第3节 生态系统的物质循环

(不定项)下图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,其
中箭头表示碳的传递方向,字母表示碳传递途径。下列叙述正确的是( ABC )。
A.碳从植物流入动物的主要形式是含碳有机物 B.a途径是通过光合作用实现的,b、d、g途径是通过呼吸 作用实现的 C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行 D.如果图中的字母表示碳传递的数量,植物正常生长,那么夏季a、b、c、e之间的关系可表 示为a=b+c+e
(×)
7.[第 64 页]同一条食物链中营养级越高的生物体内聚集的有害物质越多。 (√ )
8.[第 65 页]能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,能量和物质在生态 系统中都可以被生物群落反复利用。 ( ×)
9.[第 65 页]在探究“落叶是不是在土壤微生物的作用下腐烂”的实验中,不 做处理的土壤(自然状态)是对照组。 ( √ )
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目
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一、生态系统的物质循环 1.概念:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等① 元素 ,都在不断进行着 从非生物环境到② 生物群落 ,又从生物群落到③ 非生物环境 的循环过程。 2.特点:(1)这里所说的生态系统指④ 生物圈 ,物质循环具有⑤ 全球 性,又 叫生物地球化学循环。 (2)物质在生态系统中⑥ 循环往复 运动。
碳循环和生物富集 活动1 认识碳循环和生物富集 1.在碳循环中碳出入生物群落和非生物环境的途径分别有哪些?
【提示】碳进入生物群落的途径有光合作用和化能合成作用等,从生物群落释 放出来的途径有动物和植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及化石燃料的 燃烧。
2.碳在生态系统中传递的形式有哪些?
【提示】碳在生物群落中主要以含碳有机物的形式存在,在非生物环境中以 CO2、碳酸盐等形式存在。碳在生物群落和非生物环境之间主要是以CO2的形 式进行循环的。碳在生物群落中的传递主要靠食物链和食物网,传递形式为含 碳有机物。
(3)图2中a同化的能量除呼吸消耗外,其余的能量用于自身的 生长、发育和繁殖。 (4)据图提出两项实现“低碳”、缓解温室效应的关键措施:①减少化石燃料的使用; ② 植树造林,增加植被(或开发水能、太阳能等新能源) 。
联系
能量流动
物质循环
以有机物为载体
无机物
单向流动、逐级递减
循环往返
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
同时进行,相互依存,不可分割 ①能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解; ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体;③能量是物质在生态系 统中循环往返的动力
项目
能量流动
图示
物质循环
（续表）
下图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态 系统的生物成分,箭头表示生理过程。下列相关叙述中,不正确的是(A )。 A.d过程代表光合作用,b过程代表呼吸作用 B.甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多 C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递 D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
5.图1是某生态系统碳循环的示意图,图2表示该生态系统部分种群的食物关系。 请据图分析回答。
(1)图1中属于生物群落的是 A、B、C、D (填字母)。碳在生物群落和非生物环境 之间主要以 CO2 的形式进行循环,而在生物群落内部则主要以 含碳有机物 的 形式进行流动。
(2)图2中d和c的种间关系是 竞争 。若a固定的能量不变,d减少,则c可利用的能 量 增加 。假设e种群中的能量是5.8×109 kJ,b种群中的能量为1.3×108 kJ,若 能量的传递效率为10%~20%,则a种群中的能量至少是 4.5×107 kJ。
3.[第 63 页]提高森林覆盖率可以在一定程度上减轻温室效应。 ( √ )
4.[第 63 页]含碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素的化合物在非生物环境与生物群落 之间循环的过程,就是生态系统的物质循环。 (× ) 5.[第 63 页]铅(Pb)、汞(Hg)等重金属以及人工合成的DDT等有机化合物,都是有害 物质,这些有害物质也参与了生态系统的物质循环。 (√ ) 6.[第 64 页]生物体内浓度超过环境浓度的元素或化合物都能在生物体内富集。
3.尝试完成下面碳循环过程图。
【提示】 ①微生物的分解 ②大气中的CO2库 ③光合 ④呼吸 ⑤植物 ⑥动植物的 遗体和排出物 ⑦呼吸 ⑧动物 ⑨化石燃料
4.生物富集现象具有哪些特点?
【提示】同一个生态系统中营养级越高的生物体内聚集的有害物质越多;具有全 球性。
1.物质循环要点总结 (1)物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上 最大的生态系统——生物圈,因此物质循环具有全球性。 (2)生态系统物质循环中的物质是指组成生物体的化学元素,而非化合物,在 物质循环过程中伴随着复杂的物质和能量的转化。 (3)碳在非生物环境中主要以碳酸盐和CO2的形式存在,碳在非生物环境与生 物群落之间以CO2的形式传递,在生物群落内部以含碳有机物的形式传递。
二、碳循环 1.主要形式:碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以⑦ 二氧化碳 的形 式进行。 2.特点:全球性。 3.过程:
(1)碳进入生物群落的途径:生产者的⑧ 光合 作用或⑨ 化能合成 作用。
(2)碳返回无机环境的途径
a.生产者、消费者的⑩___呼__吸____作用 b.分解者的⑪__分__解_____作用（实质是呼吸作用） c.化石燃料的⑫__燃__烧____
辨析碳循环过程中生态系统的各成分
1.图中双向箭头所指向的分别代表生产者、大气中的CO2库,其中其他所 有成分都指向的为大气中的CO2库,即C为大气中的CO2库,A是生产者。 2.除了C之外,有最多被指向箭头的为分解者,即B为分解者。 3.三个图的模式其实一致,复杂的地方在于消费者的划分,图甲中消费者 只有D,图乙中消费者有D、E,图丙中消费者有D、E、F。 4.图甲蕴含的食物链为A→D,图乙蕴含的食物链为A→D→E,图丙蕴含的食 物链为A→D→E→F。
同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂,形成腐殖质。 他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,不同生态系统的土壤微生物分解 能力不同,并设计了实验进行验证。
(1)以带有同种落叶的土壤为实验材料,均分为A、B两组。实验时A组不做处理(自
然状态);B组用塑料袋包好,放在60 ℃的恒温箱中灭菌1小时。B组处理的目的
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第三章 生态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环
1.通过探究学习认识碳循环过程和生物富集现象,明确研究碳循环过程和生物富 集的意义,提升科学思维素养。
2.通过探究学习了解土壤微生物的分解作用,理解土壤微生物与物质循环之间的 关系,逐步完善生态平衡观。
3.通过探究学习掌握碳循环、生物富集和土壤微生物的分解作用,掌握模型分析、 实验探究等科学方法,提升科学探究素养。
1.下列有关生态系统的物质循环的叙述,错误的是(C )。 A.参与循环的物质一般是指组成生物体的各种基本元素 B.生态系统的物质循环发生在生物群落与非生物环境之间 C.碳在生态系统的生产者和消费者之间流动的形式是CO2 D.从碳循环的角度看,人体内有机物中的碳究其根源是来自大气中的碳
2.在一般情况下,关于生态系统中物质循环的主要渠道的图解,下列叙述正确的是 ( A )。
探究土壤微生物的分解作用 活动2 探究土壤微生物的分解作用 1.课本中两个探究实验的实验组和对照组分别是什么?请完成下表。Βιβλιοθήκη 案例1 案例2对照组
实验组
2.根据所学知识预测两个探究实验的实验现象并分析得出结论,请完成下表。
案例1
A 案例2
B
现象
A1 A2 B1 B2
结论
为了了解土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,有人用“敌草 隆”(一种除草剂)进行实验:取等量沙土分装于相同的两个容器中,a组高压灭 菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是(A )。 A.向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间 B.检测“敌草隆”的消失情况,预计a中的“敌草隆”全部消失,b中的基本不变 C.只用沙土的实验效果比用几种典型土壤混合后的好 D.再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同
应对措施:①植树造林,增加绿地面积;②减少化石燃料的燃烧;③开发清 洁能源,如利用太阳能、风能、水能等。 (6)铅等有害物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链 的顶端,营养级越高的生物体内聚集的有害物质越多,生物富集也具有全 球性。
2.能量流动和物质循环的关系
项目 形式 特点 范围
是
杀死土壤微生物,同时避免土壤理化性质的改变
。
(2)第(1)问中实验的自变量是 土壤微生物的有无 ,因变量是 落叶的腐烂程度 , 无关变量是 土壤温度、落叶的种类和大小等 (至少写出两点)。
(3)如果同学们的猜测是正确的,若干天后B组落叶的 腐烂程度小于A组 。
(4)如果同学们用带有同种植物相同量的落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤 为实验材料,分别模拟原生态系统的非生物环境条件进行C组和D组的实验,定期抽 样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量,请根据预期结果在下图中绘出相应的曲 线。
(4)大气中CO2的主要来源包括:动植物的细胞呼吸、分解者的分解作用、化 石燃料的燃烧等。碳在非生物环境与生物群落之间传递时,只有生产者与非 生物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。 (5)温室效应的成因:①化石燃料的大量使用,使得若干年沉积在地层中的碳 在短时期内大量释放,超过植物的吸收量;②森林、草原等植被大面积被破 坏,大大降低了对大气中CO2的固定能力。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.下图表示生态系统中碳循环的部分过程,其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。 下列分析正确的是(B )。 A.乙主要是绿色植物,丁所含的能量最少 B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向 C.碳在丙与丁之间以CO2形式循环 D.非生物环境中的CO2只能来自细胞呼吸
4.（不定项）下图为生态系统碳循环模式图,下列分析错误的是( BD )。 A.f表示大气中的二氧化碳库 B.该图中有3条食物链 C.图中的a一定是自养型生物,b、c、d、e一定是异养型生物 D.碳以CO2的形式由a传到b
三、生物富集
1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机 体内浓度⑬ 超过 环境浓度的现象。 2.特点:沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的⑭ 顶端 ;具有 ⑮ 全球性 。
四、能量流动和物质循环的关系
同时进行,彼此相互依存,不可分割。物质作为能量的⑯
载体
,
使能量沿着⑰ 食物链(网)
流动;能量作为⑱ 动力 ,使物质能
够不断地在⑲ 生物群落和非生物环境
之间循环往返。
判断正误,从课本中找到依据并标出页码。
1.[第 61 页]二氧化碳可在大气和海洋、河流之间进行交换,碳也可以长期
固定或保存在煤、石油等非生命系统中。
(√ )
2.[第 62 页]碳主要以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间循环, 水圈中的二氧化碳也可以与大气中的二氧化碳发生交换。 ( √ )
10.[第 66 页]在探究“土壤微生物对淀粉的分解作用”的实验中,检测试剂是 碘液和斐林试剂。 ( √ )
中国许多冰川的融化速度非常惊人,如在气候更加湿润的长江源头,昆仑山的玉珠 峰冰川就创造了平均每年退缩43米的纪录。中国科学院青藏高原研究所曾指出, 全球气候变暖使中国冰川面积近40年来平均减少了7%,达3000多平方千米,而世界 冰川监测服务机构的预测更为严峻:数十年后,全球绝大多数冰川将不复存在。随 之而来的将是河流枯竭,草场沙化,海平面上升……那么,造成全球气候变暖的原 因是什么?我们采取哪些措施能降低全球气候变暖的速度?这与生态系统的哪一功 能有关?