XX届高考生物生态系统的物质循环专题复习.docx

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XX届高考生物生态系统的物质循环专题复习

XX届高考生物生态系统的物质循环专题复习

　　第3节生态系统的物质循环

　　【高考目标定位】

　　生态系统中物质循环的基本规律及应用

　　【考纲知识梳理】

　　一、生态系统的物质循环

　　概念

　　物质：

组成生物体的c、H、o、N、P、S等元素。

　　循环：

无机环境生物群落。

　　范围：

生物圈。

　　实例——碳循环

　　主要形式：

co2.

　　过程：

　　特点：

　　①具有全球性，因此又称生物地球化学循环。

　　②具有循环性。

　　二、能量流动和物质循环的关系

　　二者同时进行，彼此相互依存，不可分割，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。

　　【要点名师精解】

　　一、生态系统物质循环的实例——碳循环

　　大气中co2的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。

　　目前由于碳循环平衡被打破，形成温室效应的分析

　　大气中co2含量持续增加的原因：

　　①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。

　　危害：

　　①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。

　　②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。

　　缓解措施：

　　植树造林，增加绿地面积。

　　减少化石燃料的燃烧。

　　开发清洁能源。

　　【例1】如图为碳循环图解，请回答下列问题：

　　物质循环实质上是物质在圈与圈之间转移。

请在下列表格中填出各圈中碳素的贮存形式，用“十”或“—”标明是否参与碳素交换过程。

　　项目岩石圈大气圈水圈生物群落

　　碳素贮存形式

　　是否参与交换

　　上述分析得知，碳循环带有__________性。

　　碳主要以__________形式循环的。

　　碳从无机环境进入生物群落的唯一途径是［　］__________；由绿色植物通过②__________传递到各级消费者。

　　碳从生物群落返回无机环境的途径③表示__________；④表示__________；⑤表示__________。

　　【解析】本题考查碳循环有关知识。

碳循环具有全球性。

碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行的。

碳从无机环境进入生物群落的唯一途径是光合作用。

绿色植物合成的含碳有机物通过食物链和食物网传递到各级消费者。

碳从生物群落返回无机环境的途径有生产者、消费者的细胞呼吸，分解者的分解作用和化石燃料的燃烧，应该说明的是，硝化细菌等的化能合成作用也参与碳循环。

　　【答案】

　　无机盐co2Hco有机物

　　-+++

　　全球

　　co2　

　　①光合作用　食物链和食物网　

　　细胞呼吸　分解作用　燃烧等利用

　　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

　　联系同时进行、相互依存，不可分割：

　　①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；

　　②物质是能量沿食物链流动的载体；

　　③能量是物质在生态系统中往复循环的动力

　　图示

　　【例2】分析下面碳循环示意图并据图回答问题：

　　从微观上看，过程①是在细胞内中进行的；过程③主要是在细胞内中进行的。

　　岩石圈中的碳以形式储存，故不直接参与碳循环。

水圈中碳的存在形式是。

　　由图中可见，碳循环带有性，属于气体型循环。

　　碳从无机环境中进入生物群落的途径①是，除此之外，某些特殊的生态系统还可通过进入生物群落；②表示的是关系，其②内部之间还可存在关系；④表示。

　　参与过程④的生物的新陈代谢类型是，它们与同区域中的动植物共同构成了。

　　如果大气层中的co2增多，则产生效应。

　　从上图可知，减缓温室效应的关键措施是：

　　①；

　　②；

　　③。

　　碳循环的进行伴随着，但由于生物体不能在代谢中利用，因而能量流动具有的特点。

　　【解析】过程①是绿色植物利用大气、水中的co2通过光合作用合成有机物，光合作用的场所是细胞内的叶绿体。

过程③通过动植物的细胞呼吸将碳返回到大气中去，细胞呼吸的主要场所是线粒体。

　　碳在岩石圈中以无机盐的形式贮存，不能被植物直接吸收利用，不能直接参与碳循环，水圈中的碳以Hco3-形式存在，因为co2+H2oH2co3H++Hco3-。

　　由图示可看出碳循环是全球性的，属于气体型循环。

　　由图解可看出碳从无机环境进入生物群落是通过绿色植物的光合作用实现的。

极少数特殊生态系统中的碳进入生物群落是通过化能合成作用。

②表示生物群落中的捕食和竞争关系。

图示中④表示动植物尸体通过微生物的分解作用，把有机碳转化为无机碳返回无机环境中。

　　参与④过程的微生物的同化类型是异养型。

异化作用类型为需氧型、厌氧型和兼性厌氧型。

生活在同一区域内的各种生物的总和称为生物群落。

　　大气中co2增多，则产生温室效应。

　　从图中看出，导致大气中co2增多的因素可能是①过程减弱或在一定程度上受阻，即绿色植物减少，也可能是⑤过程增强，即化石燃料的大量燃烧。

因此减少温室效应应从这两方面考虑。

　　生态系统中的能量最终以热能的形式散失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，因而能量流动的特点是逐渐递减、单向流动。

　　【答案】叶绿体线粒体

　　无机盐Hco3-全球

　　光合作用化能合成作用捕食竞争分解者的分解作用

　　异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型生物群落

　　温室

　　①保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率

　　②严格控制化石燃料的燃烧，并提高能源利用率

　　③开发除化石燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，切实减少co2的排放量

　　能量流动热能单向流动、逐级递减

　　【感悟高考真题】

　　．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。

　　表中_______时期的生态系统处于稳定状态，原因是______。

　　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。

　　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】光合呼吸

　　A碳吸收量应该基本上等于碳释放量

　　碳循环co2

　　光反应有机物

　　题图5是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、表示不同用途的有机物，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.流向分解者的可悲生产这直接吸收利用

　　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，用x表示，而各级呼吸量占各能量级的一部分，用y表示，则各成份呼吸量的总量为ay［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ax２y）＋分解者的呼吸量y］[生产者Ｋ值为1/8a＋初级消费者Ｋ值为1/8ax＋次级消费者及以上Ｋ值为1/8ax２]，可得出小于a；生产者i的量等于初级消费者的摄入量，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】B

　　0.

　　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，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：

　　大气中的N2进入该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。

　　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。

　　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。

　　66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。

　　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、。

　　氮元素从森林群落输出的两种途径是。

　　该实验结果说明森林群落中植被的两个主要作用是。

　　【解析】

　　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和微生物。

　　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。

　　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。

　　66年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高。

从和去路上分析：

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。

　　U-AU-AA-T

　　c-GU-G

　　G-cG-cc-G

　　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。

　　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】

　　生物固氮闪电固氮植物和微生物

　　蛋白质，核酸

　　对硝酸盐的利用量不同

　　①丧失了植被对硝酸盐的吸收

　　②动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪

　　T-AU-A

　　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

　　涵养水源，同化无机环境中的氮元素

　　．江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。

　　牛棚内产生的_________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的__________可扩散进入牛棚。

　　秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆入进行___________，腐熟的产物肥效提高，这是因为

　　。

这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。

　　在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是。

　　牛棚保温所需的热能于牛身散热、地热、____