生态系统的物质循环学案设计无答案
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第3节 生态系统的物质循环
一、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。
3.尝试探究土壤微生物的分解作用。
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
二、重点和难点
重点：分析生态系统中的物质循环。
难点：说明能量流动和物质循环的关系。
一、自主学习（精读课本P100-P103，完成下面内容）
（一）碳循环
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。大气中的 能
够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有 性。
2.实际上，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断地进行着从无机环境到 ，
又从 到无机环境的循环过程，这就是生态系统的 。这里所说的生态
系统，指的是 。又因为在物质循环过程中，必然发生好多化学反应，因此，物质循
环又叫做 。
3.生态系统物质循环不同于能量流动的特点，主要是在物质循环过程中，无机环境中的
可以被生物群落反复利用。
4.在自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取 的速率，与生物通过呼吸作用
和分解作用释放 的速率大致相同，故生物圈的 循环本来处于相对平衡的状态。
但是，随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧 、 等化石燃料，则在很短的时间
内打破了这种状态。突出的标志就是大气中的二氧化碳含量增高，形成了 。
（二）能量流动和物质循环的关系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，是相互 ，不可
分割的。能量的固定、 、 和 ，都离不开物质的合成、分解等过程。物
质作为能量的 ，使能量沿着 流动；能量作为动力，可使物质不断地在生物群落
与无机环境之间循环往返。能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一
起，形成一个 。
二、合作探究：
1.碳在自然界以什么形式存在的？
2.在无机环境与生物群落间，C以什么形式循环？在生物群落中，C又以什么形式循环？
3.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的（以什么形式、通过哪种生命活动、
形成哪些产物等？）请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。
4.温室效应的形成原因是什么？缓解的措施有哪些？
5.根据课本P101图5-11碳循环的模式图（画出下列各成分之间的相互关系）
化石燃料 生产者
无机环境
消费者 分解者
6.
能量流动与物质循环的关系的比较表
项目 能量流动 物质循环
形式 以 为载体 以 形式循环
过程 沿 流动 在 间反复循环
性质 开放式：地球之外的太阳能源源不断地输入生态系统，传递是逐渐递减耗尽为止 封闭式：生物圈是在物质上自给自足
的系统
特点 、 物质被反复利用，具有
范围 生态系统的
联系 两者同时进行，相互依存，不可分割。如图：
① 能量流动不能离开物质循环而单独进行，
② 能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解。
③ 物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；
④ 能量作为动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
⑤ 生态系统中的各种组成成分---非生物的物质和能量、生产者、消费者和分
解者，正是通过能量流动和物质循环才紧密联系在一起的，形成一个统一
的整体。
特别提醒：任何一个生态系统的能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是一个生态系统
相对稳定的重要保证。
生物的富集作用概念：生物的富集作用是指环境中的一些污染物如重金属、化学农药，这些污
染物在生物体内难分解，通过食物链在生物体内大量积累的过程。
7. 探究土壤微生物的分解作用
（1）探究性试验的一般步骤：（1）____________（2）____________（3）____________（4）
____________（5）____________（6） 。
（2）实验实例
案例1 案例2
实验假设
实 验 设 计 实验组
对照组
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
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组
A A1
A2
B B1
B2
结论分析
【例】右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答问题
（1）此生态系统的能量流动是从〔 〕 固定太阳能开始的。
（2）碳元素在大气中与A、B、C、之间的流动是以 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 。
三、课堂达标检测
1．生态系统中，C元素进入生物群落开始于（ ）
A.CO2在生物体内的扩散作用 B.绿色植物固定CO2的光合作用
C.各种动物对有机物的同化作用 D.生物分解有机物的呼吸作用
2．碳在生物群落内部传递的形式是（ ）
A.碳酸盐 B.CO2 C.含碳有机物 D.游离碳
3．在生态系统的碳循环中，既能使碳进入生物群落，又能使碳释放到大气中的生物是（ ）
A.绿色植物 B.植食性动物 C.肉食性动物 D.营腐生生活的真菌
4．生态系统的物质循环的特点不包括下列的（ ）
A.具有全球性 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
5．如图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙分别代表（ ）
A.生产者、分解者、消费者 B.消费者、分解者、生产者
C.分解者、生产者、消费者 D.生产者、消费者、分解者
6．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.能量随物质循环而流动 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
7．与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是（ ）
A.高尔基体和叶绿体 B.叶绿体和线粒体 C.线粒体和高尔基体 D.核糖体和高尔基体
8．如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
（1）图中生产者是 ，消费者
是 ，分解者是 （填代号）。
（2）图中的①③⑤表示的生理过程分别是：
① ，③ ，
⑤ 。
（3）C生物处于第 营养级，若要使C增
加200kg至少需要消耗A kg。
9．下列是生态系统的碳循环示意图，分析回答：
（1）碳在无机环境中以 的形式存
在，在生物群落与无机环境之间的循环以
的形式进行。
（2）A、B、D分别代表各种生理过程：
A. ，
B. ，
D. 。
（3）生态系统中碳循环首先依赖于 等过程。
（4）图中A通过 和 两种方式将生物组织内的碳返回大气中。
（5）碳循环始终与能量流动结合在一起进行，生态系统中能量的最终来源是 。能量
流动的渠道是 。
（6）从物质循环的角度看，人体内的碳元素究其根源来自（ ）
A.食物中的碳 B.大气中的CO2 C.燃料中的碳 D.生物环境中的碳
