第5章 第3节　生态系统的物质循环

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第3节
生态系统的物质循环
物质循环及其实例——碳循环
1．对物质循环的理解
C、H、O、N
无机环境
(1)概念：组成生物体的______________、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_________
的循环过程。物质循环又叫__________________。
化学元素
(2)循环的物质：组成生物体的_________。
(3)循环过程：无机环境 __________。
生物地球化学循环
生物群落
(4)特点
1)_______。
全球性
反复
2)循环流动，物质可被_____利用。
2．碳循环
(1)循环形式：在生物群落与无机环境之间主要以_________
二氧化碳
的形式进行。
(2)过程(见图 5－3－1)
图 5－3－1
(3)温室效应
CO2
碳循环
1)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。
极地和高山冰川
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。
海平面
【探究与学习】在 2012 年 3 月 26 日，全球 134 个国家地
区加入“熄灯一小时”的活动，低碳节能环保已成为人们生活
的指标和方向，请根据你所知道的知识，指出日常生活中的碳
分别是以什么形式存在？
(1)无机环境中：__________、碳酸盐等。
(2)生物群落中：__________。
(3) 碳从无机环境进入生物群落的途径：主要是
__________________。
(4)碳在无机环境和生物群落之间的循环形式：__________。
【答案】(1)CO2
(2)有机物
(3)光合作用
(4)CO2
生物圈(全球性)
生态系统的④ _________
范围
往复③_____
②_________、逐级递减
特点
基本化学元素
以①_______为载体
形式
区
别
物质循环
能量流动
项目
能量流动和物质循环的关系
有机物
单向流动
循环
各营养级
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)物质是能量沿食物链(网)流动的⑤_____
(3)能量是物质在生态系统中往复循环的⑥ _____
【探究与学习】下列有关生态系统能量流动和物质循环的
叙述中，不正确的是(
)
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着食物链进行的
载体
动力
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
【解析】在生态系统中，能量流动和物质循环都是沿着食
物链和食物网进行的，二者紧密联系在一起。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，物质的循环
利用离不开能量的利用，但能量流动是单向、不循环的。
【答案】D
物质循环的概念和特点
1．对物质循环的概念的理解
(1)物质循环所指的物质主要是指组成生物体的基本元素，
而不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等具体形态的
物质。
(2)物质循环所指的循环是指组成生物体的基本元素在生物
群落与无机环境之间的循环过程。
(3)生态系统的物质循环离不开能量的流动。
2．碳循环传递的过程
(1)碳元素进入生物群落的方式
通过植物的光合作用或化能合成作用。
(2)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化学燃料的燃烧。
注：碳循环在无机环境与生产者之间是双向的，生产者和
分解者是连接无机环境与群落的桥梁。
【例 1】若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，
丁代表无机环境。图中能正确代表甲、乙、丙、丁在碳循环中
的关系的是(
)
【名师点拨】甲与乙、甲与丙、甲与丁之间是双向循环，
乙和丙产生的 CO2 返回丁中。
【答案】B
【变式训练 1】从碳循环的角度看，人体内有机物中的碳元
素究其根源是来自(
)
A．食物中的碳
B．B．大气中 CO2
C．燃料中的碳
D．非生物环境中的碳酸盐
【答案】B
探究土壤微生物的分解作用
1．实验背景
土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的
放线菌，数量是极其繁多的，这些微生物属于分解者，可以将
其他生物的遗体或粪便分解掉。
案例 1 案例 2
实验假设 微生物能分解落
叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验
设计 实验组 对土壤高温处理 A 杯中加入 30 mL 土壤浸
出液
对照组 对土壤不做任何
处理 B 杯中加入 30 mL 蒸馏水
自变量 土壤中是否含微
生物 土壤中是否含有分解淀粉
的微生物
2．土壤微生物分解作用的探究过程
实验现象 在相同时间内实
验组落叶的腐烂
程度小于对照组 加入
碘液 A1 不变蓝
B1 变蓝
加入
斐林
试剂 A2 产生砖红
色沉淀
B2 不变色
结论分析 微生物对落叶有
分解作用 土壤浸出液中的微生物能
分解淀粉
此实验中，实验组和对照组的设置要求
①作为探究试验，对照组不做处理，保持自然状态。
②实验组要进行灭菌处理，遵循单一变量原则。
【例 2】某同学设计了探究土壤微生物的分解作用的实验，
对照组的土壤应设计(
)
A．不做处理，自然状态
B．作高温灭菌处理
C．排除微生物的作用
D．尽可能避免理化性质的改变
【名师点拨】探究土壤微生物的分解作用的实验中，对照
组的土壤不做处理，保持自然状态。实验组的土壤要进行处理，
以排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的
改变。
【答案】 A
)
中，自变量是(
A．有无淀粉
B．有无土壤微生物
D．有无还原糖
C．溶液颜色的变化
【变式训练 2】探究土壤微生物对淀粉的分解作用的实验
【答案】B
※温室效应
1．大气中 CO2 含量持续增加的原因
(1)工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用，向
大气中排放大量的 CO2。
(2)森林、草原等植被被大面积的破坏，如对森林的不合理
砍伐、毁林开荒，对草原的过度放牧、过度开垦等，大大降低
了植被对大气中 CO2 的调节能力。
2．温室效应的影响
(1)气候变暖会使冰川和雪山融化，海平面上升，使一些沿
海城市和地区面临灭顶之灾。
(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。
3．防止或减缓温室效应的主要措施
(1)改善能源结构，开发新能源(风能、水能等)，尽量减少
煤炭的燃烧量(减少温室气体的来源)。
(2)大力推行植树造林活动(增加温室气体的去路)。
1．(2012 年河南焦作期末统考)下列关于碳循环的说法中，
正确的是(
)
A．森林生态系统中的碳可以自给自足
B．根瘤菌可以固氮，和绿色植物一样属于生产者
C．碳在不同营养级生物之间传递时，可以没有能量参与
D．不是只有绿色植物可以将 CO2 转化为有机物
【解析】除绿色植物外，硝化细菌可以利用化能合成作用，
使 CO2 转化为有机物。
【答案】D
2．(2012 年山东临沂期末统考)节约能源，减少二氧化碳排
放是实现“低碳生活”和“低碳经济”的重要途径，以下关于
“低碳”和碳循环的说法不正确的是(
)
A．“低碳经济”的发展将会导致生物圈的碳循环受到阻碍
B．现代工业迅速发展，短期内二氧化碳排放量过大，导致
了生物圈碳循环失衡
C．尽量减少塑料袋使用量，遏制白色污染是转向“低碳生
活”的途径之一
D．“原料—产品—废料”的生产模式向“原料—产品—原
料一产品”模式转化，有助于减少废料处理的能量消耗，促进
生态系统物质循环
【解析】“低碳经济”可以减少二氧化碳的排放，促进生
态系统的可持续发展，不会导致生物圈的碳循环受到阻碍。
【答案】A