2018-2019版高中生物 第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持 第2課時學(xué)案 蘇教版必修3.doc

《2018-2019版高中生物 第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持 第2課時學(xué)案 蘇教版必修3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中生物 第四章 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持 第2課時學(xué)案 蘇教版必修3.doc（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時　生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.結(jié)合教材P103圖4－15，說出生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的特點，闡明碳循環(huán)失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。2.通過實例分析，說明物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。 方式一 上圖為美國耗資2億美元建立的地球生物圈2號。它是透明的，為什么呢？需要輸入光能。它又是封閉的，難道 它不需要外界提供所需要的各種物質(zhì)嗎？ 方式二　20世紀(jì)50年代，人們曾經(jīng)在農(nóng)田中廣泛使用DDT殺蟲劑，并取得了較好的殺蟲效果，然而讓人們意想不到的是，在遠(yuǎn)離施藥地區(qū)的南極大陸的企鵝體內(nèi)竟也發(fā)現(xiàn)了DDT！DDT是如何進(jìn)入南極企鵝體內(nèi)的呢？生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)是否也能流動？具有什么特點？ 學(xué)完這節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)”后，我相信同學(xué)們就能解釋這些問題了。 一、物質(zhì)循環(huán)的概念和實例 1．物質(zhì)循環(huán)的概念及特點 項目 內(nèi)容 概念 物質(zhì) 組成生物體的C、H、O、N、P、Ca等元素 范圍 無機(jī)環(huán)境和生物群落之間 特點 具有全球性 生物地球化學(xué)循環(huán) 具有循環(huán)性 物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用 2.實例 (1)水循環(huán)：①水循環(huán)受太陽能、大氣環(huán)流等因素的影響；降水和蒸發(fā)是水循環(huán)過程中的主要環(huán)節(jié)；植物的蒸騰作用對水循環(huán)有重要的促進(jìn)作用。 ②水循環(huán)過程可以進(jìn)行不斷往復(fù)地遷移和轉(zhuǎn)化(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))。 (2)碳循環(huán) ①碳存在形式 ②過程 ③碳循環(huán)形式 項目 進(jìn)入生物群落 生物群落內(nèi)部 返回?zé)o機(jī)環(huán)境 形式 CO2 含碳有機(jī)物 CO2 方式 光合作用和化能合成作用 通過食物鏈或食物網(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 是否雙向 是 否 是 3.人類活動影響——水體富營養(yǎng)化 (1)原因：水體中氮、磷含量過多。 (2)結(jié)果：藻類等過度繁殖導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)被破壞。 知識整合　 1．碳循環(huán)的過程模式圖 2．碳平衡的失調(diào)——溫室效應(yīng) 例1　下圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。A、B、C、D構(gòu)成生物群落，箭頭①～⑨表示循環(huán)過程。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳 B．完成①過程的能量主要是由⑧過程提供的 C．D經(jīng)⑤、⑥、⑦過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%～20% D．C處于第三營養(yǎng)級 答案　D 解析　生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的碳循環(huán)是以CO2的形式進(jìn)行的，故圖中大氣中的氣體X代表CO2；圖中A為生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)，B為初級消費者(第二營養(yǎng)級)，C為次級消費者(第三營養(yǎng)級)；完成①過程的能量主要由太陽能轉(zhuǎn)化的活躍的化學(xué)能提供；捕食食物鏈中相鄰兩營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率約為10%～20%。 一題多變 (1)上題中的生物A的細(xì)胞中一定含有葉綠體嗎？ 答案　不一定，A為生產(chǎn)者，可能是綠色植物、藍(lán)藻、光合細(xì)菌或硝化細(xì)菌等可以進(jìn)行光合作用或化能合成作用的生物，而只有綠色植物細(xì)胞中含有葉綠體。 (2)適度松土可以促進(jìn)圖中的什么過程？ 答案　適度松土可促進(jìn)分解者的分解作用即過程⑧。 (3)若D中含有細(xì)胞核，則D中將含碳有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2的具體場所是什么？ 答案　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或線粒體基質(zhì)。 (4)寫出圖中的食物鏈。 答案　A→B→C。 (5)圖中碳元素以有機(jī)物形式進(jìn)行傳遞的過程有哪些？ 答案?、冖邰茛蔻?。 例2　圖1為科學(xué)家提供的大氣中每月平均二氧化碳濃度圖；圖2為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘述中正確的是(　　) A．圖1所示CO2濃度逐漸升高，主要原因是植物被破壞使CO2消耗減少 B．圖2中c過程代表光合作用，f過程代表微生物的呼吸作用 C．圖2中甲所示的營養(yǎng)級在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中占有的碳元素最多 D．圖2中丙所代表的生物的細(xì)胞內(nèi)沒有由核膜包被的細(xì)胞核 答案　C 解析　從圖中無法判斷圖1所示CO2濃度逐漸升高的主要原因，可能是植物被破壞，更可能是化石燃料的大量燃燒使CO2增多，A錯誤；圖2中c過程代表呼吸作用，b代表光合作用，f過程代表分解者的呼吸作用，B錯誤；圖2中甲所示的營養(yǎng)級是第一營養(yǎng)級，在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中占有的碳元素最多，C正確；圖2中丙是分解者，所代表的生物是營腐生生活的細(xì)菌和真菌，也包括腐生動物等，其中原核細(xì)胞內(nèi)沒有由核膜包被的細(xì)胞核，但真核細(xì)胞內(nèi)有由核膜包被的細(xì)胞核，D錯誤。 方法鏈接　碳循環(huán)中各成分的確定方法 圖中①與④之間為雙箭頭，故一個為生產(chǎn)者，另一個為大氣中的CO2；又因為其他各個成分都有箭頭指向④，所以④為大氣中的CO2、①為生產(chǎn)者。其他生物部分的箭頭都指向③，所以③是分解者，剩余的②為消費者。 二、物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系 列表比較物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系 項目 能量流動 物質(zhì)循環(huán) 形式 光能→化學(xué)能→熱能(一般形式) 以化學(xué)元素形式流動 過程 沿食物鏈(網(wǎng))單向流動 在無機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán) 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 全球性 特點 單向流動，逐級遞減 反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動 聯(lián)系 同時進(jìn)行、相互依存，不可分割： ①能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解； ②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體； ③能量是物質(zhì)在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間往返循環(huán)的動力 提醒　(1)農(nóng)田中不斷地施加氮肥的原因是：物質(zhì)循環(huán)是指在生物圈范圍內(nèi)的物質(zhì)是循環(huán)的，農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，基本元素不斷地被輸出，所以要不斷地施加氮肥。 (2)伴隨著物質(zhì)循環(huán)過程，環(huán)境中的一些有毒物質(zhì)會出現(xiàn)生物富集現(xiàn)象，即沿著食物鏈，營養(yǎng)級越高，富集物濃度越高。 例3　如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問題： (1)對物質(zhì)循環(huán)起關(guān)鍵作用的生態(tài)系統(tǒng)的成分是[　　]________和[　　]________。 (2)圖中的①③⑤表示的生理過程分別是：①________，③____________，⑤______________。 (3)c生物處于第________營養(yǎng)級，若要使c增加200 kg，至少需要消耗a________kg。 答案　(1)a　生產(chǎn)者　d　分解者　(2)光合作用　呼吸作用　分解作用　(3)三　5 000 解析　據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的原理可知，a為生產(chǎn)者，①是光合作用；b是初級消費者；c為次級消費者，②③④為呼吸作用；d為分解者，⑤為分解作用。按照能量逐級遞減的原則，若使c增加200 kg至少需要a的量為20020%20%＝5 000 kg。 方法鏈接　能量流動和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系分析 (1)能量流動和物質(zhì)循環(huán)相伴而行，但能量在傳遞過程中由光能→化學(xué)能→熱能，而物質(zhì)在循環(huán)中，由無機(jī)物(CO2)→有機(jī)物→無機(jī)物(CO2)。 (2)能量流動的終點是熱能散失到無機(jī)環(huán)境中，不能循環(huán)利用。而物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生的CO2又被重新利用，所以沒有終點。 1．從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來自(　　) A．燃料中的碳 B．所食動物體內(nèi)的碳 C．食物中的碳 D．大氣中的二氧化碳 答案　D 解析　人類直接或間接以生產(chǎn)者為食，碳元素都是來自生產(chǎn)者，而生產(chǎn)者固定的CO2來自大氣。 2．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是(　　) A．所說的物質(zhì)是指組成生物體的化學(xué)元素 B．所說的生態(tài)系統(tǒng)是地球最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈 C．所說的循環(huán)是指物質(zhì)在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動 D．物質(zhì)在循環(huán)過程中不斷遞減 答案　D 解析　物質(zhì)循環(huán)的實質(zhì)為化學(xué)元素在生物圈這個最大的生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用，在這個過程中物質(zhì)是守恒的。 3．科學(xué)家把“末日之鐘”的時間從晚11點53分調(diào)至晚11點55分，警示氣候變化構(gòu)成的威脅“接近核武器的可怕水平”，“溫室效應(yīng)”將給人類帶來災(zāi)難。下面敘述不恰當(dāng)?shù)氖?　　) A．化石燃料的燃燒是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要原因 B．碳元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間以CO2的形式循環(huán) C．碳元素在生物群落中主要以有機(jī)物的形式存在 D．植樹造林、退耕還林是解決溫室效應(yīng)的最主要措施 答案　D 解析　溫室效應(yīng)是由于大氣中CO2等氣體含量增加，使全球氣溫升高的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是化石燃料的大量燃燒。開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒是解決溫室效應(yīng)的最主要措施。 4．在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體。下列敘述正確的是(　　) A．能量可驅(qū)動物質(zhì)循環(huán) B．物質(zhì)和能量可循環(huán)利用 C．能量只能在食物鏈中流動 D．能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置 答案　A 解析　生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是能量流動和物質(zhì)循環(huán)，二者是同時進(jìn)行的，彼此相互依存，不可分割。物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間往返循環(huán)；能量金字塔不可倒置，生物數(shù)量金字塔可倒置。 5．如圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)圖解。圖中A～D代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分，①～⑦代表碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的途徑。請仔細(xì)分析下圖，并回答下列問題： (1)圖中A代表________，碳在C中以________形式存在。 (2)圖中代表光合作用的是________，代表分解作用的是________(填序號)。 (3)圖中B代表________，它在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)碳元素在⑤和⑦中是以_______________形式流動，在①和⑥中是以________的形式流動。 答案　(1)生產(chǎn)者　含碳有機(jī)物　(2)③?、? (3)分解者　將動植物的遺體、排出物和殘落物等復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡單的無機(jī)物 (4)CO2　含碳有機(jī)物 解析　圖中A和D進(jìn)行雙向的物質(zhì)傳遞，而且A指向B、C、D，而A、B、C均指向D可知，A是生產(chǎn)者，C是消費者，B是分解者，D是無機(jī)環(huán)境。圖中的箭頭表現(xiàn)了生物群落中的不同生物與無機(jī)環(huán)境的相互作用。③是光合作用，將無機(jī)環(huán)境中的CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳。動植物的遺體、排出物和殘落物等復(fù)雜的有機(jī)物通過B分解者的分解作用分解為簡單的無機(jī)物。 [對點訓(xùn)練] 題組一　物質(zhì)循環(huán)的概念和實例 1．生態(tài)系統(tǒng)中C、N等元素流動的特點是(　　) ①單向的?、谌蛐缘摹、壑鸺夁f減?、苎h(huán)的，可由一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 答案　D 解析　物質(zhì)循環(huán)具有全球性、循環(huán)性的特點。 2．在碳循環(huán)中，無機(jī)環(huán)境和生物群落相聯(lián)系的生理作用是(　　) ①光合作用?、诤粑饔谩、壅趄v作用　④化能合成作用 A．①② B．③④ C．①②④ D．①②③④ 答案　C 解析　生產(chǎn)者能從無機(jī)環(huán)境中固定二氧化碳，固定二氧化碳的生理過程有光合作用和化能合成作用；生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用都能產(chǎn)生二氧化碳，釋放到無機(jī)環(huán)境中。蒸騰作用是指植物體內(nèi)的水分通過葉片的氣孔以水蒸氣的形式散失到大氣中去的一個過程，與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)無關(guān)，故C項正確。 3．如圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，圖中的甲、乙、丙各代表(　　) A．生產(chǎn)者、分解者、消費者 B．消費者、分解者、生產(chǎn)者 C．分解者、生產(chǎn)者、消費者 D．生產(chǎn)者、消費者、分解者 答案　B 解析　據(jù)圖分析可知，大氣中CO2之間具有雙向箭頭的丙為生產(chǎn)者，甲、丙都有箭頭指向乙，乙為分解者，甲為消費者。 4．(2017鹽城高二上期末)下圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．B是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分，增加B有利于減緩溫室效應(yīng) B．③⑤⑧均屬于呼吸作用 C．A和B屬于捕食關(guān)系 D．溫室效應(yīng)主要是由⑦過程造成的 答案　C 解析　由物質(zhì)循環(huán)的箭頭指向可以看出B是生產(chǎn)者，在生態(tài)系統(tǒng)中處于主導(dǎo)地位。A是分解者，不可能與B構(gòu)成捕食關(guān)系。 5．在生態(tài)系統(tǒng)中，對碳循環(huán)起決定作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是(　　) A．微生物的分解作用 B．綠色植物的光合作用和微生物的分解作用 C．動物的呼吸作用 D．煤和石油的燃燒 答案　B 解析　生態(tài)系統(tǒng)中的碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間是以CO2的形式循環(huán)的，而無機(jī)環(huán)境中的CO2必須通過生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，才能被消費者利用。生產(chǎn)者和消費者中的有機(jī)物一部分可以通過自身的呼吸作用將碳回歸到無機(jī)環(huán)境中，還可以通過微生物的分解作用，將動植物遺體、排出物和殘落物中的有機(jī)物分解成CO2，返回到無機(jī)環(huán)境中。因此選B。 題組二　物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系 6．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的敘述，不正確的是(　　) A．能量流動和物質(zhì)循環(huán)是獨立進(jìn)行的兩個過程 B．能量流動和物質(zhì)循環(huán)是相互依存的兩個過程 C．物質(zhì)循環(huán)的進(jìn)行需要能量的推動 D．能量流動的載體是各種有機(jī)物 答案　A 解析　能量流動和物質(zhì)循環(huán)相互依存，不可分割。物質(zhì)循環(huán)的進(jìn)行需要能量的推動，能量沿食物鏈(網(wǎng))流動時是以各種有機(jī)物為載體的。 7．(2018南京校級檢測)下列有關(guān)物質(zhì)循環(huán)的敘述，正確的是(　　) A．無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)只有通過植物的光合作用才能進(jìn)入生物群落 B．無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)只能通過微生物的分解作用才能返回?zé)o機(jī)環(huán)境 C．物質(zhì)循環(huán)與能量流動先后進(jìn)行 D．無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用 答案　D 解析　硝化細(xì)菌的化能合成作用也可以使無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)進(jìn)入生物群落；消費者、分解者、生產(chǎn)者的呼吸作用都可以產(chǎn)生CO2；生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動同時進(jìn)行，相互依存，不可分割。 8．(2018周口調(diào)研)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)伴隨著能量的流動 B．能完成該循環(huán)的生物一定含有葉綠體或線粒體 C．A、B所示的物質(zhì)循環(huán)具有全球性 D．進(jìn)行A過程的生物是自養(yǎng)型生物 答案　B 解析　物質(zhì)循環(huán)和能量流動是同時進(jìn)行的，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)是能量流動的載體；能完成A過程的生物不一定具有葉綠體，能完成B過程的生物能進(jìn)行呼吸作用但不一定具有線粒體；能進(jìn)行A過程將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的生物是自養(yǎng)型生物；物質(zhì)循環(huán)具有全球性。 9．大氣中CO2過多與碳循環(huán)失衡有關(guān)。根據(jù)下圖所做出的判斷不正確的是(　　) A．增加自養(yǎng)生物的種類和數(shù)量有利于降低大氣中的CO2含量 B．大氣中CO2的增加主要與異養(yǎng)生物②的數(shù)量增加有關(guān) C．該生態(tài)系統(tǒng)中的自養(yǎng)生物與所有異養(yǎng)生物構(gòu)成了生物群落 D．該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過程，不能準(zhǔn)確表示能量流動的方向 答案　B 解析　自養(yǎng)生物可通過光合作用吸收CO2，因此增加自養(yǎng)生物的種類和數(shù)量有利于降低大氣中CO2含量；大氣中CO2的增加主要與化石燃料的大量燃燒有關(guān)；生物群落是由生態(tài)系統(tǒng)中的所有生物組成的，包括所有自養(yǎng)生物(生產(chǎn)者)與所有異養(yǎng)生物(消費者和分解者)；該圖不能說明生物之間的關(guān)系，不能準(zhǔn)確表示能量流動的方向。 [綜合強(qiáng)化] 10．(2017咸陽中學(xué)高二期末)下圖為碳循環(huán)的部分示意圖，下列敘述正確的是(　　) A．圖中由生產(chǎn)者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ構(gòu)成的食物鏈中，能量流動是單向、逐級遞減的 B．生產(chǎn)者為第一營養(yǎng)級，①②⑥⑧之和為生產(chǎn)者固定的總能量 C．①⑦⑧過程以CO2的形式進(jìn)行，②③④⑤⑥過程以有機(jī)物的形式進(jìn)行 D．根瘤菌與豆科植物互利共生時，其生命活動所需的有機(jī)碳來自⑥過程 答案　C 解析　圖中Ⅰ為大氣中的二氧化碳、Ⅱ和Ⅲ為消費者、Ⅳ為分解者。分解者(Ⅳ)不是食物鏈的組成成分，A錯誤；生產(chǎn)者固定的總能量可用①表示，其去向有三個：流入下一營養(yǎng)級(②)、被分解者分解利用(⑥)和自身呼吸消耗(⑧)，B錯誤；碳元素由無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落(①)和由生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境(⑦⑧)以CO2的形式進(jìn)行，在生物群落內(nèi)(②③④⑤⑥)以有機(jī)物的形式進(jìn)行，C正確；根瘤菌是消費者，它與豆科植物互利共生時，其生命活動所需有機(jī)物應(yīng)來自于②，D錯誤。 11.如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中D為大氣，請據(jù)圖回答下列問題： (1)此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從[C]____________固定太陽能開始的。 (2)碳元素在大氣中與A、B、C之間的流動是以____________形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分中A為____________，B為____________。 (3)圖中D→C過程主要是通過____________作用實現(xiàn)的，C→D過程是通過____________作用實現(xiàn)的，B→D過程是通過____________作用實現(xiàn)的。 (4)生物群落中的一部分碳返回大氣中，而另一部分則以______________形式儲藏在地層中。碳在無機(jī)環(huán)境中以____________和____________形式存在。 (5)碳循環(huán)始終與____________結(jié)合在一起。 答案　(1)生產(chǎn)者 (2)CO2　消費者　分解者 (3)光合　呼吸　分解 (4)化石燃料　CO2　碳酸鹽 (5)能量流動 解析　在無機(jī)環(huán)境中，碳以二氧化碳或碳酸鹽的形式存在；在生物群落中，碳主要以含碳有機(jī)物的形式存在。在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間，碳主要以二氧化碳的形式進(jìn)行循環(huán)。碳從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的途徑主要為綠色植物的光合作用，碳回到無機(jī)環(huán)境的途徑為生物的呼吸作用、化石燃料的燃燒。 12．下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分。請據(jù)圖回答下列問題： (1)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)是指碳元素在________________________之間不斷循環(huán)的過程。 (2)X與甲中圖示生物類群的能量來源不同，X代表的生物為____________________；Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與丙中圖示生物不同，Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)最主要的特點是____________________。 (3)大氣中的CO2在甲中圖示的________處(在a～d中選擇)合成有機(jī)物；含碳有機(jī)物在甲中圖示的________處(在a～d中選擇)可以分解為CO2。 答案　(1)生物群落與無機(jī)環(huán)境　(2)化能自養(yǎng)細(xì)菌(或硝化細(xì)菌等)　有由核膜包被的細(xì)胞核　(3)c　a和b 13．某陸地生態(tài)系統(tǒng)中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、丁、戊5個種群。調(diào)查得知，該生態(tài)系統(tǒng)有4個營養(yǎng)級，營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%～20%，且每個種群只處于一個營養(yǎng)級。一年內(nèi)輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示，表中能量數(shù)值的單位相同。 種群 甲 乙 丙 丁 戊 能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50 回答下列問題： (1)請畫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)。 (2)甲和乙的種間關(guān)系是________；種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組分中的__________。 (3)一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能包括____________、____________，此外還具有信息傳遞等功能。碳對生物和生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義，碳在____________和____________之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行。 答案　(1)　(2)捕食　消費者 (3)物質(zhì)循環(huán)　能量流動　生物群落　無機(jī)環(huán)境 解析　(1)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中相鄰兩營養(yǎng)級間能量的傳遞效率為10%～20%和能量流動逐級遞減的理論進(jìn)行分析。戊含有的能量最多，處于第一營養(yǎng)級；乙和丙含有的能量較多且相差很小，都處于第二營養(yǎng)級；甲含有的能量較少，處于第三營養(yǎng)級；丁含有的能量最少，處于第四營養(yǎng)級。該生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)圖見答案。 (2)根據(jù)食物網(wǎng)可以看出：甲和乙的種間關(guān)系是捕食，戊是生產(chǎn)者，甲、乙、丙和丁都為消費者。 (3)生態(tài)系統(tǒng)的功能是能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞等。碳循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，碳在生物群落中是以有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞的，而在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行。 14．如圖甲為一個長期處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)示意圖；表乙是對圖甲中生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的能量流動情況調(diào)查結(jié)果；圖丙是該生態(tài)系統(tǒng)中人類對物質(zhì)與能量的利用情況部分示意圖。請據(jù)圖回答問題： (單位：102 kJm－2a－1) Pg Pn R X 870.7 369.4 501.3 Y 211.5 20.1 191.4 Z 141.0 61.9 79.1 乙 (1)大氣中二氧化碳的來源有三個，分別是動植物的呼吸作用、______________、______________。 (2)若圖甲表示碳循環(huán)示意圖，則D指的是生態(tài)系統(tǒng)中的______________，①過程表示的是________________________________________________________________________。 (3)表乙中的Pg表示同化作用固定的總能量，Pn表示生物體內(nèi)儲存的能量，則R表示的生物學(xué)含義是________________________________________。每平方米每年流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為______________102 kJ。 (4)圖丙表示人類在草原上放養(yǎng)牲畜的目的是調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的______________關(guān)系。 答案　(1)微生物的分解作用　化石燃料的燃燒 (2)無機(jī)環(huán)境(或大氣中的二氧化碳)　光合作用 (3)生態(tài)系統(tǒng)中各生物成分的呼吸量　870.7 (4)能量流動 解析　大氣中二氧化碳的來源有三個：動植物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃燒；各營養(yǎng)級生物所同化的總能量除了一部分在自身體內(nèi)儲存外，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失；生產(chǎn)者固定太陽能的總量是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；人工生態(tài)系統(tǒng)的特點是使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，提高能量的利用率? 15．(經(jīng)典高考題)氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表為A、B兩個不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。 時期 碳吸收量(kg Ca－1) 碳釋放量(kg Ca－1) A 1.201014 1.201014 B 1.201014 1.261014 (1)生態(tài)系統(tǒng)中碳的吸收主要是通過________作用實現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過________作用實現(xiàn)的。 (2)表中________時期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是_______________________________。 (3)由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的________，導(dǎo)致大氣中________增加并引起全球氣候變化。 (4)人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放，如“葉綠素太陽能電池”是模仿類囊體吸收光能的特征而制造的，類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的________階段；又如經(jīng)過改造的藍(lán)藻能在細(xì)胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的________直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。 答案　(1)光合　呼吸　(2)A　碳吸收量等于碳釋放量 (3)碳平衡　CO2　(4)光反應(yīng)　有機(jī)物 解析　(1)生態(tài)系統(tǒng)中碳的吸收主要是通過光合作用實現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過呼吸作用實現(xiàn)的。 (2)生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，生態(tài)系統(tǒng)吸收CO2的量和釋放CO2的量應(yīng)相等。而在表中A時期時，生態(tài)系統(tǒng)吸收CO2的量和釋放CO2的量相等。 (3)人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡，導(dǎo)致大氣中CO2含量增多而出現(xiàn)溫室效應(yīng)。 (4)類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的光反應(yīng)階段。光合作用的產(chǎn)物是有機(jī)物。