學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第3課時生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)［目標導讀］1。分析教材圖4－11和圖4－12，概述水循環(huán)、碳循環(huán)和氮循環(huán)的過程，并歸納物質(zhì)循環(huán)的特點。2.閱讀教材P99最后一段，比較能量流動和物質(zhì)循環(huán)的過程和特點,歸納二者的區(qū)別和聯(lián)系。[重難點擊]1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程和特點。2。物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。一水的循環(huán)、碳的循環(huán)和氮的循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)主要包括水的循環(huán)、碳的循環(huán)和氮的循環(huán),請結(jié)合教材內(nèi)容分析它們的具體過程，并歸納其共同特點。1．水的循環(huán)（1)分析圖中數(shù)據(jù):海洋蒸發(fā)量比降水量多出0.37，陸地的降水量比蒸發(fā)量多出0。37，這可以說明海洋中蒸發(fā)的水量大部分直接以降水的形式回到海洋,小部分降到了陸地上.而陸地上多出的這部分水量就以地表徑流的形式歸還到海洋中。(2)海洋和陸地的總蒸發(fā)量為5。2,總降水量為5。2,二者相等,說明水分可以循環(huán)往復的利用.（3）水的循環(huán)是局部性的，還是全球性的？答案全球性的。2．碳的循環(huán)(1)碳在自然界的儲存庫主要是水圈和大氣圈，_CO2是碳循環(huán)中主要的形式.（2）自然界中的碳元素是以CO2的形式被生產(chǎn)者利用，通過光合作用合成有機物儲存在體內(nèi),進入生物群落.(3）碳元素在生物群落中以有機物的形式，沿著食物鏈和食物網(wǎng)往下傳遞，最終流向分解者。(4)動植物的呼吸作用和分解者的分解作用，以及化石燃料的燃燒都可以把有機物分解成無機物，以CO2的形式歸還給環(huán)境。(5）如果人們不按生態(tài)規(guī)律辦事，亂砍濫伐森林，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？答案打破了碳循環(huán)平衡，使大氣中CO2進入群落的過程受阻，大氣中CO2的含量就會明顯增多。（6）化石燃料的大量燃燒，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？又有什么危害？答案CO2在很短時間內(nèi)釋放出來,打破了碳循環(huán)平衡，使大氣中CO2的含量增高，進而導致溫室效應.危害：加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升,進而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。3．氮的循環(huán)（1）氮的氣體形式在空氣中的含量高達79％，但不能被植物直接利用,要經(jīng)過固氮菌(如根瘤菌）的固氮過程轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和氨后，再供給植物利用.（2）動植物遺體、排遺物等中的含氮有機物先經(jīng)過氨化細菌的作用生成NH3，再經(jīng)過亞硝酸鹽細菌和硝酸鹽細菌的作用生成硝酸鹽，一部分硝酸鹽可以被植物體再利用，另一部分硝酸鹽被反硝化細菌還原成氮氣歸還到大氣中去。（3)綜上可見，氮循環(huán)的形式有N2、NH3、NOeq\o\al(－，3）、含氮有機物等.（4）氮循環(huán)是否具有全球性的特點？答案是.4．結(jié)合以上的實例,歸納物質(zhì)循環(huán)的特點（1）循環(huán)再生、反復利用;(2)全球性。歸納提煉項目水的循環(huán)碳的循環(huán)氮的循環(huán)實質(zhì)H、O元素的循環(huán)C元素的循環(huán)N元素的循環(huán)循環(huán)的形式水蒸氣、液態(tài)水CO2、含碳有機物N2、NH3、NOeq\o\al(－,3）、含氮有機物等主要過程蒸發(fā)、降水、動植物的吸收光合作用、細胞呼吸、分解作用、燃燒固氮作用、硝化作用、反硝化作用、燃燒、分解作用共同特點循環(huán)性、全球性活學活用1．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)過程，其中甲、乙、丙、丁構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落，箭頭表示物質(zhì)循環(huán)方向。請判斷下列說法的正誤:(1）圖中①過程可以表示綠色植物的光合作用(）(2）缺少類群甲則生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)不能正常進行（）（3)類群丙無氧呼吸是產(chǎn)生大氣中氣體X的途徑之一(）（4）碳在乙、丙中以有機物的形式存在(）（5)參與物質(zhì)循環(huán)的對象是含碳的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物（)(6)碳循環(huán)是在組成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落的生物體內(nèi)的循環(huán)過程（）(7)碳循環(huán)是碳元素在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)過程（）問題導析（1）據(jù)圖，氣體X為CO2，與其具有雙向箭頭的乙為生產(chǎn)者，乙、丙、丁都指向甲，甲為分解者，丙為初級消費者，丁為次級消費者.（2）碳在生物群落內(nèi)的存在形式是有機物.（3）碳循環(huán)是組成生物體的元素的循環(huán)，而不是化合物的循環(huán)。答案(1)√(2）√（3）×(4)√(5)×(6）×（7）√二物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系物質(zhì)循環(huán)和能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的兩大主要功能，它們之間既有區(qū)別,又相互聯(lián)系，結(jié)合下圖分析二者的關(guān)系。1．完成下表，歸納二者的區(qū)別項目物質(zhì)循環(huán)能量流動特點反復利用、循環(huán)流動單向流動、逐級遞減范圍全球性生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級2。閱讀教材,歸納二者的聯(lián)系（1）物質(zhì)為能量的流動提供載體，使能量能夠在食物鏈和食物網(wǎng)中進行傳遞.(2)能量的固定、貯存、轉(zhuǎn)換、釋放都伴隨著物質(zhì)的合成和分解過程。(3）能量的流動使得非生物環(huán)境和生物群落之間的物質(zhì)不斷循環(huán)往復,所以說,能量是物質(zhì)循環(huán)的動力。歸納提煉繪制物質(zhì)循環(huán)和能量流動圖解時應注意的問題(1）繪制物質(zhì)循環(huán)圖解時,注意物質(zhì)是可以循環(huán)的，即物質(zhì)循環(huán)的箭頭可以是雙向的。(2）能量流動是單向的，生產(chǎn)者的能量可流向消費者和分解者,但消費者與分解者中的能量不能流向生產(chǎn)者。(3）繪制能量流動圖解時,只要存在有機物傳遞即伴隨著能量的傳遞(如動植物遺體、殘枝敗葉→沼氣池；沼渣→食用菌等,均既有物質(zhì)傳遞，又有能量流動）.活學活用2．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡圖，其中M表示非生物成分。下列敘述正確的是(）A．若M表示大氣中的CO2，則碳元素在圖中④過程是以有機物形式傳遞的B．從圖中我們可以看出能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)C．若M表示大氣中的CO2,則碳元素可在生物群落中反復循環(huán)利用D．若M表示非生物環(huán)境中的能量，則①的能量值為②與③對應的能量值之和答案A解析碳元素在生物群落中是以含碳有機物的形式傳遞的；能量在生態(tài)系統(tǒng)中沿食物鏈單向流動，而不能循環(huán)利用；碳元素是在非生物環(huán)境和生物群落之間可被反復循環(huán)利用,而不是在生物群落的內(nèi)部；①代表的是生態(tài)系統(tǒng)中固定的總能量,它不僅包括②③，還包括消費者通過呼吸作用散失到無機環(huán)境中的能量。當堂檢測1．大氣中水分的主要來源是()A．陸地水蒸發(fā) B．海洋水蒸發(fā)C．森林樹木的蒸騰作用 D．太空答案B解析大氣中的水分主要來自海洋水分的蒸發(fā)，樹木蒸騰作用產(chǎn)生的水屬于陸地上的水分。2．如圖為碳循環(huán)的主要途徑，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．圖中B能實現(xiàn)光能→化學能的轉(zhuǎn)化B．由B→C→D的林德曼效率是變化的C．B、E是實現(xiàn)生物群落與非生物環(huán)境溝通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)D．B、C、D被E食用而處于第二、三、四營養(yǎng)級答案D解析圖中A表示無機環(huán)境，B表示生產(chǎn)者，C表示初級消費者，D表示次級消費者，E表示分解者。生產(chǎn)者能實現(xiàn)光能→化學能的轉(zhuǎn)化。不同營養(yǎng)級之間的林德曼效率約為10%～20%，但不一定是某個固定值.連接生物群落和非生物環(huán)境的兩大橋梁是生產(chǎn)者和分解者。圖中的B、C、D分別處于第一、第二和第三營養(yǎng)級。3．從物質(zhì)循環(huán)的角度看,人體內(nèi)的碳元素究其根源來自（)A．燃料中的碳 B．所食動物體內(nèi)的碳C．食物中的碳 D．大氣中的二氧化碳答案D解析人類直接或間接以生產(chǎn)者為食,都是來自生產(chǎn)者，生產(chǎn)者固定的CO2來自大氣.4．圖1表示某生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的示意圖，甲、乙、丙、丁代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分。圖2表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖，A表示該營養(yǎng)級的攝入量?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖1中，①表示的生理過程主要是________，此過程中碳的傳遞形式主要是________.③過程中碳的傳遞形式是________。⑤表示的生理過程是__________________________。（2）圖2中，B、D、E依次表示的能量為________、______________________、____________________。要確保該生物的能量需求,其生存領(lǐng)地的相關(guān)植物所固定的能量至少應達到B的________倍.答案(1)光合作用CO2有機物微生物的呼吸作用(2）同化量呼吸作用散失的能量流向分解者的能量5解析（1）據(jù)圖可知甲為生產(chǎn)者，乙為消費者,丙為分解者，丁為大氣中的CO2。①過程為生產(chǎn)者的光合作用,②為生產(chǎn)者的呼吸作用。在生產(chǎn)者和大氣之間(①②），碳以CO2的形式循環(huán)。在生產(chǎn)者和消費者之間碳是以有機物的形式傳遞的.⑤表示微生物的呼吸作用.（2)某一營養(yǎng)級同化的能量，其中的一部分通過呼吸作用以熱能的形式散失了,另一部分用于生長、發(fā)育和繁殖等生命活動。后者中,一部分被下一營養(yǎng)級利用，一部分被分解者分解.40分鐘課時作業(yè)［學考達標］知識點一物質(zhì)循環(huán)的實例1．下圖是地球上各種水體相互轉(zhuǎn)化的示意圖。請從生態(tài)系統(tǒng)的角度考慮，指出該圖體現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)功能是()A．能量流動 B．物質(zhì)循環(huán)C．信息傳遞 D．物質(zhì)更新答案B解析生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動。該圖表示水的全球循環(huán)過程，能體現(xiàn)的是物質(zhì)循環(huán).2．在碳循環(huán)中，非生物環(huán)境和生物群落相聯(lián)系的生理作用是（）①光合作用②呼吸作用③蒸騰作用④化能合成作用A．①② B．③④C．①②④ D．①②③④答案C解析生產(chǎn)者能從非生物環(huán)境中固定二氧化碳,固定二氧化碳的生理過程有光合作用和化能合成作用；生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用都能產(chǎn)生二氧化碳，釋放到無機環(huán)境中。3．在生態(tài)系統(tǒng)中,對碳循環(huán)起決定作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是（）A．微生物的分解作用B．綠色植物的光合作用和微生物的分解作用C．動物的呼吸作用D．煤和石油的燃燒答案B解析生態(tài)系統(tǒng)中的碳在生物群落和非生物環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，而非生物環(huán)境中的CO2必須通過生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用轉(zhuǎn)化為有機物，才能被消費者利用。生產(chǎn)者和消費者中的有機物一部分可以通過自身的呼吸作用將碳回歸到非生物環(huán)境中。還必須通過微生物的分解作用，將動植物遺體、排遺物和殘落物中的有機物分解成CO2，返回非生物環(huán)境。因此選B。知識點二能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系4．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，不正確的是（）A．生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和輸出的整個過程為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動B．生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物，能量就從非生物環(huán)境流入生物群落C．物質(zhì)是能量流動的載體，生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的D．碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的答案C解析生態(tài)系統(tǒng)中能量只能是單方向流動，不能循環(huán)。5．下列敘述不正確的是（）A．生態(tài)系統(tǒng)中的能量可隨物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)流動B．物質(zhì)是能量流動的載體C．能量是物質(zhì)循環(huán)的動力D．能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級的時候，是逐級遞減的答案A解析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)是循環(huán)流動的，而能量是單向流動、逐級遞減的，A錯誤；能量儲存在有機物中，因此物質(zhì)是能量流動的載體，B正確；能量是生態(tài)系統(tǒng)的動力,因此能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，C正確；能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級的時候，是逐級遞減的,每一級大約減少80％~90％,D正確.6．分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡圖，不能得到的結(jié)論是（）A．物質(zhì)作為能量流動的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng))流動B．能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返C．能量①②③④的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量D．碳在生物群落和非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的答案C解析生產(chǎn)者所固定的太陽能總量是指生產(chǎn)者總的同化量，①②③④的總和與生產(chǎn)者所固定的太陽能總量無法比較。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動緊密聯(lián)系、缺一不可，物質(zhì)作為載體，能量作為動力。[高考提能］7。如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分示意圖，下列說法不正確的是（）A．物質(zhì)循環(huán)伴隨著能量的流動B．能完成該循環(huán)的生物一定含有葉綠體或線粒體C．A、B所示的物質(zhì)循環(huán)具有全球性D．進行A過程的生物是自養(yǎng)型生物答案B解析物質(zhì)循環(huán)和能量流動是同時進行的，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)是能量流動的載體；能完成A過程的生物不一定具有葉綠體，能完成B過程的生物能進行呼吸作用但不一定具有線粒體;物質(zhì)循環(huán)具有全球性；能進行A過程將CO2轉(zhuǎn)化成有機物的生物是自養(yǎng)型生物.8．圖中a、b、c、d表示某生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，箭頭表示各成分之間的關(guān)系，下列有關(guān)敘述正確的是（）A．a(chǎn)和c所包含的所有種群構(gòu)成群落B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少C．d不一定是原核生物D．b的含量增加將減緩溫室效應答案C解析已經(jīng)知道a、b、c、d表示某生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，根據(jù)箭頭的指向可以確定:a為生產(chǎn)者，b為非生物環(huán)境,因為a和b有箭頭相互指向，非生物環(huán)境的物質(zhì)進入生物群落是通過生產(chǎn)者實現(xiàn)的，而生產(chǎn)者代謝產(chǎn)生的物質(zhì)也會進入非生物環(huán)境。非生物環(huán)境只有一個箭頭指向生產(chǎn)者，而a、c、d的箭頭都指向非生物環(huán)境，即生產(chǎn)者、消費者、分解者代謝產(chǎn)物都會進入非生物環(huán)境.生物群落包括生產(chǎn)者a、消費者c、分解者d。根據(jù)能量流動特點,c1的同化量越大,流向c2的能量就越大.d一般是細菌和真菌,其中真菌就是真核生物。b是生態(tài)系統(tǒng)的無機物，它的含量增加只會加重溫室效應而不會減緩溫室效應。9．下列有關(guān)物質(zhì)循環(huán)的敘述，正確的是（)A．無機環(huán)境中的物質(zhì)只有通過植物的光合作用才能進入生物群落B．無機環(huán)境中的物質(zhì)只能通過微生物的分解作用才能返回無機環(huán)境C．物質(zhì)循環(huán)與能量流動先后進行D．無機環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復利用答案D解析硝化細菌的化能合成作用也可以使無機環(huán)境中的物質(zhì)進入生物群落;消費者、分解者、生產(chǎn)者的呼吸作用都可以產(chǎn)生CO2;生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動同時進行，相互依存，不可分割。10．下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖,其中“→”表示碳的流動方向.下列敘述不正確的是（)A．在碳循環(huán)過程中,同時伴隨著能量流動B．由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內(nèi)與之相鄰的兩個營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少C．該生態(tài)系統(tǒng)的消費者包括圖中的D、E、F、BD．A→C過程中碳主要以CO2的形式進行循環(huán)，F(xiàn)→B以含碳有機物的形式進行流動答案C解析分析圖形,A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是無機環(huán)境中的二氧化碳庫.A、C之間為雙向箭頭,A為生產(chǎn)者.A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者,D、E、F為消費者。圖示中包含的食物鏈為A→D→E→F,故E減少,短時間內(nèi)D增多,F減少.碳在生物群落與非生物環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落內(nèi)部是以有機物的形式流動.11.下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中D為大氣,請據(jù)圖回答下列問題：(1)此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從［C］________固定太陽能開始的。(2)碳元素在大氣中與A、B、C之間的流動是以______形式進行的,在生態(tài)系統(tǒng)各成分中A為________，B為____________。（3）圖中D→C過程主要是通過________作用實現(xiàn)的，C→D過程是通過________作用實現(xiàn)的,B→D過程是通過________作用實現(xiàn)的。（4）生物群落中的一部分碳返回大氣中，而另一部分則以____________形式儲藏在地層中.碳在無機環(huán)境中以________和________形式存在。(5)碳循環(huán)始終與____________結(jié)合在一起。答案(1)生產(chǎn)者（2）CO2消費者分解者(3）光合呼吸分解（4）化石燃料CO2碳酸鹽（5）能量流動解析在無機環(huán)境中，碳以二氧化碳或碳酸鹽的形式存在；在生物群落中，碳主要以含碳有機物的形式存在。在無機環(huán)境與生物群落之間，碳主要以CO2的形式進行循環(huán)。碳從無機環(huán)境進入生物群落的途徑主要為綠色植物的光合作用,碳從生物群落回到無機環(huán)境的途徑為生物的呼吸作用、化石燃料的燃燒.12．下圖是自然界中氮循環(huán)示意圖,請據(jù)圖回答下列問題:（1)大氣中的氮主要通過[］________進入生物群落，其次通過[]________、[］________等途徑也可少量供給植物氮素。(2）圖中A物質(zhì)代表__________________,可被土壤中的微生物分解形成B物質(zhì).B物質(zhì)在土壤中硝化細菌的作用下形成C，C物質(zhì)代表________。(3)將B物質(zhì)轉(zhuǎn)化成C物質(zhì)的細菌，其新陳代謝的類型屬于________________。(4)在________的情況下，一些細菌可將C物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化成________返回到大氣中,由此可見，土壤中這些微生物在包括氮循環(huán)在內(nèi)的自然界中的____________中起著重要作用.(5）目前，全世界每年施用的氮素化肥大約有8×107t，這樣做對環(huán)境可能帶來的負面影響是____________________。據(jù)你所學的知識，提出一種既不會影響環(huán)境，又能滿足農(nóng)作物對氮素需求的方案或設想：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①生物固氮②光電固氮③工業(yè)固氮（2)尿素及動植物遺體硝酸鹽(3)自養(yǎng)需氧型（4）氧氣不足氮氣物質(zhì)循環(huán)（5）水體的富營養(yǎng)化將固氮微生物的固氮基因分離出或人工合成后導入農(nóng)作物中，并使之表達解析（1）大氣中的氮主要通過生物固氮進入生物群落，其次是光電固氮和工業(yè)固氮。(2）圖中A物質(zhì)來自動植物,它代表的是動物體內(nèi)的一部分蛋白質(zhì)在分解中產(chǎn)生的尿素等含氮物質(zhì),以及動植物遺體中的含氮物質(zhì)。它們被土壤中的微生物分解后形成B物質(zhì)-—氨，氨經(jīng)過土壤中硝化細菌的作用，最終轉(zhuǎn)化成C物質(zhì)—-硝酸鹽。（3）硝化細菌能利用氨氧化成硝酸鹽過程中釋放的化學能,將CO2和H2O合成有機物，因此從同化角度看，它屬于自養(yǎng)型。硝化細菌需在有O2條件下生存，因此從異化角度看,它屬于需氧型。（4）在氧氣不足的情況下,土壤中的另一些細菌(反硝化細菌)可以將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并最終轉(zhuǎn)化成氮氣返回大氣中。氮循環(huán)屬于自然界中的物質(zhì)循環(huán)。(5）大量施用氮肥，容易引起水體的富營養(yǎng)化。要減少氮素進入水體，又要滿足植物對氮素的需求，可借助基因工程，將固氮基因?qū)朕r(nóng)作物中。［個性拓展］13．如圖甲為一個長期處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)示意圖；表丙是對圖甲中生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的能量流動情況調(diào)查結(jié)果；圖乙是該生態(tài)系統(tǒng)中人類對物質(zhì)與能量的利用情況部分示意圖。請據(jù)圖回答問題：（單位：×102kJ·m－2·a－1)PgPnRX870.7369.4501。3Y211。520。1191。4Z141.061。979.1丙(1）大氣中二氧化碳的來源有三個，分別是動植物的呼吸作用、___________________