2022-2023版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng) 第3課時(shí)學(xué)案 北師大版必修3

2022-2023版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng) 第3課時(shí)學(xué)案 北師大版必修3目標(biāo)導(dǎo)讀1.分析教材圖411和圖412，概述水循環(huán)、碳循環(huán)和氮循環(huán)的過(guò)程，并歸納物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。2.閱讀教材P99最后一段，比較能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程和特點(diǎn)，歸納二者的區(qū)別和聯(lián)系。重難點(diǎn)擊 1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程和特點(diǎn)。2.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系。一水的循環(huán)、碳的循環(huán)和氮的循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)主要包括水的循環(huán)、碳的循環(huán)和氮的循環(huán)，請(qǐng)結(jié)合教材內(nèi)容分析它們的具體過(guò)程，并歸納其共同特點(diǎn)。1水的循環(huán)(1)分析圖中數(shù)據(jù)：海洋蒸發(fā)量比降水量多出0.37，陸地的降水量比蒸發(fā)量多出0.37，這可以說(shuō)明海洋中蒸發(fā)的水量大部分直接以降水的形式回到海洋，小部分降到了陸地上。而陸地上多出的這部分水量就以地表徑流的形式歸還到海洋中。(2)海洋和陸地的總蒸發(fā)量為5.2，總降水量為5.2，二者相等，說(shuō)明水分可以循環(huán)往復(fù)的利用。(3)水的循環(huán)是局部性的，還是全球性的？答案全球性的。2碳的循環(huán)(1)碳在自然界的儲(chǔ)存庫(kù)主要是水圈和大氣圈，_CO2是碳循環(huán)中主要的形式。(2)自然界中的碳元素是以CO2的形式被生產(chǎn)者利用，通過(guò)光合作用合成有機(jī)物儲(chǔ)存在體內(nèi)，進(jìn)入生物群落。(3)碳元素在生物群落中以有機(jī)物的形式，沿著食物鏈和食物網(wǎng)往下傳遞，最終流向分解者。(4)動(dòng)植物的呼吸作用和分解者的分解作用，以及化石燃料的燃燒都可以把有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物，以CO2的形式歸還給環(huán)境。(5)如果人們不按生態(tài)規(guī)律辦事，亂砍濫伐森林，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？答案打破了碳循環(huán)平衡，使大氣中CO2進(jìn)入群落的過(guò)程受阻，大氣中CO2的含量就會(huì)明顯增多。(6)化石燃料的大量燃燒，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？又有什么危害？答案CO2在很短時(shí)間內(nèi)釋放出來(lái)，打破了碳循環(huán)平衡，使大氣中CO2的含量增高，進(jìn)而導(dǎo)致溫室效應(yīng)。危害：加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。3氮的循環(huán)(1)氮的氣體形式在空氣中的含量高達(dá)79%，但不能被植物直接利用，要經(jīng)過(guò)固氮菌(如根瘤菌)的固氮過(guò)程轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和氨后，再供給植物利用。(2)動(dòng)植物遺體、排遺物等中的含氮有機(jī)物先經(jīng)過(guò)氨化細(xì)菌的作用生成NH3，再經(jīng)過(guò)亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌的作用生成硝酸鹽，一部分硝酸鹽可以被植物體再利用，另一部分硝酸鹽被反硝化細(xì)菌還原成氮?dú)鈿w還到大氣中去。(3)綜上可見(jiàn)，氮循環(huán)的形式有N2、NH3、NO、含氮有機(jī)物等。(4)氮循環(huán)是否具有全球性的特點(diǎn)？答案是。4結(jié)合以上的實(shí)例，歸納物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)(1)循環(huán)再生、反復(fù)利用；(2)全球性。歸納提煉項(xiàng)目水的循環(huán)碳的循環(huán)氮的循環(huán)實(shí)質(zhì)H、O元素的循環(huán)C元素的循環(huán)N元素的循環(huán)循環(huán)的形式水蒸氣、液態(tài)水CO2、含碳有機(jī)物N2、NH3、NO、含氮有機(jī)物等主要過(guò)程蒸發(fā)、降水、動(dòng)植物的吸收光合作用、細(xì)胞呼吸、分解作用、燃燒固氮作用、硝化作用、反硝化作用、燃燒、分解作用共同特點(diǎn)循環(huán)性、全球性活學(xué)活用1如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)過(guò)程，其中甲、乙、丙、丁構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落，箭頭表示物質(zhì)循環(huán)方向。請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤：(1)圖中過(guò)程可以表示綠色植物的光合作用()(2)缺少類群甲則生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)不能正常進(jìn)行()(3)類群丙無(wú)氧呼吸是產(chǎn)生大氣中氣體X的途徑之一()(4)碳在乙、丙中以有機(jī)物的形式存在()(5)參與物質(zhì)循環(huán)的對(duì)象是含碳的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物()(6)碳循環(huán)是在組成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落的生物體內(nèi)的循環(huán)過(guò)程()(7)碳循環(huán)是碳元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)過(guò)程()問(wèn)題導(dǎo)析(1)據(jù)圖，氣體X為CO2，與其具有雙向箭頭的乙為生產(chǎn)者，乙、丙、丁都指向甲，甲為分解者，丙為初級(jí)消費(fèi)者，丁為次級(jí)消費(fèi)者。(2) 碳在生物群落內(nèi)的存在形式是有機(jī)物。(3)碳循環(huán)是組成生物體的元素的循環(huán)，而不是化合物的循環(huán)。答案(1)(2)(3)×(4)(5)×(6)×(7)二物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大主要功能，它們之間既有區(qū)別，又相互聯(lián)系，結(jié)合下圖分析二者的關(guān)系。1完成下表，歸納二者的區(qū)別項(xiàng)目物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)特點(diǎn)反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減范圍全球性生態(tài)系統(tǒng)的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)2.閱讀教材，歸納二者的聯(lián)系(1)物質(zhì)為能量的流動(dòng)提供載體，使能量能夠在食物鏈和食物網(wǎng)中進(jìn)行傳遞。(2)能量的固定、貯存、轉(zhuǎn)換、釋放都伴隨著物質(zhì)的合成和分解過(guò)程。(3)能量的流動(dòng)使得非生物環(huán)境和生物群落之間的物質(zhì)不斷循環(huán)往復(fù)，所以說(shuō)，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。歸納提煉繪制物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)圖解時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)繪制物質(zhì)循環(huán)圖解時(shí)，注意物質(zhì)是可以循環(huán)的，即物質(zhì)循環(huán)的箭頭可以是雙向的。(2)能量流動(dòng)是單向的，生產(chǎn)者的能量可流向消費(fèi)者和分解者，但消費(fèi)者與分解者中的能量不能流向生產(chǎn)者。(3)繪制能量流動(dòng)圖解時(shí)，只要存在有機(jī)物傳遞即伴隨著能量的傳遞(如動(dòng)植物遺體、殘枝敗葉沼氣池；沼渣食用菌等，均既有物質(zhì)傳遞，又有能量流動(dòng))。活學(xué)活用2如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡(jiǎn)圖，其中M表示非生物成分。下列敘述正確的是()A若M表示大氣中的CO2，則碳元素在圖中過(guò)程是以有機(jī)物形式傳遞的B從圖中我們可以看出能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)C若M表示大氣中的CO2，則碳元素可在生物群落中反復(fù)循環(huán)利用D若M表示非生物環(huán)境中的能量，則的能量值為與對(duì)應(yīng)的能量值之和答案A解析碳元素在生物群落中是以含碳有機(jī)物的形式傳遞的；能量在生態(tài)系統(tǒng)中沿食物鏈單向流動(dòng)，而不能循環(huán)利用；碳元素是在非生物環(huán)境和生物群落之間可被反復(fù)循環(huán)利用，而不是在生物群落的內(nèi)部；代表的是生態(tài)系統(tǒng)中固定的總能量，它不僅包括，還包括消費(fèi)者通過(guò)呼吸作用散失到無(wú)機(jī)環(huán)境中的能量。當(dāng)堂檢測(cè)1大氣中水分的主要來(lái)源是()A陸地水蒸發(fā) B海洋水蒸發(fā)C森林樹木的蒸騰作用 D太空答案B解析大氣中的水分主要來(lái)自海洋水分的蒸發(fā)，樹木蒸騰作用產(chǎn)生的水屬于陸地上的水分。2如圖為碳循環(huán)的主要途徑，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A圖中B能實(shí)現(xiàn)光能化學(xué)能的轉(zhuǎn)化B由BCD的林德曼效率是變化的CB、E是實(shí)現(xiàn)生物群落與非生物環(huán)境溝通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)DB、C、D被E食用而處于第二、三、四營(yíng)養(yǎng)級(jí)答案D解析圖中A表示無(wú)機(jī)環(huán)境，B表示生產(chǎn)者，C表示初級(jí)消費(fèi)者，D表示次級(jí)消費(fèi)者，E表示分解者。生產(chǎn)者能實(shí)現(xiàn)光能化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的林德曼效率約為10%20%，但不一定是某個(gè)固定值。連接生物群落和非生物環(huán)境的兩大橋梁是生產(chǎn)者和分解者。圖中的B、C、D分別處于第一、第二和第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。3從物質(zhì)循環(huán)的角度看，人體內(nèi)的碳元素究其根源來(lái)自()A燃料中的碳 B所食動(dòng)物體內(nèi)的碳C食物中的碳 D大氣中的二氧化碳答案D解析人類直接或間接以生產(chǎn)者為食，都是來(lái)自生產(chǎn)者，生產(chǎn)者固定的CO2來(lái)自大氣。4圖1表示某生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的示意圖，甲、乙、丙、丁代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分。圖2表示能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的示意圖，A表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)圖1中，表示的生理過(guò)程主要是_，此過(guò)程中碳的傳遞形式主要是_。過(guò)程中碳的傳遞形式是_。表示的生理過(guò)程是_。(2)圖2中，B、D、E依次表示的能量為_、_、_。要確保該生物的能量需求，其生存領(lǐng)地的相關(guān)植物所固定的能量至少應(yīng)達(dá)到B的_倍。答案(1)光合作用CO2有機(jī)物微生物的呼吸作用(2)同化量呼吸作用散失的能量流向分解者的能量5解析(1)據(jù)圖可知甲為生產(chǎn)者，乙為消費(fèi)者，丙為分解者，丁為大氣中的CO2。過(guò)程為生產(chǎn)者的光合作用，為生產(chǎn)者的呼吸作用。在生產(chǎn)者和大氣之間()，碳以CO2的形式循環(huán)。在生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間碳是以有機(jī)物的形式傳遞的。表示微生物的呼吸作用。(2)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，其中的一部分通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失了，另一部分用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)。后者中，一部分被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用，一部分被分解者分解。40分鐘課時(shí)作業(yè)學(xué)考達(dá)標(biāo)知識(shí)點(diǎn)一物質(zhì)循環(huán)的實(shí)例1下圖是地球上各種水體相互轉(zhuǎn)化的示意圖。請(qǐng)從生態(tài)系統(tǒng)的角度考慮，指出該圖體現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)功能是()A能量流動(dòng) B物質(zhì)循環(huán)C信息傳遞 D物質(zhì)更新答案B解析生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。該圖表示水的全球循環(huán)過(guò)程，能體現(xiàn)的是物質(zhì)循環(huán)。2在碳循環(huán)中，非生物環(huán)境和生物群落相聯(lián)系的生理作用是()光合作用呼吸作用蒸騰作用化能合成作用A BC D答案C解析生產(chǎn)者能從非生物環(huán)境中固定二氧化碳，固定二氧化碳的生理過(guò)程有光合作用和化能合成作用；生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用都能產(chǎn)生二氧化碳，釋放到無(wú)機(jī)環(huán)境中。3在生態(tài)系統(tǒng)中，對(duì)碳循環(huán)起決定作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是()A微生物的分解作用B綠色植物的光合作用和微生物的分解作用C動(dòng)物的呼吸作用D煤和石油的燃燒答案B解析生態(tài)系統(tǒng)中的碳在生物群落和非生物環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，而非生物環(huán)境中的CO2必須通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，才能被消費(fèi)者利用。生產(chǎn)者和消費(fèi)者中的有機(jī)物一部分可以通過(guò)自身的呼吸作用將碳回歸到非生物環(huán)境中。還必須通過(guò)微生物的分解作用，將動(dòng)植物遺體、排遺物和殘落物中的有機(jī)物分解成CO2，返回非生物環(huán)境。因此選B。知識(shí)點(diǎn)二能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系4下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的敘述，不正確的是()A生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和輸出的整個(gè)過(guò)程為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)B生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物，能量就從非生物環(huán)境流入生物群落C物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體，生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的D碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的答案C解析生態(tài)系統(tǒng)中能量只能是單方向流動(dòng)，不能循環(huán)。5下列敘述不正確的是()A生態(tài)系統(tǒng)中的能量可隨物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)流動(dòng)B物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體C能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力D能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的時(shí)候，是逐級(jí)遞減的答案A解析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)是循環(huán)流動(dòng)的，而能量是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的，A錯(cuò)誤；能量?jī)?chǔ)存在有機(jī)物中，因此物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體，B正確；能量是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力，因此能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，C正確；能量在流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的時(shí)候，是逐級(jí)遞減的，每一級(jí)大約減少80%90%，D正確。6分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡(jiǎn)圖，不能得到的結(jié)論是()A物質(zhì)作為能量流動(dòng)的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)B能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返C能量的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量D碳在生物群落和非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的答案C解析生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量是指生產(chǎn)者總的同化量，的總和與生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量無(wú)法比較。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)緊密聯(lián)系、缺一不可，物質(zhì)作為載體，能量作為動(dòng)力。高考提能7.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分示意圖，下列說(shuō)法不正確的是()A物質(zhì)循環(huán)伴隨著能量的流動(dòng)B能完成該循環(huán)的生物一定含有葉綠體或線粒體CA、B所示的物質(zhì)循環(huán)具有全球性D進(jìn)行A過(guò)程的生物是自養(yǎng)型生物答案B解析物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體；能完成A過(guò)程的生物不一定具有葉綠體，能完成B過(guò)程的生物能進(jìn)行呼吸作用但不一定具有線粒體；物質(zhì)循環(huán)具有全球性；能進(jìn)行A過(guò)程將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的生物是自養(yǎng)型生物。8圖中a、b、c、d表示某生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，箭頭表示各成分之間的關(guān)系，下列有關(guān)敘述正確的是()Aa和c所包含的所有種群構(gòu)成群落Bc1的同化量越大，流向c2的能量就越少Cd不一定是原核生物Db的含量增加將減緩溫室效應(yīng)答案C解析已經(jīng)知道a、b、c、d表示某生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，根據(jù)箭頭的指向可以確定：a為生產(chǎn)者，b為非生物環(huán)境，因?yàn)閍和b有箭頭相互指向，非生物環(huán)境的物質(zhì)進(jìn)入生物群落是通過(guò)生產(chǎn)者實(shí)現(xiàn)的，而生產(chǎn)者代謝產(chǎn)生的物質(zhì)也會(huì)進(jìn)入非生物環(huán)境。非生物環(huán)境只有一個(gè)箭頭指向生產(chǎn)者，而a、c、d的箭頭都指向非生物環(huán)境，即生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者代謝產(chǎn)物都會(huì)進(jìn)入非生物環(huán)境。生物群落包括生產(chǎn)者a、消費(fèi)者c、分解者d。根據(jù)能量流動(dòng)特點(diǎn)，c1的同化量越大，流向c2的能量就越大。d一般是細(xì)菌和真菌，其中真菌就是真核生物。b是生態(tài)系統(tǒng)的無(wú)機(jī)物，它的含量增加只會(huì)加重溫室效應(yīng)而不會(huì)減緩溫室效應(yīng)。9下列有關(guān)物質(zhì)循環(huán)的敘述，正確的是()A無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)只有通過(guò)植物的光合作用才能進(jìn)入生物群落B無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)只能通過(guò)微生物的分解作用才能返回?zé)o機(jī)環(huán)境C物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)先后進(jìn)行D無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用答案D解析硝化細(xì)菌的化能合成作用也可以使無(wú)機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)進(jìn)入生物群落；消費(fèi)者、分解者、生產(chǎn)者的呼吸作用都可以產(chǎn)生CO2；生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割。10下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“”表示碳的流動(dòng)方向。下列敘述不正確的是()A在碳循環(huán)過(guò)程中，同時(shí)伴隨著能量流動(dòng)B由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測(cè)短期內(nèi)與之相鄰的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少C該生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者包括圖中的D、E、F、BDAC過(guò)程中碳主要以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)，F(xiàn)B以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行流動(dòng)答案C解析分析圖形，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是無(wú)機(jī)環(huán)境中的二氧化碳庫(kù)。A、C之間為雙向箭頭，A為生產(chǎn)者。A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費(fèi)者。圖示中包含的食物鏈為ADEF，故E減少，短時(shí)間內(nèi)D增多，F(xiàn)減少。碳在生物群落與非生物環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落內(nèi)部是以有機(jī)物的形式流動(dòng)。11.下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中D為大氣，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從C_固定太陽(yáng)能開始的。(2)碳元素在大氣中與A、B、C之間的流動(dòng)是以_形式進(jìn)行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分中A為_，B為_。(3)圖中DC過(guò)程主要是通過(guò)_作用實(shí)現(xiàn)的，CD過(guò)程是通過(guò)_作用實(shí)現(xiàn)的，BD過(guò)程是通過(guò)_作用實(shí)現(xiàn)的。(4)生物群落中的一部分碳返回大氣中，而另一部分則以_形式儲(chǔ)藏在地層中。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中以_和_形式存在。(5)碳循環(huán)始終與_結(jié)合在一起。答案(1)生產(chǎn)者(2)CO2消費(fèi)者分解者(3)光合呼吸分解(4)化石燃料CO2碳酸鹽(5)能量流動(dòng)解析在無(wú)機(jī)環(huán)境中，碳以二氧化碳或碳酸鹽的形式存在；在生物群落中，碳主要以含碳有機(jī)物的形式存在。在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間，碳主要以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)。碳從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的途徑主要為綠色植物的光合作用，碳從生物群落回到無(wú)機(jī)環(huán)境的途徑為生物的呼吸作用、化石燃料的燃燒。12下圖是自然界中氮循環(huán)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)大氣中的氮主要通過(guò)_進(jìn)入生物群落，其次通過(guò)_、_等途徑也可少量供給植物氮素。(2)圖中A物質(zhì)代表_，可被土壤中的微生物分解形成B物質(zhì)。B物質(zhì)在土壤中硝化細(xì)菌的作用下形成C，C物質(zhì)代表_。(3)將B物質(zhì)轉(zhuǎn)化成C物質(zhì)的細(xì)菌，其新陳代謝的類型屬于_。(4)在_的情況下，一些細(xì)菌可將C物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化成_返回到大氣中，由此可見(jiàn)，土壤中這些微生物在包括氮循環(huán)在內(nèi)的自然界中的_中起著重要作用。(5)目前，全世界每年施用的氮素化肥大約有8×107t，這樣做對(duì)環(huán)境可能帶來(lái)的負(fù)面影響是_。據(jù)你所學(xué)的知識(shí)，提出一種既不會(huì)影響環(huán)境，又能滿足農(nóng)作物對(duì)氮素需求的方案或設(shè)想：_。答案(1)生物固氮光電固氮工業(yè)固氮(2)尿素及動(dòng)植物遺體硝酸鹽(3)自養(yǎng)需氧型(4)氧氣不足氮?dú)馕镔|(zhì)循環(huán)(5)水體的富營(yíng)養(yǎng)化將固氮微生物的固氮基因分離出或人工合成后導(dǎo)入農(nóng)作物中，并使之表達(dá)解析(1)大氣中的氮主要通過(guò)生物固氮進(jìn)入生物群落，其次是光電固氮和工業(yè)固氮。(2)圖中A物質(zhì)來(lái)自動(dòng)植物，它代表的是動(dòng)物體內(nèi)的一部分蛋白質(zhì)在分解中產(chǎn)生的尿素等含氮物質(zhì)，以及動(dòng)植物遺體中的含氮物質(zhì)。它們被土壤中的微生物分解后形成B物質(zhì)氨，氨經(jīng)過(guò)土壤中硝化細(xì)菌的作用，最終轉(zhuǎn)化成C物質(zhì)硝酸鹽。(3)硝化細(xì)菌能利用氨氧化成硝酸鹽過(guò)程中釋放的化學(xué)能，將CO2和H2O合成有機(jī)物，因此從同化角度看，它屬于自養(yǎng)型。硝化細(xì)菌需在有O2條件下生存，因此從異化角度看，它屬于需氧型。(4)在氧氣不足的情況下，土壤中的另一些細(xì)菌(反硝化細(xì)菌)可以將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并最終轉(zhuǎn)化成氮?dú)夥祷卮髿庵小５h(huán)屬于自然界中的物質(zhì)循環(huán)。(5)大量施用氮肥，容易引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化。要減少氮素進(jìn)入水體，又要滿足植物對(duì)氮素的需求，可借助基因工程，將固氮基因?qū)朕r(nóng)作物中。個(gè)性拓展13如圖甲為一個(gè)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)示意圖；表丙是對(duì)圖甲中生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的能量流動(dòng)情況調(diào)查結(jié)果；圖乙是該生態(tài)系統(tǒng)中人類對(duì)物質(zhì)與能量的利用情況部分示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(單位：×102 kJ·m2·a1)PgPnRX870.7369.4501.3Y211.520.1191.4Z141.061.979.1丙(1)大氣中二氧化碳的來(lái)源有三個(gè)，分別是動(dòng)植物的呼吸作用、_、_。若圖甲中的“”僅表示二氧化碳的流動(dòng)方向，則不會(huì)存在的過(guò)程有_。(2)若圖甲表示碳循環(huán)示意圖，則D指的是生態(tài)系統(tǒng)中的_，過(guò)程表示的是_。(3)表丙中的Pg表示同化作用固定的總能量，Pn表示生物體內(nèi)貯存的能量，則R表示的生物學(xué)含義是_。每平方米每年流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_×102 kJ。(4)圖乙表示人類在草原上放養(yǎng)牲畜的目的是調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的_關(guān)系。答案(1)微生物的分解作用化石燃料的燃燒(2)大氣中的二氧化碳庫(kù)光合作用(3)生態(tài)系統(tǒng)中各生物成分的呼吸量870.7(4)能量流動(dòng)解析大氣中二氧化碳的來(lái)源有三個(gè)：動(dòng)植物的呼吸作用，微生物的分解作用和化石燃料的燃燒；能直接利用二氧化碳的只有生產(chǎn)者；各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所同化的總能量除了在自身體內(nèi)貯存外，還用于呼吸作用、傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者，但最終都通過(guò)呼吸作用散失；生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能的總量是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；人工生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)是使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，提高能量的利用率?