人教(2019)选择性必修2课件：3-3 生态系统的物质循环(共72张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教(2019)选择性必修2课件：3-3 生态系统的物质循环(共72张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-02 16:46:46 | ||
图片预览
文档简介
(共72张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
人教(2019)选择性必修2课件
课标要点 学法指导
1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环 2．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系 3．举例说出生物富集的过程、特点及其影响 4．说明能量流动和物质循环的关系 5．尝试探究土壤中微生物的分解作用 1．分析碳循环过程，培养科学思维素养(科学思维)
2．分析物质循环和能量流动的关系，树立生命系统的物质和能量观(生命观念)
3．尝试探究土壤中微生物的分解作用(科学探究)
4．举例说出生物富集的过程、特点及其影响(社会责任)
知识导图
生态系统的物质循环
1．概念
组成生物体的_________________________等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
2．范围
物质循环范围为___________，又称为生物地球化学循环。
碳、氢、氧、氮、磷、硫
生物圈
3．特点
(1)全球性：物质循环的概念中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性的特点。
(2)__________：无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，即生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现、循环利用，周而复始地进行循环，不会消失。
循环性
4．实例：碳循环
(1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以__________的形式进行。
二氧化碳
(2)过程图解：
【答案】CO2 植物 动物
(3)特点：具有________、循环性。
(4)温室效应：
①成因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中______含量迅速增加，打破了生物圈________的平衡。
②措施：我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力提倡植树种草，提高森林覆盖率。
全球性
CO2
碳循环
既然生态系统内的物质是循环的，为什么人们还不断地向农田中施肥呢？______________________________________。
提示：所谓的物质循环，是指在生物圈范围内物质是循环的，是自给自足的。农田中不断有物质和能量的输出(粮食产出)，所以要不断施肥
微思考
判断下列表述是否正确。
(1)物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物。 ( )
(2)与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用。 ( )
(3)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物的形式循环。 ( )
(4)要降低温室效应，可以通过减少而不是禁止化石燃料的燃烧。 ( )
(5)碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分间是单向的。 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
生物富集
1．概念
生物体从周围环境吸收、________某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度______环境浓度的现象，称作生物富集。
积蓄
超过
2．发生富集的有害物质
________(如铅、镉、汞等)、人工合成的有机化合物(如DDT、六六六等)以及一些________物质。
3．特点
有害物质随着食物链逐渐在生物体内________，最终积累在食物链的________，具有________。
重金属
放射性
聚集
顶端
全球性
为什么铅进入人体后，容易积蓄在体内？
__________________________________。
提示：进入人体内的铅，能形成多种比较稳定的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内
微思考
下列各项中，能通过食物链传递引起生物富集现象的是 ( )
A．DDT污染 B．大气中SO2污染
C．噪声污染 D．大气中氟利昂污染
【答案】A
【解析】DDT污染能通过食物链传递引起生物富集。
物质循环与能量流动的关系
1．相互关系
二者是____________，彼此相互依存，不可分割。
同时进行的
2．关系图示
【答案】载体 生物群落 非生物环境 食物链(网)
生态系统的物质循环与能量流动的特点有什么不同？
______________________________。
提示：与生态系统的能量流动中单向流动、逐级递减的特点不同，生态系统的物质循环具有的特点为全球性、循环流动、反复利用
微思考
下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，不正确的是 ( )
A．物质作为能量的载体，使能量在生物群落与无机环境之间循环往复
B．能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往返
C．物质循环的过程中伴随着能量流动
D．二者相互依存，不可分割
【答案】A
【解析】生态系统中物质作为能量的载体，但能量不能在生物群落与无机环境之间循环往返，A错误；使物质在生物群落与无机环境之间循环往返的动力是能量，B正确；物质循环的过程中伴随着能量流动，能量为物质循环提供动力，C正确；物质循环和能量流动相互依存，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，二者不可分割，D正确。
探究土壤微生物的分解作用
1．案例1
(1)实验假设：土壤微生物能分解落叶使之腐烂。
(2)实验设计：实验组，________________；对照组，对土壤不做任何处理。
2．案例2
(1)实验假设：____________________________。
(2)实验设计：实验组，A烧杯中加入30 mL______________；对照组，B烧杯中加入______________。
对土壤高温处理
土壤微生物能分解淀粉
土壤浸出液
30 mL蒸馏水
影响土壤中微生物分解作用的因素有哪些？
__________________________________。
提示： 土壤温度、湿度、pH及通气状况等
微思考
为探究落叶是不是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计错误的是 ( )
A．可选择带有落叶的土壤为实验材料
B．将落叶平均分成两份，置于网兜中
C．把土壤分成两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理
D．将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察落叶的腐烂情况
【答案】C
【解析】本实验的自变量是土壤中是否有微生物，因此实验组土壤进行灭菌处理，对照组土壤保持自然状态。
碳循环的过程及特点
[知识归纳]
1．物质循环的概念分析
(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。
(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等元素。
(3)生态系统的物质循环发生在无机环境与生物群落之间，其中伴随着复杂的物质和能量变化。
2．碳循环的过程
3．碳平衡分析及对环境的影响
(1)碳平衡的含义：
指碳的排放和吸收在数量或质量上相等，大气中的CO2浓度相对稳定。
(2)碳平衡的失调——温室效应：
4．能量流动与物质循环的区别与联系
项目 能量流动 物质循环
形式 光能→化学能→热能(一般形式) 以化学元素形式流动
过程 沿食物链(网)单向流动 在无机环境和生物群落间循环往返
范围 生态系统各营养级 生物圈
特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动
项目 能量流动 物质循环
联系 同时进行、相互依存，不可分割： ①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往返的动力；④生态系统中的各种组成成分主要通过能量流动和物质循环紧密联系在一起，形成一个统一的整体
如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)对物质循环起关键作用的成分是[ ]________和[ ]_________。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是______________________ ____________________________。
(3)c生物处于第三营养级，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a______________________________。
提示：(1)a 生产者 d 分解者
(2)光合作用、呼吸作用、分解作用
(3)5 000 kg
[对点精练]
1．如图为生态系统循环模式图，下列分析错误
的是 ( )
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
【答案】B
【解析】图中所有成分都有箭头指向f，所以f为大气中的二氧化碳库，A正确；该图中只有一条食物链，即a→c→d→e，B错误；图中a能利用大气中的二氧化碳，所以一定是自养生物，b、c、d、e不能利用大气中的二氧化碳，所以一定是异养生物(化能自养型生物也能以大气中的二氧化碳为碳源)，C正确；生产者a将大气中的二氧化碳固定在有机物中，b利用a合成的有机物中的能量，D正确。
2．某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是 ( )
A．三幅图中生产者都是A
B．图甲中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图乙中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
【答案】A
【解析】由三幅图中的关系判断可知，图甲中A为生产者，图乙中A为生产者，图丙中E为生产者，A错误；图甲中C为消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图乙中A为生产者，C为大气中的CO2库，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2，D正确。
【方法规律】 碳循环中各种成分的判断
(1)模式图1：
分析：E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2库。
(2)模式图2：
分析：A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2库。
(3)模式图3：
分析：A为生产者；C为消费者；B为分解者；D为大气中的CO2库。
(4)模式图4：
分析：A为生产者；B、C都为消费者；D为分解者。
(5)总结：
①先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物的物质和能量或生产者(模式图4中没有双箭头，则从A能产生O2可判断A为生产者)。
②各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构为分解者。
③消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少。
[知识归纳]
1．实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分主要为分解者。
(2)分解者的分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
(3)土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖(麦芽糖)。淀粉遇碘变蓝；还原糖遇斐林试剂，在水浴加热条件下，产生砖红色沉淀。
探究土壤微生物的分解作用
2．实验流程
项目 案例1 案例2
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤高温处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋淀粉糊
对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水＋与A等量的淀粉糊
自变量 土壤中是否含微生物 溶液中是否含有土壤中的微生物
项目 案例1 案例2 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不产生砖红色沉淀
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 注：A1、B1中加入碘液，A2、B2中加入斐林试剂并水浴加热。
3．基本技术要求
(1)探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制因素的影响。
(2)各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的功能不同，分解的时间也有差异，一般需要适宜的温度、湿润的条件等。
[对点精练]
1．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是 ( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
A．该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B．1、2组进行对照实验时，无关变量为土壤湿度等
C．若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D．预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度地分解
【答案】C
【解析】由表格信息可知，该实验2组的土壤湿润、4组的土壤较干燥，且2组和4组的土壤均不灭菌，其中含有微生物，2、4组对照可用于探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用，A项正确；1、2组进行对照实验时，无关变量为土壤湿度等，B项正确；若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，则1、2组对照可探究湿润土壤中微生物对落叶的分解作用，3、4组对照可探究较干燥土壤中微生物对落叶的分解作用，其中2组和4组均为未经处理的空白对照，属于对照组，1组和3组都已灭菌处理，属于实验组，C错误；1组和3组没有微生物，落叶不被分解，2组和4组由于有微生物，落叶被不同程度地分解，D正确。
2．为了了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中，正确的是 ( )
A．向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D．再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
【答案】A
【解析】实验组为a组，对照组为b组，控制单一变量，故A正确。B项中的a应该是不变的，b可能会部分减少。C错误，因为典型土壤中含微生物多，所以用几种典型土壤混合后的最好。D项没有必要再加一个对照组，和本实验无关。
【方法规律】 实验组、对照组的确定
(1)验证实验中二者如何确定：根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么，然后找到进行自变量处理的为实验组，没进行自变量处理，仅为排除无关变量干扰而设置的实验为对照组。
(2)探究实验中二者如何确定：接受自变量处理的，实验结果是未知的为实验组；未接受自变量处理的，实验结果是已知的为对照组。
易错易混：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)。
例 如图所示为一个简化的草原生态系统能量流动和物质循环示意图，①～⑦是对图中箭头含义的描述，所属箭头号码正确的是 ( )
①生物群落中能量的散失
②生物群落中的物质回归无机环境
③无机环境的能量进入生物群落
④能量在生物体之间传递转化
⑤能量沿着食物链流动
⑥碳元素从有机物变为二氧化碳
⑦碳元素进入生物群落
A．①—(2)(3)；②—(3)
B．③—(1)；④—(2)
C．④—(2)(3)；⑤—(2)(3)
D．⑥—(4)(5)；⑦—(1)
【答案】D
【解析】图中(1)为生产者通过光合作用把非生物的物质和能量输入生物群落；(2)和(3)表示承载在有机物中的能量在群落中的流动，但(3)过程不属于食物链上的能量流动；(4)(5)表示通过呼吸作用和分解作用把有机物分解为无机物，从而回归无机环境，同时伴随热能的散失过程。
1．生态系统中C、N等元素流动的特点是 ( )
①单向的 ②全球性的 ③逐级递减 ④循环的，可由一种形式转化成另一种形式
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
【答案】D
【解析】物质循环具有全球性、循环性的特点。
2．下列关于生态系统中碳循环的说法，错误的是 ( )
A．碳在生物群落中的传递主要沿着食物链(网)以有机物的形式进行
B．大城市产生的过多CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
C．大力植树造林，利用植物大量吸收CO2，可维持大气CO2平衡
D．只要减少化石燃料的燃烧，就一定可以从根本上治理温室效应
【答案】D
【解析】碳在生物群落中的传递主要沿着食物链(网)以有机物的形式进行，A正确；碳循环具有全球性的特点，大城市产生的过多CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，B正确；大力植树造林，利用植物大量吸收CO2，可维持大气CO2平衡，C正确；温室效应主要是大气中CO2的量升高引起的，减少化石燃料的燃烧，可以缓解温室效应，不能从根本上治理温室效应，D错误。
3．右图为某生态系统碳循环的部分过程示意
图。下列叙述错误的是 ( )
A．图中A是生产者，B是消费者
B．图中A、B、C指向D的箭头表示呼吸作用
C．碳以CO2的形式在A、B、C之间流动
D．E指向D的箭头表示化石燃料的燃烧
【答案】C
【解析】本题考查生态系统碳循环的部分过程示意图。由题图分析可知，图中A是生产者，B是消费者，C是分解者，D表示大气中的CO2库，E指向D的箭头表示化石燃料的燃烧，A、B、C指向D的箭头表示呼吸作用，A、B、D三项正确；碳在无机环境和生物群落之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部以含碳有机物的形式进行流动，C项错误。
4． 下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是 ( )
A．物质是能量的载体，能量是物质循环的动力
B．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
C．通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统的碳循环
D．食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道
【答案】C
【解析】生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，A正确；无机环境中的物质可被生物群落反复利用，B正确；绿色植物的光合作用将二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环，C错误；食物链和食物网是生态系统的能量流动和物质循环的渠道，D正确。
5．生命的维持依赖各种化学元素的供应，化学元素在生物群落和无机环境之间被循环重复利用，下列有关物质循环的叙述不正确的是 ( )
A．城市生态系统不能实现物质循环而森林生态系统能实现物质循环
B．生物圈是一个物质上自给自足的系统
C．水域中生产者的数量受氮、磷含量的影响显著
D．有毒物质进入生物群落后易造成生物富集现象
【答案】A
【解析】城市生态系统尽管对别的生态系统有依赖性，但是也具有生态系统最基本的结构和功能，因此城市生态系统和森林生态系统都能实现物质循环，A错误；因为物质可以在整个生物圈中循环往返，因此生物圈是一个物质上自给自足的系统，B正确；水体中的氮、磷增多会引起浮游植物的剧增，C正确；有毒物质往往不易分解，因此，进入生物群落后易造成生物富集现象，D正确。
6．下图为生态系统碳循环示意图。请据图回答下列问题：
(1)在生态系统的组成成分中，绿色植物属于____________，细菌、真菌大多数属于__________。
(2)图中的e表示的生理作用是__________，b、c、d表示的生理作用是______________，f所表示的动物与绿色植物之间的关系是__________。
(3)碳在非生物环境与生物群落之间以__________的形式进行循环。
【答案】(1)生产者 分解者 (2)光合作用 呼吸作用 捕食 (3)二氧化碳
【解析】(1)绿色植物能够进行光合作用固定二氧化碳，属于生产者；细菌和真菌大多数是营腐生生活的，属于分解者。(2)e表示绿色植物固定二氧化碳的光合作用，b、c、d都表示呼吸作用产生二氧化碳，f表示动物以绿色植物为食，二者是捕食关系。(3)生产者固定二氧化碳，碳就进入了生物群落；细胞呼吸产生二氧化碳，碳又回到了非生物环境。
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
人教(2019)选择性必修2课件
课标要点 学法指导
1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环 2．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系 3．举例说出生物富集的过程、特点及其影响 4．说明能量流动和物质循环的关系 5．尝试探究土壤中微生物的分解作用 1．分析碳循环过程，培养科学思维素养(科学思维)
2．分析物质循环和能量流动的关系，树立生命系统的物质和能量观(生命观念)
3．尝试探究土壤中微生物的分解作用(科学探究)
4．举例说出生物富集的过程、特点及其影响(社会责任)
知识导图
生态系统的物质循环
1．概念
组成生物体的_________________________等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
2．范围
物质循环范围为___________，又称为生物地球化学循环。
碳、氢、氧、氮、磷、硫
生物圈
3．特点
(1)全球性：物质循环的概念中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性的特点。
(2)__________：无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，即生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现、循环利用，周而复始地进行循环，不会消失。
循环性
4．实例：碳循环
(1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以__________的形式进行。
二氧化碳
(2)过程图解：
【答案】CO2 植物 动物
(3)特点：具有________、循环性。
(4)温室效应：
①成因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中______含量迅速增加，打破了生物圈________的平衡。
②措施：我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力提倡植树种草，提高森林覆盖率。
全球性
CO2
碳循环
既然生态系统内的物质是循环的，为什么人们还不断地向农田中施肥呢？______________________________________。
提示：所谓的物质循环，是指在生物圈范围内物质是循环的，是自给自足的。农田中不断有物质和能量的输出(粮食产出)，所以要不断施肥
微思考
判断下列表述是否正确。
(1)物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物。 ( )
(2)与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用。 ( )
(3)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物的形式循环。 ( )
(4)要降低温室效应，可以通过减少而不是禁止化石燃料的燃烧。 ( )
(5)碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分间是单向的。 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
生物富集
1．概念
生物体从周围环境吸收、________某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度______环境浓度的现象，称作生物富集。
积蓄
超过
2．发生富集的有害物质
________(如铅、镉、汞等)、人工合成的有机化合物(如DDT、六六六等)以及一些________物质。
3．特点
有害物质随着食物链逐渐在生物体内________，最终积累在食物链的________，具有________。
重金属
放射性
聚集
顶端
全球性
为什么铅进入人体后，容易积蓄在体内？
__________________________________。
提示：进入人体内的铅，能形成多种比较稳定的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内
微思考
下列各项中，能通过食物链传递引起生物富集现象的是 ( )
A．DDT污染 B．大气中SO2污染
C．噪声污染 D．大气中氟利昂污染
【答案】A
【解析】DDT污染能通过食物链传递引起生物富集。
物质循环与能量流动的关系
1．相互关系
二者是____________，彼此相互依存，不可分割。
同时进行的
2．关系图示
【答案】载体 生物群落 非生物环境 食物链(网)
生态系统的物质循环与能量流动的特点有什么不同？
______________________________。
提示：与生态系统的能量流动中单向流动、逐级递减的特点不同，生态系统的物质循环具有的特点为全球性、循环流动、反复利用
微思考
下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，不正确的是 ( )
A．物质作为能量的载体，使能量在生物群落与无机环境之间循环往复
B．能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往返
C．物质循环的过程中伴随着能量流动
D．二者相互依存，不可分割
【答案】A
【解析】生态系统中物质作为能量的载体，但能量不能在生物群落与无机环境之间循环往返，A错误；使物质在生物群落与无机环境之间循环往返的动力是能量，B正确；物质循环的过程中伴随着能量流动，能量为物质循环提供动力，C正确；物质循环和能量流动相互依存，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，二者不可分割，D正确。
探究土壤微生物的分解作用
1．案例1
(1)实验假设：土壤微生物能分解落叶使之腐烂。
(2)实验设计：实验组，________________；对照组，对土壤不做任何处理。
2．案例2
(1)实验假设：____________________________。
(2)实验设计：实验组，A烧杯中加入30 mL______________；对照组，B烧杯中加入______________。
对土壤高温处理
土壤微生物能分解淀粉
土壤浸出液
30 mL蒸馏水
影响土壤中微生物分解作用的因素有哪些？
__________________________________。
提示： 土壤温度、湿度、pH及通气状况等
微思考
为探究落叶是不是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计错误的是 ( )
A．可选择带有落叶的土壤为实验材料
B．将落叶平均分成两份，置于网兜中
C．把土壤分成两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理
D．将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察落叶的腐烂情况
【答案】C
【解析】本实验的自变量是土壤中是否有微生物，因此实验组土壤进行灭菌处理，对照组土壤保持自然状态。
碳循环的过程及特点
[知识归纳]
1．物质循环的概念分析
(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。
(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等元素。
(3)生态系统的物质循环发生在无机环境与生物群落之间，其中伴随着复杂的物质和能量变化。
2．碳循环的过程
3．碳平衡分析及对环境的影响
(1)碳平衡的含义：
指碳的排放和吸收在数量或质量上相等，大气中的CO2浓度相对稳定。
(2)碳平衡的失调——温室效应：
4．能量流动与物质循环的区别与联系
项目 能量流动 物质循环
形式 光能→化学能→热能(一般形式) 以化学元素形式流动
过程 沿食物链(网)单向流动 在无机环境和生物群落间循环往返
范围 生态系统各营养级 生物圈
特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动
项目 能量流动 物质循环
联系 同时进行、相互依存，不可分割： ①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往返的动力；④生态系统中的各种组成成分主要通过能量流动和物质循环紧密联系在一起，形成一个统一的整体
如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)对物质循环起关键作用的成分是[ ]________和[ ]_________。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是______________________ ____________________________。
(3)c生物处于第三营养级，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a______________________________。
提示：(1)a 生产者 d 分解者
(2)光合作用、呼吸作用、分解作用
(3)5 000 kg
[对点精练]
1．如图为生态系统循环模式图，下列分析错误
的是 ( )
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
【答案】B
【解析】图中所有成分都有箭头指向f，所以f为大气中的二氧化碳库，A正确；该图中只有一条食物链，即a→c→d→e，B错误；图中a能利用大气中的二氧化碳，所以一定是自养生物，b、c、d、e不能利用大气中的二氧化碳，所以一定是异养生物(化能自养型生物也能以大气中的二氧化碳为碳源)，C正确；生产者a将大气中的二氧化碳固定在有机物中，b利用a合成的有机物中的能量，D正确。
2．某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是 ( )
A．三幅图中生产者都是A
B．图甲中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图乙中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
【答案】A
【解析】由三幅图中的关系判断可知，图甲中A为生产者，图乙中A为生产者，图丙中E为生产者，A错误；图甲中C为消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图乙中A为生产者，C为大气中的CO2库，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2，D正确。
【方法规律】 碳循环中各种成分的判断
(1)模式图1：
分析：E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2库。
(2)模式图2：
分析：A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2库。
(3)模式图3：
分析：A为生产者；C为消费者；B为分解者；D为大气中的CO2库。
(4)模式图4：
分析：A为生产者；B、C都为消费者；D为分解者。
(5)总结：
①先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物的物质和能量或生产者(模式图4中没有双箭头，则从A能产生O2可判断A为生产者)。
②各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构为分解者。
③消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少。
[知识归纳]
1．实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分主要为分解者。
(2)分解者的分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
(3)土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖(麦芽糖)。淀粉遇碘变蓝；还原糖遇斐林试剂，在水浴加热条件下，产生砖红色沉淀。
探究土壤微生物的分解作用
2．实验流程
项目 案例1 案例2
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤高温处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋淀粉糊
对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水＋与A等量的淀粉糊
自变量 土壤中是否含微生物 溶液中是否含有土壤中的微生物
项目 案例1 案例2 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不产生砖红色沉淀
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 注：A1、B1中加入碘液，A2、B2中加入斐林试剂并水浴加热。
3．基本技术要求
(1)探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制因素的影响。
(2)各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的功能不同，分解的时间也有差异，一般需要适宜的温度、湿润的条件等。
[对点精练]
1．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是 ( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
A．该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B．1、2组进行对照实验时，无关变量为土壤湿度等
C．若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D．预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度地分解
【答案】C
【解析】由表格信息可知，该实验2组的土壤湿润、4组的土壤较干燥，且2组和4组的土壤均不灭菌，其中含有微生物，2、4组对照可用于探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用，A项正确；1、2组进行对照实验时，无关变量为土壤湿度等，B项正确；若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，则1、2组对照可探究湿润土壤中微生物对落叶的分解作用，3、4组对照可探究较干燥土壤中微生物对落叶的分解作用，其中2组和4组均为未经处理的空白对照，属于对照组，1组和3组都已灭菌处理，属于实验组，C错误；1组和3组没有微生物，落叶不被分解，2组和4组由于有微生物，落叶被不同程度地分解，D正确。
2．为了了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中，正确的是 ( )
A．向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D．再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
【答案】A
【解析】实验组为a组，对照组为b组，控制单一变量，故A正确。B项中的a应该是不变的，b可能会部分减少。C错误，因为典型土壤中含微生物多，所以用几种典型土壤混合后的最好。D项没有必要再加一个对照组，和本实验无关。
【方法规律】 实验组、对照组的确定
(1)验证实验中二者如何确定：根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么，然后找到进行自变量处理的为实验组，没进行自变量处理，仅为排除无关变量干扰而设置的实验为对照组。
(2)探究实验中二者如何确定：接受自变量处理的，实验结果是未知的为实验组；未接受自变量处理的，实验结果是已知的为对照组。
易错易混：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)。
例 如图所示为一个简化的草原生态系统能量流动和物质循环示意图，①～⑦是对图中箭头含义的描述，所属箭头号码正确的是 ( )
①生物群落中能量的散失
②生物群落中的物质回归无机环境
③无机环境的能量进入生物群落
④能量在生物体之间传递转化
⑤能量沿着食物链流动
⑥碳元素从有机物变为二氧化碳
⑦碳元素进入生物群落
A．①—(2)(3)；②—(3)
B．③—(1)；④—(2)
C．④—(2)(3)；⑤—(2)(3)
D．⑥—(4)(5)；⑦—(1)
【答案】D
【解析】图中(1)为生产者通过光合作用把非生物的物质和能量输入生物群落；(2)和(3)表示承载在有机物中的能量在群落中的流动，但(3)过程不属于食物链上的能量流动；(4)(5)表示通过呼吸作用和分解作用把有机物分解为无机物，从而回归无机环境，同时伴随热能的散失过程。
1．生态系统中C、N等元素流动的特点是 ( )
①单向的 ②全球性的 ③逐级递减 ④循环的，可由一种形式转化成另一种形式
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
【答案】D
【解析】物质循环具有全球性、循环性的特点。
2．下列关于生态系统中碳循环的说法，错误的是 ( )
A．碳在生物群落中的传递主要沿着食物链(网)以有机物的形式进行
B．大城市产生的过多CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
C．大力植树造林，利用植物大量吸收CO2，可维持大气CO2平衡
D．只要减少化石燃料的燃烧，就一定可以从根本上治理温室效应
【答案】D
【解析】碳在生物群落中的传递主要沿着食物链(网)以有机物的形式进行，A正确；碳循环具有全球性的特点，大城市产生的过多CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，B正确；大力植树造林，利用植物大量吸收CO2，可维持大气CO2平衡，C正确；温室效应主要是大气中CO2的量升高引起的，减少化石燃料的燃烧，可以缓解温室效应，不能从根本上治理温室效应，D错误。
3．右图为某生态系统碳循环的部分过程示意
图。下列叙述错误的是 ( )
A．图中A是生产者，B是消费者
B．图中A、B、C指向D的箭头表示呼吸作用
C．碳以CO2的形式在A、B、C之间流动
D．E指向D的箭头表示化石燃料的燃烧
【答案】C
【解析】本题考查生态系统碳循环的部分过程示意图。由题图分析可知，图中A是生产者，B是消费者，C是分解者，D表示大气中的CO2库，E指向D的箭头表示化石燃料的燃烧，A、B、C指向D的箭头表示呼吸作用，A、B、D三项正确；碳在无机环境和生物群落之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部以含碳有机物的形式进行流动，C项错误。
4． 下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是 ( )
A．物质是能量的载体，能量是物质循环的动力
B．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
C．通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统的碳循环
D．食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道
【答案】C
【解析】生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，A正确；无机环境中的物质可被生物群落反复利用，B正确；绿色植物的光合作用将二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环，C错误；食物链和食物网是生态系统的能量流动和物质循环的渠道，D正确。
5．生命的维持依赖各种化学元素的供应，化学元素在生物群落和无机环境之间被循环重复利用，下列有关物质循环的叙述不正确的是 ( )
A．城市生态系统不能实现物质循环而森林生态系统能实现物质循环
B．生物圈是一个物质上自给自足的系统
C．水域中生产者的数量受氮、磷含量的影响显著
D．有毒物质进入生物群落后易造成生物富集现象
【答案】A
【解析】城市生态系统尽管对别的生态系统有依赖性，但是也具有生态系统最基本的结构和功能，因此城市生态系统和森林生态系统都能实现物质循环，A错误；因为物质可以在整个生物圈中循环往返，因此生物圈是一个物质上自给自足的系统，B正确；水体中的氮、磷增多会引起浮游植物的剧增，C正确；有毒物质往往不易分解，因此，进入生物群落后易造成生物富集现象，D正确。
6．下图为生态系统碳循环示意图。请据图回答下列问题：
(1)在生态系统的组成成分中，绿色植物属于____________，细菌、真菌大多数属于__________。
(2)图中的e表示的生理作用是__________，b、c、d表示的生理作用是______________，f所表示的动物与绿色植物之间的关系是__________。
(3)碳在非生物环境与生物群落之间以__________的形式进行循环。
【答案】(1)生产者 分解者 (2)光合作用 呼吸作用 捕食 (3)二氧化碳
【解析】(1)绿色植物能够进行光合作用固定二氧化碳，属于生产者；细菌和真菌大多数是营腐生生活的，属于分解者。(2)e表示绿色植物固定二氧化碳的光合作用，b、c、d都表示呼吸作用产生二氧化碳，f表示动物以绿色植物为食，二者是捕食关系。(3)生产者固定二氧化碳，碳就进入了生物群落；细胞呼吸产生二氧化碳，碳又回到了非生物环境。