人教版高二生物必修三第5章第3节《生态系统的物质循环》导学案

第5章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
（主备：张文君 审核：吴晓凌、黄丽）
【学习目标】
1.以碳循环为例，分析生态系统的物质循环。2.尝试探究土壤微生物的分解作用。
3.说明物质循环和能量流动的关系。 4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
【预习、研习案】
【任务1】模型建构【书中标注】
要求：用箭头、关键词等表示出碳元素是如何进出生产者、消费者、分解者的（如以什么形式？通过哪种生理过程等）。
【训练1】下图是生态系统的碳循环图解，图 ( http: / / www.21cnjy.com )中A—D代表生态系统中的4种成分，①—⑦代表碳元素在生态系统中循环的途径。请仔细分析图并回答下列问题：
（1）此生态系统的能量流动是从[ ] 固定太阳能开始的。
（2）图中代表光合作用的是 ，代表分解作用的是 ，代表呼吸作用的是 。
（3）碳在D中以 形式存在，在C中以 形式存在。
（4）与碳循环关系最为密切的两种细胞器是 。
（5）碳元素在在⑤和⑦中 形式流动，在①和⑥中是以 的形式流动。
【任务2】模型应用
结合模型解释温室效应产生的原因以及缓解措施【书中标注】
【任务3】物质循环与能量流动之间的关系【书中标注】
【训练2】下列关于物质循环和能量流动的关系叙述，错误的是（ ）
A．物质为能量的载体，物质的循环具有全球性
B．能量作为动力，流经生态系统的各营养级时逐级递减
C．生态系统中先进行物质循环，后发生能量流动
D．物质循环、能量流动二者相互依存，不可分割
【任务4】在图一中建立能量流动的模型，在图二中建立生态系统的碳循环模型。
【课后练习】
（ ）1、关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是
A．所指的物质是指组成生物体的一些基本化学元素
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与无机环境之间的反复出现，循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
（ ）2、在生态系统的物质循环中，碳元素从无机环境进入生物群落的途径主要是
A．化石燃料的燃烧 B．分解者的分解作用 C．生产者、消费者的呼吸作用 D．生产者的光合作用
（ ）3、下列不属于碳元素从生物群落中返回大气的途径的是
A．生物的呼吸作用 B．分解者的分解作用 C．绿色植物的光合作用 D．森林的自燃起火
（ ）4、关于碳循环的叙述，错误的是
A．二氧化碳可以在无机环境和生物群落中被循环使用 B．需要能量驱动
C．循环的范围是整个生物圈，具有全球性 D．是单向流动，不循环的
（ ）5、右图是生物圈中碳循环的示意图。下列有关叙述不正确的是
A．图中③表示的生理过程是呼吸作用
B．能量沿着食物链流动，在丁这一营养级生物体内积累的最多
C．图中乙、丙、丁三者组成的食物链是：乙→丙→丁
D．甲代表的是腐生细菌和真菌等，是生态系统的分解者
( )6、左下图是生态系统碳循环的模式图，其中M、N、O
表示生态系统中的生物成分。相关叙述错误的是
A．M、N、O共同构成生物群落
B．M是生产者，是生态系统主要成分
C．N是分解者，都是腐生生物
D．O是消费者，都是自养生物
（ ）7、下图是某生态系统中碳循环示意图。其中甲、乙、丙、丁、戊构成生物群落，a、b、c为碳元素的转移量，则三者的数量关系为
A．a>b+c
B．a＝b+c
C．aD．不确定
（ ）8、下图表示生态系统碳循环过程，以下叙述正确的是
A．甲代表的生物都是绿色植物
B．乙1在图示食物链中处于第一营养级
C．丙通过有氧呼吸和无氧呼吸发挥作用
D．能量是物质循环的载体，物质循环是能量流动的动力
（ ）9、气候变化是当今全球面临的重大挑战。遏制气候变暖，拯救地球家园，是全人类共同的使命。下列行为会导致温室效应加剧的是
A．为了解决能源紧张问题，大量使用酒精、沼气 B．淘汰高耗能企业
C．植树造林，严禁乱砍滥伐森林 D．发展新型可再生能源
（ ）10、下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3、……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．Z1、Z2、Z3、……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
（ ）11、某池塘底栖动物主要有软体动 ( http: / / www.21cnjy.com )物类（铜锈环棱螺等）、寡毛类（苏氏尾鳃蚓等）、摇蚊类（羽摇蚊等）。科研人员研究了该池塘底栖动物能量流动过程，构建了下图所示模型，相关判断不正确的是
A．流经底栖动物的总能量是2119.5KJ m2 a-1 B．底栖动物同化能量大部分用于呼吸作用
C．图中“X”包含被下一营养级同化的能量 D．在能量流动的过程中伴随着物质循环
（ ）12、（多选）研究发现，砷（As ( http: / / www.21cnjy.com )）可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P（与As原子结构相似）处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。对此现象合理的解释是
As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定
As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢
P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关
P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育
（ ）13、（多选）下图为生物圈中碳循环示意图，下列叙述不正确的是
A．图中①表示光合作用，④⑤⑥⑦⑧都表示细胞呼吸作用
B．①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行
C．图中Ⅳ表示分解者，也为生产者提供化学能
D．由图可知，物质循环中的元素只有通过生产者才能进人生态系统
（ ）14、（多选）右图为北大平洋梅水中无机盐含量、生产者和初级消费者数量的季节性变化趋势图。下列说法错误的是
A．图中②代表生产者，③为初级消费者
B．经②、③的作用，完成该生态系统的物质循环
C．9月份无机盐的增多是由于分解者的分解作用
D．一年中流经该生态系统的的总能量最多的月份是6月份
15、下图是生态系统中碳循环示意图，请据图回答：
（1）图中绿色植物与动物之 ( http: / / www.21cnjy.com )间的关系是 ，能量在绿色植物与动物之间流动的特点是 。
（2）碳元素在生物群落和无机环境之间主要以 的形式进行循环。
（3）生物群落中的碳进入无机环境的途径有 （填序号）等过程。
16、下图是生态系统中碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。
（1）图中表示生产者的是 ，分解者的是 。
（2）C→A的箭头表示的生理过程为 。在D→E的过程中，碳以 的形式传递。
（3）写出图中含有三个营养级的食物链 ( http: / / www.21cnjy.com ) （用字母和箭头表示），该食物链中占有碳元素最多的营养级是 （用字母表示）。
（4）如图所示的碳循环示意图体现物质循环特点为 。
17、下图是自然界碳循环示意图。
（1）请在图中①-④线上补加箭头，正确表示碳循环中各种变化关系。
（2）大气中CO2消耗途径有被海洋吸收、 等。
（3）大气中CO2大量增加的原因是 ( http: / / www.21cnjy.com ) 和 等。给地球生态环境带来的一个严重后果是 。
（4）根据上图CO2产生和消耗的途 ( http: / / www.21cnjy.com )径，对于解决温室效应，请你提出两条建议：① ，② 。
18、科研人员以常规稻作（不放养鸭、使用农药 ( http: / / www.21cnjy.com )和除草剂）作为对照，研究“稻鸭共生”生态系统中碳的输入与输出情况，统计结果如下表所示。请分析回答：
（1）请写出“稻鸭共生”生态系统中一条含有三个营养级的捕食链 。
（2）请列举上表中“人为输 ( http: / / www.21cnjy.com )入”碳的两个实例 。“总输入”碳中，除了 “人为输入”外，其他输入碳的主要途径是 。
（3）下面是“稻-鸭共生 ( http: / / www.21cnjy.com )”生态系统中水稻种群碳输入和输出模型。除了图示输出碳的途径外，输出碳的途径还有　 、 。
（4）与常规稻作相比，“稻鸭共生”生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统取得了明显的经济和生态效益，主要表现在 。
（1） 捕食 单向流动、逐级递减（2）CO2 （3） ③④⑤
①②③指向大气中的CO2 ，④指向大树 ( http: / / www.21cnjy.com )（①②③全对给1分，④对给1分）（2）植物的光合作用（3）温室效应（4）①减少煤、石油等化石燃料的燃烧，开发利用新能源 ②植树造林，加强绿化
（1）稻（杂草）→害虫→鸭（合理即 ( http: / / www.21cnjy.com )得分）（2）肥料（化肥或有机肥）、鸭苗、秧苗、鸭饲料等（答对1项给1分,2分） 生产者通过光合作用固定CO2（3）流向下一营养级 流向分解者（4）增加水稻产量、获得更多农副产品（鸭）；减少因农药的使用而造成的环境污染（2分）
(1)让水葫芦和水鳖适应实验养殖环境 ( http: / / www.21cnjy.com ) (2)分别配置2组一系列浓度为0、0.1、0.5、1、1.5、2mg.L-1的HgCl2溶液，然后将植物放入其中 (3)差异不大 水葫芦 (4)选择透过性 酶 载体蛋白(或其他合理答案)
19、多年生草本水生植物水葫芦和水鳖 ( http: / / www.21cnjy.com )，由于根系庞大，繁殖快速，其根部对水中的Hg2+离子吸收富集能力较强。某研究小组进行了水葫芦和水鳖对不同浓度的HgCl2吸收富集能力比较的研究。
材料用具：采自江苏太湖水域的水生植物水葫芦和水鳖，后移植于某实验室水生植物培育池。一定浓度的HgCl2溶液、蒸馏水等。
实验步骤：
第一步：将采自江苏太湖水域的水葫芦和水鳖先用营养液进行驯化培养一段时间。
第二步：选取若干生长状况一致的水葫芦和水鳖分别随机平均分成若干组。
第三步：略
第四步：测定各组细胞内重金属Hg2+含量
结果与结论
(1)实验先将水葫芦和水鳖先用营养液进行驯化培养一段时间的目的是 。
(2)请写出实验步骤的第三步 。
(3)根据右图分析，当Hg2+浓度低于 ( http: / / www.21cnjy.com )0.1mg．L-1时，水葫芦和水鳖对Hg2+富集能力 ；当环境中Hg2+浓度大于0.5mg.L-1时，选用 作为富集Hg2+的植物。
(4)植物对Hg2+的富集，与 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞膜的 功能有关。研究表明，Hg2+能导致蛋白质变性，高浓度的Hg2+可以通过影响光合作用和呼吸作用的 、 的活性，进而影响植物的生长。
下图A为碳循环示意图，图B为食物网。请据图回答：
(1)碳在生物群落内以 的形式进行流 ( http: / / www.21cnjy.com )动。(2)碳从无机环境进入生物群落的途径①是 作用；生物群落中的碳进入无机环境的途径有 (填数字序号)。(3)“落红不是无情物，化作春泥更护花”，“螳螂捕蝉，黄雀在后”，主要体现了生态系统 的功能特点。
(1)有机物 (2)光合 ③④⑤ (3)物质循环、能量流动
下图表示某稳定生态系统中能量流动情况，A～G表示具体的能量流动过程，a～d表示相关能量数据。请据图分析回答：
（4）当生态系统中分解者很少或没有时，对碳循环的影响是 。（5）如果该生态系统为农田生态系统，从物质循环的角度看，需要施肥的原因是 。
（4）腐殖质中的碳元素不能回到无机环境中（5）农田中的产品不断输出
生产者
大气中
CO2
A
B
C
太阳能
生产者
A
B
C
呼吸作用（热量散失）