2022-2023學(xué)年 選擇性必修2 人教版 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 教案

第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)新課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生物群落與非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)。2．理解生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)以及物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。3．闡明某些有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷富集的現(xiàn)象。1.生命觀念、科學(xué)思維——運(yùn)用物質(zhì)與能量觀，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生物群落和非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)的過程及特點(diǎn)。2．生命觀念、科學(xué)思維——運(yùn)用物質(zhì)與能量觀，闡明某些有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷富集的現(xiàn)象。3．社會責(zé)任——基于對物質(zhì)循環(huán)的理解，構(gòu)建碳循環(huán)模式圖，并利用模式圖解釋碳循環(huán)失衡與溫室效應(yīng)的關(guān)系，強(qiáng)化社會責(zé)任。研習(xí)1碳循環(huán)與生物富集1．碳循環(huán)(1)循環(huán)形式：在生物群落與非生物環(huán)境間主要以________的形式循環(huán)。(2)過程圖解圖中：①________，②________，③植物(生產(chǎn)者)，④動物(消費(fèi)者)，⑤________，⑥________。(3)大氣和海洋在碳循環(huán)之間的關(guān)系當(dāng)大氣中二氧化碳含量增加，________中的二氧化碳含量也隨之增加；如果大氣中的二氧化碳發(fā)生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及時________。(4)溫室效應(yīng)①形成原因：主要是________的開采和使用使大氣中________含量迅速增加，打破了生物圈________的平衡。②應(yīng)對方法：一方面要________________，另一方面要提高_(dá)___________。(5)物質(zhì)循環(huán)①物質(zhì)：組成生物體的____________等元素。②范圍：________與________之間循環(huán)。③特點(diǎn)：具有________性、________性。又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)。④應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用________的模式。答案：(1)CO2(2)光合作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用(3)水圈進(jìn)入大氣(4)①化石燃料CO2碳循環(huán)②減少二氧化碳的排放森林覆蓋率(5)①C、H、O、N、P、S②生物群落非生物環(huán)境③全球循環(huán)④種養(yǎng)結(jié)合2．生物富集(1)鉛積蓄在體內(nèi)的過程在________燃燒、________冶煉的過程中，鉛以微小顆粒被排放進(jìn)入________，然后沉降在土壤和植被表面。一部分鉛顆粒隨降雨進(jìn)入________，另一部分進(jìn)入水體。植物的根從土壤中吸收鉛，葉片也會攝入吸附的鉛。在水中生活的植物、浮游動物會直接吸收水中的鉛。動物飲用含有鉛的水，也會直接攝入鉛。進(jìn)入體內(nèi)的鉛，能夠形成多種比較________的鉛化合物，分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，導(dǎo)致鉛________________，從而積蓄在體內(nèi)。(2)概念：是指生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或________________，使其在機(jī)體內(nèi)濃度________環(huán)境濃度的現(xiàn)象。(3)特點(diǎn)①一旦含有鉛的生物被更高營養(yǎng)級的動物食用，鉛就會沿著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的________。②鎘、汞等重金屬，________、________等有機(jī)化合物以及一些放射性物質(zhì)，也存在這樣的生物富集現(xiàn)象。由于這些有害物質(zhì)可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地，因此，這種現(xiàn)象也是________的。答案：(1)煤有色金屬大氣土壤穩(wěn)定不易被生物體排出(2)難以降解的化合物超過(3)①頂端②DDT六六六全球性[自查自糾](1)物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成生物體的各種化合物。()(2)沼渣等作為肥料還田，使物質(zhì)能夠循環(huán)利用。()(3)碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部以CO2形式進(jìn)行。()(4)化石燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因。()(5)碳元素在非生物環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他成分間是單向的。()答案：(1)解析：物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，而非化合物。(2)√(3)解析：碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部以有機(jī)物形式進(jìn)行。(4)√(5)√[互動探究]1．下圖是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的示意圖，請據(jù)圖思考討論：(1)圖中屬于生物群落的是什么？(用字母回答)，碳在生物群落內(nèi)部主要是以什么形式進(jìn)行流動的？(2)碳從非生物環(huán)境中進(jìn)入生物群落的途徑①和從生物群落進(jìn)入非生物環(huán)境的途徑③分別表示的是什么？(3)據(jù)圖提出一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)“低碳”減緩溫室效應(yīng)的措施。答案：(1)A、B、C、D；(含碳)有機(jī)物。(2)光合作用和化能合成作用；呼吸作用。(3)減少化石燃料的使用(或者植樹造林，增加植被；或開發(fā)水能、太陽能等新能源)。2．DDT是一種有機(jī)氯農(nóng)藥，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在環(huán)境中不易被降解，作為殺蟲劑具有廣譜殺蟲、藥效強(qiáng)勁持久、容易生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。然而大規(guī)模使用DDT對以游隼為代表的猛禽來說，卻是一場噩夢的開始。思考討論：(1)DDT作為殺蟲劑使用，為什么會在頂級捕食者游隼體內(nèi)的脂肪中大量積累？(2)研究發(fā)現(xiàn)，世界各分布區(qū)的游隼體內(nèi)均有不同程度的DDT積累，這反映出生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有什么特點(diǎn)？答案：(1)提示：DDT是一種有機(jī)氯農(nóng)藥，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在環(huán)境中不易降解，通過生物富集現(xiàn)象在頂級捕食者游隼體內(nèi)的脂肪中大量積累。(2)提示：全球性。1．結(jié)合模式圖，明確碳循環(huán)的四個要點(diǎn)(1)存在形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(非生物環(huán)境中：主要是CO2和碳酸鹽,生物群落內(nèi)部：主要是含碳有機(jī)物))(2)流動形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生物群落與非生物環(huán)境之間：CO2,生物群落內(nèi)部：含碳有機(jī)物))(3)進(jìn)入生物群落的途徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光合作用,化能合成作用))(4)eq\a\vs4\al(返回非生物機(jī),環(huán)境的途徑)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用,②分解者的分解作用,③化石燃料的燃燒))2．辨析物質(zhì)循環(huán)的三個易誤點(diǎn)(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。(2)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“物質(zhì)”并不是指組成生物體的化合物，而是指組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。(3)碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。3．碳循環(huán)平衡的破壞——溫室效應(yīng)(1)成因：生物圈中碳循環(huán)的平衡被打破。①化石燃料的大量開采和使用，增加了大氣中CO2的含量。②森林、草原等綠色植物被大面積破壞，降低了對大氣中CO2的利用和調(diào)節(jié)。(2)危害：導(dǎo)致氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。(3)緩解措施①采取積極措施，如開發(fā)清潔能源，減少CO2的排放。②植樹種草，提高森林、草原覆蓋率?！咎貏e提醒】碳循環(huán)形式項(xiàng)目進(jìn)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(jī)物二氧化碳方式光合作用和化能合成作用通過食物鏈和食物網(wǎng)①生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃燒4.生物富集(1)生物個體或處于同一營養(yǎng)級的許多生物種群，從周圍環(huán)境中吸收并積累某種元素或難分解的化合物，導(dǎo)致生物體內(nèi)該物質(zhì)的平衡濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，叫生物富集，又叫生物濃縮。(2)生物富集常用富集系數(shù)或濃縮系數(shù)(即生物體內(nèi)污染物的平衡濃度與其生存環(huán)境中該污染物濃度的比值)來表示。此外還有人用生物累計、生物放大等術(shù)語來描述生物富集現(xiàn)象。前者是指同一生物個體在生長發(fā)育的不同階段生物富集系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象；后者指在同一食物鏈上，生物富集系數(shù)從低位營養(yǎng)級到高位營養(yǎng)級逐級增大的現(xiàn)象。(3)污染物是否沿著食物鏈積累，取決于以下三個條件：即污染物的濃度在環(huán)境中必須是比較穩(wěn)定的，污染物必須是生物能夠吸收的，污染物是不易被生物代謝所分解的。目前最典型的還是DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移和積累。(4)在生態(tài)系統(tǒng)中，污染物的濃度在沿食物鏈流動過程中隨營養(yǎng)級的升高而增加，其富集系數(shù)在各營養(yǎng)級中可達(dá)到極其驚人的含量?！疽族e易混】比較生物富集與碳循環(huán)的異同項(xiàng)目生物富集碳循環(huán)不同點(diǎn)不易排出，營養(yǎng)級越高濃度越高容易排出相同點(diǎn)全球性1．如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程中4種成分之間的關(guān)系。以下相關(guān)敘述中正確的是()A．1和2包含著所有種群構(gòu)成的群落B．3代表的一定是原核生物C．①代表光合作用，②代表呼吸作用D．4可以表示大氣中的CO2庫答案：D解析：據(jù)圖分析，1是生產(chǎn)者，2是消費(fèi)者，3是分解者，4是非生物的物質(zhì)和能量，而群落是指一定區(qū)域內(nèi)的全部生物，A錯誤；3是分解者，主要指腐生的細(xì)菌和真菌，另外也包括一些動物，如蚯蚓，真菌、動物不是原核生物，B錯誤；①代表1被2捕食，②代表2進(jìn)行呼吸作用向大氣中釋放CO2，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)中，通過生物的呼吸作用向大氣中釋放CO2，同時又通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，所以4可以表示大氣中的CO2庫，D正確。2．如圖是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，箭頭表示碳的流動方向，下列說法正確的是()A．該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括A、B、C、D、EB．該生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈可表示為：A→D→E→BC．碳循環(huán)進(jìn)行的同時一定伴隨著能量流動和信息傳遞D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落與非生物環(huán)境之間及生物群落內(nèi)部往復(fù)循環(huán)的，這種循環(huán)帶有全球性答案：C解析：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，故該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括A、B、C、D、E以及由生產(chǎn)者和消費(fèi)者構(gòu)成的食物鏈、食物網(wǎng)，A錯誤；B是分解者，不參與食物鏈組成，B錯誤；碳循環(huán)進(jìn)行的同時一定伴隨著能量流動和信息傳遞，C正確；碳主要是以二氧化碳的形式在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)，以有機(jī)物的形式在生物群落內(nèi)部流動，碳循環(huán)帶有全球性，D錯誤。3．如圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。A、B、C、D構(gòu)成生物群落，箭頭①～⑨表示循環(huán)過程。下列有關(guān)說法正確的是()A．大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳B．完成①過程的能量主要是由⑧過程提供的C．D經(jīng)⑤⑥⑦過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%～20%D．C處于第三營養(yǎng)級答案：D解析：生物群落與非生物環(huán)境之間的碳循環(huán)是以CO2的形式進(jìn)行的，故圖中大氣中的氣體X代表CO2；完成①過程的能量主要由太陽能轉(zhuǎn)化的活躍的化學(xué)能提供；捕食食物鏈中相鄰兩營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率約為10%～20%，D為分解者，不存在于捕食食物鏈中；圖中A為生產(chǎn)者，B為初級消費(fèi)者(第二營養(yǎng)級)，C為次級消費(fèi)者(第三營養(yǎng)級)。研習(xí)2能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1．能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系(1)聯(lián)系：物質(zhì)作為能量的________，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為________，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間________。生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分，正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，才能夠緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。(2)區(qū)別：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________；能量流動則不同，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，是________的，而且流動是單方向不循環(huán)的。答案：(1)載體動力循環(huán)往返(2)反復(fù)利用逐級遞減2．圖解答案：沿食物鏈(網(wǎng))生物群落與非生物環(huán)境單向流動循環(huán)往復(fù)同時進(jìn)行不可分割固定儲存轉(zhuǎn)移合成分解食物鏈(網(wǎng))能量流動和物質(zhì)循環(huán)[自查自糾](1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，所以物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復(fù)的。()(2)物質(zhì)循環(huán)和能量流動是兩個獨(dú)立的過程。()(3)物質(zhì)循環(huán)中的物質(zhì)和作為能量流動的載體的物質(zhì)，含義不同。()(4)物質(zhì)是能量流動的載體，能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力。()(5)能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與非生物環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)。()(6)生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分，正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，才能夠緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。()答案：(1)解析：能量是單向流動的，不能通過食物鏈和食物網(wǎng)循環(huán)。(2)解析：物質(zhì)循環(huán)、能量流動二者相互依存，不可分割。(3)√(4)√(5)√(6)√[互動探究]結(jié)合下圖，分析物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系。(1)完善兩者之間的關(guān)系圖解。(2)概括物質(zhì)循環(huán)和能量流動之間的區(qū)別和聯(lián)系。答案：(1)提示：圖中字母表示的成分依次是A生產(chǎn)者，B初級消費(fèi)者，C次級消費(fèi)者，D分解者；圖中的能量形式分別是①熱能，②化學(xué)能，③化學(xué)能，④熱能。(2)提示：①聯(lián)系：物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體，能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)的動力。②區(qū)別：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；能量流動則不同，能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級時，是逐級遞減的，而且能量流動是單方向、不循環(huán)的。1．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系圖解2．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系項(xiàng)目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物的形式流動主要以化學(xué)元素的形式循環(huán)過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流動在非生物環(huán)境和生物群落間循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈特點(diǎn)單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)性聯(lián)系①能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放都離不開物質(zhì)的合成和分解②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的動力1．如圖為一個簡化的生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)示意圖，對圖中箭頭的含義表述錯誤的是()A．④和⑤可表示生物群落中能量的散失B．⑤可表示生物群落中的物質(zhì)回歸非生物環(huán)境C．②可表示能量在生物體之間單向流動D．①可表示碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物答案：A解析：讀圖可知，生物群落中能量以熱能的形式散失——④呼吸作用，生物群落中的物質(zhì)回歸非生物環(huán)境——⑤分解者的分解作用，A錯誤，B正確；能量在生物體之間單向流動，如圖中的②③，C正確；碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物——①光合作用或化能合成作用合成有機(jī)物，D正確。2．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是()A．使用糞便做肥料，其能量可以流向植物，實(shí)現(xiàn)了對能量的多級利用B．一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%～20%的能量流入狼的體內(nèi)C．非生物環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用D．食物鏈中初級消費(fèi)者數(shù)量越多，次級消費(fèi)者能夠獲得的能量一定就越少答案：C解析：使用糞便做肥料是通過分解者將糞便中的有機(jī)物分解為無機(jī)物，植物利用的是無機(jī)物，沒有對能量進(jìn)行多級利用，A錯誤。能量傳遞效率中的10%～20%指的是營養(yǎng)級與營養(yǎng)級之間的傳遞效率，不是個體與個體之間的，B錯誤。物質(zhì)中的元素在生態(tài)系統(tǒng)中具有循環(huán)往復(fù)性，C正確。食物鏈中的初級消費(fèi)者越多，其總能量越多，又因?yàn)槟芰吭谙噜弮蓚€營養(yǎng)級之間的傳遞效率是不變的，所以捕食它們的次級消費(fèi)者獲得的能量越多，D錯誤。研習(xí)3探究土壤微生物的分解作用答案：分解者將動植物遺體殘骸中的有機(jī)物分解為無機(jī)物溫度水分是否含有微生物相同時間內(nèi)土壤中落葉的腐爛程度不做任何處理小于30mL蒸餾水＋淀粉糊產(chǎn)生磚紅色沉淀不產(chǎn)生磚紅色沉淀[自查自糾]某興趣小組設(shè)計實(shí)驗(yàn)來探究土壤微生物對落葉的分解作用，判斷以下操作過程及分析的正誤。(1)可采用加熱烘干的方法除去實(shí)驗(yàn)組中的土壤微生物。()(2)應(yīng)將實(shí)驗(yàn)組和對照組的土壤放在隔絕空氣的條件下。()(3)對照組中落葉的分解速度明顯高于實(shí)驗(yàn)組。()(4)實(shí)驗(yàn)組和對照組可以分別選擇不同種類的落葉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。()答案：(1)解析：在探究土壤微生物對落葉的分解作用的實(shí)驗(yàn)中，對實(shí)驗(yàn)組的處理要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變，可以將土壤用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱中滅菌1h。(2)(3)√(4)[互動探究]1．土壤微生物對落葉的分解作用(科學(xué)探究，科學(xué)思維)【實(shí)驗(yàn)情境】完成教材“探究落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎”，分析下列問題：(1)取材是在落葉多的地方取泥土還是落葉少的地方??？說明理由。(2)取表面上層土還是深入地下？為什么？(3)該實(shí)驗(yàn)的自變量是___________________________。無關(guān)變量有________、________、________等。(4)實(shí)驗(yàn)過程中落葉是否需要特殊處理？(5)實(shí)驗(yàn)中對照組和實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)材料的改變要有衡量標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)的衡量標(biāo)準(zhǔn)是什么？(6)“腐爛程度”通過什么表現(xiàn)？答案：(1)提示：落葉多的地方，這個地方微生物密集。(2)提示：表面上層土，因?yàn)榇蟛糠治⑸镄枰M(jìn)行呼吸作用。(3)微生物的有無溫度水分空氣(4)提示：需要去除水分，避免實(shí)驗(yàn)誤差。(5)提示：落葉的“腐爛程度”。(6)提示：落葉的質(zhì)量變化，視覺感受等。2．探究土壤微生物對淀粉的分解作用(1)實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量是什么？(2)實(shí)驗(yàn)中選用什么試劑檢測因變量的變化？(3)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路是什么？答案：(1)提示：自變量是土壤微生物的有無；因變量是淀粉的分解程度。(2)提示：用碘液和斐林試劑檢測。(3)提示：取兩個燒杯編號為A、B，放入等量淀粉糊。在A燒杯中加入30mL土壤浸出液，B燒杯中加入30mL蒸餾水。在室溫(20℃左右)環(huán)境放置7d后，分別取A、B燒杯中的溶液20mL，各放入兩支試管中，分別編號為A1、A2、B1、B2。在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑后水浴加熱。觀察試管中溶液的顏色變化，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1．探究土壤微生物分解作用的過程項(xiàng)目案例1案例2實(shí)驗(yàn)假設(shè)微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)設(shè)計實(shí)驗(yàn)組對土壤進(jìn)行高溫處理放入等量淀粉糊的A燒杯中加入30mL土壤浸出液對照組對土壤不做任何處理放入等量淀粉糊的B燒杯中加入30mL蒸餾水自變量土壤中是否含微生物溶液中是否含有分解淀粉的微生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度小于對照組AA1不變藍(lán)A2產(chǎn)生磚紅色沉淀BB1變藍(lán)B2不產(chǎn)生磚紅色沉淀結(jié)論分析微生物對落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉2.實(shí)驗(yàn)組、對照組的確定(1)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中二者如何確定：根據(jù)題意首先弄清實(shí)驗(yàn)研究的自變量是什么，然后找到進(jìn)行自變量處理的為實(shí)驗(yàn)組，而沒進(jìn)行自變量處理，僅為排除無關(guān)變量干擾而設(shè)置的實(shí)驗(yàn)為對照組。(2)探究實(shí)驗(yàn)中二者如何確定：接受自變量處理的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的為實(shí)驗(yàn)組；未接受自變量處理的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的為對照組。1．(2022·湖南期末)某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深5cm左右)為實(shí)驗(yàn)材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤的處理情況見下表。下列敘述不正確的是()項(xiàng)目1組2組3組4組土壤處理滅菌不滅菌滅菌不滅菌濕潤濕潤較干燥較干燥A.該實(shí)驗(yàn)的目的之一是探究土壤微生物分解落葉時與土壤濕度間的關(guān)系B．該實(shí)驗(yàn)的自變量之一為土壤是否滅菌處理，實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)組是1組和3組C．為了保證實(shí)驗(yàn)的效果，實(shí)驗(yàn)中作為實(shí)驗(yàn)材料的落葉不能進(jìn)行滅菌處理D．預(yù)期結(jié)果是1、3組的落葉不被分解，2、4組的落葉被不同程度分解答案：C解析：根據(jù)表格分析可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量之一為土壤的濕潤條件，因此該實(shí)驗(yàn)的目的之一是探究土壤微生物分解落葉時與土壤濕度間的關(guān)系，A正確；該實(shí)驗(yàn)的自變量有土壤是否滅菌處理、土壤的濕潤條件，實(shí)驗(yàn)中的對照組是2和4,1和3是實(shí)驗(yàn)組，B正確；為了控制實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量，作為實(shí)驗(yàn)材料的落葉也應(yīng)進(jìn)行滅菌處理，消除微生物的影響，C錯誤；根據(jù)以上分析已知，1、3組滅菌后沒有微生物，落葉不會被分解。而2、4組有微生物，但是濕潤程度不同，所以落葉被分解程度不同，D正確。2．某生物興趣小組的同學(xué)為證明某細(xì)菌對樹葉的分解作用，分別提出三種實(shí)驗(yàn)方案。其共同之處：將同一種樹的落葉分成甲、乙兩等份，實(shí)驗(yàn)過程中保持樹葉濕潤，其他實(shí)驗(yàn)條件和步驟如下表所示。以下哪種實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到目的()序號實(shí)驗(yàn)處理甲乙方案一無菌條件自然條件方案二先滅菌，再置于適宜條件下自然條件方案三先滅菌，再置于適宜條件下先滅菌，然后接種某種細(xì)菌，最后置于適宜條件下A.方案一B．方案二C．方案三D．三個方案都不能達(dá)到答案：C解析：欲證明樹葉的分解是由某種細(xì)菌所引起的，應(yīng)先將樹葉滅菌，排除其他微生物對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，同時應(yīng)將滅菌后的樹葉平均分成兩組，一組接種該細(xì)菌，另一組不接種，兩組均置于適宜條件下培養(yǎng)，以便對比分析得出結(jié)論。[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建][要語必背]1．組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。2．物質(zhì)循環(huán)具有全球性和往復(fù)循環(huán)的特點(diǎn)。3．碳在非生物環(huán)境和生物群落之間是以CO2的形式循環(huán)的，在生物群落內(nèi)部是以有機(jī)物的形式傳遞的。4．物質(zhì)是能量流動的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力。5．生物體從周圍環(huán)境中吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象，稱為生物富集。鞏固提升1．下列不屬于生物群落中的碳返回大氣中的途徑的是()A．生物的呼吸作用B．某些細(xì)菌的化能合成作用C．分解者的分解作用D．森林火災(zāi)答案：B解析：生物群落中的碳返回大氣中的途徑有動植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及燃燒。硝化細(xì)菌的化能合成作用是使非生物環(huán)境中的碳進(jìn)入生物群落中的途徑。2．與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動相比較，物質(zhì)循環(huán)具有的特點(diǎn)是()A．循環(huán)流動B．單向流動C．逐級遞減D．不能循環(huán)答案：A解析：物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是循環(huán)性和全球性，能量流動的特點(diǎn)是單向流動、逐級遞減。3．某些人工合成的化合物如農(nóng)藥DDT、六六六等，進(jìn)入環(huán)境后便參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，但是，這些化合物難以被降解并在生物體內(nèi)蓄積。下表是某水域生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度。下列說法錯誤的是()項(xiàng)目甲乙丙丁能量(kJ)2.8×1091.3×1089.1×1072.9×107DDT濃度(ppm)0.040.350.393.4A.該生態(tài)系統(tǒng)的水體中DDT的濃度小于0.04ppmB．四個種群最簡單的能量流動渠道是形成了一條食物鏈C．甲是該生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的生產(chǎn)者D．丁種群個體死亡后釋放的DDT還可能再進(jìn)入丁種群答案：B解析：表中數(shù)據(jù)是在該生態(tài)系統(tǒng)處于平衡時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度，其含量關(guān)系應(yīng)符合能量傳遞和生物富集規(guī)律，因此，甲是生產(chǎn)者，乙和丙位于同一營養(yǎng)級，均屬于生態(tài)系統(tǒng)的初級消費(fèi)者，丁是次級消費(fèi)者，處于食物鏈的第三營養(yǎng)級，四個種群形成兩條食物鏈，綜上所述，B錯誤，A、C、D正確。4．如圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中字母代表生態(tài)系統(tǒng)組成成分，數(shù)字表示碳的流動過程。下列敘述正確的是()A．圖中生產(chǎn)者、A、B、C構(gòu)成了兩條食物鏈B．大力增強(qiáng)過程①可一定程度上緩解溫室效應(yīng)C．經(jīng)過程③的碳全部儲存于B體內(nèi)的有機(jī)物中D．農(nóng)業(yè)上的中耕松土可以加強(qiáng)過程⑦答案：B解析：據(jù)圖分析可知，A表示大氣中的二氧化碳庫，B表示消費(fèi)者，C表示分解者，食物鏈中只有生產(chǎn)者和消費(fèi)者，所以生產(chǎn)者、A、B、C不能構(gòu)成食