生态系统的物质循环
生态系统的物质循环例题和知识点总结
生态系统的物质循环例题和知识点总结生态系统是由生物群落和它们所生活的环境共同组成的一个相互关联的整体。
在生态系统中，物质不断地在生物与环境之间循环流动，这一过程对于维持生态系统的平衡和稳定至关重要。
下面我们将通过一些例题来加深对生态系统物质循环的理解，并对相关知识点进行总结。
一、生态系统物质循环的概念生态系统的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
这里的物质循环具有全球性，也被称为生物地球化学循环。
二、生态系统物质循环的类型1、水循环水是生命之源，在生态系统中，水通过蒸发、降水、地表径流等过程不断循环。
例如，海洋中的水蒸发形成水蒸气，上升到大气中，通过大气环流输送到陆地上空，遇冷凝结形成降水，一部分降水渗入地下形成地下水，一部分形成地表径流，最终汇入海洋。
2、碳循环碳在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，消费者通过摄取植物获取含碳有机物，动植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及燃烧等过程又将有机物中的碳以二氧化碳的形式释放回大气中。
3、氮循环氮是蛋白质和核酸等重要生物大分子的组成元素。
氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
固氮作用将大气中的氮气转化为氨或硝酸盐，被植物吸收利用；动植物遗体中的含氮有机物经微生物的氨化作用转化为氨；氨经过硝化细菌的硝化作用转化为硝酸盐，可被植物吸收；硝酸盐在反硝化细菌的作用下又转化为氮气返回大气。
三、物质循环的特点1、全球性物质循环不受地域和空间的限制，在整个地球范围内进行。
2、反复循环利用物质在生态系统中被反复利用，不会因参与循环而减少。
四、例题分析例题 1：在一个草原生态系统中，植物通过光合作用固定了 1000 克碳。
在这个生态系统中，这些碳最终通过呼吸作用和分解作用以二氧化碳的形式释放回大气中的量是（）A 1000 克B 大于 1000 克C 小于 1000 克D 无法确定解析：植物通过光合作用固定的碳，一部分用于自身的生长、发育和繁殖，一部分通过呼吸作用以二氧化碳的形式释放回大气中；植物死亡后，其遗体中的含碳有机物经微生物分解作用也会以二氧化碳的形式释放回大气中。
高中生物生态系统的物质循环
碳循环图解的辨析：
D 1.在生态系统各成分中 B A为消费者，B为 分解者 ， A 生产者 非生物的物质和能量 食物链 C为 ， D为 。 食物网 含碳有机物 2.生物群落中碳以 形式存在，通过 渠道流通。碳在无机环境中主要以 CO2 形式 存在。
温室效应
1、温室气体：CO2过多 化石燃料的大量燃烧 2、CO2增多的原因 森林、草原等植被的破坏 极地冰川加速融化
3、温室效应的危害
沿海城市被淹没 农田减少，粮食减产
4.缓解温室效应的措施
开发新能源 增大绿化面积
三: 物质循环与能量流动的关系
项目 形式 特点 范围 联 系
能量流动
物质循环
含碳有机物 单向流动、逐级递减
CO2 反复循环、全球性
生态系统各营养级之间 生物群落与无机环境之间 （1）同时进行、相互依存； （2）物质是能量流动的载体； （3）能量是物质循环的动力； （4）在生物群落中都以食物链（食物网）为流 动渠道
生产者
遗体和 排出物
消费者
遗体和 排出物
生物群落
分解者
食物链、食物网
化石燃料
总结：
（1）C主要以哪种化合物形式 CO2 在无机环境和生物群落间循环 （2）C在无机环境存在形式： CO2、碳酸盐 （3）C在生物体内存在形式： 含C有机物 （4）C进入生物群落途径： 光合作用 化能合成作用 （5）C在生物体之间传递途径：食物链（网） （6）C进入大气途径： ①生物的呼吸作用 ②分解者分解作用 ③化石燃料的燃烧
5.3 生态系统物质循环
一、生态系统物质循环的概念
是指组成生物体的C、H、O、N、 P、S等基本元素在生态系统的生物群落 与无机环境之间反复循环运动叫生态系 统的物质循环。
生态系统的物质循环
练
习
5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
生产者 乙代表__________, 消费者 分解者 （3）甲代表________, 丙代表__________
硝化细菌等 （4）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_______________ 真菌 和_______ 蚯蚓 等生物。这些生物 （5）丙成分除了有图中所示生物外，还有_______ 有核膜包围的细胞核 与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是______________________
2、与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是（ B ） A.内质网和高尔基体 C.核糖体和叶绿体 B.叶绿体和线粒体 D.核糖体和高尔基体
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练
习
3、下图是自然界碳循环的简图，图中的甲、乙、丙各代表（ A ）
A.甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者 B.甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者 C.甲为分解者，乙为生产者，丙为消费者 D.甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者
• 温室有两个特点：温度较室外高、不散热。
• 由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会使地球 上的病虫害增加，土地干旱，沙漠化面积增大，海平面上升，气候 异常，海洋风暴增多。 • 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到 2050年全球温度将上升2-4摄氏度，南北极地冰川将大幅度融化， 导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中 ks5u精品课件 包括纽约、上海、东京和悉尼几个国际大城市。
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习
5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
第三节生态系统物质循环
⑤ 未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药
的成分
A.①②
B.②④⑤
C.③④
D.②③
6.右图示生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是 生态系统的成分，请据图回答：
（1）此生态系统的能量流动是从[ C ]
固定太阳能开始的。
生产者 C
（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的传
递是以 ____C_O_2__形式进行的，在生态系
生物圈
（1）同时进行、相互依存
（2）物质是能量流动的载体
联系
（3）能量是物质反复循环的动力
1.在生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落 之间循环的主要形式是 A.二氧化碳 B.碳酸盐 C.碳酸 D.碳水化合物
2.在生态系统中，将二氧化碳释放到大气中的过
程是 A.光合作用
练习
B.呼吸作用
C.蒸腾作用
（1）碳存在的形式 碳在无机环境中主要以 CO2 和 碳酸盐 形 式存在，在生物群落的存在形式是 有机物 。
（2）进入生物群落的方式：
碳通过__光__合__作__用__和__化__能__合__成__作__用___两种代谢 反应从无机环境进入生物群落。
（3）进入生物群落的形式： 碳以___C_O_2___形式从无机环境进入生物群落
D
统各成分中A为 消费者，B为 分解者。 A
B
（3）图中D C过程是通过 光合 作用实现的，C
D过程是通过 呼吸 作用实现的，B
D过程是通
过____分__解 作用实现的。碳循环始终与 能量 结
合在一起。
（4）生物群落中有一部分碳以__石__油__、__煤___炭__等__形式
储藏在地层中。
7.（1）写出①②③④的生理过程及⑤产生 CO2的方式。
生态系统物质循环的概念
生态系统物质循环的概念
生态系统物质循环是一种生态系统的重要特征，它是植物、土壤、大
气和动物之间的元素交换，表现为系统内部物质的循环运输，它能够
构建和维护生态系统的元素结构。
物质循环主要受到气候因素，微生物和气候的影响。
通过数百上千年
的循环，生态系统逐渐形成物质循环的规律，并且物质循环可以由生
态系统的植被、腐质组成的不同物质循环过程，它们可能包括营养链
或食物链、水化学链、物种交换和迁移、陆地固碳循环等。
这一物质
循环的基本特征之一是物质不会消失，只会在不同的形式之间转化，
因此物质循环可以满足生态系统内部有机物的循环，保证系统内部物
质平衡，以及植物、动物和大气的元素循环。
生态系统的物质循环保持了全球环境的稳定，使生物圈的营养元素得
到富集与保持、稳定，能够有效的净化空气、水和土壤，使地球上的
生命得到保护。
因此，强调物质循环的重要性是解决我们面临的环境问题的重要手段，改善和保护我们宝贵的地球家园。
只有充分了解生态系统物质循环，
才能正确利用和保护我们的自然资源，确保地球长期稳定。
生态系统的物质循环
（二）沉积型循环(Sedimentary Cycles)
两种物质循环类型的特点
主要特征 气相型循环
沉积型循环
元素类型 子有（气C态C、化I等H合、）物O或、分N、无C气a态、化K、合N物a或、分M子g等（）P、
主要贮存库 大气圈、水圈 岩石圈、土壤圈
循环速度
快
慢
运动方式
扩散
沉降、抬升、风化、溶解
抗干扰能力 循环性质
强 完全循环
弱 不完全循环
（一）气相型循环(Gaseous Cycles)
地质大循环时间长、范围 广，是闭合式循环。
（二）生物循环（biological cycles)
是指环境中的元素经生物体吸收,在生态系统中 被多层次利用.然后经过分解者的作用.再为生 产者吸收、利用。
生物小循环的 时间短、范围 小，是开放式 的循环。
三、物质循环的类型
生物地球化学循环根据物质循环的路径不同,分为: 气相型循环、沉积型循环
四、物质循环的特点 Character of matter cycles
物质不灭，循环往复 物质循环与能量流动不可分割，相辅相成 物质循环的生物富集 生态系统对物质循环有一定调节能力 物质循环中的生物作用 各物质循环过程相互联系，不可分割
第二节 几种重要循环的概述
水循环 碳循环 氮循环 磷循环 硫循环 养分循环
(四)周转率与周转期
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环一、物质循环的概念及特征（一）物质循环的概念：生物地球化学循环，是指各种化学元素和营养物质在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断进行流动和循环的过程。
几乎所有的化学元素都能在生物体中发现，但在生命活动过程中，大约只需要30～40种化学元素。
这些元素根据生物的需要程度可分为两类：一是大量营养元素，这类元素是生物生命活动所必需的，同时在生物体内含量较多，包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、硫（S）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）。
其中碳、氢、氧、氮、磷五种元素既是生物体的基本组成成分，同时又是构成三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）的主要元素，是食物链中各种营养级之间能量传递的最主要物质形式。
二是微量营养元素，这类元素在生物体内含量较少，如果数量太大可能会造成毒害，但它们又是生物生命活动所必需的，无论缺少哪一种，生命都可能停止发育或发育异常。
这类元素主要有铁、铜、锌、硼、锰、氯、钼、钴、铬、氟、硒、碘、硅、锶、钛、钒、锡、镓等。
（二）物质循环的特性指标：1.库与流的概念：物质在运动过程中被暂时固定、贮存的场所称为库。
库有大小层次之分，从整个地球生态系统看，地球的五大圈层（大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈）均可称为物质循环过程中的库。
而在组成全球生态系统的亚系统中，系统的各个组分也称为物质循环的库，一般包括植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库。
每个库又可继续划分为亚库，如植物库可分为作物、林木、牧草等亚库。
根据物质的输入和输出率，物质循环的库可归为两大类：一为贮存库，其容量相对较大，物质交换活动缓慢，一般为非生物组分的环境库，如岩石库；二为交换库，其容量相对较小，与外界物质交换活跃。
例如，在海洋生态系统中，水体中含有大量的磷，但与外界交换的磷量仅占总库存的很小部分，这时海洋水体库是磷的贮存库；浮游生物与动植物体内含有磷量相对少得多，与水体库交换的磷量占生物库存量比例高，则称生物库是磷的交换库。
「生态学」生态系统的物质循环
沉积型循环 – 磷循环图解
磷循环
在自然界中，磷由岩石圈移到水圈，它不是以可溶物移动，磷不存在任何气体 形式的化合物。受物理，化学，生物因素影响。 植物利用磷的方式：磷酸根。
生态系统中的水循环
生态系统中的水循环是 水的循环途径，淡水资 源量，全球水循环是平 衡的，但局部地区水分 分布不均匀。生态系统 中的水循环包括截取、 渗透、蒸发、蒸腾和地 表径流。
气体型循环 – 碳循环图解
碳与碳循环
碳存在于生命有机体和无机环境之中。它最主要的储存库是岩石圈占总量的 99.9%，2.7×10^16吨。多以碳酸盐形式存在，很少一部分以碳氢化合物、碳水 化合物形式存在。 海洋中含有0.1%的CO2，空气中含有0.0126%的CO2 。
→碳循环 →氮循环 3、沉积型循环（sedimentary cy水循环的生态学意义
1、没有水循环就没有生物地球化学循环。水是所有营养物质的介质，这使营 养物质的循环和水循环不可分割的联系在一起。地球上的水循环又把陆地和水 域联系在一起使局部生态系统和整个生物圈联系在一起；大量的水防止地球上 温度剧变。 2、水是很好溶剂。水在生态系统中起着能量传递、利用的作用。
沉积型循环 – 硫循环图解
硫循环
硫是原生质的重要组分，它的主要蓄库是岩石圈，但它在大气圈中能自由移动， 因此，硫循环有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体阶段。在沉积相，硫被 束缚在有机或无机沉积物中。 岩石库中的硫酸盐主要通过生物的分解和自然风化作用进入生态系统。
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2组展示 分层目标：A层准备补充拓展；B层积极思考,记好笔记；
C层记好笔记，有疑问大胆质疑。
一、生态系统物质循环的概念及特点
（1）概念的理解 1生态系统的物质循环的范围是 ______________生__物__圈___________________________ 2参与物质循环的物质主要是指 ________组__成__生__物__体__的__各__种__基__本__元__素_______________ 3物质循环的具体形式是
组成生物体的基本元素在生物群落 _______和__无__机__环__境__之__间__的__往__返__运__动_______________ 4生态系统的物质循环离不开__能__量____的驱动。
一、生态系统物质循环的概念及特点
（2）特点 1全球性：物质循环的范围是_ 生物_圈___，因此把生态系统 物质循环又叫生物地球化学循环。 2反复利用，循环流动：物质循环可以在___ 无机环__境_ 与__生物群落____之间反复利用、循环流动。
__落__到__无__机__环__境__的__循__环__过__程__，__这__就__是__生__态__系__统__的__物_。质循环 2．生态系统的物质循环特点： （1）____全__球__性________________________________ （2）____反__复__利__用__，__循__环__流__动____________________
实验 现象
结论 分析
实例1
在相同时间内实 验组落叶腐烂程 度小于对照组
微生物对落叶有 分解作色沉淀
A B1 B2
变蓝 不变色
土壤浸出液中的微生物能
分解淀粉
注：在A1B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂。
自我检测
化石燃料
C循环的图解
形成石油、 天然气等
生产者
思考：在农田中大量使用DDT有机农药为什 么会殃及南极的企鹅?
生物圈是地球上的最大的生态系统，生态 系统中的物质循环带有全球性。
生物群落和无机环境之间的物质可以反复出 现反复利用，周而复始进行循环，不会消失。
循环性
3．生态系统的物质循环实例——碳循环
（1）存在形式： __无__机__环__境__：__二__氧__化__碳__和__碳__酸__盐___生__物__群__落_ ：有机物 （2）循环形式：___二__氧__化__碳____________ （3）循环过程：碳从无机环境进入生物群落通过 ___光__合___作用或__化__能__合__成作用，从生物群落进入无机环境 通过_____呼__吸_，作在用生物群落之间主要以______有__机的物形式通 过______食__物__链__和__食__物传网递。
三、生态系统物质循环和能量流动的关系比较
①能量流动不能离开物质循环而单独进行， 能量的固定、储存、转移和释放，离不开物 质的合成和分解。
②物质是能量的载体，使能量沿着食物链（ 网）流动；能量作为动力，使物质能不断地 在生物群落和无机环境之间循环往返。
③生态系统中的各组成成分，正是通过能量 流动和物质循环才紧密联系在一起的，形成 一个统一的整体。
燃 烧 作
呼 ①吸
②光合
用
作作
用用
呼 ③吸作
用
消费者
大气环境
呼
吸④
作
用
分解作用
分解者
学习目标
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2.尝试探究土壤微生物的分解作用。 3.说明能量流动和物质循环的关系。 4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
自主学习
1．生态系统的物质循环概念： 在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元 素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群
展示点评
1.合作探究 1（1）123
3组展示
2.合作探究 1 4（2）
4组展示
3.合作探究 2（1）
1组展示
4.合作探究 2（2） （3）
展示要求: ① 脱稿规范 ② 注重小结 点评要求: ① 注意仪态 ② 言简意赅 ③ 注重拓展 其他同学： ① 认真思考 ② 做好笔记 ③ 注意倾听 ④ 补充质疑
碳在生物群落和无机环境之间的传递形式 _________二__氧__化__碳________________。 （3）碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有_ _生__产者 __与 _无__机环_境__之间的传递是相互的，其他各成分之间的传递都是 ___ 单向的 ___。
* 一些化能合成生物也可将二氧化碳转变为有机物进入生物群落
三、生态系统物质循环和能量流动的关系比较
项目
能量流动
物质循环
形式 以有机物形式
元素
特点 单向流动，逐级递减
循环性，全球性
范围 生态系统的各营养级
生物圈
联系 （1）同时进行、相互依存、不可分割P103
（2）物质作为载体，使能量沿食物链(网)流 动；能量作为动力，使物质能够不断地在无机 环境和生物群落之间循环往返。
二、碳循环
（1）大气中二氧化碳的来源有三个： ______生__物__的__呼__吸__作__用____________________ _____分__解__者__的__分__解__作__用___________________ _______化__石__燃__料__燃__烧_____________________ （2）碳元素在生物群落中的传递，主要靠____ 食物链 __和 ____食物网 __，传递形式为_ 含碳有机物 _____。
四、土壤微生物分解作用的探究活动分析
实例1
实验假设 微生物能分解落叶 使之腐烂
实例2 微生物能分解淀粉
实 实验组 对土壤高温处理
验 设 对照组 对土壤不做任何处理 计
自变量 土壤中是否含微生物
A杯中加入30ml 土壤浸出液
B杯中加入30ml 蒸馏水
是否含有微生物
四、土壤微生物分解作用的探究活动分析
（4）温室效应：温室效应就是由于大气中二氧化碳等气 体含量增加，使全球气温升高的现象
1、温室效应概念
2、CO2增多的原因
化石燃料的大量燃烧 森林、草原等植被的破坏
气候异常，气温升高 3、温室效应的危害 极地冰川加速融化
陆地生态系统和人 类构成威胁 减少化石燃料的使用
4.缓解温室效应的措施 开发新能源 增大绿化面积
4.土壤微生物对淀粉的分解作用 探究活动的一般步骤：
(1)提出问题： (2)作出假设： (3)制定、实施计划： (4)实验结果的分析： (5)实验结论：
合作探究
要求：重点讨论自纠过程中仍不能够 解决的问题。
讨论要求： 1.分层讨论，先一对一，再组内共同讨论，总结完善自
纠成果。 2.时刻联系课本，注重效率，及时整理总结。 3.组长宏观调控，做好讨论结果反馈及展示点评准备。