生态系统的物质循环

1、名师点拨C学科：生物教学内容：生态系统的物质循环开蜡孕习【课前复习】应该复习巩固“绿色植物的光合作用”和“细胞呼吸”以及“人和动物在学习新课前体三大营养物质代谢”等知识，及时复习生态系统的成分及结构和能量流动的知识，使学习 物质循环的新知识与这些学过的知识间建立有机的联系。以利于知识的理解和掌握。温故会做了，学习新课才能有保障生物界中最基本的物质代谢和能量代谢是新陈代谢B.光合作用C.细胞呼吸D.蒸腾作用解析：新陈代谢包括物质代谢和能量代谢，是生物体内一切有序的化学反应的总称。细 胞呼吸是将生物体内的有机物分解，能量释放的过程。蒸腾作用是水分以气体状态从体内散 发到体外的过程。这三种生理活动都

2、涉及到物质代谢和能量代谢，但都不是最基本的。只有 光合作用，可以利用光能，将光能贮存在有机物中，为能量代谢提供基础。可以将无机物转 化为有机物，为物质代谢提供基础。因此，光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代 谢。下列各项中不属于光合作用意义的是把无机物制造成有机物B.把光能转变成化学能C.吸收CO2放出O2D.是生命的基本特征解析：根据光合作用的概念可知，A、B、C都属于光合作用的意义。只有D不是，生命 的基本特征应是新陈代谢。根据图861不完整的细胞呼吸示意图，解答下列问题：图 861填出图中方格内的物质名称。从图中选择有关的字母，填在题的横线上。有氧呼吸的途径是;细胞呼吸过程中产生能

3、量最多的是 阶段；细胞呼吸过程中能产生氢的阶段是;氧气参与 阶段的化学反应。在下列横线上填出相应内容：A与B阶段的反应属于，其反应式是。A与E阶段的反应属于，其反应式是。有氧呼吸的反应式为。答案：（1）丙酮酸 （2）AfCDDACD（3）无氧呼吸 C6H12O6酶2C3H6O3+能量无氧呼吸C6H12O6 酶2C2H5OH+2CO2+能量CH O +6H O+6O 酶 6CO +12H O+能量6 12 62222知新 一先看 书，再来做一做 物质循环：在生态系统中，组成生物体的 P、S等化学元素，不断进行着从 到，又从生物群落回到无机环境的循环过程。碳循环的形式碳在生物群落与无机环境之间的循

4、环主要以 的形式进行的。碳循环的途径无机环境中的碳主要通过 进入生物群落；生物群落中的碳主要通过 回到无机环境。生物群落中的碳是通过 和来传递的。碳循环的特点无机环境中的碳可以被生物群落利用;大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内运动，碳循环具有。能量流动与物质循环的关系（1）两者的不同特点在物质循环的过程中，无机物中的物质可以被生物群落;能量在流经生 态系统各个营养级的时候是 的，且运动是 的，不是循环的。（2）联系物质作为能量的，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为 ，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。【学习目标】理解生态系统物质循环的概念。理解碳循环的过程。理解和应

5、用能量流动和物质循环的关系。【基础知识精讲】课文全解：本小节内容包括三部分：物质循环的概念；碳循环；能量流动与物质循环的关系。关于物质循环的概念，教材首先通过两个富有启发性的问题：地球为什么能源源不断地 为生物提供各种物质呢？为什么我们并没有感觉到大气中的氧气减少呢？把我们引入学习的 主题，接着利用前面学过的生物学知识，概括性地讲述了物质循环的概念。特别强调性地指 出：物质循环带有全球性，所以，物质循环又叫做生物地球化学循环。关于碳循环，是本小节的重点内容。教材先用一串彩色图片，展示了生物圈中碳循环的 全过程，直观形象地把我们带入了茂密的森林、辽阔的草原、蓝色的天空、沸腾的工厂，以 感受碳循环

6、过程的丰富性与复杂性，紧接着详细而精辟地讲述了碳循环的形式、过程和范围。 在过程中，教材紧紧围绕刚学过的生态系统的成分与营养结构，说明生产者（绿色植物），把大气中的二氧化碳和水合成糖类等有机物被消费者利用，生产者和消费者又通过细胞呼吸把 二氧化碳释放到大气中，生产者和消费者的遗体又被分解者所分解利用，所产生的二氧化碳 也返回到大气中。然后，教材直接指出生物群落中的碳和无机环境中的碳形成了循环回路。 同时，教材还采用事物是普遍联系的哲学观点，讲述了古代的动植物遗体变成煤和石油，被 人们开采后燃烧产生的二氧化碳也放回到大气中。自然而然地推导出了生态系统中碳循环的 主要形式是二氧化碳气体，同时也阐明

7、了碳循环具有全球性的原因和物质循环又叫“生物地 化循环”的理由。最后，教材以较长的篇幅，用“温室效应”的形成与危害强调指出了人类 活动对碳循环的影响；以“物质循环”与“能量流动”相比较的形式总结性地说明了无机环 境中的物质可以被生物群落反复循环利用。关于能量流动与物质循环的关系和作用，教材先站在生态系统的角度概括地指出：二者 是生态系统的主要功能。接着分析了二者的关系。即：二者是同时进行，相互依存，不可分 割的统一整体。综上所述，本节知识结构如下：物质循环的概念 碳循环问题全解：113.怎样理解生态系统物质循环的概念及范围？（见课文全解第二段）114 .碳循环的形式和过程如何？（见课文全解第三

8、段）115. “温室效应”是如何形成的？又有哪些危害？在生态系统中，组成生物体的C、H、0、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境 到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。因此， 物质循环具有往复性和全球性的特点。以碳循环为例，物质之所以循环运动，取决于生产者 的光合作用（碳元素的输入）和各营养级生物及分解者的细胞呼吸（碳元素的输出）等生理 过程的平衡（图8-6-2）。但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等化石燃料， 使地层中经过千百万年积存的碳元素在很短时间内释放出来。再加上人类乱砍滥伐，使森林 等植被面积大幅度萎缩，打破了生物圈中碳循环的平衡

9、，使大气中二氧化碳的含量迅速增加。 这样，太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二 氧化碳等物质所吸收，从而引起大气变暖的效应，即“温室效应”。大气中的二氧化碳就像 一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。见图863。消费者一（分解者生岗图 864图 863温室效应对生物圈和人类社会都有着不可忽视的影响。荒漠将扩大，土地侵蚀加重，森 林退向极地，早涝灾害严重，雨量将增加7%11%,由于气温升高，会加快极地冰川的融化， 导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存，尤其对沿海发达城市构成威胁。116 .生态系统的能量流动和物质循环有怎样的区别与联系？能量流动和

10、物质循环是生态系统的主要功能，二者具有不同的特点。在物质循环过程中， 无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，即具有循环性，因此生物圈是一个在物质上自 给自足的系统；能量流动则不同，能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的， 而且运动是单向的，不是循环的。尽管能量流动和物质循环具有不同的特点，但是二者又有着密切的联系：能量流动和物 质循环是同时进行的，二者均始于生产者通过光合作用合成有机物固定太阳能，然后沿着共 同的渠道一一食物链（网）一起运行；彼此相互依存，不可分割。因为能量的固定、储存， 转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程，物质作为能量的载体，使能量以含碳有机物 中化学能的形

11、式沿着食物链（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，生态系统的各组成成分：非生物的物质和能量，生产者、消费者、分 解者，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，从而相互作用、相互影响， 形成一个四位一体的统一整体一一生态系统。（如图8-6-5）呼吸图 865【学习方法指导】本小节的学习可采用“图解分析、归纳法”来对本节的重点“碳循环”的过程进行学习， 对物质循环与能量流动的关系可采用“列表比较法”从二者的“形式、特点、范围、联系” 等诸多方面进行比较学习并掌握之。【知识拓展】生态系统物质循环的3种主要类型（1）水循环在生态系统中，水是以液态、固

12、态、气态这3种形式存在的。海洋、湖泊表面的水不断 蒸发，变成水蒸气。水蒸气在空气中遇冷凝结又成为降雨。这些降雨一部分直接又落回江河 湖海，而另一部分则落到陆地。落到陆地的这部分降雨，一些被植物吸收，另一些则渗入地 下，成为地下水，地下水最终又缓慢流入海洋。而植物吸收土壤中的水分后，又通过蒸腾作 用，将水分子送回大气中。动物则直接饮用河流、湖泊中的水，并从食物（植物或动物）中取 得一部分水，最后通过分泌、排泄等活动把水分还回给环境。这就是生态系统中水循环的大 致过程。气体型循环气体型循环主要有碳元素的循环、氮元素的循环和氧元素的循环。这里，我们主要介绍 一下碳元素的循环。呼吸的重点是吸入氧气而呼

13、出二氧化碳气体，而植物除了呼吸以外，还可以进行光合作 用，“吸入”二氧化碳气体，而“呼出”氧气。空气中的二氧化碳被植物“吸入”后变为糖 类，大部分用于植物生长，而少部分通过细胞呼吸被送还给大气。动物们则是通过食物链摄 食碳元素，其中也有一小部分用于呼吸，大部分用于自身的生长。最后那些没有被捕食的动 植物死掉后，尸体被分解者(如真菌)分解，将当初用于自身生长的碳元素也全部以二氧化碳 的形式放还给大气。以上就是碳循环的主要途径。沉积型循环磷循环、硫循环，及钙、钾、钠、镁的循环都为沉积型循环。下面以磷循环为例，介绍 一下沉积型循环。沉积岩中的磷酸盐因风化、侵蚀等作用而溶于水中，进入土壤或海洋。植物可

14、以从土壤 中直接吸收磷酸根离子，用于合成自身的一些物质，然后再通过食物链将磷传递给植食动物、 肉食动物，最后这些动物的尸体被分解者分解，磷又重新回到环境中，“等待”再次被植物 吸收。以上是磷在陆地生态系统中的情况。以上我们提到，岩石风化后，一部分磷酸盐进入 土壤，而另一部分磷酸盐则进入海洋。进入海洋生态系统的磷酸盐也相继被浮游植物、浮游 动物等吸收。但这些动植物死后，尸体沉入海底，只有小部分可被分解继而“等待”植物的 再次吸收，而大部分尸体还未来得及被分解就被淤泥与海沙所覆盖，最终在海底长期积存下 来，于是这部分磷就暂时脱离了循环，磷循环也因而被称为不完全循环。直至下次海平面的 变迁，这部分磷

15、才能“重见天日”。【同步达纲训练】生物地化循环是指：组成生物的基本元素在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动在生态系统的碳循环中，把CO2释放到大气中有多种形式，其中起主导作用的是植物和动物的细胞呼吸化石燃料的燃烧作用分解者对有机物的分解作用。.化工厂对碳酸盐的分解作用图8-6-6为生态系统各组成成分的关系图解示意图，请分别回答如下问题：图 866图中A、B、C、D各指什么？图中又分别指什么？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

16、大气中的生物是A.分解者B.植食动物C.肉食动物D.绿色植物与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是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核糖体和高尔基体生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是A.光合作用B.细胞呼吸C.蒸腾作用D.微生物的分解作用下列有关生态系统功能的叙述中，不正确的是能量只能由较低营养级流向较高营养级食物链中的营养级可以是无限的能量流动和物质循环可以较长时间地保持动态平衡生态系统中的能量最终以热能形式散失到环境中我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳素循环如图867,箭头和字母 分别表示碳素传递的方向和转移量。下列选项正确的是图 867A.夏季，

17、ab + c + eB.秋季，e + fVgC.春季，g=b + e + fD.冬季，dc + f在我国南方某地区建立了 “桑基鱼塘”农业生态系统，获得了猪、鱼、蚕和粮全面 丰收。图868为该生态系统的物质循环和能量流动示意图。请根据图回答:该生态系统所需的能量来自。该生态系统的生产者是。该生态系统中除了已知的生物种类外，还必须有 等生物作为率0在该生态系统内，物质经多次重复利用，提高了该生态系统是根据 原理建立的。请根据图869填空。图 869 图中B为 气体。如果B物质进入C内，可能进行的反应式是C到B的物质流向。可以通过一一这两种方式来完(3)中，要变成氨基酸，要变成甘油和脂肪酸，才能被

18、生物E吸收利成。(4)生物D被取食进入生物E的要变成葡萄糖，用，这个过程叫做。生物E用于飞翔、捕食等生命活动的能量最终来源于图中 要使上图的生态系统长久维持下去，还必须有 的存在。三第清做完僵此后再肯笞皋！参考答案解析：生物地化循环是生物地球化学循环的简称。指的是最大的生态系统（生物圈） 中的物质循环，是组成生物体的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运 动。这种运动带有全球性，它不局限于陆地生态系统，更不局限于生物群落体内，也不同于 能量在流经各营养级时逐级递减的过程。答案：D解析：本题是较深层次的理解性问题。碳酸盐属于岩石圈的碳源，而岩石圈的碳源 和千万年沉积的化石燃料的碳源，活动缓慢、循环周期长，基本上属贮存碳库。分解者分解 作用又是相