3.3 生态系统的物质循环（提升讲义）生物人教版2019选择性必修2（原卷版）

第3章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环必会知识一碳循环1.碳循环过程图解(1)图中①～⑤表示的过程①__________，②__________，③__________，④__________，⑤____________。(2)A、B、C表示的生物类群A.______________，B.______________，C.__________________。(3)循环形式①在生物群落与非生物环境间：主要以________的形式进行。②在生物群落内：以________________的形式进行。(4)温室效应①形成原因：主要是__________的开采和使用使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。②应对方法：一方面要减少________，另一方面大力植树种草，提高________________。2.物质循环[例1]沿海生态系统中，海草固定的碳部分被运输到根和根状茎，凋落物会释放溶解性有机碳，并通过水流输出生态系统或被浮游细菌分解，过程如图所示。下列叙述正确的是（）A．由图可知，碳元素可以在生物群落内部反复循环利用B．海草属于生产者，分解沉积物的浮游细菌属于消费者C．碳在生物群落与非生物环境间的循环主要以有机形式进行D．浮游细菌的分解作用是水中的有机碳进入大气的主要途径[例2]图是某生态系统各组成成分的关系示意图，其中字母代表生物类型，序号代表过程。下列叙述错误的是（）A．图中乙是该生态系统的基石B．图中丁可以将动物排遗物分解为无机物C．图中丙的D处于第二、三营养级D．碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④必会知识二生物富集、物质循环和能量流动的关系1.生物富集2.能量流动和物质循环的关系[例1]科研人员为筛选出适合土壤镉（Cd）污染修复的植物，在温室中用Cd污染的土壤培育甲、乙、丙三种植物，并比较它们的修复效果，检测结果如下表。下列分析错误的是（）植物名称Cd含量/（mg·kg-1）转运系数地下部分地上部分甲46.6022.590.48乙16.6141.392.49丙7.879.121.16注：转运系数是指植物地上部分的金属含量与地下部分的金属含量的比值A．植物吸收的镉，可沿着食物链不断地积累和浓缩B．生物从周围环境吸收、积蓄镉并在体内形成难以降解的复合物C．若通过及时收割地上部分来降低土壤镉含量，则乙的效果最好D．培育转运系数高的水稻新品种可降低土壤Cd污染对人体的危害[例2]碳循环是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换并循环的过程，这一过程使碳在整个生物圈及其所有有机体中得到循环和重复利用。下图是生态系统碳循环图解，字母代表生态系统成分，数字代表碳循环途径。下列叙述错误的是（）A．图中B表示生产者，包括绿色植物、光合细菌、化能合成细菌等自养型生物B．难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力C．代表光合作用或化能合成作用、呼吸作用和分解作用的序号分别是①、②④、⑥D．在碳循环中，碳元素在①②④⑦中以CO2的形式流动，在③⑤⑥中以含碳有机物的形式流动难点知识一物质循环1．碳循环分析(1)碳循环过程(2)碳循环的形式类别项目进入生物群落生物群落内部返回非生物环境形式二氧化碳含碳有机物二氧化碳方式光合作用和化能合成作用食物链和食物网生产者和消费者的呼吸作用，分解者的分解作用，化石燃料的燃烧2.碳循环常见变式图解分析(1)图甲——先根据双向箭头判断，a和b分别为生产者和非生物的物质和能量，不能写“非生物环境”，也不能写“生物类别”；再根据a和c均指向d，判断d为分解者，剩下的c为消费者。(2)图乙——根据a与c之间的双向箭头以及其他成分均有指向c的箭头判断，a是生产者，c是非生物的物质和能量；根据a、b、d都有箭头指向e，可进一步判断b是初级消费者，d是次级消费者，e是分解者。(3)图丙——根据a与e之间的双向箭头以及其他成分均有指向a的箭头判断，a为非生物的物质和能量，e为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中各成分都有箭头指向c，所以c是分解者，剩余的b、d、f则为消费者。整个图解中，食物链是e→f→d→b。(4)图丁——根据CO2与A之间的双向箭头判断，A是生产者，A、B、C均有箭头指向动植物遗体和动物的排遗物，其箭头又指向D，说明D是分解者，进一步判断B为初级消费者，C为次级消费者。命题角度1碳循环分析假设某个稳定的生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上4种生物的相关指标，结果如表所示，表中“一”表示该处数据省略。被捕食行为频率是指单位时间内猎物被捕食者捕食行为发生的次数；次数越多，营养级越低。下列分析正确的是（）物种abcd流经生物的能量/kJ——3.2×1082.1×106生物体内DDT的浓度/（μg·g-1）0.020.07——被捕食行为频率（次/天）63——16A．a、b、c、d以及系统中的微生物构成了一个生态系统B．表中四种生物所构成的食物链可能是c→a→d→bC．流经生态系统的总能量就是生产者固定的太阳能D．碳在a-d的流动主要是以CO2的形式进行的命题角度2碳循环常见变式图解分析图甲为北方某地生态系统的碳循环示意图，字母代表该生态系统的组成成分；图乙为该地20年间CO₂浓度变化的示意图。下列叙述正确的是（）A．图甲中E为最高营养级的消费者B．大气中的CO₂的增加主要与消费者数量的增加有关C．图甲中C在碳循环示意图中代表大气中CO₂库，在生态系统成分中代表非生物环境D．碳元素在图甲A与C之间循环的主要形式是有机物难点知识二探究土壤微生物的分解作用1．原理(1)土壤中存在的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌等微生物属于分解者。(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。2．实验案例案例1案例2实验假设土壤微生物能分解落叶使之腐烂土壤微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤进行高温灭菌处理A烧杯中加入30mL土壤浸出液＋淀粉糊对照组对土壤不做任何处理B烧杯中加入30mL蒸馏水＋与A烧杯中等量的淀粉糊自变量土壤中是否含有微生物是否加土壤浸出液3.实验结果(1)案例1中，不做处理的土壤中落叶分解得较多，高温处理的土壤中，落叶数量基本保持不变。(2)案例2中，分别取A、B烧杯中实验后的液体，加入斐林试剂并水浴加热，A烧杯中有砖红色沉淀生成，B烧杯中没有砖红色沉淀生成。4．实验结论：土壤中的微生物具有分解作用。命题角度1探究土壤微生物的分解作用下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述，错误的是（

）A．设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素吸引雄蛾前来交配，可分成A、B两组，一组用纱窗罩住雌蛾，另一组用玻璃罩罩住雌蛾B．探究土壤微生物对淀粉的分解实验中，可以用碘液或斐林试剂来检测因变量C．探究土壤微生物对落叶的分解作用时，应将对照组土壤灭菌以排除土壤微生物的作用D．“设计制作生态缸，观察其稳定性”实验中，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。若分解者数量不够，则生产者最先出现营养危机1．生态系统中的分解作用是一个非常复杂的综合性过程，其速率受多种因素影响。下列分析正确的是（）A．一般来说，在高温、高湿度地带的土壤中易积累有机质B．生态系统各营养级的同化量都有一部分流向分解者C．受水浸泡的沼泽土壤不适宜用来开发成有机肥料D．枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物，它们属于消费者2．下图为生态系统碳循环示意图，其中字母表示生态系统的组成成分，序号①～⑤和⑦表示CO2的排出量或吸收量。下列相关叙述错误的是（）A．碳循环的实质是CO2在生物群落和非生物环境之间反复循环的过程B．碳在生物群落和非生物环境之间循环所涉及的细胞器有线粒体和叶绿体C．若用图中的数字构建碳中和数学模型，则该数学模型是④=①+②+③+⑤+⑦D．为了实现碳中和，主要应增加④过程，减少⑦过程3．某湖泊中生活着多种藻类、浮游动物和鱼类等。由于大量生活污水直接排入该湖泊，导致水体富营养化，蓝细菌等大量繁殖，形成水华。下列叙述错误的是（

）A．水华形成后，湖泊中生物的种类和数量都会增加，物种丰富度提高B．水体富营养化会改变该湖泊群落的外貌和结构，影响生物的种间关系C．水华的形成与N、P含量过多有关，可用抽样检测法调查蓝细菌的数量D．治理水华时，可以通过减少污水排放、合理投放食藻生物等措施来实现4．从A、B两片海域中分别采集浮游植物、浮游动物和大型肉食类鲈鱼的样本，测定其体内二噁英的含量（每单位生物量所含二噁英的质量，pg/g），结果如下表所示。下列说法错误的是（

）海域AB浮游植物0.050.04浮游动物0.060.06鲈鱼1.886.32A．二噁英不易被生物体代谢排出B．两片海域中海水二噁英的含量相近C．B海域鲈鱼在食物网中可能占据多个营养级D．B海域鲈鱼二噁英的含量高是因为海水温度低，鲈鱼代谢旺盛，摄入量高5．某同学设计了如下三个实验装置验证水体富营养化问题，在适宜的温度、光照条件下放置一段时间，不能得到的结论是（

）A．由图示信息可以看出，甲与乙、甲与丙、乙与丙三组实验的自变量相同B．甲、乙对照可验证水体富营养化与水体中含大量的N、P等矿质元素有关C．甲、丙对照可验证生活污水导致水体富营养化D．乙、丙对照可验证生活污水中的有机质被微生物降解后，产生大量的N、P等矿质元素6．如图是某同学绘制的江南某湿地保护区的生态系统结构模型，表格是该研究性小组对该湿地的能量流动调查结果[单位为103kJ/（m2·a）]。下列叙述正确的是（）项目同化能量储存能量呼吸消耗A900200700B18060120C14212D1001882A．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为5%B．该生态系统的生物量正处于逐年增长的阶段C．若上图表示该生态系统碳循环过程，以CO2形式流动的过程是②③④D．若用此图表示能量流动过程，则应去掉①，补充“太阳能→A”的箭头7．镉（Cd）是我国水体主要重金属污染物之一。某品种观赏荷花在镉污染环境中接种植物促生菌（PGPB）后对镉耐受性增强，荷花相应器官和全株中的镉含量（单位为微克/公斤，在正常情况下种植荷花体内不含镉）如表所示。下列叙述正确的是（

）处理根系根状茎叶全株Cd4.130.180.334.63PGPB+Cd4.640.760.626.02A．生态系统中镉元素和碳元素的循环过程相同B．PGPB对荷花根系吸收镉元素具有调控作用C．PGPB能促进荷花根状茎向叶片转移运输镉D．植物接种PGPB不利于修复重金属污染环境8．如图所示为某生态系统中的碳循环过程，下列相关叙述正确的是（）A．甲、乙、丙、丁以及非生物的物质和能量构成了该生态系统的结构B．a、c、d过程中碳的存在形式均为有机物C．在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用D．缓解温室效应只有大力植树造林这一种方式二、多选题9．“碳达峰”是指在某一时刻，二氧化碳的排放不再增加达到峰值，之后逐步回落。“碳达峰”目标包括碳达峰年份和峰值。“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。如图为某生态系统碳循环图解，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述正确的是（

）A．该生态系统中的生物群落由A、B、D构成B．用图中数字构建的“碳中和”数学模型为⑩=①+②+③+④C．森林发展至稳定后，大气中CO2含量仍会存在昼夜变化和季节变化D．能量作为动力，可使碳元素能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返10．如图中的甲、乙、丙分别代表人体液中物质交换、食物网中能量流动、生态系统碳循环的示意图。据此，下列说法中错误的是（）A．甲图A与D之间不能直接进行物质交换B．丙图中碳元素在A、B、C、D之间以含碳有机物的形式传递C．因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是乙图中的B所处的营养级D．乙图中B从上一营养级获得的能量中，C占的比例为a，B的体量增加x，至少需要A的量为y，则y=5x+20ax11．生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。某生物氧化塘中部分成分之间的关系如图所示，下列相关分析正确的是（

）A．设计生物氧化塘生态工程主要运用了生态工程的自生和整体原理B．该生物氧化塘实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率C．图中藻类和细菌是互利共生的关系D．该系统中，碳在生物群落与无机环境之间主要以含碳有机物的形式循环利用12．下图1表示某淡水养殖湖泊中生物之间的捕食关系，图2表示碳循环过程，其中A-D代表生态系统的相关成分。下列相关分析不正确的是（）A．图1的各种生物构成了一个完整的生物群落B．图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④C．流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能D．若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类，4/5来自虾类，则理论上乌鱼每增加100g体重，至少需要消耗水草2800g三、解答题13．草地贪夜蛾，原产地美洲，是一种粮食作物重大致灾害虫，主要危害玉米，自2018年年底从缅甸入侵我国云南，至今已对全国22个省份的农田造成威胁，各地多措并举开展对草地贪夜蛾的防治工作。请回答下列问题：(1)从能量流动的角度分析，人们防治虫害的主要目的是。(2)在虫害发生初期，草地贪夜蛾种群数量增长方式近似于形增长。这时通常可选用茚虫威、乙酰甲胺磷等药剂进行化学防治，但效果会随着施药期的延长而下降，其主要原因是。(3)草地贪夜蛾成虫往往在夜间活动，因此晚上可利用性引诱剂配合诱捕器捕杀雄虫，大大改变草地贪夜蛾种群的性别比例，直接影响其，从而降低其种