資源簡介

人教生物學選擇性必修2教學案
3-3 生態系統的物質循環
學有目標——新課程標準必明 記在平時——核心語句必背
1.以碳循環為例，分析生態系統的物質循環過程。 2.理解生物富集的成因和危害。 3.闡釋物質循環和能量流動的關系。 1.生態系統的物質循環是指組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程。 2.物質循環的特點是具有全球性、循環性。 3.生物富集是生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。 4.食物鏈中營養級越高，生物富集的某種物質濃度就越大。 5.物質循環是能量流動的載體，能量流動是物質循環的動力。
[理清主干知識]
一、碳循環
1．循環形式：在生物群落與非生物環境間主要以CO2的形式循環。
2．過程圖解
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．大氣和海洋在碳循環之間的關系
當大氣中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也隨之增加；如果大氣中的二氧化碳發生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及時進入大氣。
4．溫室效應
(1)形成原因：主要是化石燃料的開采和使用使大氣中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循環的平衡。
(2)應對方法：一方面要減少二氧化碳的排放，另一方面要提高森林覆蓋率。
5．物質循環
(1)物質：組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素。
(2)范圍：生物群落與非生物環境之間循環。
(3)特點：具有全球性、循環性。又稱為生物地球化學循環。
(4)應用：農業生產中采用種養結合的模式。
二、生物富集
1．概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
2．特點
(1)食物鏈中營養級越高，生物富集的某種物質濃度就越大。
(2)生物富集也具有全球性。
三、物質循環和能量流動的關系
1．二者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割。
2．物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返。
[診斷自學效果]
1．判斷下列敘述的正誤
(1)參與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與生態系統的碳循環(√)
(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)能量流動與物質循環是兩個獨立的過程(×)
(6)能量流動伴隨著物質循環在生態系統中反復利用(×)
2．連線碳循環的相關內容
[在探究中學明]
1.如圖為碳元素在生態系統中循環的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態系統的生物成分，箭頭表示生理過程。請據圖分析：
(1)甲、乙、丙、丁分別代表生態系統的什么成分？并簡述判斷的理由。
提示：甲和丁之間有雙向箭頭，且其他幾種成分都有箭頭指向丁，所以丁為大氣中的CO2庫，甲為生產者；甲和乙都有箭頭指向丙，所以丙為分解者，則乙為消費者。
(2)碳在甲、乙、丙之間的流動形式是什么？在甲(或乙或丙)與丁之間的流動形式又是什么？
提示：在甲、乙、丙之間的流動形式是含碳有機物，在甲(或乙或丙)與丁之間的流動形式是CO2。
(3)圖中的字母分別表示什么過程？
提示：b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表細胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表動植物的遺體、動物的排遺物等提供給分解者。
(4)與自然界的碳循環關系最密切的兩種細胞器是什么？
提示：線粒體和葉綠體。
(5)既然物質是循環的，為什么農田生態系統還需要經常施肥呢？
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。
2．下表是某生態系統中生物體內殘留有機汞的情況，據此判斷可能的營養結構。
生物體 A B C D E
有機汞含量/(μg·g－1) 0.05 7 0.51 68 0.39
提示：由于生物富集現象，隨著營養級的增加，有機汞含量增加，表中A有機汞含量最低，處于第一營養級，含能量也最多，C和E的有機汞含量差不多，表明兩者屬于同一營養級，D有機汞含量最高，處于最高營養級，含能量也最少，那么，最可能的食物網如圖所示。
[在深化中提能]
1．明確有關碳循環的四點內容
(1)存在形式
(2)流動形式
(3)進入生物群落的途徑
(4)
2．辨析物質循環的三個易誤點
(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。
(3)碳在生態系統各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產者與非生物環境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。
[例1]　如圖為生物圈中碳循環過程，下列有關敘述正確的是(　 )
A．圖中缺少一個由甲到大氣中的CO2的箭頭
B．③④過程均可產生ATP，且合成ATP所需的能量來源相同
C．減少化石燃料的燃燒及乙的數量都可緩解溫室效應
D．丙是動物，只能利用現成的有機物并從中獲得能量
[解析]　分析題圖可知，甲是分解者，乙是生產者，丙是消費者，分解者要通過分解作用將有機物中的碳以CO2的形式釋放到大氣中，A正確。③④過程分別是呼吸作用、光合作用和化能合成作用，這兩個過程都可以產生ATP，但合成ATP的能量來源不同，呼吸作用合成ATP的能量來源于化學能，光合作用合成ATP的能量來源于光能，化能合成作用合成ATP的能量來源于化學能，B錯誤。減少生產者的數量不利于緩解溫室效應，C錯誤。消費者主要是動物，但某些細菌也屬于消費者，D錯誤。
[答案]　A
[例2]　如圖是生物圈中碳循環示意圖，下列相關分析錯誤的是(　 )
A．生物圈通過碳循環實現碳元素的自給自足
B．A是消費者，C是生產者，各成分間以CO2的形式傳遞碳元素
C．對E過度開發利用會打破生物圈中碳循環的平衡
D．碳循環過程需要能量驅動，同時又是能量流動的載體
[解析]　圖中A為消費者，B為分解者，C為生產者，D為大氣中的CO2庫。碳元素在生物群落與非生物環境之間以CO2的形式傳遞，在生物群落之間以含碳有機物的形式傳遞。
[答案]　B
“三看法”快速確認碳循環的各環節
[在應用中落實]
1．生態系統中的物質是循環利用的，則要向農田中施加N、P、K等肥料的原因是(　 )
A．在沒有物質輸出的情況下，物質在某一個封閉生態系統中是循環的
B．生態系統中的物質自給自足的前提是物質循環的全球性
C．一塊農田中的一些無機鹽會隨著農產品輸出而導致農田中的無機鹽減少
D．一塊農田不是一個生態系統，物質不能循環利用
解析：選C　在沒有物質輸出的情況下，物質在某一個封閉生態系統中是循環的，生態系統中的物質循環是全球性的，一塊農田是開放的生態系統，農田中的一些無機鹽會隨著農產品輸出而導致農田中的無機鹽減少，所以要施肥。故選C。
2．下圖是生態系統中碳循環示意圖，“→”表示碳的流動方向，下列說法正確的是(　 )
A．圖中a是生產者，b、d、e是消費者，c是分解者
B．該生態系統的成分包括a、b、c、d、非生物的物質和能量
C．該生態系統中的食物鏈可表示為：a→d→e
D．a和b的種間關系為捕食
解析：選C　圖中a、c之間為雙箭頭，分別為生產者和大氣中二氧化碳庫的其中之一，由于生產者、消費者、分解者均能進行呼吸作用產生二氧化碳流向大氣中二氧化碳庫，因此c是大氣中二氧化碳庫，a是生產者，則d、e為消費者，b為分解者，A錯誤；該生態系統的成分包括a、b、d、e、非生物的物質(包括c)和能量，B錯誤；該生態系統中的一條食物鏈可表示為：a→d→e，C正確；b為分解者，所以a和b的種間關系不是捕食關系，D錯誤。
[在探究中學明]
結合下圖，分析物質循環與能量流動的關系
(1)完善兩者之間的關系圖解：
圖中字母表示的成分依次是A.生產者，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)概括物質循環和能量流動之間的區別和聯系。
提示：①物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體，能量是物質在生態系統中往復循環的動力。
②在物質循環過程中，非生物環境中的物質可以被生物群落反復利用；能量流動則不同，能量在流經生態系統各營養級時，是逐級遞減的，而且流動是單方向不循環的。
[在深化中提能]
物質循環與能量流動的區別與聯系
項目 能量流動 物質循環(以碳循環為例)
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)單向流動 在非生物環境和生物群落間往復循環
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環性
范圍 生態系統各營養級 生物圈
聯系 同時進行，相互依存，不可分割。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)流動的載體；③能量是物質在生物群落和非生物環境之間循環往復的動力
[例1]　下列關于物質循環和能量流動的說法，錯誤的是(　 )
A．物質是能量流動的載體，能量是物質循環的動力
B．非生物環境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用
C．通過綠色植物的光合作用，可完成生態系統碳循環
D．食物鏈和食物網是能量流動和物質循環的渠道
[解析]　生態系統的主要功能是能量流動和物質循環，物質是能量流動的載體，能量是物質循環的動力；非生物環境中的物質可被生物群落反復利用；綠色植物的光合作用能將CO2中的碳轉化為有機物中的碳，只是碳循環的一部分，并沒有完成生態系統的碳循環；食物鏈和食物網是生態系統能量流動和物質循環的渠道。
[答案]　C
[例2]　分析以下生態系統的能量流動和物質循環的關系簡圖，不能得到的結論是(　 )
A．物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動
B．能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返
C．能量①②③④的總和便是生產者所固定的太陽能總量
D．碳在生物群落和非生物環境之間的循環主要是以CO2的形式進行的
[解析]　生產者所固定的太陽能總量是指生產者總的同化量，①②③④的總和小于生產者所固定的太陽能總量。
[答案]　C
分析能量流動和物質循環關系的方法
(1)能量流動和物質循環相伴而行，但能量在傳遞過程中由光能→化學能→熱；而物質在循環中，由無機物(CO2)→有機物→無機物(CO2)。
(2)能量流動的終點是以熱能散失到無機環境中，不能再利用；而物質循環產生的CO2又被重新利用，所以沒有終點。　　　
[在應用中落實]
1．下列關于生態系統中能量和物質的敘述，正確的是(　 )
①物質是單向流動、不可循環的　②物質是可循環的　③能量是單向流動、不可循環的　④能量是單向流動、可循環的　⑤能量是伴隨著物質而流動的　⑥能量不是伴隨物質而流動的
A．①③⑤　　　　　　　　　 B．①④⑥
C．②③⑤ D．②③⑥
解析：選C　生態系統中的物質是循環利用的，是能量流動的載體；能量流動是單向的，作為動力推動物質循環的進行。
2．下列關于生態系統中物質循環和能量流動的敘述，正確的是(　 )
A．水體富營養化時出現藍細菌水華現象，說明物質循環的平衡被破壞
B．流經所有生態系統的總能量都是生產者固定的太陽能
C．第二營養級同化能量的10%～20%會被下一營養級捕食
D．使用糞便作肥料，其能量可以流向植物，實現了對能量的多級利用
解析：選A　富營養化水體出現藍細菌水華的現象是藍細菌吸收氮、磷等礦質元素，迅速繁殖的結果，說明物質循環的平衡被破壞，A正確；生態系統中能量的初始來源主要是生產者固定的太陽能，也可以是化學能等，如硝化細菌利用氧化氨釋放出來的能量把無機物轉變為有機物，B錯誤；第二營養級同化能量的10%～20%會被下一營養級同化，C錯誤；使用糞便作肥料，其被微生物分解產生的物質可以被植物利用，實現了物質的循環再生，但能量以熱能的形式散失到大氣中，D錯誤。
[在探究中學明]
1．探究土壤微生物在落葉分解中的作用
(1)實驗的自變量和因變量是什么？
提示：自變量是土壤微生物的有無；因變量是土壤中落葉的分解程度。
(2)在實驗中是如何控制自變量的？
提示：實驗組土壤經高溫處理，以消滅土壤中的微生物；對照組土壤不做處理。
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？
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)實驗中選用什么試劑檢測因變量的變化？
提示：用碘液和斐林試劑檢測。
(3)實驗的設計思路是什么？
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。觀察試管中溶液的顏色變化，記錄實驗結果。
3．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 對土壤高溫處理 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 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
實驗現象 在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組 A A1 不變藍
A2 產生磚紅色沉淀
B B1 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
[在應用中落實]
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，對土壤處理情況如表所示。下列有關敘述錯誤的是(　 )
組別 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 濕潤 濕潤 較干燥 較干燥
A.該實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．該實驗的自變量為土壤是否滅菌，因變量是土壤的濕度
C．為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理
D．預期結論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度分解
解析：選B　該實驗有兩個自變量：土壤是否滅菌和土壤的濕度，因此可以探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用；作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理，防止落葉中的微生物影響實驗結果；1組和3組土壤滅菌，沒有微生物分解落葉，2組和4組土壤沒有滅菌，土壤中有微生物分解落葉，只是在濕潤和較干燥的環境中分解程度不同。
2．某種甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，假如沒有這些甲蟲，落葉層將嚴重堆積，最終導致落葉林生長不良。以下分析正確的是(　 )
A．這種甲蟲屬于次級消費者
B．這種甲蟲與落葉樹之間為捕食關系
C．這種甲蟲對落葉林的物質循環有促進作用
D．這種甲蟲在能量金字塔中位于底部
解析：選C　根據題意，甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，沒有這些甲蟲，落葉層將嚴重堆積，可以推知甲蟲應屬于生態系統中的分解者，A錯誤；食物鏈中的生物之間是捕食關系，而甲蟲是分解者，不屬于食物鏈的成分，故甲蟲與落葉之間不存在捕食關系，B錯誤；甲蟲屬于分解者，能夠促進生態系統的物質循環，C正確；甲蟲是分解者，而能量金字塔的底部是生產者，D錯誤。
3．某研究小組，對從亞北極到熱帶的五個地點進行研究發現，降低食碎屑生物的多樣性，會降低凋落物碳和氮的循環速度和分解速度。下列敘述錯誤的是(　 )
A．食碎屑生物可獲得凋落物的能量，對凋落物具有選擇性
B．食碎屑生物在生態系統扮演著把有機物轉化為無機物的角色
C．碳元素和氮元素在生物群落食物鏈中以能量為動力，單向流動
D．食碎屑生物在生態系統營養結構中處于最高營養級
解析：選D　降低食碎屑生物的多樣性，會降低凋落物碳和氮的循環速度和分解速度，則食碎屑生物對凋落物具有選擇性，可獲得凋落物的能量，A正確；食碎屑生物在生態系統中的成分屬于分解者，它能把有機物轉化為無機物，B正確；碳元素和氮元素在生物群落中沿食物鏈和食物網單向流動，以能量為動力，C正確；分解者不屬于任何營養級，D錯誤。
[課堂鞏固落實]
1．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非生物環境之間的反復循環運動。
2．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．植食性動物
C．肉食性動物 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。
3．與生態系統的能量流動相比較，物質循環具有的特點是(　 )
A．循環流動 B．單向流動
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，能量流動的特點是單向流動、逐級遞減。
4．下列關于生態系統中物質循環的敘述，錯誤的是(　 )
A．物質循環是在生產者、消費者、分解者之間進行的
B．碳元素主要通過植物的光合作用進入生物群落中
C．化石燃料的大量燃燒打破了生物圈中碳循環的平衡
D．物質循環和能量流動是同時進行的，彼此相互依存
解析：選A　物質循環在非生物環境與生物群落之間進行，A錯誤；碳元素主要通過植物的光合作用進入生物群落中，B正確；化石燃料的大量燃燒，使短時間內二氧化碳釋放量增加，打破了生物圈中碳循環的平衡，導致溫室效應，C正確；物質循環和能量流動是同時進行的，彼此相互依存，D正確。
5．下列關于生態系統中的能量流動和物質循環的敘述，錯誤的是(　 )
A．能量流動和物質循環是獨立進行的兩個過程
B．能量流動和物質循環是相互依存的兩個過程
C．物質循環的進行需要能量的推動
D．能量流動的載體是各種有機物
解析：選A　能量流動和物質循環同時進行，相互依存，不可分割；物質循環的進行需要能量的推動，物質作為能量的載體，使能量沿食物鏈(網)流動。
[課下綜合檢測]
一、選擇題
1．生態系統的物質循環的特點不包括(　 )
A．帶有全球性
B．物質是指組成生物體的化學元素
C．在群落與非生物環境之間循環往復
D．在群落的各營養級之間循環往復
解析：選D　物質循環是組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素， 不斷地進行從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環。物質在群落的各營養級之間不能循環，是沿食物鏈(網)單向流動的。
2．關于生態系統的物質循環的敘述，錯誤的是(　 )
A．所指的物質是組成生物體的C、H、O、N、P、S等一些基本化學元素
B．所說的生態系統是指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群落與非生物環境之間循環往復運動
D．由于生物營養級越高得到的能量越少，故物質在循環過程中是不斷遞減的
解析：選D　生態系統物質循環所指的物質是組成生物體的C、H、O、N、P、S等一些基本化學元素，A正確；所說的生態系統是指地球上最大的生態系統——生物圈，其中的物質循環具有全球性，B正確；所說的循環是指物質在生物群落與非生物環境之間循環往復運動，C正確；物質循環過程中非生物環境中的物質可以被生物群落反復利用，D錯誤。
3．在碳循環中，連通非生物環境和生物群落的生物類群和生理作用分別是 (　 )
①生產者　②消費者　③分解者　④光合作用　⑤呼吸作用　⑥蒸騰作用　⑦化能合成作用
A．①②，④⑤⑥　　　　 B．①③，④⑤⑦
C．②③，⑤⑥⑦ D．①③，④⑥⑦
解析：選B　碳循環中，生產者通過光合作用或化能合成作用將CO2轉化為有機物進入生物群落，生產者、消費者和分解者則通過呼吸作用把有機物變成CO2返回非生物環境。
4．碳循環是生態系統中一種重要的物質循環類型，下列屬于碳循環過程的是(　 )
A．根瘤菌的固氮作用 B．綠色植物的光合作用
C．水蒸發至大氣中 D．鎘通過食物鏈被富集
解析：選B　大氣中的CO2通過綠色植物的光合作用進入生物群落，屬于碳循環；根瘤菌的固氮作用屬于氮循環；水蒸發到大氣中屬于水循環；鎘通過食物鏈被富集屬于富集作用。
5．下列關于生態系統中物質循環的圖解，正確的是(　 )
解析：選A　生產者可以通過光合作用或者化能合成作用從非生物環境中獲取物質和能量；生產者、消費者、分解者可以通過呼吸作用將物質和能量釋放到非生物環境；消費者可通過捕食、寄生等從生產者中獲取物質和能量；生產者的殘枝敗葉、消費者的遺體殘骸中的物質和能量可被分解者利用，A正確。
6．環境中的汞、鉛等重金屬隨食物、飲水進入生物體內后儲存在脂肪、神經組織中而不容易排出體外。某生態系統有甲、乙、丙、丁四個營養級，在某一時間測得所含某種重金屬的相對濃度如圖所示。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．營養級越高的生物體內重金屬的濃度越高
B．乙營養級攝取的能量多于乙營養級同化的能量
C．該生態系統中的能量流動渠道是丙→甲→乙→丁
D．DDT和重金屬都可通過食物鏈積累和濃縮
解析：選C　重金屬會沿食物鏈流動，營養級越高的生物，體內積累的有害物質越多，因此該生態系統中的能量流動渠道是丁→乙→甲→丙，A正確，C錯誤；乙營養級攝入的能量包括同化的能量和糞便中的能量，因此乙營養級攝取的能量多于乙營養級同化的能量，B正確；DDT和重金屬都可通過食物鏈積累和濃縮，D正確。
7．如今低碳生活、綠色經濟已成為人類共同的目標。下圖是碳循環的部分過程，有關分析錯誤的是(　 )
A．參與過程①的生物只有消費者和分解者
B．植樹造林有助于增強過程②而減少大氣CO2含量
C．減少對過程③的依賴是緩解溫室效應的重要措施
D．低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環的平衡
解析：選A　據圖可知，大氣中CO2的來源有：①生產者和消費者的呼吸作用、分解者的分解作用以及③化石燃料的燃燒；降低大氣中CO2的含量主要是通過②生產者的光合作用來實現的，故植樹造林有助于增強過程②而減少大氣CO2含量；③是引起大氣中CO2含量增加的主要原因，減少對過程③的依賴是緩解溫室效應的重要措施。
8．一位同學要探究土壤微生物能否分解農藥，并盡快得出實驗結論，用敵草隆(一種除草劑)進行實驗：取等量沙土分裝于相同的兩個容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌。下列有關敘述正確的是(　 )
A．向a、b中噴入等量的敵草隆，再置于同一恒溫箱中培養相同時間
B．檢測敵草隆的消失情況，預計a的敵草隆全部消失，b的基本不變
C．只用沙土實驗效果比用幾種典型土壤混合后的好
D．再增加c組作為對照，不噴入敵草隆，其他處理與a、b組相同
解析：選A　實驗組為a組，對照組為b組，控制單一變量，保證無關變量相同且適宜，A正確；a組滅菌后無微生物存活，敵草隆的量應該是不變的，b組敵草隆可能會部分減少，B錯誤；因為典型土壤中含微生物多，所以用幾種典型土壤混合后的最好，C錯誤；a、b組已形成對照，沒有必要再加和本實驗無關的c組，D錯誤。
9．下圖表示某生態系統的碳循環示意圖，其中甲、乙、丙、丁為生態系統的組成成分，①～⑦表示生理過程。下列有關該圖的分析，錯誤的是(　 )
A．乙是該生態系統的基石
B．⑦過程中碳的傳遞形式是CO2
C．①過程主要是指綠色植物的光合作用
D．丙中的多種生物之間只存在種間競爭關系
解析：選D　由題圖可知，乙、丙、丁都指向甲，因此甲是非生物的物質和能量，根據雙向箭頭可判斷出乙是生產者，丙是消費者，丁是分解者。乙是生產者，是生態系統的基石，A正確；⑦過程表示消費者通過呼吸作用釋放出CO2，B正確；①過程將CO2輸入生物群落中，主要是指綠色植物的光合作用，C正確；丙中多種生物之間還可能存在捕食關系，D錯誤。
10.如圖表示某農田生態系統一年中CO2的釋放和消耗狀況，其中各數字序號表達的含義分別為：①生產者呼吸釋放量；②分解者呼吸釋放量；③消費者呼吸釋放量；④生產者光合作用消耗總量。有關敘述正確的是(　 )
A．流經該農田生態系統的總能量可用④表示
B．②的量越小，說明該農田生態系統施用的有機肥料越多
C．消費者同化作用的大小可用③表示
D．該農田生態系統一年中CO2的釋放量與消耗量相等
解析：選A　流經生態系統的總能量可用生產者光合作用消耗的CO2量表示；有機肥料必須經過分解者的分解作用變成無機物，才能被生產者利用，故②的量越小，說明該農田生態系統施用的有機肥料越少；呼吸消耗量僅僅是消費者同化量的一部分；該農田生態系統一年中CO2的釋放量為①②③之和，CO2的消耗量為④，由圖示柱條的高度可知，④>①＋②＋③。
11．“碳中和”是指在一定時間內直接或間接產生的CO2或其他溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節能減排等形式來實現正負抵消，達到相對“零排放”。某地叢林大火向空中釋放了較多CO2，氣候專家認為，大火釋放的CO2被地球上的生物吸收可能需要一個世紀或更長時間。如圖表示該地松樹碳元素流動過程模型，下列相關說法錯誤的是(　 )
A．圖中①②③代表的碳元素的流動形式分別為：CO2、CO2、含碳有機物
B．在恢復過程中，采取投入適量的物質和能量等措施可以避免被燒毀的林地向荒漠化演替
C．叢林大火破壞后進行的演替類型與棄耕農田上進行的演替類型不同
D．為了盡早實現“碳中和”，我們應該優先選乘公共交通、減少使用一次性餐具等
解析：選C　由題圖分析可知，圖中①②③代表的碳元素的流動形式分別為CO2、CO2、含碳有機物，A正確；在破壞的環境恢復過程中，適量投入物質和能量，可避免被燒毀的林地向荒漠化演替，B正確；叢林大火破壞后進行的演替類型與棄耕農田上進行的演替類型相同，都屬于次生演替，C錯誤；優先選乘公共交通、減少使用一次性餐具，可以減碳節能，D正確。
12．如圖中的甲、乙、丙分別代表人體體液中物質交換、食物網中能量流動、生態系統碳循環示意圖。下列說法正確的是(　 )
A．甲圖D與B間以及D與C之間不能直接進行物質交換
B．乙圖中B從上一營養級獲得的能量中，C占的比例為a，B體重增加x至少需要A的量為y，則y＝20ax＋5x
C．丙圖中B所處的營養級所含能量最少
D．從研究內容來看，甲、乙、丙所代表的生命系統層次分別屬于個體水平、群落水平和生態系統水平
解析：選B　甲圖中D為細胞內液，B為淋巴液，C為血漿，其中淋巴細胞的細胞內液可以與淋巴液之間直接進行物質交換，血細胞的細胞內液可以與血漿之間直接進行物質交換。乙圖食物網中的能量流動中B從上一營養級獲得的能量中，C占的比例為a，則A占的比例為(1－a)，B體重增加x，至少需要A的量為y，按照能量傳遞效率20%計算，從A→C→B這條食物鏈，需要A的量為ax÷20%÷20%，即25ax；按照A→B這條食物鏈，需要A的量為(1－a)x÷20%，即5(1－a)x，則總共消耗A的量y＝25ax＋5(1－a)x＝20ax＋5x。丙圖中的B是分解者，不屬于食物鏈或食物網中的營養級。能量流動是在生態系統水平上研究的內容。
二、非選擇題
13．某生態系統碳循環的部分示意圖如下：
回答下列問題。
(1)圖中的字母________表示大氣中的CO2，由于許多因素的影響，使其含量夏季________冬季。
(2)CO2被生產者吸收轉變成體內物質進入生物群落，再被圖中的A、B的________和C的分解作用以及E的燃燒，轉變成CO2后再重新循環。若此生態系統中的生物群落處在正常演替過程中，生產者吸收的CO2量________整個生物群落排放的CO2量。
(3)若將本題圖修改為該生態系統的能量流動示意圖，可將D的含義改為________，其他字母及文字代表的含義不變，還需要修改之處有：增加“光→A”、取消“→E→D”、________。
解析：(1)根據圖中箭頭指向及試題信息可判斷A代表生產者、B代表消費者、C代表分解者、D代表大氣中的CO2庫、E代表化石燃料。大氣中的CO2含量有明顯的季節變化和晝夜變化，夏季光合作用比較強，所以夏季大氣中的CO2含量比冬季低。(2)生產者和消費者中的碳有一部分通過細胞呼吸進入大氣。在群落演替的過程中，生產者吸收的CO2大于整個生物群落排放的CO2量。(3)若將圖修改為生態系統的能量流動圖，則圖中D將表示為非生物環境，生物不能利用熱能，所以取消D到A的箭頭。
答案：(1)D　低于　(2)呼吸作用　大于
(3)非生物環境　取消 “D→A”
14．請據下圖回答有關生態系統的問題(乙圖中①～④表示能量)。
(1)甲圖是某生態系統的碳循環示意圖，圖中D指向A的箭頭代表的生理過程是________________________________________________________________________。
(2)乙圖中，③屬于________________(填生物)同化量的一部分。
(3)乙圖所示的生態系統中，草屬于第一營養級，它固定的能量除未被利用的和被分解者分解的部分外，其他的流向是___________________和________________________________________________________________________。
(4)下表所示某生態系統中三個營養級(含第一營養級)的能量分析[單位：J/(hm2·a)]。
營養級 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸作用釋放量
a 2.48×1011 2.00×109 1.20×1010 3.60×1010
b 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
c 7.50×108 2.40×107 6.00×106 7.16×108
輸入該生態系統的總能量是______________。該生態系統中第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為________。
解析：(1)分析題圖甲可知，A為生產者，B為分解者，C為消費者，D為大氣中的CO2庫，則D指向A的箭頭代表的生理過程是光合作用或化能合成作用。(2)題圖乙中，③是兔攝入但未同化的能量，屬于草的同化量。(3)在題圖乙所示的生態系統中，草屬于第一營養級，它固定的能量除未被利用的和被分解者分解的部分外，其他的流向是自身的呼吸作用消耗和流入下一營養級。(4)在食物鏈中能量逐級遞減，再根據表格中的同化量來分析：a是第一營養級，c是第二營養級，b是第三營養級，輸入該生態系統的總能量是生產者(處于第一營養級的生物)的同化量＝2.48×1011 J/(hm2·a)，該生態系統中第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率＝第三營養級生物(b)的同化量÷第二營養級生物(c)的同化量×100%＝3.2%。
答案：(1)光合作用或化能合成作用　(2)草　(3)自身的呼吸作用消耗　流入下一營養級(兩空順序可顛倒)　(4)2.48×1011 J/(hm2·a)　3.2%
15．如圖是某同學繪制的某自然生態系統中碳循環和能量流動的示意圖，其中A、B、C參與構成生物群落，a、b、c為碳元素的轉移量。請據圖回答：
(1)從生態系統的角度分析，該同學繪制的示意圖并不完整，缺少的組成成分有________。
(2)流經該生態系統的總能量主要是________(填字母)所固定的太陽能，C所代表的生態系統的組成成分是____________。
(3)生態系統中能量流動的特點是__________________________________。
(4)在夏季生長旺盛的森林中，a、b、c三者之間的關系是a________(填“＞”“＝”或“＜”)b＋c。
解析：(1)據圖分析可知，A能固定太陽能，應為生產者，B為初級消費者，C為次級消費者。分解者是生態系統中必不可少的組成成分。(2)生態系統的總能量主要為生產者固定的太陽能，C所代表的生態系統的組成成分為(次級)消費者。(3)生態系統中能量流動的特點是單向流動、逐級遞減。(4)對于夏季生長旺盛的森林，此時該生態系統處于有機物積累階段，因此輸入該生態系統(生產者固定)的碳元素總量(a)大于生產者呼吸作用釋放的碳元素量(b)和流入下一營養級的碳元素量(c)之和，因此a、b、c之間的關系為a＞b＋c。
答案：(1)分解者　(2)A　(次級)消費者
(3)單向流動、逐級遞減　(4)＞

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