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第3节 生态系统的物质循环,学前要点预览 知识要点图解,课堂探究 知识点一 碳循环与温室效应(P100-101) 梳理教材新知 1.物质循环的概念、特点(P100) (2)特点： 具有_，因此又叫生物地球化学循环。 具有_，物质可以被生物群落反复利用。,2.物质循环的实例碳循环 (1)循环形式： 无机环境与生物群落之间主要以_形式进行。 在生物群落内部以_形式沿食物链传递。,(2)循环过程图解： 填写图中各序号表示的生物或生理过程： _，_，_，_， _。,【答案】 1.(1)C、H、O、N、P、S 无机环境 生物群落 (2)全球性 循环性 2.(1)CO2 含碳有机物 (2)光合作用 呼吸作用 微生物的分解作用 植物 动物 (3)化学燃料 CO2 碳循环 气温 海平面,掌握核心内容 一、碳循环过程分析 1.过程,2.碳出入生物群落的途径,3.物质循环的“物质”和“范围” (1)参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。 (2)循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。 4.碳循环及存在形式 (1)在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。 (2)在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。 (3)在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。,5.碳循环中各成分的确定方法,图中与之间为双箭头，故一个为生产者，另一个为大气中的CO2库；又因为其他各个成分都有箭头指向，所以为大气中的CO2库，为生产者。其他生物部分的箭头都指向，所以是分解者，剩余的为消费者。,【典例示范1】 如图为生态系统中碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落，箭头表示物质循环方向。请判断下列说法的正误：,(1)图中过程可以表示绿色植物的光合作用 ( ) (2)缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行 ( ) (3)碳在乙、丙中以有机物的形式存在 ( ) (4)参与物质循环的对象是含碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物 ( ) (5)碳循环是在组成生态系统的生物群落的生物体内的循环过程 ( ) (6)碳循环是在生物群落与无机环境之间的循环过程 ( ) (7)图中的生态系统可以是果园生态系统 ( ),【解析】 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。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。参与循环的物质对象是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。生物地球化学循环指的是地球上最大的生态系统(生物圈)中的物质循环，在生物圈的生物群落与无机环境之间的循环过程。 【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),【问题导析】 (1)据图，气体X为_，与其具有双向箭头的乙为_，乙、丙、丁都指向甲，甲为_，丙为_，丁为_。 (2)碳在生物群落内的存在形式是_。 (3)碳循环是_的循环，而不是化合物的循环。,【答案】 (1)CO2 生产者 分解者 初级消费者 次级消费者 (2)含碳有机物 (3)组成生物体的元素,【一题多变】 如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.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.碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用,解析 丁为无机环境，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；d过程为呼吸作用，b过程为光合作用；甲为生产者，生产者在食物链中所含有机物中的能量最多，在食物链中占有的碳元素最多；碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递，在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递；碳元素可以在生态系统中反复流动。 答案 A,知识点二 探究土壤微生物的分解作用(P102-103) 梳理教材新知 1.实验原理 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的_、_等生态因子相关。,【答案】 1.(1)分解者 (2)温度 水分,【典例示范2】 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)实验设计首先要遵循的是_原则和_原则。 (2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和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组处理的目的是_。,(3)(2)中实验的自变量是_，因变量是_，无关变量是_ _(至少写出两点)。 (4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶_。,(5)如果同学们用带有相同量同种植物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无机环境条件进行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，请根据预测结果在图中绘出相应的曲线。,【解析】 由题意可知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，实验的自变量是土壤中微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则，所以应尽量减少无关变量对实验的影响，如土壤温度、湿度、pH、落叶的种类和大小等。在绘制曲线时，应注意以下几点：明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂的落叶量；两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D组下降速度较C组快；随时间延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势是由慢到快。,【答案】 (1)单一变量 对照 (2)杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变 (3)土壤微生物(作用)的有无 落叶的腐烂程度 土壤温度、含水量、pH、落叶的种类和大小等(合理即可) (4)腐烂程度小于对照组 (5)如下图,【问题导析】 (1)该实验的目的是_，实验的自变量是_，因变量是_。 (2)为遵循实验设计的_原则和_原则，所以应尽量减少_变量对实验的影响，如_、_、pH、_和大小等。 (3)由于(2)中B组已灭菌，则依据同学们的猜测可知若干天后(2)中B组的落叶腐烂程度_对照组。,(4)在绘制曲线时，应注意以下几点：明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为_；两曲线的起点_，注意纵坐标初始值不为_；由于微生物的分解作用，两曲线呈_趋势，且D组下降速度较C组_；随时间延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势是_。,【答案】 (1)验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用 土壤中微生物的有无 落叶的腐烂程度 (2)对照 单一变量 无关 土壤温度 湿度 落叶的种类 (3)小于 (4)未腐烂的落叶量 相同 0 下降 快 由慢到快,知识点三 物质循环及其与能量流动的关系(P103) 梳理教材新知 1.区别 (1)物质循环具有_性和_的特点。 (2)能量流动是_的，是单方向的。 2.联系 (1)二者_，相互依存，不可分割。 (2)物质是能量流动的_，能量是物质循环的_。,【答案】 1.(1)全球性 循环利用 (2)逐级递减 2.(1)同时进行 (2)载体 动力,2.联系 (1)能量的固定、转移、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往复循环的动力。 (4)图示(如下图)：,【典例示范3】 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)图中的表示的生理过程分别是：_，_，_。 (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。,【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,【问题导析】 (1)大气中的CO2经a进入生态系统，所以a是_，是光合作用，b是_；c为_。 (2)a、b、c的遗体和排出物等由d分解，所以d为_，为_，为_。 (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_计算。,【答案】 (1)生产者 初级消费者 次级消费者 (2)分解者 分解作用 呼吸作用 (3)20%,【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,随堂训练 考点一 生态系统的物质循环 1.关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是 ( ) A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素 B.所说的生态系统是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 物质循环的实质为元素在生物圈这个最大的生态系统中往复出现、循环利用，在这个过程中物质是守恒的。 答案 D,解析 根据碳循环的示意图可知，大气中的CO2和生产者之间是双向箭头，因为大气中的CO2通过生产者的光合作用或化能合成作用进入生物群落，而生产者通过呼吸作用将CO2释放进入大气中，如果题图表示的是碳元素的流向，图中乙和丙是双向箭头，再根据箭头最终都指向乙，可推出乙是大气中的CO2库，丙是生产者，甲是消费者。内环境的三种成 分血浆、组织液和淋巴的关系是： ，,因此题图中的甲应该是淋巴，乙应该是血浆，而丙应该是组织液。如果题图表示的是能量流动，而能量流动具有单向传递的特点，因此分解者的能量不能再流回生产者和消费者的体内。如果题图表示的是甲状腺激素的分级调节，那么甲是下丘脑、乙是垂体、丙是甲状腺。 答案 A,3.下面是生态系统的碳循环示意图，请据图回答下列问题：,(1)生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的_。 (2)图中分解者通过_或_方式将生物组织内的碳释放到大气中。 (3)图示A中的碳，除碳酸盐外，通过_作用回到大气中。 (4)在无机环境与生物群落之间，碳元素主要以_的形式进行循环，循环始终与_结合在一起进行。碳元素在生物群落中以_的形式存在。,解析 (1)无机环境中的碳一般通过绿色植物的光合作用进入生物群落。 (2)分解者能够通过有氧呼吸或无氧呼吸将生物组织内的碳释放到大气中。 (3)图示A中的碳，除碳酸盐外，一般通过化学燃料燃烧的形式返回到大气中。 (4)碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环；物质循环往往伴随着能量流动。在生物群落中，碳主要以有机物的形式存在。,答案 (1)光合作用 (2)有氧呼吸 无氧呼吸 (3)燃烧 (4)CO2 能量流动 有机物,考点二 探究土壤微生物的分解作用 4.某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处是：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。哪种实验方案能达到目的 ( ),解析 欲证明树叶的分解是由“某种细菌”所引起的，应先将树叶灭菌，排除其他微生物对实验结果的干扰，同时应将灭菌后的树叶分两组，一组接种该细菌，另一组不接种，两组均置于适宜条件下培养，以便对比分析得出结论。 答案 C,考点三 能量流动与物质循环的关系 5.(2014江苏)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是 ( ) A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点 B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C.食物链各营养级中10%-20%的能量会被分解者利用 D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,解析 富营养化水体出现蓝藻水华是大量无机污物排到江湖中导致藻类大量繁殖，为物质循环的再生利用，说明物质循环反复性，而能量流是单向的，所以A项错误；生态系统的能源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化释放的能量，如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物，所以B项错误。生态系统中能量流动是单向递减的，其传递效率是10%-20%，即10%-20%的能量被下一营养级所同化，故C项错误。生态系统的物质循环带有全球性和循环往复性，因此无机环境中的物质可以通过多种途径如光合作用、根的吸收进入生物群落被生物利用，故D项正确。 答案 D,
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