【課堂設(shè)計(jì)】2014-2021學(xué)年高中生物拓展演練：5.3-生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(人教版必修3)

基礎(chǔ)演練一、選擇題1．從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素根原來(lái)源是()A．食物中的碳B．大氣中的CO2C．燃料中的碳D．非生物環(huán)境中的碳解析：生物體內(nèi)的碳元素究其根源都是來(lái)自生產(chǎn)者從大氣中固定的CO2。答案：B2．下列關(guān)于碳循環(huán)的敘述中，正確的是()①全過(guò)程在生物群落中進(jìn)行②碳元素只能通過(guò)光合作用進(jìn)入生物群落③生物群落的碳元素通過(guò)分解者回歸無(wú)機(jī)環(huán)境④其循環(huán)過(guò)程中伴隨著能量的轉(zhuǎn)換A．①②B．③④C．①③D．②④答案：B3．若用甲代表生產(chǎn)者，乙代表消費(fèi)者，丙代表分解者，丁代表大氣中的CO2庫(kù)。下圖中能正確表示甲、乙、丙、丁在碳循環(huán)中的關(guān)系的是()解析：本題考查了碳循環(huán)中各成分之間的關(guān)系以及應(yīng)用相關(guān)學(xué)問(wèn)分析推斷的力量和識(shí)圖力量。碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間是以CO2形式循環(huán)的，在生物群落內(nèi)部以含碳有機(jī)物形式流淌，CO2進(jìn)入群落要通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用(或化能合成作用)，而離開(kāi)群落則可通過(guò)各功能類(lèi)群生物的呼吸作用。答案：B4．當(dāng)今地球上大氣中的CO2濃度增高，地球溫度也有所上升，這將導(dǎo)致沙漠化等惡果。造成CO2濃度增高的緣由是()A．自然因素破壞了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)整力量B．人口猛烈增加，呼出的CO2增多C．工業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)燃料的大量燃燒和自然資源的不合理利用D．生產(chǎn)者同化CO2的效率低解析：大氣中CO2濃度過(guò)高的主要緣由是工業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)燃料的大量燃燒和自然資源的不合理利用造成的。答案：C5．某生物愛(ài)好小組的同學(xué)為證明某細(xì)菌對(duì)樹(shù)葉的分解作用，分別提出三種試驗(yàn)方案。其共同之處是：將同一種樹(shù)的落葉分成甲、乙兩等份，試驗(yàn)過(guò)程保持樹(shù)葉潮濕，其他試驗(yàn)條件和步驟如下表所示。哪種試驗(yàn)方案能達(dá)到目的()序號(hào)試驗(yàn)處理甲乙方案一無(wú)菌條件自然條件方案二先滅菌，再放于適宜條件下自然條件方案三先滅菌，再放于適宜條件下先滅菌，然后接種某種細(xì)菌，最終置于適宜條件下A.方案一 B．方案二C．方案三 D．三個(gè)方案都不能達(dá)到解析：欲證明樹(shù)葉的分解是由“某種細(xì)菌”所引起的，應(yīng)先將樹(shù)葉滅菌排解其他微生物對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾，同時(shí)應(yīng)將滅菌后的樹(shù)葉分兩組，一組接種該細(xì)菌，另一組不接種，兩組均置于適宜條件下培育，以便對(duì)比分析得出結(jié)論。答案：C6．在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體。下列有關(guān)兩者的敘述正確的是()A．能量可驅(qū)動(dòng)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淌D．能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置解析：生態(tài)系統(tǒng)的基本功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流淌，完成這兩大功能離不開(kāi)食物鏈和食物網(wǎng)。在物質(zhì)循環(huán)中，能量起到驅(qū)動(dòng)作用，但是能量卻是單向傳遞、逐級(jí)遞減。生物數(shù)量金字塔有時(shí)可以倒置，但能量金字塔都是正立的，肯定是低養(yǎng)分級(jí)所含能量多，而高養(yǎng)分級(jí)所含能量少。答案：A二、簡(jiǎn)答題7．如右圖是生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)此生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是從[]________固定太陽(yáng)能開(kāi)頭的。(2)碳元素在大氣中與A、B、C之間的流淌是以________形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分中A為_(kāi)_______，B為_(kāi)_______。(3)圖中D→C過(guò)程主要是通過(guò)________作用實(shí)現(xiàn)的，C→D過(guò)程是通過(guò)________作用實(shí)現(xiàn)的，B→D過(guò)程是通過(guò)________作用實(shí)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____形式貯存在地層中。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中主要以____________和____________形式存在。(5)碳循環(huán)始終與________結(jié)合在一起。解析：該題考查了生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的有關(guān)學(xué)問(wèn)。正確解答該題首先確定圖示中字母的含義，然后再依據(jù)所學(xué)學(xué)問(wèn)作出正確的解答。解答本題的關(guān)鍵是正確推斷A、B、C、D分別屬于生態(tài)系統(tǒng)的什么成分，其中圖中的雙向箭頭是識(shí)圖的突破點(diǎn)，可以確認(rèn)C和D中一個(gè)代表生產(chǎn)者，一個(gè)代表無(wú)機(jī)環(huán)境，再依據(jù)C是很多箭頭的起點(diǎn)，所以代表的是生產(chǎn)者，D是箭頭的終點(diǎn)，所以代表的是無(wú)機(jī)環(huán)境。依次類(lèi)推問(wèn)題就迎刃而解了。答案：(1)C生產(chǎn)者(2)CO2消費(fèi)者分解者(3)光合呼吸分解(4)化學(xué)燃料CO2碳酸鹽(5)能量流淌8．下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌和碳循環(huán)的關(guān)系圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)對(duì)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(guò)程分別是：①________，③________，⑤________。(3)C生物處于第________養(yǎng)分級(jí)，若要使C增加200kg至少需要消耗A________kg。(4)(多選)若該圖表示某溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)，為了提高畜牧產(chǎn)量，牧民實(shí)行了如下措施，其中正確的做法是()A．徹底捕殺狼等次級(jí)消費(fèi)者，以愛(ài)護(hù)牛羊的平安B．大力防治害蟲(chóng)和鼠對(duì)植被的破壞，使能量盡可能流向?qū)θ祟?lèi)有益的方向C．加大對(duì)牧草的水肥管理D．大量繁殖牛羊解析：據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌和物質(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(jí)消費(fèi)者；C為次級(jí)消費(fèi)者，②③④為呼吸作用；D為分解者，⑤為分解作用。依據(jù)能量逐級(jí)遞減的原則，若使C增加200kg至少需要A的量為200×5×5＝5000kg。依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)進(jìn)展原理，要提高畜牧產(chǎn)量必需維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。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)三5000(4)BC力量提升一、選擇題1．在生態(tài)系統(tǒng)中，對(duì)碳循環(huán)起打算作用的關(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(dòng)物的呼吸作用D．煤和石油的燃燒解析：生態(tài)系統(tǒng)中的碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間是以CO2的形式循環(huán)的，而無(wú)機(jī)環(huán)境中的CO2必需通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，才能被消費(fèi)者利用。生產(chǎn)者和消費(fèi)者中的有機(jī)物一部分可以通過(guò)自身的呼吸作用將碳回歸到無(wú)機(jī)環(huán)境中。通過(guò)微生物的分解作用，將動(dòng)植物遺體、排出物和殘落物中的有機(jī)物分解成CO2，返回?zé)o機(jī)環(huán)境。因此選B。答案：B2．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，不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程()A．不具有全球性B．不受能量的驅(qū)動(dòng)C．都依靠于水的循環(huán)D．只依靠光合作用和呼吸作用解析：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，具有全球性的特點(diǎn)；物質(zhì)循環(huán)和能量流淌是同時(shí)進(jìn)行的，物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力；N、P等元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸離不開(kāi)水。答案：C3．如圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過(guò)程，其中A、B、C表示生態(tài)系統(tǒng)的不同成分，下列有關(guān)敘述正確的是()A．③過(guò)程代表綠色植物的光合作用B．A、B分別代表消費(fèi)者和生產(chǎn)者C．⑦是溫室效應(yīng)的主要緣由D．疏松土壤可以加快⑤過(guò)程解析：本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)中的相關(guān)學(xué)問(wèn)，解答本題應(yīng)突破以下幾點(diǎn)：關(guān)鍵點(diǎn)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①正確推斷物質(zhì)循環(huán)模式中的各種生態(tài)成分。,②明確各成分在碳循環(huán)各個(gè)環(huán)節(jié)中的作用。,③正確分析溫室效應(yīng)形成的緣由。))在碳循環(huán)示意圖中與大氣中CO2有雙向關(guān)系的為生產(chǎn)者(B)，而B(niǎo)、C共同指向的(A)為分解者，C為消費(fèi)者。③為植物呼吸作用產(chǎn)生CO2返回大氣的過(guò)程。⑥過(guò)程為化學(xué)燃料燃燒，是造成溫室效應(yīng)的主要緣由。⑤是分解者的分解作用，疏松土壤能供應(yīng)充分的O2會(huì)促進(jìn)此過(guò)程。答案：D4．右圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關(guān)敘述正確的是()A．①代表生產(chǎn)者，5可以代表化能合成作用B．碳元素在①②③④間以含碳有機(jī)物的形式傳遞C．在食物鏈中占有碳元素最多的養(yǎng)分級(jí)可能是①D．圖中最長(zhǎng)的食物鏈?zhǔn)洽佟凇郏渲孝蹫榈谌B(yǎng)分級(jí)解析：生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、分解者、消費(fèi)者。首先需要確定這四種成分，①箭頭指向②③④可以確定①是生產(chǎn)者，由于生物群落總能量流淌的起點(diǎn)是生產(chǎn)者。由于生產(chǎn)者聯(lián)系了無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落，所以確定④為無(wú)機(jī)環(huán)境。然后依據(jù)生產(chǎn)者和消費(fèi)者都有箭頭指向分解者，確定③為分解者。5代表生產(chǎn)者的呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。碳元素在①和④間，是以二氧化碳形式傳遞的。①②③之間是以有機(jī)碳的形式傳遞的。①是生產(chǎn)者，所含有的有機(jī)物最多。③是分解者，不參與食物鏈的構(gòu)成。答案：C5．為了了解土壤微生物能否分解農(nóng)藥，有人用“敵草隆”(一種除草劑)進(jìn)行試驗(yàn)：取等量砂土分裝于相同的兩個(gè)容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌。下列有關(guān)事項(xiàng)的敘述中正確的是()A．向a、b中噴入等量的“敵草隆”，再置于同一恒溫箱中培育相同時(shí)間B．檢測(cè)“敵草隆”的消逝狀況，估計(jì)a的“敵草隆”全部消逝，b的基本不變C．只用砂土試驗(yàn)效果比用幾種典型土壤混合后的好D．再增加c組作為對(duì)比，不噴入“敵草隆”，其他處理與a、b組相同解析：本題考查試驗(yàn)基本原理和設(shè)計(jì)思路。試驗(yàn)組為a組，對(duì)比組為b組，把握單一變量，故A正確。B項(xiàng)中的a應(yīng)當(dāng)是不變，b可能會(huì)部分削減。C不正確，由于典型土壤中含微生物多，所以用幾種典型土壤混合后的最好。D項(xiàng)沒(méi)有必要再加一個(gè)對(duì)比組，和本試驗(yàn)無(wú)關(guān)。答案：A6．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流淌和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系的敘述中，不正確的是()A．二者是親密聯(lián)系、不行分割的兩個(gè)過(guò)程B．在能量流淌過(guò)程中，物質(zhì)是能量的載體C．能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力D．從能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的角度來(lái)看，生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)自給自足的系統(tǒng)答案：D二、簡(jiǎn)答題7．如圖是某生態(tài)系統(tǒng)中，能量與物質(zhì)流淌關(guān)系示意圖，據(jù)圖作答。(圖中△為有毒物質(zhì)濃度[百萬(wàn)分之一，即10－6]，能量單位：kJ/cm2·a)(1)從生態(tài)系統(tǒng)功能的角度，簡(jiǎn)要說(shuō)明生產(chǎn)者的重要作用是____________________________________。(2)圖中無(wú)機(jī)物箭頭是指________和CO2等物質(zhì)的流淌過(guò)程。圖中D是________，通過(guò)它們的________________兩種分解方式，將生物組織內(nèi)的碳釋放回空氣中，由此可見(jiàn)D在物質(zhì)循環(huán)中的重要作用是_________________________。(3)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是________kJ/cm2·a。(4)依據(jù)圖中數(shù)值計(jì)算能量從A到B、由B到C的傳遞效率依次是________、________，其余的能量最終通過(guò)生物的__________散失，由于生物不能在代謝中再利用________，因此能量流淌具有________________特點(diǎn)。(5)在生態(tài)系統(tǒng)中，碳循環(huán)始終與________結(jié)合在一起進(jìn)行。(6)從物質(zhì)循環(huán)的角度看，存在于無(wú)機(jī)環(huán)境中的有毒物質(zhì)，通過(guò)________在生物體內(nèi)大量積累，因此________越高的生物受害越大。解析：此題考查生態(tài)系統(tǒng)的主要功能以及能量流淌和物質(zhì)循環(huán)兩者之間的聯(lián)系。在能量流淌中生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能是起點(diǎn)，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量即為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，是自身呼吸熱能(97)及流入下一養(yǎng)分級(jí)(63)能量與被分解者分解(306)能量的總和。在物質(zhì)循環(huán)中，生產(chǎn)者也是聯(lián)系無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落的樞紐，通過(guò)分析可以知道，物質(zhì)循環(huán)始終與能量流淌結(jié)合在一起，物質(zhì)循環(huán)是能量流淌的載體，能量流淌是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。答案：(1)能量流淌、物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)(2)H2O(或水、無(wú)機(jī)鹽)分解者有氧呼吸和發(fā)酵(或無(wú)氧呼吸)保證物質(zhì)的再利用(3)466(4)13.5%17.5%呼吸作用熱能逐級(jí)遞減、單向流淌(5)能量流淌(6)食物鏈養(yǎng)分級(jí)8．物質(zhì)循環(huán)與能量流淌是生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)重要功能。下圖的甲圖中的A、B、C和生產(chǎn)者表示生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分，乙圖中的A、B、C則與甲中的相對(duì)應(yīng)。請(qǐng)依據(jù)下列圖示建立生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流淌模型。(1)在甲圖中建立能量流淌的模型，以箭頭表示能量流淌方向。(2)在乙圖中建立生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模型。(3)寫(xiě)出物質(zhì)循環(huán)和能量流淌之間的關(guān)系。解析：建立物質(zhì)循環(huán)和能量流淌模型的關(guān)鍵在于能梳理清能量流淌以及物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系。留意能量是單向流淌的，物質(zhì)是循環(huán)的。答案：(1)如圖丙(2)如圖丁(3)物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流淌；能量作為物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)來(lái)回。爭(zhēng)辯學(xué)習(xí)學(xué)科素養(yǎng)提高系列之五：溫室效應(yīng)與低碳經(jīng)濟(jì)溫室效應(yīng)氣體是指大氣中那些吸取和重新放出紅外輻射的自然和人為的氣態(tài)成分，包括對(duì)太陽(yáng)短波輻射透亮?????(吸取極少)、對(duì)長(zhǎng)波輻射有猛烈吸取作用的二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氟氯烴等30余種氣體。1．“溫室氣體”的成因：溫室氣體名稱(chēng)富集機(jī)制二氧化碳人類(lèi)燃燒礦石燃料；毀林；生物呼吸作用甲烷生物體的燃燒；腸道發(fā)酵作用；水稻氮氧化物工業(yè)生產(chǎn)二氧化硫火山活動(dòng)；煤及生物體的燃燒一氧化二氮生物體的燃燒；燃料；化肥2.什么是低碳經(jīng)濟(jì)呢？就是進(jìn)展以低能耗、低污染、低排放為基本特征的經(jīng)濟(jì)，通過(guò)降低經(jīng)濟(jì)進(jìn)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的影響，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中人為排放二氧化碳與自然界吸取二氧化碳的動(dòng)態(tài)平衡，維持地球生物圈的碳元素平衡，減緩氣候變暖的進(jìn)程、愛(ài)護(hù)臭氧層不致蝕缺。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)重點(diǎn)考查碳的循環(huán)，考查的學(xué)問(wèn)點(diǎn)涉及物質(zhì)循環(huán)的概念、碳循環(huán)的過(guò)程、能量流淌與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系等?？疾樾问接羞x擇題，也有與光合作用、細(xì)胞呼吸、微生物的分解作用等綜合在一起的非選擇題。因此本節(jié)學(xué)問(wèn)適合于命制綜合性強(qiáng)的題目，而且還常與溫室效應(yīng)、環(huán)境污染等熱點(diǎn)問(wèn)題相聯(lián)系。2009年“哥本哈根氣候變化大會(huì)”全球矚目，“低碳生活”將成為人類(lèi)共同的選擇。依據(jù)如圖所示碳循環(huán)的部分過(guò)程進(jìn)行的有關(guān)分析不正確的是()eq\x(生物群落)eq\x(大氣中的CO2)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(化學(xué)燃料)A．參與①過(guò)程的生物包括生產(chǎn)者