1、名校名 推薦生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念。2理解碳循環(huán)的過程。3理解和應(yīng)用能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系?！净A(chǔ)知識精講】課文全解：本小節(jié)內(nèi)容包括三部分：物質(zhì)循環(huán)的概念；碳循環(huán)；能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。關(guān)于物質(zhì)循環(huán)的概念，教材首先通過兩個富有啟發(fā)性的問題：地球為什么能源源不斷地為生物提供各種物質(zhì)呢 ?為什么我們并沒有感覺到大氣中的氧氣減少呢 ?把我們引入學(xué)習(xí)的主題，接著利用前面學(xué)過的生物學(xué)知識，概括性地講述了物質(zhì)循環(huán)的概念。特別強(qiáng)調(diào)性地指出：物質(zhì)循環(huán)帶有全球性，所以，物質(zhì)循環(huán)又叫做生物地球化學(xué)循環(huán)。關(guān)于碳循環(huán)，是本小節(jié)的重點內(nèi)容。教材先用一串彩色圖片，展示了生物圈中碳

2、循環(huán)的全過程，直觀形象地把我們帶入了茂密的森林、遼闊的草原、藍(lán)色的天空、沸騰的工廠，以感受碳循環(huán)過程的豐富性與復(fù)雜性，緊接著詳細(xì)而精辟地講述了碳循環(huán)的形式、過程和范圍。在過程中，教材緊緊圍繞剛學(xué)過的生態(tài)系統(tǒng)的成分與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，說明生產(chǎn)者 ( 綠色植物 ) ，把大氣中的二氧化碳和水合成糖類等有機(jī)物被消費者利用，生產(chǎn)者和消費者又通過細(xì)胞呼吸把二氧化碳釋放到大氣中，生產(chǎn)者和消費者的遺體又被分解者所分解利用，所產(chǎn)生的二氧化碳也返回到大氣中。然后，教材直接指出生物群落中的碳和無機(jī)環(huán)境中的碳形成了循環(huán)回路。同時，教材還采用事物是普遍聯(lián)系的哲學(xué)觀點，講述了古代的動植物遺體變成煤和石油，被人們開采后燃燒產(chǎn)生的二

3、氧化碳也放回到大氣中。自然而然地推導(dǎo)出了生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的主要形式是二氧化碳?xì)怏w，同時也闡明了碳循環(huán)具有全球性的原因和物質(zhì)循環(huán)又叫“生物地化循環(huán)”的理由。最后，教材以較長的篇幅，用“溫室效應(yīng)”的形成與危害強(qiáng)調(diào)指出了人類活動對碳循環(huán)的影響；以“物質(zhì)循環(huán)”與“能量流動”相比較的形式總結(jié)性地說明了無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)循環(huán)利用。關(guān)于能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系和作用，教材先站在生態(tài)系統(tǒng)的角度概括地指出：二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能。接著分析了二者的關(guān)系。即：二者是同時進(jìn)行，相互依存，不可分割的統(tǒng)一整體。綜上所述，本節(jié)知識結(jié)構(gòu)如下：問題全解：113怎樣理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念及范圍？（見課文全解

4、第二段）114碳循環(huán)的形式和過程如何？（見課文全解第三段）115“溫室效應(yīng)”是如何形成的？又有哪些危害？在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的 c、h、o、n、p、s 等化學(xué)元素，不斷進(jìn)行著從無機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落回到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。因此，物質(zhì)循環(huán)具有往復(fù)性和全球性的特點。以碳循環(huán)為例，物質(zhì)之所以循環(huán)運動，取決于生產(chǎn)者的1名校名 推薦光合作用 ( 碳元素的輸入 ) 和各營養(yǎng)級生物及分解者的細(xì)胞呼吸 ( 碳元素的輸出 ) 等生理過程的平衡 ( 圖 862) 。但由于現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤和石油等化石燃料，使地層中經(jīng)過千百萬年積存的碳元素在很短時間內(nèi)釋放出來

5、。再加上人類亂砍濫伐，使森林等植被面積大幅度萎縮，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中二氧化碳的含量迅速增加。這樣，太陽短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖后放出的長波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而引起大氣變暖的效應(yīng)，即“溫室效應(yīng)” 。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，使地球變成了一個大暖房。見圖 863。圖 863圖 864溫室效應(yīng)對生物圈和人類社會都有著不可忽視的影響?；哪畬U(kuò)大，土地侵蝕加重，森林退向極地，早澇災(zāi)害嚴(yán)重，雨量將增加7%11%，由于氣溫升高，會加快極地冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存，尤其對沿海發(fā)達(dá)城市構(gòu)成威脅。116生態(tài)系統(tǒng)的能

6、量流動和物質(zhì)循環(huán)有怎樣的區(qū)別與聯(lián)系？能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能， 二者具有不同的特點。 在物質(zhì)循環(huán)過程中，無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用，即具有循環(huán)性，因此生物圈是一個在物質(zhì)上自給自足的系統(tǒng)；能量流動則不同，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，而且運動是單向的，不是循環(huán)的。盡管能量流動和物質(zhì)循環(huán)具有不同的特點，但是二者又有著密切的聯(lián)系：能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進(jìn)行的，二者均始于生產(chǎn)者通過光合作用合成有機(jī)物固定太陽能，然后沿著共同的渠道食物鏈( 網(wǎng)) 一起運行；彼此相互依存，不可分割。因為能量的固定、儲存，轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解等過程，物質(zhì)作為能量的

7、載體，使能量以含碳有機(jī)物中化學(xué)能的形式沿著食物鏈( 網(wǎng) ) 流動；能量作為動力， 使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返，生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分：非生物的物質(zhì)和能量，生產(chǎn)者、消費者、分解者，正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，才能夠緊密地聯(lián)系在一起，從而相互作用、相互影響，形成一個四位一體的統(tǒng)一整體生態(tài)系統(tǒng)。（如圖 8 6 5）2名校名 推薦圖 8 6 5【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】本小節(jié)的學(xué)習(xí)可采用“圖解分析、歸納法”來對本節(jié)的重點“碳循環(huán)”的過程進(jìn)行學(xué)習(xí)，對物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系可采用“列表比較法” ，從二者的“形式、特點、范圍、聯(lián)系”等諸多方面進(jìn)行比較學(xué)習(xí)并掌握之。【知識拓展】生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的3

8、 種主要類型(1) 水循環(huán)在生態(tài)系統(tǒng)中，水是以液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)這 3 種形式存在的。海洋、湖泊表面的水不斷蒸發(fā)，變成水蒸氣。水蒸氣在空氣中遇冷凝結(jié)又成為降雨。這些降雨一部分直接又落回江河湖海，而另一部分則落到陸地。落到陸地的這部分降雨，一些被植物吸收，另一些則滲入地下，成為地下水，地下水最終又緩慢流入海洋。而植物吸收土壤中的水分后，又通過蒸騰作用，將水分子送回大氣中。動物則直接飲用河流、湖泊中的水，并從食物 ( 植物或動物 ) 中取得一部分水，最后通過分泌、排泄等活動把水分還回給環(huán)境。這就是生態(tài)系統(tǒng)中水循環(huán)的大致過程。(2) 氣體型循環(huán)氣體型循環(huán)主要有碳元素的循環(huán)、氮元素的循環(huán)和氧元素的循環(huán)。

9、這里，我們主要介紹一下碳元素的循環(huán)。呼吸的重點是吸入氧氣而呼出二氧化碳?xì)怏w，而植物除了呼吸以外，還可以進(jìn)行光合作用，“吸入”二氧化碳?xì)怏w，而“呼出”氧氣?？諝庵械亩趸急恢参铩拔搿焙笞?yōu)樘穷?，大部分用于植物生長，而少部分通過細(xì)胞呼吸被送還給大氣。動物們則是通過食物鏈攝食碳元素，其中也有一小部分用于呼吸，大部分用于自身的生長。最后那些沒有被捕食的動植物死掉后，尸體被分解者 ( 如真菌 ) 分解，將當(dāng)初用于自身生長的碳元素也全部以二氧化碳的形式放還給大氣。以上就是碳循環(huán)的主要途徑。(3) 沉積型循環(huán)磷循環(huán)、硫循環(huán)，及鈣、鉀、鈉、鎂的循環(huán)都為沉積型循環(huán)。下面以磷循環(huán)為例，介紹一下沉積型循環(huán)。沉積巖中的磷酸鹽因風(fēng)化、侵蝕等作用而溶于水中，進(jìn)入土壤或海洋。植物可以從土壤中直接吸收磷酸根離子，用于合成自身的一些物質(zhì)，然后再通過食物鏈將磷傳遞給植食動物、肉食動物，最后這些動物的尸體被分解者分解， 磷又重新回到環(huán)境中，“等待”再次被植物吸收。以上是磷在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的情況。以上我們提到，巖石風(fēng)化后，一部分磷酸鹽進(jìn)入土壤，3名校名 推薦而另一部分磷酸鹽則進(jìn)入海洋。進(jìn)入海洋生態(tài)系統(tǒng)的