第3章 微专题3 生态系统功能的探究-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本高中生物学讲义聚焦生态系统功能探究，核心涵盖碳循环组成成分判断（含模型与图解分析），能量流动、物质循环和生物富集的关系（通过表格对比三者范围、特点等），并结合例题解析与专练题构建学习支架，帮助学生系统掌握生态系统功能的内在逻辑。 该资料以图解分析和实例探究为特色，通过碳循环模式图分析培养科学思维（如模型构建、逻辑推理），对比表格强化生命观念（物质与能量观、生态观），例题与分层练习结合，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，提升解决实际生态问题的能力。

微专题3　生态系统功能的探究 一、碳循环中各组成成分的判断 类型1　生态系统中各种组成成分的判断模型 类型2　碳循环常见模式图解分析 (2024·辽宁高二期末)某草原生态系统碳循环过程如图所示，其中 A、B、C、D属于该生态系统的组成成分，①~⑦为相关途径。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A.碳元素返回到大气中依赖的途径是①②③⑦ B.A、B、C、D可以组成该生态系统 C.能量在该生态系统内自给自足，不需要外界输入 D.减弱途径⑦，有利于维持大气中CO2的平衡 答案：D 解析：由图中③④双箭头可知，C为生产者，进而可知B为初级消费者，A为次级消费者，D为分解者，①②③为呼吸作用，④主要为光合作用，⑤为分解者的分解作用，⑥为摄食过程，⑦为化石燃料的燃烧。碳元素返回到大气中依赖的途径是 ①②③(呼吸作用)、⑤(分解作用)、⑦(化石燃料的燃烧)，A错误；生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量，A、B、C、D可以组成该生态系统的生物部分，B错误；能量流动的特点是逐级递减，在该生态系统内不能自给自足，需要外界输入能量，C错误；减弱途径⑦，可减少二氧化碳排放，有利于维持大气中CO2的平衡，D正确。 (2025·南通高三期中)图1是科研人员绘制的太湖某区域的部分食物网示意图。图2表示碳循环过程，其中A~D代表生态系统的相关成分。下列相关叙述正确的是(　　) A.图1中所有的生物构成了太湖该区域的一个完整的生物群落 B.鳑鱼作为次级消费者的食物链有2条，鳑鱼和鲌鱼的种间关系是捕食和种间竞争 C.鲌鱼处于第三、第四营养级，其部分同化量会随着粪便的形式被细菌和真菌利用 D.图2中B是生产者，碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④⑦ 答案：B 解析：图1中的食物网包含了该生态系统中的部分生物，且食物网包括生产者和各级消费者，缺少分解者，所以不能构成一个群落，A错误；鳑鱼作为次级消费者的食物链有2条，分别是藻类等浮游植物→浮游动物→鳑鱼→鲌鱼、藻类等浮游植物→白虾→鳑鱼→鲌鱼，鲌鱼能够以鳑鱼为食，鳑鱼和鲌鱼都能以白虾为食，因此鳑鱼和鲌鱼的种间关系是捕食和种间竞争，B正确；由图1可知，鲌鱼处于第三、第四营养级，其排出的粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，C错误；在图2中，A是大气中的CO2库，B是生产者，C是消费者，D是分解者，B、C、D构成了生物群落，碳元素在生物群落和非生物环境之间以CO2的形式流动，在生物群落内部以有机物的形式流动，即碳元素以 CO2 形式流动的过程有①(光合作用)②③④(均为呼吸作用)，但在⑦过程中以有机物的形式流动，D错误。 学生用书⬇第84页 二、能量流动、物质循环和生物富集的关系 项目 能量流动 物质循环 生物富集 范围 生态系统各营养级 生物圈 生态系统各营养级 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 单向流动、逐级积累、全球性 形式 光能→化学能→热能 无机物↔有机物 不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物 过程 沿食物链(网) 在生物群落与非生物环境间循环往复 沿食物链(网) 联系 ①在群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同时进行，彼此相互依存，不可分割； ②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解； ③物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力，也是生物富集的动力； ④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集 (2024·河南新乡一模)铀是一种危险的环境污染物，具有化学和放射的双重毒性。实验小组调查了某被铀污染的海域中某种鱼不同器官的铀含量，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.食物链是海水中的铀进入该种鱼体内的唯一途径 B.人类捕食该种鱼后，体内的铀相对含量低于该种鱼 C.铀进入体内会影响细胞内其他元素的相对含量 D.各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应 答案：C 解析：海水中的铀进入该种鱼体内的途径不只是食物链，还可能通过该种鱼的呼吸、体表接触等方式，A错误；人类处于更高的营养级，由于生物富集作用，人类捕食该种鱼后，体内的铀相对含量往往高于该种鱼，B错误；铀作为一种有害物质进入该种鱼体内，可能会干扰细胞的正常生理功能，从而影响细胞内其他元素的相对含量，C正确；不是各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应，只有某些难以分解或难以排出的物质才会，D错误。 (2024·北京昌平二模)铷(Rb)元素标记技术可用于研究生物之间的关系。胡萝卜微管蚜是农业主要害虫之一，异色瓢虫是其天敌。研究者在人工环境中向蛇床草喷施RbCl溶液，检测三种生物的Rb含量，结果如下图。下列相关叙述错误的是(　　) A.实验前需检测蛇床草和昆虫体内Rb含量 B.喷施RbCl溶液后再移入昆虫 C.蚜虫和异色瓢虫是通过食物链被Rb标记 D.蚜虫到异色瓢虫的能量传递效率接近100% 答案：D 解析：实验前需检测蛇床草和昆虫体内Rb含量，作为初始数据与后期的数据形成自身前后对照，A正确；本实验目的是用铷(Rb)元素标记技术研究生物之间的关系，为保证实验结果的准确性，保证昆虫体内的铷(Rb)元素来自于其他生物而非环境，喷施RbCl溶液后再移入昆虫，B正确；由于实验中向蛇床草喷施RbCl溶液，而实验结果蚜虫和异色瓢虫也出现Rb，说明蚜虫和异色瓢虫是通过食物链被Rb标记，C正确；能量传递效率是相邻两个营养之间同化量的比值，通常是10%~20%，蚜虫和异色瓢虫是两个种群而非两个完整的营养级，能量传递效率并非100%，图中两者的Rb含量基本一致是生物富集的结果，D错误。 微专题专练3　生态系统功能的探究 (时间：30分钟　满分：40分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订!) 1-4题每小题4分，共16分。 1.如图为某生态系统的碳循环示意图，图中汉字为生态系统的组成成分，字母表示丙中的部分生物，数字代表生理过程。下列分析正确的是(　　) A.碳元素在群落中的生物之间主要以CO2的形式进行流动 B.丁为分解者，该生态系统中的分解者是指腐生细菌和真菌 C.图中生物B灭绝，短时间内生物D的数量一定减少 D.图中①为生产者的呼吸作用，③为分解者的分解作用 答案：D 解析：碳元素在群落中的生物之间主要以含碳有机物的形式进行流动，A错误；图为某生态系统的碳循环示意图，乙、丙、丁都有箭头指向甲，故甲为大气中的 CO2 库，乙与甲之间为双向箭头，故乙为生产者，乙、丙都有箭头指向丁，故丁为分解者，则丙为消费者，生态系统中的分解者主要是腐生细菌和真菌，也有腐食性动物等，B错误；D的食物来源有两条途径：A→B→D和A→D，若题图中生物B灭绝，则生物A的能量直接传递到生物D(食物链缩短)，故短时间内生物D的数量可能会增加，C错误；题图中的甲为大气中的 CO2 库，乙为生产者，丙为消费者，丁为分解者，故①为生产者的呼吸作用，③为分解者的分解作用，D正确。 2.如图为生态系统中碳循环的模式图，下列叙述错误的是(　　) A.1代表生产者，6代表光合作用或化能合成作用 B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递 C.在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1 D.1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环 答案：B 解析：分析题图：1、2、3都有箭头指向4，4是大气中的CO2库，根据双向箭头可判断出1是生产者；其次判断分解者，分解者除了一个箭头指向4外，其他箭头都指进来，因此3为分解者；其余均为消费者，即2为消费者；5和7是呼吸作用，6代表光合作用或化能合成作用，A正确。碳元素在1、2、3生物群落之间是以含碳有机物的形式传递的，而在它们与4之间是以CO2的形式传递的，B错误。生产者所含的有机物最多，在食物链中占有碳元素最多，所以在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1(生产者)，C正确。1、2、3中含有的碳元素以CO2形式在群落和无机环境之间进行循环，D正确。 3.某生态系统中，镉在沿着食物链传递的过程中产生生物富集现象。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，各营养级所积累的镉的相对浓度如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.图示四个营养级中的所有生物构成生物群落 B.该生态系统的食物链可表示为丙→甲→乙→丁 C.镉沿食物链不断聚集并最终积累在最高营养级，随生物的遗体残骸等能回归非生物环境 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：C 解析：图示不同营养级的生物包括该生态系统的生产者和消费者，但未包括分解者，不能构成生物群落，A错误；某些有害物质沿食物链积累，因此图中含有镉浓度越高，营养级越高，故该生态系统的食物链可表示为丁→乙→甲→丙，B错误；镉在沿着食物链传递的过程中产生生物富集现象，即镉沿食物链不断聚集并最终积累在最高营养级，随生物的遗体残骸等回归非生物环境，C正确；丁的镉浓度最低，说明其所处的营养级最低，则其固定的能量最多，由于能量流动是单向流动、逐级递减的，因此四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁>甲＋乙＋丙，D错误。 4.某小组调查某河流的食物链和生物体内的汞(Hg)含量，选取某一河段，获取数据如下表所示。下列叙述正确的是(　　) 生物种类 消化道内的食物 Hg含量/(mg/kg体重) 鱼A 鱼B 70 鱼B 水蚕 40 河蚌 水蚕、小球藻 20 水蚕 小球藻 5 小球藻 2 A.根据表中生物摄食关系，可组成4条食物链 B.据表分析，鱼B与河蚌的种间关系是捕食和种间竞争 C.一般生物所处营养级越低，体内汞的含量越高 D.根据调查结果分析，河蚌占据第二、第三营养级 答案：D 解析：根据表中生物摄食关系，组成的食物链有3条，即小球藻→河蚌、小球藻→水蚕→河蚌，小球藻→水蚕→鱼B→鱼A，A错误；鱼B与河蚌都以水蚕为食，故鱼B与河蚌的种间关系是种间竞争，B错误；重金属会沿食物链和食物网在生物体内富集，故一般生物所处营养级越高，体内汞的含量越高，C错误；河蚌所在的食物链有小球藻→河蚌、小球藻→水蚕→河蚌，因此河蚌占据第二、第三营养级，D正确。 5.(10分)(2025·南宁高三期中)稻虾综合种养模式是一种新型的生态农业模式，能显著改善水体浮游植物群落结构，提高浮游植物多样性，促进小龙虾的养殖。螟虫是一种水稻害虫，小龙虾捕食浮游动植物、螟虫、有机碎屑、动植物尸体等，可使螟虫数量下降。回答下列问题： (1)该农业生产模式中，生产者有　　　　　　　　，该组成成分在生态系统中的作用是　　　　　　　　　　。 小龙虾在该生态系统的组成成分是　　　　　　　　，其处在多个不同营养级的原因是　　　　　　　　　　。 (2)水稻、龙虾、浮游植物等各物种在群落中的地位和作用，包括　　　　　　　　　　　　　　　　(写出2点)，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。 (3)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。物质作为能量的载体，使能量沿着　　　　流动；能量作为　　　　，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。 答案：(1)浮游植物、水稻　通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中　消费者和分解者　小龙虾捕食多个不同的营养级的生物　(2)空间位置、占有资源情况　(3)食物链(网)　动力 解析：(1)小龙虾捕食浮游动植物、害虫，说明小龙虾是消费者，摄食有机碎屑、动植物尸体说明小龙虾是分解者，故小龙虾在该生态系统的组成成分是消费者和分解者，由于小龙虾捕食多个不同的营养级的生物，故其处在多个不同营养级。在生态系统中，生产者(浮游植物、水稻)通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用。(2)一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。(3)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。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。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。 6.(14分)(2025·青岛高二期中)在碳循环过程中，地球系统存储碳的载体称为碳库，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、社会经济系统和大气(CO2)之间碳循环如图所示。 (1)生态系统中的各组分通过　　　　、　　　　紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以　　　　的形式进行。 (2)从生态系统的概念分析，农田土壤可以看作生态系统的依据是　　　　　　　　，由图可知，农田土壤碳库由　　　　　　　　　　　　　　　　组成。 (3)农田土壤碳汇等于有机碳的投入与土壤呼吸、肥料分解排放的差值。农作物的碳汇等于__________________ 　　　　　　　与农作物呼吸消耗、人类收获和其他用途消耗量等的差值。 (4)我国提出的“双碳”目标，力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为实现“双碳”目标，请结合文中信息分别从碳源和碳汇的角度提出具体措施：__________________。 答案：(1)能量流动　物质循环　二氧化碳　(2)农田土壤是由生物群落和相应的非生物环境相互作用形成的统一整体　土壤有机碳、微生物活动和根系生长　(3)农作物光合作用固定的二氧化碳量　(4)减少碳源方面：节能减排、调整能源结构、推广清洁能源、发展替代能源等；增加碳汇方面：植树造林、保护海洋生态(或生态保护、建设和管理)等 解析：(1)生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行。(2)农田土壤是由生物群落和相应的非生物环境相互作用形成的统一整体，可以看作生态系统。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三部分构成。(3)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与农作物呼吸消耗、人类收获和其他用途消耗量等的差值。(4)为实现我国提出的“双碳”目标，则要力争减少碳排放、增加碳吸收。措施有：减少碳源方面：节能减排、调整能源结构、推广清洁能源、发展替代能源等具体措施；增加碳汇方面：植树造林、保护海洋生态(或生态保护、建设和管理)等具体措施。 学生用书⬇第85页 学科网（北京）股份有限公司 $