第3章 第3节 生态系统的物质循环(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019 单选）

第3节 生态系统的物质循环 1．概述生态系统的物质循环过程，理解物质循环的含义。 2．通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。 3．说明能量流动和物质循环的关系。　 4 ．尝试探究土壤微生物的分解作用。 CONTENTS 目录 1 2 3 4 聚焦•学案(一)　碳循环 聚焦•学案(二)　生物富集、能量流动和物质循 环的关系 聚焦•学案(三)　探究土壤微生物的分解作用 5 课时跟踪检测 随堂小结 ——即时回顾与评价 NO.1 聚焦•学案(一)　碳循环 基础—自主学习 [助读教材] 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._______ 。 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 捕食 分解作用 初级消费者 次级消费者 分解者 (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：以含碳有机物的形式进行。 (4)温室效应 ①加剧原因：主要是_________的开采和使用，大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应。 ②我国采取措施：一是减少_____________；二是大力__________，提高森林覆盖率。 二氧化碳 化石燃料 二氧化碳排放 植树种草 2．物质循环 [微点品悟] 1．判断下列叙述的正误 (1)生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能。 ( ) (2)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。 ( ) (3)碳循环是指CO2在不同生物之间的循环流动过程。 ( ) (4)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质与能量可以循环利用。 ( ) √ × × × (5)任何生态系统都需要源源不断地输入能量，而物质则是自给自足、循环往复的。 ( ) (6)碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用，显著加剧了温室效应。 ( ) (7)从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统。 ( ) × × × 2．物质循环具有全球性，下列关于生态系统中碳循环的图解正确的是(　　) √ 解析：生产者可以通过光合作用固定大气中的二氧化碳；生产者、消费者、分解者可以通过呼吸作用将二氧化碳释放到非生物环境中；消费者可通过捕食、寄生等从生产者中获取物质和能量；生产者的残枝败叶、消费者的遗体残骸中的物质和能量可被分解者利用，A正确。 3．(教材P63“与社会的联系”延伸思考)世界范围内，化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。为积极应对气候变化，我国秉持绿色发展理念，提出了力争2030年前二氧化碳排放达峰值，努力争取在2060年前实现碳中和的目标。 (1)二氧化碳的排放增加与温室效应有什么直接联系？ 提示：大气中二氧化碳等温室气体能有效吸收地球的热辐射(长波辐射)，阻挡热量从地球向外逃逸，导致温室效应的形成。 (2)我国要实现2030碳峰值和2060碳中和的承诺，要从哪两个方面采取积极措施？ 提示：一方面采取积极措施减少二氧化碳排放；另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，在吸收和固定二氧化碳方面发挥重要作用。 (3)从减少二氧化碳排放的角度分析，你能给出哪些建议或措施？ 提示：减少二氧化碳排放，需要减少化石燃料的开采和使用，加强开发核能、风能、太阳能等清洁能源技术用于发电，使用电动汽车、清洁能源汽车等(开放性的问题，合理即可)。 深化—合作学习 [系统认知] 1．归纳总结碳循环的过程 2．正确认识温室效应 [典例]　下面有关物质循环的叙述，错误的是(　　) A．化石燃料的大量燃烧是导致温室效应加剧的主要原因 B．物质循环具有全球性，循环的范围是生物圈 C．无机环境中的碳主要是以二氧化碳的形式进入生物群落的 D．农田生态系统需要施加氮肥，是因为氮元素不能循环 √ [解析]　温室效应加剧的主要原因是化石燃料的大量燃烧，大气中的二氧化碳含量增多，导致生物圈中的碳循环平衡被打破，A正确； 物质循环指的是组成生物体的化学元素在生物群落和非生物环境之间往返的过程，故物质循环具有全球性，循环的范围是生物圈，B正确； 无机环境中的碳主要是通过光合作用以二氧化碳的形式进入生物群落，碳元素返回无机环境的方式也主要是二氧化碳，主要通过呼吸作用，C正确； 农田生态系统中需要施加氮肥，不是因为氮元素不能循环，而是因为农田生态系统中氮元素的输出大于输入，D错误。 [易错提醒] 辨析物质循环的三个易错点 (1)生态系统的物质循环中所说的“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)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。 (3)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。 [迁移应用] 1．如图表示某自然生态系统的部分碳循环 过程，甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的组 成成分，据图判断下列叙述错误的是(　　) A．甲是生产者，不全是植物 B．丙在碳循环中的作用不可缺少 C．甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式流动 D．图中应添加从“大气CO2”到“丁”的箭头 √ 解析：图中丁代表生产者，不全是植物，也可代表硝化细菌等自养型微生物，A错误； 丙作为分解者在生态系统中不可缺少，若缺少分解者，则生态系统的尸体将要堆积如山，物质循环将不能正常进行，B正确； 图中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者，它们构成该生态系统的生物群落，碳元素在它们之间的流动是以含碳有机物的形式进行的，C正确； 图中缺少的生理过程是从“大气CO2”到“丁”的箭头，表示光合作用或化能合成作用，D正确。 2．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部分组成成分，①～⑥代表相应的生理过程或生产活动；图乙为该地20年间CO2浓度变化的示意图。下列叙述错误的是(　　) A．图甲中P、A、D共同构成生物群落 B．图甲中成分P在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2 C．图乙中冬季CO2浓度变化主要的原因是图甲中①过程减少，⑥过程增加 D．大力开展植树造林和开发新能源是缓解温室效应的良好举措 √ 解析：生物群落包括生态系统中所有的生物，P、A、D只包含生产者和消费者，生物群落还应包括分解者，A错误； P是生产者，可进行光合作用，在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2，B正确； ①表示光合作用，北方冬季植物的光合作用减少，煤和石油燃烧增加，导致冬季CO2浓度升高，C正确； 温室效应加剧是因为大气中CO2浓度升高，植树造林可增加CO2去路，开发新能源可减少CO2来源，D正确。 NO.2 聚焦•学案(二)　生物富集、能量流动和物质循环的关系 基础—自主学习 [助读教材] (一)生物富集 1．概念：生物体从周围环境吸收、积蓄_____________________ _________，使其在机体内浓度_____环境浓度的现象。 2．特点 (1)沿着食物链逐渐在生物体内_____，最终_____在食物链的顶端。 (2)具有全球性。 某种元素或难以降解 的化合物 超过 聚集 积累 (二)能量流动和物质循环的关系 1．区别 (1)物质循环具有_______和_______的特点。 (2)能量流动是_________的，是单方向不循环的。 全球性 循环性 逐级递减 2．联系 (1)二者_________，彼此相互依存，不可分割。 (2)物质作为能量的______，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为_____，使物质能够不断地在_____________________之间循环往返。 同时进行 载体 动力 生物群落和非生物环境 [微点品悟] 1．判断下列叙述的正误 (1)镉、汞等重金属可沿食物链不断积累和浓缩。 ( ) (2)生物富集具有全球性。 ( ) (3)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。 ( ) √ √ × (4)在生态系统的物质循环过程中分解者起着关键的作用。 ( ) (5)能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落与无机环境之间循环往返。 ( ) √ √ 2．有关生物富集现象，以下叙述错误的是(　　) A．营养级越高，越容易积蓄难以降解的化合物 B．生物富集现象受生物食性及环境因素的影响 C．除了重金属，一些农药、放射性物质也会出现富集现象 D．生物富集现象出现的根本原因是这些被富集的物质不参与物质循环 √ 解析：难以降解的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，故营养级越高的生物，其体内累积的难以降解的物质的含量越多，A正确； 生物富集作用随食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，生物富集现象受生物食性及环境因素的影响，B正确； 除了重金属，一些农药、放射性物质也会出现富集现象，C正确； 由于重金属较稳定，难以降解，不能从生物体内以排泄方式排放到环境中，但是可以通过遗体被分解者分解而释放到环境中来参与全球性的物质循环，D错误。 深化—合作学习 [活动质疑] DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂，不易分解。下图是某小型湖泊中的食物网，图中数值可表示有害物质DDT在不同生物体内的含量。回答下列问题： (1)该食物网共有___条食物链，写出鹭作为次级消费者的食物链：___________________。 (2)在生态系统中物质和能量有什么密切联系？ 提示：物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生态系统中往复循环的动力，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 7 水生植物→鱼B→鹭 (3)由图可知，营养级越高的生物，获取的食物中有害物质浓度越高，同时自身越难__________________，使得有害物质积累起来。食物链不仅是DDT等有害物质移动和浓缩的通道，也是_________和能量流动的通道。 (4)图中数值可表示有害物质如DDT通过食物链逐级积累和浓缩，并在生物体内高度富集，依据图中数据你能得出什么结论？ 提示：DDT在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐渐增高。 代谢排出有害物质 物质循环 [系统认知] 1．铅的循环及其生物富集 (1)铅的循环：铅原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布。 (2)铅的来源及进入生物体的途径 (3)铅的生物富集：一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就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。 2．重金属盐和DDT等农药的生物富集作用 (1)过程：生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链(网)流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在生物富集作用，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示： (2)特点 ①全球性：有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。 ②有害物质沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级。 3．能量流动和物质循环的关系 项目 能量流动 物质循环(以碳循环为例) 形式 太阳能→化学能→热能(主要形式) 化学元素(无机物→有机物→无机物) 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 范围 生态系统各营养级 生物圈(全球性) 联系 ①能量的固定、储存、转移、释放都离不开物质的合成和分解等过程，两者同时进行、彼此相互依存、不可分割； ②能量流动和物质循环都借助食物链和食物网进行； ③物质是能量沿食物链(网)流动的载体； ④能量是物质在生态系统中循环往复的动力 续表 [典例]　1949年，某地莹蚊肆虐，为了防治莹蚊，人们在当地湖泊喷洒杀虫剂双对氯苯基二氯乙烷(DDD)。该杀虫剂在生物体内很难降解，使用初期效果显著，后期效果下降。1954年，科学家检测了湖泊的水体和几种生物体内DDD的浓度(见下表)。下列叙述正确的是(　　) 检测对象 水 A B C D DDD浓度/(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53 A．该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境 B．DDD的使用导致莹蚊幼虫产生抗药性突变 C．据表中数据可推测生物B处于最低营养级 D．DDD存在生物富集现象且该现象具有全球性 [解析]　该湖泊生态系统的结构是指组成生态系统的成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网)，A错误； √ 莹蚊幼虫本身就存在抗药性突变个体，DDD只是对抗药性突变个体起选择作用，B错误； 由于DDD很难分解，因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累增加，B含有DDD的量最多，可能是最高营养级，C错误； 有害物质通过食物链在生产者和消费者体内不断积累，且这种有害物质会随着生物的转移而出现全球性，因此DDD存在生物富集现象且该现象具有全球性，D正确。 [迁移应用] 1．在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气，然后沉降在土壤和植物表面，而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。下列叙述错误的是(　　) A．铅能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高 B．铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性 C．铅通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和化石燃料燃烧等返回无机环境 D．减少化石燃料的燃烧、开发清洁能源是减少铅的生物富集现象的有效措施 解析：铅具有化学性质稳定、不易分解的特点，会在生物体内积累而不易排出，能沿食物链在生物体内聚集，营养级越高的生物体内铅含量越高，A正确； √ 根据题干信息“铅会以微小颗粒被排放进入大气”可推知，铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性，B正确； 铅化学性质稳定，不易分解，不能通过动植物呼吸作用返回无机环境，C错误； 根据题干信息“煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气”可知大气中铅的来源之一是化石燃料的燃烧，减少化石燃料的燃烧、加大清洁能源利用，可减少大气中铅的来源，D正确。 2．下列关于能量流动和物质循环的关系的叙述，错误的是(　　) A．能量可储存在含碳有机物中，沿着食物链和食物网流动 B．生产者与分解者的部分生理活动是完成物质循环的重要环节 C．能量作为动力，使物质不断地在生物群落和非生物环境之间循环 D．生物圈是一个在物质和能量上都能自给自足的系统 √ 解析：物质是能量的载体，能量可储存在有机物中，沿着食物链和食物网流动，A正确。 生产者的光合作用等使无机物转化成有机物；分解者通过分解作用把有机物分解成无机物，完成物质循环的两个重要环节，B正确。 能量是物质循环的动力，使物质不断地在生物群落和非生物环境之间循环，C正确。 生物圈需要依赖太阳源源不断地输入太阳能，D错误。 聚焦•学案(三)　探究土壤微生物的分解作用 NO.3 基础—自主学习 [基本知能] 1．实验原理 (1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物是________成分。 (2)分解者的作用是将环境中的________分解为无机物，分解速度与环境中的_____、_____等生态因子有关。 分解者 有机物 温度 湿度 2．实验步骤与现象分析 项目 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 对土壤高温处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤______处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 ___________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物 不做 土壤中是否含微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生____________ B B1 变蓝 B2 不产生____________ 结论分析 微生物对落叶有____作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 砖红色沉淀 砖红色沉淀 分解 续表 [探究问题] 1．探究土壤微生物在落叶分解中的作用 (1)实验的自变量和因变量是什么？ 提示：自变量是土壤微生物的有无；因变量是土壤中落叶的分解程度。 (2)在实验中是如何控制自变量的？ 提示：实验组土壤经高温处理，以消灭土壤中的微生物；对照组土壤不做处理。 2．探究土壤微生物对淀粉的分解作用 (1)实验的自变量和因变量是什么？ 提示：自变量是土壤微生物的有无；因变量是淀粉的分解程度。 (2)实验中选用什么试剂检测因变量的变化？ 提示：用碘液和斐林试剂检测。 (3)请简要叙述该实验的设计思路。 提示：取两个烧杯编号为A、B，放入等量淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入30 mL蒸馏水。在室温(20 ℃左右)环境放置7 d后，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。在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂，加热。观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。 [迁移应用] 1．为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，进行如下实验设计，其中不符合实验目的的步骤是(　　) A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤 B．将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份 C．将灭菌的落叶设为实验组，不做处理的落叶设为对照组 D．将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况 √ 解析：分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多，所以可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤，A正确； 由实验目的可知，实验分两组，一组为实验组，一组为对照组，所以要将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份，B正确； 应将灭菌的土壤设为实验组，不做处理的土壤设为对照组，两组落叶都进行灭菌处理，C错误； 将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况，D正确。 2．某生物兴趣小组为研究土壤微生物在不同湿度下的分解作用，进行了相关实验，他们以带有落叶的表层土壤为实验材料，并对土壤进行了如表所示处理。下列相关叙述错误的是(　　) 组别 1 2 3 4 土壤 处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌 湿润 湿润 较干燥 较干燥 A．该实验为对照实验，自变量只有土壤的湿润程度 B．灭菌处理的目的是排除土壤中原有微生物的作用 C．该实验的因变量为相同时间内落叶的分解程度 D．实验结束时2和4组中的落叶会有不同程度的分解 解析：从题中可以看出，该实验的自变量是土壤湿润条件和是否灭菌，A错误； 1、3组灭菌处理的目的是排除土壤中原有微生物的作用，判断土壤的湿润条件对实验结果的影响，B正确； √ 该实验的自变量是土壤湿润条件和是否灭菌，因变量为相同时间内落叶的分解程度，C正确； 2和4组的自变量是土壤湿度不同，且均未进行灭菌，实验结束时2和4组中的落叶会有不同程度的分解，D正确。 3．为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：取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高温灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是(　　) ①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　②检测“敌草隆”的消失情况，预计a中的“敌草隆”含量不变，b中的全部消失　③只用砂土，实验效果不如用几种典型土壤混合后的好　④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 A．① B．②③ C．①③ D．①③④ √ 解析：本实验的自变量是有无土壤微生物，而“敌草隆”的使用量和培养条件是无关变量，无关变量应保持一致且适宜，所以应向a、b中喷入等量“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间，①正确。 a组土壤经过高温灭菌，不含微生物，不能将“敌草隆”分解，预计a中的“敌草隆”含量基本不变；b组不灭菌，存在土壤微生物，可能将“敌草隆”分解，预计b中的“敌草隆”含量减少，但不会全部消失，②错误。 不同土壤中微生物的种类和数量不同，只用砂土实验效果不如几种典型土壤混合后的好，③正确。 本实验是探究土壤中的微生物是否对农药“敌草隆”具有分解作用，若不喷入“敌草隆”，则不能得出结论，④错误。综上，①③正确。 随堂小结 ——即时回顾与评价 NO.4 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1．碳循环具有全球性的主要原因是__________________________ _________________________________________________________________________________。 2．实践对比发现，稻田引入河蟹后，水稻产量明显提高。从种间关系和物质循环的角度分析，可能的原因有_______________________ ___________________________________________________________________________________ 。 碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 河蟹捕食昆虫，减少了昆虫对水稻的取食，增加了水稻产量；残饵和粪便经过微生物的分解作用，提高了土壤肥力 3．镉(Cd)是极具毒性的污染物，一旦污染土壤，由于_________作用，植物体内的镉浓度_____ (“高于”或“低于”)土壤环境镉浓度。镉可通过食物链最终危害人体，与植物性食物相比，摄入被镉污染的动物性食物对人体的危害更大，原因是______________________ ______________________。 生物富集 高于 动物的营养级高于植物， 体内的镉含量高于植物 三、综合检测反馈 1．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统中物质循环的原理。根据这一原理，下列说法正确的是(　　) A．物质是能量的载体，物质循环也可以让能量循环利用 B．物质循环中的“循环”指的是在不同生物群落之间循环 C．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物 D．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 √ 解析：生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用，A错误； 物质循环中的“循环”指的是在非生物环境与生物群落之间循环，B错误； 物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种元素，C错误； 生态系统的物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用，D正确。 2．兴趣小组设计实验来探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是(　　) A．可以采用加热烘干的方法除去实验组土壤中的微生物 B．实验组和对照组中所用的落叶需要事先进行灭菌处理 C．实验组和对照组土壤需放在隔绝空气的条件下进行实验 D．实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度 √ 解析：对实验组土壤进行处理时，既要除去土壤中的微生物，又要尽可能避免土壤理化性质的改变，因此不能采用加热烘干的方法，可以将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1 h，A错误； 本实验目的是探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，所以实验组和对照组土壤都不能放在隔绝空气的条件下进行实验，隔绝空气会影响土壤微生物的正常代谢活动，实验要遵循单一变量原则，为排除落叶中微生物对实验结果的影响，应将落叶事先灭菌，B正确， C错误； 实验组土壤中没有微生物，对照组土壤中有微生物，因此实验组中落叶的分解速度明显低于对照组的分解速度，D错误。 3．下图表示某水生生态系统中4种成分之间的关系，其中甲～丁各代表一种成分。下列相关叙述错误的是(　　) A．甲代表的是生产者，主要是绿色植物 B．甲、乙、丁代表的成分构成该生态系统的生物群落 C．若丙中的CO2含量持续增加，则可能会加剧温室效应 D．经过生物富集作用，丁中的有害物质积累的量最多 解析：甲代表生产者，主要是绿色植物，A正确； 甲表示生产者，乙表示消费者，丁表示分解者，三者可构成该生态系统的生物群落，B正确； √ CO2属于温室气体，丙中CO2含量增加会加剧温室效应，C正确； 发生生物富集时，一些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，丁是分解者，不参与食物链构成，因此丁中的有害物质积累的量不一定最多，D错误。 4．为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)，这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。下图是某自然生态系统中碳循环示意图，其中a、b、c、d构成生物群落。回答下列问题： (1)在生态系统中，碳元素在生物群落中的传递渠道是_________________。从生态系统的组成成分考虑，图中生物c属于________，其在生态系统物质循环过程中发挥的重要作用是__________________________________________。 解析：在生态系统中，碳元素在生物群落中的传递渠道是食物链和食物网。图中d与非生物环境存在双向箭头，为生产者，a、b均为消费者，a、b、d均有箭头指向c，c为分解者，分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。 食物链和食物网　 分解者　 能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 (2)图中b同化的能量最终去向是____________________________ _______。 解析：b为图示中最高营养级，不被其他生物捕食，因此其同化的能量最终去向是自身的呼吸作用散失和被分解者利用。 自身的呼吸作用散失和被分解 者利用 (3)在自然生态系统的碳循环过程中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的_____________作用释放碳的速率大致相等。流入该生态系统的总能量是指_____________________________。 解析：碳进入生物群落是通过生产者的固定，而返回非生物环境是通过各种生物的呼吸作用；自然生态系统中，流入该生态系统的总能量是指生产者所固定的太阳能。 呼吸(和分解)　 (生产者)所固定的全部太阳能 (4)“绿水青山就是金山银山”，为了实现绿色低碳循环发展，人类必须减少煤、石油等的使用，从而控制___________________(气体)的排放，避免__________加剧。 解析：从全球碳循环的主要途径来看，减少二氧化碳排放和增加碳吸收是实现碳达峰和碳中和的重要举措，二氧化碳增多将导致温室效应加剧。 二氧化碳(或CO2)　 温室效应 课时跟踪检测 NO.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A级——固基础，注重综合 1．下列有关生态系统物质循环的叙述，错误的是(　　) A．物质循环具有全球性 B．生物圈在物质上是一个自给自足的系统 C．物质循环发生在生物群落和非生物环境之间 D．所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：物质循环具有全球性，A正确； 生物圈是地球上最大的生态系统，在物质上是一个自给自足的系统，B正确； 物质循环发生在生物群落和非生物环境之间，C正确； 并不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境，如一些重金属等有害物质，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 2．在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是(　　) A．消费者的捕食作用 B．绿色植物的光合作用和微生物的分解作用 C．动物的呼吸作用 D．化石燃料的燃烧 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：绿色植物的光合作用可以将非生物环境中的二氧化碳固定并合成有机物进入到生物群落；微生物的分解作用可以将生物群落里的动植物的遗体、残骸中的有机物分解成二氧化碳等释放到无机环境中，所以绿色植物的光合作用和微生物的分解作用在生态系统中，对碳循环起到关键作用，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 3．下列有关生物富集的叙述，错误的是(　　) A．生物富集现象是通过食物链实现的 B．排放到生态系统中的有害物质会通过食物链积累 C．生产者吸收有害物质，体内含量最多 D．生物富集现象是全球性的 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：一些有害物质在生物体内比较稳定，不易分解，而且是生物体不易排出的，随着食物链不断积累，故排放到生态系统中的有害物质会通过食物链积累，A、B正确； 有毒物质进入食物链后，就逐渐积累在生物体内，最高营养级的生物体内积累的有害物质最多，而生产者处于第一营养级，体内含量较少，C错误； 有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，故生物富集现象具有全球性，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 4．下图表示某生态系统的碳循环，其中字母表示生物或物质，下列相关说法中，错误的是(　　) A．图中A为大气中的CO2库，C为分解者 B．碳在生物部分以有机物的形式存在 C．图中食物链是E→F→D→B D．图中E→C的箭头表示呼吸作用 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：图中A为大气中的CO2库，E是生产者，B、D、F为消费者，C为分解者，A正确； 碳在生物部分以有机物的形式存在，碳在非生物环境与生物之间主要以CO2的形式存在，B正确； 图中A为大气中的CO2，E是生产者，B、D、F为消费者，所以图中食物链是E→F→D→B，C正确； C表示分解者，图中E→C的箭头表示有机物由生产者流向分解者，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 5．下列关于生态系统中能量流动和物质循环的叙述，错误的是(　　) A．碳循环过程中伴随着能量流动 B．生态系统中能量的初始来源主要是太阳能 C．动物同化的能量中包括其粪便中的能量 D．非生物环境中的一些化学元素可以被生物群落反复利用 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：碳循环过程中伴随着能量流动，二者相互依存、不可分割，A正确； 自然界中的生物的能量都是直接或间接来自太阳能，B正确； 动物同化的能量不包括其粪便中的能量，该部分能量属于上一营养级同化的能量，C错误； 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，且具有全球性，其中的物质指的是组成生物的化学元素，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6．多氯联苯(PCB)是一种人工合成、极难被降解的有机物，有强致畸性，曾被广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工印刷等领域(如油墨、涂料等)。某湖泊水体被PCB污染后，通过下图传递途径使湖泊中的多种生物受到了不同程度的伤害。下列叙述正确的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．流经该湖泊水体的主要能量中包括PCB中所含的能量 B．图中所有生物参与构成一条食物链，其中食鱼鸟属于第三营养级 C．生物体内PCB的浓度超过环境中PCB的浓度，这种现象称作生物富集 D．PCB的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同，因此不具有全球性的特点 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：PCB为极难降解的有机物，几乎无法为生物体提供能量，故流经该湖泊水体的主要能量中不包括PCB中所含的能量，A错误； 食物链只包括生产者和消费者，图中还包括分解者，故图中除分解者之外的所有生物构成一条食物链，B错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 PCB不易被生物排出，积累在生物体内，下一营养级生物在取食时，PCB沿着食物链逐级聚集，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集，C正确； PCB的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同，但PCB可以通过水和生物迁移等途径扩散到世界各地，这说明了PCB的循环过程也具有全球性的特点，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7．某同学为探究土壤微生物对落叶的分解作用，进行了如下实验：①取5 kg土壤，将土壤反复混匀后，平均分为a、b两组。②将a组土壤进行高温干热灭菌，b组土壤不做处理，然后将两组土壤置于两个相同的花盆内。③采集一定量的落叶，随机均分为两份，装入塑料袋内，分别埋在花盆内的相同位置。④15 d后取出，观察落叶的分解情况。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 下列分析错误的是(　　) A．该实验中，a组土壤不应采用高温干热灭菌的方法进行灭菌 B．a组土壤无微生物为对照组，b组土壤含有微生物为实验组 C．两个花盆应置于温度、湿度等均相同的环境中 D．预计a组和b组的落叶分解情况无显著差异 解析：在对土壤进行灭菌操作时，应避免土壤理化性质改变，而高温干热灭菌会使土壤中水分丧失，土壤理化性质改变，因此不应采用高温干热灭菌的方法进行灭菌，A正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 本实验中，不做处理的b组为对照组，B错误； 两个花盆应置于温度、湿度等均相同的环境中，以排除无关变量对实验的干扰，C正确； 两组未灭菌的落叶装入塑料袋内，不能和土壤接触，操作错误，因此两组落叶分解情况基本相同，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 8．下图是碳循环的部分过程，下列有关分析错误的是(　　) A．碳循环的过程①②伴随着生态系统的能量循环 B．植树造林有助于增强过程②而减少大气中的CO2含量 C．减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施 D．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：生物群落和非生物环境之间可以进行物质循环，但能量只能单向流动，A错误； 过程②为生产者的光合作用和化能合成作用，植树造林可促进过程②而减少大气中的CO2含量，B正确； 过程③化石燃料的燃烧是引起大气中CO2含量增加的主要原因，减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施，C正确； 低碳生活可降低大气中的CO2含量，有助于维持生物圈中碳循环的平衡，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9．某地建立了立体农业生态系统，其结构如下图所示，下列相关叙述正确的是(　　) A．水草从塘泥中吸收有机碳 B．群落内可完成物质循环利用 C．该生态系统提高了能量的利用率 D．光合作用是碳进入生物群落的唯一途径 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：水草从塘泥中吸收矿质元素，不能吸收有机碳，A错误； 物质循环发生在生物群落和非生物环境之间，群落内不能完成物质循环利用，B错误； 立体农业生态系统中，物质被充分利用，是无废料生产体系，该生态系统提高了能量的利用率，C正确； 光合作用和化能合成作用都能使碳进入生物群落，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 B级——强应用，体现创新 10．环境中的重金属来源于自然环境和人类活动，重金属污染物可通过陆地径流、大气沉降和工业废水直排入海等多种途径进入海洋生态系统。该系统的双壳贝类对重金属镉有较强的吸附与积累能力，且自身氧化机制存在缺陷，导致体内富集的重金属较鱼类等水生生物体内含量高。下列相关叙述错误的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．镉会沿着食物链逐级在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端 B．生物富集可能使重金属镉在双壳贝类中的浓度高于环境中的浓度 C．海洋生态系统被重金属污染说明镉不参与生态系统的物质循环 D．重金属镉等有害物质的富集具有全球性 解析：由于镉在生物体内形成难以降解的化合物，所以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，A正确； √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 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，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称为生物富集，因此生物富集可能使重金属镉在双壳贝类中的浓度高于环境中的浓度，B正确； 重金属不能被降解，但是参与生态系统的物质循环，C错误； 由于有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此有害物质的循环也具有全球性，即重金属镉等有害物质的富集具有全球性，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11．分析生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 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非生物环境之间循环往返 C．在处于稳定状态的生态系统中，能量①②③④的总和大于生产者所固定的太阳能总量 D．碳循环主要是以CO2的形式进行 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返，A、B正确； 生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，在处于稳定状态的生态系统中，生产者总的同化量几乎与总呼吸消耗量(①＋④)相等，因此①②③④的总和大于生产者所固定的太阳能总量，C正确； 碳在生物群落和非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内是以含碳有机物的形式进行的，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12．放牧对草原生态系统的碳循环和氮循环具有重要的影响，如图是草原生态系统的碳、氮循环的模式图(局部)。据此回答问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)组成生物体的碳、氮等元素，不断地从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境，这个过程叫作生态系统的_________，其中氮元素进入生物体内可用于合成的生物大分子的类别有_______________(答出两种)等。 解析：组成生物体的碳、氮元素，不断地从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境，这个过程叫作生态系统的物质循环；其中氮元素进入生物体内可用于合成的生物大分子类别有蛋白质、核酸等。 物质循环 蛋白质、核酸 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)图中缺少的生态系统的组成成分是_______，①③代表的主要生理过程分别为___________________________。 解析：植物属于生产者，土壤微生物属于分解者，大气CO2属于非生物成分，所以图中缺少的生态系统组成成分是消费者；①③代表的主要生理过程分别为植物的光合作用和土壤微生物的分解作用。 消费者　 光合作用、微生物的分解作用 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)如表为不同程度的放牧行为分别对植物碳库、氮库和土壤碳库、氮库的影响。 放牧程度 植物碳库/% 植物氮库/% 土壤碳库/% 土壤氮库/% 轻度放牧 －7.52 －6.41 0.78 3.24 中度放牧 －3.17 －4.86 －3.45 －8.41 重度放牧 －24.10 －7.87 －9.92 －13.04 注：表格中正数代表增加，负数代表减少，表格中的数字代表改变的百分比。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ①若植物和土壤分别代表环境中的地上和地下部分，则对地上部分碳库、氮库影响最小的放牧程度是________，对地下部分碳库、氮库影响最小的放牧程度是__________。 ②据表可知，长期重度放牧带来的结果是____________________ ___________，牧草数量大量减少，草原负荷严重，草原退化甚至沙漠化。 中度放牧　 轻度放牧 生态系统中的碳库和 氮库均减小 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：①根据表格数据可知，若植物和土壤分别代表环境中的地上和地下部分，则对地上部分碳库、氮库影响最小的放牧程度是中度放牧，对地下部分碳库、氮库影响最小的放牧程度是轻度放牧。 ②根据表格数据可知，长期重度放牧会使生态系统中的碳库和氮库均减小，进而使草原中牧草的数量大量减少，草原负荷严重，草原退化甚至沙漠化。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)若气候条件不发生改变，在退化的草原上植树造林可行吗？请回答并分析原因：____________________________________________ __________________________________________。 解析：草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区，不宜植树造林，即在退化的草原上植树造林不可行。 不可行，因为草原主要分布在半干旱地区、不同 年份或季节雨量不均匀的地区，不宜植树造林 本课结束 (3)淀粉还原糖砖红色沉淀。 $$