第3章 第3节 生态系统的物质循环-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第二册教师用书（苏教版2019）

第三节　生态系统的物质循环 [学习目标]　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。 一、生态系统的物质是不断循环的 1．物质循环的概念 组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生态系统中不断地进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态系统中的物质循环。 2．物质循环的特点 (1)全球性：物质循环是在地球上最大的生态系统——生物圈中进行的，又称为生物地球化学循环。 (2)循环性：组成生物体的元素在无机环境与生物群落之间可以循环往复运动，不会消失。 3．碳循环 (1)概念：碳元素在生物圈中的循环过程称为碳循环。 (2)碳循环的示意图 图中：①光合作用，②呼吸作用，③微生物等的分解作用。 (3)生物圈的物质循环还包括水循环、氮循环、磷循环和硫循环等。 判断正误 (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)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用(　　) (5)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√ 提示　(1)参与物质循环的是C、H、O、N、P、S等元素。(4)在碳循环中，生产者既能固定CO2，又能通过细胞呼吸分解有机物释放CO2。 任务一：分析碳循环的过程及特点 如图是碳循环示意图，据图回答下列问题： (1)碳在无机环境和生物体内分别以什么形式存在？ 提示　在无机环境中，碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在，在生物体内，碳主要以有机物的形式存在。 (2)大气中碳元素进入生物群落的主要途径是绿色植物的光合作用，形式是CO2。 (3)生物群落中的碳元素回到无机环境的途径有分解者的分解作用、动物和植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧，形式是CO2。 (4)在生物群落中，碳的主要存在形式是有机物，途径是食物链(网)。 (5)全球变暖的原因是化石燃料的大量燃烧，导致大气中CO2浓度升高，打破了碳平衡，使温室效应加剧。缓解全球变暖的方法是减少CO2排放，大力植树种草等。 　碳循环示意图中各组成成分的判断 (1)图甲——先根据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。再根据A、C的箭头都指向D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。 1．下列关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是(　　) A．所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素 B．所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈 C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间循环往复运动 D．物质在循环过程中不断递减 答案　D 解析　物质循环的实质为组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生物圈这个最大的生态系统中循环往复运动，在这个过程中物质是守恒的，D错误。 2．如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。下列说法正确的是(　　) A．图中a是生产者，b、d、e是消费者，c是分解者 B．该生态系统的成分包括a、b、c、d、非生物因素 C．该生态系统中的食物链可表示为a→d→e D．a和b的种间关系为捕食 答案　C 解析　图中a、c之间为双箭头，且指向c的箭头多，因此c是大气中的CO2，a是生产者，再根据a、d、e的箭头都指向b可知，d、e为消费者，b为分解者，A错误；该生态系统的成分包括a、b、d、e、非生物因素(包括c)，B错误；b为分解者，所以a和b的种间关系不是捕食，D错误。 二、有害物质通过食物链呈现富集现象及能量流动和物质循环的关系 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，通过食物链富集或被分解的过程。 2．有害物质循环的特点 (1)全球性：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，最终积累在最高营养级。 3．有害物质循环的实例 (1)生物富集的概念：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。生物富集常伴随食物链而发生。 (2)DDT的富集 ①两种途径进入生态系统：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食物链越复杂，逐级富集量越大。 (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；二是经过人类活动(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农作物体内积累，并通过食物链进入人体，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大于植食性鱼，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。 4．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之间循环往复 范围 生态系统各营养级 全球性 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循环往复的动力 判断正误 (1)物质循环和能量流动是两个独立的过程(　　) (2)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(　　) (3)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环(　　) (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(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 提示　(1)生态系统中的物质循环和能量流动是同时进行，彼此相互依存，不可分割的。 (2)无论光照还是黑暗，生态系统的物质循环和能量流动都是同时进行的。(3)生态系统的能量流动是单向的，且逐渐递减，不能循环利用。 任务二：分析生物富集现象及其成因 观察水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图，回答以下问题： (1)据图分析，可得出什么结果？出现这种结果的原因是什么？ 提示　铅在生物体内的浓度超过水体浓度且铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。生物体从水体中吸收、积蓄铅，铅在生物体内形成难以分解的化合物，且不易排出，沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。 (2)通过资料及生活经验总结参与生物富集的物质有哪些？ 提示　①重金属，如铅、镉、汞等；②人工合成的有机化合物，如DDT等。 3．生物富集现象的主要原因是(　　) A．植物叶片通过光合作用吸收了有害物质进入生物群落 B．植物的根系可从土壤中吸收一些有害物质(如铅)进入植物体内 C．动物一定是通过捕食获得了有害物质 D．生物富集的有害物质同碳循环过程相似 答案　B 解析　植物叶片通过光合作用吸收CO2合成有机物，有害物质不参与光合作用过程，A错误；动物可以通过饮水来摄取水中的一些有害物质，C错误；生物富集的有害物质同碳循环过程不同，有害物质很难从生物群落返回到无机环境，D错误。 4．(多选)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述正确的是(　　) A．图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物质循环过程 B．能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相依相伴进行 C．②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量 D．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2 答案　ABC 课时对点练　[分值：100分] 第1～8题，每题5分；第9～13题，每题6分，共70分。 题组一　生态系统的物质循环 1．环境问题是全世界人民密切关注的问题，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列相关叙述正确的是(　　) A．煤、石油和天然气等化石燃料的大量燃烧，致使大气中的CO2急剧增加 B．大气中的CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用 C．生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用 D．在无机环境中，碳只以CO2的形式存在 答案　A 解析　大气中的CO2进入生物群落的方式主要是绿色植物的光合作用，此外还有微生物的化能合成作用，B错误；生物群落中的碳元素进入大气的方式包括生产者和消费者的呼吸作用、微生物的分解作用，C错误；在无机环境中，碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在，D错误。 2．如图表示生物圈中碳循环的部分示意图，a、b、c、d构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是(　　) A．大气中的气体X是指CO2和CO B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的 C．d经⑤⑥⑦过程获得的能量占a、b、c总能量的10%～20% D．c处于第三营养级 答案　D 解析　生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2；完成①过程的能量主要是由太阳能转化的活跃的化学能提供的；捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率为10%～20%，d是分解者，不属于捕食食物链；图中a为生产者，b为初级消费者(第二营养级)，c为次级消费者(第三营养级)。 3．2023全球滨海论坛会议将“绿色办会”作为核心理念，将通过绿色交通、林业碳汇等方式完全实现“碳中和”(CO2零排放)。“碳汇”是指能吸收大气中的CO2、减少大气CO2浓度的活动、过程或机制。下列相关叙述正确的是(　　) A．碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式进行双向传递 B．碳循环过程中属于“碳汇”的主要途径是植树造林 C．由题意可知，实现“碳中和”的重要途径之一是减少“碳汇” D．“碳中和”时生产者固定的CO2量等于生物呼吸作用释放的CO2量 答案　B 解析　碳元素从分解者传递给生产者的形式是CO2，A错误；由题意可知，实现“碳中和”的重要途径之一是增加“碳汇”，C错误。 题组二　生物富集 4．如图中食物网所代表的生态系统中，施用了某种杀虫剂，这种杀虫剂自然降解的速度极慢。这种杀虫剂在下列生物体内的浓度最高的是(　　) A．a B．h C．g D．f 答案　B 解析　该杀虫剂自然降解的速度极慢，因此这种杀虫剂在生物体内有生物富集现象，生物所处的营养级越高，杀虫剂在该生物体内的浓度越高。由图可知，h所处的营养级最高，故杀虫剂在其体内的浓度最高，B正确。 5.某地土壤和水体中镉超标，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中引发“痛痛病”。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．当地人要预防“痛痛病”应少吃动物肝、肾等内脏 B．丙营养级所含能量最多 C．该生态系统一定没有分解者 D．四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁<甲＋乙＋丙 答案　A 解析　由题意可知，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中引发“痛痛病”，所以人类要预防该病应少吃动物肝、肾等内脏，A正确；丙营养级所含镉浓度最高，说明丙营养级最高，而能量是单向流动、逐级递减的，所以丙营养级所含能量最少，B错误；任何一个生态系统中都必须有分解者，C错误；四个营养级同化的能量值的关系可以表示为丁>甲＋乙＋丙，D错误。 题组三　能量流动和物质循环的关系 6．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　) A．防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率 B．生态系统中的物质和能量都是可循环利用的 C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 答案　C 7．下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述，正确的是(　　) ①物质是单向流动、不可循环的　②物质是可循环的　③能量是单向流动、不可循环的　④能量是单向流动、可循环的　⑤能量是伴随着物质而流动的　⑥能量不是伴随物质而流动的 A．①③⑤ B．①④⑥ C．②③⑤ D．②③⑥ 答案　C 解析　生态系统中的物质是可循环利用的，是能量流动的载体；能量流动是单向的，作为动力推动物质循环的进行。 8．甲、乙两位同学在观看有关恐龙的影片时，甲同学提出：“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量”，乙同学提出：“我体内的物质中也可能有远古恐龙体内的物质”。你认为这两位同学的说法哪个是正确的？(　　) A．两同学的说法都有道理 B．两同学的说法都错误 C．只有甲同学的说法有道理 D．只有乙同学的说法有道理 答案　D 解析　能量是单向流动、不可循环的，所以远古恐龙体内的能量最终通过呼吸作用转化为热能散失了，而热能是不能被生物体利用的能量，故甲同学的说法不正确；物质是循环的、可重复利用的，远古恐龙体内的元素可以进入无机环境，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，所以乙同学的说法有道理，D正确。 9．下列是根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，其中正确的是(　　) A．碳元素在生物群落内部主要以CO2的形式传递 B．参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者 C．③过程增强后，②过程随之增强，不能通过增强③过程减少大气中的CO2 D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖 答案　D 解析　碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式传递，A错误；③过程为CO2进入生物群落的过程，该过程主要为绿色植物的光合作用，参与③过程的生物是生产者，B错误；③过程为生产者固定CO2的过程，生产者固定CO2形成有机物，有机物中的碳一部分储存在动植物体内，因此能通过增强③过程减少大气中的CO2，C错误。 10.如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中①是生产者经呼吸作用释放的CO2量，②是分解者经分解作用释放的CO2量，③是消费者经呼吸作用释放的CO2量，④是生产者经光合作用消耗的CO2总量。下列有关叙述正确的是(　　) A．②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多 B．③的数值可间接表示该生态系统中消费者的同化量 C．④的数值可间接表示流经该生态系统的总能量 D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等 答案　C 解析　②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少，A错误；消费者的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分用于自身的生命活动，故③的数值不能表示消费者的同化量，B错误；流经该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的太阳能，可用生产者经光合作用消耗的CO 2总量来表示，C正确；由题图可知，④大于①②③之和，说明该生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，D错误。 11．(多选)氮和碳都是组成氨基酸、蛋白质、核酸的主要成分，是构成生物有机体的重要元素。两者的主要储存库都是大气，但是氮循环和碳循环存在若干方面的不同。据图分析，下列说法正确的是(　　) A．氮循环和碳循环一样都具有全球性 B．氮一定是通过生物固氮的途径进入生物群落的 C．氮在生物群落中的传递是以含氮化合物的形式进行的 D．生物群落中的氮最终通过反硝化作用返回大气中 答案　ACD 解析　碳、氢、氧、氮等元素的物质循环都具有全球性，A正确；由题图可知，大气中的氮既可以通过生物固氮的途径进入生物群落，也可以通过大气固氮、工业固氮等途径进入生物群落，B错误；氮在生物群落中以含氮有机物(如蛋白质)的形式传递，C正确；由题图可知，生物群落中的氮是通过反硝化作用进入大气中的，D正确。 12．(多选)高残留有机氯农药甲、乙可在人及动物的脂肪组织内积蓄。某湖泊生态系统农药残留量监测结果显示，水体中农药甲、乙含量分别为0.3 μg/kg、0.1 μg/kg，水生生物体中农药含量如图所示。下列相关分析正确的是(　　) A．该湖泊生态系统共有4条食物链 B．乌鱼体内的农药可来自铜绿方田螺和鲫鱼 C．农药残留量随营养级升高而增加 D．与水体相比，农药甲在乌鱼体内积蓄的倍数大于农药乙 答案　BC 13．(多选)某同学画出3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．图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者 B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动 C．图2中A、B、C、D构成生物群落，碳在其中流动的形式是有机物 D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2的过程 答案　ABD 解析　图2中A为生产者，C为大气中的CO2，E为分解者，D、B为消费者，A、B、D、E构成生物群落，碳在生物群落中流动的形式是有机物，C错误。 14．(14分)图1是生态系统中碳循环示意图，图2代表的是图1所涉及食物网中能量流动的“金字塔”结构图。请据图回答下列问题： (1)图1中能够固定大气中CO2的生物成分是______(填图中字母)，自然界生物群落中的碳返回大气的途径有________(填数字序号)。 (2)图1中C属于生态系统组成成分中的________。碳元素在无机环境和生物群落间循环的主要形式是____________。 (3)图2构建的“能量金字塔”中处于Ⅰ中的生物属于________(填成分)，处于Ⅲ中的生物为第______营养级。 (4)从图2“能量金字塔”可以看出能量流动的特点是____________。 答案　(1)B　②③　(2)消费者　CO2　(3)生产者　三　(4)逐级递减 15．(16分)研究发现，每升天然水中含0.01 mg汞或者0.1 mg的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了对某湖泊中环境问题的研究。他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，结果如表所示。分析并回答下列问题： 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 (1)表中生物可能形成的食物链(网)为__________________________(用字母和箭头表示)，河蚌(B)和水蚤(E)的种间关系是_________________________________________。 (2)若C中的能量不变，将B的食物比例由C∶E＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。 (3)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2的形式流动的是________(填序号)，①表示的生理过程主要是________________________________________________________________________，该生态系统中丙为________。 (4)分析题表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是__________________________。针对这一问题，你将提出的保护或改善建议为_______________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)　捕食和竞争　 (2)1.375　(3)①②⑤⑥　光合作用　分解者 (4)重金属离子(汞)和杀虫剂污染　防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体(合理即可) 解析　(1)分析表格可知，小球藻为生产者，再根据各生物消化道中的食物组成可确定表中生物形成的食物链为C→E→D→A、C→E→B、C→B，据此可写出食物网(参见答案)，河蚌(B)和水蚤(E)的种间关系是捕食和竞争。(2)B的食物比例为C∶E＝1∶1时，设B中的能量为x，则需要C的能量为x/2÷10%＋x/2÷10%÷10%＝55x；B的食物比例为C∶E＝2∶1时，设B中的能量为y，则需要C的能量为2y/3÷10%＋y/3÷10%÷10%＝40y；据题意C中的能量不变，则55x＝40y，y/x＝1.375。(3)据题图可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2。①过程主要为生产者的光合作用，②过程为生产者的呼吸作用。碳在生产者和大气之间以CO2的形式循环，即①②过程以CO2的形式循环，消费者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式进入大气中，即⑥和⑤过程也以CO2的形式进入大气。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 生态系统的物质循环 第三章 生态系统 <<< 学习目标 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 一、生态系统的物质是不断循环的 二、有害物质通过食物链呈现富集现象及能量流动和物质循环的关系 课时对点练 生态系统的物质是不断循环的 一 4 1.物质循环的概念 组成生物体的 等元素，在生态系统中不断地进行着从无机环境到 ，再回到无机环境的循环过程，这一过程称为生态系统中的物质循环。 2.物质循环的特点 (1) ：物质循环是在地球上最大的生态系统—— 中进行的，又称为生物地球化学循环。 (2)循环性：组成生物体的元素在无机环境与 之间可以循环往复运动，不会消失。 碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙 梳理　教材新知 生物群落 全球性 生物圈 生物群落 3.碳循环 (1)概念： 在生物圈中的循环过程称为碳循环。 (2)碳循环的示意图 图中：① ，② ，③ 。 (3)生物圈的物质循环还包括水循环、氮循环、磷循环和硫循环等。 碳元素 光合作用 呼吸作用 微生物等的分解作用 (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(　　) 提示　参与物质循环的是C、H、O、N、P、S等元素。 (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)在碳循环中生产者只起固定CO2的作用(　　) 提示　在碳循环中，生产者既能固定CO2，又能通过细胞呼吸分解有机物释放CO2。 (5)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用(　　) × × √ √ √ 判断正误 7 任务一：分析碳循环的过程及 特点 如图是碳循环示意图，据图回 答下列问题： (1)碳在无机环境和生物体内分 别以什么形式存在？ 探究　核心知识 提示　在无机环境中，碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在，在生物体内，碳主要以有机物的形式存在。 (2)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 。 (3)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 。 光合作用 CO2 分解作用 呼吸作用 燃 烧 CO2 (4)在生物群落中，碳的主要存在形式是 ，途径是 。 (5)全球变暖的原因是______ 的大量燃烧，导致大气中 浓度升高，打破了____ ，使温室效应加剧。缓解 全球变暖的方法是_________ 等。 有机物 食物链(网) 化石燃 料 CO2 碳平 衡 减少CO2 排放，大力植树种草 碳循环示意图中各组成成分的判断 核心归纳 (1)图甲——先根据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。再根据A、C的箭头都指向D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。 物质循环的实质为组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素，在生物圈这个最大的生态系统中循环往复运动，在这个过程中物质是守恒的，D错误。 1.下列关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是 A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素 B.所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈 C.所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间循环往复运动 D.物质在循环过程中不断递减 √ 落实　思维方法 2.如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。下列说法正确的是 A.图中a是生产者，b、d、e是消费者，c是 分解者 B.该生态系统的成分包括a、b、c、d、非生物因素 C.该生态系统中的食物链可表示为a→d→e D.a和b的种间关系为捕食 √ 图中a、c之间为双箭头，且指向c的箭头多，因此c是大气中的CO2，a是生产者，再根据a、d、e的箭头都指向b可知，d、e为消费者，b为分解者，A错误； 该生态系统的成分包括a、b、d、e、非生 物因素(包括c)，B错误； b为分解者，所以a和b的种间关系不是捕食，D错误。 二 有害物质通过食物链呈现富集现象及能量流动和物质循环的关系 15 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 或 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 ，最终积累在 。 梳理　教材新知 食物链富集 被分解 全球性 递增 最高营养级 3.有害物质循环的实例 (1)生物富集的概念：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。 (2)DDT的富集 ①两种途径进入生态系统：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。 食物链 复杂 (3)汞循环 ①两条途径进入生态系统：一是通过 、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。 火山爆发 人类活动 农作物 食物链 大于 项目 能量流动 物质循环 形式 光能→ →热能(一般形式) 以 形式流动 过程 沿 单向流动 在 之间循环往复 范围 生态系统各营养级 全球性 特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动 4.能量流动和物质循环的关系 化学能 化学元素 食物链(网) 无机环境和生物群落 项目 能量流动 物质循环 联系 同时进行，相互依存，不可分割： ①能量的 、 、转移和释放，都离不开物质的________ 等过程； ②物质是能量沿 流动的载体； ③能量是物质在生物群落和无机环境之间循环往复的动力 固定 储存 合成和 分解 食物链(网) (1)物质循环和能量流动是两个独立的过程(　　) 提示　生态系统中的物质循环和能量流动是同时进行，彼此相互依存，不可分割的。 (2)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(　　) 提示　无论光照还是黑暗，生态系统的物质循环和能量流动都是同时进行的。 × × 判断正误 21 (3)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环(　　) 提示　生态系统的能量流动是单向的，且逐渐递减，不能循环利用。 (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(　　) × √ 判断正误 22 任务二：分析生物富集现象及其成因 观察水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图，回答以下问题： (1)据图分析，可得出什么 结果？出现这种结果的原 因是什么？ 探究　核心知识 提示　铅在生物体内的浓度超过水体浓度且铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。生物体从水体中吸收、积蓄铅，铅在生物体内形成难以分解的化合物，且不易排出，沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。 (2)通过资料及生活经验总结参与生物富集的物质有哪些？ 提示　①重金属，如铅、镉、汞等； ②人工合成的有机化合物，如DDT等。 3.生物富集现象的主要原因是 A.植物叶片通过光合作用吸收了有害物质进入生物群落 B.植物的根系可从土壤中吸收一些有害物质(如铅)进入植物体内 C.动物一定是通过捕食获得了有害物质 D.生物富集的有害物质同碳循环过程相似 √ 落实　思维方法 植物叶片通过光合作用吸收CO2合成有机物，有害物质不参与光合作用过程，A错误； 动物可以通过饮水来摄取水中的一些有害物质，C错误； 生物富集的有害物质同碳循环过程不同，有害物质很难从生物群落返回到无机环境，D错误。 4.(多选)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述正确的是 A.图中黑色箭头可表示能量流动过程， 白色箭头可表示物质循环过程 B.能量流动和物质循环可借助生物之 间的取食过程相依相伴进行 C.②表示热能散失的过程，生态系统 需要通过①过程从外界获得能量 D.若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2 √ √ √ 网络构建 课时对点练 三 29 题组一　生态系统的物质循环 1.环境问题是全世界人民密切关注的问题，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列相关叙述正确的是 A.煤、石油和天然气等化石燃料的大量燃烧，致使大气中的CO2急剧增加 B.大气中的CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用 C.生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用 D.在无机环境中，碳只以CO2的形式存在 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 大气中的CO2进入生物群落的方式主要是绿色植物的光合作用，此外还有微生物的化能合成作用，B错误； 生物群落中的碳元素进入大气的方式包括生产者和消费者的呼吸作用、微生物的分解作用，C错误； 在无机环境中，碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 2.如图表示生物圈中碳循环的部分示意图，a、b、c、d构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是 A.大气中的气体X是指CO2和CO B.完成①过程的能量主要是由⑧ 过程提供的 C.d经⑤⑥⑦过程获得的能量占a、 b、c总能量的10%～20% D.c处于第三营养级 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2；完成①过程的能量主要是由太阳能转化的活跃的化学能提供的；捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率为10%～20%，d是分解者，不 属于捕食食物链；图中a为生产 者，b为初级消费者(第二营养级)， c为次级消费者(第三营养级)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 3.2023全球滨海论坛会议将“绿色办会”作为核心理念，将通过绿色交通、林业碳汇等方式完全实现“碳中和”(CO2零排放)。“碳汇”是指能吸收大气中的CO2、减少大气CO2浓度的活动、过程或机制。下列相关叙述正确的是 A.碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式进行双向传递 B.碳循环过程中属于“碳汇”的主要途径是植树造林 C.由题意可知，实现“碳中和”的重要途径之一是减少“碳汇” D.“碳中和”时生产者固定的CO2量等于生物呼吸作用释放的CO2量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 碳元素从分解者传递给生产者的形式是CO2，A错误； 由题意可知，实现“碳中和”的重要途径之一是增加“碳汇”，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 题组二　生物富集 4.如图中食物网所代表的生态系统中，施用了某种杀虫剂，这种杀虫剂自然降解的速度极慢。这种杀虫剂在下列生物体内的浓度最高的是 A.a B.h C.g D.f √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 该杀虫剂自然降解的速度极慢，因此这种杀虫剂在生物体内有生物富集现象，生物所处的营养级越高，杀虫剂在该生物体内的浓度越高。由图可知，h所处的营养级最高，故杀虫剂在其体内的浓度最高，B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 5.某地土壤和水体中镉超标，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中引发“痛痛病”。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述正确的是 A.当地人要预防“痛痛病”应少吃动物肝、肾等内脏 B.丙营养级所含能量最多 C.该生态系统一定没有分解者 D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁< 甲＋乙＋丙 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由题意可知，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中引发“痛痛病”，所以人类要预防该病应少吃动物肝、肾等内脏，A正确； 丙营养级所含镉浓度最高，说明丙营养级最高，而能量是单向流动、逐级递减的，所以丙营养级所含能量最少，B错误； 任何一个生态系统中都必须有分解者，C错误； 四个营养级同化的能量值的关系可以表示为丁> 甲＋乙＋丙，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 题组三　能量流动和物质循环的关系 6.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是 A.防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率 B.生态系统中的物质和能量都是可循环利用的 C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落 D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 生态系统中的物质是可循环利用的，是能量流动的载体；能量流动是单向的，作为动力推动物质循环的进行。 7.下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述，正确的是 ①物质是单向流动、不可循环的　②物质是可循环的　③能量是单向流动、不可循环的　④能量是单向流动、可循环的　⑤能量是伴随着物质而流动的　⑥能量不是伴随物质而流动的 A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.②③⑥ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 8.甲、乙两位同学在观看有关恐龙的影片时，甲同学提出：“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量”，乙同学提出：“我体内的物质中也可能有远古恐龙体内的物质”。你认为这两位同学的说法哪个是正确的？ A.两同学的说法都有道理 B.两同学的说法都错误 C.只有甲同学的说法有道理 D.只有乙同学的说法有道理 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 能量是单向流动、不可循环的，所以远古恐龙体内的能量最终通过呼吸作用转化为热能散失了，而热能是不能被生物体利用的能量，故甲同学的说法不正确；物质是循环的、可重复利用的，远古恐龙体内的元素可以进入无机环境，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，所以乙同学的说法有道理，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 9.下列是根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，其中正确的是 A.碳元素在生物群落内部主要以CO2的形式传递 B.参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者 C.③过程增强后，②过程随之增强，不能通过增强③过程减少大气中的CO2 D.开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式传递，A错误； ③过程为CO2进入生物群落的过程，该过程主要为绿色植物的光合作用，参与③过程的生物是生产者，B错误； ③过程为生产者固定CO2的过程，生产者固定CO2形成有机物，有机物中的碳一部分储存在动植物体内，因此能通过增强③过程减少大气中的CO2，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 10.如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中①是生产者经呼吸作用释放的CO2量，②是分解者经分解作用释放的CO2量，③是消费者经呼吸作用释放的CO2量，④是生产者经光合作用消耗的CO2总量。下列有关叙述正确的是 A.②的数值越小，说明该农田生态系统施用的 有机肥料越多 B.③的数值可间接表示该生态系统中消费者的同化量 C.④的数值可间接表示流经该生态系统的总能量 D.该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少，A错误； 消费者的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分用于自身的生命活动，故③的数值不能表示消费者的同化量，B错误； 流经该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的太阳能，可用生产者经光合作用消耗的CO 2总量来表示，C正确； 由题图可知，④大于①②③之和，说明该生 态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 11.(多选)氮和碳都是组成氨基酸、蛋白质、核酸的主要成分，是构成生物有机体的重要元素。两者的主要储存库都是大气，但是氮循环和碳循环存在若干方面的不同。据图分析，下列说法正确的是 A.氮循环和碳循环一样都具有全球性 B.氮一定是通过生物固氮的途径进入 生物群落的 C.氮在生物群落中的传递是以含氮化 合物的形式进行的 D.生物群落中的氮最终通过反硝化作用返回大气中 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ √ 综合强化 碳、氢、氧、氮等元素的物质循环都具有全球性，A正确； 由题图可知，大气中的氮既可以通过生物固氮的途径进入生物群落，也可以通过大气固氮、工业固氮等途 径进入生物群落，B错误； 氮在生物群落中以含氮有机物(如蛋白 质)的形式传递，C正确； 由题图可知，生物群落中的氮是通过 反硝化作用进入大气中的，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 12.(多选)高残留有机氯农药甲、乙可在人及动物的脂肪组织内积蓄。某湖泊生态系统农药残留量监测结果显示，水体中农药甲、乙含量分别为0.3 μg/kg、0.1 μg/kg，水生生物体中农药含量如图所示。下列相关分析正确的是 A.该湖泊生态系统共有4条食物链 B.乌鱼体内的农药可来自铜绿方田 螺和鲫鱼 C.农药残留量随营养级升高而增加 D.与水体相比，农药甲在乌鱼体内 积蓄的倍数大于农药乙 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 综合强化 13.(多选)某同学画出3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.图1中A为生产者，图2 中A为生产者，图3中 E为生产者 B.图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动 C.图2中A、B、C、D构成生物群落，碳在其中流动的形式是有机物 D.若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2的 过程 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 图2中A为生产者，C为大气中的CO2，E为分解者，D、B为消费者，A、B、D、E构成生物群落，碳在生物群落中流动的形式是有机物，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 14.图1是生态系统中碳循环示意图，图2代表的是图1所涉及食物网中能量流动的“金字塔”结构图。请据图回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (1)图1中能够固定大气中CO2的生物成分是______(填图中字母)，自然界生物群落中的碳返回大气的途径有________(填数字序号)。 (2)图1中C属于生态系统 组成成分中的________。 碳元素在无机环境和生 物群落间循环的主要形 式是________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B ②③ 消费者 CO2 综合强化 (3)图2构建的“能量金字塔”中处于Ⅰ中的生物属于________(填成分)，处于Ⅲ中的生物为第______营养级。 (4)从图2“能量金字塔”可以看出能量流动的特点是__________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 生产者 三 逐级递减 综合强化 15.研究发现，每升天然水中含0.01 mg汞或者0.1 mg的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了对某湖泊中环境问题的研究。他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，结果如表所示。分析并回答下列问题： 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (1)表中生物可能形成的食物链(网)为________________(用字母和箭头表示)，河蚌(B)和水蚤(E)的种间关系是____________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 捕食和竞争 综合强化 分析表格可知，小球藻为生产者，再根据各生物消化道中的食物组成可确定表中生物形成的食物链为C→E→D→A、C→E→B、C→B，据此可写出食物网(参见答案)，河蚌(B)和水蚤(E)的种间关系是捕食和竞争。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 综合强化 (2)若C中的能量不变，将B的食物比例由C∶E＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 1.375 综合强化 B的食物比例为C∶E＝1∶1时，设B中的能量为x，则需要C的能量为x/2÷10%＋x/2÷10%÷10%＝55x；B的食物比例为C∶E＝2∶1时，设B中的能量为y，则需要C的能量为2y/3÷10%＋y/3÷10%÷10%＝40y；据题意C中的能量不变，则55x＝40y，y/x＝1.375。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 综合强化 (3)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2的形式流动的是___________(填序号)，①表示的生理过程主要是__________，该生态系统中丙为________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ①②⑤⑥ 光合作用 分解者 综合强化 据题图可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2。①过程主要为生产者的光合作用，②过 程为生产者的呼吸作用。碳在生产者和大气之间 以CO2的形式循环，即①②过程以CO2的形式循 环，消费者的呼吸作用和分解者的分解作用均以 CO2的形式进入大气中，即⑥和⑤过程也以CO2 的形式进入大气。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (4)分析题表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是_________________ ___________。针对这一问题，你将提出的保护或改善建议为__________ _________________________________________。 生物种类 消化道内食物组成 每千克体重污染物含量/mg 汞 某种杀虫剂 A 鱼(甲) 鱼(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 — 3 5 D 鱼(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 重金属离子(汞)和 杀虫剂污染 防止重金属 离子、杀虫剂等有害物质进入水体(合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 第三章 生态系统 <<< $$