三类微生物参与碳循环和氮循环的部分过程，下列说法错误的是（ ）
A．a, c过程可增加土壤肥力
B．硝化细菌可参与c过程
C．参与b过程的生物属于异养厌氧型生物
D. b过程导致土壤肥力下降而对氮循环不利
4.在自然生态系统中，物质是能量的载体。下列叙述正确的是（ ）
A．能量可驱动物质循环 B．物质和能量可循环利用
C．能量只能在食物链中流动 D．能量和生物数量金字塔均可倒置
5.在适宜的温度光照条件下，在同时盛有水生动物和植物的养鱼缸中，当处于下列哪一种情况时，整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡 （ ）
A．动物的呼吸作用等于植物的光合作用强度
B．动物呼吸作用吸收的氧气等于植物的光合作用释放的氧气
C．动物、植物和微生物的CO2输出量等于植物光合作用CO2的吸收量
D．动物CO2的输出量等于植物CO2的输出量
6．在碳循环过程中，使无机环境和生物群落相联系的生理作用是 ( )
①光合作用 ②蒸腾作用 ③呼吸作用 ④化能合成作用
A．①②③　　　　B．①③④　　　C．①②④　　　　D．①②③④
7．右图某生态系统部分物质循环的简图，其中F表示非生物的物质和能量。下列各项正
确的是（ ）
A．若F为大气中的CO2，则碳元素在图中
①②③④过程中均以CO2形式传递
B．若F为大气中N2，则②过程不存在，
①过程中表示固氮蓝藻的固氮作用
C．若F为大气中的SO2，则图解可表示硫循环，造成酸雨的主要原因是③过程的加剧
D．若F为无机环境中的NH3，则②过程一般不存在，①过程可表示硝化细菌的化能合
成作用
8. 下列说法不正确的是( )
A．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　　　　　 B．生态系统的物质循环是物质在整个生物圈的循环　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 C．组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都能在生态系统中循环　　　　　　　　　　 　 D． 物质循环和能量流动没有任何联系
9.生态系统的物质循环，其物质是指.（ 　　）
A.细胞中的蛋白质和核酸 B. 组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素
C.组成生物体的各种元素 D.组成细胞的各种化合物
10．下列哪一项不是维持大气中CO2含量平衡的因素 （ ）
A．火山爆发、岩石风化B．食物链的传递C．有机物的分解D．含碳物质的燃烧
●拓展题
11．据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是
排泄物、杂屑（肥料）
太阳辐射
秸秆 粪屑 杂屑
籽实
（饲料）
产品输出 产品输出 产品输出
A.物质经过多级利用，实现了良性循环
B.每一级生产环节都获得产品，提高了经济效益
C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
12．下图是生态系统种碳元素循环模式图。图中的箭头表示这种元素的循环利用，但图中缺少了一个重要生理过程，据图回答下列问题：
CO2
① ② ③
O2 A B C
④ ⑤
动植物遗体和排泄物
D 煤和石油
（1）A、B、C、D各是什么生物？
A B C D
（2）写出①～⑤所示过程的名称
① ② ③ ④ ⑤
（3）图中缺少的生理过程是 。用箭头在图上表示。
（4）参与过程④的生物种类有 。这些生物的新陈代谢类型：同化作用方式属于 ，异化作用方式属于 。
（5）由此可见，生态系统物质循环具有以下特点:
① 　　　　　　　　　　　　　　 。
　② 。
13. 给你下列材料用具，请你设计一个实验，探究土壤微生物是否对淀粉有分解作用。
材料用具：土壤，纱布，烧杯，试管，酒精灯，淀粉糊，斐林试剂，蒸馏水，清水。
（一）补充实验步骤：
（1）制备含微生物的土壤浸出液；
（2）
（二）预测可能的实验现象及结论：
相关链接
能量流动和物质循环的关系
关于生物系统的能量流动和物质循环的关系，可以概括为右图(物质循环以碳循环为例)(图8－12)：
二氧化碳是影响地球能量平衡的一个重要方面。能量主要以光的形式到达地球，其中大部分被吸收，并通过各种方式转化为热量，热量最后以红外(热)辐射形式从地球再辐射出去。在大气层中，二氧化碳对光辐射没有阻碍，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进来容易出去难。大气中的二氧化碳越多，对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大，从而使地球温度升高得越快，这种现象就叫做温室效应。
科学家预测，今后大气中二氧化碳增加1倍，全球平均气温将上升1.5℃～4.5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此，气温升高不可避免地使极地冰层部分融解，引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1m，直接受影响的土地约5×106km2，人口约10亿，耕地约占世界耕地总量的1／3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入，沿海海拔5m以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1／2。一部分沿海城市可能要迁入内地，大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。同时，对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后，会造成江水水位抬高，泥沙淤积加速，洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，目前正在推进制订国际气候变化公约，减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。
大 气
动物物物
植物五
土壤中的微生物
作物
蚯蚓
食用菌
家畜
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