第五章 生态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环
一、学习目标：
1、分析生态系统的物质循环的过程与特点。

2、概述研究物质循环的意义。

3、理解物质循环和能量流动的关系。

4、探究土壤微生物的分解作用
二、学习重点和难点：
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。

三、学习内容：
（一）基础知识梳理（通过阅读课本P 100~P 103 页，独立完成）
一．生态系统的物质循环（又叫：___________________循环）：
1、概念：___________________________________________________________________________
________________________________________。

这里的生态系统指的是___________。

2、特点：________________________________________________。

3、实例：碳循环：
（1）碳在自然界中的存在形式：_________________________________。

（2）循环形式：______________
（3）循环途径：
（4）循环模式图（据课本P 101图5—11完成下图）：
总结：产生CO 2的途径有三条：
一是_______________； 二是_________________ ； 三是_________________
吸收利用CO 2的途径是__________________。

（5）温室效应：
①形成原因： _______________________________________________________________________。

②危害： _____________________________________________________________________。

③思考：大力植树造林，是否会对温室效应起到缓解作用？我们更应该注意什么问题？
（
）作用
二、物质循环和能量流动的关系
1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
2.与自然界的碳循环关系最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
3.在自然界的物质循环中，对物质转化必不可少的生物因素是（）
A.绿色植物和动物
B.绿色植物和微生物
C.动物和微生物
D. 绿色植物或微生物
4.生态系统的物质循环发生在（）
A.生物群落中
B.生产者和消费者之间
C.生产者和分解者之间
D.生物群落与无机环境之间
5.对于一个处于相对稳定状态的生态系统，下列叙述不正确的是（）
A.物质不断循环
B.组成成分相对稳定
C.能量不断流动
D.生物个体数量不变
6目前地球大气的二氧化碳浓度增高，导致温室效应，主要原因是（）
A.人口剧增，呼出的二氧化碳增多
B.化石燃料的燃烧和自然资源的不合理利用
C. 大量生物遭灭绝
D.自然因素破坏了生态稳定
7.细菌、真菌对每个生物群落来说都是非常重要的，这是因为它们（）
A.可以固定大气中的二氧化碳
B.是消费者的食物来源
C.促进水分和无机盐的循环
D.能将动、植物的残骸分解为无机物
8生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动有关（）.
①光合作用②呼吸作用③蒸腾作用④微生物的分解作用
A. ①②
B. ①②④
C. ①②③
D.①④
9．碳元素从生物群落回归无机环境的途径不包括（）。

A．生产者的光合作用 B. 生产者的呼吸作用
C．消费者和分解者的细胞呼吸 D. 人类生产活动中的燃烧过程
10．下列有关生态系统的物质循环特点的叙述中，错误的是（）。

A．带有全球性 B. 物质是指组成生物体的基本元素
C．在群落和无机环境之间循环往复D. 在群落的各个营养级之间循环往复
10．下面关于碳循环的说法中，错误的是（）。

A.生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的
B.温室效应主要是由于化石燃料的大量燃烧造成的
C.光合作用固定的二氧化碳与呼吸作用释放的二氧化碳相等时，大气中的二氧化碳即可维持稳定
D.碳循环过程中伴随着能量流动
11、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 .夏季,a ﹥b ﹢c ﹢e B.秋季,e ﹢f ﹤g
C. 春季,g ﹦b ﹢e ﹢f
D.冬季,d ﹥c ﹢f
12、下图表示生态系统循环过程中四种成分之间的关系，
以下相关叙述中，正确的是 ( ) A ．甲和乙所包含的所有种群构成群落
B ．乙的同化量越大，流向乙的能量就越小
C ．丙不一定是原核生物
D ．丁的含量增加将导致臭氧层被破坏
13、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 。

14．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：
2 ⑤
（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 。

（五）达标测试：第29、30学案！
知识拓展：氮循环
氮是构成生物蛋白质和核酸的主要元素，因此它与碳、氢、氧一样在生物学上具有重要的意义，是一切生命结构的原料。

虽然大气中氮的含量非常丰富（78%），然而氮是一种惰性气体，植物不能直接利用。

必须通过固氮作用将游离的氮结合成为硝酸盐或亚硝酸盐，或与氢结合成氨，才能为大部分生物所利用，参与蛋白质的合成。

因此，大气中的氮被固定后，才能进入生态系统，参与循环。

固氮的途径有三种：
（1）通过闪电、宇宙射线、陨石、火山爆发活动等高能固氮，其结果是形成氨或硝酸盐，随着降雨到达地球表面。

据估计，通过这种方式固定的氮大约为8.9 kg/(hm2·a）；
（2）工业固氮，这种固氮形式的能力已越来越大。

20世纪80年代初全世界工业固氮能力为3×107 t，到20世纪末，可达1×108 t；
（3）生物固氮（最重要的途径），大约为100～200 kg/(hm2·a），大约占地球固氮的90％。

能够进行固氮的生物主要是固氮菌，在潮湿的热带雨林中生长在树叶和附着在植物体上的藻类和细菌也能固定相当数量的氮，其中一部分固定的氮为植物本身利用。

氮在环境中的循环可用下图表示。

植物从土壤中吸收无机状态的氮，主要是硝酸盐，用做合成蛋白质的原料。

这样，环境中的氮进入了生态系统。

植物中的氮一部分为植食动物所取食，合成动物蛋白质。

在动物代谢过程中，一部分蛋白质分解为含氮的排泄物（尿素、尿酸），再经过细菌的作用，分解释放出氮。

动植物死亡后经微生物等分解者的分解作用，使有机态氮转化为无机态氮，形成硝酸盐。

硝酸盐可再为植物所利用，继续参与循环，也可被反硝化细菌作用，形成氮气，返回大气中。

因此，含氮有机物的转化和分解过程主要包括氨化作用、硝化作用和反硝化作用。

氨化作用：氨化细菌和真菌将有机氮（氨基酸和核酸）分解成为氨与氨化合物，氨溶水即成为NH+4，可被植物直接利用。

硝化作用：在通气情况良好的土壤中，氨化合物被细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。

土壤中还有一部分硝酸盐变为腐殖质的成分，或被雨水冲洗掉，然后流到湖泊和河流，最后到达海洋，为水生植物所利用。

海洋中还有相当数量的氨沉积于深海而暂时脱离氮循环。

反硝化作用：也称脱氮作用，反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮气。

因此，在自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮素进入物质循环，另一方面又通过反硝化作用、淋溶沉积等作用使氮素不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。