4.1.3 生态系统中的物质循环 学案（含答案）

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1、第第 3 课时课时 生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环 目标导读 1.分析教材图 411 和图 412，概述水循环、碳循环和氮循环的过程，并归纳 物质循环的特点。2.阅读教材 P99最后一段，比较能量流动和物质循环的过程和特点，归纳二 者的区别和联系。 重难点击 1.生态系统的物质循环过程和特点。2.物质循环与能量流动的关系。 一 水的循环、碳的循环和氮的循环 生态系统中的物质循环主要包括水的循环、碳的循环和氮的循环，请结合教材内容分析它们 的具体过程，并归纳其共同特点。 1水的循环 (1)分析图中数据：海洋蒸发量比降水量多出 0.37，陆地的降水量比蒸发量多出 0.37，这可以 说明海

2、洋中蒸发的水量大部分直接以降水的形式回到海洋，小部分降到了陆地上。而陆地上 多出的这部分水量就以地表径流的形式归还到海洋中。 (2)海洋和陆地的总蒸发量为 5.2， 总降水量为 5.2， 二者相等， 说明水分可以循环往复的利用。 (3)水的循环是局部性的，还是全球性的？ 答案 全球性的。 2碳的循环 (1)碳在自然界的储存库主要是水圈和大气圈，_CO2是碳循环中主要的形式。 (2)自然界中的碳元素是以 CO2的形式被生产者利用，通过光合作用合成有机物储存在体内， 进入生物群落。 (3)碳元素在生物群落中以有机物的形式，沿着食物链和食物网往下传递，最终流向分解者。 (4)动植物的呼吸作用和分解者

3、的分解作用，以及化石燃料的燃烧都可以把有机物分解成无机 物，以 CO2的形式归还给环境。 (5)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？ 答案 打破了碳循环平衡，使大气中 CO2进入群落的过程受阻，大气中 CO2的含量就会明显 增多。 (6)化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响？又有什么危害？ 答案 CO2在很短时间内释放出来，打破了碳循环平衡，使大气中 CO2的含量增高，进而导 致温室效应。危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多 生物的生存构成威胁。 3氮的循环 (1)氮的气体形式在空气中的含量高达 79%，但不能被植物直接

4、利用，要经过固氮菌(如根瘤 菌)的固氮过程转化为硝酸盐和氨后，再供给植物利用。 (2)动植物遗体、排遗物等中的含氮有机物先经过氨化细菌的作用生成 NH3，再经过亚硝酸盐 细菌和硝酸盐细菌的作用生成硝酸盐，一部分硝酸盐可以被植物体再利用，另一部分硝酸盐 被反硝化细菌还原成氮气归还到大气中去。 (3)综上可见，氮循环的形式有 N2、NH3、NO 3、含氮有机物等。 (4)氮循环是否具有全球性的特点？ 答案 是。 4结合以上的实例，归纳物质循环的特点 (1)循环再生、反复利用；(2)全球性。 归纳提炼 项目 水的循环 碳的循环 氮的循环 实质 H、O 元素的循环 C 元素的循环 N 元素的循环 循环

5、的形式 水蒸气、液态水 CO2、含碳有机物 N2、NH3、NO 3、含氮 有机物等 主要过程 蒸发、降水、动植物的 吸收 光合作用、细胞呼吸、 分解作用、燃烧 固氮作用、硝化作用、 反硝化作用、燃烧、分 解作用 共同特点 循环性、全球性 活学活用 1如图为生态系统中碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落，箭头表示 物质循环方向。请判断下列说法的正误： (1)图中过程可以表示绿色植物的光合作用( ) (2)缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行( ) (3)类群丙无氧呼吸是产生大气中气体 X 的途径之一( ) (4)碳在乙、丙中以有机物的形式存在( ) (5)参与物质循环的对象

6、是含碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物( ) (6)碳循环是在组成生态系统的生物群落的生物体内的循环过程( ) (7)碳循环是碳元素在生物群落与无机环境之间的循环过程( ) 问题导析 (1)据图， 气体 X 为 CO2， 与其具有双向箭头的乙为生产者， 乙、 丙、 丁都指向甲， 甲为分解者，丙为初级消费者，丁为次级消费者。 (2) 碳在生物群落内的存在形式是有机物。 (3)碳循环是组成生物体的元素的循环，而不是化合物的循环。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 二 物质循环和能量流动的关系 物质循环和能量流动是生态系统的两大主要功能，它们之间既有区别，又相互联系，结合下

7、图分析二者的关系。 1完成下表，归纳二者的区别 项目 物质循环 能量流动 特点 反复利用、循环流动 单向流动、逐级递减 范围 全球性 生态系统的各营养级 2.阅读教材，归纳二者的联系 (1)物质为能量的流动提供载体，使能量能够在食物链和食物网中进行传递。 (2)能量的固定、贮存、转换、释放都伴随着物质的合成和分解过程。 (3)能量的流动使得非生物环境和生物群落之间的物质不断循环往复，所以说，能量是物质循 环的动力。 归纳提炼 绘制物质循环和能量流动图解时应注意的问题 (1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。 (2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者

8、和分解者，但消费者与分解者中的能量不 能流向生产者。 (3)绘制能量流动图解时， 只要存在有机物传递即伴随着能量的传递(如动植物遗体、 残枝败叶 沼气池；沼渣食用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。 活学活用 2 如图为某生态系统的部分物质循环简图， 其中 M 表示非生物成分。 下列叙述正确的是( ) A若 M 表示大气中的 CO2，则碳元素在图中过程是以有机物形式传递的 B从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环 C若 M 表示大气中的 CO2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用 D若 M 表示非生物环境中的能量，则的能量值为与对应的能量值之和 答案 A 解析 碳元素在生物群落中是以含碳

9、有机物的形式传递的；能量在生态系统中沿食物链单向 流动，而不能循环利用；碳元素是在非生物环境和生物群落之间可被反复循环利用，而不是 在生物群落的内部；代表的是生态系统中固定的总能量，它不仅包括，还包括消费者 通过呼吸作用散失到无机环境中的能量。 当堂检测 1大气中水分的主要来源是( ) A陆地水蒸发 B海洋水蒸发 C森林树木的蒸腾作用 D太空 答案 B 解析 大气中的水分主要来自海洋水分的蒸发，树木蒸腾作用产生的水属于陆地上的水分。 2如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是( ) A图中 B 能实现光能化学能的转化 B由 BCD 的林德曼效率是变化的 CB、E 是实现生物群落与非生物环境

10、沟通的关键环节 DB、C、D 被 E 食用而处于第二、三、四营养级 答案 D 解析 图中 A 表示无机环境，B 表示生产者，C 表示初级消费者，D 表示次级消费者，E 表 示分解者。 生产者能实现光能化学能的转化。 不同营养级之间的林德曼效率约为 10%20%， 但不一定是某个固定值。连接生物群落和非生物环境的两大桥梁是生产者和分解者。图中的 B、C、D 分别处于第一、第二和第三营养级。 3从物质循环的角度看，人体内的碳元素究其根源来自( ) A燃料中的碳 B所食动物体内的碳 C食物中的碳 D大气中的二氧化碳 答案 D 解析 人类直接或间接以生产者为食，都是来自生产者，生产者固定的 CO2来自

11、大气。 4图 1 表示某生态系统中碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的 4 种成分。图 2 表示能量流经第二营养级的示意图，A 表示该营养级的摄入量。回答下列问题： (1)图 1 中，表示的生理过程主要是_，此过程中碳的传递形式主要是_。 过程中碳的传递形式是_。表示的生理过程是_。 (2) 图 2 中 ， B 、 D 、 E 依 次 表 示 的 能 量 为 _ 、 _ 、 _。要确保该生物的能量需求，其生存领地的相关植物所固定的能量至 少应达到 B 的_倍。 答案 (1)光合作用 CO2 有机物 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)据图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的 CO2。过程为生 产者的光合作用，为生产者的呼吸作用。在生产者和大气之间()，碳以 CO2的形式循 环。在生产者和消费者之间碳是以有机物的形式传递的。表示微生物的呼吸作用。(2)某一 营养级同化的能量，其中的一部分通过呼吸作用以热能的形式散失了，另一部分用于生长、 发育和繁殖等生命活动。后者中，一部分被下一营养级利用，一部分被分解者分解。