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第3节　生态系统的物质循环
课标内容　1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环。2.举例说明利用物质循环规律人们能够更加科学地规划和有效地利用生态系统中资源的途径。3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
一、碳循环
1.碳循环
图中：①________，②________，③______，④________，⑤________。
2.物质循环
[辨正误]
1.碳在生物群落内主要以有机物的形式存在。(　　)
2.碳在生物群落内部可以实现循环。(　　)
3.生态系统的生物成分中，只有消费者可以加快物质循环。(　　)
4.物质循环具有全球性，物质循环的范围是生物圈。(　　)
阅读教材P61～62“思考讨论”，回答下列问题。
(1)碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？__________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)结合教材图3－10，用关键词、线段、箭头等完善碳循环示意图。
1.碳循环分析
(1)图示碳循环过程
(2)表解碳循环过程
项目 进入生物群落 生物群落内部 返回非生物环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用和化能合成作用 营养关系 生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧
(3)碳元素的传递规律：碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系统各成分的依据)。
(4)碳循环的“物质”特指碳元素，而不是二氧化碳，因为碳在生态系统中有很多存在形式，如有机物中的碳、二氧化碳、碳酸盐等。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.碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)成因
①对化石燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。
②植被大面积被破坏，降低了对大气中 CO2的调节能力。
(2)危害：加快极地和高山冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。
(3)缓解措施
①植树造林，增加绿地面积。
②开发清洁能源，减少化石燃料的燃烧。
【学以致用】
1.如图为生态系统中碳循环的模式图，下列叙述错误的是(　　)
A.1代表生产者，6代表光合作用或化能合成作用
B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1
D.1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环
“三看法”快速确认碳循环的各环节
　　　
2.(2024·四川眉山期末)中国宣布将于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。下列相关叙述错误的是(　　)
A.积极推进植树造林、开发新能源、禁止CO2的排放是达成碳中和目标的主要措施
B.大气中CO2浓度增加，可能引起全球气候变暖，导致温室效应加剧
C.自然生态系统中，摄取碳的速率与释放碳的速率大致相等，可维持碳循环的平衡
D.生态系统碳循环是组成生物体的碳元素在生物群落和无机环境之间循环往复的过程
二、生物富集、能量流动和物质循环的关系
1.生物富集
2.能量流动和物质循环的关系
[辨正误]
1.镉、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩。(　　)
2.能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。(　　)
3.生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。(　　)
4.沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。(　　)
1.资料：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度。
据图分析，写出分析结果__________________________________________________。
这种现象称作________。
2.进入生物体的铅为什么不能较快地通过食物链回归非生物环境而在生物体内富集呢？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.资料：某铅污染地区，水体和各种生物体内铅含量：
据图分析，写出分析结果：__________________________________________________。
这种现象称作________。
1.生物富集特点
(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)有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高。
2.物质循环与能量流动的关系
(1)图示关系
(2)表示关系
项目 能量流动 物质循环
过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境与生物群落间循环往复
范围 生态系统各营养级 全球性
特点 单向流动、逐级递减 全球性，循环性
联系 ①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解等过程； 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循环往返的动力。 总之，二者互为因果，相互依存，具有不可分割的联系
【学以致用】
3.多氯联苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有机物，有强致畸性，青岛近海海域及生物体内PCB的含量如表。下列叙述错误的是(　　)
采样点 海域PCB平均含量/(ng·g－1) 肌肉组织PCB平均含量/(ng·g－1)
鱼类 软体类 虾类
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A.PCB在生物体内积累造成生物富集现象
B.根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C.若PCB扩散到远海水域，则体现了物质循环具有全球性
D.PCB污染说明PCB在环境中的存在形式不稳定
4.下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，错误的是(　　)
A.物质为能量的载体，使能量在生物群落与非生物环境之间循环往返
B.能量作为动力，使物质在生物群落与非生物环境之间循环往返
C.物质循环的过程中伴随着能量流动
D.二者相互依存，不可分割
三、探究土壤微生物的分解作用
1.阅读教材P65～66“思考讨论”，完成案例1、案例2表格的填写。
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
提出问题 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
实验假设 落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
实验设计 自变量 土壤中是否含微生物
实验组 对土壤高温处理(灭菌)
对照组 对土壤不做任何处理(自然状态)
实验现象 相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
结论分析 ________________________
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题 土壤微生物能分解淀粉吗？
实验假设 土壤微生物能分解淀粉
实验设计 自变量 土壤中是否含有________的微生物
实验组 A杯中加入等量淀粉糊＋30 mL土壤浸出液
对照组 B杯中加入等量淀粉糊＋30 mL________
实验现象 加入碘液 A1 不变蓝
B1 ______
加入斐林试剂 A2 产生砖红色沉淀
B2 ________________
结论分析 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
2.案例1中对实验组应如何处理，处理目的是什么？____________________________________
【学以致用】
5.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述错误的是(　　)
组别 1组 2组 3组 4组
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.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
C.若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D.预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度地分解
6.下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的实验，设计不合理的是(　　)
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后再处理淀粉糊
C.应在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖
1.(2024·四川乐山期末)下列有关碳循环的叙述错误的是(　　)
A.生产者合成的含碳有机物通过食物链(网)被各级消费者所利用
B.碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C.CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性
D.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上的森林生态系统
2.(2024·河南豫南九校期末)科学家们特别强调，人类活动引发的气候变暖“是仅次于核武器，排名第二的威胁”。就是说，“温室效应”将给人类带来灾难。下面有关温室效应的叙述不恰当的是(　　)
A.化石燃料的燃烧加剧了温室效应
B.碳元素在生物群落和非生物环境之间以CO2的形式循环
C.碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在
D.植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施
3.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。下列相关叙述错误的是(　　)
A.铅能沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端
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.铅最终通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和燃烧等返回非生物环境
D.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
4.(2024·河南开封五校联考)某同学利用学校花园土壤研究“土壤中微生物对枯枝落叶的分解作用”。下列相关叙述正确的是(　　)
A.土壤中的微生物均依靠分解土壤中的有机物而获取能量
B.该实验中对照组为高温灭菌后的土壤，实验组为不作任何处理
C.为防止土壤理化性质的改变，实验所用土样应敞开置于室温下保存
D.用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的淀粉溶液蓝色变浅
5.近百年来，随着大气CO2浓度不断增加，全球变暖加剧。为减缓全球变暖，我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标，彰显了大国责任。
(1)增加碳存储是实现碳中和的重要举措，碳存储离不开碳循环。生态系统的碳循环是指碳元素在____________________之间循环往复的过程。生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是生产者通过______________________________________________
________________________________________________________________________，
消费者通过食物网(链)摄食获取有机物，分解者通过____________________________
________________________________________________________________________。
(2)为提高湿地碳存储，可以根据物种在湿地群落中的生态位差异，适时补种适量能够适应本地的物种，以改变群落演替的________。
(3)从物质循环特点的角度分析，要实现“碳达峰”和“碳中和”需要世界各国共同参与环境保护，理由是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第3节　生态系统的物质循环
一、
自主梳理
1.光合作用　呼吸作用　消费者　呼吸作用　分解作用
2.C、H、O、N、P、S　全球性　种养结合
辨正误
1.√
2.×　提示：碳循环发生在生物群落和非生物环境之间。
3.×　提示：生产者、消费者、分解者均可加快物质循环。
4.√
合作探究
(1)提示：碳在非生物环境中主要是CO2、碳酸盐的形式存在，碳在生物体内主要以有机物的形式存在。
(2)提示：非生物环境中的碳元素以二氧化碳的形式通过光合作用形成有机物进入生产者体内；消费者通过捕食，使食物中的有机物进入消费者体内；生产者、消费者遗体和排遗物中的有机物可以被分解者分解利用。生产者、消费者和分解者都通过呼吸作用将有机物分解为二氧化碳等，使碳元素返回非生物环境。
(3)提示：如图所示
学以致用
1.B　[分析题图：1、2、3都有箭头指向4，4是二氧化碳库，根据双向箭头可判断出1是生产者；其次判断分解者，分解者除了一个箭头指向4外，其他箭头都指进来，因此3为分解者；其余均为消费者，即2为消费者；5是呼吸作用，7是呼吸作用，6代表光合作用或化能合成作用，A正确；碳元素在1、2、3生物群落之间是以含碳有机物的形式传递的，而它们与4之间是以CO2的形式传递的，B错误；生产者所含的有机物最多，在食物链中占有碳元素最多，所以在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1(生产者)，C正确；1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环，D正确。]
2.A　[积极推进植树造林、开发新能源是达成碳中和目标的主要措施，可减少CO2的排放，但不能禁止，A错误；工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是海平面上升，极端天气出现频率增加，影响全球生态系统，导致温室效应加剧，B正确；在自然生态系统中，生产者通过光合作用和化能合成作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持碳循环的平衡，C正确。]
二、
自主梳理
1.某种元素或难以降解的化合物　超过环境浓度　越大　全球性
2.全球性　循环往复　逐级递减　同时进行　载体　食物链(网)　动力　生物群落和非生物环境
辨正误
1.√
2.×　提示：物质可以循环利用，但能量不能反复利用。
3.×　提示：生态系统的物质循环和能量流动同时进行，彼此相互依存，不可分割。
4.√
合作探究
1.提示：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度　生物富集
2.提示：进入生物体内的铅，能够形成多种比较稳定的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被生物体排出。
3.提示：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高　生物富集
学以致用
3.D　[由题意可知，PCB不易被降解，其在环境中的存在形式较稳定，在生物体内积累造成生物富集现象，A正确，D错误；有毒物质会沿食物链流动并逐级积累，营养级越高有毒物质积累越多，由表可知，鱼类肌肉组织PCB平均含量最多，所以鱼类可能处于较高营养级，B正确；若PCB扩散到远海水域，则可随洋流等扩散至全球，体现了物质循环具有全球性，C正确。]
4.A　[生态系统中物质是能量的载体，但能量不能在生物群落与非生物环境之间循环往返，A错误。]
三、
合作探究
1.土壤微生物对落叶有分解作用　分解淀粉　蒸馏水　变蓝　不产生砖红色沉淀
2.提示：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如，将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理一小时。)
学以致用
5.C　[若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，则1、2组对照可探究湿润土壤中微生物对落叶的分解作用，3、4组对照可探究较干燥土壤中微生物对落叶的分解作用，其中2组和4组均为未经灭菌处理的空白对照，属于对照组，1组和3组为实验组，C错误；1、3组的土壤经灭菌后，其中的微生物会被杀死，而土壤中的微生物主要充当分解者，因此预测这两组的落叶不被分解，而2、4组的土壤中含有微生物，但是土壤湿度不同，所以落叶被分解的程度不同，D正确。]
6.B　[该实验的自变量是土壤微生物的有无，因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊，而实验组用等量土壤浸出液处理淀粉糊，A正确；对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后，土壤浸出液中的微生物被杀死，无法达到实验目的，B错误；土壤微生物分解淀粉需要时间，实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测，C正确；土壤微生物可将淀粉分解成还原糖，实验可用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖，D正确。]
随堂检测
1.D　[生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上最大的生态系统——生物圈，D错误。]
2.D　[开发新能源，减少化石燃料的燃烧是解决温室效应的最主要措施。]
3.C　[铅化学性质稳定，不易分解，不能最终通过动植物呼吸作用、分解者分解作用返回非生物环境，C错误。]
4.D　[土壤中的微生物包括生产者、消费者和分解者，不全是分解者，A错误；土壤需要经过高温灭菌后的组别是实验组，不作任何处理的是对照组，B错误；为防止土壤理化性质的改变，将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1小时，C错误；用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的烧杯由于微生物的分解作用，部分淀粉被分解为葡萄糖，溶液蓝色变浅，D正确。]
5.(1) 生物群落和非生物环境　光合作用和化能合成作用将CO2固定为含碳有机物　分解动植物遗体和动物的排遗物等获取碳元素
(2)速度和方向
(3)碳循环具有全球性(共48张PPT)
第3章　生态系统及其稳定性
第3节　
生态系统的物质循环
1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环。
2.举例说明利用物质循环规律人们能够更加科学地规划和有效地利用生态系统中资源的途径。
3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
课标内容
目录 CONTENTS
1. 碳循环
2. 生物富集、能量流动和物质循环的关系
4.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
自主梳理
3. 探究土壤微生物的分解作用
合作探究
思维导图
1.碳循环
图中：①__________，②__________，③________，④__________，
⑤__________。
光合作用
呼吸作用
消费者
呼吸作用
分解作用
2.物质循环
C、H、O、N、P、S
全球性
种养结合
√
[辨正误]
1.碳在生物群落内主要以有机物的形式存在。( )
2.碳在生物群落内部可以实现循环。( )
提示：碳循环发生在生物群落和非生物环境之间。
3.生态系统的生物成分中，只有消费者可以加快物质循环。( )
提示：生产者、消费者、分解者均可加快物质循环。
4.物质循环具有全球性，物质循环的范围是生物圈。( )
×
×
√
阅读教材P61～62“思考讨论”，回答下列问题。
(1)碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？
提示：碳在非生物环境中主要是CO2、碳酸盐的形式存在，碳在生物体内主要以有机物的形式存在。
(2)碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)
提示：非生物环境中的碳元素以二氧化碳的形式通过光合作用形成有机物进入生产者体内；消费者通过捕食，使食物中的有机物进入消费者体内；生产者、消费者遗体和排遗物中的有机物可以被分解者分解利用。生产者、消费者和分解者都通过呼吸作用将有机物分解为二氧化碳等，使碳元素返回非生物环境。
(3)结合教材图3－10，用关键词、线段、箭头等完善碳循环示意图。
提示：如图所示
●你如何看待人类活动对碳循环的影响？
提示：人类对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化。但人类又大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。
●同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。那么为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？这与物质循环矛盾吗？
提示：农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不都能归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
1.碳循环分析
(1)图示碳循环过程
(2)表解碳循环过程
项目 进入生物群落 生物群落内部 返回非生物环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用和化能合成作用 营养关系 生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧
(3)碳元素的传递规律：碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系统各成分的依据)。
(4)碳循环的“物质”特指碳元素，而不是二氧化碳，因为碳在生态系统中有很多存在形式，如有机物中的碳、二氧化碳、碳酸盐等。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.碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)成因
①对化石燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。
②植被大面积被破坏，降低了对大气中 CO2的调节能力。
(2)危害：加快极地和高山冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。
(3)缓解措施
①植树造林，增加绿地面积。
②开发清洁能源，减少化石燃料的燃烧。
【 学以致用 】
B
1.如图为生态系统中碳循环的模式图，下列叙述错误的是(　　)
A.1代表生产者，6代表光合作用或化能合成作用
B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1
D.1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环
解析：分析题图：1、2、3都有箭头指向4，4是二氧化碳库，根据双向箭头可判断出1是生产者；其次判断分解者，分解者除了一个箭头指向4外，其他箭头都指进来，因此3为分解者；其余均为消费者，即2为消费者；5是呼吸作用，7是呼吸作用，6代表光合作用或化能合成作用，A正确；
碳元素在1、2、3生物群落之间是以含碳有机物的形式传递的，而它们与4之间是以CO2的形式传递的，B错误；
生产者所含的有机物最多，在食物链中占有碳元素最多，所以在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1(生产者)，C正确；
1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环，D正确。
A.1代表生产者，6代表光合作用或化能合成作用
B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1
D.1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环
“三看法”快速确认碳循环的各环节
2.(2024·四川眉山期末)中国宣布将于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。下列相关叙述错误的是(　　)
A.积极推进植树造林、开发新能源、禁止CO2的排放是达成碳中和目标的主要措施
B.大气中CO2浓度增加，可能引起全球气候变暖，导致温室效应加剧
C.自然生态系统中，摄取碳的速率与释放碳的速率大致相等，可维持碳循环的平衡
D.生态系统碳循环是组成生物体的碳元素在生物群落和无机环境之间循环往复的过程
A
解析：积极推进植树造林、开发新能源是达成碳中和目标的主要措施，可减少CO2的排放，但不能禁止，A错误；
工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是海平面上升，极端天气出现频率增加，影响全球生态系统，导致温室效应加剧，B正确；
在自然生态系统中，生产者通过光合作用和化能合成作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持碳循环的平衡，C正确。
某种元素
或难以降解的化合物
1.生物富集
超过环境浓度
越大
全球性
2.能量流动和物质循环的关系
全球性
循环往复
逐级递减
同时进行
载体
食物
链(网)
动力
生物群落和非生物环境
√
[辨正误]
1.镉、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩。( )
2.能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。( )
提示：物质可以循环利用，但能量不能反复利用。
3.生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。( )
提示：生态系统的物质循环和能量流动同时进行,彼此相互依存，不可分割。
4.沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。( )
×
×
√
1.资料：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度。
据图分析，写出分析结果______________________________________。
这种现象称作________。
铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度
生物富集
2.进入生物体的铅为什么不能较快地通过食物链回归非生物环境而在生物体内富集呢？
提示：进入生物体内的铅，能够形成多种比较稳定的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被生物体排出。
3.资料：某铅污染地区，水体和各种生物体内铅含量：
据图分析，写出分析结果：_________________________________________。
这种现象称作________。
铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高
生物富集
●还有哪些有害物质也有与铅类似的现象？
提示：镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质。
●在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到？
提示：这类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，生物富集现象具有全球性。
●如何有效地减少生物富集现象？
提示：合理利用资源，减少有害物质的排放；实施垃圾分类；种植能富集有害重金属元素的植物。
1.生物富集特点
(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)有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断升高。
2.物质循环与能量流动的关系
(1)图示关系
(2)表示关系
项目 能量流动 物质循环
过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境与生物群落间循环往复
范围 生态系统各营养级 全球性
特点 单向流动、逐级递减 全球性，循环性
联系 ①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解等过程； 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循环往返的动力。 总之，二者互为因果，相互依存，具有不可分割的联系
【 学以致用 】
D
3.多氯联苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有机物，有强致畸性，青岛近海海域及生物体内PCB的含量如表。下列叙述错误的是(　　)
A.PCB在生物体内积累造成生物富集现象
B.根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C.若PCB扩散到远海水域，则体现了物质循环具有全球性
D.PCB污染说明PCB在环境中的存在形式不稳定
解析：由题意可知，PCB不易被降解，其在环境中的存在形式较稳定，在生物体内积累造成生物富集现象，A正确，D错误；
有毒物质会沿食物链流动并逐级积累，营养级越高有毒物质积累越多，由表可知，鱼类肌肉组织PCB平均含量最多，所以鱼类可能处于较高营养级，B正确；
若PCB扩散到远海水域，则可随洋流等扩散至全球，体现了物质循环具有全球性，C正确。
A
4.下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，错误的是(　　)
A.物质为能量的载体，使能量在生物群落与非生物环境之间循环往返
B.能量作为动力，使物质在生物群落与非生物环境之间循环往返
C.物质循环的过程中伴随着能量流动
D.二者相互依存，不可分割
解析：生态系统中物质是能量的载体，但能量不能在生物群落与非生物环境之间循环往返，A错误。
1.阅读教材P65～66“思考讨论”，完成案例1、案例2表格的填写。
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
土壤微生物对落叶有分解作用
案例2：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
提出问题 土壤微生物能分解淀粉吗？
实验假设 土壤微生物能分解淀粉
实验设计 自变量 土壤中是否含有__________的微生物
实验组 A杯中加入等量淀粉糊＋30 mL土壤浸出液
对照组 B杯中加入等量淀粉糊＋30 mL________
分解淀粉
蒸馏水
提出问题 土壤微生物能分解淀粉吗？
实验现象 加入碘液 A1 不变蓝
B1 ______
加入斐林试剂 A2 产生砖红色沉淀
B2 __________________
结论分析 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
变蓝
不产生砖红色沉淀
2.案例1中对实验组应如何处理，处理目的是什么？
提示：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如，将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理一小时。)
【 学以致用 】
C
5.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述错误的是(　　)
组别 1组 2组 3组 4组
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.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
C.若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
D.预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度地分解
解析：若该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，则1、2组对照可探究湿润土壤中微生物对落叶的分解作用，3、4组对照可探究较干燥土壤中微生物对落叶的分解作用，其中2组和4组均为未经灭菌处理的空白对照，属于对照组，1组和3组为实验组，C错误；
1、3组的土壤经灭菌后，其中的微生物会被杀死，而土壤中的微生物主要充当分解者，因此预测这两组的落叶不被分解，而2、4组的土壤中含有微生物，但是土壤湿度不同，所以落叶被分解的程度不同，D正确。
B
6.下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的实验，设计不合理的是(　　)
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后再处理淀粉糊
C.应在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖
解析：该实验的自变量是土壤微生物的有无，因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊，而实验组用等量土壤浸出液处理淀粉糊，A正确；
对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后，土壤浸出液中的微生物被杀死，无法达到实验目的，B错误；
土壤微生物分解淀粉需要时间，实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测，C正确；
土壤微生物可将淀粉分解成还原糖，实验可用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖，D正确。
D
1.(2024·四川乐山期末)下列有关碳循环的叙述错误的是(　　)
A.生产者合成的含碳有机物通过食物链(网)被各级消费者所利用
B.碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C.CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性
D.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上的森林生态系统
解析：生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上最大的生态系统——生物圈，D错误。
D
2.(2024·河南豫南九校期末)科学家们特别强调，人类活动引发的气候变暖“是仅次于核武器，排名第二的威胁”。就是说，“温室效应”将给人类带来灾难。下面有关温室效应的叙述不恰当的是(　　)
A.化石燃料的燃烧加剧了温室效应
B.碳元素在生物群落和非生物环境之间以CO2的形式循环
C.碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在
D.植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施
解析：开发新能源，减少化石燃料的燃烧是解决温室效应的最主要措施。
C
3.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。下列相关叙述错误的是(　 　)
A.铅能沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端
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.铅最终通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和燃烧等返回非生物环境
D.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
解析：铅化学性质稳定，不易分解，不能最终通过动植物呼吸作用、分解者分解作用返回非生物环境，C错误。
D
4.(2024·河南开封五校联考)某同学利用学校花园土壤研究“土壤中微生物对枯枝落叶的分解作用”。下列相关叙述正确的是(　　)
A.土壤中的微生物均依靠分解土壤中的有机物而获取能量
B.该实验中对照组为高温灭菌后的土壤，实验组为不作任何处理
C.为防止土壤理化性质的改变，实验所用土样应敞开置于室温下保存
D.用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的淀粉溶液蓝色变浅
解析：土壤中的微生物包括生产者、消费者和分解者，不全是分解者，A错误；
土壤需要经过高温灭菌后的组别是实验组，不作任何处理的是对照组，B错误；
为防止土壤理化性质的改变，将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1小时，C错误；
用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的烧杯由于微生物的分解作用，部分淀粉被分解为葡萄糖，溶液蓝色变浅，D正确。
5.近百年来，随着大气CO2浓度不断增加，全球变暖加剧。为减缓全球变暖，我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标，彰显了大国责任。
(1)增加碳存储是实现碳中和的重要举措，碳存储离不开碳循环。生态系统的碳循环是指碳元素在________________________之间循环往复的过程。生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是生产者通过______________________________________________，消费者通过食物网(链)摄食获取有机物，分解者通过________________________________________。
生物群落和非生物环境
光合作用和化能合成作用将CO2固定为含碳有机物
分解动植物遗体和动物的排遗物等获取碳元素
(2)为提高湿地碳存储，可以根据物种在湿地群落中的生态位差异，适时补种适量能够适应本地的物种，以改变群落演替的______________。
(3)从物质循环特点的角度分析，要实现“碳达峰”和“碳中和”需要世界各国共同参与环境保护，理由是_________________________________。
速度和方向
碳循环具有全球性限时练12 生态系统的物质循环
(时间：30分钟　分值：50分)
选择题：第1～12题，每小题3分，共36分。
【基础对点】
知识点1　碳循环
1.下列关于生态系统物质循环的叙述，错误的是(　　)
所指的物质是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素
所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈
所说的循环是指物质在生物群落与非生物环境之间反复出现、循环流动
物质在循环过程中不断递减
2.(2024·广西南宁月考)在生态系统的碳循环过程中，以碳的有机物形式流动一般不发生在(　　)
大气和生产者之间
生产者和植食动物之间
肉食动物和分解者之间
生产者和分解者之间
3.(2024·陕西榆林期末)如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，正确的是(　　)
图中A为生产者，C为分解者
碳在食物链中以无机物的形式存在
图中的食物链是E→F→D→B
图中E→C箭头表示的是呼吸作用
知识点2　生物富集、能量流动和物质循环的关系
4.(2024·云南师大附中期末)下列关于生态系统物质循环和能量流动过程的说法，错误的是(　　)
生物圈中的物质可以循环利用，但能量不能循环利用
能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充
导致水体富营养化的P沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端
5.下列关于生物富集的说法，错误的是(　　)
铅、汞、镉等重金属和DDT、六六六等有机物均存在生物富集现象
生物富集会使有害物质在机体内的浓度超过环境中的浓度
物质循环具有全球性，而生物富集现象不具有全球性
能量沿着食物链逐级递减，生物富集则会使有害物质浓度沿着食物链不断升高
6.如图中食物网所代表的生态系统中，施用了杀虫剂林丹，这种杀虫剂自然降解的速度极慢。这种杀虫剂在下列生物体内浓度的最高的是(　　)
A H
G F
知识点3　探究土壤微生物的分解作用
7.(2024·福建南平期末)某小组开展了“探究土壤微生物的分解作用”实验。对照组的土壤不做处理(自然状态)；实验组的土壤要进行处理。下列相关叙述，错误的是(　　)
为了更好地控制实验变量，一般选择在实验室中进行探究
处理时，可将土壤用塑料袋包好放在60 ℃恒温箱中处理1 h
实验组和对照组最好选择洗净后的同种落叶进行实验
实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度
8.(2024·云南省昆明市云南师大附中)在探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验中，下列叙述不正确的是(　　)
可使用离心机快速制备土壤浸出液
实验的自变量是土壤浸出液和蒸馏水
实验中对所用烧杯等器皿无需做灭菌处理
实验结果可以用碘液和斐林试剂进行检验
9.(2024·四川成都期末)凋落物是森林生态系统中养分归还的主要形式。下列叙述错误的是(　　)
凋落物中含有的能量来源于太阳能
碳在凋落物中主要以有机物的形式存在
凋落物主要依赖营腐生的微生物进行分解
凋落物分解是物质和能量循环利用的重要环节
【综合提升】
10.(2024·山东淄博期末)我国古代先民创立了“无废弃物农业”，保证了几千年来土地一直具有较高的生产能力。下列说法错误的是(　　)
“无废弃物农业”实现了物质的循环再生
“无废弃物农业”实现了能量的循环利用
“秸秆还田”可改善土壤结构，提高土壤肥力
“秸秆还田”可减少来年农田病虫害的发生
11.(2024·四川绵阳期末)生态系统碳汇是指降低大气中二氧化碳的过程、活动或机制。下列叙述错误的是(　　)
湿地生态系统的碳汇能力较强，可能与分解者的分解能力强有关
推进山水林田湖草沙一体化系统治理，可提升生态系统碳汇能力
碳汇造林一定程度上可抵消全球的碳排放，说明碳循环具有全球性
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
12.(2024·广西南宁期末)分解者的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。如图所示a、b、c三个地区森林土壤有机物的分解状况，则该三个区域分解者的作用强弱关系是(　　)
a>b>c c>b>a
c＝b>a a>c＝b
13.(6分)如图表示某生态系统碳循环的部分示意图。请回答下列问题：
(1)(2分)图中的字母________表示大气中的CO2库，由于许多因素的影响，使其含量夏季____________冬季。
(2)(2分)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的________和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量________整个生物群落排放的CO2量。
(3)(2分)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为____________，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、____________。
14.(8分)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)(2分)实验设计首先要遵循的是________原则和________原则。
(2)(1分)在相同地点采集带有同种落叶的土壤，均分为A、B两组。A组不做处理(自然状态)；B组用塑料袋包好，放在60 ℃的恒温箱中处理1 h。B组处理的目的是_______________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)(3分)该实验的自变量是__________________，因变量是________________，无关变量是________________(至少答出2点)。
(4)(1分)如果同学们的猜测是正确的，若干天后，B组落叶的腐烂程度________(填“大于”“小于”或“等于”)对照组。
(5)(1分)如果同学们用带有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非生物环境条件进行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。请根据预期结果在图中绘出相应的曲线。
限时练12　生态系统的物质循环
1.D　[生态系统物质循环所指的物质是组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，A正确；组成生物体的元素从生物群落到非生物环境的循环必须在生物圈中进行，B正确；生态系统中的物质循环是指物质在生物群落与非生物环境之间反复出现、循环流动，C正确；由于生物营养级越高得到的能量就越少，能量是不断递减的，D错误。]
2.A　[碳元素在大气和生产者之间主要以二氧化碳的形式往返。]
3.C　[A和E间为双箭头，且指向A的箭头最多，故图中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错误；碳在食物链中以有机物的形式存在，碳在无机环境与生物之间主要以二氧化碳的形式存在，B错误；食物链是由生产者和消费者构成的，图中A为大气中的二氧化碳库，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的箭头表示生产者的有机物流向分解者，D错误。]
4.D　[生物圈中的物质可以循环利用，但能量单向流动不循环、逐级递减，A正确；能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体，故能量流动和物质循环两者彼此相互依存，不可分割，B正确；任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，因为能量流动是单向流动、逐级递减的，C正确；水中P可被生产者吸收利用，生物体内的含磷化合物会被分解，不会积累在食物链顶端，D错误。]
5.C　[生物富集可能会使有害物质沿着食物链逐渐在生物体内聚集，导致其在机体内的浓度高于环境中的浓度，B正确；生物富集现象也有全球性，C错误；能量沿着食物链逐级递减，但是生物富集可能会使有害物质沿着食物链逐渐在生物体内聚集，D正确。]
6.B　[杀虫剂林丹自然降解的速度极慢，因此这种杀虫剂在生物体内有生物富集作用，生物所处的营养级级别越高，该种杀虫剂在该生物体内的浓度越高。由图可知，H所处的营养级级别最高，该种杀虫剂在其体内的浓度最高。]
7.D　[将土壤埋在实验室设置的环境中，能更好地控制实验变量，保证实验结果的准确性，A正确；该实验的自变量是土壤微生物的有无，为了尽量避免改变土壤的理化性质，对实验组土壤的处理方法是将土壤放在60 ℃恒温箱中处理1 h，B正确；实验设计要遵循单一变量原则，无关变量保持相同且适宜，因此实验组和对照组最好选择洗净后的同种落叶进行实验，C正确；实验组应去除土壤中微生物，即对实验组进行灭菌处理，尽可能排除土壤微生物的作用，对照组对土壤不做任何处理，存在土壤中的微生物，因此对照组中落叶的分解速度明显高于实验组的分解速度，D错误。]
8.C　[实验的自变量是土壤浸出液和蒸馏水，土壤浸出液中有土壤微生物，B正确；探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验，所用烧杯、试管等器皿需灭菌处理，C错误；土壤微生物可将淀粉分解成还原糖，实验可用碘液检测淀粉的剩余量，用斐林试剂检测还原糖的生成量，D正确。]
9.D　[凋落物中的能量最终来源于太阳能，是绿色植物通过光合作用固定在其制造的有机物中的，A正确；碳在凋落物中主要以有机物的形式存在，有机物最终被分解者分解为二氧化碳和水等，B正确；凋落物主要依赖营腐生的微生物(即分解者)进行分解，C正确；生态系统中能量流动是单向的，不能被循环利用，D错误。]
10.B　[“无废弃物农业”实现了物质的循环再生，但能量不能循环利用，A正确，B错误；“秸秆还田”可把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善土壤结构，提高土壤肥力，C正确；“秸秆还田”可改善土壤结构，提高土壤肥力，减少来年农田病虫害的发生，D正确。]
11.A　[生态系统碳汇是指降低大气中二氧化碳的过程、活动或机制，而分解者的分解能力强会导致二氧化碳过多进入大气中，可见，湿地生态系统的碳汇能力较强，不是分解者的分解能力强导致的，A错误；推进山水林田湖草沙一体化系统治理，可通过增加植被增强植物的光合作用，因而能提升生态系统碳汇能力，B正确；碳汇造林可提升植物对二氧化碳的固定能力，因而可在一定程度上抵消全球的碳排放，说明碳循环具有全球性，C正确；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，而在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，D正确。]
12.A　[由图可知，a、b、c三者落叶供给量为a>b>c，而土壤有机物量为ab>c，B、C、D错误，A正确。]
13.(1)D　低于　(2)呼吸作用　大于
(3)非生物环境　取消“D→A”
解析　(1)根据图中箭头指向及题干信息判断，A代表生产者、B代表消费者、D代表大气中的CO2库。大气中的CO2含量有明显的季节变化和昼夜变化，夏季光合作用比较强，所以夏季大气中的CO2含量比冬季低。(2)生产者和消费者中的碳有一部分通过呼吸作用进入大气。在群落演替的过程中，生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量。(3)若将图修改为生态系统的能量流动示意图，则图中D将表示非生物环境，能量沿食物链和食物网单向流动，所以取消D到A的箭头。
14.(1)单一变量　对照
(2)尽可能杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变
(3)土壤微生物的多少　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)小于
(5)如下图
解析　(3)由题意可知，该实验的目的是验证落叶的腐烂是土壤微生物的作用，实验的自变量是土壤中微生物的多少，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、含水量、pH、落叶的种类和大小等。(5)在绘制曲线时，应注意以下几点：①明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂落叶的比例；②两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；③由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D组下降速度比C组快；④随时间的延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势都是由慢到快。

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