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

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 生态系统的物质循环学案，共30页。
第3节　生态系统的物质循环[学习目标]1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律,培养归纳与概括等科学思维。2.通过对温室效应的原因和治理的学习,培养关注环境的问题、生物学社会议题等社会责任感。3.分析碳循环过程与能量流动、物质循环的关系,培养物质与能量观、结构与功能观等生命观念。4.阐明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象。一、碳循环1.物质循环的概念:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。2.物质循环的范围:生物圈。3.物质循环的特点(1)具有全球性,因此又叫生物地球化学循环。(2)物质在生态系统中循环往复运动。4.物质循环的实例——碳循环(1)二氧化碳能溶于水,因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。(2)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。(3)由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内进行,因此,碳循环具有全球性。此外,海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。(4)世界范围内,化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放,加剧了温室效应,引起全球性的气候变化。我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放,另一方面大力植树种草,提高森林覆盖率。二、生物富集1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。2.特点(1)食物链中营养级越高,生物富集的某种物质浓度就越大。(2)具有全球性。三、能量流动和物质循环的关系1.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反复利用;能量在流经生态系统各营养级时是逐级递减的,而且流动是单方向不循环的。2.联系(1)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,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,都离不开物质的合成和分解等过程。①物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动。②能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。四、探究土壤微生物的分解作用1.背景资料(1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌等微生物,它们在生态系统中的成分主要为分解者。(2)由于各地气候与环境等因素不同,落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。2.案例设计项目案例1案例2实验假设土壤微生物能分解落叶使之腐烂土壤微生物能分解淀粉实验设计实验组土壤放在60 ℃恒温箱中处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液+淀粉糊对照组土壤不做处理(自然状态)B烧杯中加入30 mL蒸馏水+与A烧杯等量的淀粉糊自变量土壤中是否含有微生物是否加土壤浸出液实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生砖红色沉淀BB1变蓝B2不产生砖红色沉淀结论分析土壤微生物对落叶有分解作用土壤微生物能分解淀粉注:在A1、B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林试剂并加热。1.判断下面有关生态系统物质循环说法的正误。(1)物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物。(　×　)(2)沼渣等作为肥料还田,使物质能够循环利用。(　√　)(3)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。(　√　)(4)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,其他成分间是单向的。(　√　)(5)物质循环和能量流动是两个独立的过程。(　×　)(6)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能量都是循环往复的。(　×　)(7)只有在光照的条件下,生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的。(　×　)(8)铅、钙等通过生物富集主要出现在高营养级生物体内。(　×　)2.判断下面有关探究土壤微生物的分解作用说法的正误。(1)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。(　×　)(2)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下。(　×　)(3)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组。(　√　)(4)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验。(　×　)探究点一　碳循环过程和生物富集[活动1] 如图是自然界碳循环的简图,据图分析下列有关问题。(1)图中的甲、乙、丙分别是什么?①、②、③分别表示什么过程?提示:甲为分解者、乙为消费者、丙为生产者。①、②、③过程为通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2,返回大气中。(2)大气中二氧化碳进入生物群落的主要途径是④(用图中序号表示)。(3)碳循环都是双向的吗?提示:不都是。①二氧化碳在生物群落和非生物环境之间是双向循环的。②在生物群落内部,沿食物链(网)传递时,碳循环不是双向的,只能由低营养级向高营养级单向传递。(4)氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的,为什么还要往农田中不断地施加氮肥?提示:物质循环是指在生物圈范围内物质是循环的。农田中不断有粮食产出,基本元素不断地被输出,所以要不断地施加氮肥。(5)若人们乱砍滥伐,现代工业化石燃料的大量燃烧对碳循环有何影响?如何解决“温室效应”?提示:打破生物圈中碳循环的平衡,造成“温室效应”。措施:①减少煤、石油等化石燃料的燃烧;②开发新的洁净能源,如核能、太阳能、风能、水能等;③大面积植树造林,降低空气中二氧化碳含量。[活动2] 下表是某生态系统中生物体内残留有机汞的情况:生物体ABCDE有机汞浓度/ppm0.0570.51680.39(1)据表写出该生态系统可能的营养结构。提示:由于生物富集现象,随着营养级的增加,有机汞浓度增加,表中A有机汞浓度最低,处于第一营养级,C和E的有机汞浓度差不多,表明两者属于同一营养级,D有机汞浓度最高,处于最高营养级,那么,最可能的食物网如图所示 。(2)使用农药DDT(难降解)的只有一小部分地区,可是远在南极的动物体内也发现了DDT,这说明物质循环具有什么特点?提示:全球性。[归纳总结] 生态系统的碳循环图解的判断方法(1)图1——先根据双向箭头判断:A和B为生产者和非生物的物质和能量,再结合A均为指出的箭头,B均为指入的箭头可确定A和B分别为生产者和非生物的物质和能量。再根据A→D、C→D判断:C为消费者,剩下的D为分解者。(2)图2——根据A与C之间的双向箭头及A、C的指入和指出箭头判断:A是生产者,C是非生物的物质和能量。根据A、B、D的箭头都流向E,可进一步判断:B是初级消费者,D是次级消费者,E是分解者。(3)图3——根据A与E之间的双向箭头及A、E的指入和指出箭头判断:A为非生物的物质和能量,E为生产者。然后观察剩余的几个成分,其中其他生物部分的箭头都指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F则为消费者。图中的食物链是E→F→D→B。[应用] 如图是生态系统中碳循环示意图,“→”表示碳的流动方向,下列说法正确的是(　C　)A.图中甲是生产者,乙、丁、戊是消费者,丙是分解者B.该生态系统的成分包括甲、乙、丙、丁、非生物的物质和能量C.该生态系统中的食物链可表示为甲→丁→戊D.甲和乙的种间关系为捕食解析:图中甲、丙之间为双向箭头,分别为生产者和大气中的二氧化碳库的其中之一,由于生产者、消费者、分解者均能进行呼吸作用产生二氧化碳流向大气中的二氧化碳库,因此丙是大气中的二氧化碳库,甲是生产者,则丁、戊为消费者,乙为分解者;该生态系统的成分包括甲、乙、丁、戊、非生物的物质(包括丙)和能量;该生态系统中的食物链可表示为甲→丁→戊;乙为分解者,所以甲和乙的种间关系不是捕食。探究点二　能量流动和物质循环的关系1.探究能量流动和物质循环的关系[情境] 如图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头表示生理过程。请据图分析回答下列问题。[思考] (1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分?并简述判断的理由。提示:甲和丁之间有双向箭头,且其他几种成分都有箭头指向丁,所以丁为大气中的二氧化碳库,甲为生产者;甲和乙都有箭头指向丙,所以丙为分解者,则乙为消费者。(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么?在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么?提示:在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物,在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是二氧化碳。(3)图中的字母分别表示什么过程?提示:b代表光合作用或化能合成作用,d和c代表细胞呼吸,f代表微生物的分解作用,a代表捕食,e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。[归纳总结] 物质循环与能量流动的联系(1)物质循环与能量流动的区别项目能量流动物质循环形式太阳能→化学能→热能过程沿食物链(网)单向流动在非生物环境与生物群落之间反复循环范围生态系统各营养级全球(生物圈)特点单向流动、逐级递减全球性、循环往复(2)物质循环与能量流动的联系[应用] 分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是(　C　)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非生物环境之间循环往复C.能量①和能量④能被生产者再度利用,实现能量的循环利用D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的解析:生产者不能利用能量①和能量④,能量是不能循环利用的。2.探究土壤微生物的分解作用[活动] 阅读教材P65～P66“探究·实践”,回答下列问题。(1)“参考案例1”中分析实验自变量和因变量是什么?如何控制自变量?提示:自变量是土壤微生物的有无;因变量是土壤中落叶的分解程度。对实验组土壤进行处理,以尽可能排除土壤中微生物的作用,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1 h);对照组土壤不做处理。(2)“参考案例2”中鉴定不同糖类用到的试剂分别是什么?使用时有什么注意事项?提示:鉴定淀粉需用碘液,碘液不可滴加过多,通常滴加 1～2滴即可。鉴定淀粉分解产生的还原糖可用斐林试剂,通常需要加热2 min。(3)实验中应注意控制哪些无关变量?提示:如温度、湿度、pH、处理时间、埋藏深度等都属于无关变量,实验组与对照组的无关变量都是相同的。[应用] 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,对土壤处理情况见下表。下列有关叙述不正确的是(　C　)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.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理,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:该实验中1、2组是湿润土壤,3、4组是较干燥土壤,可以探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用;该实验中对土壤采取了灭菌和不灭菌的处理,这是对自变量的处理,落叶上存在的微生物属于无关变量,为了避免无关变量对实验的干扰,应将各组的落叶进行灭菌处理;该实验的自变量为土壤是否灭菌处理及土壤的湿度,若该实验的自变量为土壤是否灭菌处理,那么实验中的对照组是2组和4组;该实验的预期结论是1、3组的落叶不被分解,2、4组的落叶被不同程度地分解。课堂小结完善概念图记忆节节清1.物质循环:指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。2.物质循环特点:全球性和循环往复运动。3.温室效应:过度燃烧化石燃料而形成的。4.物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力。随堂反馈1.判断下列关于物质循环说法是否正确。(1)生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳。(　×　)(2)探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂,该实验的自变量是土壤中是否含有微生物。(　√　)(3)组成生物体的各种元素在生态系统中都是循环的,没有全球性。(　×　)2.生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是(　A　)A.消费者没有参与碳循环的过程B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环解析:消费者的存在能加快生态系统的物质循环;生产者的光合作用能将二氧化碳和水转化成有机物,使大气CO2库中的碳进入生物群落即生产者的光合作用是碳循环的重要环节;土壤中的微生物可以通过呼吸作用将含碳有机物中的碳返回大气中,土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节;碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行,在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递。3.下图为部分碳循环示意图,有关叙述正确的是(　D　)A.图中由生产者、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量最少的是ⅢB.生产者为第一营养级,①②⑥⑧过程所含能量之和为生产者固定的总能量C.根瘤菌与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳来自⑥过程D.①⑦⑧过程主要以CO2 的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行解析:Ⅰ和生产者之间有来回双箭头,Ⅰ为大气中的CO2 库,Ⅳ是分解者,二者不能参与食物链的构成;生产者同化的能量为光合作用固定的能量,即①过程所含的能量;根瘤菌与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳来自豆科植物的光合作用,即①过程。4.(不定项选择)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,不正确的是(　CD　)A.光合作用促进了生物群落中的物质循环B.碳以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间循环C.生态系统中能量的初始来源只有太阳能D.防治稻田害虫可提高生产者和人类之间的能量传递效率解析:生态系统中物质可以循环使用,光合作用促进了生物群落中的物质循环;碳以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间循环,以含碳有机物的形式在生物群落内部流动;生态系统中能量的初始来源可以是太阳能,或者有机物分解释放的化学能;防治稻田害虫,即调节能量流动的关系,使能量流向对人类有益的部分,能达到提高能量利用率的目的,但不能提高能量传递效率。5.为积极应对全球气候变化,我国政府在2020年的联合国大会上宣布,中国力争2030年前实现碳达峰(CO2排放量达到峰值),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。下图是某自然生态系统中碳循环示意图,其中a、b、c、d构成生物群落。回答下列问题。(1)在生态系统中,碳元素在生物群落中的传递渠道是　　　　　　　　。从生态系统的组成成分考虑,图中生物c属于　　　　,其在生态系统物质循环过程中发挥的重要作用是　。 (2)图中b同化的能量最终去向是　　　　　　　　　　　　　　　　　,生态系统的能量流动不同于物质循环的特点是　　　　　　　　　　　。 (3)在自然生态系统的碳循环过程中,植物等从大气中摄取碳的速率与生物的　　　　　　作用释放碳的速率大致相等。 (4)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题,从全球碳循环的主要途径来看,增加　　　　、减少　　　　是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 解析:(1)碳元素在生物群落中的传递渠道是食物链和食物网;根据箭头指向分析,d为生产者,a、b为消费者,c为分解者,分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。(2)b为图示中最高营养级,不被其他生物捕食,因此其同化的能量最终去向是自身的呼吸作用散失和被分解者利用。生态系统能量流动不同于物质循环的特点是单向流动,逐级递减。(3)碳进入生物群落是通过生产者的固定,而返回无机环境是通过各种生物的呼吸作用,在自然生态系统的碳循环过程中,植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸(和分解)作用释放碳的速率大致相等。(4)从全球碳循环的主要途径来看,减少碳排放量和增加碳吸收量是实现碳达峰和碳中和的重要举措。答案:(1)食物链和食物网　分解者　能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物　(2)自身的呼吸作用散失和被分解者利用　单向流动、逐级递减(3)呼吸(和分解)　(4)碳固定量(或碳吸收量,碳存储量)　碳排放量课时作业一、单项选择题1.关于生态系统的物质循环,下列说法中错误的是(　C　)A.物质是指C、H、O、N、P、S等化学元素B.碳主要以CO2的形式在生物群落与非生物环境之间循环C.生产者和分解者在物质循环中起着重要作用,消费者与此无关D.生物群落中的碳不能实现循环,而是以有机物的形式传递解析:生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程;碳主要以CO2的形式在生物群落与非生物环境之间循环;消费者能够加快生态系统的物质循环;生物群落内部,碳以有机物的形式传递,未实现循环。2.在生态系统中,能直接将含氮有机物中的氮返回到非生物环境的生物成分是(　B　)A.生产者 B.分解者C.初级消费者 D.次级消费者解析:在生态系统中,生产者通过光合作用,把太阳能固定在它们所制造的有机物中,是生态系统的基石;分解者能将动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物,能直接将含氮有机物中的氮返回到非生物环境;消费者的存在,可以加快生态系统的物质循环,对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。3.下列关于生态系统中碳循环的说法,错误的是(　C　)A.各级消费者所利用的碳都直接或间接来自生产者B.分解者在碳循环中起重要作用C.碳在非生物环境中仅以二氧化碳形式存在D.碳在非生物环境与生物群落之间主要是以二氧化碳形式进行循环的解析:生态系统中,碳在非生物环境中还能以碳酸盐的形式存在。4.下列不属于生物群落中的碳返回大气的途径是(　B　)A.生物的呼吸作用B.某些细菌的化能合成作用C.分解者的分解作用D.森林火灾解析:生物群落中的碳回到非生物环境的形式是二氧化碳,包括各种生物的呼吸作用以及煤、石油等化石燃料的燃烧;化能合成作用是非生物环境中的碳进入生物群落的途径。5.下图1为某生态系统中碳循环的模式图,图2是该生态系统中部分生物间的食物关系的示意图。请判断下列说法,不正确的是(　D　)A.图2中的E相当于图1中的1B.能够表示光合作用固定二氧化碳的过程是图1中的6C.若图1中1、2的成分越复杂,则该生态系统的抵抗力稳定性越高D.若e种群的能量为5.8×109 kJ,b种群的能量为 1.3×108 kJ,d种群的能量为1.5×108 kJ,能量传递效率为10%,则a种群的能量是3.0×108 kJ解析:图1中的1为生产者,图2中的e处于第一营养级,也为生产者;图1中的1为生产者,4是大气中的二氧化碳库,6表示大气中的二氧化碳通过光合作用或化能合成作用进入生物群落,因此能够表示光合作用固定二氧化碳的过程是图1中的6;图1中的1为生产者,2是消费者,生态系统的营养结构指的是由生产者与消费者构成的食物链和食物网。生态系统抵抗力稳定性的大小取决于营养结构的复杂程度,所以1、2的成分越复杂,该生态系统的抵抗力稳定性越高;若e种群的能量为5.8×109 kJ,b种群的能量为1.3×108 kJ,d种群的能量为1.5×108 kJ,能量传递效率为10%,则依据生态系统中能量流动的特点可推知,c种群同化的能量为5.8×109×10%-(1.3×108+1.5×108)=3.0×108 (kJ),所以a种群获得的能量为3.0×108×10%=3×107(kJ)。6.土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述,错误的是(　A　)A.调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标志重捕法B.土壤中小动物类群的丰富度高,则该类群含有的物种数目多C.土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力,进而影响植物生长D.土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环解析:土壤小动物身体微小,活动能力较强,可用取样器取样法调查其数量,不适合用标志重捕法进行调查;丰富度是指群落中物种数目的多少,物种数目越多,丰富度越高;土壤小动物可以将有机物分解成无机盐和CO2等,无机盐可以提高土壤肥力,影响植物生长;土壤小动物呼吸作用产生的CO2可以被绿色植物等利用从而进入生物群落,参与生态系统中的碳循环。7.森林凋落物分解是森林生态系统物质循环的重要环节,下列相关叙述错误的是(　B　)A.森林凋落物中的能量来源于太阳能B.森林凋落物中的能量循环流动C.分解森林凋落物的生物属于分解者D.分解森林凋落物可促进物质循环解析:森林凋落物中的能量最终来源于太阳能;能量是单向流动、逐级递减的;分解森林凋落物的生物属于分解者;分解森林凋落物可促进物质循环。8.“哥本哈根世界气候大会”再次引起人们对温室气体排放的关注,大会所倡导的“低碳生活”的理念获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是(　D　)A.生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2B.参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者C.①过程增强后,③④⑤过程随之增强,可以通过增强①减少大气中CO2D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对⑤过程的依赖解析:生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物;①过程是绿色植物参与的光合作用,所以参与①过程的生物只能是生产者;①过程(光合作用)增强后,③④⑤过程随之增强,而大气中CO2的增加主要是化石燃料在短时间内大量燃烧导致的,所以不能简单通过增强绿色植物的光合作用减少大气中CO2。二、非选择题9.气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。时期碳吸收量(kg·a-1)碳释放量(kg·a-1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014 (1)生态系统碳的吸收主要是通过　　　　作用实现的,碳的释放主要是通过　　　　作用实现的。 (2)表中　　　　时期的生态系统处于稳定状态,原因是　。 (3)由于过度的人工碳排放,破坏了生态系统的　　　　　　,导致大气中　　　　　　增加并引起全球气候变化。 (4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的,类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的　　　　　　阶段;又如经改造的蓝细菌能在细胞内将光合作用产生的　　　　直接发酵转化为燃料乙醇。 解析:(1)生态系统主要通过生产者的光合作用吸收CO2,而碳的释放主要是通过生物的呼吸作用实现的。(2)A时期的生态系统碳吸收量与碳释放量相等,应该处于稳定状态。(3)过度的人工碳排放会破坏生态系统内正常的碳循环过程即碳平衡,导致大气中温室气体CO2增加,从而引起全球气候变化。(4)光能的吸收过程发生在光合作用的光反应阶段。光合作用的直接产物通常为糖类,可经无氧呼吸产生乙醇。答案:(1)光合　呼吸　(2)A　碳吸收量等于碳释放量　(3)碳平衡　CO2浓度　(4)光反应　有机物(或糖类)10.某河流的中下游流域水质富营养化严重,水体发绿发臭时有发生,对渔业和居民生活用水构成严重威胁。近几年随着生态治理力度的加大,该河段生态环境逐渐恢复。请回答下列问题。(1)河流群落的　　　　　　　　　　　是区别不同河流群落的重要特征。 (2)有人认为该河流中下游流域水体富营养化的原因与水质中富含N、P等矿质元素有关。为了证明水体富营养化是由N和P元素引起的,设计了下面的实验。从绿色的河水中取样,并进行如下处理:A.静置4小时,倒去上清液,留下藻类,加清水。如此重复3次。B.再加水至1 000 mL,混匀后分装于甲、乙、丙、丁四个烧杯中。C.在甲烧杯中加0.3 g洗衣粉(含P);在乙烧杯中　　　　　　　;在丙烧杯中加0.15 g洗衣粉和 0.15 g 尿素;丁烧杯中　   　。 D.将甲、乙、丙、丁四个烧杯置于向阳的窗台上培养 5天,取得水样。分析以上实验,回答下列问题。① A步骤处理的目的是           　。 ② 预计甲、乙、丙、丁四个烧杯中藻类密度最大的是丙,理由是                                               　。 解析:(1)物种组成是区别不同群落的重要特征。(2)根据对照原则,在乙烧杯中加0.3 g尿素,丁烧杯中不加任何物质或加0.3 g蒸馏水。①A步操作:倒去上清液,留下藻类,加清水,如此重复3次,目的是排除原有水样中的N、P对实验结果的影响;②根据题意,尿素只能提供N,而洗衣粉主要提供P,故丙组提供了更多种类的大量必需元素,更有利于藻类的繁殖。答案:(1)物种组成　(2)加0.3 g尿素　不加任何物质或加0.3 g蒸馏水(两空可互换答题位置)①除去样品中原有的矿质元素　②藻类生长所需的矿质元素N、P等含量丰富三、不定项选择题11.如图为碳循环的部分示意图,下列相关叙述错误的是(　BCD　)A.伴随甲过程的进行,能量输入生物群落中B.乙过程只代表生物的呼吸作用C.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体D.群落内部、群落与非生物环境之间碳循环形式相同解析:乙过程可以代表生物的呼吸作用,还包括化石燃料的燃烧等;蓝细菌或硝化细菌等原核生物也能完成该循环,蓝细菌和硝化细菌都没有叶绿体和线粒体;碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环,而在生物群落内部以有机物的形式进行传递。12.如图表示某生态系统中,甲、乙两个种群在一段时间内的数量变化情况。下列有关叙述错误的是(　AD　)A.甲为捕食者,乙为被捕食者B.M时甲、乙两个种群的数量相等,但出生率不一定相等C.甲种群中的碳元素可通过一定途径进入乙种群D.若长期受某重金属污染,甲种群生物体内重金属浓度大于乙种群解析:图中乙的数量变化晚于甲,且甲的波峰高于乙,则甲为被捕食者,乙为捕食者;M时甲、乙两个种群数量相同,但无法比较两个种群的出生率,两个种群的出生率不一定相等;乙捕食甲,则甲种群中的碳以有机物形式传递给乙种群;若长期受某重金属污染,乙的营养级高于甲,故乙种群生物体内重金属浓度大于甲种群。四、综合探究题13.下列是对土壤微生物开展探究活动的两个案例,请回答下列问题。(1)案例Ⅰ:探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生分解。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处理过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5 cm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另取两个烧杯,编号为A、B,放入等量的淀粉糊,在A烧杯中加入30 mL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20 mL溶液,分别加入A1和A2两支试管各10 mL。从B烧杯中取20 mL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　　　　试剂,并进行　　　　　　处理。 ⑤观察各试管的　　　　　　,记录实验结果。 解析:(1)根据题目表格中的信息,案例Ⅰ中对实验组土壤进行处理的方式是灭菌,目的是尽可能排除土壤中微生物的影响。(2)A烧杯和B烧杯进行对照,其变量为土壤浸出液的有无,故应在B烧杯中加入等量的蒸馏水;土壤中的微生物将淀粉水解后,生成具有还原性的糖,其可与斐林试剂生成砖红色沉淀,该反应需要进行加热处理。答案:(1)灭菌　土壤微生物(2)②30 mL(等量)蒸馏水　④(等量的)斐林加热　⑤颜色变化