第38课时生态系统的物质循环

第38课时生态系统的物质循环必备知识梳理回扣基础要点一、生态系统的物质循环1.概念理解（1）循环的对象：组成生物体的C、H、O、N、P、S等，而不是具体。（2）循环的过程：。（3）循环的范围：。,化学元素,化合物,生物群落,无机环境,生物圈,2.特点：；反复出现，。3.实例碳循环在无机环境和生物群落之间以形式循环在群落内部通过关系以形式流动,（1）循环形式,全球性,循环流动,CO2,捕食,含碳有,机物,碳进生物群落的生理过程：生产者的光合作用和（2）碳出生物群落的生理过程：、消费者、的产生CO2的非生物途径：（3）环境问题：平衡打破会造成。,循环过程,化能合成作用,生产者,分解者,呼吸作用,化学燃料燃烧,温室效应,练一练1.从物质循环的角度看，人体内的C元素究其根源来自（）A.食物中的碳B.大气中的CO2C.燃料中的碳D.生物环境中的碳,B,2.在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生理作用是（）光合作用呼吸作用蒸腾作用化能合成作用A.B.C.D.解析在碳循环中，碳进入生物群落通过自养型生物的同化作用才能实现。自养型生物的同化作用有两种基本类型：一是绿色植物的光合作用；二是一些细菌的化能合成作用。生物群落中的碳回到无机环境中，必须通过异化作用才能实现，如动植物的呼吸作用、微生物的分解作用。蒸腾作用是植物水分代谢的一部分，在水循环中起一定的作用。,B,二、物质循环和能量流动的关系物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。,提醒,有机物,CO2,单向流动，逐级递减,反复利用,全球性,生物圈,同时,分割,载体,动力,构建知识网络,高频考点突破考点一碳循环1.过程图解及解读（1）图示,（2）析图大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用（主要途径）或硝化细菌等的化能合成作用完成的。碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；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。,分解者的分解作用动植物的细胞呼吸化学燃料的燃烧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，其他成分都是单向的。（判断成分的依据）,大气中CO2的主要来源,2.温室效应（1）成因工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。,（2）危害加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。（3）缓解措施植树造林，增加绿地面积。开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。,对位训练1.分析下面碳循环示意图并据图回答问题：,（1）从微观上看，过程是在细胞内中进行的；过程主要是在细胞内中进行的。（2）碳从无机环境进入生物群落的主要途径是,除此之外,某些特殊的生态系统还可通过进入生物群落；表示的是关系，表示。（3）从上图可知，减缓温室效应的关键措施是（至少回答两个方面）。,叶绿体,线粒体,光合作用,化能合成作用,捕食,分解者分解作用,保护植被,大力植树造林,增加绿地；减少化学,燃料燃烧；开发绿色清洁新能源,考点二物质循环和能量流动的关系1.图示,2.析图（1）生物群落中物质和能量最终来自无机环境。（2）连接生物群落和无机环境的两大成分生产者和分解者；图示中未标出生产者还可以利用化学能进行化能合成作用。（3）二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道食物链（网）一起进行。,（4）能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成与分解等过程。（5）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动。（6）能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。（7）上述关系，总体上体现了二者相互依存、不可分割，并且同时进行。,对位训练2.下图1为某草原生态系统的碳循环示意图，图2表示在该生态系统中能量流经第二营养级的示意图。请据图分析回答：,（1）碳在生物群落内以的形式被利用。（2）碳从无机环境进入生物群落的途径主要是作用；生物群落中的碳进入无机环境的途径为图1中的（填数学序号）。（3）图2中A表示的能量。B比A的能量少，原因是。（4）从图2中可以总结出能量流动的特点是。,（5）狼是该生态系统没有的生物种类，现将它引入其中。请在给出的坐标图上用曲线表示狼的数量最可能的变化情况（纵坐标上的点表示狼的起始数量）。,解析碳循环中碳是通过食物链和食物网以有机物的形式在生物群落中被利用的。碳以二氧化碳的形式通过光合作用和某些自养微生物的化能合成作用进入到生物群落中，生物群落中的碳通过各种生物的呼吸作用又以二氧化碳形式返回到无机环境中。摄入到初级消费者体内的能量，只能够被同化一部分，且首先要用于呼吸作用，其次才能被下一营养级利用或者被分解者利用。由图2可看出能量流动的特点是单向流动、逐级递减。引入狼后，短期内狼的数量会迅速增长，但是由于食物和生活环境的限制，最终狼的数量会稳定在一个水平上。,答案（1）有机物（2）光合（3）初级消费者同化在细胞呼吸中，以热能的形式散失（4）单向流动、逐级递减（5）见图,实验强化在平时15.“土壤微生物的分解作用”的探究活动,（注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂）,对位训练3.右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是（）A.abcB.cbaC.c=baD.ac=b解析由题意可知，土壤中有机物量指的是未被分解者分解的有机物的数量，由图可知，a的数量少，分解的落叶量最多；b次之；c数量最多，分解的落叶量最少。由此可推知，分解落叶的能力abc。,A,4.如图是两个生态系统中腐殖质总量随时间的变化情况，这两个生态系统分别是（）A.A是热带草原，B是热带雨林B.A是热带雨林，B是温带草原C.A是冻土苔原，B是热带雨林D.A是冻土苔原，B是温带草原,解析腐殖质是落叶等与土壤的混合物,含有大量的未完全分解的动植物的残体。对这些残体进行分解的是分解者，分解者在热带雨林中的数量和种类最多,因此在该环境中，腐殖质的数量少,而矿质元素等营养物质的含量高。答案C,解题思路探究思维误区警示易错分析对碳循环示意图辨析不清（1）碳循环过程示意图弄清箭头的方向及代表含义。,（2）将上图换成字母，并尝试判断四种成分（找依据）据图判断A、B、C、D各代表哪种成分？先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”，再根据AC确定C为消费者，剩下D为分解者。,知识拓展解读下图根据与之间的双向箭头判断：是生产者，是非生物物质和能量。根据的碳都流向，可进一步判断：是初级消费者，是次级消费者，是分解者。,纠正训练右图为生态系统中碳循环的模式图，1、2、3、4分别代表生态系统的不同成分。下列相关叙述正确的是（）A.1代表生产者，5可以代表化能合成作用B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递C.在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是1D.1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环,解析考查生态系统中碳循环的相关知识。1代表生产者；2代表消费者；3是分解者；4是环境中的二氧化碳。碳元素在1、2、3间以含碳有机物的形式传递。1（生产者）是其他营养级的能量来源，因此含碳元素最多。碳元素通过光合作用或化能合成作用进入生物界。答案C,知识综合应用重点提示通过“治理水体污染等环境方面与课本知识有机结合”的考查，提升“理论联系实际，综合运用所学知识解释自然界和社会生活中的一些生物学现象”的能力。,典例分析（2009广东卷，32）为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。（1）当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如下图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。,（2）一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物的增殖；管理员还放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可能存在的食物链（两条）。（3）如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指出可能产生哪些负面影响。,解析（1）碳循环过程中，植物可通过细胞呼吸放出CO2，又可通过光合作用吸收CO2，从而使得碳元素在无机环境与生物群落之间循环流动。（2）由题意知，轮虫等浮游动物可以绿藻等浮游植物为食，鱼和鸭又可以轮虫为食，鸭还可直接捕食绿藻等，据此可写出相应的食物链。（3）重金属属于难分解的物质，进入食物链后可沿食物链流动，并通过生物富集作用，随营养级的升高，生物体内重金属的含量随之升高，产生剧毒生物。,答案（1）（2）绿藻轮虫鱼鸭,绿藻鸭，绿藻轮虫鸭（任写两条,其他答案合理也可）（3）导致重金属污染，使处于高营养级的生物重金属含量过高,拓展提升处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用特别关注微生物代谢类型与环境关系。（1）自养型微生物处理无机物污染，如富营养化问题的解决、重金属污染等。（2）异养型微生物处理有机物污染，如生活污水、农药等。（3）异养需氧型微生物处理时保证充足的空气采用搅拌、通气等措施。（4）异养厌氧型微生物处理时保证厌氧环境密封、池底沉积物等措施。,变式训练（2009山东理综,4）利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解。由此推知，该反应器（）A.能够实现物质循环B.主要处理有机污染C.可看作一个小型生态系统D.存在能量输入、传递、转化和散失,解析本题通过泥浆生物反应器的介绍考查了对于生态系统结构和功能的理解。解答本题的关键在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解，所以肯定是菌种进行有氧呼吸而分解有机物,故B正确。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种,无生产者,不满足生态系统（生物群落及其无机环境）的概念范畴,更谈不上生态系统功能中的物质循环和能量流动,A、C、D均错误。答案B,随堂过关检测题组一:有关物质循环或碳循环概念的理解1.（2008广东文基，75）关于碳循环的叙述，错误的是（）A.不依赖于水B.需要能量驱动C.产生温室气体D.具有全球性,A,2.关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是（）A.所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素B.所说的生态系统是指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解析由生态系统物质循环的概念可知，本题的A、B、C选项都是正确的。物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，但不会消失。,D,题组二:关于碳循环的特点及应用3.关于生态系统中碳循环的说法，错误的是（）A.各级消费者所利用的碳都直接或间接来自生产者B.分解者在碳循环中起重要作用C.碳在无机环境中仅以CO2形式存在D.碳在无机环境与生物群落间是以CO2形式进行循环的解析生态系统中，碳在无机环境中还能以碳酸盐的形式存在。,C,4.不同的生态系统中枯枝落叶分解的速率不同（如下表）。造成这种分解率差异的非主要影响因素是（）A.光B.微生物C.湿度D.温度解析生态系统中的枯枝落叶主要是由微生物分解的,微生物的生命活动受到温度、湿度等的影响。从热带雨林到冻原,枯枝落叶分解的速率逐渐下降，主要影响因素是温度、湿度、微生物。,A,5.如图是生态系统中碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答：（1）此生态系统的能量流动是从固定的太阳能开始的。（2）碳元素在大气与A、B、C之间的流动是以形式进行的,在生态系统各成分中,A为，B为。,（3）图中DC过程是通过作用实现的，CD是通过作用实现的。（4）生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以的形式储藏在地层中,碳在无机环境中以和的形式存在。（5）碳循环始终与结合在一起进行。,解析没有碳就没有生命，碳在无机环境中是以CO2和碳酸盐的形式存在的。在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式在无机环境与生物群落之间进行循环。在碳的循环中,始终伴随着能量流动,而生态系统的能量流动是从生产者绿色植物的光合作用和部分生物的化能合成作用开始的,并进入生物群落随食物链而流动。生物群落中的碳以CO2的形式返回到大气中，但另有一部分碳则以化学燃料（煤、石油、天然气等）的形式储藏于地层中，成为能源物质。,答案（1）C生产者（2）CO2消费者分解者（3）光合作用和化能合成呼吸（4）化学燃料CO2碳酸盐（5）能量流动,定时检测组题说明特别推荐信息推断题1、2、9;识图析图题7、8、10、11、12、13；知识综合应用题14、16。,1.“猪沼茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植（茶树）、养殖（猪）、农户（人）和沼气生产（微生物）四个子系统构成。该生态农业模式（）A.是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统B.实现了物质和能量在系统中的多级循环利用C.使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环D.注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入,解析生态系统包括某一区域之内所有的生物和无机环境，并不能说是由生物构成的，在该生态农业模式中只是实现了良性循环，不能实现能量的循环利用。答案C,2.科学家把“末日之钟”的时间从晚11点53分调至晚11点55分，警示气候变化构成的威胁“接近核武器的可怕水平”，“温室效应”将给人类带来灾难。下面有关温室效应的叙述不恰当的是（）A.化学燃料的燃烧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存在D.植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施,解析本题以社会热点为背景，以生态系统中碳循环为考点，引导关注人类生活环境，关注人类的命运。温室效应是由于大气中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学燃料的燃烧。开发新能源，减少化学燃料的燃烧是减少温室气体排放的重要措施。答案D,3.在碳循环中，连通无机环境和生物群落的生物类群和生理作用分别是（）生产者消费者分解者光合作用呼吸作用蒸腾作用化能合成作用A.；B.；C.；D.；解析碳循环中,生产者通过光合作用或化能合成作用将CO2转化为有机物进入生物群落，分解者则通过分解作用把有机物变成CO2返回无机环境。,B,4.生态系统的物质循环中的“物质”是指（）A.组成生物体的重要元素B.组成生物体的大量元素C.组成生物体的所有元素D.组成生物体的微量元素解析物质循环是指组成生物体的各种元素的循环，而非特定元素。,C,5.为了验证土壤中的微生物可以分解淀粉，取两只烧杯甲和乙，都放入等量的淀粉溶液20mL,甲中加入30mL制备好的土壤浸出液，乙中放入等量的蒸馏水，在适宜的温度下放置7天。然后从甲中取出等量的溶液放入A1、A2试管，从乙中也取出等量的溶液放入试管B1、B2，在A1、B1中加入碘液,在A2和B2中加入斐林试剂并加热。下列对该实验结果的预测正确的是（）A.A1和B1都会有蓝色出现，而且颜色深浅一致B.A2有砖红色沉淀出现，B2无砖红色沉淀出现C.A2和B2都有砖红色沉淀出现D.以上结果都不正确,B,6.下列有关生态系统的物质循环的叙述中，正确的是（）A.只能通过生产者进入生态系统B.最终通过微生物的分解作用才能返回无机环境C.都能通过燃烧返回大气D.无机环境中的物质可以被生物群落反复利用解析消费者也可以直接利用一些矿质元素。在碳循环中，各种生物成分均可通过呼吸作用产生二氧化碳，并将其释放到大气中。有些元素就不可以通过燃烧返回大气，例如氮元素。,D,7.下图表示一个能够自我维持稳定的生态系统必须满足的条件,则字母X最可能代表（）A.生物因素B.共生关系C.非生物因素D.物质循环解析生态系统能够自我维持稳态必须满足物质循环和能量流动的顺利进行，所以X代表物质循环。,D,8.如图为生态系统中碳循环过程,其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落,箭头表示物质循环方向。下列相关叙述错误的是（）A.图中过程可以表示绿色植物的光合作用B.缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行C.类群丙的无氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一D.增加图中各营养级生物的种类可提高该生态系统的抵抗力稳定性,解析本题考查生态系统的碳循环。由图可知,气体X为二氧化碳，类群乙为生产者，类群丙为消费者，其无氧呼吸不能产生二氧化碳;联系生物群落与无机环境的两种成分是生产者和分解者,图中甲为分解者，如果甲缺少,生态系统的物质循环将不能正常进行。答案C,9.在一个用钢化玻璃做成的封闭水缸内,如果养的是鱼、虾、水蚤等水生动物,还有一些水草和藻类以及一些微生物，开始时它们正好达到了生态平衡状态。后来为了取得一些实验结果，进行了遮光处理，下列现象不可能出现的是（）A.氧气含量减少B.二氧化碳含量减少C.厌氧微生物数量增多D.动物数量减少解析这一个封闭的水缸,实际上就是一个封闭的生态系统。如果进行遮光处理,植物的光合作用受阻,二氧化碳利用减少（二氧化碳含量增多），氧气产生减少，所以厌氧微生物在这种情况下会增多。植物生长受阻,结果又会导致动物数量减少。,B,10.根据下面的碳循环示意图进行分析，不正确的是（）A.碳从无机环境进入生物群落的途径只有通过光合作用B.参与过程的生物与同区域中的动物、植物共同构成了群落C.该区域的各种生物之间以及生物与无机环境之间要不断地进行物质循环、能量流动、信息传递D.若绿色植物的优势种为草本植物，将来可能会演替为森林生态系统,A,11.在一般情况下，下列关于生态系统中物质循环的主要渠道的图解，正确的是（）,解析生态系统中的物质循环是由于生产者和分解者接通了生物群落与无机环境的通道，生产者通过光合作用或化能合成作用，利用光能或氧化无机物释放的能量，将无机物合成为有机物，这样无机环境中的物质进入生物群落，经各级消费者利用，最后经分解者的分解作用又将有机物转化成无机物归还于无机环境中去。答案A,12.下图表示生物圈中元素的循环过程，下列有关叙述中正确的是（）A.过程代表绿色植物的光合作用B.图中A、B分别代表消费者和生产者C.温室效应主要是由过程造成的D.农业生产中的松土可以增大过程,解析B是生产者、C是消费者、A是分解者；是光合作用，、是呼吸作用，是微生物的分解作用，是化石燃料的燃烧作用，、是指碳元素以有机物形式分别由生产者、消费者流向分解者，是碳元素以有机物的形式由生产者流向消费者。答案C,13.如图是生态系统中某元素循环的模式图，该图可以说明（）A.该图主要体现的是氮元素的循环B.A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分C.图中的生理过程全在线粒体中进行D.该物质循环带有全球性,解析该物质循环是碳循环，物质循环具有全球性的特点。A与B分别是生产者和消费者。在一个生态系统中必不可少的成分是生产者和分解者。生理过程是指有氧呼吸，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。答案D,14.请据图回答以下问题：,（1）绿色植物可以通过作用吸收二氧化碳,可以通过作用将二氧化碳释放到大气中。（2）图中能量使物质能够不断地在和之间循环往复。（3）生态系统中能量的离不开物质的合成与分解过程。,（4）生物圈赖以存在的物质基础：它是一个在物质上的生态系统。（5）由于石油、煤等化学燃料在短时期被开采利用，使以为主的一些气体在大气中积累,会造成,使冰川融化,海平面上升。,解析图示是碳循环过程,绿色植物通过光合作用固定二氧化碳，使碳进入生物群落,然后又通过生物的呼吸作用将二氧化碳释放到大气中实现物质循环。能量流动是离不开物质循环的,其贮存和释放均发生在物质的合成与分解过程中。物质循环主体是最大的生态系统生物圈,但是由于人们过度使用化石燃料,导致二氧化碳释放过多超出了物质循环限度,造成严重的环境问题温室效应。答案（1）光合呼吸（2）生物群落无机环境（3）贮存与释放（4）自给自足（5）二氧化碳温室效应,15.下图是生态系统中硫循环和碳循环及其相互关系的简图,请分析回答下列问题。（1）如果图示是一个草原生态系统，图中标号所代表的内容能体现出这个生态系统自动调节能力的大小。（2）如果该生态系统中次级消费者增重2kg，至少需要生产者kg。,（3）若要提高该生态系统的抵抗力稳定性，一般可采用的措施为。（4）在硫循环中,除图中所示过程外,大气中二氧化硫的来源还应有。（5