高中人教版生物必修3练习：第5章 第3节 生态系统的物质循环 Word版含答案

第3节 生态系统的物质循环 目标导航 1.结合教材碳循环模式图，说出生态系统中物质循环的特点，阐明碳循环失调与温室效应的关系。

2.通过具体实践活动，探究“土壤微生物的分解作用”。

3.通过实例分析，说明物质循环与能量流动的关系。

一、碳循环(阅读P 100－101)1．物质循环的概念(1)物质：组成生物体的化学元素，如C 、H 、O 、N 、P 、S 等。

(2)过程：无机环境 元素元素生物群落。

2．范围：生物圈。

3．特点(1)具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。

(2)物质可以被生物群落反复利用。

4．物质循环的实例——碳循环(1)循环形式：在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO 2的形式进行。

(2)图解(3)温室效应 ①形成原因：化石燃料短时间内大量燃烧→CO 2含量迅速增加→打破了碳循环的平衡。

②产生危害：气温升高；冰川融化，海平面上升等。

二、能量流动和物质循环的关系(阅读P 103) 1．区别无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，而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。

三、土壤微生物的分解作用(阅读P 102－103)1．案例1中实验的自变量是土壤微生物的有无，对照组不做处理含有微生物，实验组应不含微生物，应进行灭菌处理。

2．案例2中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无，A 组土壤浸出液含有微生物，B 组烧杯中加入的液体应不含微生物，因此可加入等量的蒸馏水。

判断正误：(1)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。

( )(2)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。

( )(3)碳循环在生物群落内部以CO 2形式进行。

( )(4)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。

( )(5)物质循环中所说的“生态系统”是指一般的生态系统。

( )(6)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，其他成分间都是单向的。

( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√一、生态系统的碳循环过程1. 碳出入生物群落的途径⎩⎪⎨⎪⎧ 碳进入生物群落⎩⎪⎨⎪⎧ 绿色植物的光合作用化能合成作用碳放出生物群落⎩⎪⎨⎪⎧ 动植物的呼吸作用微生物的分解作用化石燃料的燃烧2．碳在生物群落中主要是以含碳有机物的形式存在，在无机自然界中是以CO 2、碳酸盐等形式存在。

3．碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO 2的形式进行循环的。

碳元素在生物群落中的传递主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。

1．与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？答案 叶绿体、线粒体。

2．使用农药DDT(难降解)的只有一小部分地区，可是远在南极的动物体内也发现了DDT ，这说明物质循环具有什么特点？答案 全球性。

3．碳在生态系统各成分之间的传递都是双向的吗？答案不是的，只有生产者和无机环境之间的传递是双向的，而其他成分之间的传递均是单向的。

1．下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处于第三营养级问题导析(1)生物群落与无机环境之间的碳循环是双向的、是以CO2的形式进行的。

(2)根据双向箭头及D有三个箭头指向来判断，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)。

D有多个箭头指向，为分解者。

答案 D解析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。

一题多变(1)上题中的A生物的细胞中一定含有叶绿体吗？答案不一定，A为生产者，可能是绿色植物、蓝藻、光合细菌或硝化细菌等可以进行光合作用或化能合成作用的生物，而只有绿色植物中含有叶绿体。

(2)若适度松土可以促进图中的什么过程？答案适度松土可促进分解者的分解作用即过程⑧。

(3)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？答案细胞质基质或线粒体基质。

(4)写出图中的捕食链。

答案A→B→C。

(5)图中碳元素以有机物形式进行传递的过程有哪些呢？答案②③⑤⑥⑦。

(6)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林或将化石燃料进行大量燃烧，对大气中的气体X 有何影响？答案 二者都会打破碳循环平衡，前者使大气中CO 2进入生物群落的过程受阻，大气中CO 2的含量就会明显增多。

后者使CO 2在很短时间内释放出来，使大气中CO 2的含量增高，进而导致温室效应二、能量流动和物质循环的关系4．既然氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥？答案 物质循环是指在生物圈范围内物质是循环的。

农田中不断有粮食产出，基本元素不断地被输出，所以要不断地施加氮肥。

5．能量在沿食物链流动时逐级递减，环境中的一些有毒物质比如农药或重金属盐是不是浓度也越来越低？答案 伴随着物质循环过程，环境中的一些有毒物质会出现生物富集现象，即沿着食物链，营养级越高，富集物浓度越高。

2．下图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题。

(1)对物质循环起关键作用的生态系统的成分是[ ]________和[ ]________。

(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是：①________，③________，⑤________。

(3)c生物处于第________营养级，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a________kg。

问题导析(1)大气中的CO2经a进入生态系统，所以a是生产者，①是光合作用，b是初级消费者；c为次级消费者。

(2)a、b、c的遗体和排出物等由d分解，所以d为分解者，⑤为分解作用，②③④为呼吸作用。

(3)若要计算使c增加200 kg至少需要消耗a的质量，能量传递效率应该按20%计算。

答案(1)a生产者d分解者(2)光合作用呼吸作用分解作用(3)三 5 000解析据生态系统的能量流动和物质循环的原理可知，a为生产者，①是光合作用；b是初级消费者；c为次级消费者，②③④为呼吸作用；d为分解者，⑤为分解作用。

按照能量逐级递减的原则，若使c增加200 kg至少需要a的量为200×5×5＝5 000(kg)。

一题多变分析上题简图，不能得到的结论是()。

A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动B．能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返C．能量2、3、4、5的总和便是生产者所固定的太阳能总量D．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的答案 C三、土壤微生物分解作用的探究1．实验假设2.对照组与实验组设计6．碘液与斐林试剂的检测作用是不是一样？答案前者检测淀粉的分解是否彻底完成，后者检测淀粉的分解是否发生。

7．探究实验中实验组、对照组如何确定？答案根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么，然后找到接受自变量处理的实验结果是未知的，为实验组；未接受自变量处理的实验结果是已知的，为对照组。

3．土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些微生物的数量是极其繁多的。

某同学要探究土壤微生物对淀粉是否有分解作用，设计了以下实验。

请你帮助完成有关问题。

作出假设：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

实验用具及药品：烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精灯、水、蒸馏水、碘液、斐林试剂，淀粉糊等。

实验步骤(1)将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。

将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。

(2)另取两只烧杯，编号A和B，___________________________________________________________________________________________________________________。

(3)在室温(20 ℃左右)下放置7 d，分别取A、B烧杯中的溶液20 mL，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2、B1、B2。

(4)在A1、B1试管中加入________；在A2、B2试管中加入________，并进行水浴加热。

(5)观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。

实验现象①如果支持所作的假设，则实验现象是_______________________________________________________________________________________________________________。

②如果不支持所作的假设，则实验现象是_____________________________________________________________________________________________________________。

问题导析(1)探究性实验，要先作出“是”或“否”的假设。

(2)据所给药品可知，碘是检验淀粉的，斐林试剂是检验还原糖的(即淀粉水解产物)。

(3)据实验步骤(2)，可知实验分为A、B对照，所以应围绕假设，通过A、B的显色情况作出结论。

答案土壤微生物对淀粉有分解作用(2)放入等量淀粉糊，在A烧杯中加入适量土壤浸出液，B烧杯中加入适量蒸馏水(4)碘液斐林试剂(5)①与B1、B2相比，A1无蓝色出现，A2出现砖红色沉淀②A1、A2的颜色分别与B1、B2相同，A1出现蓝色，A2无砖红色沉淀解析题目未要求确定某种微生物，而是将土壤微生物作为整体予以研究。

总体思路：本题为探究性实验，要先作出“是”或“否”的假设；据所给药品可知，碘是检验淀粉的，斐林试剂是检验还原糖的(即淀粉水解产物)；据实验步骤(2)，可知实验分为A、B对照；所以综合起来讲，围绕假设通过A、B的显色情况作出结论。