第42讲 生物圈的稳态Word文件下载.docx
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C
点评：
该题以生态农业的实例考查了生态系统的稳定性、能量流动以及食物链的相关知识。
互动探究1-1下列关于生物圈稳态的叙述中不正确是（）
A.人类活动与生物圈稳态的维持有直接关系
B.大气圈、水圈、岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质
C.二氧化碳的增加必定破坏生物圈稳态
D.生物圈稳态的维持可通过反馈调节机制实现
人类的活动与生物圈稳态有直接关系，生物圈中大气圈、水圈、岩石圈为各种生物生存提供所需的物质基础，生物圈稳态的维持可通过反馈调节机制实现。
如大气中CO2增加→植物光合作用加强→CO2的吸收加强。
可见，CO2增加未必导致温室效应，只有当CO2释放量骤增超过了生物圈的自动调节能力时，才会导致温室效应。
互动探究1-2有关生物圈稳态的叙述中，正确的是（）
A.各生态系统稳态的总和
B.由抵抗力稳定性和恢复力稳定性组成
C.生物种类和总数量的相对稳定
D.结构和功能的相对稳定
生物圈稳态实质上是组成生物圈的各种生物的种类和数量以及整个生物圈内的物质循环、能量流动都保持着相对的稳定状态。
D
考点2生态系统中碳循环、硫循环及氮循环比较
一、循环模式图比较
（应注意分析每个箭头指向及其含义，并对物质如何由无机环境进入生物群落，及如何由生物群落返回无机环境加以比较）
1.生态系统中碳循环的过程：
2.生态系统中硫循环过程：
3.过程：
二、循环过程比较
特别提醒：
上一讲中提到了碳循环中CO2可以被生产者固定形成有机物，也可通过生物呼吸重新排放到环境中去，所以我们在碳循环简图中，可以看到生产者与环境之间应以双箭头联系，而SO2溶于水被植物吸收后，不会由于呼吸作用形成SO2放出，而只能通过分解者分解作用才可以形成SO2重新进入环境，所以在循环简图中环境与生产者之间只能以单箭头联系。
例析2右图表示生物圈物质循环示意图，下列叙述错误的是（）
A.若f表示大气中的N2，则a→f过程不存在，而f→a可表示生物固氮作用
B.若f表示无机环境中的NH3，则a→f过程一般不存在，而硝化细菌在f→a过程中起着重要作用
C.若f表示大气中的SO2，则图解可表示硫循环，造成酸雨的主要原因是b→f过程的加剧
D.若f表示大气中CO2，则碳循环不包括f→b途径
本题以生态系统中的物质循环为核心命题点，考查生物圈的物质循环，综合考查学生识图提取信息、图文转换、运用知识的能力。
由图分析可知：
a为生产者，b为分解者，f为无机环境，c→d→e为消费者。
若f表示大气中的N2，则a→f过程不存在，A对。
若f为NH3，则生产者不能直接产生NH3，故a→f过程不存在，B对；
若f为CO2，分解者b为异养生物，不能利用CO2，则D项f→b途径不存在，D对；
酸雨形成的主要原因是化石燃料的燃烧，而不是分解者分解产生的SO2所致，而且f和a关系中a→f不应存在于硫的循环。
互动探究2（2009·
长沙模拟）下图是某生态系统部分物质循环的简图，其中F表示非生物的物质和能量。
下列各项正确的是（）
A.若F为大气中的CO2，则碳元素在图中①②③④过程中均以CO2形式传递
B.若F为大气中N2，则②过程不存在，①过程表示固氮蓝藻的固氮作用
C.若F为大气中的SO2，则图解可表示硫循环，造成酸雨的主要原因是③过程的加剧
D.若F为无机环境中的NH3，则②过程存在，①过程可表示硝化细菌的化能合成作用
碳元素在④过程中以有机物的形式传递；
若F为大气中的SO2，造成酸雨的主要原因不是③过程，而是由大量化石燃料的燃烧造成的；
若F为无机环境中的NH3，①过程表示硝化细菌的硝化作用，而非化能合成作用，硝化细菌不能把含氮物质分解为氨，因此②过程不存在。
因此只有B选项正确。
B
考点3“观察二氧化硫对植物的影响”的实验分析
1.实验材料的选择和准备
（1）尽量选择对二氧化硫反应敏感的阔叶植物，便于观察植物的受害症状。
（2）提前3～4周准备好实验材料，应多准备些幼苗，以便挑选长势相同的幼苗做实验。
2.设置对照实验
设置无SO2危害的植物作空白对照组，增强实验结论的说服力。
3.做好实验现象的观察和记录
（1）观察时应进行连续观察
（2）作好重点记录，可设计观察记录表
时间（钟点）1号植物2号植物3号植物
叶Ⅰ叶Ⅱ叶Ⅲ叶Ⅰ叶Ⅱ叶Ⅲ叶Ⅰ叶Ⅱ叶Ⅲ
4.配制不同浓度二氧化硫的方法
（1）计算钟罩内SO2气体的体积
①溢水法：
可用注水法测出钟罩的容积（三个钟罩容积要相等）。
用溢水法测出放入盆栽植物后钟罩的容积（测量钟罩内剩余水的体积即是）。
②其他方法：
如果幼苗栽种在已知容积的容器（如易拉罐）内，则容器的容积可从其标示中读出（L2）。
先用注水法测出空玻璃罩的容积（L1），那么L1-L2可大体为放入植物后的玻璃罩的容积（L）（幼苗所占容积忽略不计）。
（2）计算Na2SO3的质量
通过上述方法测出放入盆栽植物后钟罩的容积，根据实验用SO2的浓度可确定SO2的质量，再根据化学方程形式计算出所需Na2SO3的质量。
5.分析植物受害情况
（1）植物叶片的受害顺序为：
成熟叶→老叶→幼叶
（2）植株的受害顺序为：
叶片→叶柄→整个植株
（3）当SO2超过植物的忍受程度时，危害程度与SO2浓度成正比；
当SO2浓度一定时，植物的受害程度与时间成正比
（4）光照越强、温度越高，植物对SO2越敏感，越容易受害。
例析3将三株长势相同的幼苗按下图装置处理，密封。
A钟罩内小烧杯中盛有稀硫酸并放0.276mg亚硫酸钠，B钟罩内小烧杯中盛稀硫酸并放0.138mg亚硫酸钠，C钟罩内不放上述物质。
（钟罩内气体体积为5L）
（1）亚硫酸钠和稀硫酸可生成________气体，________钟罩内该气体含量最高。
（2）________钟罩植物最先受到灾害，症状是________。
（3）SO2主要破坏植物的________同时使叶肉细胞________而干枯，植物叶片________。
（4）玻璃板与玻璃罩之间应用凡士林封住，其目的是________。
C装置的作用是________。
（5）观察装置内的幼苗叶片变化，需用20min（每5min观察一次），请设计一份记录观察实验结果所用的表格。
A、B钟罩内烧杯所放物质为A0.276mg亚硫酸钠与稀硫酸，B0.138mg亚硫酸钠与稀硫酸，C未放上述物质，因而A、B内SO2浓度不同：
A>
B，C起对照作用。
（1）SO2A
（2）A叶发黄，焦枯并逐渐死亡
（3）叶绿体脱水枯萎（4）防止罩内气体泄漏对照
（5）如下表
时间min叶片变化装置05101520
1号
2号
3号
互动探究3
2007年2月9日《长江商报》以《强酸雨频发，市民出门请打伞》为题报道武汉市的强酸雨（pH＜4.5）以下相关叙述不正确的是（）
A.大气中的二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物与雨雪作用形成酸雨
B.大气中的二氧化硫经植物吸收可转变为蛋白质被人类利用
C.“观察二氧化硫对植物的影响”实验，可设不同的分组实验，每组二氧化硫浓度应相同
D.防治酸雨的有效措施是减少煤、石油等化石燃料的燃烧
二氧化硫对植物的影响应设实验组和对照组，为进一步证明不同二氧化硫浓度对植物的影响，应分别设定不同的二氧化硫浓度梯度。
笑对高考第三关：
技巧关
有关社会经济与环保热点问题的考查
人类社会的经济发展与环境污染是一个科学难题，随着环境恶化等全球性问题的不断报道，人们的环保意识加强，生物圈的稳态成了发达国家科学研究的重点，人们更加关注人与自然的和谐发展，自然本考点成了高考命题的热点。
典例环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。
在一定程度上，植物在污染环境中也有继续保持正常生命活动的特性。
这种特征称为抗性。
研究植物的抗性对筛选具有净化环
境功能的植物种类和保护环境有积极意义。
（1）一项研究表明，植物对SO2的抗性与叶片上气孔大小等有关。
所得数据如下表：
被测植物平均受害面积（%）
气孔
气孔密度（个/mm2）每个气孔面积（nm2）
甲植物13.5218272
乙植物33.4162426
丙植物57.7136556
①该研究说明，植物对SO2的抗性与气孔的密度呈________关系，和每个气孔的面积呈________________关系。
②在SO2污染严重的地区，最好选择表中________________植物为行道树种。
（2）工业生产中产生的SO2是酸雨（pH<
5．6）形成的主要原因之一。
有人设计实验，研究酸雨对植物的毒害作用。
实验过程如图所示（除图中特别说明的外，其他条件甲、乙均相同）：
实验结果表明，“酸雨”使植物叶片变黄，而对照
实验中的植物没有变黄。
该实验说明，“酸雨”对植物
的生长发育有影响。
参照上述装置和试剂，以小麦种子为实验材料，
尝试设计实验，探究两种不同pH的酸雨对种子萌发
率的影响。
①探究的问题：
不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。
②作出的假设_________________________________________。
③实验步骤（简要叙述）：
______________________________________________。
④实验预期结果与分析（实验预期结果多种多样，写出其中3种并加以分析）：
___________________________________________________
思维导析：
从表中数据可以看出，植物的气孔密度越大，单个气孔面积越小，对SO2的抗性越大。
不同pH的酸雨对小麦种子萌发率影响的实验是一个探究性实验，即实验结果可能出现三种：
对种子萌发无影响、对种子萌发有抑制作用、对种子萌发有促进作用。
在实验中注意设置对照实验。
（1）①正相关负相关②甲
（2）②不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同（或相同）③用上述实验装置和试剂，采用两种pH的“酸雨”进行实验，设置清水对照；
在3个花盆中播种同样数量（例如50粒）的小麦种子；
在相同而适宜的环境中培养一段时间（7天）后，分别统计3个装置中的种子萌发率④a．如果3个装置中种子的萌发率没有差异，那么说明酸雨对小麦种子萌发率无影响b．如果3个装置中，pH越小，种子萌发率越低，说明酸雨对小麦种子萌发有抑制作用，且随着pH的减小，抑制作用增大c.如果3
个装置中，pH越小，种子萌发率越高，说明酸雨对小麦种子萌发有促进作用，且随着pH的减小，促进作用增大
应用拓展
酸雨是指pH小于5.6的酸性降水，是多种酸性污染气体溶于大气中的水分后，产生硫酸或硝酸等化合物，然后随着雨点降落下来而成。
某生物探究小组为了解酸雨对陆生植物的影响，设计了一个模拟实验方案。
目的原理：
大气中的SO2是酸雨形成的主要原因之一。
在实验室中以SO2模拟酸雨，研究不同SO2量对两种植物幼苗生长的影响，从而了解自然界中酸雨对植物的危害。
实验材料：
1.实验装置如图。
2.甲乙两种植物的种子、SO2气体、气体流量计（控制充气量）、蒸馏水、植物培养液等。
实验步骤：
1.取5套实验装置并编号，设立________和________。
2.甲乙两种植物的种子发芽后，取已长出一片真叶的幼苗若干株，分别直立于盛有植物培养液的玻璃皿中，并放入各实验装置的容器内，如图所示。
3.按图装配好实验装置。
4._______________________________________。
5.关闭实验装置活塞，将装置置于________、________的环境下，在第5天统计各组两种幼苗的死亡率，并计算死亡率。
实验结果：
1.实验结构如下表：
编号12345
SO2量C1C2C3C4C0
死亡率（%）甲01040800
乙0020400
2.在下面画出直方图，比较甲、乙两种植物幼苗的存活率。
讨论：
从结果可知__________________________________
实验拓展：
在“酸雨对陆生植物影响的模拟实验”的研究中，除本试题的“方法”与“指标”外，请你另外设计方案，填入下表。
模拟产生酸雨的方法植物受影响的指标
（1）实验设计应分实验组和对照组。
（2）实验变量为SO2的量，因此实验组的四套装置应充入不同浓度的SO2。
（3）5组实验装置应在适宜的温度、光照条件下培养。
（4）从表中数据即可得出SO2对植物幼苗生长的影响。
（5）其他方案设计见答案。
1.实验组和对照组
4.向四套实验装置的容器中充入不同量的SO2气体；
对照组应充入空气
5.适宜的温度光照
2.
讨论
SO2浓度越高，对植物生长影响越大，但不同植物受影响的程度不同，间接说明酸雨对自然界植物的影响。
实验拓展
配置不同浓度的硫酸、盐酸或者硝酸溶液作为模拟酸雨。
对种子发芽率的影响。
对植物生长发育的影响。
植物出现其他不正常生长现象。
高考真题备选
1.（2009·
四川理综，3）大气中CO2浓度升高引起的温室效应，可能改变土壤水分状况和矿质元素含量。
为探究有关生态因子的变化对植物的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在温度、光照和水分等适宜条件下做了模拟试验，测得数据如表。
下列相关分析，不正确的是（）
＊蒸腾比率：
植物消耗1摩尔水，通过光合作用固定的CO2微摩尔数。
A.CO2浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用，施磷肥的效果更明显
B.两种CO2浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨
C.由试验结果可推测，干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠
D.两种植物光合作用的最适CO2浓度都高于355μmol·
mol-1
由表中所列蒸腾比率数据分析可知，欧洲蕨每消耗1mol水，通过光合作用固定的CO2量要多于石楠，也就是说，石楠进行光合作用固定同样的CO2消耗水多。
所以干旱缺水时对石楠光合作用影响较大。
分析表格数据可得出，单一升高CO2浓度没有单一施磷肥时净光合速率增加多，所以施磷肥的效果更明显。
在两种CO2浓度下，施磷肥时，石楠的光合速率增加量大于欧洲蕨的光合速率增加量，所以两种CO2浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨。
2.（2009·
海南生物，14）现有与某种植物种子萌发有关的4组实验处理如下表。
实验组ⅠⅡⅢⅣ
处理
种皮完整，25℃蒸馏水浸泡24h
机械破损种皮，25℃蒸馏水浸泡24h
种皮完整，0.05%赤霉素水溶液25℃浸泡24h机械破损种皮，0.05%赤霉素水溶液25℃浸泡24h
下列组合不能达到相应目的的是（）
A.仅做Ⅰ组与Ⅱ组实验，可探究机械破损对该种子萌发的影响
B.仅做Ⅰ组与Ⅲ组实验，可探究种皮完整条件下赤霉素对该种子萌发的影响
C.仅做Ⅱ组与Ⅲ组实验，可探索赤霉素或机械破损对该种子萌发的影响
D.仅做Ⅱ组与Ⅳ组实验，可探究机械破损条件下赤霉素对该种子萌发的影响
对照实验自变量必须单一，否则无法说明因变量产生的原因。
Ⅰ组与Ⅱ组对照自变量为种皮的完整性；
Ⅰ组与Ⅲ组对照自变量为完整种皮下有无赤霉素；
Ⅱ组与Ⅳ组对照自变量为机械破损条件下有无赤霉素。
Ⅱ组与Ⅲ组之间变量不单一，无法进行对照。
课后活页作业
1.地球上的生物圈是人类共同的家园。
下列关于生物圈的叙述错误的是
（）
A.地球上所有生物分布的区域都属于生物圈的范围
B.生物圈是地球上生物与无机环境相互作用而形成的统一整体
C.生物圈是地球上最大的生态系统，其结构和功能能够长期维持相对稳定状态
D.生物圈就是地球上所有生物形成的特殊的圈层，是生物的总和
地球上所有的生物与其无机环境一起，构成了地球上最大的生态系统——生物圈。
生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果。
作为地球上最大的生态系统，生物圈的结构和功能能够长期保持相对稳定的状态。
2.生物柴油是以植物油和动物油脂等为原材料制成的燃料。
研究表明生物柴油燃烧后SO2和颗粒物质排放很少，特别是CO等有害气体的排放量比化石燃料低11%～53%。
使用生物柴油的优点是
①减少空气污染②缓解温室效应③不可再生④减少酸雨危害
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
3.关于生物圈稳态的自我维持的原因中，不正确的有（）
A.源源不断的太阳能提供正常运转的动力
C.生物圈具有多层次的自我调节能力
D.人类的活动不会影响生物圈的稳态
太阳能是生物圈赖以生存的能量基础，生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统，并具有多层次的自我调节能力，但这种能力是有一定限度的，人类活动在许多方面对生物圈造成的影响已超过这个限度。
4.观察SO2对植物的影响时，叶片受害最严重的是（）
A.幼叶
B.老叶
C.成熟叶片
D.叶芽
叶片受伤害的顺序是成熟叶>
老叶>
幼叶。
5.下列有关生物多样性叙述错误的是（）
A.地球上所有生物及所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成了生物的多样性
B.生物的多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
C.保护生物多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施
D.保护生物的多样性主要是保护生物基因库的多样性
生物多样性包括：
遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性，因此保护生物多样性就必须在上述三个层次上采取保护措施。
生物多样性也可理解为地球上所有生物拥有的全部基因及各种生态系统共同构成。
6.（多选）大气平流层中的臭氧层可以滤除太阳光中大部分的紫外线辐射，因此被称为地球生物圈的保护伞，然而，由于人类大量排放卤代烃（如制冷剂氟利昂），严重破坏了臭氧层，引起地球表面紫外线辐射增强。
臭氧层耗损引起普遍的生物学效应是（）
A.海洋浮游生物增多
B.人类皮肤癌、白内障增加
C.生物群落的分布不受影响
D.农作物减产
臭氧层是地球生物圈的天然保护伞，在生物进化过程中对生物由水生到陆生有重要意义。
臭氧层被破坏后，地球紫外线辐射增强不利于动植物的正常生长生活，造成农作物产量下降。
使诱变频率增大，皮肤癌的发病率增加。
BD
7.若甲代表大气中的SO2；
乙代表生产者；
丙代表消费者；
丁代表分解者。
则甲、乙、丙、丁在硫循环中的关系是（）
生产者和消费者体内的硫必须通过分解者的分解作用才能转变成二氧化硫回到大气中，生产者吸收大气中的二氧化硫等有毒气体。
8.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁之一，下列气体的排放不会造成大气污染的是
A.SO2
B.N2
C.NO2
D.CO
SO2、NO2在空气中较多时，引起酸雨，CO较多时，引起人类CO中毒。
N2是不会引起污染的，选B。
9.环境污染呈现越来越严重的趋势，从生物圈功能上分析造成这一结果的原因是
A.人类排放废物的增加
B.物质循环回路被阻断
C.自动净化能力被阻断
D.物质循环回路在一定程度上被阻断
根据生态系统具有一定的自动调节能力，说明只要排放的废物在生态系统的净化能力之内，就不会造成污染，同时，只要生态系统存在，这种净化能力也不会被阻断。
显然环境污染与物质循环密切相关，并不是物质不循环，而是物质循环在一定程度上受阻，如废弃物中大量的有机物不能被分解成无机物归还到无机环境中，使得物质循环在一定程度上受到阻断造成环境污染。
10.下图是某生态系统结构模式图，下列说法正确的是（）
A.大豆、水稻、蘑菇是该生态系统的主要成分
B.流入鸡体内的能量约占农作物总能量的10%～20%
C.该生态系统实现了物质和能量的多级利用，但仍需要外部投入
D.鸡、猪、鱼和磨菇等生物的加入，提高了生态系统的恢复力稳定性
本题考查生态系统的知识。
生态系统的主要成分是生产者，蘑菇是分解者，A错；
农作物总能量的10%～20%流入鸡和人体内，B错；
生物多样性，增强了生态系统的自动调节能力，增强了生态系统的抵抗力稳定性，D错。
11.池塘受工业和生活废水的污染，鱼类等生物大量死亡、腐败，水体变黑发臭。
污染的类型及发臭物质H2S\,NH3的来源分别是（）
A.有机型污染，脂类
B.有机型污染，蛋白质
C.无机型污染，含N、S的无机盐
D.无机型污染，糖类
S、N主要存在于蛋白质。
12.氮循环不同于硫循环的是（）
A.能被微生物利用
B.以矿质元素的身份进入植物体内
C.能通过微生物从大气进入植物体
D.在生态系统内通过有机物传递
固氮微生物能固定空气中游离的氮。
13.（2010·
天星教育联考）假设某生态系统有四种生物，并构成一条食物链a→b→c→d，在某一时间分别测得这四种生物a，b，c，d所含的有机物总量分别为m1，m2，m3和m4。
下列叙述中，错误的是（）
A
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