高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 生态系统的物质循环学案

  第3章 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、能量在生物群落中单向流动并逐渐递减的规律。

2.举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学.有效地利用生态系统中的资源。

3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。

一、生态系统的物质循环

1.物质循环（又称生物地球化学循环）

组成生物体的C、H、O、N、P、S等     ，都在不断进行着从           到

         ，又从         到         的         ，这就是生态系统的物质循环。

2.循环的范围：            。

3.循环特点：           ；            。

4.生态系统的物质循环实例——碳循环

（1）碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以        的形式循环的。

（2）碳从非生物环境进入生物群落主要通过          作用，从生物群落进入非生物环境的途径有                作用、                    作用和化石燃料的燃烧。

二、生物富集

（1）概念：生物体从周围环境中吸收、积蓄某种元素或            的化合物，使其在机体内浓度            环境浓度的现象，称作生物富集。

（2）原因（以铅为例）：进入体内的铅，能够形成多种比较            的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞内，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内。一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着          逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。

（3）特点：食物链的          最高，生物富集具有          性。

三、能量流动和物质循环的关系

1.联系：

（1）能量流动和物质循环是生态系统的        ，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。

（2）能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的       和       等过程。

（3）物质作为能量的载体，使能量沿着        流动；能量作为        ，使物质能够不断地在和        非生物环境之间循环往返。

2.区别：在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落        ；能量在流经生态系统各营养级时，是            的，而且流动是单方向不循环的。

1.沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用（   ）

2.化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因（   ）

3.碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分间都是单向的（   ）

4.生物富集的物质会沿著食物链、食物网在生物体内聚集（   ）

5.营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高（   ）

1.下列关于生态系统中碳循环的叙述，错误的是(   )

A.生产者和分解者在碳循环中不可缺少

B.消费者促进了碳循环并使生态系统更加稳定

C.碳在无机环境和生物群落间循环的主要形式是CO2

D.形成温室效应的最主要原因是生物呼吸作用排出大量的CO2

2.生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(   )

A.调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链

B.整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网

C.归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级

D.测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔

3.下图为碳循环示意图，相关叙述正确的是(   )

A. 碳以CO2的形式在a、b、d之间传递

B. 食用a2比食用a1产生的生态足迹更大

C. 温室效应主要是由b→c的进程过快导致

D. 图中缺少了消费者直接到分解者的途径

4.如图为生态系统碳循环示意图，ABC代表生态系统成分，数字表示碳的流动。正确的是(   )

A. 艾草有驱蚊驱虫效果，而且有芳香通窍的作用，这些属于艾草的间接价值
B. 碳循环指的是CO2在生物群落和无机环境间的循环
C. 该生态系统平衡时，③④⑤⑥⑦的总量等于①的总量
D. ①②⑥⑦为CO2形式，③④⑤为有机物形式

5.如图为生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，据图不能得到的结论是(   )

A.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动

B.能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往复

C.在处于稳定状态的生态系统中，能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量

D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的

6.物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环，下列说法正确的是(   )

A.物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物

B.物质循环中的“循环”是在食物链和食物网之间进行的

C.传统农业中的耕地技术可以加快生态系统的物质循环

D.物质是能量的载体，物质循环也可以让能量被循环利用

7.如图表示地球大气中CO2的温室效应示意图。下列叙述正确的是(   )

A.温室效应主要与全球范围内化石燃料的大量燃烧有关

B.全球性生态问题指的就是全球气候变化——温室效应

C.防止温室效应加剧的唯一办法是减少CO2的排放

D.地球变暖是地球上的生物呼吸作用散失的热能增多所致

8.“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式以抵消国家、企业或个人在一定时间内产生的二氧化碳或温室气体排放总量，以实现正负抵消，达到相对“零排放”。下列说法正确的是(   )

A. 碳中和抵消的是动植物的呼吸作用和微生物的分解作用排放的CO2

B. 大气中CO2含量的迅速增加是形成酸雨、臭氧层破坏和温室效应的原因

C. 自然生态系统中，植物从大气中摄取碳的速率与生物呼吸、分解作用释放碳的速率大致相同

D. 生态系统的物质循环是指O2、CO2等物质在生物群落和无机环境之间循环利用的过程

9.我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等）。如图为碳循环示意图，图中字母表示生态系统的组成成分，数字①～⑩表示CO2的排放量或减少量。回答下列问题：

（1）图中代表生态系统基石的是__________（用图中字母表示）。若用图中的数字构建碳中和数学模型，则该数学模型是__________（用图中数字表示）。图中C同化的能量中一部分用于自身的呼吸，其余部分用于__________等生命活动。

（2）植树种草可以吸收CO2，但种植的相应物种应以当地物种为主，原因是____________________（答出1点即可）。

（3）请写出符合“低碳生活”（低碳消耗、低碳排放的生活方式）理念的日常生活习惯____________________（答出2点即可）。建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与，主要原因是____________________。

答案以及解析

1.答案：D

解析：A、生产者通过光合作用固定CO2，并转化为有机物，分解者可以把生产者和消费者的遗体和粪便分解为无机物返回无机环境，故生产者和分解者在碳循环中不可缺少，A正确； B、消费者加速了碳循环，并使生态系统更加稳定，B正确； C、碳循环的主要形式是碳元素以二氧化碳的形式往返于无机环境与生物群落，在生物群落内部碳元素以含碳有机物的形式进行传递，C正确； D、形成温室效应的最主要原因是人类大量燃烧化石燃料和植被的破坏，D错误。

故选：D。

2.答案：D

解析：A、生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链，A正确B、错综复杂的食物链构成食物网，B正确;C、营养级是指物种在食物链中的位置，C正确;D、测算全部食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D错误。

故选D。

3.答案：B

解析：A、碳在a、b、d生物群落之间是以含碳有机物的形式传递的，A错误;

B、在能量流动过程中，能量会逐级递减，故要维持a2的生存，消耗的生产者等资源大于a1根据生态足迹的定义,所以食用a2比食用a1产生的生态足迹更大，B正确;

C、温室效应主要是由于人类大量燃烧化学燃料,使地层中积存的碳元素在短时间内释放出来,打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳迅速增加而造成，C错误;

D、分析图示可知，a 是各级消费者，b是分解者,图中a→b就是消费者直接到分解者的途径,故缺乏的是消费者到大气中的二氧化碳的途径，D错误。

4.答案：D

解析：A、艾草有驱蚊驱虫效果，而且有芳香通窍的作用，这些属于艾草的直接价值，A错误;

B、碳循环指的是碳元素在生物群落和无机环境间的循环，B错误;

C、③④⑤⑥⑦之和小于生产者同化的碳的总量，即①的总量，C错误;

D、碳在生物群落内部以有机物的形式流动，在生物群落与无机环境之间以二氧化碳的形式循环，因此①②⑥⑦为CO2形式,③④⑤为有机物形式，D正确。故选D。

5.答案：C

解析：图中能量①④表示生产者、消费者和分解者呼吸作用散失的能量，能量②③表示通过食物链流入初级消费者和次级消费者的能量。流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，应为散失的能量和留在生态系统中的能量的总和，能量①②③④的总和不是生产者所固定的太阳能总量，还缺少生物体内的能量，C项错误。

6.答案：C

解析：物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种元素，A项错误；物质循环中的“循环”是在非生物环境与生物群落之间进行的，B项错误；传统农业中的耕地技术可以加快作物根细胞的呼吸作用及土壤中部分微生物的分解作用，进而加快生态系统的物质循环，C项正确；生态系统的物质循环与能量流动中，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，物质可以循环利用，能量不能循环利用，D项错误。

7.答案：A

解析：温室效应产生的原因主要与全球范围内化石燃料的大量燃烧有关，A正确；全球性生态问题包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土壤荒漠化、海洋污染、生物多样性锐减等，B错误；防止温室效应加剧的办法是尽量减少燃烧时排放CO2，也可通过积极种植树木，吸收CO2等，C错误；地球变暖是热辐射到大气的能量被返回地球所致，D正确。

8.答案：C

解析：A、“碳中和”抵消的主要是工业生产排放的CO2，A错误；
B、大气中CO2含量的迅速增加是形成温室效应的原因，SO2的含量增加是形成酸雨的原因，氟利昂的含量增加是臭氧层破坏的原因，B错误；
C、“碳中和”可以抵消系统自身产生的CO2，自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率，与生物呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相同，C正确；
D、生态系统的物质循环是指构成生物的主要元素在生物群落和无机环境之间循环利用的过程，D错误。
故选：C。

9.答案：（1）A；①=②+④+⑥+⑦+⑧；C自身生长、发育和繁殖

（2）避免外来物种入侵，保证本地生态系统的安全性##本地物种具有较高的生态适应性

（3）少用一次性筷子、节约用纸、骑自行车出行、减少使用化石燃料等；碳循环具有全球性

解析：（1）A与CO2之间存在双箭头，表示生产者，生态系统的基石是生产者，即图中A代表。图中CO2的排放量包括生产者的呼吸作用产生量（②）、消费者的呼吸作用产生量（④+⑥）、分解者的分解作用产生量（⑧）和煤、石油燃烧产生量（⑦），CO2的减少量是生产者光合作用固定量（①），而碳中和指CO2排放量与减少量相等，因此用图中的数学构建的碳中和数学模型是①=②+④+⑥+⑦+⑧。

（2）由于外来物种可能影响本地生态系统的安全性，而本地物种具有较高的生态适应性，因此采用植树种草吸收掉CO2排放量时，应以当地物种为主，这遵循了生态工程的协调基本原理

（3）“低碳生活”是低碳消耗、低碳排放的生活方式，在日常生活中少用一次性筷子、节约用纸、骑自行车出行、减少使用化石燃料等习惯符合该理念。