2024-2025學年高中生物第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性3生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)學案新人教版必修3

PAGE21-第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)課時素養(yǎng)目標1.以碳循環(huán)為例，構建生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)模型圖。(生命觀念、科學思維)2.運用演繹與推理思維，分析物質(zhì)循環(huán)的特點以及物質(zhì)循環(huán)與能量流淌的關系。(科學思維)3.基于物質(zhì)循環(huán)規(guī)律的學習，運用物質(zhì)循環(huán)原理，科學指導實踐，有效利用生態(tài)系統(tǒng)資源。(科學思維、社會責任)必備學問·自主學習一、物質(zhì)循環(huán)概念1.概念：組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程。2.內(nèi)容：二、碳循環(huán)1.碳的存在形式與循環(huán)形式：(1)在生物群落和無機環(huán)境之間：主要以CO2的形式循環(huán)。(2)在生物群落內(nèi)部：以含碳有機物形式傳遞。(3)在無機環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。2.碳循環(huán)的過程圖解：圖中①②③④表示的過程分別是：①光合作用，②呼吸作用，③呼吸作用，④分解作用。3.溫室效應：結合你對溫室效應的理解，推斷下列關于溫室效應說法正確的是②④⑤⑥。①太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應”②溫室效應主要與化石燃料燃燒和植被破壞有關③溫室效應的加劇是大氣層中臭氧層受到破壞引起的④發(fā)展太陽能、水能以代替煤、石油等燃料，可以防止溫室效應的加?、葸m度的溫室效應能保證地球上的氣溫恒定，適于動植物生存⑥植樹造林，可以減緩溫室效應生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)是可以循環(huán)利用的，為什么農(nóng)夫還須要向農(nóng)田中施加肥料？提示：農(nóng)田由于農(nóng)產(chǎn)品被移出，礦質(zhì)元素不再返回農(nóng)田，養(yǎng)分物質(zhì)變少。要實現(xiàn)作物的持續(xù)生產(chǎn)，必須要向農(nóng)田中施加肥料，否則土壤肥力會耗盡，作物產(chǎn)量也會降低。三、探究“土壤微生物的分解作用”1.材料用具：簇新土壤、蒸餾水、淀粉糊、碘液、斐林試劑。2.試驗流程及結論：項目案例1案例2試驗假設微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實驗設計試驗組對土壤進行高溫滅菌處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液+淀粉糊比照組對土壤不做任何處理B燒杯中加入30mL蒸餾水+等量淀粉糊自變量土壤中是否含微生物土壤中是否含微生物試驗現(xiàn)象在相同時間內(nèi)比照組落葉腐爛程度快于試驗組A燒杯中加入碘液藍色變淡，加入斐林試劑出現(xiàn)磚紅色沉淀；而B燒杯未出現(xiàn)此種試驗現(xiàn)象試驗結論微生物對落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉四、物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的關系判一判：請結合物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的特點和關系，推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)食物鏈和食物網(wǎng)是能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的渠道。(√)(2)生態(tài)系統(tǒng)中先進行物質(zhì)循環(huán)，后發(fā)生能量流淌。 (×)提示：物質(zhì)循環(huán)伴隨能量流淌，沒有先后之分。(3)物質(zhì)作為能量的載體，使能量在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復。(×)提示：能量單向流淌，不能在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復。(4)能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復。 (√)(5)物質(zhì)是能量流淌的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力。(√)(6)物質(zhì)循環(huán)、能量流淌二者相互依存，不行分割。 (√)與碳循環(huán)關系最為親密的兩種細胞器是什么？提示：線粒體、葉綠體。關鍵實力·合作學習學問點一碳循環(huán)及其對環(huán)境的影響

1.碳循環(huán)分析：(1)圖示：碳循環(huán)過程。(2)表解：碳循環(huán)的形式。項目進入生物群落生物群落內(nèi)部返回無機環(huán)境形式CO2含碳有機物CO2方式光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用，分解者的分解作用，化石燃料的燃燒(3)碳元素的傳遞規(guī)律：碳元素在無機環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有生產(chǎn)者與無機環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他成分之間的傳遞都是單向的(推斷生態(tài)系統(tǒng)各成分的依據(jù))。2.溫室效應——碳循環(huán)平衡破壞：(1)成因：①大量化石燃料的運用，大氣中的CO2含量快速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡；②森林、草原等植被大面積被破壞，大大降低了對大氣中CO2的調(diào)整實力。(2)影響：地球氣候異樣，災難性氣候增加，溫度上升，冰川溶化，導致海平面上升，對陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存構成威逼。(3)措施：①削減化石燃料的運用，開發(fā)新的能源，改進能源結構；②植樹造林，增加綠地面積。1.拓展探究：有同學在碳循環(huán)示意圖中看到雙向箭頭，認為碳循環(huán)都是雙向的，你認為這種說法正確嗎？(科學思維)提示：碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者和無機環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分的傳遞都是單向的。2.拓展探究：大氣中的碳元素進入生物群落，除了通過植物的光合作用實現(xiàn)外，還有其他方式嗎？(生命觀念)提示：有，還可以通過化能合成作用實現(xiàn)。(2024·濟南高二檢測)如圖為碳循環(huán)示意圖，甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分，下列敘述正確的是 ()A.碳循環(huán)是指CO2在甲與丙之間不斷循環(huán)的過程B.乙所代表的生物在該生態(tài)系統(tǒng)中均處于其次養(yǎng)分級C.甲、乙、丙共同組成了生態(tài)系統(tǒng)D.生物X可能不具有成形的細胞核，生物Y可能含有線粒體【解題思維】【解析】選D。碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的，A錯誤。乙代表消費者，其所代表的生物可以處于不同的養(yǎng)分級，B錯誤。生態(tài)系統(tǒng)是由生物群落和無機環(huán)境共同組成的，C錯誤。生物X可以代表硝化細菌等，不具有成形的細胞核，生物Y可能是真核類型的微生物，可能含有線粒體，D正確?！緦彺鹫`區(qū)】(1)A選項的易錯點在于對碳循環(huán)的概念模糊：碳循環(huán)指的是碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)過程，生物群落應當包括生產(chǎn)者(甲)、消費者(乙)和分解者(丙)。(2)C選項易錯點在于對生態(tài)系統(tǒng)的組成成分模糊：生態(tài)系統(tǒng)應當包括生物群落和無機環(huán)境，而甲、乙、丙只是構成生物群落?！痉椒ㄒ?guī)律】“三看法”快速確認碳循環(huán)的各環(huán)節(jié)(2024·全國Ⅲ卷)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)包括碳循環(huán)和氮循環(huán)等過程。下列有關碳循環(huán)的敘述，錯誤的是 ()A.消費者沒有參加碳循環(huán)的過程B.生產(chǎn)者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)D.碳在無機環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)【解析】選A。本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)的功能——物質(zhì)循環(huán)。消費者可以加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，消費者通過呼吸作用可以將物質(zhì)從生物群落釋放到無機環(huán)境，A項錯誤；生產(chǎn)者的光合作用可以將無機環(huán)境中的碳固定到生物群落中，B項正確；土壤中微生物作為分解者可以通過呼吸作用將動植物遺體殘骸和枯枝敗葉中的有機物分解為二氧化碳釋放到無機環(huán)境中，C項正確；碳在無機環(huán)境與生物群落之間可以通過光合作用和呼吸作用以CO2形式循環(huán)，D項正確?！狙a償訓練】物質(zhì)循環(huán)具有全球性，近年來越來越多的被人們關注。下列關于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的敘述，錯誤的是 ()A.低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環(huán)的平衡B.物質(zhì)循環(huán)是在生產(chǎn)者、消費者、分解者之間進行的C.碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部是以含碳有機物的形式傳遞D.生物圈不須要從外界獲得物質(zhì)補給，就能長期維持其正常功能【解析】選B。由于化石燃料的大量開采運用，使碳循環(huán)不平衡，導致溫室效應的發(fā)生，因此低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環(huán)的平衡，A正確；物質(zhì)循環(huán)應是在無機環(huán)境與生物群落之間進行的，B錯誤；碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部是以含碳有機物的形式傳遞，C正確；在生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)是可以往復循環(huán)的，因此生物圈不須要從外界獲得任何物質(zhì)補給，就能長期維持其正常功能，D正確。學問點二能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的關系

1.能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的關系圖解：2.能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)分與聯(lián)系：項目能量流淌物質(zhì)循環(huán)形式太陽能→化學能→熱能過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流淌在無機環(huán)境與生物群落之間反復循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各養(yǎng)分級全球(生物圈)特點單向流淌、逐級遞減全球性、循環(huán)性聯(lián)系(1)能量的固定、儲存、轉移和釋放離不開物質(zhì)的合成與分解等過程。物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流淌。能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落和無機環(huán)境之間不斷地循環(huán)來回。(2)總體上來說，二者之間是相互依存、不行分割，并且同時進行的關系。1.拓展探究：物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的主要渠道相同嗎？(生命觀念)提示：相同，均是食物鏈和食物網(wǎng)。2.拓展探究：生產(chǎn)者和消費者的呼吸作用、分解者的分解作用中向無機環(huán)境釋放的物質(zhì)和能量可以被重新利用嗎？(科學思維)提示：物質(zhì)可以被生產(chǎn)者重新利用從而進入生物群落，但能量不能再次被生產(chǎn)者利用，即物質(zhì)是可以循環(huán)的，能量流淌是單向的。下列關于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的敘述中，正確的是 ()A.運用糞便做肥料，糞便中的能量可以流向植物，從而實現(xiàn)了對能量的多級利用B.一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%～20%的能量流入狼的體內(nèi)C.碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的D.食物鏈中，生物所處的養(yǎng)分級越高，其數(shù)量肯定越少【解題思維】【解析】選C。運用糞便做肥料實現(xiàn)了對物質(zhì)的循環(huán)利用，植物沒有獲得糞便中的能量，A錯誤。一只狼捕食了一只兔子，兔子和狼不能代表一個養(yǎng)分級的全部生物，所以二者的能量傳遞效率不滿意10%～20%，B錯誤。碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的，C正確。食物鏈中，生物所處的養(yǎng)分級越高，其數(shù)量一般越少，但也有特別狀況，如蟲吃樹葉，但蟲的數(shù)量多于樹，D錯誤?！緦彺鹫`區(qū)】(1)A選項易錯點在于對能量流淌的過程理解錯誤：能量流淌是單向的且能量流淌只在食物鏈(網(wǎng))中傳遞，不進入分解者中。(2)D選項易錯點在于能量金字塔與數(shù)量金字塔的形態(tài)混淆：數(shù)量金字塔一般為正金字塔形，但也會出現(xiàn)倒金字塔形，如蟲吃樹葉，但蟲的數(shù)量多于樹。【母題追問】(1)微生物的分解作用與細胞呼吸等同嗎？請說明理由。提示：不能完全等同。微生物分解作用包括細胞外和細胞內(nèi)的有機物的分解；而細胞呼吸指的僅僅是細胞內(nèi)的呼吸作用。(2)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，沼渣、沼液作為肥料還田，能使能量循環(huán)利用嗎？請說明理由。提示：不能。沼液和沼渣可以為農(nóng)作物供應肥料，加速了物質(zhì)循環(huán)，且能量不能循環(huán)利用。(2024·南通高二檢測)關于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流淌敘述不正確的是()A.生產(chǎn)者可通過光合作用合成有機物，使能量從無機環(huán)境流入生物群落B.在一個食物網(wǎng)中碳元素主要以CO2的形式由一個養(yǎng)分級傳給下一個養(yǎng)分級C.能量在生物群落內(nèi)的流淌具有單向性和逐級遞減的特點D.能量流淌和物質(zhì)循環(huán)同時進行、相互依存、不行分割【解析】選B。生產(chǎn)者可通過光合作用合成有機物，將光能轉化為化學能儲存在有機物中，使能量從無機環(huán)境流入生物群落，A正確。在一個食物網(wǎng)中碳元素主要以有機物的形式由一個養(yǎng)分級傳給下一個養(yǎng)分級，B錯誤。能量流淌具有單向性和逐級遞減的特點，C正確。生態(tài)系統(tǒng)的功能中，物質(zhì)循環(huán)和能量流淌同時進行、相互依存、不行分割，D正確。【補償訓練】如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“→”表示碳的流淌方向。下列敘述不正確的是 ()A.在碳循環(huán)過程中，同時伴隨著能量流淌B.由于某種緣由造成圖中E生物數(shù)量大量削減，推想短期內(nèi)與之相鄰的兩個養(yǎng)分級生物數(shù)量發(fā)生的改變是D增多，F(xiàn)削減C.該生態(tài)系統(tǒng)的消費者包括圖中的D、E、F、BD.A→C過程中碳主要以CO2的形式進行流淌，F(xiàn)→B過程中碳元素主要以含碳有機物的形式進行流淌【解析】選C。物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)循環(huán)總是伴隨著能量流淌同時進行，不行分割，A項正確。依據(jù)題圖分析可以知道食物鏈為A→D→E→F，若E生物數(shù)量大量削減，則短期內(nèi)生物數(shù)量發(fā)生的改變是D增多，F(xiàn)削減，B項正確。A是生產(chǎn)者，C是無機環(huán)境中的二氧化碳，B是分解者，D、E、F是消費者，C項錯誤。A→C過程指的是生產(chǎn)者到無機環(huán)境的過程，碳元素主要以CO2形式進行流淌；F→B過程指的是消費者到分解者的過程，碳元素主要是以含碳有機物的形式進行流淌，D項正確。核心素養(yǎng)·情境探究1.【生活情境】現(xiàn)如今綠色、低碳發(fā)展已成為一種新型理念，這種理念已漸漸成為推動養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展的驅動力。某市一農(nóng)場構建了立體生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖場：稻田養(yǎng)泥鰍，田邊種絲瓜，秸稈種蘑菇，全程運用農(nóng)家肥且杜絕運用農(nóng)藥，既實現(xiàn)了綠色防控，又實現(xiàn)了養(yǎng)殖業(yè)高效、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、健康、平安的可持續(xù)發(fā)展目標。(1)泥鰍在稻田里上下游動可以松土，往往能提高肥效，請分析緣由。(答出一點即可)(科學思維)提示：松土能提高土壤的含氧量，促進植物根部汲取礦質(zhì)元素；促進微生物的分解作用，加快物質(zhì)循環(huán)。(2)從生態(tài)系統(tǒng)主要功能的角度分析，這種養(yǎng)殖模式的好處是什么？(生命觀念、科學思維)提示：較好地實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，同時提高了能量的利用率。2.【素材情境】為有效防治土地沙漠化、提高森林覆蓋率，我國北方某地用飛機在植被稀有的荒山分批播種馬尾松，之后封山育林，禁止放牧和采伐。探討者對不同年限的森林進行了調(diào)查。(1)對不同年限的森林進行調(diào)查后發(fā)覺，封育年限長的森林，土壤肥力顯著提高了，請嘗試從物質(zhì)循環(huán)的角度分析可能的緣由有哪些。(科學思維)提示：積累的樹木凋落物被生態(tài)系統(tǒng)成分中的分解者利用，將有機物分解為無機物，并且封閉后物質(zhì)不再從森林中流出，提高了土壤肥力。(2)近年來，為了人類的可持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)外實行了碳匯制度，把森林的生態(tài)價值經(jīng)濟化，由高耗能企業(yè)向林場出資購買肯定量的碳匯以抵消相應CO2排放量。請從企業(yè)和林場兩方面分析此項舉措如何從整體上實現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。(科學思維、社會責任)提示：碳匯制度一方面可以提高高耗能企業(yè)的成本，督促其技術升級、削減CO2排放量，另一方面可以提高林場收入，提高植樹造林主動性，有利于植樹造林工作的開展，從而在整體上實現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。課堂檢測·素養(yǎng)達標1.物質(zhì)循環(huán)和能量流淌既有區(qū)分又有聯(lián)系，下列關于物質(zhì)循環(huán)和能量流淌敘述，錯誤的是_______。

①光合作用推動碳循環(huán)過程，促進了生物群落中的能量循環(huán)②碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行③能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的特點相同④能量的固定、轉移和釋放都離不開物質(zhì)的合成和分解⑤只有在光照條件下，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流淌才是同時進行的⑥物質(zhì)是能量流淌的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力【解析】選①③⑤。能量不行以循環(huán)利用，①錯誤；碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行，②正確；能量流淌是單向流淌、逐級遞減的，物質(zhì)循環(huán)具有循環(huán)性，③錯誤；物質(zhì)作為能量的載體，能量的固定、轉移和釋放都離不開物質(zhì)的合成和分解，物質(zhì)的合成和分解，也必定伴隨著能量的儲存與釋放，④正確；有無光照，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流淌都是同時進行的，⑤錯誤；物質(zhì)是能量流淌的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，⑥正確。2.(2024·昆明高二檢測)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，其物質(zhì)是指 ()A.細胞中的蛋白質(zhì)和核酸B.組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素C.組成生物體的各種元素D.組成細胞的各種化合物【解析】選B。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指基本元素的循環(huán)，不是指化合物的循環(huán)，A錯誤，D錯誤。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素在生物群落和無機環(huán)境間的循環(huán)，而不是生物體的各種元素，B正確，C錯誤。3.(2024·大慶高二檢測)在浮游植物→浮游動物→魚這條食物鏈中，碳是以哪種形式流淌的 ()A.二氧化碳 B.有機物C.碳酸鹽 D.二氧化碳和有機物【解析】選B。浮游植物、浮游動物和魚都屬于生物群落，而碳在生物群落內(nèi)部以含碳有機物的形式流淌。因此，在浮游植物→浮游動物→魚這條食物鏈中，碳的流淌形式是有機物。4.生物群落中的碳返回大氣的途徑不包括 ()A.植物的光合作用 B.植物的呼吸作用C.消費者的呼吸作用 D.微生物的分解作用【解析】選A。碳元素通過植物的光合作用從無機環(huán)境進入生物群落，A符合題意；植物、消費者通過呼吸作用將碳元素返回大氣，B、C不符合題意；微生物通過分解作用將碳元素返回大氣，D不符合題意。5.在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，既能使CO2進入生物群落，又能使CO2釋放到大氣中的生物是 ()A.綠色植物 B.植食動物C.肉食動物 D.營腐生生活的真菌【解析】選A。綠色植物通過光合作用使CO2進入生物群落，通過呼吸作用使CO2釋放到大氣中去，A正確；植食動物只能通過呼吸作用使CO2釋放到大氣中去，B錯誤；肉食動物只能通過呼吸作用使CO2釋放到大氣中去，C錯誤；營腐生生活的真菌是分解者，只能通過分解作用使CO2釋放到大氣中去，D錯誤。6.(2024·天津高二檢測)關于生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，下列說法正確的是()A.碳循環(huán)具有全球性B.分解者不參加碳循環(huán)C.碳只能通過動植物的呼吸作用返還到無機環(huán)境D.碳在循環(huán)中只有二氧化碳一種形式【解析】選A。碳循環(huán)是從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程，具有全球性，A正確。分解者通過分解含碳有機物參加碳循環(huán)過程，含碳有機物被分解者轉化為二氧化碳進入大氣中，進行下一次循環(huán)，B錯誤。分解者可將含碳有機物分解為二氧化碳，所以碳還能通過分解者的分解作用返還到無機環(huán)境，C錯誤。碳被生產(chǎn)者固定后，可以轉化為含碳有機物的形式，D錯誤。7.如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，下列敘述錯誤的是 ()A.D代表了大氣中的CO2庫B.C是生態(tài)系統(tǒng)的基石C.B代表的生物都是微生物D.物質(zhì)循環(huán)是指元素在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)【解析】選C。題圖中D代表了大氣中的CO2庫，A正確；C代表了生產(chǎn)者，是生態(tài)系統(tǒng)的基石，B正確；B是分解者，代表的生物是營腐生生活的細菌、真菌或動物，C錯誤；物質(zhì)循環(huán)是指元素在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)，D正確。8.如圖表示生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，請據(jù)圖回答：(1)大氣中CO2進入生物群落是通過圖中_______(填序號)實現(xiàn)的。

(2)碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)形式主要是_______；在生物群落內(nèi)部，碳元素以_______的形式進行流淌。

(3)進行①過程的生物在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_________。

(4)人類活動對碳循環(huán)干擾最大的是________________途徑，這一干擾增加了_______的含量，造成的主要環(huán)境問題是________________。

【解析】分析圖形可知，①代表分解者的分解作用，②③是呼吸作用，④是光合作用，⑤是化石燃料的燃燒。(1)大氣中CO2進入生物群落是通過圖中④實現(xiàn)的。(2)碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間主要是以CO2的形式循環(huán)。在生物群落內(nèi)部，是以含碳有機物的形式進行流淌的。(3)進行①過程的生物在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是分解者。(4)人類活動對碳循環(huán)干擾最大的是過程⑤化石燃料的燃燒，這一干擾使CO2在短時間內(nèi)大量增多，打破了碳循環(huán)平衡，造成了溫室效應。答案：(1)④(2)CO2有機物(3)分解者(4)煤和石油等化石燃料的燃燒CO2溫室效應課時素養(yǎng)評價十八生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(20分鐘·70分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分)1.(2024·溫州高二檢測)從生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)角度看，人體內(nèi)碳元素的根原來源是 ()A.大氣中的CO2 B.生產(chǎn)者C.分解者 D.消費者【解析】選A。從同化作用角度考慮人是異養(yǎng)型生物，體內(nèi)的碳元素干脆來源于食物中的有機物，而食物中的有機物歸根結底來源于植物的光合作用，光合作用產(chǎn)生的有機物中碳的來源是大氣中的CO2。2.(2024·太原高二檢測)對生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的理解，錯誤的是()A.能量流淌是單方向的，物質(zhì)是循環(huán)流淌的B.能量流淌和物質(zhì)循環(huán)是兩個獨立的過程C.能量流淌和物質(zhì)循環(huán)都是沿食物鏈和食物網(wǎng)進行的D.能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程【解析】選B。能量流淌具有單向流淌、逐級遞減的特點，物質(zhì)循環(huán)具有循環(huán)性、全球性的特點，A正確。物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，兩者親密聯(lián)系、相互依存，B錯誤。生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌和物質(zhì)循環(huán)都是沿食物鏈和食物網(wǎng)進行的，C正確。能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程，D正確。3.如圖是自然界碳循環(huán)的簡圖。圖中的甲、乙、丙各代表什么 ()A.甲為生產(chǎn)者，乙為分解者，丙為消費者B.甲為消費者，乙為分解者，丙為生產(chǎn)者C.甲為分解者，乙為生產(chǎn)者，丙為消費者D.甲為生產(chǎn)者，乙為消費者，丙為分解者【解析】選A。甲能利用大氣中的CO2，所以甲是生產(chǎn)者。甲、丙都有碳流向乙，所以乙為分解者。丙接受來自甲的碳，是異養(yǎng)生物，但不是分解者，所以丙是消費者。4.(2024·大同高二檢測)圖a、b分別是農(nóng)村和城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量(生命物質(zhì)總量)金字塔示意圖。下列敘述正確的是 ()A.兩個生態(tài)系統(tǒng)的兩大重要功能是能量流淌和物質(zhì)循環(huán)B.兩個生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結構均由三個養(yǎng)分級組成C.圖b可表示能量金字塔，也可表示個體數(shù)量金字塔D.流經(jīng)兩個生態(tài)系統(tǒng)的總能量均是其植物所固定的太陽能【解析】選A。兩個生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能是能量流淌和物質(zhì)循環(huán)，A正確。在兩個生態(tài)系統(tǒng)中，圖示的是生命物質(zhì)總量金字塔，不是能量金字塔，養(yǎng)分結構中不肯定只有三個養(yǎng)分級，或許更多，B錯誤。養(yǎng)分級越高，能量越少，圖b不能表示能量金字塔，C錯誤。流經(jīng)農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)的總能量為植物所固定的太陽能，由于城市生態(tài)系統(tǒng)中耕地較少，生產(chǎn)者中能供應食物的較少，流經(jīng)城市生態(tài)系統(tǒng)的能量中，外界有機物輸入較多，例如：市民吃的蔬菜、水果、面粉等食物均為外來輸入，D錯誤。5.(2024·全國Ⅰ卷)土壤小動物對動植物遺體的分解起著重要的作用。下列關于土壤小動物的敘述，錯誤的是 ()A.調(diào)查身體微小、活動力強的小動物數(shù)量常用標記重捕法B.土壤中小動物類群的豐富度高，則該類群含有的物種數(shù)目多C.土壤小動物的代謝活動會影響土壤肥力，進而影響植物生長D.土壤小動物呼吸作用產(chǎn)生的CO2參加生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)【解析】選A。本題綜合考查群落的物種組成、豐富度及其相關試驗、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。調(diào)查身體微小、活動力強的小動物數(shù)量通常用取樣器取樣法，A項錯誤；豐富度是衡量群落中物種數(shù)目多少的指標，因此土壤中小動物類群的豐富度高，則該類群含有的物種數(shù)目多，B項正確；土壤小動物多為分解者，其代謝活動能分解有機物，產(chǎn)生無機鹽，可以供植物汲取利用，C項正確；土壤小動物呼吸作用產(chǎn)生的CO2可以參加生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)，且在碳循環(huán)中發(fā)揮重要作用，D項正確。6.“落紅不是無情物，化作春泥更護花”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的原理。依據(jù)這一原理，下列敘述正確的是 ()A.物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成細胞的各種化合物B.物質(zhì)循環(huán)中的“循環(huán)”是在食物鏈和食物網(wǎng)之間進行的C.傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的耕地技術可以加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)D.物質(zhì)是能量的載體，物質(zhì)循環(huán)也可以讓能量循環(huán)利用【解析】選C。物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成細胞的C、H、O、N、P、S等元素，A項錯誤；物質(zhì)循環(huán)中的“循環(huán)”是在生物群落和無機環(huán)境之間進行的，B項錯誤；傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的耕地技術，進行松土，促進分解者的分解作用，進而加快了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，C項正確；物質(zhì)是能量的載體，生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是單向的，不能循環(huán)利用，D項錯誤?！菊`區(qū)警示】(1)參加物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的元素。(2)物質(zhì)循環(huán)流淌，能量單向流淌不循環(huán)，所以不能說能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。7.(2024·漳州高二檢測)科學家把“末日之鐘”的時間從晚11點53分調(diào)至晚11點55分，警示氣候改變構成的威逼“接近核武器的可怕水平”，“溫室效應”將給人類帶來災難。下面有關溫室效應的敘述不恰當?shù)氖?()A.化石燃料的燃燒是導致溫室效應的主要緣由B.碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)C.碳元素在生物群落中主要以含碳有機物的形式存在D.植樹造林、退耕還林是解決溫室效應的最主要措施【解析】選D?；剂系娜紵菍е聹厥倚闹饕売?，A正確。碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，B正確。碳元素在生物群落中主要以含碳有機物的形式存在，C正確。降低CO2排放是解決溫室效應的最主要措施，D錯誤。8.如圖表示生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分過程，下列敘述錯誤的是 ()A.A是生產(chǎn)者，D是分解者B.圖中箭頭可以表示碳元素的流淌方向C.碳在①②③④過程中都是以有機物的形式進行的D.圖中A、B、C、D代表的生物共同構成生物群落【解析】選C。依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中各組分的關系可知，圖中A是生產(chǎn)者，D是分解者，A正確；圖中箭頭可以表示碳元素的流淌方向，B正確；碳在①②③過程中都是以有機物的形式進行的，而在④過程中是以CO2的形式進行的，C錯誤；群落是該環(huán)境中全部生物的總和，即由圖中A、B、C、D代表的生物共同構成，D正確?！狙a償訓練】如圖表示某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)部分物質(zhì)循環(huán)過程。該系統(tǒng)獲得了魚、豬、蠶和糧食的全面豐收。下列敘述錯誤的是 ()A.豐收的主要緣由是各養(yǎng)分級間的能量傳遞效率高B.蠶糞便喂魚、魚粉喂豬均實現(xiàn)了能量的多級利用C.糞便、塘泥作肥料歸田，實現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生D.圖中至少有兩條食物鏈【解析】選A。豐收的主要緣由是實現(xiàn)了能量的多級利用，A錯誤，B正確；糞便、塘泥作肥料歸田，實現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生，C正確，圖中食物鏈有?！Q、稻→豬等，D正確。9.(2024·大慶高二檢測)為探究落葉是否在土壤微生物的作用下腐爛，下列各項構成了一個試驗設計，其中不符合試驗目的的步驟是 ()A.可選擇帶有落葉的土壤為試驗材料，篩出落葉和土壤B.將落葉平均分成兩份，把土壤也平均分成兩份C.將滅菌的落葉設為試驗組，不做處理的落葉設為比照組D.將落葉分別埋入兩組土壤中，視察腐爛狀況【解析】選C。分解落葉的微生物往往在含有落葉的土壤中分布較多，所以可選擇帶有落葉的土壤為試驗材料，篩出落葉和土壤，A正確。由試驗目的可知，試驗分兩組，一組試驗組，一組比照組，所以要將落葉平均分成兩份，把土壤也平均分成兩份，B正確。應當把土壤分成兩組，將滅菌的土壤設為試驗組，不做處理的土壤設為比照組，C錯誤。將落葉分別埋入兩組土壤中，視察腐爛狀況，D正確?！狙a償訓練】一位同學要探究土壤微生物能否分解農(nóng)藥，并盡快得出試驗結論，用“敵草隆”(一種除草劑)進行試驗：取等量砂土分裝于相同的兩個容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌。下列敘述正確的是 ()A.向a、b組噴入等量的“敵草隆”，再置于同一恒溫箱中培育相同時間B.檢測“敵草隆”的消逝狀況，預料a組的“敵草隆”全部消逝，b組的基本不變C.只用砂土試驗效果比用幾種典型土壤混合后的好D.再增加c組作為比照，不噴入“敵草隆”，其他處理與b組相同【解析】選A。本試驗的自變量是有無土壤微生物，而“敵草隆”的運用量和培育條件是無關變量，無關變量應保持一樣且相宜，所以應向a、b中噴入等量“敵草隆”，再置于同一恒溫箱中培育相同時間，A項正確；a組土壤經(jīng)過高壓滅菌，不含微生物，不能將“敵草隆”分解，預料a組的“敵草隆”基本不變，b組不滅菌，存在土壤微生物，可能將“敵草隆”分解，預料b組的“敵草隆”全部消逝，B項錯誤；不同的土壤，微生物的種類和數(shù)量不同，只用砂土試驗效果不如幾種典型土壤混合后的好，C項錯誤；本試驗是驗證土壤中的微生物對農(nóng)藥具有分解作用，若不噴入“敵草隆”，則不能證明土壤中的微生物有此種作用，D項錯誤。10.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分示意圖，下列說法不正確的是()A.物質(zhì)循環(huán)伴隨著能量的流淌B.能完成該循環(huán)的生物肯定含有葉綠體和線粒體C.a、b所示的物質(zhì)循環(huán)具有全球性D.進行a過程的生物是自養(yǎng)型生物【解析】選B。能量流淌和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，二者是同時進行的，物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物網(wǎng)流淌；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)來回，A正確；能完成該循環(huán)的生物既可以進行呼吸作用，又可以進行光合作用，因此屬于植物或藍藻，藍藻屬于原核生物，沒有葉綠體和線粒體，但具有有氧呼吸酶和光合作用相關酶，因此可以完成該循環(huán)，B錯誤；圖示為生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)，具有全球性，C正確；進行光合作用或化能合成作用過程的生物均可以自主合成有機物，以供自身所需，因此是自養(yǎng)型生物，D正確。【互動探究】(1)若上題圖中a、b分別代表某些生物的生理活動，則分別指什么生理活動？提示：a過程為利用空氣中的二氧化碳合成糖類，即光合作用或者化能合成作用；b過程為分解糖類產(chǎn)生二氧化碳，即呼吸作用和分解作用。(2)上題圖中b過程除了代表某些生物的生理活動，還可以代表什么？提示：化石燃料的燃燒。二、非選擇題(共2小題，共30分)11.(15分)圖1是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)部分示意圖，其中甲、乙、丙、丁組成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落；圖2是一個由5種生物組成的食物網(wǎng)；圖3所示為?；~塘農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流淌，圖中字母代表相應能量。據(jù)圖回答以下問題：(1)物質(zhì)循環(huán)與能量流淌之間的相互內(nèi)在關系是__________________。

(2)圖1中缺少兩個重要過程，請用文字和箭頭的形式補充：________、___________。

(3)若圖2中的乙大量削減，則短期內(nèi)戊的數(shù)量會_________。

(4)圖3中的C和B1+C1+D1可表示桑樹和蠶用于_____________的能量。蠶沙(糞便)投入魚塘供應魚食用，蠶沙中同化的能量屬于第_______養(yǎng)分級所含的能量。

【解析】(1)物質(zhì)循環(huán)以能量流淌作為動力，能量流淌以物質(zhì)循環(huán)作為載體。(2)圖1中，丁是生產(chǎn)者，甲和乙是消費者，丙是分解者，因此圖中還缺少無機環(huán)境→丁的光合作用過程和甲→丙的分解作用過程。(3)圖2中，若乙數(shù)量大量削減，則丙同化的能量增多、個體數(shù)量增加，進一步導致戊數(shù)量增多。(4)圖3中，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量，應是A；桑樹呼吸作用所散失的熱能可用B表示，圖中的C表示凈光合作用，是桑樹生長、發(fā)育、繁殖等生命活動所需的能量，B1+C1+D1等于蠶用于自身生長、發(fā)育、繁殖等生命活動的能量。蠶沙中所含的能量是蠶未同化的能量，仍屬于其上一個養(yǎng)分級，即屬于第一養(yǎng)分級所含的能量。答案：(1)物質(zhì)循環(huán)以能量流淌作為動力，能量流淌以物質(zhì)循環(huán)作為載體(2)無機環(huán)境→丁甲→丙(3)增加(4)自身生長、發(fā)育、繁殖等生命活動一12.(15分)如圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖。近年來大氣中CO2含量持續(xù)增長，成為當前人們最關切的環(huán)境問題之一?？茖W工作者利用動植物遺體和動物的排遺物，在沒有氧氣的狀況下高溫處理，制成“生物炭”。“生物炭”可以穩(wěn)定地固定碳元素長達數(shù)百年，且具備土壤改良功能?；卮鹣铝袉栴}：(1)碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)過程，主要通過_______、_______(填生理過程)來完成。

(2)“生物炭”的制作可以使圖中_______(填序號)產(chǎn)生的_______削減，有助于緩解溫室效應。

(3)當前提倡的“低碳生活”主要指削減圖中_______(填序號)的CO2排放。

(4)在生態(tài)系統(tǒng)能量流淌過程中，圖中④產(chǎn)生的能量一部分以_______的形式散失，而制作“生物炭”過程，除獲得“生物炭”外，還可獲得發(fā)電燃料和原油代替品，從而提高了________。

【解析】(1)碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)過程，主要通過光合作用和呼吸作用來完成。(2)圖中①指的是光合作用，②指的是捕食?！吧锾俊钡闹谱骺梢允箞D中④分解者分解作用產(chǎn)生的CO2削減，有助于緩解溫室效應。(3)當前提倡的“低碳生活”主要指削減