資源簡介

人教版（2019）高一生物選擇性必修二導學案
第3節(jié)　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
學習目標：1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生物群落與非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)。
2．理解生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)以及物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。
3．闡明某些有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷富集的現(xiàn)象。
學科素養(yǎng)：1.生命觀念、科學思維——運用物質(zhì)與能量觀，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生物群落和非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)的過程及特點。
2．生命觀念、科學思維——運用物質(zhì)與能量觀，闡明某些有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷富集的現(xiàn)象。
3．社會責任——基于對物質(zhì)循環(huán)的理解，構(gòu)建碳循環(huán)模式圖，并利用模式圖解釋碳循環(huán)失衡與溫室效應的關(guān)系，強化社會責任。
知識點一　碳循環(huán)與生物富集
自主梳理
1．碳循環(huán)
(1)循環(huán)形式：在生物群落與非生物環(huán)境間主要以________的形式循環(huán)。
(2)過程圖解
圖中：①________，②________，③植物(生產(chǎn)者)，④動物(消費者)，⑤________，⑥________。
(3)大氣和海洋在碳循環(huán)之間的關(guān)系
當大氣中二氧化碳含量增加，________中的二氧化碳含量也隨之增加；如果大氣中的二氧化碳發(fā)生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及時________。
(4)溫室效應
①形成原因：主要是________的開采和使用使大氣中________含量迅速增加，打破了生物圈________的平衡。
②應對方法：一方面要________________，另一方面要提高____________。
(5)物質(zhì)循環(huán)
①物質(zhì)：組成生物體的____________等元素。
②范圍：________與________之間循環(huán)。
③特點：具有________性、________性。又稱為生物地球化學循環(huán)。
④應用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用________的模式。
答案：(1)CO2　(2)光合作用　呼吸作用　呼吸作用　微生物的分解作用　(3)水圈　進入大氣　(4)①化石燃料　CO2　碳循環(huán)②減少二氧化碳的排放　森林覆蓋率　(5)①C、H、O、N、P、S　②生物群落　非生物環(huán)境　③全球　循環(huán)　④種養(yǎng)結(jié)合
2．生物富集
(1)鉛積蓄在體內(nèi)的過程
在________燃燒、________冶煉的過程中，鉛以微小顆粒被排放進入________，然后沉降在土壤和植被表面。一部分鉛顆粒隨降雨進入________，另一部分進入水體。植物的根從土壤中吸收鉛，葉片也會攝入吸附的鉛。在水中生活的植物、浮游動物會直接吸收水中的鉛。動物飲用含有鉛的水，也會直接攝入鉛。進入體內(nèi)的鉛，能夠形成多種比較________的鉛化合物，分布于生物體的多種組織細胞中，導致鉛________________，從而積蓄在體內(nèi)。
(2)概念：是指生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或________________，使其在機體內(nèi)濃度________環(huán)境濃度的現(xiàn)象。
(3)特點
①一旦含有鉛的生物被更高營養(yǎng)級的動物食用，鉛就會沿著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的________。
②鎘、汞等重金屬，________、________等有機化合物以及一些放射性物質(zhì)，也存在這樣的生物富集現(xiàn)象。由于這些有害物質(zhì)可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地，因此，這種現(xiàn)象也是________的。
答案：(1)煤　有色金屬　大氣　土壤　穩(wěn)定　不易被生物體排出　(2)難以降解的化合物　超過　(3)①頂端　②DDT　六六六　全球性
[互動探究]
1．下圖是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的示意圖，請據(jù)圖思考討論：
(1)圖中屬于生物群落的是什么？(用字母回答)，碳在生物群落內(nèi)部主要是以什么形式進行流動的？
(2)碳從非生物環(huán)境中進入生物群落的途徑①和從生物群落進入非生物環(huán)境的途徑③分別表示的是什么？
(3)據(jù)圖提出一項實現(xiàn)“低碳”減緩溫室效應的措施。
答案：(1)A、B、C、D；(含碳)有機物。
(2)光合作用和化能合成作用；呼吸作用。
(3)減少化石燃料的使用(或者植樹造林，增加植被；或開發(fā)水能、太陽能等新能源)。
2．DDT是一種有機氯農(nóng)藥，化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在環(huán)境中不易被降解，作為殺蟲劑具有廣譜殺蟲、藥效強勁持久、容易生產(chǎn)等諸多優(yōu)點。然而大規(guī)模使用DDT對以游隼為代表的猛禽來說，卻是一場噩夢的開始。思考討論：
(1)DDT作為殺蟲劑使用，為什么會在頂級捕食者游隼體內(nèi)的脂肪中大量積累？
(2)研究發(fā)現(xiàn)，世界各分布區(qū)的游隼體內(nèi)均有不同程度的DDT積累，這反映出生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有什么特點？
答案：(1)提示：DDT是一種有機氯農(nóng)藥，化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在環(huán)境中不易降解，通過生物富集現(xiàn)象在頂級捕食者游隼體內(nèi)的脂肪中大量積累。
(2)提示：全球性。
重難點突破
1．結(jié)合模式圖，明確碳循環(huán)的四個要點
(1)存在形式
(2)流動形式
(3)進入生物群落的途徑
(4)
2．辨析物質(zhì)循環(huán)的三個易誤點
(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。
(2)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“物質(zhì)”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。
(3)碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。
3．碳循環(huán)平衡的破壞——溫室效應
(1)成因：生物圈中碳循環(huán)的平衡被打破。
①化石燃料的大量開采和使用，增加了大氣中CO2的含量。
②森林、草原等綠色植物被大面積破壞，降低了對大氣中CO2的利用和調(diào)節(jié)。
(2)危害：導致氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。
(3)緩解措施
①采取積極措施，如開發(fā)清潔能源，減少CO2的排放。
②植樹種草，提高森林、草原覆蓋率。
4.生物富集
(1)生物個體或處于同一營養(yǎng)級的許多生物種群，從周圍環(huán)境中吸收并積累某種元素或難分解的化合物，導致生物體內(nèi)該物質(zhì)的平衡濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，叫生物富集，又叫生物濃縮。
(2)生物富集常用富集系數(shù)或濃縮系數(shù)(即生物體內(nèi)污染物的平衡濃度與其生存環(huán)境中該污染物濃度的比值)來表示。此外還有人用生物累計、生物放大等術(shù)語來描述生物富集現(xiàn)象。前者是指同一生物個體在生長發(fā)育的不同階段生物富集系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象；后者指在同一食物鏈上，生物富集系數(shù)從低位營養(yǎng)級到高位營養(yǎng)級逐級增大的現(xiàn)象。
(3)污染物是否沿著食物鏈積累，取決于以下三個條件：即污染物的濃度在環(huán)境中必須是比較穩(wěn)定的，污染物必須是生物能夠吸收的，污染物是不易被生物代謝所分解的。目前最典型的還是DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移和積累。
(4)在生態(tài)系統(tǒng)中，污染物的濃度在沿食物鏈流動過程中隨營養(yǎng)級的升高而增加，其富集系數(shù)在各營養(yǎng)級中可達到極其驚人的含量。
隨堂練習
1．如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程中4種成分之間的關(guān)系。以下相關(guān)敘述中正確的是(　　)
A．1和2包含著所有種群構(gòu)成的群落
B．3代表的一定是原核生物
C．①代表光合作用，②代表呼吸作用
D．4可以表示大氣中的CO2庫
答案：D
解析：據(jù)圖分析，1是生產(chǎn)者，2是消費者，3是分解者，4是非生物的物質(zhì)和能量，而群落是指一定區(qū)域內(nèi)的全部生物，A錯誤；3是分解者，主要指腐生的細菌和真菌，另外也包括一些動物，如蚯蚓，真菌、動物不是原核生物，B錯誤；①代表1被2捕食，②代表2進行呼吸作用向大氣中釋放CO2，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)中，通過生物的呼吸作用向大氣中釋放CO2，同時又通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化成有機物，所以4可以表示大氣中的CO2庫，D正確。
2．如圖是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，箭頭表示碳的流動方向，下列說法正確的是(　　)
A．該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括A、B、C、D、E
B．該生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈可表示為：A→D→E→B
C．碳循環(huán)進行的同時一定伴隨著能量流動和信息傳遞
D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落與非生物環(huán)境之間及生物群落內(nèi)部往復循環(huán)的，這種循環(huán)帶有全球性
答案：C
解析：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，故該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括A、B、C、D、E以及由生產(chǎn)者和消費者構(gòu)成的食物鏈、食物網(wǎng)，A錯誤；B是分解者，不參與食物鏈組成，B錯誤；碳循環(huán)進行的同時一定伴隨著能量流動和信息傳遞，C正確；碳主要是以二氧化碳的形式在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)，以有機物的形式在生物群落內(nèi)部流動，碳循環(huán)帶有全球性，D錯誤。
3．如圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。A、B、C、D構(gòu)成生物群落，箭頭①～⑨表示循環(huán)過程。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳
B．完成①過程的能量主要是由⑧過程提供的
C．D經(jīng)⑤⑥⑦過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%～20%
D．C處于第三營養(yǎng)級
答案：D
解析：生物群落與非生物環(huán)境之間的碳循環(huán)是以CO2的形式進行的，故圖中大氣中的氣體X代表CO2；完成①過程的能量主要由太陽能轉(zhuǎn)化的活躍的化學能提供；捕食食物鏈中相鄰兩營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率約為10%～20%，D為分解者，不存在于捕食食物鏈中；圖中A為生產(chǎn)者，B為初級消費者(第二營養(yǎng)級)，C為次級消費者(第三營養(yǎng)級)。
知識點二　能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系
自主梳理
能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系
(1)聯(lián)系：物質(zhì)作為能量的________，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為________，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間________。生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分，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，形成一個統(tǒng)一的整體。
(2)區(qū)別：在物質(zhì)循環(huán)過程中，非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落________；能量流動則不同，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，是________的，而且流動是單方向不循環(huán)的。
答案：(1)載體　動力　循環(huán)往返　(2)反復利用　逐級遞減
[自查自糾]
(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，所以物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復的。(　　)
(2)物質(zhì)循環(huán)和能量流動是兩個獨立的過程。(　　)
(3)物質(zhì)循環(huán)中的物質(zhì)和作為能量流動的載體的物質(zhì)，含義不同。(　　)
(4)物質(zhì)是能量流動的載體，能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力。(　　)
(5)能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)往復。(　　)
(6)生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分，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，形成一個統(tǒng)一的整體。(　　)
答案：(1)x　解析：能量是單向流動的，不能通過食物鏈和食物網(wǎng)循環(huán)。
(2)x　解析：物質(zhì)循環(huán)、能量流動二者相互依存，不可分割。
(3)√　(4)√　(5)√　(6)√
[互動探究]
結(jié)合下圖，分析物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。
(1)完善兩者之間的關(guān)系圖解。
(2)概括物質(zhì)循環(huán)和能量流動之間的區(qū)別和聯(lián)系。
答案：(1)提示：圖中字母表示的成分依次是A生產(chǎn)者，B初級消費者，C次級消費者，D分解者；圖中的能量形式分別是①熱能，②化學能，③化學能，④熱能。
(2)提示：①聯(lián)系：物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體，能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復的動力。②區(qū)別：在物質(zhì)循環(huán)過程中，非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復利用；能量流動則不同，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，是逐級遞減的，而且能量流動是單方向、不循環(huán)的。
重難點突破
1．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系圖解
2．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系
項目 能量流動 物質(zhì)循環(huán)
形式 以有機物的形式流動 主要以化學元素的形式循環(huán)
過程 沿食物鏈(網(wǎng))單向流動 在非生物環(huán)境和生物群落間循環(huán)
范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 生物圈
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環(huán)性
聯(lián)系 ①能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放都離不開物質(zhì)的合成和分解 ②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體 ③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的動力
隨堂練習
1．如圖為一個簡化的生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)示意圖，對圖中箭頭的含義表述錯誤的是(　　)
A．④和⑤可表示生物群落中能量的散失
B．⑤可表示生物群落中的物質(zhì)回歸非生物環(huán)境
C．②可表示能量在生物體之間單向流動
D．①可表示碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物
答案：A
解析：讀圖可知，生物群落中能量以熱能的形式散失——④呼吸作用，生物群落中的物質(zhì)回歸非生物環(huán)境——⑤分解者的分解作用，A錯誤，B正確；能量在生物體之間單向流動，如圖中的②③，C正確；碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物——①光合作用或化能合成作用合成有機物，D正確。
2．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是(　　)
A．使用糞便做肥料，其能量可以流向植物，實現(xiàn)了對能量的多級利用
B．一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%～20%的能量流入狼的體內(nèi)
C．非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復利用
D．食物鏈中初級消費者數(shù)量越多，次級消費者能夠獲得的能量一定就越少
答案：C
解析：使用糞便做肥料是通過分解者將糞便中的有機物分解為無機物，植物利用的是無機物，沒有對能量進行多級利用，A錯誤。能量傳遞效率中的10%～20%指的是營養(yǎng)級與營養(yǎng)級之間的傳遞效率，不是個體與個體之間的，B錯誤。物質(zhì)中的元素在生態(tài)系統(tǒng)中具有循環(huán)往復性，C正確。食物鏈中的初級消費者越多，其總能量越多，又因為能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率是不變的，所以捕食它們的次級消費者獲得的能量越多，D錯誤。
研習3　探究土壤微生物的分解作用
自主梳理
答案：分解者　將動植物遺體殘骸中的有機物分解為無機物　溫度　水分　是否含有微生物　相同時間內(nèi)土壤中落葉的腐爛程度　不做任何處理　小于　30 mL蒸餾水＋淀粉糊　產(chǎn)生磚紅色沉淀　不產(chǎn)生磚紅色沉淀
[自查自糾]
某興趣小組設計實驗來探究土壤微生物對落葉的分解作用，判斷以下操作過程及分析的正誤。
(1)可采用加熱烘干的方法除去實驗組中的土壤微生物。(　　)
(2)應將實驗組和對照組的土壤放在隔絕空氣的條件下。(　　)
(3)對照組中落葉的分解速度明顯高于實驗組。(　　)
(4)實驗組和對照組可以分別選擇不同種類的落葉進行實驗。(　　)
答案：(1)x　解析：在探究土壤微生物對落葉的分解作用的實驗中，對實驗組的處理要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變，可以將土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒溫箱中滅菌1 h。
(2)x　(3)√　(4)x
[互動探究]
1．土壤微生物對落葉的分解作用(科學探究，科學思維)
【實驗情境】完成教材“探究落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎”，分析下列問題：
(1)取材是在落葉多的地方取泥土還是落葉少的地方取？說明理由。
(2)取表面上層土還是深入地下？為什么？
(3)該實驗的自變量是___________________________。
無關(guān)變量有________、________、________等。
(4)實驗過程中落葉是否需要特殊處理？
(5)實驗中對照組和實驗組的實驗材料的改變要有衡量標準，本實驗的衡量標準是什么？
(6)“腐爛程度”通過什么表現(xiàn)？
答案：(1)提示：落葉多的地方，這個地方微生物密集。
(2)提示：表面上層土，因為大部分微生物需要進行呼吸作用。
(3)微生物的有無　溫度　水分　空氣
(4)提示：需要去除水分，避免實驗誤差。
(5)提示：落葉的“腐爛程度”。
(6)提示：落葉的質(zhì)量變化，視覺感受等。
2．探究土壤微生物對淀粉的分解作用
(1)實驗的自變量和因變量是什么？
(2)實驗中選用什么試劑檢測因變量的變化？
(3)實驗的設計思路是什么？
答案：(1)提示：自變量是土壤微生物的有無；因變量是淀粉的分解程度。
(2)提示：用碘液和斐林試劑檢測。
(3)提示：取兩個燒杯編號為A、B，放入等量淀粉糊。在A燒杯中加入30 mL土壤浸出液，B燒杯中加入30 mL蒸餾水。在室溫(20 ℃左右)環(huán)境放置7 d后，分別取A、B燒杯中的溶液20 mL，各放入兩支試管中，分別編號為A1、A2、B1、B2。在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑后水浴加熱。觀察試管中溶液的顏色變化，記錄實驗結(jié)果。
重難點突破
1．探究土壤微生物分解作用的過程
項目 案例1 案例2
實驗假設 微生物能分解落葉使之腐爛 微生物能分解淀粉
實驗 設計 實驗組 對土壤進行高溫處理 放入等量淀粉糊的A燒杯中加入30 mL土壤浸出液
對照組 對土壤不做任何處理 放入等量淀粉糊的B燒杯中加入30 mL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
實驗現(xiàn)象 在相同時間內(nèi)實驗組落葉腐爛程度小于對照組 A A1 不變藍
A2 產(chǎn)生磚紅色沉淀
B B1 變藍
B2 不產(chǎn)生磚紅色沉淀
結(jié)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
2.實驗組、對照組的確定
(1)驗證實驗中二者如何確定：根據(jù)題意首先弄清實驗研究的自變量是什么，然后找到進行自變量處理的為實驗組，而沒進行自變量處理，僅為排除無關(guān)變量干擾而設置的實驗為對照組。
(2)探究實驗中二者如何確定：接受自變量處理的，實驗結(jié)果是未知的為實驗組；未接受自變量處理的，實驗結(jié)果是已知的為對照組。
隨堂練習
1．某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深5 cm左右)為實驗材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤的處理情況見下表。下列敘述不正確的是　　　　(　　)
項目 1組 2組 3組 4組
土壤處理 滅菌 不滅菌 滅菌 不滅菌
濕潤 濕潤 較干燥 較干燥
A.該實驗的目的之一是探究土壤微生物分解落葉時與土壤濕度間的關(guān)系
B．該實驗的自變量之一為土壤是否滅菌處理，實驗中的實驗組是1組和3組
C．為了保證實驗的效果，實驗中作為實驗材料的落葉不能進行滅菌處理
D．預期結(jié)果是1、3組的落葉不被分解，2、4組的落葉被不同程度分解
答案：C
解析：根據(jù)表格分析可知，該實驗的自變量之一為土壤的濕潤條件，因此該實驗的目的之一是探究土壤微生物分解落葉時與土壤濕度間的關(guān)系，A正確；該實驗的自變量有土壤是否滅菌處理、土壤的濕潤條件，實驗中的對照組是2和4,1和3是實驗組，B正確；為了控制實驗中的無關(guān)變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理，消除微生物的影響，C錯誤；根據(jù)以上分析已知，1、3組滅菌后沒有微生物，落葉不會被分解。而2、4組有微生物，但是濕潤程度不同，所以落葉被分解程度不同，D正確。
2．某生物興趣小組的同學為證明某細菌對樹葉的分解作用，分別提出三種實驗方案。其共同之處：將同一種樹的落葉分成甲、乙兩等份，實驗過程中保持樹葉濕潤，其他實驗條件和步驟如下表所示。以下哪種實驗方案能達到目的(　　)
序號 實驗處理
甲 乙
方案一 無菌條件 自然條件
方案二 先滅菌，再置于 適宜條件下 自然條件
方案三 先滅菌，再置于 適宜條件下 先滅菌，然后接種某種細菌， 最后置于適宜條件下
A.方案一
B．方案二
C．方案三
D．三個方案都不能達到
答案：C
解析：欲證明樹葉的分解是由某種細菌所引起的，應先將樹葉滅菌，排除其他微生物對實驗結(jié)果的干擾，同時應將滅菌后的樹葉平均分成兩組，一組接種該細菌，另一組不接種，兩組均置于適宜條件下培養(yǎng)，以便對比分析得出結(jié)論。
[要語必背]
1．組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。
2．物質(zhì)循環(huán)具有全球性和往復循環(huán)的特點。
3．碳在非生物環(huán)境和生物群落之間是以CO2的形式循環(huán)的，在生物群落內(nèi)部是以有機物的形式傳遞的。
4．物質(zhì)是能量流動的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力。
5．生物體從周圍環(huán)境中吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象，稱為生物富集。
鞏固提升
1．下列不屬于生物群落中的碳返回大氣中的途徑的是(　　)
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
答案：B
解析：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使非生物環(huán)境中的碳進入生物群落中的途徑。
2．與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動相比較，物質(zhì)循環(huán)具有的特點是(　　)
A．循環(huán)流動 B．單向流動
C．逐級遞減 D．不能循環(huán)
答案：A
解析：物質(zhì)循環(huán)的特點是循環(huán)性和全球性，能量流動的特點是單向流動、逐級遞減。
3．某些人工合成的化合物如農(nóng)藥DDT、六六六等，進入環(huán)境后便參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，但是，這些化合物難以被降解并在生物體內(nèi)蓄積。下表是某水域生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度。下列說法錯誤的是(　　)
項目 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT濃度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
A.該生態(tài)系統(tǒng)的水體中DDT的濃度小于0.04 ppm
B．四個種群最簡單的能量流動渠道是形成了一條食物鏈
C．甲是該生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的生產(chǎn)者
D．丁種群個體死亡后釋放的DDT還可能再進入丁種群
答案：B
解析：表中數(shù)據(jù)是在該生態(tài)系統(tǒng)處于平衡時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度，其含量關(guān)系應符合能量傳遞和生物富集規(guī)律，因此，甲是生產(chǎn)者，乙和丙位于同一營養(yǎng)級，均屬于生態(tài)系統(tǒng)的初級消費者，丁是次級消費者，處于食物鏈的第三營養(yǎng)級，四個種群形成兩條食物鏈，綜上所述，B錯誤，A、C、D正確。
4．如圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中字母代表生態(tài)系統(tǒng)組成成分，數(shù)字表示碳的流動過程。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中生產(chǎn)者、A、B、C構(gòu)成了兩條食物鏈
B．大力增強過程①可一定程度上緩解溫室效應
C．經(jīng)過程③的碳全部儲存于B體內(nèi)的有機物中
D．農(nóng)業(yè)上的中耕松土可以加強過程⑦
答案：B
解析：據(jù)圖分析可知，A表示大氣中的二氧化碳庫，B表示消費者，C表示分解者，食物鏈中只有生產(chǎn)者和消費者，所以生產(chǎn)者、A、B、C不能構(gòu)成食物鏈，A錯誤；過程①表示光合作用，大力增強該過程可以吸收較多的二氧化碳，能一定程度上緩解溫室效應，B正確；經(jīng)③流向B的碳大部分通過呼吸作用以二氧化碳形式散失，少量的碳元素儲存于B體內(nèi)的有機物中，C錯誤；過程⑦表示消費者的呼吸作用，農(nóng)業(yè)上的中耕松土可以加強過程②即植物根細胞的呼吸作用，D錯誤。
5．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)包括碳循環(huán)和氮循環(huán)等過程。下列有關(guān)碳循環(huán)的敘述，錯誤的是(　　)
A．消費者沒有參與碳循環(huán)的過程
B．生產(chǎn)者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)
D．碳在非生物環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)
答案：A
解析：消費者通過呼吸作用可以將CO2從生物群落釋放到非生物環(huán)境，A項錯誤；生產(chǎn)者的光合作用可以將非生物環(huán)境中的碳固定到生物群落中，B項正確；土壤中微生物作為分解者可以通過呼吸作用將動植物遺體殘骸及排遺物和枯枝敗葉中的有機物分解為無機物并將CO2釋放到非生物環(huán)境中，C項正確；碳在非生物環(huán)境與生物群落之間可以通過光合作用和呼吸作用以CO2形式循環(huán)，D項正確。
6．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的圖解，正確的是(　　)
答案：A
解析：生產(chǎn)者可以通過光合作用或者化能合成作用從非生物環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量；生產(chǎn)者、消費者、分解者可以通過呼吸作用或分解作用將物質(zhì)和能量釋放到非生物環(huán)境；消費者可通過捕食、寄生等從生產(chǎn)者中獲取物質(zhì)和能量；生產(chǎn)者的殘枝敗葉、消費者的遺體殘骸及糞便中的物質(zhì)和能量可被分解者利用，A正確。消費者中的物質(zhì)不能進入生產(chǎn)者，B錯誤。分解者不能利用非生物環(huán)境中的物質(zhì)，只能依靠有機物維持生活，C、D錯誤。
7．如圖為碳循環(huán)示意圖，圖中A、B代表生態(tài)系統(tǒng)的組成成分。請據(jù)圖回答問題：
(1)圖中A表示________，碳在過程①和過程②中的流動形式分別是____________、________。
(2)圖中③代表的生理過程是________。自然生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程中，碳從大氣進入________的速率與返回大氣中的速率大致相同。
(3)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大小主要是由圖中________組成的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜程度來決定的。
答案：(1)生產(chǎn)者　CO2　含碳有機物
(2)呼吸作用　生物群落
(3)A、B
解析：圖中A為生產(chǎn)者，B為消費者；①主要表示光合作用，②為捕食，③為生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用。碳元素在光合作用中以CO2的形式被利用，在食物鏈中以有機物的形式流動。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的大小主要由A、B組成的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜程度決定。

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