PAGE第3節生態系統的物質循環1．生態系統的物質循環是指組成生物體的化學元素在生物群落與無機環境之間不斷循環的過程。2．物質循環的特點是具有全球性、循環性。3．大氣中的CO2進入生物群落的途徑有光合作用和化能合成作用。4．生物群落中的碳返回大氣的途徑有動植物的呼吸作用，微生物的分解作用及化石燃料的燃燒。5．碳在生物群落與無機環境之間主要以CO2的形式循環，在群落內部以含碳有機物的形式傳遞。6．溫室效應形成的主要緣由是化石燃料短時間內大量燃燒使大氣中CO2含量快速增加，打破了生物圈碳循環的平衡。7．物質循環是能量流淌的載體，能量流淌是物質循環的動力。一、物質循環的概念二、物質循環的實例——碳循環1．循環形式(1)在生物群落與無機環境間：主要以CO2的形式循環。(2)在生物群落內：以含碳有機物的形式傳遞。2．過程圖解[據圖填空]圖中：①光合作用，②呼吸作用，③植物(生產者)，④動物(消費者)，⑤呼吸作用，⑥分解者的分解作用。3．溫室效應(1)形成緣由：主要是化石燃料短時間內大量燃燒使大氣中CO2含量快速增加，打破了生物圈碳循環的平衡。(2)危害：加快極地和高山冰川的溶化，導致海平面上升，進而對人類和其他很多生物的生存構成威逼。三、物質循環和能量流淌的關系二者是同時進行的，彼此相互依存，不行分割。(1)物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流淌。(2)能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環境之間循環來回。1．推斷下列敘述的正誤(1)參加循環的物質是組成生物體的各種化合物(×)(2)碳循環在生物群落內部以CO2形式進行(×)(3)植物可通過呼吸作用和光合作用參加生態系統的碳循環(√)(4)碳循環中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用，導致了溫室效應現象的出現(×)(5)能量流淌與物質循環是兩個獨立的過程(×)(6)能量流淌伴隨著物質循環在生態系統中反復利用(×)2．生態系統中的物質循環所指的物質是()A．組成生物體的各種有機物B．組成生物體的各種無機物C．組成生物體的各種大分子D．組成生物體的化學元素解析：選D生態系統中的物質循環指的是組成生物體的化學元素在生物群落與無機環境之間的反復循環運動。3．在生態系統的碳循環中，既能使碳進入生物群落，又能使碳返回大氣中的生物是()A．綠色植物 B．植食動物C．肉食動物 D．營腐生生活的真菌解析：選A碳以CO2的形式從大氣中進入生物群落，這一過程主要依靠生產者的光合作用；碳從生物群落又以CO2的形式釋放到大氣中去，這一過程主要依靠各級消費者和生產者的呼吸作用，以及分解者的分解作用。能夠同時完成碳進入和離開生物群落這兩個過程的只有生產者。4．與生態系統的能量流淌相比較，物質循環具有的特點是()A．循環流淌 B．單向流淌C．逐級遞減 D．不能循環解析：選A物質循環的特點是循環性和全球性，能量流淌的特點是單向流淌、逐級遞減。5．下列不屬于生物群落中的碳返回大氣中途徑的是()A．生物的呼吸作用 B．某些細菌的化能合成作用C．分解者的分解作用 D．森林火災解析：選B生物群落中的碳返回大氣中的途徑有動植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及燃燒。硝化細菌的化能合成作用是將無機環境中的碳進入生物群落中的途徑。eq\a\vs4\al(核心要點一)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,)))eq\a\vs4\al(生態系統的物質循環)1．物質循環的概念分析(1)生態系統的物質循環中所說的“生態系統”并不是一般的生態系統，而是指地球上最大的生態系統——生物圈，因此物質循環具有全球性。(2)生態系統的物質循環中所說的“物質”并不是指組成生物體的化合物，而是指組成生物體的化學元素，如C、H、O、N、P、S等元素。(3)碳在生態系統各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產者與無機環境之間的傳遞是雙向的，在生物群落內部，沿食物鏈(網)傳遞時，只能由低養分級向高養分級單向傳遞。2．碳循環(1)碳存在形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機環境中：主要是CO2和碳酸鹽,生物群落內部：含碳有機物))(2)碳循環形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生物群落與無機環境之間：主要是CO2,生物群落內部：含碳有機物))(3)碳進入生物群落的途徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光合作用,化能合成作用))eq\a\vs4\al(4碳返回無機,環境的途徑)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生產者、消費者的呼吸作用,②分解者的分解作用實質是呼吸作用,③化石燃料的燃燒))3．溫室效應(1)產生緣由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①化石燃料的大量燃燒，產生大量CO2,②植被破壞，降低了對大氣中CO2的調,節實力))(2)減緩措施eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①削減化石燃料的燃燒，開發新能源,②大力植樹造林))[思索探究](1)與自然界的碳循環關系最親密的兩種細胞器是什么？提示：線粒體和葉綠體。(2)既然物質是循環的，為什么農田生態系統還須要常常施肥呢？提示：物質循環具有全球性，是指在生物圈內進行的循環，而農田是一個較小的生態系統，不斷有糧食作物的輸出，即物質的輸出大于物質的自然輸入，因此要不斷施加肥料。4．能量流淌和物質循環的關系項目能量流淌物質循環形式光能→化學能→熱能(主要形式)化學元素(無機物有機物)過程沿食物鏈(網)單向流淌在無機環境和生物群落間往復循環特點單向流淌、逐級遞減全球性、循環性范圍生態系統各養分級生物圈聯系同時進行，相互依存，不行分割。①能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解；②物質是能量沿食物鏈(網)流淌的載體；③能量是物質在生態系統中往復循環的動力[名師點撥]重金屬和DDT等農藥的生物富集生物富集問題與能量流淌相反，能量沿食物鏈流淌時逐級遞減，而農藥或重金屬在食物鏈中則存在“生物富集作用”，即養分級越高，該物質濃度越高。[題組沖關]1．關于生態系統的物質循環的敘述，錯誤的是()A．所說的物質是指組成生物體的化學元素B．所說的生態系統是地球上最大的生態系統——生物圈C．所說的循環是指物質在生物與無機環境之間反復利用、循環流淌D．物質在循環過程中不斷遞減解析：選D物質循環的實質為化學元素在生物圈這個最大的生態系統中反復利用、循環流淌，在這個過程中物質是守恒的。2．下列關于能量流淌和物質循環的表述正確的是()A．在物質循環過程中，無機環境中的能量可以被生物群落反復利用B．物質循環與能量流淌先后進行C．物質是能量的載體，能量隨著物質在無機環境和生物群落之間循環流淌D．物質循環與能量流淌相互依存解析：選D物質循環和能量流淌相互依存，同時進行。物質可以在無機環境和生物群落之間循環，但能量不能循環，而是逐級遞減，最終以熱能形式散失。3．如圖表示生物圈中碳元素的循環過程，下列有關敘述正確的是()A．③過程代表綠色植物的光合作用B．圖中甲、乙分別代表消費者和生產者C．溫室效應主要是由⑦過程造成的D．農業生產中的中耕松土可以增加⑤過程解析：選C③過程代表生產者的呼吸作用；圖中甲、乙分別代表分解者和生產者；溫室效應主要是由⑦過程造成的；農業生產中的中耕松土可以增加⑧過程。[方法技巧]碳循環模式圖中生態系統成分的推斷(1)首先找雙向箭頭：雙向箭頭的兩端分別是生產者和大氣中的CO2，依據是只有生產者既能通過光合作用或化能合成作用從大氣中汲取CO2，又能通過呼吸作用向大氣中釋放CO2，(如圖1中的A與B、圖2中的A與C、圖3中的A與E、圖4中的A與B)。(2)在此基礎上，其他成分都有箭頭指向的為大氣中的CO2，因為生產者、消費者、分解者都可通過呼吸作用向大氣中釋放CO2(如圖1中的B、圖2中的C、圖3中的A、圖4中的A)，雙向箭頭的另一端則為生產者(如圖1中的A、圖2中的A、圖3中的E、圖4中的B)。(3)除大氣中的CO2外其他生物成分都有箭頭指向的為分解者，因為動植物的遺體、排遺物都要被分解者分解(如圖1中的D、圖2中的E、圖3中的C、圖4中的D)，剩下的成分為消費者(如圖1中的C、圖2中的B、D，圖3中的B、D、F，圖4中的C)。eq\a\vs4\al(核心要點二)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,)))eq\a\vs4\al(探究土壤微生物的分解作用)1．試驗原理(1)土壤中存在種類、數目繁多的細菌、真菌等微生物，它們絕大多數是生態系統中的分解者。(2)分解者的作用是將環境中的有機物分解為無機物，其分解速度與環境中的溫度、水分等生態因子相關。2．試驗流程項目案例1案例2試驗假設微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉試驗設計試驗組對土壤高溫處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液比照組對土壤不做任何處理B燒杯中加入30mL蒸餾水自變量土壤中是否含微生物溶液中是否含有分解淀粉的微生物試驗現象在相同時間內試驗組落葉腐爛程度小于比照組AA1不變藍A2產生磚紅色沉淀BB1變藍B2不產生磚紅色沉淀結論分析微生物對落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉3.基本技術要求(1)探究活動最好在試驗室中進行，以便限制變量，避開環境中不行限制因素的影響。(2)各地氣候與環境等因素不同，微生物分解落葉的功能不同，分解的時間也有差異，一般須要相宜的溫度、潮濕的條件等。[題組沖關]4．某同學完成了土壤微生物的分解作用的比照試驗，比照組是()A．土壤不做處理，自然狀態B．土壤進行處理C．解除土壤微生物的作用D．盡可能避開變更土壤理化性質解析：選A試驗組和比照組的單一變量是土壤中是否含有微生物。所以比照組應為不做處理的自然土壤，而試驗組應將土壤進行滅菌處理，盡可能解除土壤微生物的作用。5．某生物愛好小組以帶有落葉的表層土壤(深5cm左右)為試驗材料，探討土壤微生物在相宜溫度下的分解作用，對土壤處理狀況如表所示。下列有關敘述錯誤的是()1組2組3組4組土壤處理滅菌不滅菌滅菌不滅菌土壤濕度潮濕潮濕較干燥較干燥A．該試驗能探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用B．該試驗的自變量為土壤是否滅菌，因變量是