内容正文:
第3章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的物质循环
目录
CONTENTS
01
概念检测
02
拓展提能
概念检测
01
题号 1 2 3 4 5 6
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 碳循环 碳循环过程 碳循环模式图 碳循环模
式图 生物富集特点 生物富集
题号 7 8 9 10 11 12
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 能量流动和物质循环的关系 探究土壤微生物的分解作用实验 生物富集(根据有害物质浓度构建食物链),能量
流动 不同生态系统土壤微生物的分解
作用 农业生态系统的物质循环
过程 生态系统碳循环、能量流动过程及特点及物质循环和能量流动的关系
概念检测
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知识点一 碳循环
1.碳循环是生态系统中常见的物质循环类型之一。下列有关碳循环的叙述不正确的是( )
A.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行,在生物群落内部的传递主要以含碳有机物的形式进行
B.碳循环的“循环”过程发生在生物群落和非生物环境之间
C.生态系统的各种成分都参与碳循环过程
D.大气中的CO2要变成含碳有机物只能通过绿色植物的光合作用
解析:大气中的CO2要变成含碳有机物可以通过绿色植物、光合细菌的光合作用和某些细菌的化能合成作用,D错误。
答案
解析
概念检测
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2.碳循环是生物圈物质循环的主要部分,如图是碳循环过程图解,下列叙述错误的是( )
A.随着工业的发展,①过程的加剧是造成温室效应的主要原因,节能减排主要是控制该过程
B.参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.通过植树造林增加绿地面积可以增强③过程,能减少大气中的二氧化碳
D.①②③过程中,都伴随着能量的循环、转移、利用和释放
答案
概念检测
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6
解析:随着工业的发展,化石燃料的燃烧成为造成温室效应的主要原因,节能减排主要是控制①过程,A正确;②过程是呼吸作用,参与该过程的生物包括生产者、消费者和分解者,B正确;植树造林增加绿地面积,植物通过光合作用吸收CO2量增多,能减少大气中的二氧化碳,C正确;①②③过程中,都伴随着能量的转移、利用和释放,但能量不能循环利用,D错误。
解析
概念检测
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3.如图为一个生态系统碳循环的模式图,则( )
A.碳通过光合作用和化能合成作用进入甲
B.碳在甲、乙、丙之间以CO2或含碳有机物的形式传递
C.丙处于最高营养级
D.丁主要是微生物
解析:由题图分析可知,由于甲、乙、丙中的物质都可以释放到丁中,且甲、乙中的箭头都指向丙,甲、丁是双向箭头,因此丁是大气中的CO2,则甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者。碳通过光合作用和化能合成作用进入生产者甲体内,A正确;碳在生物群落甲、乙、丙中以含碳有机物的形式传递,B错误;丙是分解者,不属于食物链中的组成部分,C错误;丁为大气中的CO2,不包括微生物,D错误。
答案
解析
概念检测
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4.如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析不正确的是( )
A.a是光合作用或化能合成作用,b是分解者的分解作用
B.在生态系统中,使CO2进入生物群落的生物主要是绿色植物
C.E是化石燃料,对E的过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.碳循环过程伴随着能量流动,物质循环是能量流动的基础
答案
概念检测
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知识点二 生物富集
5.施用农药DDT的地区,虽然只占陆地面积的一小部分,可是在远离施药地区的南极,动物体内也发现了明显高于环境含量的DDT。这种现象说明了( )
A.DDT是挥发性物质
B.DDT已加入全球性的生物地球化学循环
C.人类活动将DDT带到了南极
D.南极动物也偶尔到施用农药的地区觅食
答案
概念检测
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6.下列关于生物富集的说法正确的是( )
A.生物富集只能通过吃与被吃的关系发生
B.较低营养级的生物体内的富集物质比较高营养级的生物体内的富集物质浓度高
C.在生物体内积累的有害物质可能是难以分解的化合物
D.无法通过对食物链逐级富集过程的研究得到污染物的迁移转化规律
答案
解析:生物富集还可通过生物从环境中吸收的方式发生,A错误;较低营养级的生物体内的富集物质比较高营养级的生物体内的富集物质浓度低,B错误;通过对食物链逐级富集过程的研究可以认识污染物的迁移转化规律,D错误。
解析
概念检测
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知识点三 能量流动和物质循环的关系
7.下列关于能量流动和物质循环的说法正确的是( )
A.生态系统中的各种组成成分,只是通过物质循环紧密联系在一起
B.在生态系统中,先进行物质循环,后进行能量流动
C.物质是能量的载体,能量随着物质在非生物环境和生物群落之间循环流动
D.能量可驱动物质循环
解析:生态系统中的各种组成成分,通过能量流动和物质循环紧密联系在一起,A错误;在生态系统中,能量流动和物质循环同时进行,彼此相互依存,不可分割,B错误;物质是能量的载体,能量随着物质在非生物环境和生物群落之间单向流动、不循环,C错误;能量是物质循环的动力,所以能量流动可驱动物质循环,D正确。
答案
解析
概念检测
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知识点四 实验:探究土壤微生物的分解作用实验
8.下列有关“探究土壤微生物的分解作用”实验的叙述,错误的是( )
A.气候、温度等因素均会影响落叶分解的速率
B.探究微生物对落叶的分解作用时,对照组土壤要灭菌处理
C.具有分解作用的土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌等多种类型
D.探究土壤微生物对淀粉的分解作用时,需提前制备土壤浸出液静置备用
答案
解析:气候、温度等因素均会影响落叶分解的速率,如在温暖的环境中,落叶的分解较快,A正确;探究微生物对落叶的分解作用时,自变量是土壤微生物的有无,自变量是人为改变的量,因此实验组土壤要灭菌处理,B错误;具有分解作用的土壤微生物主要营腐生生活,主要包括细菌、真菌、放线菌等多种类型,C正确;探究土壤微生物对淀粉的分解作用时,需提前制备土壤浸出液静置备用,土壤浸出液中含有微生物,D正确。
解析
概念检测
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9.某生态系统中,镉在沿着食物链传递的过程中产生
生物富集现象。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级,
各营养级所积累的镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述
不正确的是( )
A.生物富集不具有全球性
B.该生态系统的食物链可表示为丁→乙→甲→丙
C.镉沿食物链不断聚集并最终积累在最高营养级,不能回归非生物环境
D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁<甲+乙+丙
答案
概念检测
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解析:生物富集涉及物质循环,具有全球性,A错误;
某些有害物质沿食物链积累,因此营养级中含镉浓度越高,
营养级越高,故该生态系统的食物链可表示为丁→乙→甲→
丙,B正确;镉沿食物链不断聚集并最终积累在最高营养级,
随生物的遗体残骸被分解者分解回归非生物环境,C错误;根据图示柱形图可知,丁的镉浓度最低,说明其所处的营养级最低,则其同化的能量最多,由于能量流动是单向流动、逐级递减的,相邻营养级间的能量传递效率为10%~20%,因此四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁>甲+乙+丙,D错误。
解析
概念检测
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10.如表是不同纬度地带的六类生态系统(A~F)枯叶输入量和枯叶现存量的比较:
由上表分析可知( )
A.土壤有机物积累量A<B<C<D<E<F
B.最可能是热带雨林生态系统的是F
C.枯叶分解速率与环境温度和湿度没有关系
D.分解者作用强弱依次是A>B>C>D>E>F
答案
生态系统类型 A B C D E F
枯叶输入量/ (t·hm-2·a-1) 1.5 7.5 11.5 7.5 9.5 50.0
枯叶现存量/ (t·hm-2) 44.0 35.0 15.0 5.0 3.0 5.0
概念检测
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解析:土壤有机物积累量应根据枯叶现存量来判断,最大的应为A生态系统,A不符合题意;热带雨林生态系统植被丰富,枯叶输入量大,热带雨林生态系统气温高、湿度大,微生物的分解作用强,枯叶输入量与现存量的差值大,故最可能是热带雨林生态系统的是F,分解者作用最弱的是A,B符合题意,D不符合题意;枯叶分解速率与分解者生命活动强弱有关,故与环境温度和湿度有关,C不符合题意。
解析
概念检测
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11.如图表示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述正确的是( )
A.鱼粉喂猪、猪粪喂鱼实现了能量循环利用
B.水稻可以从蚕粪和猪粪中吸收更多无机物
C.粪便、塘泥作肥料又归田,实现了物质循环利用
D.该生态农业的启示来自于能量流动的特点
解析:猪粪喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用,能量不能循环利用,A错误;水稻利用了蚕粪和猪粪中有机物分解成的无机物,B正确;该生态农业的启示来自于物质循环的特点,D错误。
答案
解析
概念检测
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12.图1为某草原生态系统的部分碳循环
示意图,甲~丁为生态系统的组成成分;图2为
该生态系统的部分能量流动示意图(不考虑未利用
的能量)。据图分析回答:
(1)图1中,碳元素进入非生物环境的途径是________(填序号),能量进入群落的主要途径是________(填序号)。
(2)生态系统的结构包括________和_____________________________________,图2中B表示__________________________________,若鼠摄入能量为2.2×109 kJ,A中能量为1.6×109 kJ,B中能量为1.2×109 kJ,狼同化能量为2.4×108 kJ,则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为________。
答案
②③④
①
组成成分
营养结构(食物链和食物网)(两空顺序可颠倒)
鼠用于生长、发育、繁殖的能量
15%
概念检测
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(3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是____________________。
(4)生态系统的物质循环与能量流动具有不同的特点,在物质循环中,非生物环境中的物质可以被生物群落____________。
(5)生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的:物质作为能量的载体,使能量沿着____________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。
答案
单向流动、逐级递减
反复利用
食物链(网)
概念检测
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解析:(1)分析图解可知,碳元素进入非生物环境的途径是②③动植物的呼吸作用和④分解者的分解作用,能量进入群落的主要途径是①光合作用。
(2)生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网)。图2中A表示鼠同化的能量,其中一部分以呼吸作用散失后,还有一部分(B)用于生长、发育、繁殖的能量。A表示鼠同化的能量,A中能量为1.6×109 kJ,而狼同化能量为2.4×108 kJ,则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率=(2.4×108)÷(1.6×109)×100%=15%。
解析
概念检测
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拓展提能
02
题号 1 2 3 4 5
难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★
对点 碳循环(碳达峰、碳中和) 碳循环模式图 土壤微生物的分解作用实验 生物富集 人工生态系统物质循环、能量流动图解
题号 6 7 8 9 10
难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★
对点 生物富集 碳循环特点及模式图、食物网 物质循环与能量流动的关系 碳循环模式图,缓解温室效应
措施 农田生态系统碳循环过程,能量流动
拓展提能
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23
一、单项选择题(每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.为积极应对全球气候变化,我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值),2060年前力争实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下列关于碳循环相关叙述,错误的是( )
A.群落稳定阶段植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等
B.垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量传递效率
C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行
D.植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标
答案
拓展提能
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24
解析:群落稳定阶段,碳循环达到平衡,故该阶段植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等,A正确;能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环,但不能提高能量传递效率,B错误;碳由非生物环境进入生物群落主要是通过光合作用,由二氧化碳的形式进入,而碳由生物群落进入非生物环境是通过呼吸作用,也由二氧化碳的形式排出,因此碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是通过CO2来进行的,C正确。
解析
拓展提能
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25
2.如图为生态系统中碳循环示意图,箭头表示循环
方向。下列相关叙述正确的是( )
A.图中甲、乙、丙、丁及分解者构成了该生态系统的
生物群落
B.图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸
C.若缺少丁类群,则生态系统的物质循环也能正常进行
D.在非生物环境中,水圈和大气之间也有碳元素的流动
解析:甲、丁分别表示生产者、分解者,乙、丙表示消费者,图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落,A错误;c、d分别表示生产者与初级消费者的物质传递,初级消费者与次级消费者的物质传递,B错误;丁为分解者,若缺少丁类生物,物质循环将不能正常进行,C错误;在水圈和大气之间会有碳元素的流动,以调节大气中CO2含量,D正确。
答案
解析
拓展提能
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26
3.一位同学要探究土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分别装于相同的两个容器中,分为a组、b组,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是( )
A.向a、b组喷入等量的“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组的“敌草隆”全部消失,b组的基本不变
C.只用砂土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
答案
拓展提能
1
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27
解析:本实验的自变量为有无土壤微生物,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组喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间,A正确;a组土壤经过高压灭菌,不含微生物,不能将“敌草隆”分解,预计a组的“敌草隆”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组的“敌草隆”全部消失,B错误;不同的土壤微生物的种类和数量不同,只用砂土的实验效果不比几种典型土壤混合后的好,C错误;实验目的是探究土壤中的微生物能否分解农药“敌草隆”,若不喷入“敌草隆”,则不能证明土壤中的微生物的此种作用,D错误。
解析
拓展提能
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28
4.下表为生活在某海洋中层的几种鱼体内重金属的相对含量,已知这些鱼有草食性的鱼、杂食性的鱼和肉食性的鱼。据表分析下列说法不正确的是( )
A.生物富集现象具有全球性
B.A、B可能是杂食性的鱼
C.D、E可能是肉食性的鱼
D.铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终在食物链顶端的生物体内含量最多
答案
鱼的种类 A B C D E
汞 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0
铅 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8
镉 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6
拓展提能
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29
解析: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,因此生物富集现象具有全球性,A正确;鱼A体内各种重金属的含量在五种鱼中均最低,故可判断A为草食性鱼,B错误;鱼C体内各种重金属含量均低于鱼D、E,故可判断鱼D、E为肉食性鱼,鱼C为杂食性鱼,C正确;由于铅在生物体内能形成难以降解的化合物,所以铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链顶端,D正确。
解析
鱼的种类 A B C D E
汞 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0
铅 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8
镉 8.8 14.1 10.3 21.9 41.6
拓展提能
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30
5.某人工鱼塘在养殖过程中每天添加人工饲料
进行有机物输入,以满足鱼的食物需要。下列叙述
不正确的是( )
A.生态系统的物质循环和能量流动同时进行,相互依存
B.生产者、消费者遗体中的能量流向了分解者,因此分解者含有的能量比生产者多
C.输入该人工鱼塘的总能量除了生产者固定的太阳能,还包括饲料中有机物的化学能
D.若图示为碳循环的途径,需去掉“太阳→”,补充箭头“大气中的CO2库→生产者”
答案
拓展提能
1
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31
解析:生态系统的能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的,生产者、消费者都有部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失,故分解者含有的能量少于生产者中的能量,B错误;该生态系统为人工生态系统,故输入人工鱼塘的总能量除了生产者固定的太阳能,还包括饲料中有机物的化学能,C正确;若题图表示碳循环过程,应去掉“太阳→”,大气中的CO2库应该与生产者之间有双向箭头,故需补充箭头“大气中的CO2库→生产者”,D正确。
解析
拓展提能
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32
6.生物富集的效率可以用生物富集系数(BCF)进行量化,计算公式如下:BCF=生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度,以下有关叙述错误的是( )
A.生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的
B.生物富集效率会受生物特性、有害物质性质及环境因素的影响
C.BCF数值越大,说明该物质越容易在生物体内富集
D.污染物沿着营养级传递过程中,其浓度在较高营养级中一定增大
答案
拓展提能
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33
解析:食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道,可知生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的,A正确;根据生物富集的特点可知,生物富集效率会受生物特性、有害物质性质及环境因素的影响,B正确;生物富集系数的计算公式为生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度,生物富集系数数值越大,说明该物质越难在生物体内分解,从而不断富集,C正确;污染物沿着营养级传递过程中,其浓度在较高营养级中不一定增大,与生物的捕食特性、污染物的性质有关,D错误。
解析
拓展提能
1
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10
34
二、不定项选择题(每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求)
7.如图为生态系统中的碳循环示意图,其中甲、
乙、丙是生态系统中的三种成分,1~4是乙中的四种
生物。下列分析不正确的是( )
A.甲、乙、丙构成该生态系统的组成成分
B.该生态系统的食物网可表示为
C.分解作用可用箭头甲指向丙表示
D.该示意图可体现物质在生态系统中循环往复运动的特点
答案
拓展提能
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35
解析:甲、乙、丙分别是生产者、消费者和分解者,属于生态系统的生物群落部分,生态系统的组成成分还包括非生物的物质和能量,A错误;生态系统的营养结构是食物链和食物网,包括生产者和消费者,即除了消费者1、2、3、4外还应包括生产者甲,B错误;箭头甲指向丙表示生产者流向分解者的能量,C错误。
解析
拓展提能
1
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36
8.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,
下列相关叙述正确的是( )
A.图中黑色箭头可表示能量流动过程,白色箭头可
表示物质循环过程
B.能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相依相伴进行
C.②表示能量以热能形式散失的过程,生态系统需要通过①过程从外界获得能量
D.若图中物质循环表示碳循环,则碳在③④过程中的传递形式为含碳有机物
答案
拓展提能
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37
三、非选择题
9.下图为生态系统的碳循环模式图,请据图回答下列问题。
(1)图中a表示________,b表示________(填生态系统的组成成分)。图中②过程代表________________________过程。
(2)如果补充图中的箭头,将原来e的食物来源改为一半来源于d,一半来源于a,理论上,由a供养的e的数量将会________,理由是_____________________________ ______________________________________________________________________。
答案
生产者
分解者
光合作用或化能合成作用
增多
调整后的营养结构,增加了e对a的直接摄入,减少了通过c和d进行的能量散失,e获得的能量增加
拓展提能
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38
(3)如果图中的数字表示碳含量,则夏季②________(填“大于”“小于”或“等于”)①+④+⑨。
(4)碳循环平衡被破坏而引起大气中CO2迅速增加,温室效应加剧,请结合图中箭头,写出减缓温室效应的具体措施:_____________________________________ __________________________________(写出两条)。
答案
大于
开发新能源,减少化石燃料的开采和使用;植树造林,增加植物的光合作用
拓展提能
1
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10
39
解析:(2)根据食物链越短,能量损失越少的原则
分析,将原来e的食物来源改为一半来源于d,一半来
源于a,理论上,新增的食物链较原来食物链相比变短,
所以由a供养的e的数量将会增多,理由是调整后的营养
结构,增加了e对a的直接摄入,减少了通过c和d进行的能量散失,e获得的能量增加。
(3)如果图中的数字表示碳含量,由于夏季绿色植物不断生长积累有机物,则夏季②固定的碳量大于①+④+⑨。
(4)温室效应主要与人类对化石燃料利用过度有关,缓解温室效应的措施主要有植树造林、减少化石燃料的开采和使用、开发新能源等。
解析
拓展提能
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10.生物兴趣小组对某农田生态系统的碳循环过程
进行了调查,并绘制了碳循环过程示意图。回答下列相关
问题:
(1)物质循环过程伴随着能量流动,据图分析,输入该农
田生态系统的能量包括________________________________________________。
(2)在该农田生态系统中,农作物通过过程①________从大气中吸收二氧化碳并固定在农作物体内。土壤碳库中的有机物由分解者通过过程②________转变成无机物重新被植物利用。
(3)碳元素在大气碳库、植物碳库和土壤碳库之间循环的主要形式是________,人类活动________(填“加速”或“减缓”)了碳循环的进程。
(4)生态学家在研究生态系统的物质循环时并不会以某一单独的生态系统为单位,从物质循环特点的角度进行解释,其原因是______________________________。
答案
农作物等固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量
光合作用
分解作用
CO2
加速
物质循环具有全球性
拓展提能
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解析:图中是某农田生态系统中物质循环的过程,人类活动(呼吸、种子、有机肥)对该农田生态系统有影响。①是光合作用,②是分解者的分解作用,③是呼吸作用。
解析
拓展提能
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