第三章 第三节 生态系统的物质循环-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（苏教版）

生态系统 第三章　 第三节　生态系统的物质循环   [目标导学]　1.理解物质循环的概念。2.通过碳循环的过程,概述物质循环的过程。3.分析有害物质循环的特点和生物富集的过程。4.理解能量流动和物质循环的关系。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　有害物质通过食物链呈现富集现象 学习任务一　生态系统的物质是不断循环的 课时作业 素养达标 备选题库 教师独具 生态系统的物质是不断循环的 学习任务一 1.物质循环的概念及特点 (1)概念:组成生物体的　　　　　　　　　　　　　　　　等元素,在生态系统中不断地进行着　　　　　　　　　　　　　　　　　　的循环过程。  (2)特点 ①全球性:物质循环是在地球上最大的生态系统——　　　　中进行的,又称为　　　　　　　　　　。  ②　　　　　:化学元素在无机环境与　　　　　之间可以循环往复,不会消失。  梳理 归纳教材知识 碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙　 从无机环境到生物群落,再回到无机环境 生物圈 生物地球化学循环　 循环性 生物群落 2.碳循环 (1)过程图解 Ⅰ.图中①~⑥表示的过程:①　　　　　　　,②　　　　　　　,③　　　　　,④　　　　,⑤　　　　　　,⑥　　　　。  Ⅱ.A、B、C、D表示的生物类群是:A.　　　　　(这里主要指绿色植物),B.　　　　　,C.　　　　　　,D.　　　　　　　　。  (2)碳的存在形式 ①在无机环境中:主要以　　　　　　　　　　的形式存在。  ②在生物群落内:主要以　　　　　　的形式存在。  光合作用 呼吸作用　 呼吸作用　 捕食　 分解作用　 燃烧　 生产者　 分解者　 次级消费者 初级消费者 二氧化碳和碳酸盐 有机物 3.物质循环的类型:除碳循环外,还包括水循环、　　　　循环、磷循环、硫循环等。  4.能量流动和物质循环的关系 (1)区别 ①物质循环具有　　　　　和　　　　　　的特点。  ②能量流动是　　　　　　的,是单方向不循环的。  氮 全球性　 循环性　 逐级递减 (2)联系 ①二者　　　　　　,彼此相互依存,不可分割。  ②物质作为能量的　　　,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为　　　,使物质能够不断地在　　　　　　　　　　　　之间循环往复。  同时进行　 载体 动力 生物群落和无机环境 [正误辨析] 1.参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物。 (　　) 2.物质循环的范围是生物圈,而不是具体的某一个生态系统。(　　) 3.沼渣等作为肥料还田,使物质能够循环利用。 (　　) 4.碳循环中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用,导致了温室效应现象的出现。 (　　) 5.海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 (　　) × √ √ × √ 6.生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能量都是循环往复的。 (　　) 7.只有在光照的条件下,生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的。 (　　) × × 1.如图是碳循环示意图,据图回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)大气中碳元素进入生物群落的主要途径是绿色植物的　　　　　,形式是　　　　。  (2)生物群落中的碳元素回到无机环境的途径有分解者的　　　　　、动物和植物的　　　　　、化石燃料的　　　　,形式是　　　　。  (3)碳在生物群落与无机环境间循环的形式是　　　　,在生物群落内部传递的形式是　　　　　　,途径是　　　　　　。  光合作用 CO2 分解作用 呼吸作用 燃烧　 CO2 CO2　 有机物　 食物链(网) (4)温室效应的形成原因是　　　　　的大量燃烧,打破了　　　　。缓解温室效应的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　等。    (5)如图表示碳循环过程图,则图中A~D代表的成分分别是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  化石燃料 碳平衡 减少CO2排放,大力植树种草 生产者、大气中的CO2、消费者、分解者 2.既然物质是循环的,为什么农田生态系统还需要经常施肥呢? 提示:物质循环具有全球性,是指在生物圈内进行的循环,而农田是一个较小的生态系统,不断有粮食作物的输出,即物质的输出大于物质的自然输入,因此要不断施肥。 3.如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图,据图回答下列问题。 (1)对物质循环起关键作用的成分是[a]　　　　　　和[d]　　　　。  (2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是①　　　　　,③　　　　　,⑤　　　　　。  (3)整个生态系统的　　　　　　和　　　　　　都保持相对平衡,是维持生态系统相对稳定的重要保证。  生产者 分解者 光合作用　 呼吸作用　 分解作用 能量流动　 物质循环 [归纳深化] 1.碳循环分析 (1)图示:碳循环过程 (2)碳循环形式 2.碳循环示意图中各组成成分的判断 (1)图甲——根据A、B之间为双向箭头且指向B的箭头最多,可判断B为大气中的CO2,A为生产者。根据A、C的箭头都指向D,可判断D为分解者,C为消费者。 (2)图乙——根据A、C之间为双向箭头且指向C的箭头最多,可判断A是生产者,C是大气中的CO2。根据A、B、D的箭头都指向E,可进一步判断E是分解者,B是初级消费者,D是次级消费者。 3.能量流动和物质循环的关系 项目 能量流动 物质循环 形式 光能→化学能→热能(一般形式) 以化学元素形式流动 过程 沿食物链(网)单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环 范围 生态系统各营养级 全球性 项目 能量流动 物质循环 特点 单向流动,逐级递减 反复出现,循环流动 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,都离不开物质的合成和分解等过程; ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体; ③能量是物质在生物群落和无机环境之间往复循环的动力 1.(2024·江苏盐城检测)某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图,下列分析正确的是(　　)  A.碳循环只有生产者与大气中的CO2 之间的传递是双向的,所以三幅图中 生产者都是A B.图甲中C能促进生态系统的物质和能量循环 C.图乙中A、B、D、E构成群落,碳在其中流动的形式是CO2 D.若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环,需补充化石燃料燃烧产生CO2 强化 题点对应训练 D 在碳循环过程中,生产者与大气中CO2之 间的传递是双向的,而其他生物只能通过 呼吸作用向大气中释放CO2,由此可知,图 甲~图丙中属于生产者的是A、A、E,A错误;图甲中C为消费者,其能促进生态系统的物质循环和能量流动,能量不能循环,B错误;图乙中A为生产者,B和D为消费者,E是分解者,它们共同构成生物群落,在生物群落内部碳以有机物的形式流动,C错误;上述三图中均没有涉及化石燃料燃烧过程,若使图甲、图乙、图丙完整表示碳循环,需补充化石燃料燃烧产生CO2,D正确。 2.氮在自然界中以多种形式存在,氮循环是生态 系统物质循环的重要组成部分,如图表示氮循环 部分过程。下列叙述错误的是(　　) A.氮元素在农田生态系统中能够循环往复利用 B.硝化作用主要由生产者完成,同时伴随着能量流动 C.参与生物固氮过程的生物可以是消费者,也可以是分解者 D.无机氮进入生物群落的途径有生物固氮作用和植物根系吸收 A 物质循环是指元素能够在生物群落和无机环境之 间循环往复利用,物质循环具有全球性,并非某个 生态系统的物质循环,而是某种元素在整个生物圈 的循环,A错误;硝化作用主要由生产者完成,硝化 细菌可以利用外界环境中的无机物氧化释放的化 学能,把CO2和H2O合成为贮藏能量的有机物,即利用硝化作用进行能量转换合成含碳有机物,B正确;参与固氮过程的生物可以是消费者,如根瘤菌;也可以是分解者,如自生固氮微生物圆褐固氮菌利用土壤中的腐殖质固氮,C正确;结合图示可知,无机氮进入生物群落的途径有生物固氮(硝化作用)和植物根系吸收(无机盐离子),D正确。 有害物质通过食物链呈现富集现象 学习任务二 1.有害物质循环的概念 指那些对有机体有害的物质进入生态系统,通过　　　　　　　　　　的过程。  2.有害物质循环的特点 (1)　　　　　　:有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。  (2)有害物质沿着食物链逐级递增,最终积累在　　　　　　　。  梳理 归纳教材知识 食物链富集或被分解 全球性 最高营养级 3.有害物质循环的实例 (1)生物富集的概念:在生态系统中,难以分解的化合物(如DDT)或重金属(如铅、汞)在生物体内的浓度远远超过环境中浓度的现象,称为生物富集。生物富集常伴随　　　　　　而发生。  食物链 (2)DDT的富集 ①两条途径进入生态系统:一是经过植物的茎、叶和根进入植物体,在体内积累起来,再依次被植食性动物和肉食性动物逐级取食,逐级富集;二是喷洒的DDT落入地面,经过土壤动物(如取食土壤中有机碎片的蚯蚓)和食虫动物(如鸡)而逐级富集。 ②食物链越　　　　,逐级富集量越大。  复杂 (3)汞循环 ①两条途径进入生态系统:一是通过火山爆发、岩石风化等自然活动;二是经过　　　　　　(如开采、冶炼、喷洒农药)。  ②汞进入生态系统后,土壤和空气中的汞能在　　　　体内积累,并通过　　　　　　进入人体,对人类健康产生潜在威胁。  ③一般来说,肉食性鱼体内汞含量　　　　植食性鱼,食鱼的鸟在体内蓄积的汞也很多,人食用后容易引起汞中毒。  人类活动　 农作物 食物链　 大于 [正误辨析] 1.有毒有害物质只能通过土壤、水体进入生物体。(　　) 2.DDT进入人体或动物体,容易积累在人体的脂肪和器官细胞中,特别是脂肪细胞中含量最多。(　　) 3.水俣病主要由甲基汞中毒造成,甲基汞是一种脂溶性无机汞化合物,毒性不高。 (　　) 4.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集,营养级越高,浓度也越高。 (　　) × √ × √ DDT是一种有机氯农药,化学结构稳定,在环境中不易降解,作为杀虫剂具有广谱杀虫、药效强劲持久、容易生产等诸多优点。然而大规模使用DDT对一些猛禽来说,却是一场噩梦的开始。回答下列问题。 探究 要点合作突破   水 浮游动植物 小鱼 大鱼 鹰 DDT含 量ppm 3× 10-12 4× 10-8 5× 10-7 2× 10-6 2.5× 10-3 (1)根据图表思考DDT在沿食物链传递过程中有什么特点? 提示:从非生物环境进入生物体,随营养级升高,浓度逐级递增,沿食物链逐级富集。 (2)DDT可以漂流到异国他乡吗? 提示:DDT可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散,因此具有全球性。 (3)在一个DDT污染的环境中为什么鱼龄越大体内DDT越多? 提示:DDT进入动物体难以排除,所以鱼龄越大DDT含量越多。 (4)DDT作为杀虫剂使用,为什么会在顶级捕食者体内的脂肪中大量积累? 提示:DDT是一种有机氯农药,化学结构稳定,在环境中不易降解,通过生物富集现象在顶级捕食者体内的脂肪中大量积累。 [归纳深化] 1.发生生物富集的条件 (1)富集物质在环境中的存在形式必须是比较稳定的。 (2)富集物质必须是生物体能够吸收且不易排出的。 (3)富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的。 2.常见存在生物富集现象的污染物 重金属如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等,人工合成的有机化合物如DDT、六六六等,以及一些放射性物质。 3.富集的过程 (1)途径:食物链(网)。 (2)实例——铅的富集过程 4.能量流动、物质循环与生物富集的关系图解 [特别提醒] 能量流动和物质循环的关系分析 (1)能量流动和物质循环相伴而行,但能量在传递过程中由光能→化学能→热能,而物质在循环过程中,由无机物(CO2)→有机物→无机物(CO2)。 (2)能量流动的终点是以热能的形式散失到无机环境中,不能循环利用,而物质循环产生的CO2又被重新利用,所以没有终点。 1.生物富集的效率可以用生物富集系数(BCF)进行量化,计算公式为BCF=生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度。下列叙述错误的是(　　) A.生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的 B.生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响 C.BCF数值越大,说明该物质越容易在生物体内分解 D.污染物沿着营养级传递的过程中,其浓度在较高营养级中一般较高 强化 题点对应训练 C 食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道,生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的,A正确;根据生物富集的特点可知,生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响,B正确;生物富集系数的计算公式为生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度,生物富集系数数值越大,说明该物质越难在生物体内分解,从而不断富集,C错误;环境污染物沿着营养级传递过程中,较高营养级生物体内的污染物浓度比在低营养级生物体内的污染物浓度高,D正确。 2.多氯联苯(PCB)是一种人工合成的、具有强致畸性的持久性有机污染物。研究人员调查了某海域中部分水产动物肌肉组织中PCB含量,结果如表。下列叙述错误的是(　　) B A.表中数据表明PCB在生物体内存在富集现象 B.PCB参与物质循环的过程与碳循环过程相同 C.根据结果推测,青石斑可能处于较低营养级 D.此研究对人类食用水产品的种类有指导意义 水产动物 叫姑鱼 中华海鲶 斑鰶 青石斑 火枪乌贼 肌肉组织中PCB平 均含量/(μg/kg) 0.12 0.15 0.18 0.01 0.08 分析题意和题表可知,多氯联苯(PCB)是持久性有机污染物,难以降解,PCB在生物体内存在富集现象,A正确;碳循环主要表现在CO2在生物群落与无机环境之间往复循环,而PCB进入食物链后,沿食物链富集,难以降解,B错误;分析表格数据可知,青石斑的PCB是0.01,含量较低,由此推测,青石斑可能处于较低营养级,C正确;据表分析可知,不同水产动物的PCB含量有差异,故此研究对人类食用水产品的种类具有一定指导意义,D正确。 备选题库 教师独具 1.(2024·江苏镇江检测)下列关于生态系统物质循环的叙述,正确的是(　　) A.镉等重金属在低营养级中的含量比在高营养级中的要高 B.生态系统的磷循环只能在水生生物群落内完成 C.碳在生物群落中的循环主要以含碳有机物的形式进行 D.消费者对生态系统的物质循环过程具有抑制作用 C 镉等重金属会随着食物链发生生物富集现象,故在低营养级中的含量比在高营养级中的要低,A错误;物质循环是指组成生物体的各种元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,具有全球性,在水生生物群落内无法完成磷循环,B错误;碳元素在生物群落内以含碳有机物的形式流动,在生物群落和无机环境之间以二氧化碳的形式流动,C正确;消费者能够促进生态系统的物质循环过程,D错误。 2.如图表示生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述正确的是(　　)   A.④过程代表绿色植物的光合作用,③过程代表呼吸作用 B.图中A、B、C分别代表消费者、生产者和分解者 C.碳循环是指碳元素在A、B、C间以有机物的形式传递 D.图中A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落 D 自然界中④过程表示绿色植物的光合作 用和自养微生物的化能合成作用,③过程 代表生产者的呼吸作用,A错误;图中A、 B、C分别代表分解者、生产者和消费者, B错误;碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间的循环过程,碳在A、B、C之间的传递是通过含碳有机物实现的,C错误;图中A、B、C分别代表分解者、生产者和消费者,它们包含的所有种群共同构成生物群落,D正确。 3.下列关于生物富集现象的描述正确的是(　　) A.植物叶片吸收的铅,可通过食物链逐级积累 B.镉、汞、硫、氮等元素通过生物富集作用,最终积累在食物链顶端 C.动物一定是通过捕食关系获得了有害物质 D.DDT等有害物质参与物质循环的过程与碳循环过程相似 A 植物叶片吸收的铅,很难被植物分解,可通过食物链逐级积累,A正确;硫、氮等元素可被循环利用,不会进行生物富集,B错误;水体中的有害物质可随着动物的饮水而进入动物体内,因此动物不一定是通过捕食关系获得了有害物质,C错误;DDT不易被分解,可通过食物链逐级积累,而碳是可以循环利用的,可通过各种生物的呼吸产生CO2进入无机环境,D错误。 4.(多选)如图为生态系统的结构示意图, 甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分, a、b、 c、d 是丙中的4 种生物。下列相 关叙述错误的是 (　　)  A.甲、乙、丙、丁与食物链、食物网构成了生态系统的结构,其中乙、丙、丁构成生物群落 B.构成生物体的化合物在生物群落与无机环境之间循环往复,具有全球性 C.第二营养级a 中的能量大致有 10%~20%被第三营养级b 同化 D.题图若代表碳循环的过程,还缺少化石燃料的燃烧 BC 图中甲表示非生物的环境因素,乙表示生产 者,丙表示消费者,丁表示分解者,即生态系统 的组成成分,与食物链、食物网(生态系统的 营养结构),一起构成了生态系统的结构,其中 乙、丙、丁构成生物群落,A正确;构成生物体的化学元素在生物群落与无机环境之间循环往复,具有全球性,B错误;能量流动传递效率为10%~20%指营养级与营养级之间的传递,图示中第二营养级为a,第三营养级为b和c,所以第二营养级a 中的能量大致有 10%~20%被第三营养级b和c 同化,C错误;化石燃料的燃烧能产生二氧化碳,也是碳循环的一部分,若上图代表碳循环的过程,还缺少化石燃料的燃烧,D正确。 5.在寻求降低大气中二氧化碳含量,实现人类社会可持续发展的过程中,绿色植物因其独特的代谢类型而被寄予厚望。请回答下列问题。 (1)森林中的全部生物构成了一个　　　 。森林植物通过　 　　吸收CO2,并将碳储存在植物的根、茎、叶、果实内。碳在森林群落内部以 　　 　的形式传递,并使其中的能量沿着　　 　流动,还有部分能量流向　　 　(填生态系统的成分)。在这个过程中,物质和能量的相互依存体现在　 。  生物群落 光合作用 (含碳)有机物 食物链(网)(营养结构)　 分解者 物质是能量的载体,能量为物质循环提供动力 (2)为研究乔木丰富度与森林碳存储能力间的关系,我国科学家选取42种乔木,在一片约600亩的空地上设立了566个面积为1亩的样地,每个样地中随机种植植株数量相同,物种数目不同的乔木,连续5年测定样地中的生物量(干重),结果如图1和图2。 图1、2中各年份调查结果均显示,乔木丰富度越高,_________________ 　　　　　　　　,且这种差异随年份的增加逐渐增大。生物量的年增加量与生物量总量随乔木丰富度水平变化的趋势_____________。  样地中的生物量 (干重相对值)越大 一致(相同) (3)如图3为生态系统碳循环示意图, 图中A、B、C代表生态系统成分, 数字序号表示碳的流动。下列叙 述错误的是　　　　(多选)。   A.能量主要在由生产者和B构成的渠道中流动 B.①②⑥⑦为CO2形式,③④⑤为有机物形式 C.③④⑤⑥⑦之和等于生产者同化的碳的总量 D.经③流向B的碳全部储存于B体内的有机物中 CD (4)森林中植被生物量的测定可以采用样方法,为了使调查数据更准确,在布设样方时应该注意  　。  我国大部分森林群落的总生物量在每年夏季出现高峰,原因可能是 　。  随机取样,样方面积大小合适,样方数量适宜等 气温高、光照强,植物光合作用旺盛,有机物积累多 (1)森林中的全部生物构成了生物群落。植物通过光合作用吸收CO2,并将碳储存在植物的根、茎、叶、果实内。碳在森林群落内部以含碳有机物的形式传递,并使其中的能量沿着食物链(网)流动,部分能量流向分解者。在这个过程中,物质和能量的相互关系体现在物质是能量的载体,能量为物质循环提供动力。 (2)图1、2中各年份调查结果均显示,乔木丰富度越高,样地中的生物量(干重相对值)越大,且这种差异随年份的增加逐渐增大。生物量的年增加量与生物量总量随乔木丰富度水平变化的趋势一致。 (3)据图3分析,A表示大气中的二氧化碳,B表示消费者,C表示分解者,能量主要沿生产者和B构成的食物链(网)渠道流动,A正确;①表示光合作用,②表示呼吸作用,⑥表示分解者的分解作用,⑦表示消费者的呼吸作用,这些过程的碳元素为CO2形式;③表示捕食关系,④表示生产者的碳元素以残枝败叶形式流向分解者,⑤表示消费者的碳元素以遗体粪便流向分解者,碳元素都为有机物形式,B正确;生产者同化的碳的总量为光合作用固定的太阳能总量,即①的总量,③④⑤⑥⑦之和小于生产者同化的碳的总量,C错误;经③流向B的碳大部分通过呼吸作用以二氧化碳形式散失,少量的碳元素储存于B体内的有机物中,D错误。 (4)用样方法调查森林中植被生物量时,为了使调查数据更准确,应该注意随机取样,样方面积大小合适,样方数量适宜等。我国大部分森林群落的总生物量在每年夏季出现高峰,原因是气温高、光照强,植物光合作用旺盛,有机物积累多。 课时作业 素养达标 [基础巩固练] 1.下列有关生态系统物质循环的叙述,错误的是(　　) A.沼渣、沼液作为肥料还田,使物质能够循环利用 B.化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 C.碳元素在无机环境与生物群落之间传递时,生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他成分间一般是单向的 D.用秸秆发酵产生的工业酒精燃烧会产生大量二氧化碳,所以不能作为缓解温室效应的清洁能源 D 沼渣、沼液作为肥料还田,使物质多级利用,并能够循环利用,A正确;化石燃料的大量燃烧使空气中二氧化碳浓度增大,是造成温室效应的主要原因,B正确;碳元素在无机环境与生物群落之间传递时,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他成分间都是单向的,即生产者传递给消费者,生产者和消费者传递给分解者,C正确;清洁能源是指燃烧时不产生对人体和环境有害的物质,或有害物质十分微量,工业酒精燃烧只会产生少量的二氧化碳,属于清洁能源,D错误。 2.下列与生态系统碳循环相关的叙述,错误的是(　　) A.在无机环境中,碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在 B.非生物环境中的碳元素可通过某些微生物进入生物群落 C.消费者不参与生态系统碳循环的过程 D.大气中CO2发生局部短缺,水圈中的CO2能及时进入大气 C 在无机环境中,碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在,A正确;部分微生物比如光合细菌可以进行光合作用,利用非生物环境中CO2合成有机物进入生物群落,B正确;消费者的存在加快了生态系统的物质循环,C错误;海洋对于调节大气中的碳含量具有非常重要的作用,当大气中CO2含量增加,水圈中CO2含量也随之增加,如果大气中的CO2发生局部短缺,水圈中的CO2也能及时进入大气,D正确。 3.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头表示生理过程,下列相关叙述不正确的是(　　)   A.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式流动 B.甲所示的营养级在食物链中有机物一般最多 C.d过程代表细胞呼吸,b过程只能代表光合作用 D.甲所固定的太阳能就是流进该生态系统的总能量 C 由图可知,甲、乙、丙的箭头都指向丁,则丁为大气 中的CO2,甲与丁双向箭头,则甲为生产者,甲和乙的 箭头指向丙,则丙为分解者,乙为消费者。碳在生物 群落(甲、乙、丙)之间以有机物的形式流动,在无机 环境和生物群落之间以CO2的形式流动,A正确;甲为生产者,属于食物链中的第一营养级,所含的能量最多,B正确;d代表生产者的呼吸作用,b代表生产者的光合作用或化能合成作用,C错误;该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,即甲所固定的太阳能,D正确。 4.在碳循环过程中,地球系统存储碳的载体称为碳库,包括大气、土壤植物和海洋等。通过衡量各碳库对大气CO2的贡献,碳库可分为碳源(向大气中排放CO2)和碳汇(吸收大气CO2)。农田生态系统是最活跃的碳库,它既可能是碳源,也可能是碳汇。该碳库包括农作物碳库和土壤碳库,是维系社会系统粮食和工业原材料供应,调节大气CO2的重要组成部分。下列叙述错误的是(　　) A.农作物碳汇等于农作物呼吸消耗减去人类收获和其他用途消耗量 B.农作物收获期短,粮食和秸秆大多被消耗掉,更容易成为碳源 C.农田土壤碳库由土壤有机碳、微生物活动和根系生长等构成 D.人类对土地的利用方式、耕作方式与管理等影响农田土壤的碳汇 A 碳汇是指吸收大气CO2,则农作物碳汇指农作物光合作用固定的二氧化碳量,A错误;粮食和秸秆大多被消耗掉,更加容易成为碳源,B正确;依题意,碳库可分为碳源(向大气中排放CO2)和碳汇(吸收大气CO2),则农田土壤碳库由土壤有机碳、微生物活动和根系生长等构成,C正确;人类活动很大程度上改变了土壤呼吸,导致土壤CO2释放急剧增加,因此,人类对土地的利用方式、耕作方式与管理等影响农田土壤的碳汇,D正确。 5.下列关于能量流动和物质循环的关系的叙述,错误的是(　　) A.能量以有机物中的化学能的形式,沿着食物链和食物网流动 B.能量的固定、储存、转移和释放,都与物质的合成和分解有关 C.能量作为动力,使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环 D.物质是能量的载体,因而通过物质循环可实现能量的循环利用 D 能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解等过程,能量以有机物中的化学能的形式,沿着食物链和食物网流动,A、B正确;生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的,物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往复,C正确;能量单向流动,逐级递减,不能循环流动,D错误。 6.如表为某有毒物质在不同水生动物体内的富集情况,生物富集系数是指生物体内某有毒物质浓度与水体中该有毒物质浓度的比值。下列叙述错误的是(　　) D A.该有毒物质进入动物体内后难以被排出 B.该有毒物质在生物体内难以被降解 C.鱼类的生物富集系数最高,与鱼类的营养级高有关 D.该有毒物质对水生动物有毒害作用,不会危害到人类 水生动物 浮游动物 腹足纲动物 贻贝 牡蛎 鱼类 生物富集系数 2.84 0.54 1.71 1.52 26.95 由于该有毒物质进入动物体内后难以被排出,因此,该有毒物质在生物体内会富集,且随着营养级升高而浓度升高,A、B正确;鱼类的生物富集系数最高,因为鱼类在食物链中的营养级高,C正确;该有毒物质对水生动物有毒害作用,如果人类食用这些水生动物,也会危害到人类,D错误。 7.水圈对大气中的碳含量起着重要的 调节作用,基本过程如图所示。下列叙 述错误的是(　　)  A.图中A、B、C依次代表生物群落 中的生产者、消费者和分解者 B.图中①主要代表光合作用, ③和⑤均代表呼吸作用 C.影响水体中A分布的主要环境因素是光照和O2 D.水体中的DDT沿着图中的②逐渐在B中富集 C 分析题图可知,A能利用无机碳,属于生 产者,A和B都有箭头指向C,则B为消费 者,C为分解者,A正确;①过程能利用无 机碳,主要表示光合作用,③④⑤表示细 胞呼吸将有机物中的碳转化为无机碳, B正确;影响水体中A生产者的主要环境因素是光照,C错误;DDT难以在生物体内分解,可随着食物链在较高营养级进行富集,因此水体中的DDT沿着图中的②逐渐在B消费者中富集,D正确。 8.如图为生态系统中碳循环的简明示意图,请据图回答下列问题。 从大气中的CO2库到绿色植物 (1)图中缺少的一个重要箭头是　 。  (2)A过程是　　　的　　　作用,这一过程有　　　　和　　　　两种呼吸类型。  分解者 分解 有氧呼吸 无氧呼吸 (3)与A过程本质相同的有　　　　(用图中字母表示)过程。  (4)碳在非生物环境中主要以　　　　的形式存在,而在非生物环境与生物群落之间以　　　　的形式进行循环。碳循环始终与　　　　结合在一起进行。  (5)生态系统的四种成分通过　　　 　和　　 　　紧密联系在一起而形成一个整体。  B、C CO2　 CO2 能量流动 物质循环 能量流动 题图为碳循环过程,生物群落通过呼吸作用释放CO2,非生物环境中CO2通过光合作用进入生物群落。图示中A指微生物的分解作用产生的CO2;B指动物呼吸作用产生的CO2;C指绿色植物呼吸作用产生的CO2;D指工厂和汽车释放的CO2。 (1)图中缺少从大气中的CO2库到绿色植物的箭头。 (2)A是分解者的分解作用,包括有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸类型。 (3)A过程的本质是呼吸作用,B、C过程也是呼吸作用。 (4)碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在,而在非生物环境与生物群落之间以CO2的形式进行循环。碳循环始终与能量流动结合在一起进行。 (5)生态系统的四种成分指生产者、消费者、分解者及非生物的环境因素,这四种成分通过物质循环和能量流动紧密联系在一起而形成一个整体。 [素能培优练] 9.(2024·江苏淮安高二月考)如图表示生态 系统氮循环的部分过程,下列叙述错误的 是(　　)  A.⑤为固氮过程,进行该过程的生物可以是 消费者,也可以是分解者 B.③为硝化过程,进行该过程的生物一般是分解者 C.④和⑦过程可表示植物从土壤中同化氮元素 D.在生物群落内部,氮元素一般以有机氮的形式通过食物链、食物网进行传递 B ⑤为固氮过程,进行该过程的生物可以是消费者,如根瘤菌;也可以是分解者,如自生固氮微生物圆褐固氮菌利用土壤中的腐殖质,A正确;③为硝化过程,进行该过程的生物一般是生产者,如硝化细菌,B错误;④和⑦过程可表示植物从土壤中吸收无机盐,并同化氮元素成有机物,C正确;在生物群落内部,氮元素一般以有机氮的形式通过食物链、食物网进行传递,D正确。 10.如图表示某水域生态系统在一年之内的能量流动情况[单位:103 kJ/(m2·a)]。下列叙述错误的是(　　) A A.该区域内的所有生物通过复杂的食物关系实现了物质循环 B.流经该水域生态系统的总能量为2 081×103 kJ/(m2·a) C.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为16.19% D.如果该水域发生重金属污染,则顶级肉食动物体内的重金属含量最高 物质循环具有全球性,且发生在生物群落 与无机环境之间,该区域的所有生物通过 复杂的食物关系不能实现物质循环,A错 误;流经该水域生态系统的总能量为生产 者固定的能量,即为1 320+324+100+14+ 58+38+227=2 081×103 kJ/(m2·a),B正确;第一营养级(生产者)同化的能量为 2 081×103 kJ/(m2·a),第二营养级同化的能量为(14+58+38+227)×103=337×103 kJ/(m2·a),故第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为(337×103)÷(2 081×103 )×100%≈16.19%,C正确;食物链中不易分解的物质有富集现象,营养级越高,含量越高,如果该水域发生重金属污染,则顶级肉食动物体内的重金属含量最高,D正确。 11.某同学以普通小球藻为材料,研究不同硒浓度下小球藻对硒的富集量。结果表明,在硒浓度为1~8 mg/L的范围内,随着硒浓度的增加,小球藻的富集量随之升高;当硒浓度大于12 mg/L时,可导致小球藻死亡。下列有关叙述正确的是(　　) A.小球藻属于分解者,缺少这一组分生态系统会崩溃 B.硒沿食物链传递到更高营养级生物体内时,浓度不变 C.硒进入食物链后,在不同营养级生物体内积累,不参与物质循环 D.合理利用生物富集可以取得生态效益和经济效益,造福人类生产、生活 D 小球藻属于生产者,是生态系统中最基本、最关键的生物因素,A错误;硒进入食物链后,随营养级增加,在生物体内积累的浓度不断增加,B错误;硒进入环境后,便参与生态系统的物质循环,只不过与C、N等基本元素的循环过程不同,C错误;如果利用生物富集,阻断物质在食物链中的传递,对有益的和有害的物质进行回收利用或处理,不仅可以减少环境污染,还可以带来一定的经济效益,造福人类生产、生活,D正确。 12.(多选)如图为某处于相对稳定状态的森林生态 系统的碳循环示意图,图中字母代表该生态系统的 部分组成成分,数字标号代表相应的生理过程或生 产活动。若B中的能量不变,能量传递效率按10%计 算,下列叙述错误的是(　　) A.图中参与构成该生态系统食物网的成分仅有A、B、C、D B.碳元素在C与D之间以含碳有机物的形式进行传递 C.大力开展植树造林和开发新能源是解决温室效应的良好措施 D.若D的食物来源由B∶C=1∶1调整为3∶1,则传递给D的能量是原来的2倍 AD 由于P与CO2有双向箭头,因此P为生产者,虚线框内的 A、B、C、D为各级消费者,食物网应包含生产者及各 级消费者,因此图中参与构成该生态系统食物网的成分 有P、A、B、C、D,A错误;碳元素在C与D之间以含碳 有机物的形式进行传递,B正确;大力开展植树造林和开发新能源是解决温室效应的良好措施,C正确;若D的食物来源由B∶C=1∶1调整为3∶1,设D的食物比例改变前传递给D的能量为x,则x来自B,x来自C,能量传递效率按10%计算,需要B的能量为x÷10%+x÷10%÷10%=55x,设D 的食物比例改变后传递给D的能量为y,则y来自B,y来自C,需要B的能量为y÷10%+y÷10%÷10%=32.5y,则55x=32.5y,该生态系统传递给D的能量是原来的==,D错误。 13.(多选)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的某种金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。下列说法不正确的是(　 　)  A.图1中有A→B→D、A→C、 A→D三条食物链 B.图1中的D处于图2中的③④营养级 C.若图1生态系统存在富集现象,则丁中富集物含量最高 D.图2中的金字塔可以表示能量金字塔,但不能表示生物量金字塔 ACD 食物链应该从生产者乙开始,A错误;图1中的D能以A为食,也能以B为食,因此D处于图2中的③④营养级,B正确;丁是分解者,D处于最高营养级,生物富集作用在高营养级生物体内富集,则D中富集物的含量最高,C错误;图2中的金字塔可以表示能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔,因为生物量金字塔和数量金字塔多数情况下是正置的,D错误。 14.研究表明, 在福岛核事故后,某些大型鱼类中放射性核素137Cs的浓度比底栖鱼类和无脊椎动物高出一个数量级。如图表示海洋生态系统中部分生物,箭头表示它们之间的食物关系。 (1)测算　　　 　　　的能量值,可构建生态系统的能量金字塔。  (2)浮游植物通过　　　　　　　　　　　两大过程参与湖泊生态系统的碳循环。藻类通过吸收空气中 CO2,使大气CO2浓度降低,但水体富营养化时,大量藻类繁殖反而会使大气 CO2浓度增加, 原因是___________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(从生产者和分解者角度分析)。 (单位时间)各营养级 呼吸作用和光合作用 当其覆盖水 面时,造成水体透明度降低,阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光 合作用强度,减少其对空气中CO2的吸收。从分解者的作用角度分析,分 解者在分解动植物遗体和动物的排遗物过程中会消耗氧气,释放CO2, 从而会使大气CO2浓度增加 (3)图乙中分解者利用的是　　　　　　　　　　(填具体生物)所同化的能量; B表示能量的含义是　　　　　　　 　　　　。  (4)由于资源有限,不同物种之间会争夺　　　　 　　　　　。这种竞争促使物种进化出不同的　　　特征,以在竞争中获得优势。  (5)放射性物质的长期效应会通过　　 　　　　传递而对整个生态系统产生影响,核污染水影响范围涉及全球。如图甲,放射性物质在水中被水生生物摄取,并逐渐富集在　 　　　　(填具体生物)。  底栖动物和底栖植物　 用于自身生命活动的能量 食物、栖息地和繁殖资源　 适应性 食物链(和食物网) 鸟和某些大型鱼类 (1)能量金字塔指一段时间内生态系统中各营养级所同化的能量,因此测算(单位时间)各营养级的能量值,可构建生态系统的能量金字塔。 (2)浮游植物通过呼吸作用和光合作用两大过程参与湖泊生态系统的碳循环。水体富营养化时,藻类繁殖迅速,当其覆盖水面时,造成水体透明度降低,阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用强度,从而减少其对空气中CO2的吸收。从分解者的作用角度分析,水体富营养化时,分解者增多,分解者在分解动植物遗体和动物的排遗物过程中会消耗氧气,释放CO2,从而会使大气CO2浓度增加。 (3)图乙中分解者利用的是底栖动物的粪便和遗体残骸以及底栖植物的残枝败叶中的能量,底栖动物的粪便和遗体残骸及底栖植物的残枝败叶中的能量是底栖动物和底栖植物所同化的能量;B为同化量减去呼吸作用的能量,其能量一部分被下一营养级摄入,一部分被分解者利用,因此B表示能量的含义是底栖动物用于自身生命活动的能量。 (4)由于资源有限,为了能保证生物的正常生存,不同物种之间会争夺食物、栖息地和繁殖资源,这种竞争促使物种进化出不同的适应性特征,用来维持生存。 (5)放射性物质的长期效应会通过食物链(和食物网)传递而对整个生态系统产生影响,核污染水影响范围涉及全球。放射性物质在水中被水生生物摄取,并逐渐富集在食物链的顶端鸟和某些大型鱼类体内,最终破坏生态平衡。 15.Ⅰ.为在 2030 年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标,我国科研人员采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。如图 1 为某生态系统碳元素流动模型,图中数字表示生理过程或化学反应过程。 (1)图 1 中生态系统的最基本的成分是　　　　(填图中字母)。图 1 中⑤⑥⑦⑧碳元素是以　　　　　　的形式流动的。  (2)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消 CO2 排放总量,实现相对“零排放”。用图1中的数字序号间的关系,构建“碳中和”数学模型,即　　　　　　　　　　　　　。  (3)实现“碳达峰”“碳中和”海洋是重要抓手,但研究发现深海区的下层几乎没有初级生产量,原因是______________________________________  　　　　　　。  A 含碳有机物 ⑩=①+②+③+④ 阳光不能照射到深海区的下层,不能进行 光合作用 Ⅱ.科研人员在寻找理想的污染治理措施过程中,通过采集水样,分别放入不同生物,检测水体中的多项指标如表所示。请回答下列问题。 注:红假单胞光合菌体内含多种光合色素,在无光条件下可分解水体中的有机物。 生物 毒素含量/(ug/L) 铵盐吸收率/% 有机物去除率/% 硅藻 0.11 51 0 蓝细菌 0.56 79 0 红假单胞 光合菌 0 85 93 (4)红假单胞光合菌在生态系统的组成成分中属于　 　　　　　。治理该水体污染效果最好的生物是　　　　　　　　,理由是 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　。  (5)图2表示该水体中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值),其中A表示的能量去向是　　 　　,a的数值是　　　　,能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为　　　　(保留整数)。  生产者和分解者 红假单胞光合菌 不产生毒素且对铵盐吸收率和有机物的去除率高 流向分解者 1 518.8 3% Ⅰ.(1)生产者主要是指绿色植物,包括一切能进行光合作用的高等植物、藻类等,是生态系统中最基本、最关键的成分,即图中的A。A是生产者,B是消费者,A与B之间是捕食关系,A中碳元素以含碳有机物形式流向B,A和B中碳元素以含碳有机物形式流向遗体残骸,遗体残骸中碳元素以含碳有机物形式流向C(分解者)和化石燃料,故⑤⑥⑦⑧碳元素是以含碳有机物的形式流动的。 (2)①②表示各种生物的呼吸作用,③表示分解者的分解作用,④表示化石燃料的燃烧,①②③④能将含碳有机物分解成CO2回到无机环境,⑩主要是光合作用,将大气中的CO2合成含碳有机物引入生物群落中,“碳中和”即进入生物群落的碳和释放到大气中的碳相等,因此“碳中和”时⑩=①+②+③+④。 (3)深海区的下层几乎没有初级生产量,原因是阳光不能照射到深海区的下层,不能进行光合作用。 Ⅱ.(4)红假单胞光合菌是一种光合细菌,但在无光条件下可分解有机物化能异养生长,因此其在生态系统中既属于生产者又属于分解者。红假单胞光合菌不产生毒素且对铵盐吸收率和有机物的去除率最高,因此治理该湖泊污染效果最好的生物是红假单胞光合菌。 (5)分析题图2中Ⅰ、Ⅱ两个营养级的能量流动过程可知,A 表示的能量去向为流向分解者,Ⅰ同化的能量=蓝细菌、绿藻等输入Ⅰ的能量+生活污水输入Ⅰ的能量=呼吸作用以热能的形式散失的能量+产品输出的能量+流向下一营养级的能量+流向分解者的能量(a),由公式计算出Ⅰ流向下一营养级的能量(Ⅰ的同化量)=3.6+2.3 +20.8 +40.1=66.8,a=Ⅰ同化的能量-呼吸作用以热能的形式散失的能量-产品输出的量-流向下一营养级的能量=(2 200+44.4)-21.5-637.3-66.8=1 518.8。能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率为 66.8/(2 200+44.4)×100%≈3%。 ①存在形式 ②流动形式 ③进入生物群落的途径 ④返回无机 环境的途径 $$