第3章 第3节 第1课时 生态系统的物质循环及其与能量流动的关系-【名师导航】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书配套课件（人教版）

该高中生物学课件围绕生态系统物质循环（以碳循环为核心）及与能量流动的关系展开，通过微思考、基础诊断导入，从碳的存在形式、循环过程到物质循环概念，再衔接能量流动关系，搭建自主梳理、流程图构建等学习支架。 其亮点在于以任务驱动（如碳循环图解识别、能量流动模型绘制）和模型构建深化物质与能量观，结合科学思维（表格对比关系）与探究实践（合作构建循环路径），助力学生培养建模能力与系统思维，为教师提供结构化教学资源与评价工具。

第1课时　生态系统的物质循环及 其与能量流动的关系 第3章　生态系统及其稳定性 第3节　生态系统的物质循环 课标 要求 1．分析生态系统中的物质在生物群落和非生物环境之间不断循环的过程。 2．举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 知识点1　生态系统的物质循环 1．碳的存在形式 (1)在大气中：主要以____________的形式存在。 (2)在生物群落内部：以__________________等含碳有机物的形式存在。 二氧化碳 蛋白质、糖类 2．碳循环的过程 (1)循环途径 非生物环境→生物群落 生物群落→非生物环境 光合作用 分解作用 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (2)循环形式：碳在生物群落与非生物环境之间循环的形式主要是___________；碳在生物群落中的传递主要沿__________________进行，传递形式为有机物。 (3)方向：碳在非生物环境与生物群落之间传递时，只有___________________________之间的传递是双向的，其他成分之间都是单向的。 二氧化碳 食物链和食物网 生产者与非生物环境 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 3．温室效应 (1)形成原因：______________________________大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应。 (2)危害：引起全球性的气候变化。 (3)采取措施：减少____________排放和大力____________，提高森林覆盖率。采取秸秆还田等措施，提高农田土壤储碳量。 化石燃料的开采和使用 二氧化碳 植树种草 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 4．物质循环 (1)概念：组成生物体的_________________________________等元素，都在不断进行着_________________________________________ ______________________的循环过程，又叫生物地球化学循环。 (2)特点 ①_________——生物地球化学循环。 ②_________——物质可被生物群落反复利用。 碳、氢、氧、氮、磷、硫 从非生物环境到生物群落，又从生物群落到 全球性 循环性 非生物环境 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：大力植树造林可以加快CO2从大气中的CO2库到生物群落的流动速率，从而降低大气中CO2的浓度。 大力植树造林会缓解温室效应，从物质循环的角度分析原因。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 基于对碳循环的形式及过程等的认识，判断下列表述是否正确。 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，而不是具体的某一生态系统。 (　　) 3．在碳循环中生产者只起固定CO2的作用。 (　　) 4．海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 (　　) × √ × √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：1．×　参与物质循环的对象为组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。 2．√ 3．×　生产者还可通过呼吸作用将CO2释放到非生物环境中。 4．√ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 任务一　碳循环和氮循环 1．如图是自然界碳循环的简图，据图分析并回答下列有关问题： 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：甲、乙、丙分别是分解者、消费者、生产者。①②③分别表示通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2，返回大气中。 (2)大气中CO2进入生物群落的主要途径是什么？(用图中序号表示) (1)图中的甲、乙、丙分别是什么？①②③分别表示什么过程？ 提示：④。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (3)碳循环都是双向的吗？说明理由。 提示：不都是。①CO2在生物群落和非生物环境之间是双向循环的。②含碳有机物在生物群落内部沿食物链(网)传递时，碳循环不是双向的，只能由低营养级向高营养级单向传递。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (4)结合教材P62图3-10，用关键词、线段、箭头等构建碳循环的过程。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：如图所示。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (5)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？ 提示：打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量会明显增多。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 2．氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地添加氮肥呢？这与物质循环矛盾吗？ 提示：农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量、使能量更多地流向人类、满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统里向外输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 [深化归纳] 1．生态系统碳循环图解的识别 (1)图1——先根据双向箭头和有三个箭头指向B判断，A和B应分别为生产者、非生物的物质和能量，后者不能写为“无机环境”。再根据A→D和C→D判断，C为消费者，D为分解者。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (2)图2——根据A与C之间的双向箭头和A、B、D、E都有箭头指向C判断，A是生产者，C是非生物的物质和能量。根据A→B→D和A、B、D都有箭头指向E，可进一步判断，B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (3)图3——根据A与E之间的双向箭头和B、C、D、E、F都有箭头指向A判断，A为非生物的物质和能量，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中B、D、E、F都有箭头指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中，食物链是E→F→D→B。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 2．分解作用与细胞呼吸的关系 微生物的分解作用与细胞呼吸不能完全等同。微生物还可将相关酶分泌到细胞外，将细胞外的大分子有机物分解成小分子有机物(也可能生成无机物)，故微生物的分解作用包括体外的有机物分解和体内的细胞呼吸作用。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 对点练习 1．(链接P62图3-10)某森林生态系统碳循环过程如图所示，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是乙中存在捕食关系的生物。下列叙述错误的是(　　) A．甲和丙是连接生物群落和非生物环境的关键 B．乙中的碳主要以有机物的形式传递 C．乙中的D属于第二或第三营养级 D．甲、乙、丙中的碳可通过非细胞呼吸的方式释放到丁 √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 C　[据图分析，甲和丁之间是双箭头，且多数箭头指向丁，因此甲是生产者，丁是非生物的物质和能量，甲、乙都有箭头指向丙，乙是消费者，丙是分解者，甲(生产者)和丙(分解者)是物质循环中连接非生物环境和生物群落的关键成分，A正确； 乙是消费者，在生物群落中，乙中的碳主要以有机物的形式传递，B正确；甲为生产者，乙中A、B、C、D均为消费者，根据食物链判断，D是第三或者第四营养级，C错误； 甲、乙、丙中的碳可通过非细胞呼吸的方式释放到丁，如燃烧，D正确。] 2．(不定项)(链接P67拓展应用T2)氮是组成生物的关键元素，在自然界中以多种形式存在，如图是氮循环示意图。下列说法正确的是(　　) 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 A．氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环 B．①过程可通过捕食、种间竞争、寄生等种间关系实现 C．图示过程是在生物圈中进行的全球性大循环 D．图中②过程主要利用微生物的分解作用完成 √ √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 CD　[氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程，该循环过程具有全球性、循环性，A错误；①过程可通过捕食或寄生关系实现，不能通过种间竞争过程实现，B错误；物质循环是在生物圈中进行的全球性大循环，即物质循环具有全球性，C正确；图中②过程是动物、植物的遗体或排遗物等里面的有机氮变成无机氮的过程，主要利用微生物的分解作用完成，D正确。] 知识点2　能量流动和物质循环的关系 1．联系 (1)能量流动和物质循环是生态系统的____________，它们同时进行，彼此___________________________。 (2)能量的______、______、转移和______，都离不开物质的_______________等过程。 主要功能 相互依存，不可分割 固定 储存 释放 合成和分解 (3)物质作为能量的______，使能量沿着_______________流动；能量作为_____，使物质能够不断地在___________________________循环往返。 2．区别 在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被____________反复利用；能量在流经生态系统各营养级时，是_______________，而且流动是_____________________。 载体 食物链(网) 动力 生物群落和非生物环境之间 生物群落 逐级递减的 单方向不循环的 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 基于对能量流动和物质循环的关系的认识，判断下列表述是否正确。 1．生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。 (　　) 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。 (　　) 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。 (　　) × × × 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：1．×　生态系统的物质循环和能量流动同时进行，彼此相互依存，不可分割。 2．×　无论光照条件还是黑暗条件，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流动，且逐级递减的，不能循环利用。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 任务二　物质循环和能量流动的关系 1．请在碳循环过程模型上绘制能量流动过程。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：如图所示。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 提示：否。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是散失的热能；而物质循环中，物质在非生物环境与生物群落之间循环往复运动，无起点和终点。 2．物质循环和能量流动分别的起点和终点是否相同？ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 [深化归纳] 能量流动和物质循环的关系 项目 能量流动 物质循环 形式 主要以有机物为载体 无机物、有机物 特点 单向流动，逐级递减 循环往复 范围 生态系统的各营养级之间 生物圈(全球性) 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 项目 能量流动 物质循环 联系 同时进行，彼此相互依存，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能量是物质不断在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 对点练习 1．《荀子》中写道：“水深而回，树落则粪本。”《平妖传》中写道：“树高千丈，叶落归根。”物质在生态系统中循环往复。下列有关叙述错误的是(　　) A．能量的固定和释放，离不开物质的合成和分解 B．碳在生产者和分解者之间以CO2的形式双向传递 C．物质循环和能量流动沿着生态系统的营养结构进行 D．“叶落归根”体现了生态系统中的物质循环再生原理 √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 B　[物质是能量沿食物链(网)流动的载体，因此能量的固定和释放，离不开物质的合成和分解，A正确；生产者的碳以有机物的形式流向分解者，分解者通过分解有机物产生的二氧化碳被生产者利用，B错误；生态系统各营养结构之间存在被捕食和捕食的关系，能量流动发生在生态系统的各营养级之间，物质循环在生物圈内进行，因此物质循环和能量流动沿着生态系统的营养结构进行，C正确；“叶落归根”，落叶被分解者分解，物质重新被生态系统中的生物利用，体现了生态系统中的物质循环再生原理，D正确。] 2．下图表示生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，相关叙述不正确的是(　　) 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 A．各级消费者的能量总和一定小于生产者所固定的太阳能总量 B．生物圈的物质和能量是自给自足的 C．D为分解者 D．碳以CO2形式进入生物群落，又以CO2的形式离开生物群落返回到非生物环境 √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 B　[流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量逐级递减，因此各级消费者的能量总和一定小于生产者所固定的太阳能总量，A正确；生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的，B错误；据图分析可知，A、B、C都有箭头指向D，D为分解者，C正确；通过光合作用和呼吸作用碳以CO2的形式进入生物群落，又以CO2的形式离开生物群落返回到非生物环境，D正确。] 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 1．生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等 元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。 2．物质循环的特点是具有全球性、循环往复运动。 3．温室效应形成的原因是化石燃料短时间内大量燃烧，使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。 4．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非生物环境之间循环往返。 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 课堂检测 素养测评 1．下列关于生态系统中碳循环的说法，错误的是(　　) A．各级消费者所利用的碳都直接或间接来自生产者 B．分解者在碳循环中起重要作用 C．碳在非生物环境中仅以CO2形式存在 D．碳在非生物环境与生物群落间主要是以CO2形式进行循环的 √ C　[各级消费者所利用的碳都直接来自上一营养级的生物，归根结底来自生产者的光合作用产生的含碳有机物，即各级消费者所利用的碳都直接或间接来自生产者，A正确；碳循环中，分解者最终将含碳有机物转变为二氧化碳返回非生物环境，其在碳循环中起重要作用，B正确；碳在非生物环境中以CO2、碳酸盐等形式存在，C错误；生态系统中的碳在生物群落与非生物环境之间主要是以CO2的形式进行循环的，而碳在生物群落间的传递形式是有机物，D正确。] 2．图示为生态系统碳循环的部分过程，其中甲～丁表示生态系统的组成成分，A～D表示不同生物，①～③表示生理过程。下列说法错误的是(　　) A．过程①②③中，碳以CO2的形式进行传递 B．乙所含的能量大于丙中四种生物所含能量的总和 C．D处于第三、四营养级，其与B的种间关系为捕食和种间竞争 D．丁中的物质和能量进入甲中后会被乙重新利用 √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 D　[①表示生产者的呼吸作用，产生CO2，②表示生产者的光合作用，固定CO2，③表示分解者的分解作用，产生CO2，A正确；流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量流动是单向流动，逐级递减的，乙生产者固定的能量，大于丙消费者所包含的能量之和，B正确；D参与构成的食物链有：乙→A→B→D，乙→A→D，D处于第三、四营养级，D既可以捕食B，也可以与B竞争A，所以D与B的种间关系为捕食和种间竞争，C正确；丁(分解者)中的物质通过分解作用，可以进入甲被乙重新利用，但能量流动是单向的、递减的，不会被重新利用，D错误。] 3．能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。下列相关叙述错误的是(　　) A．物质循环发生在生物群落与非生物环境之间 B．生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级 C．生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程 D．能量作为动力，使能量能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返 √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 D　[物质循环的特点是循环往复、可反复利用，具有全球性，发生在生物群落与非生物环境之间，A正确；生态系统的能量流动特点是：单向流动，逐级递减，生态系统中能量流动到第5个营养级时，所剩能量已经很少了，不足以养活下一营养级的生物，故生态系统中能量流动一般不超过5个营养级，B正确；消费者是生态系统中最活跃的成分，能加快生态系统的物质循环，C正确；生态系统中，物质作为能量载体，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非生物环境之间循环往返，D错误。] 4．(不定项)生物圈碳循环的过程如图所示，其中甲～丁表示生态系统的组成成分，①～⑦表示碳的流动过程。下列有关叙述错误的是 (　　) A．乙表示大气中的CO2库，甲表示生产者 B．②⑤⑥过程中C主要以CO2的形式流动 C．C是沿着甲→丙→丁这条食物链进行传递的 D．③④⑦过程中C的流动是通过捕食作用进行的 √ √ 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 CD　[据题图分析可知，图为生物圈碳循环过程示意图，根据甲与乙之间的双向箭头及甲、丙、丁指向乙的箭头判断：甲为生产者，乙为大气中二氧化碳库，丙是消费者，丁是分解者，A正确；据题图分析可知，图为生物圈碳循环过程示意图，①表示光合作用，②⑤⑥表示呼吸作用，③表示捕食关系，④⑦表示生产者、消费者流向分解者的含碳的有机物，碳元素在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式是CO2，故②⑤⑥过程中C主要以CO2的形式流动，B正确；食物链是由生产者和消费者组成，丁是分解者，不参与食物链的组成，C错误；据题图分析可知，图为生物圈碳循环过程示意图，③表示捕食关系，④⑦表示生产者、消费者的遗体、残落物、排遗物流向分解者的过程，D错误。] 5．根据下面的碳循环示意图回答问题： 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (1)从微观上看，过程③主要是在细胞的________中进行的。 (2)岩石圈中的碳以_______________形式储存，故不直接参与循环。水圈中碳的存在形式是____________。 (3)由图中可见，碳循环带有____________性质，属于________型循环。 线粒体 无机盐(碳酸盐) 全球 气体 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (4)碳从非生物环境中进入生物群落的途径①是__________________；③表示的是____________________；④表示__________________。 (5)参与过程④的生物新陈代谢类型是________________________；它们与同区域中动、植物共同构成了____________。 绿色植物的光合作用 动植物的呼吸作用 分解者的分解作用 异养需氧型和异养厌氧型 生物群落 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (6)太阳能照射到地球表面后，大部分被吸收并通过各种方式转化为热量，热量最后以______________形式再辐射，如果大气层中的CO2增多，则产生________效应。 红外(热)辐射 温室 知识点1 知识点2 课时分层作业 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 [解析]　(1)从微观上看，过程③属于呼吸作用，主要是在细胞的线粒体中进行的。 (2)岩石圈中的碳以无机盐形式储存，如碳酸盐等，故不直接参与循环。水圈中碳的存在形式主要是。 (3)由图中可见，碳循环带有全球性质，属于气体型循环。 (4)碳从非生物环境中进入生物群落的途径①是绿色植物的光合作用；③表示的是动植物的呼吸作用；④表示分解者的分解作用。 (5)参与过程④的生物新陈代谢类型都是异养型，其中有需氧型和厌氧型，因此属于异养需氧型和异养厌氧型；它们与同区域中动、植物共同构成了生物群落。 (6)太阳能照射到地球表面后，大部分被吸收并通过各种方式转化为热量，热量最后以红外(热)辐射形式再辐射，如果大气层中的CO2增多，则产生温室效应。 课时分层作业(12)　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 题组一　生态系统的物质循环 1．生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是(　　) A．消费者没有参与碳循环的过程 B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D．碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 A　[消费者能通过呼吸作用将有机物中的碳转化为无机物CO2，释放到非生物环境中，消费者的存在能加快生态系统的物质循环(碳循环)，A错误；大气CO2库中的碳进入生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用实现的，生产者的光合作用是碳循环的重要环节，B正确；土壤中的微生物可以通过呼吸作用将含碳有机物中的碳返回大气中，土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节，C正确；碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 2．氮在自然界以多种形式存在，主要有氮气、氮氧化物、铵态氮、硝酸根离子、亚硝酸根离子，以及各种含氮有机化合物等。下列说法正确的是(　　) A．植物从土壤中吸收含氮类无机盐，可用来合成蛋白质、脂质、纤维素等物质 B．往农田中适当地施加氮肥与物质循环是不相矛盾的 C．硝酸盐或亚硝酸盐在生物群落与无机环境之间循环往复即为氮循环 D．硝化细菌能通过硝化作用合成有机物，属于生态系统中的生产者 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 B　[脂质中的脂肪、纤维素不含N，植物从土壤中吸收含氮类无机盐，不能合成某些脂质、纤维素，A错误；由于农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的N元素部分不能都归还土壤，故往农田中适当地施加氮肥与物质循环是不相矛盾的，B正确；物质循环指的是元素的循环，故氮循环是指N元素在生物群落与无机环境之间的循环往复，C错误；硝化作用是指硝化细菌将氨转变为硝酸盐，硝化细菌是通过化能合成作用将无机物合成有机物，属于生态系统中的生产者，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 3．下图为生态系统碳循环示意图，图中A、B、C代表生态系统成分，数字表示碳的流动。下列叙述正确的是(　　) A．图中生产者和B、C构成了两条食物链 B．该生态系统平衡时，⑥⑦的总量等于①的总量 C．①②⑥⑦为CO2形式，③④⑤为有机物形式 D．经③流向B的碳全部储存于B体内的有机物中 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 C　[据图分析，A与生产者之间有双向箭头，生产者与B都指向C，A为大气CO2库，B表示消费者，C表示分解者，C不能构成食物链，食物链只包含生产者和消费者，A错误；该生态系统平衡时，输入生物群落的碳量等于输出的量，输入的为生产者同化的碳的总量①，输出的为生产者、消费者和分解者呼吸作用释放的量，即②⑥⑦，①＝②＋⑥＋⑦，因此⑥⑦之和小于生产者同化的碳的总量，B错误；①表示光合作用，②表示生产者的呼吸作用，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形式流向分解者，③④⑤碳元素都为有机物形式，C正确；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。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 4．研究发现，湖泊中沉水植物的恢复导致沉积物中碳含量显著降低。沉积物中碳利用的增加可归因于某些微生物(如S菌、D菌)的种类下降，这些微生物与具有高碳利用能力的L菌存在竞争关系。下列相关叙述正确的是(　　) A．S菌、D菌和L菌处于不同食物链中最后一个营养级 B．沉水植物和L菌分别是该生态系统的生产者和消费者 C．在湖泊群落与非生物环境之间碳主要以CO2的形式循环 D．沉水植物的恢复可能有助于提高S菌、D菌的种间竞争力 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 C　[由题意可知，S菌、D菌和L菌能利用沉积物中的碳，属于分解者，不在食物链中，A错误；沉水植物和L菌分别是该生态系统的生产者和分解者，B错误；碳元素在湖泊群落与非生物环境之间主要以CO2的形式进行循环，C正确；沉水植物的恢复导致沉积物中碳含量显著降低，沉积物中碳利用的增加可归因于某些微生物(如S菌、D菌)的种类下降，所以沉水植物的恢复可能有助于减弱S菌、D菌的种间竞争力，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 题组二　能量流动和物质循环的关系 5．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，错误的是(　　) A．秸秆作饲料喂牲畜，粪便还田后能量可直接流向植物，实现了对能量的多级利用 B．物质作为能量的载体，能量作为动力，能量流动和物质循环是同时进行的 C．没有物质输出的生态系统，也需要来自系统外的能量补充才能维持功能正常 D．因农产品的输出使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 A　[植物不能直接利用粪便中的能量，粪便中的能量会传递给分解者，A错误；生态系统中的物质是能量的载体，同时能量可以为物质的循环提供动力，能量流动和物质循环是同时进行的，B正确；物质是可以循环利用的，但生态系统需要太阳能等源源不断地输入才能维持功能正常，C正确；因农产品的输出使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾，物质循环是在全球范围内进行的，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 6．某生态系统的物质循环与能量流动的部分情况如图所示，甲、乙、丙是该生态系统的组成成分，其中1～4 是乙中的四种生物。下列叙述错误的是(　　)   A．该生态系统在物质和能量上不能自给自足 B．图中甲、丙是实现生态系统物质循环的关键生态成分 C．由生物1向生物2传递的能量最多占生物1同化量的20% D．大气中CO2的来源除了①③④，还包括化石燃料的燃烧等 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 C　[生产者利用太阳能为生态系统输入能量以维持功能正常，生态系统在能量上不能自给自足，A正确；甲和大气中CO2库是双箭头，甲、乙都有箭头指向丙，所以甲是生产者，乙是消费者(生物1是第二营养级，生物2、3是第三营养级，生物4是第四营养级)，丙是分解者，图中甲(生产者)和丙(分解者)是实现生态系统物质循环的关键生态成分，B正确；能量传递效率指相邻营养级的同化量的比值，生物1是第二营养级，生物2、3是第三营养级，第二营养级和 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 第三营养级之间的能量传递效率在10%～20%之间，所以由生物1向生物2传递的能量最多占生物1同化量不足20%，C错误；结合图示可以看出，大气中CO2的来源除了①生产者的呼吸作用、③消费者的呼吸作用、④分解者的分解作用外，还包括化石燃料燃烧等，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 7．如图表示某生态系统的碳循环和能量流动关系，其中A～D表示该生态系统的组成成分，a～d表示不同生理过程中的能量数值或碳元素存在的形式。下列说法正确的是(　　) 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 A．该生态系统中A是生产者，B是消费者，C是分解者 B．图中第二营养级与第三营养级的能量传递效率为a3/a2×100% C．碳元素在非生物环境与生物群落之间以含碳有机物的形式进行循环流动 D．图中B用于生长、发育和繁殖的能量可表示为a3＋a2 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 B　[分析题意可知，A～D表示该生态系统的组成成分，由于A可以利用太阳能和大气中的二氧化碳，且A、B、C都指向D，故生态系统中A是生产者，B、C是消费者，D是分解者，A错误；能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，第二营养级的同化量为a2，第三营养级的同化量为a3，第二营养级与第三营养级的能量传递效率为a3/a2×100%，B正确；碳元素在非生物环境与生物群落之间以二氧化碳的形式进行循环流动，C错误；图中B用于生长、发育和繁殖的能量＝B的同化量－B呼吸作用以热能形式散失的能量，可表示为a2－b2，D 错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 8．(不定项)下图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述正确的是(　　) A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动 B．由于某种原因造成图中 E 生物数量大量减少， 推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的 变化是 D 增多，F 减少 C．该生态系统的消费者包括图中的 D、E、F、B D．在 A→C 过程中碳主要以 CO2 的形式进行流动，在 F→B 过程中以含碳有机物的形式进行流动 √ √ √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 ABD　[物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，物质循环总是伴随着能量流动，二者不可分割，A正确；分析题图，A和C有双向箭头，其他成分都指向C，A、D、E、F都指向B，A表示生产者，D、E、F表示消费者，分析相应的食物网可知，若E生物数量大量减少，则短期内生物数量发生的变化是D增加，A减少，F减少，B正确；由图可知，A是生产者，C是非生物环境中的二氧化碳，B是分解者，其余生物是消费者，即D、E、F是消费者，C错误；A→C过程指的是碳从生产者到大气中的二氧化碳库的过程，该过程中碳主要是以CO2的形式进行的，F→B过程指的是碳从消费者到分解者的过程，该过程中碳是以含碳有机物的形式进行的，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 9．(13分)下图为某生态系统中碳循环和能量流动的部分示意图，图中甲～戊代表不同组成成分，Ⅰ～Ⅲ表示碳循环过程，“ ”表示流经丙的能量流动情况，A、B、C代表能量流经丙所处营养级的去向，其中数字代表能量值，单位为J/(cm2·a)。 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 (1)碳在图中Ⅰ～Ⅲ过程中的循环主要是以______________形式进行的。若该生态系统的碳循环达到平衡，则Ⅰ过程摄取碳的速率与_______________________________________________________大致相同。 (2)图中乙具有的总能量至少是______J/(cm2·a)。 (3)与物质循环相比，能量在流经生态系统各营养级时所具有的特点是____________________________。 CO2(1分) 通过生物的呼吸作用和分解作用把碳释放到大气中的速率 400  单向流动、逐级递减 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 (4)下图中A、B、C、D、E、F表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向。请分析回答：   图中D与E的种间关系是________________，F代表的生态系统成分是__________________。若C中的能量不变，将E的食物比例由C∶D＝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E的能量是原来的________倍。 捕食和种间竞争 分解者 1.375 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 [解析]　(1)据图可知，乙是生产者，丙、丁是消费者，戊是分解者，Ⅰ表示光合作用固定CO2, Ⅱ、Ⅲ表示细胞呼吸释放CO2，甲是非生物环境，在碳循环中代表大气中的CO2库，碳在非生物环境和生物群落之间主要以CO2的形式传递，即碳在图中Ⅰ～Ⅲ过程中的循环主要是以CO2形式进行；在碳循环达到平衡的生态系统中，生产者从大气中摄取碳的速率与通过生物的呼吸作用和分解作用把碳释放到大气中的速率大致相等。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 (2)一般来说，相邻两个营养级之间能量传递效率为10%～20%，A是代表丙摄入的能量为100 J/(cm2·a)，其中粪便量为20 J/(cm2·a)，B代表丙同化的能量为80 J/(cm2·a)，则乙具有的总能量至少是80÷20%＝400 J/(cm2·a)。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 (3)在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动，即单向流动；输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的，即逐级递减。因此与物质循环相比，能量在流经生态系统各营养级时所具有的特点是单向流动、逐级递减。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 (4)E捕食D，二者为捕食关系，D和E都捕食C，二者为种间竞争关系，即图中D与E的种间关系是捕食和种间竞争；图示A、B、C、D、E都有指向F的箭头，则F代表的是分解者。当E的食物比例为C∶D＝1∶1时，设传递给E的能量为x，则1/2x直接来自D，1/2x直接来自C，能量传递效率按10%计算，需要C的能量为1/2x÷10%＋1/2x÷10%÷10%＝55x；当E的食物比例为C∶D＝2∶1时，设传递给E的能量为y，则2/3y直接来自C，1/3y直接来自D，能量传递效率按10%计算，需要C的能量为2/3y÷10%＋1/3y÷10%÷10%＝40y，C中的能量不变，则55x＝40y，该生态系统传递给E的能量是原来的y÷x＝55÷40＝1.375倍。 (教师用书独具) 1．根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是(　　)     A．生物群落内部碳元素的流动形式是二氧化碳 B．参与过程②的生物只有消费者和分解者 C．不能通过增强过程③减少大气中二氧化碳的含量 D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对过程①的依赖 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 D　[碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，在非生物环境和生物群落之间是以CO2形式传递，A错误；过程②表示呼吸作用，包括动物、植物以及微生物的呼吸作用，即包括消费者、生产者和分解者，B错误；过程③主要为生产者的光合作用或化能合成作用吸收大气中的CO2，故能通过增强过程③减少大气中二氧化碳的含量，C错误；过程①表示化石燃料的燃烧，要减少人类对过程①的依赖，需要人们开发太阳能、水能、核能等新能源，D正确。] 2．下图是生态系统中碳循环的示意图，“→”表示碳的流动方向。下列说法错误的是(　　) A．①②可分别表示光合作用和分解作用 B．③过程的能量传递效率一般为10%～20% C．能量作为动力，使碳元素能够不断地在生 物群落和非生物环境之间循环往返 D．该生态系统中食物网可表示为 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 D　[A、C之间是双向箭头，B、D、E发出的箭头均指向C，A、D、E都有箭头指向B，说明A是生产者，B为分解者，C表示大气中的CO2库，因此①②可分别表示光合作用和分解作用，A正确；结合对A选项的分析可进一步推知：D为初级消费者，E为次级消费者，B所示的分解者不参与食物链或食物网的构成，该生态系统中的一条食物链可表示为A→D→E，③过程即生产者和初级消费者之间的能量传递效率一般为10%～20%，B正确，D错误；在生态系统中，能量作为动力，使碳元素等物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返，C正确。] 3．下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述错误的是(　　) 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 A．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 B．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 C．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程中的传递形式为CO2 D．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 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 C　[②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①生产者的光合作用将外界的能量输入到生态系统中，A正确；图中黑色箭头单向，可表示能量流动过程，白色箭头可循环，可表示物质循环过程，B正确；若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④过程中的传递形式为含碳有机物，碳在⑤过程中的传递形式为CO2，C错误；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，能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体，D正确。] 4．如图为某农田生态系统的碳循环模式图，其中甲、乙、丙为生态系统的组成成分。A、B、C、D是乙中相互联系的四种生物，括号中相应数值表示同化的能量[单位：kJ/(m2·a)]。下列叙述错误的是(　　) 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 A．生态系统的结构包括其组成成分和营养结构 B．蚯蚓属于图中乙成分，它的存在能加快生态系统的物质循环 C．该农田中的生物所构成的食物链(网)可能为 D．该农田生态系统的生产者都是自养生物，主要是农作物 √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 B　[生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)，A正确；蚯蚓属于丙分解者的成分，能将动植物遗体和动物的排遗物分解为无机物，乙消费者的存在能加快生态系统的物质循环，B错误；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，且流动效率为10%～20%，据图可知，该农田中的生物所构成的食物链(网)可能为 ，C正确；该农田生态系统的生产者都是自养生物，主要是农作物，D正确。] 5．(不定项)研究人员在对某湖泊生态系统研究后，绘制了该生态系统中部分生物构成的食物网示意图(图1)和碳循环部分示意图(图2)，图2中甲、乙、丙、丁表示生态系统的相关成分。下列叙述错误的是(　　) 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 A．图1的生物中，含能量最少的是黑鱼，含能量最多的是小球藻 B．图1食物网中包含 2条食物链，银鱼处于第三、四营养级 C．图2部分物质循环过程中缺少非生物环境→丁和甲→丙两个过程 D．图2甲→乙→丙过程中碳主要以二氧化碳的形式进行传递 √ √ 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 BD　[因为能量流动的特点是单向流动、逐级递减，黑鱼所处的营养级最高，因此，图1的生物中，含能量最少的是黑鱼，含能量最多的是小球藻，A正确；图1食物网中有3条食物链(即小球藻→摇蚊幼虫→银鱼→黑鱼，小球藻→水蚤→银鱼→黑鱼，小球藻→水蚤→双翅目幼虫→银鱼→黑鱼)，银鱼处于第三、四营养级，B错误；图2是碳循环部分途径，丁指向甲、丙和非生物环境，故丁为生产者，丁和乙均指向丙，丙为分解者，甲为初级消费者，乙为次级消费者，生产者能利用非生物环境中的二氧化碳，分解者能利用消费者的遗体残骸等，故图中应该还要补上非生物环境→丁和甲→丙两个过程，C正确；图2中甲→乙过程是在生物之间进行碳的传递，在生物群落中碳主要以(含碳)有机物的形式进行传递，在生物群落与非生物环境之间碳主要以CO2的形式进行循环，D错误。] 6．人类活动对海洋生态系统的影响是多方面且深远的，全球变暖和污染是海洋生态系统面临的重大威胁。如大量工业废水、农业径流、城市垃圾等污染物进入海洋，对海洋生物造成直接伤害，破坏生态平衡。回答下列问题： (1)海洋生态系统中微生物种类众多，其中硫细菌可利用氧化硫化物时所释放的能量将CO2和H2O合成有机物，因此硫细菌属于海洋生态系统的____________。除生物成分外，海洋生态系统组成成分还应包括__________________________。 生产者 非生物的物质和能量 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (2)海洋里的硅藻能利用溶解在水中含量极微的硅化物，制造自己绚丽精致的外壳。硅藻能将水中的硅化物从无序状态转变为有序结构的外壳，动力来自于硅藻将营养物质通过____________________。 (3)二氧化碳过量排放不但引起气候暖化，还溶于水中导致海洋酸化。这两种变化共同影响着海洋生物。减少二氧化碳的排放需要世界各国通力合作，这是因为碳循环具有________特点。 细胞呼吸释放的能量 全球性 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 (4)海洋生态系统中浮游动物以浮游植物、细菌或有机碎屑等为食物，由此推断浮游动物在物质循环中的具体作用是______________ ________________________________________________________。 作为消费者，加快物质循环；作为分解者，将有机物分解为无机物 课时分层作业 知识点1 知识点2 课堂检测 第1课时　生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 [解析]　(1)硫细菌可利用氧化硫化物时所释放的能量将CO2和H2O合成有机物，属于自养生物，因此硫细菌属于海洋生态系统的生产者。生态系统由生物成分、非生物的物质和能量组成。 (2)硅藻利用自身细胞呼吸释放的能量，完成硅化物由无序向有序的转化，维持其生命活动。 (3)碳循环的全球性：碳循环的范围覆盖整个生物圈，包括大气圈的底部、水圈的大部、岩石圈的表面以及生物群落。这意味着碳元素在全球范围内进行交换和循环，不受地域限制。所以减少二氧化碳的排放需要世界各国通力合作。 (4)浮游动物以浮游植物、细菌为食物时为消费者，加快物质循环，浮游动物以有机碎屑为食物时为分解者，将有机物分解为无机物。 $