專題20-3 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)-2018年高三生物一輪總復

專題二十《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第3課生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)【學案導航】-—明方向！【課程學習目標】以碳循環(huán)為例,分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)。關注碳循環(huán)平衡失調與溫室效應的關系。舉例說出生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的全球性,說明物質循環(huán)與能量流動的關系。第一層級：預學區(qū).不看不講【知識體系梳理】一、生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的概念和特點1?概念:組成生物體的C、H、0、N、P、S等元素，都不斷進行著從①到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程。這里的生態(tài)系統(tǒng)是指②。特點:生物圈中的物質循環(huán)具有③;無機環(huán)境中的物質可以被生物群落④。二、碳循環(huán)1?循環(huán)形式:無機環(huán)境與生物群落之間主要以⑤形式進行循環(huán)，在生物群落內部以⑥形式進行傳遞;聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境的兩個重要的生理過程是⑦。碳循環(huán)失衡:人類大量燃燒⑧等,導致碳在短時間內大量釋放，產生溫室效應,而溫室效應將會加快極地和高山冰川的融化，導致⑨。三、能量流動和物質循環(huán)的關系二者是?，彼此相互依存，不可分割。物質作為能量的?，使能量沿著食物鏈）流動;能量作為?，使物質不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往復。四、實驗:探究土壤微生物的分解作用實驗原理：（1）土壤中存在的細菌、真菌等微生物，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為?。（2）分解者將環(huán)境中的?分解為無機物，其分解速度與環(huán)境中的溫度、水分等生態(tài)因子相關。2?提出假說：根據(jù)案例1可以提出?的假說;根據(jù)案例2可以提出“微生物能分解淀粉”的假說。實驗設計:對照組的土壤不做處理，實驗組的土壤要進行?，以排除土壤微生物的作用?！净A學習交流】碳在無機環(huán)境中的存在形式主要是什么?在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)的主要形式是什么?與碳循環(huán)密切相關的生理過程是什么?能量流動和物質循環(huán)有何關系?CO2的排放與全球氣候變化有什么關聯(lián)?如何降低溫室效應？第二層級：導學區(qū).不議不講【重點難點探究】知識點一:生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)碳在生物群落內部的流動形式是什么?請嘗試完成下面碳循環(huán)過程圖解。知識點二:能量流動與物質循環(huán)的關系根據(jù)能量流動與物質循環(huán)的相關知識完成下表:項目能量流動物質循環(huán)內容能量組成生物體的C、H、0、N、P、S等丿元糸形式以①為載體以②形式循環(huán)特點③傳遞、逐級遞減反復利用、循環(huán)流動，具④性范圍生態(tài)系統(tǒng)的⑤⑥聯(lián)系同時進行，相互依存、不可分割：物質循環(huán)過程中伴隨著能量流動在生物群落中流動渠道都是⑦

(3)物質是能量的⑧,能量是物質循環(huán)的⑨知識點三:探究土壤微生物的分解作用如何設計實驗探究土壤微生物的分解作用?(請完成下表)實驗內容案例1案例2實驗假設微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實驗設計實驗組對照組自變量實驗現(xiàn)象AA1A2BB1B2結論分析【思維拓展應用】例1下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模式圖,下列分析錯．誤．的是()f表示大氣中的二氧化碳庫該圖中有三條食物鏈圖中的a一定是自養(yǎng)生物,b、c、d、e一定是異養(yǎng)生物碳以有機物的形式由a傳到b例2有關生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的敘述不．正．確．的是()。能量流動和物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩個主要功能能量流動和物質循環(huán)是沿食物鏈進行的正常的生態(tài)系統(tǒng)中的能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置能量流動是伴隨著物質循環(huán)進行,但是為單向流動例3為了了解土壤微生物能否分解農藥,并盡快得出實驗結論,有人用“敵草隆”(一種除草劑)進行實驗:取等量砂土分裝于相同的兩個容器中,a組高壓滅菌,b組不滅菌。下列有關事項的敘述中正確的是()。向a、b中噴入等量的“敵草隆”，再置于同一恒溫箱中培養(yǎng)相同時間檢測“敵草隆”的消失情況，預計a的“敵草隆”全部消失,b的基本不變只用砂土實驗效果比用幾種典型土壤混合后的好再增加c組作為對照，不噴入“敵草隆”，其他處理與a、b組相同第三層級：固學區(qū).不練不講【基礎智能檢測】生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)發(fā)生在()。生物群落各個成分之間生物群落與無機環(huán)境之間生產者與消費者之間生產者與分解者之間從物質循環(huán)的角度看,人體內的碳元素究其根源來自()。生物群落中的碳大氣中的二氧化碳消費者中的碳生產者中的碳營腐生生活的細菌和真菌等在生態(tài)系統(tǒng)中占有重要地位,這是因為它們()。能釋放出氧氣,吸收代謝廢物能凈化空氣能為其他生物提供生物來源

能腐敗、分解有機物使之變成無機物，歸還到無機環(huán)境中【全新視角拓展】下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的示意圖，請據(jù)圖回答:圖中綠色植物與動物之間的關系,能量在綠色植物與動物之間流動的特點是。碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間主要的形式進行循環(huán)。綠色植物屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的。碳從無機環(huán)境中進入綠色植物的途徑①作用;生物群落中的碳進入無機環(huán)境的途徑有(填序號)等過程。第四層級：思學區(qū).不思不復【思維導圖構建】答案】

知識體系梳理】①無機環(huán)境②生物圈③全球性作用⑧煤、石油⑨海平面上升④反復利用⑤CO2知識體系梳理】①無機環(huán)境②生物圈③全球性作用⑧煤、石油⑨海平面上升④反復利用⑤CO2⑥含碳有機物⑦光合作用和呼吸⑩同時進行的?載體?動力?分解者?有機物?“微生物能分解落葉使之腐爛”?滅菌處理基礎學習交流】碳酸鹽,二氧化碳等;二氧化碳;光合作用、化能合成作用及呼吸作用。二者是同時進行,彼此相互依存,不可分割的;物質作為能量的載體,使能量沿著食物鏈）流動;能量作為動力,使物質得以循環(huán)。大氣中CO2濃度的增加會引起全球氣候變暖,導致極地的冰雪和高山冰川的融化、海平面上升等。降低煤炭、石油等化石燃料的燃燒,以減少CO2的排放;大力植樹造林，綠化環(huán)境,通過光合作用以減少大氣中的匹?！局攸c難點探究】知識點一:生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)有機物的形式。2.呼吸作用兩動呼吸作用呼吸作用兩動呼吸作用萄光合作用、廠微生物的分解作用知識點二:能量流動與物質循環(huán)的關系有機物②無機物③單向④全球⑤各營養(yǎng)級⑥生物圈⑦食物鏈）⑧載體⑨動力知識點三:探究土壤微生物的分解作用實驗內容案例1案例2實驗假設微生物能分解落葉使之微生物能分解淀粉腐爛實驗對土壤高溫處A燒杯中加入30mL土壤浸出液對照對土壤不做B燒杯中加入30mL蒸餾水任何處理自變土壤中是否土壤中是否含有分解淀粉的微生物含微生物實驗現(xiàn)在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組不變藍實驗現(xiàn)在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組不變藍產生磚紅色沉淀變藍不產生磚紅色沉淀結論分析結論分析葉有分解作土壤浸出液中的微生物能分解淀粉用【思維拓展應用】例1B【解析】f表示大氣中的二氧化碳庫,a是生產者,b是分解者,c、d、e都是消費者。該圖中只有1條食物鏈。消費者和分解者都是異養(yǎng)型生物。碳以有機物的形式從生產者傳給分解者和消費者。例2C【解析】物質是循環(huán)的而能量是單向流動的。正常的生態(tài)系統(tǒng)中的生物數(shù)量金字塔在個別營養(yǎng)級之間可能出現(xiàn)倒置,而能量金字塔不會倒置。例3A【解析】本題考查實殮基本原理和設計思路。實殮組為a組，對照組為b組,控制單一變量，故止正確。E項中的狂應該是不變,b可能會部分減少。C不正確，因為典型土壇中含徽生物多,所以用幾種典型土壤混合后的效果最好。D項沒有必要再扣一個對照組，和本實驗無關?！净A智能檢測】B2.B3.D【全新視角拓展】(1)捕食單向流動、逐級遞減(2)CO2生產者(3)光合③④⑤【思維導圖構建】①化學元素②生物圈③全球④光合⑤化能合成⑥細胞呼吸【典例指津】-—授技法！熱點題型一生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)例1.如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“一”表示碳的流動方向。下列敘述不正確的是()在碳循環(huán)過程中，同時伴隨著能量流動由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內與之相鄰的兩個營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少該生態(tài)系統(tǒng)的消費者包括圖中的D、E、F、B在A—C過程中碳主要以CO2的形式進行循環(huán)，在F—B過程中以含碳有機物的形式進行流動【答案】C【解析】分析圖形，XB.D、E、F均有箭頭指向G則C是無機環(huán)境中的二氧化碳庫；4C之間為咫向箭頭,心為生產者'止、D.E、F均有箭頭指向巧則B為分解者，XE、F為消費者：團示中包含的食物鏈為AfDfEfF,故E減少，矩時間內D増多,F減少；碳在生物群落與無機環(huán)境之間主要以COa的形式循環(huán)，在生物群落內部是以■含碳有機物的形式流動o【提分秘籍】1.物質循環(huán)概念：組成生物體的各種元素在無機環(huán)境與生物群落間不斷循環(huán)的過程。特點：全球性、反復利用、循環(huán)流動。與能量流動的關系：二者同時進行，相互依存，不可分割。意義：通過能量流動和物質循環(huán)，使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。碳循環(huán)大氣中co?庫呼吸呼吸作用作用光作合用分解作用—生產者ms遺體!呼吸呼吸作用作用光作合用分解作用—生產者ms遺體!燃燒分解者|化石燃料碳在無機環(huán)境中的存在形式：CO2和碳酸鹽。碳在生物群落中的存在形式：含碳有機物。循環(huán)過程：碳從無機環(huán)境到生物群落是通過光合作用、化能合成作用實現(xiàn)的；從生物群落到無機環(huán)境則是通過呼吸作用和微生物的分解作用實現(xiàn)的。3．溫室效應形成原因：大量化石燃料的燃燒，大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。影響：導致氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。【舉一反三】如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分示意圖，下列說法不正確的是()AB(CH2O)AB(CH2O)物質循環(huán)伴隨著能量的流動能完成該循環(huán)的生物一定含有葉綠體和線粒體A、B所示的物質循環(huán)具有全球性進行A過程的生物是自養(yǎng)型生物【答案】B【解析】物質是能量的載體，因此物質循環(huán)伴隨著能量的流動，A正確,團中A過程表示光合作用，B過程表示呼吸作用，藍藻既能進行光合作用，也能進行呼吸作用，但是沒有葉綠體和線粒體，日錯誤、物質循環(huán)具有全球性，C正確,止過程是利用二氧化碳合成too),該過程可表示生產者的光合作用，生產者均屬于自養(yǎng)生物，D正確。【真題回眸】---知難易！1.(2014?江蘇卷，10)下列關于生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是()富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華的現(xiàn)象，可以說明能量流動的特點生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能食物鏈各營養(yǎng)級中10%?20%的能量會被分解者利用無機環(huán)境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用【答案】D【解析】藍藻水華是大量無機污染物排到江湖中導致藻類大量繁殖引起的，為物質循環(huán)而不是能量流動，A錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的能量來源主要為太陽能，也可能來源于化學能，如硝化細菌、硫鐵細菌等化能自養(yǎng)型生物，B錯誤；食物鏈中各營養(yǎng)級中10%?20%的能量被下一營養(yǎng)級所同化，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復性，因此無機環(huán)境中的物質可以通過多種途徑進入生物群落被生物利用，D正確。（2015?海南單科，28）回答下列關于紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的問題：（1）紅樹林具有調節(jié)氣候、保護海岸的作用。從生物多樣性價值的角度分析，這種作用所具有的價值屬于（填“間接”或“潛在”）價值。（2）某紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)如圖所示。圖中A是一種氣體，B、C、D、E和F表示生物成分，箭頭表示碳流動的方向。圖中A表示，生物成分E表示，生物成分F表示，表示初級消費者?！敬鸢浮浚?）間接（2）大氣中CO2庫生產者分解者C【解析】本題主要考查生物的多樣性、物質循環(huán)等知識o（1）紅樹林對生態(tài)系統(tǒng)起到重要調節(jié)功能，屬于間接價值。（2）雙向箭頭兩端分別為生產者和犬氣中的C①庫（無機環(huán)境），分析圈示可知：A表示大氣中艱E表示生產者，F(xiàn)表示分解者，C表示初級消費者?！灸芰μ嵘?—長士氣！一、選擇題（8小題）1.“地球出汗”是指大氣中co2濃度的增加，形成溫室效應，導致氣溫升高。為了給地球“擦汗”，我們應采?。ǎ└淖兡茉唇Y構，發(fā)展太陽能、核能、水能，以代替礦物燃料用石灰水吸收空氣中的co2限制汽車工業(yè)的發(fā)展，減少汽車數(shù)量開展植樹造林，增大綠化面積①③B.②④C.②③D.①④【答案】D【解析】導致溫室效應的直接根源是大量燃燒化石燃料，嚴重破壞森林植被。所以要減少大氣中二氧化碳的含量，必須從根源上防止，即改變能源結構，開發(fā)和使用清潔能源，代替化石燃料，開展植樹造林，促進自然界碳的循環(huán)。所以①和④正確；②太耗費能源不可行；③將影響人的生活，不能減少汽車的數(shù)量，應改變燃油的結構。下列可“雙向”進行的是（）金絲雀虉草的胚芽鞘中生長素的極性運輸B.反射活動中興奮在神經纖維上的傳導C.草原生態(tài)系統(tǒng)中狼和兔子間的碳元素傳遞D.垂體細胞與甲狀腺細胞間的信息傳遞【答案】D【解析】金絲雀虉草的胚芽鞘中，生長素的極性運輸，只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端，而不能反過來運輸，因此是單向的，A錯誤；反射活動中興奮在神經纖維上的傳導是單向的，B錯誤；草原生態(tài)系統(tǒng)中狼和兔子間的碳元素傳遞只能由兔子傳給狼，是單向的，C錯誤；垂體細胞分泌的促甲狀腺激素作用的靶細胞是甲狀腺細胞，甲狀腺細胞分泌的甲狀腺激素也可以作用于垂體，因此垂體細胞與甲狀腺細胞間的信息傳遞是雙向的，D正確。有一種生活在熱帶的果蟻，將自己含有蛋白酶的排泄物排在收集來的落葉上，用這些落葉來培養(yǎng)真菌，然后以腐葉作為自己的食物來源，下列分析不正確的是（）果蟻排泄物中的蛋白酶屬于蛋白質真菌分泌的纖維素酶能促進落葉中纖維素的分解果蟻和真菌都是分解者，共同促進碳、氮元素的循環(huán)果蟻從落葉中同化的能量可通過食物殘渣的形式傳遞給真菌【答案】D【解析】蛋白酶的化學本質為蛋白質，A正確；落葉的細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，真菌分泌的纖維素酶能促進落葉中纖維素的分解，日正確；果蟻與真菌都屬于生態(tài)系統(tǒng)的分解者，都能夠分解有機物，共同促進碳、氮元素的循環(huán)，C正確；真菌需要的能量主要來自于落葉，D錯誤。下列有關碳循環(huán)的敘述中，錯誤的是（）冬季北方人呼出的CO，能供給南方植物光合作用大力開發(fā)和使用清潔能源，能減少CO?的釋放量碳元素和能量都能從植物傳遞給各種動物倡導低碳生活方式的主要方法是提高人均綠地面積【答案】D【解析】物質循環(huán)具有全球性，所以冬季北方人呼出的co2,可以供給北方植物進行光合作用，也可以供給南方植物進行光合作用，A正確；二氧化碳的主要來源是化石燃料的燃燒等，開發(fā)和使用清潔能源能減少化石燃料的燃燒，減少CO的釋放量，B正確；能量儲存在含碳有機物2中，植物中的含碳有機物可通過植食性動物傳遞給肉食性動物等，所以碳元素和能量都能從植物傳遞給各種動物，C正確；倡導低碳生活方式的主要方法是減少二氧化碳的排放，開發(fā)利用清潔能源，D錯誤。如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)過程，下列相關敘述正確的是（）甲、乙、丙、丁以及無機環(huán)境構成了該生態(tài)系統(tǒng)的結構B．a、c、d過程中碳的存在形式均為有機物在物質循環(huán)過程中，無機環(huán)境中的物質可以被生物群落反復利用緩解溫室效應只有通過大力植樹造林【答案】C【解析】據(jù)團分析可知，甲是生產者，乙、丙分別是初級消費者、次級消費者，丁是分解者，因此甲、乙、丙、丁以及無機環(huán)境構成了該生態(tài)系統(tǒng)的成分，而生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網，A錯誤；.b過程中碳的存在的形式為二氧化碳，而-d過程中的存在形式為有機物，日錯誤；在物質循環(huán)過程中，無機環(huán)境中的物質可以被生物群落反復利用，C正確；緩解溫室敷應可以通過減少化石燃料的燃燒，開發(fā)新能源等方法，D錯誤。某同學畫出3幅表示生態(tài)系統(tǒng)部分碳循環(huán)示意圖，下列分析錯誤的是（）3幅圖中生產者都是A圖1中C能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動圖2中A、B、D、E構成群落，碳在其中流動的形式是有機物若使圖1、圖2、圖3完整表示碳循環(huán)，需補充化石燃料燃燒產生CO2【答案】A【解析】圖1中A為生產者，圖2中A為生產者，圖3中E為生產者，A錯誤；圖1中C為消費者，能促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動，B正確；圖2中A為生產者，C為無機環(huán)境，E為分解者，B、D為消費者，A、B、D、E構成群落，碳在其中流動的形式是有機物，C正確;若使圖1、圖2、圖3完整表示碳循環(huán)，需補充化石燃料燃燒產生CO2,D正確。7?圖為生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，其中b是大氣中的CO庫。相關敘述正確的是（）a-b的生理過程為光合作用d是消費者碳從d-b以CO的形式流動2c-c-c構成一條食物鏈123【答案】C【解析】a是生產者，a-b的生理過程為呼吸作用，A錯誤；除了一個箭頭指向b外，其他箭頭都指向d,因此d是分解者，B錯誤；碳從分解者到無機環(huán)境通過分解者的分解作用，即以CO的形式流動，C正確；圖中c-c-c為各級消費者，D錯誤。2123有關物質循環(huán)的敘述，正確的是（）只有通過植物的光合作用才能進入生物群落只能通過微生物的分解作用才能返回無機環(huán)境物質循環(huán)與能量流動先后進行無機環(huán)境的物質可以被生物群落反復利用【答案】D【解析】碳元素可以通過植物的光合作用或者硝化細菌等的化能合成作用進入生物群落，A錯誤,生物群落的碳元素通過動植物的呼吸作用和徽生物的分解作用〔呼吸作用)回歸無機環(huán)境，日錯誤；碳循環(huán)過程伴隨著能量流動，物質是能量的載體，能量是物質循環(huán)的動力，C錯誤：碳循環(huán)發(fā)生在生物群落和無機環(huán)境之間,以及生物群落內部，D正確。二、非選擇題(2小題)我國南方地區(qū)常見到一些以毛竹作為單一優(yōu)勢物種的竹林，竹林中有一些高大的成年毛竹，還有一些較矮的幼年毛竹，以及一些剛出土的竹筍。竹林中還有一些昆蟲類害蟲，對竹筍及竹子的莖葉造成很大的危害?；卮鹣铝袉栴}：在生態(tài)系統(tǒng)的組成成分中，竹林害蟲屬于，它們對竹林中的物質循環(huán)所起的作用是。竹林中的成年毛竹、幼年毛竹、竹筍在垂直方向上占據(jù)不同的空間，能否據(jù)此說明竹林群落具有垂直結構？為什么？3)毛竹固定的太陽能中，有些能量沒被利用，有些被利用了。被利用的能量包括哪些？(4)一些林業(yè)人員嘗試用“林下養(yǎng)雞”的方法來防治某些竹林害蟲。從生態(tài)學的角度來看“林下養(yǎng)雞”的意義有哪些？。【答案】消費者促進生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)不能群落的垂直結構指的是不同生物種群在垂直方向上具有分層現(xiàn)象，而成年毛竹、幼年毛竹、竹筍屬于同一個物種被自身呼吸作用消耗利用，被下一營養(yǎng)級利用，被分解者利用調