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第3节 生态系统的物质循环
第3章 生态系统及其稳定性
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
捕食
分解作用
燃烧
生产者
分解者
次级消费者
初级消费者
二氧化碳
含碳有机物
化石燃料的开采和使用
二氧化碳
植树种草
碳、氢、氧、氮、磷、硫
从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境
全球性
循环性
某种元素或难以降解的化合物
超过
聚集
积累
全球性
循环性
逐级递减
同时进行
载体
食物链(网)
动力
生物群落和非生物环境
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
大气中的
1
C02库
I
1
1
2
3
I
I
I
A
动植物遗体和排出物
1
I
1
1
B
煤、石油
W
形成原因
对应措施
改善能源结构
化石燃料的大量
(1)
减少化石燃料
燃烧，排放过量CO2
燃烧，开发
新能源
(2)
植被破坏，降低了植物
大力推进
对C02含量的调节能力
植树造林
浅仰芹
我仰
h
团结守纪勤学春
土壤微生物的分解作用
原因
危害
措施
探究
温室效应
生态系统的物质循环
菜
范围
糖
实例
全球性，
组成生物体的元素
生物圈
反复利用，
碳循环
生物富集
循环流动
过程
无机环境
光合作用、化能合成作用
生物群落
(C02形式)
(有机物
呼吸作用
形式)第3节 生态系统的物质循环
1．分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环。2．举例说明利用物质循环规律人们能够更加科学有效地利用生态系统中的资源。3．阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。 1．生命观念——通过分析生态系统的物质循环过程和特点及其与能量流动的关系，建立生命系统的物质和能量观。2．科学思维——通过分析构建物质循环的模式图，归纳物质循环和能量流动的关系，并阐明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象。3．社会责任——通过分析温室效应产生的原因及减缓措施，培养环保意识。
一、碳循环
1．过程图解
(1)图中①～⑥表示的过程分别是：①光合作用，②呼吸作用，③呼吸作用，④捕食，⑤分解作用，⑥燃烧。
(2)A、B、C、D表示的生物类群是：A．生产者，B．分解者，C．次级消费者，D．初级消费者。
2．循环形式
(1)在生物群落与非生物环境间：主要以二氧化碳的形式进行。
(2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。
3．温室效应
(1)形成原因：化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应。
(2)危害：引起全球性的气候变化。
(3)我国采取措施：减少二氧化碳排放和大力植树种草，提高森林覆盖率。
4．物质循环的概念及特点
(1)概念
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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，又叫生物地球化学循环。
(2)特点
①全球性——生物地球化学循环。
②循环性——物质可被生物群落反复利用。
问题：大力植树造林会缓解温室效应，从物质循环的角度分析原因。
提示：大量植树造林可以增加CO2从大气中的CO2库到生物群落的吸收速率，从而降低大气中CO2的浓度。
二、生物富集
1．概念
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2．特点
(1)沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。
(2)具有全球性。
三、能量流动和物质循环的关系
1．区别
(1)物质循环具有全球性和循环性的特点。
(2)能量流动是逐级递减的，是单方向不循环的。
2．联系
(1)二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。
(2)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．碳可在森林群落和无机环境之间进行循环。 ( )
2．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。 ( )
3．生物富集具有全球性。 ( )
4．植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。 ( )
5．生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。 ( )
6．物质是单向流动、不可循环的。 ( )
提示：1．√ 2．√ 3．√ 4．√
5．× 生态系统的物质循环和能量流动同时进行，彼此相互依存，不可分割。
6．× 物质在生物群落与无机环境间可被循环利用。
碳循环
1．碳循环分析
(1)碳存在形式
(2)碳循环形式
进入生物群落 生物群落内部 返回无机环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用和化能合成作用 通过食物链或食物网 a．生产者和消费者的呼吸作用b．分解者的分解作用c．化石燃料的燃烧
方向 在群落内部单向，群落与无机环境之间双向
(3)碳元素的传递规律：碳元素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双向的，其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系统各成分的依据)。
2．温室效应
1．如图是自然界碳循环的简图，据图分析并回答下列有关问题：
(1)图中的甲、乙、丙分别是什么？①、②、③分别表示什么过程？
提示：分解者、消费者、生产者。通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2，返回大气中。
(2)大气中CO2进入生物群落的主要途径是什么？(用图中代号表示)
提示：④。
(3)碳循环都是双向的吗？说明理由。
提示：不都是。①CO2在生物群落和无机环境之间是双向循环的。②在生物群落内部，沿食物链(网)传递时，碳循环不是双向的，只能由低营养级向高营养级单向传递。
2．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？
提示：打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量就会明显增多。
1．下列关于生态系统物质循环的叙述，正确的是( )
A．生态系统的物质循环就是指碳循环
B．有些生态系统需要从外界获得物质和能量的补给才能维持稳态
C．生态系统内的生物只通过呼吸作用与大气进行CO2的交换
D．稳定的生态系统，群落内部的碳含量始终保持不变
B [生态系统的物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S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，A错误；物质循环具有全球性，所以有些生态系统需要从外界获得物质和能量的补给才能维持稳态，B正确；生态系统的生产者还可以通过光合作用与大气进行CO2的交换，C错误；稳定的生态系统，群落内部的碳含量保持相对稳定，但不是始终保持不变，D错误。]
2．如图为生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是( )
A．④过程代表绿色植物的光合作用，③过程代表化能合成作用
B．图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C．碳循环是指碳元素在甲、乙、丙之间以CO2的形式传递
D．图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
D [③过程代表绿色植物的呼吸作用，④过程代表光合作用或化能合成作用，A错误；由图可知，甲代表分解者，乙代表生产者，丙代表消费者，B错误；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物，故碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递，C错误。]
根据碳循环过程判断各组成成分
根据图中“箭头”判断碳循环中各成分基本思路：
(1)根据双向箭头C与D确定两者肯定是大气中的CO2库、生产者。
(2)根据箭头指向判断各成分：
①D有三个指出，应为生产者。
②C有三个指入，应为大气中的CO2库。
③A和B中，一个为消费者，另一个为分解者，D(生产者)和A(消费者)均指向B，则B为分解者。
能量流动、物质循环和生物富集的关系
1．能量流动、物质循环与生物富集的关系
项目 能量流动 物质循环 生物富集
区别 形式 光能→化学能→热能 不易分解的重金属化合物或有机化合物等
范围 生态系统的各营养级 生物圈 生态系统的各营养级
过程 沿食物链(网)单向流动 在生物群落与非生物环境间循环往复 沿食物链(网)单向流动
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 单向流动、逐级积累、全球性
联系 ①在生物群落中它们流动的渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同时进行，不可分割；②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；③某些物质在沿食物链和食物网流动时会发生生物富集；④物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质循环和生物富集的动力
2．能量流动、物质循环与生物富集的关系图解
3．生物富集
(1)发生生物富集的条件
①富集物质在环境中的存在形式必须是比较稳定的。
②富集物质必须是生物体能够吸收的。
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的。
(2)常见存在生物富集现象的污染物
重金属如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等，人工合成的有机物如DDT、六六六等以及一些放射性物质。
(3)富集的过程
①途径：食物链。
②实例——铅的富集过程
注：人是生物富集的最大受害者。
生物富集的原因
(1)重金属物质如铅、镉、汞等进入生物体后，形成稳定的化合物，分布于多种组织细胞中，不易被排出。
(2)人工合成的一些有机化合物如DDT、六六六等，不易被分解，易积累在组织细胞中。
1．某研究性小组对学校附近鱼塘中5种不同的生物进行了研究，其研究结果见下表。请据表判断，下列叙述正确的是( )
代表字母 生物种类 消化道内食物 千克体重汞含量
A 鲇鱼 小鱼 78
B 河蚌 水蚤、小球藻 25
C 小球藻 / 3
D 小鱼 水蚤 10
E 水蚤 小球藻 5
A．鱼塘中A、B、C、D、E的总和就是一个生态系统，河蚌与小鱼之间是竞争关系
B．5种生物形成了3条食物链，其中最长的一条食物链是C→E→D→A
C．农田中的化肥被雨水冲入池塘后，会使小球藻等浮游植物快速、大量繁殖，从而使水蚤、河蚌、鱼的数量增多
D．5种生物中，小球藻所含的能量最少，鲇鱼富集的重金属最多
B [[C]小球藻是生产者，[A]鲇鱼、[B]河蚌、[D]小鱼、[E]水蚤都是动物，属于消费者，其中无分解者和非生物成分，所以鱼塘中A、B、C、D、E的总和不是一个生态系统，A项错误。5种生物形成的食物链为：[C]小球藻→[E]水蚤→[D]小鱼→[A]鲇鱼，[C]小球藻→[E]水蚤→[B]河蚌，[C]小球藻→[B]河蚌，共3条食物链。营养级越多，食物链越长，其中最长的一条食物链是C→E→D→A，B项正确。农田中的化肥被雨水冲入池塘后，会使池塘生态系统富营养化，水体溶氧量降低，水质恶化，从而使水蚤、河蚌、鱼的数量减少，C项错误。能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的，该鱼塘中，小球藻所含的能量最多；在生态系统中，重金属在食物链中随着营养级的升高在生物体内聚集而产生富集现象，所处营养级越高的生物积累的重金属越多，在这5种生物中，鲇鱼所处的营养级最高，所以鲇鱼富集的重金属最多，D项错误。]
2．分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是( )
A．生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的
B．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动
C．能量②③的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
C [生态系统的物质可循环利用，而能量是单向流动不可循环的，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，A不符合题意。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动，B不符合题意。生产者固定的太阳能总量包括生产者自身的呼吸作用消耗的能量、生产者流向初级消费者的能量、生产者流向分解者的能量三部分，而能量②表示生产者流向初级消费者的能量，能量③表示初级消费者流向次级消费者的能量，C符合题意。碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，D不符合题意。]
生物富集虽然是通过大气、水和生物的迁移而进行的，但这三种途径最终都要通过食物链富集。
现如今绿色、低碳发展成为一种新型理念，这种理念已逐渐成为推动养殖产业新一轮发展的驱动力。某市一农场构建了立体生态循环养殖场：稻田养泥鳅，田边种丝瓜，秸秆种蘑菇，全程使用农家肥且杜绝使用农药，既实现了绿色防控，又实现了养殖业高效、优质、生态、健康、安全的可持续发展目标。
由材料分析知，绿色低碳发展这种理念推动了养殖产业新一轮的发展，某农场构建的立体生态养殖实现了养殖业的持续发展，由此形成科学思维的学科素养。
1．泥鳅在稻田里上下游动可以松土，往往能提高肥效，请分析原因。(答出一点即可)(科学思维)
提示：松土能提高土壤的含氧量，促进植物根部吸收矿质元素；促进微生物或分解者的分解作用，加快物质循环。
2．从生态系统主要功能的角度分析，这种养殖模式的好处是什么？(科学思维)
提示：较好地实现了物质的循环利用，同时提高了能量的利用率。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．核心概念(1)生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，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)生物体从周围环境中吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。2．结论语句(1)物质循环具有全球性和循环性的特点。(2)温室效应形成的原因是化石燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。(3)物质作为能量的载体，使能量沿食物链(网)流动；能量作为动力，使物质不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
1．在生态系统的物质循环中，“物质”的含义及物质循环的特点是( )
A．有机物；循环性、全球性
B．元素；单向流动、逐级递减
C．无机物；循环性、全球性
D．元素；循环性、全球性
D [在生态系统的物质循环中，“物质”指的是组成生物体的元素，不是化合物，也不是单质；物质循环具有循环性和全球性的特点。]
2．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是通过( )
A．光合作用 B．呼吸作用和光合作用
C．呼吸作用 D．蒸腾作用和呼吸作用
B [在生态系统的碳循环过程中，碳循环是以有机物和二氧化碳的形式进行的。通过绿色植物的光合作用，使无机环境中的二氧化碳进入生物群落，生物群落中的碳以有机物形式存在，生产者、各级消费者及分解者又通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳而回到无机环境中去。因此，碳在生物群落和无机环境之间的循环是通过光合作用和呼吸作用进行的。]
3．下列关于物质循环、能量流动和生物富集的说法，错误的是 ( )
A．物质是能量流动的载体，能量是物质循环和生物富集的动力
B．生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能
C．食物链和食物网是能量流动、物质循环和生物富集的渠道
D．仅通过绿色植物的光合作用，就可完成生态系统的碳循环
D [生态系统中，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，使物质在生物群落与非生物环境之间循环往复，使不易分解的物质沿食物链(网)富集，A项正确；物质是可循环的，生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能，B项正确；在生态系统中，能量流动、物质循环和生物富集均可沿着食物链和食物网进行，C项正确；通过绿色植物的光合作用、生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用等，才能完成生态系统的碳循环，D项错误。]
4．某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组是 ( )
A．土壤不做处理，自然状态
B．土壤进行处理
C．排除土壤微生物的作用
D．尽可能避免改变土壤理化性质
A [实验组和对照组的单一变量是土壤中是否含有微生物，所以对照组应为不做处理的自然土壤，而实验组应将土壤进行灭菌处理，尽可能排除土壤微生物的作用。]
5．如图为我国北方处于稳定状态的某森林生态系统中碳循环示意图，图中A、B、C、D分别代表生态系统的组成成分，①～⑦代表碳元素的传递过程。请据图回答问题。
(1)写出字母或标号代表的生态系统的组成成分或碳循环过程：B________；C________；①________；⑥____________。
(2)碳元素是通过[ ]________由无机环境进入生物群落的，而在生物群落中是以________的形式沿____________传递的。
(3)生物群落中的碳元素归还到无机环境中主要依靠各类生物的________，而另一部分碳元素则以________的形式储藏于地层中。
(4)从碳循环的过程可知生态系统的物质循环的特点是____________和____________；与碳元素的循环过程相比，能量流动的特点是______________和____________。
(5)人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体形成的煤和石油等，使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内大量释放，对环境产生的影响主要是_____
__________________________________________________________________。
[解析] (1)据图可判断，B代表生产者，C代表消费者，①表示光合作用，⑥表示分解者的分解作用。
(2)无机环境中的碳主要通过[①]光合作用进入生物群落，在生物群落中以有机物的形式沿食物链(网)传递。(3)生物群落中的碳元素主要依靠生物的呼吸作用回到无机环境中，另一部分则以化石燃料的形式储藏于地层中。(4)生态系统物质循环的特点是全球性和循环往复，能量流动的特点是单向流动和逐级递减。(5)碳元素在短期内大量释放会造成大气中二氧化碳增多，引发温室效应。
[答案] (1)生产者 消费者 光合作用 分解作用
(2)① 光合作用 有机物 食物链(和食物网)
(3)呼吸作用 化石燃料
(4)全球性 循环往复 单向流动 逐级递减
(5)产生温室效应(或大气中二氧化碳增多)
13/13课时分层作业(8) 生态系统的物质循环
题组一 碳循环
1．生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是( )
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
A [碳循环是指碳元素在无机环境与生物群落之间的循环过程，消费者通过捕食或寄生获得上一营养级生物有机物中的碳，再通过呼吸作用将有机物氧化分解，碳元素以CO2的形式被释放到无机环境，所以消费者的存在能加快物质循环。]
2．根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，不正确的是( )
A．参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者
B．②过程增强后①过程随之增强，故不能通过增强②减少大气中的CO2
C．生物群落内部碳循环的形式是含碳的有机物
D．人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施
B [生物群落由生产者、消费者和分解者组成，它们通过呼吸作用(分解作用)分解有机物，释放CO2进入无机环境。生活中可以通过植树造林、退耕还林(草)等途径增强植物的光合作用，固定CO2，减少生物群落排放到大气中的CO2量。碳在生物体内(生物群落内)主要以含碳有机物的形式存在。目前，化石燃料的燃烧是导致大气中CO2含量急剧上升的主要原因，因此，可以通过减少化石燃料的燃烧缓解温室效应。]
3．下列有关碳循环的叙述，错误的是( )
A．化石燃料的开采和使用是导致温室效应的主要原因
B．碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环
C．碳元素在生物群落中主要以有机物的形式传递
D．只要植树种草、秸秆还田就可以治理温室效应
D [温室效应是大气中CO2等气体含量增加，使全球气温升高的现象，产生的主要原因是化石燃料的开采和使用，A正确；碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环，B正确；碳元素在生物群落中主要以有机物的形式传递，C正确；温室效应是大气中CO2等气体含量增加引起的，治理温室效应除了应采取植树种草、秸秆还田等措施外，还应减少化石燃料的开采和使用等，D错误。]
4．如图为生态系统碳循环示意图。请据图回答：
(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__________。
[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是绿色植物固定二氧化碳的光合作用，b、c、d都进行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。
[答案] (1)生产者 分解者 (2)光合作用 呼吸作用 捕食
5．如图甲表示生态系统中碳循环的示意图，图乙表示两个不同的生态系统中积累在植物和土壤中的有机物的比例，据图分析并回答问题。
甲
乙
(1)图甲中的a在生态系统的成分中指的是____________。碳元素在生物群落中主要以________的形式存在。
(2)碳元素从无机环境进入生物群落的途径①表示的是________过程，除此之外，还可以通过硝化细菌等生物的____________过程。过程②表示________。
(3)现今全世界都倡导的“低碳生活”措施是为了减缓主要由图甲中________(填数字)产生的温室效应现象。
(4)图乙中表示热带雨林的是________，原因是______________________
_________________________________________________________________。
[解析] (1)图甲中a表示分解者，碳在生物群落中主要以有机物的形式存在。(2)①表示无机环境中的碳进入生物群落的过程，为光合作用。硝化细菌的化能合成作用也能固定碳，②表示呼吸作用。(3)“低碳生活”是为了减缓化石燃料的燃烧。(4)热带雨林温度高，分解者活动旺盛，土壤中有机物少。
[答案] (1)分解者 有机物 (2)光合作用 化能合成作用 呼吸作用 (3)⑤ (4)B 热带雨林温度高，分解者活动旺盛，土壤中有机物少
题组二 物质循环和能量流动的关系及生物富集
6．下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是( )
A．使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用
B．物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的
C．碳在生物群落中循环主要是以CO2的形式进行的
D．非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
D [植物只能利用太阳能，不能利用有机物中的能量，A错误；能量不能循环利用，B错误；碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，C错误；非生物环境中的物质可通过多种途径被生物群落反复利用，D正确。]
7．如图是农业生态系统的一种结构模式，下列有关分析中正确的是( )
A．农作物和人是该生态系统的主要成分
B．人和畜禽所处的营养级肯定是不同的
C．分解者的有效利用，提高了该生态系统的能量利用率
D．物质的良性循环，确保了能量的循环利用，减少了废物的积累
C [农作物是农业生态系统的主要成分，A错误。人和畜禽都能以农作物为食，可处在同一营养级，B错误。食用真菌的栽培及沼气池发酵，使能量更多地流向对人类有益的部分，提高了能量利用效率，C正确。能量流动是单向、不循环的，D错误。]
8．如图是一个生态系统中不同营养级同化的能量相对值示意图，其中丙是第一营养级(生产者)。若该生态系统受到含汞的废电池浸出液污染，生物体内含汞最多的营养级是( )
A．乙 B．丙
C．甲 D．丁
C [图中丙表示的营养级同化的能量最多，营养级级别最低，甲表示的营养级同化的能量最少，营养级级别最高，所以图示食物链是丙→丁→乙→甲，有害物质沿着食物链流动并逐渐积累，因此生物体内积存汞最多的营养级是甲。]
题组三 探究土壤微生物的分解作用
9．为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，错误的是( )
A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶，留下土壤备用
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
C [本实验的自变量是土壤中是否有微生物，因此实验组土壤要进行灭菌处理，对照组土壤保持自然状态。]
10．如图表示a、b、c三地区森林土壤有机物的分解情况，则分解者分解作用的强弱依次是( )
A．a＞b＞c B．c＞b＞a
C．c＝b＞a D．a＞c＝b
A [森林中土壤有机物是植物落叶经风吹日晒形成的颗粒或碎屑，分解者再将其分解成无机物，所以根据落叶供给量与土壤有机物量的差值可判断分解者分解作用的强弱，即a地区森林中分解者分解作用最强，c地区森林中分解者分解作用最弱。]
11．如图为生态系统中碳循环的部分示意图。下列说法不正确的是( )
A．物质循环伴随着能量的流动
B．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
C．A、B所示的物质循环具有全球性
D．进行A过程的生物是自养型生物
B [生态系统中物质循环伴随着能量的流动；图中A过程为光合作用或化能合成作用，B过程为呼吸作用或分解者的分解作用，能完成该循环的生物不一定含有叶绿体和线粒体；碳循环具有全球性；进行A过程的生物是自养型生物，属于生产者。]
12．某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。哪种实验方案能达到目的( )
序号 实验处理
甲 乙
方案一 无菌条件 自然条件
方案二 先灭菌，再置于适宜条件下 自然条件
方案三 先灭菌，再置于适宜条件下 先灭菌，然后接种某种细菌，最后置于适宜条件下
A．方案一 B．方案二
C．方案三 D．三个方案都不能达到
C [欲证明树叶的分解是由“某种细菌”所引起的，应先将树叶灭菌，排除其他微生物对实验结果的干扰，同时应将灭菌后的树叶分成两组，一组接种该细菌，另一组不接种，两组均置于适宜条件下培养，以便对比分析得出结论。]
13．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统中物质循环的原理。下列说法正确的是( )
A．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物
B．物质循环是在食物链和食物网之间循环
C．传统农业中的耕地可以加快生态系统的物质循环
D．物质是能量的载体，物质循环也可以让能量循环利用
C [物质循环中的“物质”指的是组成生物体的化学元素，A项错误；物质循环中的“循环”是指物质在生物群落和非生物环境之间循环，B项错误；传统农业中的耕地可以增加土壤中的氧气量，促进土壤微生物分解有机物，可以加快生态系统的物质循环，C项正确；物质是能量的载体，生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用，D项错误。]
14．(2021·湖南省百校联盟考试)如图是生态系统的碳循环示意图。下列有关叙述错误的是( )
A．生态系统的物质循环指的是组成生物体的元素的循环，具有全球性
B．Ⅱ、Ⅲ表示消费者，Ⅳ表示分解者
C．②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式传递
D．Ⅳ代谢产生的物质和释放的能量都能被生产者再利用
D [本题主要考查生态系统的物质循环和能量流动，考查学生的理解能力。Ⅳ表示分解者，Ⅳ通过呼吸作用产生的无机盐和CO2能被生产者再利用；分解者通过呼吸作用释放的能量不能被生产者再利用，D项错误。]
15．(2021·广东选择性考试)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持__________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是______________________________。
(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是______
__________________________________________________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，_____________________________________
__________________________________________________________________。
(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少__________和增加__________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
[解析] (1)由题意可知，碳中和是指CO2排放量与减少量相等。植物等从大气中摄取碳的过程会使CO2减少，生物释放碳的过程会使CO2增加，自然生态系统中CO2的减少速率与增加速率大致相等，可以自我维持碳中和。自从西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，从而引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是冰川融化、海平面上升。(2)生态系统中各种生物摄取碳的方式分别是生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2，消费者通过食物网(链)取食利用，分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物。(3)从全球碳循环的主要途径来看，通过减少化石燃料燃烧、开发新能源等减少CO2的排放量，和通过植树造林等增加CO2的吸收，是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
[答案] (1)碳中和 冰川融化、海平面上升 (2)生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2 分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物 (3)碳释放 碳存储
8/8课时分层作业(8) 生态系统的物质循环
题组一 碳循环
1．生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是( )
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
2．根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，不正确的是( )
A．参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者
B．②过程增强后①过程随之增强，故不能通过增强②减少大气中的CO2
C．生物群落内部碳循环的形式是含碳的有机物
D．人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施
3．下列有关碳循环的叙述，错误的是( )
A．化石燃料的开采和使用是导致温室效应的主要原因
B．碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环
C．碳元素在生物群落中主要以有机物的形式传递
D．只要植树种草、秸秆还田就可以治理温室效应
4．如图为生态系统碳循环示意图。请据图回答：
(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__________。
5．如图甲表示生态系统中碳循环的示意图，图乙表示两个不同的生态系统中积累在植物和土壤中的有机物的比例，据图分析并回答问题。
甲
乙
(1)图甲中的a在生态系统的成分中指的是____________。碳元素在生物群落中主要以________的形式存在。
(2)碳元素从无机环境进入生物群落的途径①表示的是________过程，除此之外，还可以通过硝化细菌等生物的____________过程。过程②表示________。
(3)现今全世界都倡导的“低碳生活”措施是为了减缓主要由图甲中________(填数字)产生的温室效应现象。
(4)图乙中表示热带雨林的是________，原因是______________________
_________________________________________________________________。
题组二 物质循环和能量流动的关系及生物富集
6．下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是( )
A．使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用
B．物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的
C．碳在生物群落中循环主要是以CO2的形式进行的
D．非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
7．如图是农业生态系统的一种结构模式，下列有关分析中正确的是( )
A．农作物和人是该生态系统的主要成分
B．人和畜禽所处的营养级肯定是不同的
C．分解者的有效利用，提高了该生态系统的能量利用率
D．物质的良性循环，确保了能量的循环利用，减少了废物的积累
8．如图是一个生态系统中不同营养级同化的能量相对值示意图，其中丙是第一营养级(生产者)。若该生态系统受到含汞的废电池浸出液污染，生物体内含汞最多的营养级是( )
A．乙 B．丙
C．甲 D．丁
题组三 探究土壤微生物的分解作用
9．为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，错误的是( )
A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶，留下土壤备用
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
10．如图表示a、b、c三地区森林土壤有机物的分解情况，则分解者分解作用的强弱依次是( )
A．a＞b＞c B．c＞b＞a
C．c＝b＞a D．a＞c＝b
11．如图为生态系统中碳循环的部分示意图。下列说法不正确的是( )
A．物质循环伴随着能量的流动
B．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
C．A、B所示的物质循环具有全球性
D．进行A过程的生物是自养型生物
12．某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。哪种实验方案能达到目的( )
序号 实验处理
甲 乙
方案一 无菌条件 自然条件
方案二 先灭菌，再置于适宜条件下 自然条件
方案三 先灭菌，再置于适宜条件下 先灭菌，然后接种某种细菌，最后置于适宜条件下
A．方案一 B．方案二
C．方案三 D．三个方案都不能达到
13．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统中物质循环的原理。下列说法正确的是( )
A．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物
B．物质循环是在食物链和食物网之间循环
C．传统农业中的耕地可以加快生态系统的物质循环
D．物质是能量的载体，物质循环也可以让能量循环利用
14．(2021·湖南省百校联盟考试)如图是生态系统的碳循环示意图。下列有关叙述错误的是( )
A．生态系统的物质循环指的是组成生物体的元素的循环，具有全球性
B．Ⅱ、Ⅲ表示消费者，Ⅳ表示分解者
C．②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式传递
D．Ⅳ代谢产生的物质和释放的能量都能被生产者再利用
15．(2021·广东选择性考试)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持__________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是______________________________。
(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是______
__________________________________________________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，_____________________________________
__________________________________________________________________。
(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少__________和增加__________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
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