《高三生物 复习精品课件及资料2012届高三生物一轮复习 5.3 生态系统的物质循环精品学案 新人教版必修3》

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1、第3节 生态系统的物质循环【高考目标导航】生态系统中物质循环的基本规律及应用【基础知识梳理】一、生态系统的物质循环1、概念（1）物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。（2）循环：生物群落和无机环境之间。（3）特点：具有全球性。2、实例碳循环（1）主要形式：CO2（2）图解：二、能量流动和物质循环的关系【要点名师透析】一、生态系统物质循环的实例碳循环1、大气中CO2的来源：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。2、目前由于碳循环平衡被打破，形成温室效应的分析（1）大气中CO2含量持续增加的原因：工厂、汽车、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中倾放大量的CO2。

2、森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。（2）危害：气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。3、缓解措施：（1）植树造林，增加绿地面积。（2）减少化石燃料的燃烧。（3）开发清洁能源。4、温室效应(1)主要成因：大量使用化学燃料，打破了生物圈中碳循环的平衡，大气中的二氧化碳迅速增加。(2)影响：地球气候异常，灾难性气候增加；温度上升，冰川融化，沿海国家和地区可能被海水淹没。(3)解决方法：减少化学燃料的使用，开发新的

3、能源，改进能源结构，如利用风能、水能、核能等。【典例】如图是生态系统中碳循环的模式图，1、2、3、4分别代表生态系统的不同成分。下列相关叙述正确的是A.1代表生产者，5可以代表化能合成作用B.在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是1 C.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递D.1、2、3中的有机物可作为动力促进碳在群落和环境之间循环【解析】据图可以判断：1是生产者、2是消费者、3是分解者、4是无机环境中的二氧化碳；碳元素在1、2、3间以含碳有机物的形式传递；生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，所以1中含有的有机物最多；碳元素可以通过光合作用和化能合成作用进入生物群落。【答案】B

4、二、物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式以有机物为载体主要是无机物特点单向传递、逐级递减往复循环范围生物群落生物圈（全球性）联系同时进行、相互依存，不可分割：能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；物质是能量沿食物链（网）流动的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力图示【感悟高考真题】1、（2011江苏高考）池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统（如下图）。请回答下列问题：（1）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性 。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游

5、生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统的稳态，这种调节方式称为 。（2）与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有 。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的 ，有效减少水体中的N、P等含量。（3）该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有 、 。（4）该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为 。（5）保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过 、 进行调控。【解析】与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统动植物种类稀少，营养结构简单，恢复力稳定性高。该养殖系统增加了

6、生态塘和潜流湿地等设施，可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的净化作用，有效减少水体中的N、P等含量。该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为后面池塘水体中的N和P含量（浓度）会越来越高。为了保持池塘水体中适当的N、P含量，该养殖系统可以通过补水和排水、水泵控制水的流量（循环频次）进行调控。【答案】(1)高 正反馈(2)生态塘和潜流湿地 净化作用(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的N和P含量（浓度）会越来越高(5)补水和排水 水泵控制水的流量（循环频次）2、（2010广东高考）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

7、系统与大气环境的碳交换情况。（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征而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的_阶段；又如经改造的蓝藻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】本题主要考查学生的理解能力和获取信息的能力。碳元素由无机环境进入生物群落主要依赖于绿色植物的光合作用，而由生物群落回归无机环境则主要依赖于各

8、类生物的呼吸作用。在一个稳定状态的生态系统中，碳吸收量应该基本上等于碳释放量。过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳循环，导致大气中CO2增加并引起全球气温变暖。光能的吸收、传递和转换发生咋子光合作用的光反应阶段。【答案】（1）光合 呼吸（2）A 碳吸收量应该基本上等于碳释放量（3）碳循环 CO2（4）光反应 有机物3、（2009重庆高考）题图5是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物（j是未利用部分），方框大小表示使用量，下列叙述正确的是A. 进入该生态系统的量与各h产生的总量相等B. 生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量C. 流向分解者的k可悲生产这直接

9、吸收利用D. 流经该生态系统的物质和能量可循环利用【解析】生态系统的量就是流经该生态系统的总能量，用a表示，h是生态系统中各成份的呼吸量，在生态系统的食物链中能量流动逐级递减（10%-20%），用x表示（x=10%-20%,假设为15），而各级呼吸量占各能量级的一部分，用Y（Y14据图）表示，则各成份呼吸量的总量为aY（Xx1/81/8x1/8 x）生产者呼吸量aY初级消费者呼吸量axY次级消费者及以上呼吸量axY）分解者的呼吸量（1/8a1/8ax1/8a x）Y生产者值为 1/8a (据图)初级消费者值为1/8ax次级消费者及以上值为1/8a x，可得出小于a；生产者i的量等于初级消费者的

10、摄入量，除去粪便量才等于同化量；流向分解者的解者须经分解者分解才能被生产者；流经该生态系统的物质能循环利用，而能量逐级递减不能循环利用。要注意图形的识别与知识的联系。此题为中难题，理解分析类。【答案】B4、（2009北京高考）为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3年实验。实验区是两个毗邻的山谷（编号1、2），两个山谷各有一条小溪。1965年冬，研究人员将2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小溪中的硝酸盐含化如图所示。请回答问题：（1）大气中的N2进入该

11、森林群落的两种途径有 。在森林群落中，能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是 。（2）氮元素以N2、NO3-和 的形式被生物吸收，进入细胞后主要用于合成 两类生物大分子。（3）图中显示，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，其原因是不同季节生物 。（4）1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高，主要的两个原因是 。（5）硝酸盐含量过高的水不宜饮用。在人体消化道中，硝酸盐可转变成亚硝酸盐。NO2-能使DNA中C-G碱基对中的“C”脱氨成为“U”。上述发生突变的碱基对经两次复制后，在该位点上产生的碱基对新类型是 、 。（6）氮元素从森林群落输出的两种途径是 。（7）该实验结

12、果说明森林群落中植被的两个主要作用是 。【解析】（1）大气中N2进入生物群的主要途径是生物固氮,另外还有闪电固氮。能够固氮的生物有植物（如：大豆）和微生物（如：圆褐固氮菌和根瘤菌）。（2）氮元素以N2、NO3-和NH4 的形式被生物吸收，并参与生物体内蛋白质和核酸这两类生物大分子的合成。生物体内的生物大分子有蛋白质、核酸、脂质、糖类，而N元素是核酸和蛋白质的重要组成元素。（3）据图分析可知，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，可能是不同季节生物对硝酸盐的利用量不同。（4）1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高。从来源和去路上分析：一个是因为硝酸盐的去路减少，二是因为硝酸

13、盐的来路增加。根据题意，1965年冬，2号山谷中的树木全部被砍倒留在原地，丧失了植物对硝酸盐的吸收；动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪，导致小溪中硝酸盐的含量急剧升高。（5） U-A U-A A-T(新类型)C-G U-G G-C G-C C-G（6）通过细菌的作用将硝酸盐最终变为N2返回大气或雨水的冲刷，可以将N元素从森林群落中输出。（7）植物被砍倒，小溪中的硝酸盐含量增加说明植物可以同化无机环境中的N元素；将2号山谷中的树木全部砍倒，发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%，说明植被还有涵养水源的作用。【答案】（1）生物固氮 闪电固氮 植物和微生物（2） 蛋白质，核酸（3）对硝酸

14、盐的利用量不同（4）丧失了植被对硝酸盐的吸收动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪（5）T-A U-A（6）通过细菌的作用将硝酸盐最终变成N2，返回大气，雨水的冲刷（7）涵养水源，同化无机环境中的氮元素【考点模拟演练】一、选择题1、关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是()A所指的物质是组成生物体的C、H、O、N、P、S等一些基本化学元素B所说的生态系统指地球是最大的生态系统生物圈C所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动D物质在循环过程中不断递减【解析】由生态系统物质循环的概念可知，本题的A、B、C选项都是正确的。物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，但不会消失。【答案】D2、右图是生态系统中碳循环示意图，图中“”表示碳的流动方向。以下叙述正确的是()A碳元素以二氧化碳形式从D传到A和FBDABE构成了一条食物链C图中包含了7条食物链DB和F之间的关系为竞争和捕食【解析】由图示可知，D为生产者，A、B、E为消费者，F为分解者，C为大气中的CO2，所以碳元