【文章內(nèi)容簡介】 %)3＝ M 3. 在某一食物網(wǎng)中一個消費者往往同時占有多條食物鏈，且各類食物所占比例不詳，當該消費者增加了某一值時，若要計算最少消耗生產(chǎn)者多少時，應選最短的食物鏈和最大傳遞效率 20%進行計算，這樣消費者獲得的能量最多；若要計算最多消耗生產(chǎn)者多少時，應選最長的食物鏈和最小傳遞效率 10%進行計算，這樣消費者獲得的能量最少。 1. 下表是一個相對封閉的生態(tài)系統(tǒng)中五個種群 (存在著營養(yǎng)關系 )的能量調查： 種群 甲 乙 丙 丁 戊 能量 (107kJm－ 2) 圖①～④是根據(jù)該表數(shù)據(jù)作出的一些分析，其中與表中數(shù)據(jù)相符合的是 ( ) A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④ 【 解析 】 由表中能量數(shù)據(jù)可知戊為第一營養(yǎng)級，乙、丙為第二營養(yǎng)級 (能量相近，不滿足至少 10%的傳遞關系 )、甲為第三營養(yǎng)級、丁為第四營養(yǎng)級，故①錯②對。乙、丙間可能為競爭關系，而③表示的是捕食關系，在不考慮甲、丁的情況下，乙、丙間為競爭關系，與圖④所示一致。 【 答案 】 C 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán) 一、范圍：生物圈，地球上的每個生態(tài)系統(tǒng)是地球上物質循環(huán)的一部分，而只有生物圈才能完成物質循環(huán)。 二、“物質”的含義：指組成生物體的基本元素，主要是指 C、 H、 O、 N、 P、 S等元素。 三、特點：在生物群落與無機環(huán)境間，反復出現(xiàn)、循環(huán)流動。 四、舉例：“ C”的循環(huán) 1. 圖解： 2. 分析： (1)C在無機環(huán)境中的存在形式： CO碳酸鹽。 (2)C在生物群落中的主要存在形式：含碳有機物。 (3)循環(huán)形式： CO2。 (4)進入形式： CO2進入生物群落是通過自養(yǎng)型生物完成的，主要是綠色植物的光合作用，也有化能合成作用及細菌、藍藻等的光合作用。 (5)返回形式：生物群落中的有機碳是通過生物的呼吸作用和微生物的分解作用被徹底分解成 CO2和 H2O，歸還到無機環(huán)境中的。此外，古代動植物遺體中的碳可通過化學燃料的燃燒返回無機環(huán)境。 五、物質循環(huán)與能量流動的關系 項目 能量流動 物質循環(huán) 形式 以有機物為載體 無機物 特點 單向傳遞、逐級遞減 往復循環(huán) 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 生物圈 (全球性 ) 聯(lián)系 同時進行、相互依存，不可分割 ① 能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解 ② 物質是能量沿食物鏈 (網(wǎng) )流動的載體 ③ 能量是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力 圖示 1. 任何一個生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動和物質循環(huán)都保持著相對的平衡，這是決定一個生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定的重要保證。 2. 物質循環(huán)的平衡打破，將造成生態(tài)環(huán)境問題： （ 1）碳循環(huán)失衡 —— 溫室效應 （ 2）硫循環(huán)失衡 —— 酸雨 （ 3）生物富集：是指環(huán)境中的一些污染物 (如重金屬、化學農(nóng)藥 )通過食物鏈在生物體內(nèi)大量積累的過程。 ①原因：化學性質穩(wěn)定不易被分解；在生物體內(nèi)積累而不易排出。 ②過程：隨著食物鏈的延長而不斷加強，即營養(yǎng)級越高，富集物的濃度越高。 【 例 2】 如右圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。下列相關敘述正確的是 ( ) A. ① 代表生產(chǎn)者， 5可以代表化能合成作用 B. 碳元素在 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 間以含碳有機物的形式傳遞 C. 在食物鏈中占有碳元素最多的營養(yǎng)級可能是 ① D. ① 、 ② 、 ③ 中含有的有機物可以作為動力來促進碳元素在群落和環(huán)境之間循環(huán) 【 解析 】① 箭頭指向②、③、④可以確定①是生產(chǎn)者，因為生物群落總能量流動的起點是生產(chǎn)者。由于生產(chǎn)者聯(lián)系了無機環(huán)境和生物群落，所以確定④為無機環(huán)境。然后根據(jù)生產(chǎn)者和消費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。①、②、③之間是以有機碳的形式傳遞的。①是生產(chǎn)者，所含有的有機物最多。②是消費者，并不參與碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)。①生產(chǎn)者聯(lián)系無機環(huán)境和生物群落。和③分解者聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境，它們促進碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)。 【 答案 】 C 2. 下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分。 請據(jù)圖回答： (1)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)是指碳元素在______________________________之間不斷循環(huán)的過程。 (2)X與甲中圖示生物類群的能量來源不同， X代表的生物為 ______________________； Y的細胞結構與丙中圖示生物不同， Y的細胞結構最主要的特點是______________________________。 (3)大氣中的 CO2在甲中圖示的 ________處 (在 a～ d中選擇 )合成有機物；含碳有機物在甲中圖示的________處 (在 a～ d中選擇 )可以分解為 CO2。 (4)化石燃料除燃燒外，還可以通過 ________途徑產(chǎn)生 CO2。 【 解析 】 (1)生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)是在無機環(huán)境中經(jīng)生產(chǎn)者的同化作用進入生物群落，以有機物的形式在生物群落中流動，最后通過分解者的分解作用進入無機環(huán)境，這樣周而復始的循環(huán)。 (2)圖中甲中的植物利用的是光能，與其不同的是進行化能合成作用的硝化細菌等。圖中丙為原核生物，與其不同的生物是具有細胞核的真核生物。 (3)二氧化碳的固定在植物細胞的葉綠體的基質中進行，如圖中的 c。葡萄糖等有機物在細胞質基質和線粒體中分解成二氧化碳，如圖中的 a和 b。 (4)植物的枯枝落葉，還可以通過微生物的分解作用產(chǎn)生二氧化碳。 【 答案 】 (1)生物群落與無機環(huán)境 (2)化能自養(yǎng)細菌 (或硝化細菌等 ) 有核膜包圍的細胞核 (3)c a和 b (4)微生物的分解 探究土壤微生物的分解作用 一、實驗原理 1. 土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細菌、真菌等微生物，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。 2. 分解者的作用是將環(huán)境中的有機物分解為無機物，其分解速度與環(huán)境中的溫度、水分等生態(tài)因子相關。 二、實驗流程 三、注意事項 1. 探究活動最好在實驗室中進行，以便控制變量，避免環(huán)境中不可控制的因素的影響。 2. 各地氣候與環(huán)境等因素不同，微生物的分解落葉功能也不同，需要的時間有差異，一般需要溫暖、濕潤的條件。 【 例 3】 同學們在課外活動中發(fā)現(xiàn)植物的落葉在土壤里會逐漸腐爛，形成腐殖質。他們猜測落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用，不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤微生物分解能力不同，并設計了實驗進行驗證。 (1)實驗設計首先要遵循的是 ________原則和 ________原則。 (2)以帶有同種落葉的土壤為實驗材料，均分為 A和 B。實驗時 A不做處理 (自然狀態(tài) )； B用塑料袋包好，放在 60 ℃ 的恒溫箱中滅菌 1小時。 B處理的目的是 ________。 (3)(2)中實驗的自變量是 ________，因變量是 ________，無關變量是 ________________(至少寫出兩點 )。 (4)如果同學們的猜測是正確的，若干天后 (2)中 B組的落葉__________________。 (5)如果同學們用帶有相同量同種植物落葉的凍土苔原和熱帶雨林的等量土壤為實驗材料，分別模擬原生態(tài)系統(tǒng)的無機環(huán)境條件進行 C組和 D組的實驗，定期抽樣檢測樣品土壤中未腐爛的落葉的含量，請根據(jù)預期結果在下圖中繪出相應的曲線。 【 解析 】 在繪制曲線時，應注意以下幾點： ① 明確橫坐標和縱坐標的意義，其中縱坐標為未腐爛的落葉量； ② 兩曲線的起點相同，注意縱坐標初始值不為 0；③ 由于微生物的分解作用，兩曲線呈下降趨勢，且 D組下降速度較 C組快； ④ 由于隨時間延長，微生物的數(shù)量增多，所以兩曲線的下降趨勢是由慢到快。 【 答案 】 (1)單一變量 對照 (2)殺死土壤微生物，同時避免土壤理化性質的改變 (3)土壤微生物 (作用 )的有無 落葉的腐爛程度 土壤溫度、含水量、 pH、落葉的種類和大小等 (合理即可 ) (4)腐爛程度小于 A組 (5)如右圖 3. 某課外小組欲探究生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)。下面是該小組制定的實驗方案，請你幫助加以完善。 實驗目的：探究生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)。 實驗原理：將一種動物和一種植物放在一個密閉的系統(tǒng)中，用 pH試紙測定此系統(tǒng)所發(fā)生的二氧化碳濃度的變化來探究碳的轉化情況。 實驗材料和用具：試管架、 4支試管、鋁箔紙 4張、光源、若干只大小差