【生物】2018届人教版一轮复习专题20-3生态系统的物质循环学案

【生物】2018届人教版一轮复习专题20-3生态系统的物质循环学案

‎【学案导航】---明方向！‎ ‎【课程学习目标】‎ ‎1.以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环。‎ ‎2.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。‎ ‎3.举例说出生态系统物质循环的全球性,说明物质循环与能量流动的关系。‎ 第一层级：预学区.不看不讲 ‎【知识体系梳理】‎ 一、生态系统物质循环的概念和特点 ‎1.概念:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从①到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。这里的生态系统是指②生物圈。‎ ‎2.特点:生物圈中的物质循环具有③全球性;无机环境中的物质可以被生物群落④反复利用。‎ 二、碳循环 ‎1.循环形式:无机环境与生物群落之间主要以⑤CO2形式进行循环,在生物群落内部以⑥含碳有机物　　形式进行传递;联系生物群落和无机环境的两个重要的生理过程是⑦光合作用和呼吸作用。 ‎ ‎2.碳循环失衡:人类大量燃烧⑧煤、石油等,导致碳在短时间内大量释放,产生温室效应,而温室效应将会加快极地和高山冰川的融化,导致⑨海平面上升。‎ 三、能量流动和物质循环的关系 ‎1.二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。‎ ‎2.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,使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往复。‎ 四、实验:探究土壤微生物的分解作用 ‎1.实验原理:(1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物,它们在生态系统中的成分为分解者。(2)分解者将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。‎ ‎2.提出假说: 根据案例1可以提出“微生物能分解落叶使之腐烂”的假说;根据案例2可以提出“微生物能分解淀粉”的假说。‎ ‎3.实验设计:对照组的土壤不做处理,实验组的土壤要进行灭菌处理,以排除土壤微生物的作用。‎ ‎【基础学习交流】‎ ‎1.碳在无机环境中的存在形式主要是什么?在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是什么?与碳循环密切相关的生理过程是什么?‎ ‎2.能量流动和物质循环有何关系?‎ ‎3.CO2的排放与全球气候变化有什么关联?如何降低温室效应?‎ 第二层级：导学区.不议不讲 ‎【重点难点探究】‎ 知识点一:生态系统的物质循环 ‎1.碳在生物群落内部的流动形式是什么?‎ ‎2.请尝试完成下面碳循环过程图解。‎ 知识点二:能量流动与物质循环的关系 根据能量流动与物质循环的相关知识完成下表:‎ 项目 能量流动 物质循环 内容 能量 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素[来源:学&科&网]‎ 形式 以①　　　为载体 ‎ 以②　　　形式循环 ‎ 特点 ‎③　　传递、逐级递减 ‎ 反复利用、循环流动,具④　　性 ‎ 范围 生态系统的⑤　　　 ‎ ‎⑥　　 ‎ 联系 同时进行,相互依存、不可分割:‎ ‎(1)物质循环过程中伴随着能量流动 ‎(2)在生物群落中流动渠道都是⑦　　　 ‎ ‎(3)物质是能量的⑧　　　,能量是物质循环的⑨　　 ‎ ‎　　知识点三:探究土壤微生物的分解作用 如何设计实验探究土壤微生物的分解作用?(请完成下表)‎ 实验内容 案例1‎ 案例2‎ 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实[来源:]‎ 验 设[]‎ 计 ‎ 实验组 ‎[来源:]‎ 对照组 自变量 实验现象 A A1‎ A2‎ B B1‎ B2‎ 结论分析 ‎【思维拓展应用】‎ 例1　下图为生态系统碳循环模式图,下列分析错误的是(　　)。‎ A.f表示大气中的二氧化碳库 B.该图中有三条食物链 C.图中的a一定是自养生物,b、c、d、e一定是异养生物 D.碳以有机物的形式由a传到b 例2　有关生态系统能量流动和物质循环的叙述不正确的是(　　)。‎ A.能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能 B.能量流动和物质循环是沿食物链进行的 C.正常的生态系统中的能量和生物数量金字塔均可倒置 D.能量流动是伴随着物质循环进行,但是为单向流动 例3　为了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个容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关事项的叙述中正确的是(　　)。‎ A.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 B.检测“敌草隆”的消失情况,预计a的“敌草隆”全部消失,b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 第三层级：固学区.不练不讲 ‎【基础智能检测】‎ ‎1.生态系统的物质循环发生在(　　)。‎ A.生物群落各个成分之间 B.生物群落与无机环境之间 C.生产者与消费者之间 ‎ D.生产者与分解者之间 ‎2.从物质循环的角度看,人体内的碳元素究其根源来自(　　)。‎ A.生物群落中的碳 B.大气中的二氧化碳 C.消费者中的碳 ‎ D.生产者中的碳 ‎3.营腐生生活的细菌和真菌等在生态系统中占有重要地位,这是因为它们 (　　)。‎ A.能释放出氧气,吸收代谢废物 B.能净化空气 C.能为其他生物提供生物来源 D.能腐败、分解有机物使之变成无机物,归还到无机环境中 ‎【全新视角拓展】‎ ‎4.下图是生态系统中碳循环的示意图,请据图回答:‎ ‎(1)图中绿色植物与动物之间的关系是　　　　,能量在绿色植物与动物之间流动的特点是　　　　　　　。 ‎ ‎(2)碳元素在生物群落和无机环境之间主要以　　　　的形式进行循环。绿色植物属于生态系统成分中的　　　　。 ‎ ‎(3)碳从无机环境中进入绿色植物的途径①是　　　　作用;生物群落中的碳进入无机环境的途径有　　　　(填序号)等过程。 ‎ 第四层级：思学区.不思不复 ‎【思维导图构建】‎ ‎【答案】‎ ‎【知识体系梳理】‎ ‎①无机环境　②生物圈　③全球性　④反复利用　⑤CO2　⑥含碳有机物　⑦光合作用和呼吸作用　⑧煤、石油　⑨海平面上升　⑩同时进行的　载体　动力　分解者　有机物　“微生物能分解落叶使之腐烂”　灭菌处理 ‎【基础学习交流】‎ ‎1.碳酸盐,二氧化碳等;二氧化碳;光合作用、化能合成作用及呼吸作用。‎ ‎2.二者是同时进行,彼此相互依存,不可分割的;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,使物质得以循环。学*科网 ‎3.大气中CO2浓度的增加会引起全球气候变暖,导致极地的冰雪和高山冰川的融化、海平面上升等。‎ 降低煤炭、石油等化石燃料的燃烧,以减少CO2的排放;大力植树造林,绿化环境,通过光合作用以减少大气中的CO2。‎ ‎【重点难点探究】‎ 知识点一:生态系统的物质循环 ‎1.有机物的形式。‎ ‎2.‎ 知识点二:能量流动与物质循环的关系 ‎①有机物　②无机物　③单向　④全球　⑤各营养级　⑥生物圈　⑦食物链(网)　⑧载体　⑨动力 知识点三:探究土壤微生物的分解作用 实验内容 案例1‎ 案例2‎ 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 验 设 计 ‎ 实验组 对土壤高温处理 对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 土壤中是否含微生物 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 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 产生砖红色沉淀 B B1‎ 变蓝 B2‎ 不产生砖红色沉淀 结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 ‎【思维拓展应用】‎ 例1　B ‎【解析】f表示大气中的二氧化碳库,a是生产者,b是分解者,c、d、e都是消费者。该图中只有1条食物链。消费者和分解者都是异养型生物。碳以有机物的形式从生产者传给分解者和消费者。‎ 例2　C ‎【解析】物质是循环的而能量是单向流动的。正常的生态系统中的生物数量金字塔在个别营养级之间可能出现倒置,而能量金字塔不会倒置。‎ 例3　A ‎【基础智能检测】‎ ‎1.B　2.B　3.D ‎【全新视角拓展】‎ ‎4.(1)捕食　单向流动、逐级递减　(2)CO2　生产者　(3)光合　③④⑤‎ ‎【思维导图构建】‎ ‎①化学元素　②生物圈　③全球　④光合　⑤化能合成　⑥细胞呼吸 ‎【典例指津】---授技法！‎ 热点题型一 生态系统的物质循环 ‎ 例1．如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.在碳循环过程中，同时伴随着能量流动 B.由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少 C.该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B D.在A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动 ‎【答案】C ‎【提分秘籍】‎ ‎1．物质循环 ‎(1)概念：组成生物体的各种元素在无机环境与生物群落间不断循环的过程。‎ ‎(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。‎ ‎(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。‎ ‎(4)意义：通过能量流动和物质循环，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。‎ ‎2．碳循环 ‎(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。‎ ‎(2)碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物。‎ ‎(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物的分解作用实现的。‎ ‎3．温室效应 ‎(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。‎ ‎(2)影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图为生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是(　　)‎ A.物质循环伴随着能量的流动 B.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体 C.A、B所示的物质循环具有全球性 D.进行A过程的生物是自养型生物 ‎【答案】B ‎【真题回眸】---知难易！‎ ‎1.(2014·江苏卷，10)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　)‎ A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点 B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C.食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用 D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 ‎【答案】　D ‎【解析】　蓝藻水华是大量无机污染物排到江湖中导致藻类大量繁殖引起的，为物质循环而不是能量流动，A错误；生态系统的能量来源主要为太阳能，也可能来源于化学能，如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物，B错误；食物链中各营养级中 ‎10%～20%的能量被下一营养级所同化，C错误；生态系统的物质循环带有全球性和循环往复性，因此无机环境中的物质可以通过多种途径进入生物群落被生物利用，D正确。‎ ‎2.(2015·海南单科，28)回答下列关于红树林生态系统的问题：‎ ‎(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于________(填“间接”或“潜在”)价值。‎ ‎(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。‎ 图中A表示______________________，生物成分E表示________，生物成分F表示________，________表示初级消费者。‎ ‎【答案】　(1)间接　(2)大气中CO2库　生产者　分解者　C ‎【能力提升】---长士气！ ‎ 一、选择题（8小题）‎ ‎1.“地球出汗”是指大气中CO2浓度的增加，形成温室效应，导致气温升高。为了给地球“擦汗”，我们应采取（ ）‎ ①改变能源结构，发展太阳能、核能、水能，以代替矿物燃料 ②用石灰水吸收空气中的CO2 ③限制汽车工业的发展，减少汽车数量 ④开展植树造林，增大绿化面积 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④‎ ‎【答案】D ‎【解析】导致温室效应的直接根源是大量燃烧化石燃料，严重破坏森林植被。所以要减少大气中二氧化碳的含量，必须从根源上防止，即改变能源结构，开发和使用清洁能源，代替化石燃料，开展植树造林，促进自然界碳的循环。所以①和④正确；②太耗费能源不可行；③将影响人的生活，不能减少汽车的数量，应改变燃油的结构。学科&网 ‎2.下列可“双向”进行的是 （ ） ‎ A．金丝雀虉草的胚芽鞘中生长素的极性运输 B．反射活动中兴奋在神经纤维上的传导 C．草原生态系统中狼和兔子间的碳元素传递 D．垂体细胞与甲状腺细胞间的信息传递 ‎【答案】D ‎【解析】金丝雀虉草的胚芽鞘中，生长素的极性运输，只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，因此是单向的，A错误；反射活动中兴奋在神经纤维上的传导是单向的，B错误；草原生态系统中狼和兔子间的碳元素传递只能由兔子传给狼，是单向的，C错误；垂体细胞分泌的促甲状腺激素作用的靶细胞是甲状腺细胞，甲状腺细胞分泌的甲状腺激素也可以作用于垂体，因此垂体细胞与甲状腺细胞间的信息传递是双向的，D正确。‎ ‎3.有一种生活在热带的果蚁，将自己含有蛋白酶的排泄物排在收集来的落叶上，用这些落叶来培养真菌，然后以腐叶作为自己的食物来源，下列分析不正确的是 （ ）‎ A．果蚁排泄物中的蛋白酶属于蛋白质 B．真菌分泌的纤维素酶能促进落叶中纤维素的分解 C．果蚁和真菌都是分解者，共同促进碳、氮元素的循环 D．果蚁从落叶中同化的能量可通过食物残渣的形式传递给真菌 ‎【答案】D ‎4.下列有关碳循环的叙述中，错误的是 （ ）‎ A．冬季北方人呼出的CO2，能供给南方植物光合作用 B．大力开发和使用清洁能源，能减少CO2的释放量 C．碳元素和能量都能从植物传递给各种动物 D．倡导低碳生活方式的主要方法是提高人均绿地面积 ‎【答案】D ‎【解析】物质循环具有全球性，所以冬季北方人呼出的CO2，可以供给北方植物进行光合作用，也可以供给南方植物进行光合作用，A正确；二氧化碳的主要来源是化石燃料的燃烧等，开发和使用清洁能源能减少化石燃料的燃烧，减少CO2‎ 的释放量，B正确；能量储存在含碳有机物中，植物中的含碳有机物可通过植食性动物传递给肉食性动物等，所以碳元素和能量都能从植物传递给各种动物，C正确；倡导低碳生活方式的主要方法是减少二氧化碳的排放，开发利用清洁能源，D错误。学&科网 ‎5.如图所示为某生态系统中的碳循环过程，下列相关叙述正确的是 （ ）‎ A．甲、乙、丙、丁以及无机环境构成了该生态系统的结构 B．a、c、d过程中碳的存在形式均为有机物 C．在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用 D．缓解温室效应只有通过大力植树造林 ‎【答案】C ‎6.某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是 （ ）‎ A．3幅图中生产者都是A B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动 C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物 D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2‎ ‎【答案】A ‎【解析】图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中 E为生产者，A错误；图1中C为消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A为生产者，C为无机环境，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2，D正确。‎ ‎7.图为生态系统的碳循环示意图，其中b是大气中的CO2库。相关叙述正确的是（ ）‎ A．a→b的生理过程为光合作用 B．d是消费者 C．碳从d→b以CO2的形式流动 D．c1→c2→c3构成一条食物链 ‎【答案】C ‎【解析】a是生产者，a→b的生理过程为呼吸作用，A错误；除了一个箭头指向b外，其他箭头都指向d，因此d是分解者，B错误；碳从分解者到无机环境通过分解者的分解作用，即以CO2的形式流动，C正确；图中c1→c2→c3为各级消费者，D错误。学*科网 ‎8.有关物质循环的叙述，正确的是 （ ）‎ A．只有通过植物的光合作用才能进入生物群落 B．只能通过微生物的分解作用才能返回无机环境 C．物质循环与能量流动先后进行 D．无机环境的物质可以被生物群落反复利用 ‎【答案】D 二、非选择题（2小题）‎ ‎9.我国南方地区常见到一些以毛竹作为单一优势物种的竹林，竹林中有一些高大的成年毛竹，还有一些较矮的幼年毛竹，以及一些刚出土的竹笋。竹林中还有一些昆虫类害虫，对竹笋及竹子的茎叶造成很大的危害。回答下列问题：‎ ‎（1）在生态系统的组成成分中，竹林害虫属于＿＿＿＿＿＿＿，它们对竹林中的物质循环所起的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（2）竹林中的成年毛竹、幼年毛竹、竹笋在垂直方向上占据不同的空间，能否据此说明竹林群落具有垂直结构？＿＿＿＿＿＿＿为什么？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（3）毛竹固定的太阳能中，有些能量没被利用，有些被利用了。被利用的能量包括哪些？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ‎ ‎（4）一些林业人员尝试用“林下养鸡”的方法来防治某些竹林害虫。从生态学的角度来看，“林下养鸡”的意义有哪些？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）消费者 促进生态系统中的物质循环 ‎（2）不能 群落的垂直结构指的是不同生物种群在垂直方向上具有分层现象，而成年毛竹、幼年毛竹、竹笋属于同一个物种 ‎（3）被自身呼吸作用消耗利用，被下一营养级利用，被分解者利用 ‎ ‎（4）调整能量流动的方向，使能量流向对人类最有益的部分(或有利于控制害虫数量，答案合理即可)‎ ‎10.下列是对土壤微生物开展探究活动的两个案例，请在相应的空白处作答。‎ ‎（1）案例Ⅰ：探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂（分解）。‎ 设计思路：‎ 组别 对照组 实验组 处理情况 不做处理的带落叶的土壤 进行过处理的带落叶的土壤 将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好，并埋在5cm深的土壤中 对实验组土壤应该进行 处理，尽可能排除 的作用。‎ ‎（2）案例Ⅱ：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。‎ 实验步骤：‎ ‎①将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。‎ ‎②另取两只烧杯，编号为A、B，放入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30mL土壤浸出液，B烧杯中加入 。‎ ‎③在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10 mL；‎ ‎④在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入 ，并进行 处理。‎ ‎⑤观察各试管的 ，记录实验结果。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）灭菌 土壤微生物 ‎ ‎（2）②30mL（等量）蒸馏水（无菌水） ④（等量的）斐林试剂 水浴加热 ⑤颜色变化 ‎