第3节 生态系统的物质循环
学 习 目 标
核 心 素 养
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环
2.尝试探究土壤微生物的分解作用
3.说明能量流动和物质循环的关系
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系
1.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.通过分析生态系统物质循环的模式图，培养运用理性思维分析问题、解决问题的能力
3.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、物质循环的概念及特点
1．概念
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
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。
二、物质循环的实例——碳循环
1．碳的存在形式
(1)无机自然环境：以CO2和碳酸盐(石灰岩、珊瑚礁)等形式存在。
(2)生物群落：主要以含碳有机物的形式存在。
2．循环形式
(1)在生物群落与无机环境间：主要以CO2的形式进行。
(2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。
3．过程图解
(1)图中①～⑥表示的过程分别是：
①________，②________，
③________，④________，
⑤________，⑥________。
(2)A、B、C、D表示的生物类群是：
A．________，B.________，C.________，D.________。
答案：(1)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)生产者 分解者 次级消费者 初级消费者
4．温室效应
(1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)危害：气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
三、物质循环和能量流动的关系
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，是单方向的。
2．联系
(1)二者同时进行，相互依存，不可分割。
(2)物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。
四、探究土壤生物的分解作用
1．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为分解者。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
2．实验方案
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杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组
对土壤不做任何处理
B杯中加入30_mL蒸馏水
自变量
土壤中是否含有微生物
是否含有微生物
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
无砖红色沉淀
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
判断对错(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．土壤微生物参与生态系统的物质循环。( )
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是同时进行，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。
碳循环及其对环境的影响
[问题探究]
1．下图是自然界碳循环的简图，据图分析下列有关问题：
(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)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.化学燃料的燃烧
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。]
(1)适度松土可以促进图中的什么过程？
提示：适度松土可以促进分解者的分解作用即过程⑧。
(2)若D中含有细胞核，则D中将含碳有机物转化为CO2的具体场所是什么？
提示：细胞质基质或线粒体基质。
(3)写出图中的捕食链。
提示：A→B→C。
(4)图中碳元素以有机物形式进行传递的过程有哪些呢？
提示：②③⑤⑥⑦。
2．下图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述中，正确的是( )
A．1和2包含着所有种群构成的群落
B．3代表的生物一定是原核生物
C．①代表光合作用，②代表呼吸作用
D．4可以表示大气中的CO2
D [从题图中可解读出如下信息：在该生态系统中，4代表非生物的物质和能量，1代表生产者，2代表消费者，3代表分解者。1、2、3包含的所有种群才构成群落。分解者可以是原核生物，如细菌，也可以是真核生物的真菌或小型的动物(蚯蚓)。①代表摄食活动，②可以代表呼吸作用。]
生态系统中物质循环和能量流动的关系
[问题探究]
1．两位同学在观看有关恐龙的影片时，甲同学提出：“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量。”乙同学也提出：“我体内的物质中可能有远古恐龙体内的物质。”这两位同学的说法对吗？试分析原因。
提示：甲同学的说法错误，乙同学的说法正确。因为能量是单向流动的，不能循环利用，而物质是可以循环利用的。
2．下图是某生态系统的结构模式图，该图中只表示物质流向的箭头是哪些？可表示能量流动的箭头有哪些？(用图中的数字标号表示)
提示：②和⑤；①、③和④。
(1)能量流动和物质循环的关系
项目
能量流动
物质循环
形式
光能→化学能→热能
化学元素(无机物→有机物→无机物)
特点
单向流动、逐级递减
往复循环
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
联系
①能量的固定、储存、转移、释放离不开物质的合成和分解等过程，两者同时进行、相互依存、不可分割
②能量流动和物质循环都借助食物链和食物网进行
③物质是能量沿食物链(网)流动的载体
④能量是物质在生态系统中反复循环的动力
(2)重金属盐和DDT等农药的生物富集作用
生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示：
DDT沿食物链放大
1．如图为某生态系统的部分物质循环简图，其中M表示非生物的物质和能量。相关叙述正确的是 ( )
A．若M表示大气中的CO2，则碳元素在图中④过程中是以有机物形式传递的
B．从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环
C．若M表示大气中的CO2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用
D．若M表示无机环境中的能量，则①的能量值为②与③对应的能量值之和
A [碳元素在生物群落中是以含碳有机物的形式传递的，A项正确；能量在生态系统中沿食物链单向流动，而不能循环利用，B项错误；碳循环是在无机环境和生物群落之间反复循环利用，而不是在生物群落的内部，C项错误；①代表的是生态系统中固定的总能量，它不仅包括②③，还包括消费者通过呼吸作用散失到无机环境中的能量，D项错误。]
2．下图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图，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
A [读图可知，生物群落中能量的散失—④呼吸作用以热能散失，生物群落中的物质回归无机环境—⑤分解者的分解，A错误，B正确；能量在生物体之间单向流动，如图中的②、③，C正确；碳元素从二氧化碳变有机物—①光合作用合成有机物，D正确。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的过程。
2.物质循环具有全球性和循环性的特点。
3.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。
4.物质作为能量的载体，使能量沿食物链流动；能量作为动力，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
1．下列关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是( )
A．所指的物质是组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本化学元素
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
D [D项叙述的为能量流动的特点，由此判定D项叙述错误。]
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是通过光合作用和呼吸作用进行的。]
3．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
C [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，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。
(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往复循环，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 往复循环 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)
课件54张PPT。第5章 生态系统及其稳定性第3节 生态系统的物质循环点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十七) 生态系统的物质循环
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
1．关于物质循环的叙述正确的是( )
A．生产者与无机环境之间可以直接进行碳循环
B．消费者与无机环境之间可以直接进行碳循环
C．物质循环沿着食物链进行
D．不同的生态系统的物质循环在生态系统范围内独立地进行
A [消费者体内的碳能通过呼吸作用进入无机环境，但无机环境中的碳不能直接进入消费者体内。]
2．生态系统中C、N等元素流动的特点是( )
①单向的 ②循环的 ③逐级递减 ④反复出现，由一种形式转化成另一种形式
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
D [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．根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，不正确的是( )
生物群落大气中的CO2化石燃料
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。]
4．如图为生态系统碳循环示意图，下列分析错误的是( )
A．丙是生态系统中的初级消费者和次级消费者
B．甲→丁中碳以含碳有机物的形式流动
C．信息传递只能发生在甲、乙、丙、丁之间
D．图中缺少植物呼吸作用的箭头
C [题图中甲表示生产者，乙表示初级消费者，丙表示初级消费者和次级消费者，丁表示分解者，A项正确；在生物群落中，碳以含碳有机物的形式流动，B项正确；信息传递可以发生在生物之间，也可以发生在生物和环境之间，C项错误；植物也进行呼吸作用释放CO2，故题图中缺少植物呼吸作用的箭头，D项正确。]
5．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。]
6．图甲为生态系统的碳循环示意图；图乙为生态系统中能量流经第二营养级的示意图。下列相关叙述中，正确的是( )
甲 乙
A．图甲中的食物链是a→d→e→f
B．图甲c中的碳元素以有机物的形式进入生物群落
C．图乙中的a是用于第二营养级生长、发育和繁殖的能量
D．图乙粪便等中的能量都来自第二营养级
A [图甲中c是大气中的CO2库，a是生产者，b是分解者，d、e、f是消费者，所以图甲中的食物链是a→d→e→f，A正确。图甲c中的碳元素是以CO2的形式进入生物群落的，B错误。图乙中的a代表的是第二营养级的同化量，减去呼吸散失的能量才是用于自身生长、发育和繁殖的能量，C错误。图乙中初级消费者粪便中的能量属于第一营养级，D错误。]
7．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
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。]
8．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。]
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。人和畜禽都可以农作物为食，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，提高了能量利用率，C正确。能量流动是单向、不循环的，D错误。]
10．下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
11．下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)甲图中的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________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)乙图中表示热带雨林的是________，原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析：(1)甲图中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
12．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)甲AD (3)栖息环境 (4)甲
[能力提升练]
13.图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，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的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．b的含量增加将减缓温室效应
C [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错误；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。]
14.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。]
15．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。其共同之处是：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，再放于适宜条件下
自然条件
方法三
先灭菌，再放于适宜条件下
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。]
16．某课外实验小组欲探究生态系统中的碳循环。下面是该小组制定的实验方案，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)
