第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)必會知識一碳循環(huán)1.碳循環(huán)過程圖解(1)圖中①～⑤表示的過程①__________，②__________，③__________，④__________，⑤____________。(2)A、B、C表示的生物類群A.______________，B.______________，C.__________________。(3)循環(huán)形式①在生物群落與非生物環(huán)境間：主要以________的形式進行。②在生物群落內(nèi)：以________________的形式進行。(4)溫室效應(yīng)①形成原因：主要是__________的開采和使用使大氣中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循環(huán)的平衡。②應(yīng)對方法：一方面要減少________，另一方面大力植樹種草，提高________________。2.物質(zhì)循環(huán)[例1]沿海生態(tài)系統(tǒng)中，海草固定的碳部分被運輸?shù)礁透鶢钋o，凋落物會釋放溶解性有機碳，并通過水流輸出生態(tài)系統(tǒng)或被浮游細菌分解，過程如圖所示。下列敘述正確的是（）A．由圖可知，碳元素可以在生物群落內(nèi)部反復(fù)循環(huán)利用B．海草屬于生產(chǎn)者，分解沉積物的浮游細菌屬于消費者C．碳在生物群落與非生物環(huán)境間的循環(huán)主要以有機形式進行D．浮游細菌的分解作用是水中的有機碳進入大氣的主要途徑[例2]圖是某生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的關(guān)系示意圖，其中字母代表生物類型，序號代表過程。下列敘述錯誤的是（）A．圖中乙是該生態(tài)系統(tǒng)的基石B．圖中丁可以將動物排遺物分解為無機物C．圖中丙的D處于第二、三營養(yǎng)級D．碳元素以CO2形式流動的過程有①②③④必會知識二生物富集、物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系1.生物富集2.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系[例1]科研人員為篩選出適合土壤鎘（Cd）污染修復(fù)的植物，在溫室中用Cd污染的土壤培育甲、乙、丙三種植物，并比較它們的修復(fù)效果，檢測結(jié)果如下表。下列分析錯誤的是（）植物名稱Cd含量/（mg·kg-1）轉(zhuǎn)運系數(shù)地下部分地上部分甲46.6022.590.48乙16.6141.392.49丙7.879.121.16注：轉(zhuǎn)運系數(shù)是指植物地上部分的金屬含量與地下部分的金屬含量的比值A(chǔ)．植物吸收的鎘，可沿著食物鏈不斷地積累和濃縮B．生物從周圍環(huán)境吸收、積蓄鎘并在體內(nèi)形成難以降解的復(fù)合物C．若通過及時收割地上部分來降低土壤鎘含量，則乙的效果最好D．培育轉(zhuǎn)運系數(shù)高的水稻新品種可降低土壤Cd污染對人體的危害[例2]碳循環(huán)是指碳元素在地球上的生物圈、巖石圈、水圈及大氣圈中交換并循環(huán)的過程，這一過程使碳在整個生物圈及其所有有機體中得到循環(huán)和重復(fù)利用。下圖是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)圖解，字母代表生態(tài)系統(tǒng)成分，數(shù)字代表碳循環(huán)途徑。下列敘述錯誤的是（）A．圖中B表示生產(chǎn)者，包括綠色植物、光合細菌、化能合成細菌等自養(yǎng)型生物B．難降解的有害物質(zhì)會沿著食物鏈轉(zhuǎn)移和富集，物質(zhì)是能量流動的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力C．代表光合作用或化能合成作用、呼吸作用和分解作用的序號分別是①、②④、⑥D(zhuǎn)．在碳循環(huán)中，碳元素在①②④⑦中以CO2的形式流動，在③⑤⑥中以含碳有機物的形式流動難點知識一物質(zhì)循環(huán)1．碳循環(huán)分析(1)碳循環(huán)過程(2)碳循環(huán)的形式類別項目進入生物群落生物群落內(nèi)部返回非生物環(huán)境形式二氧化碳含碳有機物二氧化碳方式光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(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2.碳循環(huán)常見變式圖解分析(1)圖甲——先根據(jù)雙向箭頭判斷，a和b分別為生產(chǎn)者和非生物的物質(zhì)和能量，不能寫“非生物環(huán)境”，也不能寫“生物類別”；再根據(jù)a和c均指向d，判斷d為分解者，剩下的c為消費者。(2)圖乙——根據(jù)a與c之間的雙向箭頭以及其他成分均有指向c的箭頭判斷，a是生產(chǎn)者，c是非生物的物質(zhì)和能量；根據(jù)a、b、d都有箭頭指向e，可進一步判斷b是初級消費者，d是次級消費者，e是分解者。(3)圖丙——根據(jù)a與e之間的雙向箭頭以及其他成分均有指向a的箭頭判斷，a為非生物的物質(zhì)和能量，e為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個成分，其中各成分都有箭頭指向c，所以c是分解者，剩余的b、d、f則為消費者。整個圖解中，食物鏈是e→f→d→b。(4)圖丁——根據(jù)CO2與A之間的雙向箭頭判斷，A是生產(chǎn)者，A、B、C均有箭頭指向動植物遺體和動物的排遺物，其箭頭又指向D，說明D是分解者，進一步判斷B為初級消費者，C為次級消費者。命題角度1碳循環(huán)分析假設(shè)某個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)只存在一條食物鏈。研究人員調(diào)查了一段時間內(nèi)這條食物鏈上4種生物的相關(guān)指標，結(jié)果如表所示，表中“一”表示該處數(shù)據(jù)省略。被捕食行為頻率是指單位時間內(nèi)獵物被捕食者捕食行為發(fā)生的次數(shù)；次數(shù)越多，營養(yǎng)級越低。下列分析正確的是（）物種abcd流經(jīng)生物的能量/kJ——3.2×1082.1×106生物體內(nèi)DDT的濃度/（μg·g-1）0.020.07——被捕食行為頻率（次/天）63——16A．a(chǎn)、b、c、d以及系統(tǒng)中的微生物構(gòu)成了一個生態(tài)系統(tǒng)B．表中四種生物所構(gòu)成的食物鏈可能是c→a→d→bC．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是生產(chǎn)者固定的太陽能D．碳在a-d的流動主要是以CO2的形式進行的命題角度2碳循環(huán)常見變式圖解分析圖甲為北方某地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，字母代表該生態(tài)系統(tǒng)的組成成分；圖乙為該地20年間CO?濃度變化的示意圖。下列敘述正確的是（）A．圖甲中E為最高營養(yǎng)級的消費者B．大氣中的CO?的增加主要與消費者數(shù)量的增加有關(guān)C．圖甲中C在碳循環(huán)示意圖中代表大氣中CO?庫，在生態(tài)系統(tǒng)成分中代表非生物環(huán)境D．碳元素在圖甲A與C之間循環(huán)的主要形式是有機物難點知識二探究土壤微生物的分解作用1．原理(1)土壤中存在的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌等微生物屬于分解者。(2)分解者的作用是將環(huán)境中的有機物分解為無機物，分解速度與環(huán)境中的溫度、水等生態(tài)因子相關(guān)。2．實驗案例案例1案例2實驗假設(shè)土壤微生物能分解落葉使之腐爛土壤微生物能分解淀粉實驗設(shè)計實驗組對土壤進行高溫滅菌處理A燒杯中加入30mL土壤浸出液＋淀粉糊對照組對土壤不做任何處理B燒杯中加入30mL蒸餾水＋與A燒杯中等量的淀粉糊自變量土壤中是否含有微生物是否加土壤浸出液3.實驗結(jié)果(1)案例1中，不做處理的土壤中落葉分解得較多，高溫處理的土壤中，落葉數(shù)量基本保持不變。(2)案例2中，分別取A、B燒杯中實驗后的液體，加入斐林試劑并水浴加熱，A燒杯中有磚紅色沉淀生成，B燒杯中沒有磚紅色沉淀生成。4．實驗結(jié)論：土壤中的微生物具有分解作用。命題角度1探究土壤微生物的分解作用下列有關(guān)生物學(xué)實驗操作、材料、條件等方面的敘述，錯誤的是（

）A．設(shè)計實驗證明雌蛾能夠分泌性外激素吸引雄蛾前來交配，可分成A、B兩組，一組用紗窗罩住雌蛾，另一組用玻璃罩罩住雌蛾B．探究土壤微生物對淀粉的分解實驗中，可以用碘液或斐林試劑來檢測因變量C．探究土壤微生物對落葉的分解作用時，應(yīng)將對照組土壤滅菌以排除土壤微生物的作用D．“設(shè)計制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性”實驗中，要考慮系統(tǒng)內(nèi)組分及營養(yǎng)級之間的合適比例。若分解者數(shù)量不夠，則生產(chǎn)者最先出現(xiàn)營養(yǎng)危機1．生態(tài)系統(tǒng)中的分解作用是一個非常復(fù)雜的綜合性過程，其速率受多種因素影響。下列分析正確的是（）A．一般來說，在高溫、高濕度地帶的土壤中易積累有機質(zhì)B．生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級的同化量都有一部分流向分解者C．受水浸泡的沼澤土壤不適宜用來開發(fā)成有機肥料D．枯枝落葉層中生活著多種食碎屑動物，它們屬于消費者2．下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中字母表示生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，序號①～⑤和⑦表示CO2的排出量或吸收量。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．碳循環(huán)的實質(zhì)是CO2在生物群落和非生物環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)的過程B．碳在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)所涉及的細胞器有線粒體和葉綠體C．若用圖中的數(shù)字構(gòu)建碳中和數(shù)學(xué)模型，則該數(shù)學(xué)模型是④=①+②+③+⑤+⑦D．為了實現(xiàn)碳中和，主要應(yīng)增加④過程，減少⑦過程3．某湖泊中生活著多種藻類、浮游動物和魚類等。由于大量生活污水直接排入該湖泊，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，藍細菌等大量繁殖，形成水華。下列敘述錯誤的是（

）A．水華形成后，湖泊中生物的種類和數(shù)量都會增加，物種豐富度提高B．水體富營養(yǎng)化會改變該湖泊群落的外貌和結(jié)構(gòu)，影響生物的種間關(guān)系C．水華的形成與N、P含量過多有關(guān)，可用抽樣檢測法調(diào)查藍細菌的數(shù)量D．治理水華時，可以通過減少污水排放、合理投放食藻生物等措施來實現(xiàn)4．從A、B兩片海域中分別采集浮游植物、浮游動物和大型肉食類鱸魚的樣本，測定其體內(nèi)二噁英的含量（每單位生物量所含二噁英的質(zhì)量，pg/g），結(jié)果如下表所示。下列說法錯誤的是（

）海域AB浮游植物0.050.04浮游動物0.060.06鱸魚1.886.32A．二噁英不易被生物體代謝排出B．兩片海域中海水二噁英的含量相近C．B海域鱸魚在食物網(wǎng)中可能占據(jù)多個營養(yǎng)級D．B海域鱸魚二噁英的含量高是因為海水溫度低，鱸魚代謝旺盛，攝入量高5．某同學(xué)設(shè)計了如下三個實驗裝置驗證水體富營養(yǎng)化問題，在適宜的溫度、光照條件下放置一段時間，不能得到的結(jié)論是（

）A．由圖示信息可以看出，甲與乙、甲與丙、乙與丙三組實驗的自變量相同B．甲、乙對照可驗證水體富營養(yǎng)化與水體中含大量的N、P等礦質(zhì)元素有關(guān)C．甲、丙對照可驗證生活污水導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化D．乙、丙對照可驗證生活污水中的有機質(zhì)被微生物降解后，產(chǎn)生大量的N、P等礦質(zhì)元素6．如圖是某同學(xué)繪制的江南某濕地保護區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，表格是該研究性小組對該濕地的能量流動調(diào)查結(jié)果[單位為103kJ/（m2·a）]。下列敘述正確的是（）項目同化能量儲存能量呼吸消耗A900200700B18060120C14212D1001882A．第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為5%B．該生態(tài)系統(tǒng)的生物量正處于逐年增長的階段C．若上圖表示該生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程，以CO2形式流動的過程是②③④D．若用此圖表示能量流動過程，則應(yīng)去掉①，補充“太陽能→A”的箭頭7．鎘（Cd）是我國水體主要重金屬污染物之一。某品種觀賞荷花在鎘污染環(huán)境中接種植物促生菌（PGPB）后對鎘耐受性增強，荷花相應(yīng)器官和全株中的鎘含量（單位為微克/公斤，在正常情況下種植荷花體內(nèi)不含鎘）如表所示。下列敘述正確的是（

）處理根系根狀莖葉全株Cd4.130.180.334.63PGPB+Cd4.640.760.626.02A．生態(tài)系統(tǒng)中鎘元素和碳元素的循環(huán)過程相同B．PGPB對荷花根系吸收鎘元素具有調(diào)控作用C．PGPB能促進荷花根狀莖向葉片轉(zhuǎn)移運輸鎘D．植物接種PGPB不利于修復(fù)重金屬污染環(huán)境8．如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)過程，下列相關(guān)敘述正確的是（）A．甲、乙、丙、丁以及非生物的物質(zhì)和能量構(gòu)成了該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)B．a(chǎn)、c、d過程中碳的存在形式均為有機物C．在物質(zhì)循環(huán)過程中，非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用D．緩解溫室效應(yīng)只有大力植樹造林這一種方式二、多選題9．“碳達峰”是指在某一時刻，二氧化碳的排放不再增加達到峰值，之后逐步回落?！疤歼_峰”目標包括碳達峰年份和峰值?！疤贾泻汀笔侵竿ㄟ^植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消CO2排放總量，實現(xiàn)相對“零排放”。如圖為某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)圖解，圖中數(shù)字表示生理過程或化學(xué)反應(yīng)過程。下列敘述正確的是（

）A．該生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落由A、B、D構(gòu)成B．用圖中數(shù)字構(gòu)建的“碳中和”數(shù)學(xué)模型為⑩=①+②+③+④C．森林發(fā)展至穩(wěn)定后，大氣中CO2含量仍會存在晝夜變化和季節(jié)變化D．能量作為動力，可使碳元素能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返10．如圖中的甲、乙、丙分別代表人體液中物質(zhì)交換、食物網(wǎng)中能量流動、生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的示意圖。據(jù)此，下列說法中錯誤的是（）A．甲圖A與D之間不能直接進行物質(zhì)交換B．丙圖中碳元素在A、B、C、D之間以含碳有機物的形式傳遞C．因捕食關(guān)系而建立的食物鏈中，能量最少的是乙圖中的B所處的營養(yǎng)級D．乙圖中B從上一營養(yǎng)級獲得的能量中，C占的比例為a，B的體量增加x，至少需要A的量為y，則y=5x+20ax11．生物氧化塘是利用藻類和細菌處理污水的一種生態(tài)系統(tǒng)。某生物氧化塘中部分成分之間的關(guān)系如圖所示，下列相關(guān)分析正確的是（

）A．設(shè)計生物氧化塘生態(tài)工程主要運用了生態(tài)工程的自生和整體原理B．該生物氧化塘實現(xiàn)了能量的多級利用，提高了能量的利用率C．圖中藻類和細菌是互利共生的關(guān)系D．該系統(tǒng)中，碳在生物群落與無機環(huán)境之間主要以含碳有機物的形式循環(huán)利用12．下圖1表示某淡水養(yǎng)殖湖泊中生物之間的捕食關(guān)系，圖2表示碳循環(huán)過程，其中A-D代表生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)成分。下列相關(guān)分析不正確的是（）A．圖1的各種生物構(gòu)成了一個完整的生物群落B．圖2中碳元素以CO2形式流動的過程有①②③④C．流經(jīng)該淡水養(yǎng)殖湖泊生態(tài)系統(tǒng)的總能量等于生產(chǎn)者固定的太陽能D．若烏魚的食物有1/5來自小型魚類，4/5來自蝦類，則理論上烏魚每增加100g體重，至少需要消耗水草2800g三、解答題13．草地貪夜蛾，原產(chǎn)地美洲，是一種糧食作物重大致災(zāi)害蟲，主要危害玉米，自2018年年底從緬甸入侵我國云南，至今已對全國22個省份的農(nóng)田造成威脅，各地多措并舉開展對草地貪夜蛾的防治工作。請回答下列問題：(1)從能量流動的角度分析，人們防治蟲害的主要目的是。(2)在蟲害發(fā)生初期，草地貪夜蛾種群數(shù)量增長方式近似于形增長。這時通?？蛇x用茚蟲威、乙酰甲胺磷等藥劑進行化學(xué)防治，但效果會隨著施藥期的延長而下降，其主要原因是。(3)草地貪夜蛾成蟲往往在夜間活動，因此晚上可利用性引誘劑配合誘捕器捕殺雄蟲，大大改變草地貪夜蛾種群的性別比例，直接影響其，從而降低其種