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第三章 生态系统
第三节 生态系统的物质循环
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙
从无机环境到生物群落，再回到无机环境
全球性
循环性
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
水
氮
磷
硫
碳
同时进行
载体
食物链(网)
动力
生物群落和无机环境
逐级递减
生物富集
全球性
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!
W
浅仰芹
我仰
h
团结守纪勤学春
生态系统的物质循环
篆
范围
特
寄
全球性，
组成生物体的元素
生物圈
反复利用，
碳循环
循环流动
生物富集
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)第三节 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地规划和有效地利用生态系统中资源的途径。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和能量流动的关系，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，并归纳物质循环和能量流动的关系，培养运用理性思维分析问题、解决问题的能力。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、生态系统的物质是不断循环的
1．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、钙等元素，在生态系统中不断地进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态系统中的物质循环，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。
2．碳循环
(1)过程图解
Ⅰ．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。
Ⅱ．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在生物群落与无机环境间：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．物质循环的类型：水循环、氮循环、磷循环、硫循环、碳循环。
4．能量流动和物质循环的关系
(1)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，使物质在生物群落和无机环境之间得以不断地循环往复。
(2)区别
①能量流动是单向的，不能循环，而且逐级递减。
②物质循环中，组成生物体的元素可以在生物群落与无机环境之间循环往复。
二、有害物质通过食物链呈现富集现象
1．有害物质流动的特点
(1)具有生物富集现象；(2)具有全球性。
2．有害物质循环的实例：(1)DDT的富集；(2)汞循环。
(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．如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。A、B、C、D构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是( )
A．大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳
B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的
C．D经⑤、⑥、⑦过程获得的能量占A、B、C总能量的10%～20%
D．C处于第三营养级
D [生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2；图中A为生产者，B为初级消费者(第二营养级)，C为次级消费者(第三营养级)；完成①过程的能量主要由太阳能转化的活跃的化学能提供；捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率约为10%～20%。故选D。]
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过程代表生产者的呼吸作用，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往复循环 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．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往复循环，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。]
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．碳在生物群落和无机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。碳在生物群落和无机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．生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生态系统中不断地进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程。2．物质循环具有全球性和循环性的特点。3．有害物质循环是指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解的过程。4．难以分解的化合物(如DDT)或重金属(如铅、汞)在生物体内的浓度远远超过环境中浓度的现象，称为生物富集。5．物质作为载体，使能量沿食物链(网)流动；能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间得以不断循环往返。
1．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无机环境之间主要以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。]
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主要是通过光合作用和呼吸作用进行的。]
3．(多选)下列关于物质循环和能量流动的说法，正确的是( )
A．物质是能量流动的载体，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
ABD [绿色植物的光合作用能将二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，这只是碳循环的一步，并没有完成生态系统的碳循环，C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。请据图回答问题下列问题：
(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)碳元素主要是通过[ ]________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________的形式贮藏于地层中。
(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贮藏于地层中。
(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)课时分层作业(10) 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，C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．(多选)生态系统中C、N等元素流动的特点是( )
A．单向的
B．循环的
C．逐级递减
D．反复出现，由一种形式转化成另一种形式
BD [生态系统中物质循环是指元素的循环，在生态系统中物质循环的特点是循环的，反复出现的，由一种形式转化成另一种形式。]
3．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，但一般来说②>①。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。]
4．(多选)下列关于生态系统物质循环的叙述，正确的是( )
A．所指的物质是组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素
B．所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
ABC [D项叙述的为能量流动的特点，由此判定D项叙述错误。]
5．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
6．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
7．下列关于生态系统能量流动和物质循环的关系的叙述，不正确的是( )
A．二者是密切联系的两个过程
B．在能量流动过程中，物质是能量的载体
C．能量是物质循环的动力
D．从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统
D [对于一个生态系统而言，物质是循环的，而能量沿食物链是单向传递、逐级递减的，不是自给自足的，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。]
9．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。]
10．下列有关物质循环的说法正确的是( )
A．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物
B．只通过绿色植物的光合作用就能完成碳循环
C．传统农业中的耕地技术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被循环利用
C [物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种元素，A错误；通过绿色植物的光合作用，可固定大气中的二氧化碳，但只靠该生理过程还不能完成生态系统的碳循环，物质循环既要有从非生物环境到生物群落的过程，又要有从生物群落到非生物环境的过程，B错误；传统农业中的耕地技术可以促进微生物的呼吸作用，进而加快生态系统的物质循环，C正确；生态系统的物质循环与能量流动中，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，物质可以循环利用，能量只能单向流动，D错误。]
11．如图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图，下列对图中箭头的含义表述错误的是( )
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质回归无机环境
C．②可表示能量在生物体之间单向流动
D．①可表示碳元素从二氧化碳转变为有机物的过程
A [分析题图可知，①可表示光合作用；②可表示捕食；③可表示生物的遗体和动物的排遗物被分解者分解；④可表示呼吸作用释放的能量以热能的形式散失；⑤可表示微生物的分解作用为草提供无机物，使生物群落中的物质回归无机环境被生产者利用，A错误、B正确；能量沿着食物链单向流动，因此②可表示能量在生物体之间单向流动，C正确；①可表示为光合作用，经过该过程碳元素从二氧化碳转变为有机物，D正确。]
12．(多选)如图表示碳循环过程，图中a、b、c、d表示四种成分，箭头表示各成分之间的关系。下列相关叙述中，正确的是( )
A．a和c所包含的所有种群构成群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越多
C．d不一定是原核生物
D．b的含量增加将减缓温室效应
BC [群落是指生活在一定的自然区域内的各种生物种群的总和，包括生产者、消费者和分解者，A错误；c1的同化量越大，则流向c2的能量就越多，B正确；分解者一般是营腐生生活的细菌和真菌，细菌是原核生物，而真菌属于真核生物，C正确；大气中的二氧化碳增加，会加剧温室效应，D错误。]
13．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。]
14．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。]
15．某课外实验小组欲探究生态系统中的碳循环。下列是该小组制订的实验方案，请你帮助加以完善。
(1)实验目的：探究生态系统中的碳循环。
(2)实验原理：将一种动物和一种植物放在一个密闭的系统中，用pH试纸测定此系统所发生的二氧化碳浓度的变化来探究碳的转化情况。
(3)实验材料和用具：试管架、4支试管、铝箔4张、光源、若干只大小差不多的田螺、若干基本相同的金鱼藻、50 mL量筒、去氯的自来水、pH试纸。
(4)实验步骤：
第一步：取4支相同的试管，加入等量的去氯的自来水，并编号1、2、3、4。
第二步：1号试管什么都不加，作为对照。2号试管加入适量的田螺，3号试管加入适量的金鱼藻，4号试管________________________。
第三步：测定每支试管中的pH后用双层铝箔将试管口封住。
第四步：将试管放在__________________。
(5)实验结果：1号试管pH无变化，2号试管的pH__________，3号试管的pH上升，4号试管的pH________。
(6)实验结论：碳在无机环境、生产者和消费者之间通过光合作用和呼吸作用进行转化。
[解析] 光合作用消耗二氧化碳，呼吸作用产生二氧化碳，因此两者均可引起溶液pH的变化。根据提供的实验材料和1～3号试管的设置可判断4号试管应同时加入田螺和金鱼藻。2号试管中田螺呼吸作用产生的二氧化碳溶于水中引起溶液的pH降低；3号试管内金鱼藻消耗二氧化碳引起溶液的pH升高；4号试管中同时加入等量的田螺和等量的金鱼藻，因此试管内的二氧化碳浓度可能不发生变化，或基本不变。
[答案] (4)加入等量的田螺和等量的金鱼藻 较强的光源下照射 (5)下降 无变化(或基本不变)
易错点 不能准确判断营养级从而导致食物链(网)写错
16．如图为某生态系统的生物群落及无机环境的碳流动示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分，A～D代表4种动物。请分析回答下列问题：
(1)该生态系统的分解者是__________。大气中CO2的来源除图中所示还包括____________________。
(2)写出图中存在的食物链(网)：____________________________。
(3)群落中4种动物的分层现象与食物和__________有关。
(4)人为因素导致图中__________的大量减少，是导致温室效应的原因之一。
[解析] (1)据图可知甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，大气中的二氧化碳除了来自生物群落中的呼吸作用之外，还可以来自化石燃料的燃烧。
(2)根据乙中各生物的能量值，可以判断出营养级从低到高的顺序为A、B和C、D，其中B和C能量相等，应处于同一营养级。
(3)在群落的垂直方向上普遍存在分层现象，动物的分层现象主要与食物和栖息环境有关。
(4)温室效应是大气中二氧化碳浓度过高造成的，主要原因是二氧化碳的大量排放和植物(甲)的大量减少。
[答案] (1)丙 化石燃料的燃烧
(2) (3)栖息环境 (4)甲
7课时分层作业(10) 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．(多选)生态系统中C、N等元素流动的特点是( )
A．单向的
B．循环的
C．逐级递减
D．反复出现，由一种形式转化成另一种形式
3．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
4．(多选)下列关于生态系统物质循环的叙述，正确的是( )
A．所指的物质是组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素
B．所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
5．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__________。
6．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
7．下列关于生态系统能量流动和物质循环的关系的叙述，不正确的是( )
A．二者是密切联系的两个过程
B．在能量流动过程中，物质是能量的载体
C．能量是物质循环的动力
D．从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统
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
9．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
10．下列有关物质循环的说法正确的是( )
A．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物
B．只通过绿色植物的光合作用就能完成碳循环
C．传统农业中的耕地技术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被循环利用
11．如图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图，下列对图中箭头的含义表述错误的是( )
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质回归无机环境
C．②可表示能量在生物体之间单向流动
D．①可表示碳元素从二氧化碳转变为有机物的过程
12．(多选)如图表示碳循环过程，图中a、b、c、d表示四种成分，箭头表示各成分之间的关系。下列相关叙述中，正确的是( )
A．a和c所包含的所有种群构成群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越多
C．d不一定是原核生物
D．b的含量增加将减缓温室效应
13．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
14．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
15．某课外实验小组欲探究生态系统中的碳循环。下列是该小组制订的实验方案，请你帮助加以完善。
(1)实验目的：探究生态系统中的碳循环。
(2)实验原理：将一种动物和一种植物放在一个密闭的系统中，用pH试纸测定此系统所发生的二氧化碳浓度的变化来探究碳的转化情况。
(3)实验材料和用具：试管架、4支试管、铝箔4张、光源、若干只大小差不多的田螺、若干基本相同的金鱼藻、50 mL量筒、去氯的自来水、pH试纸。
(4)实验步骤：
第一步：取4支相同的试管，加入等量的去氯的自来水，并编号1、2、3、4。
第二步：1号试管什么都不加，作为对照。2号试管加入适量的田螺，3号试管加入适量的金鱼藻，4号试管________________________。
第三步：测定每支试管中的pH后用双层铝箔将试管口封住。
第四步：将试管放在__________________。
(5)实验结果：1号试管pH无变化，2号试管的pH__________，3号试管的pH上升，4号试管的pH________。
(6)实验结论：碳在无机环境、生产者和消费者之间通过光合作用和呼吸作用进行转化。
易错点 不能准确判断营养级从而导致食物链(网)写错
16．如图为某生态系统的生物群落及无机环境的碳流动示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分，A～D代表4种动物。请分析回答下列问题：
(1)该生态系统的分解者是__________。大气中CO2的来源除图中所示还包括____________________。
(2)写出图中存在的食物链(网)：____________________________。
(3)群落中4种动物的分层现象与食物和__________有关。
(4)人为因素导致图中__________的大量减少，是导致温室效应的原因之一。
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