第3章 第3节 生态系统的物质循环-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境配套课件PPT（人教版 单选版）

该高中生物学课件聚焦生态系统物质循环，涵盖碳循环过程、生物富集、能量流动与物质循环关系及土壤微生物分解作用，通过案例导入（如温室效应）衔接能量流动前序知识，以学案设计为支架帮助学生构建知识体系。 其亮点是结合碳循环图解、铅/DDT富集实例及土壤微生物分解实验，培养科学思维与探究实践能力，通过概念体系建构和迁移训练强化生命观念，助力学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源提升效率。

第3节　生态系统的 物质循环 学习目标 1.概述生态系统的物质循环过程，理解物质循环的含义。 2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。 3.说明能量流动和物质循环的关系。 4.尝试探究土壤微生物的分解作用。 聚焦·学案一 碳循环 聚焦·学案二 生物富集、能量流动和物质循环的关系 课时跟踪检测 目录 随堂小结 聚焦·学案三 探究土壤微生物的 分解作用 聚焦·学案一 碳循环 学案设计 (一)理清碳循环的过程 1.碳循环过程图解 (1)图中①~⑤表示的过程： ①__________，②__________，③__________，④_______， ⑤_________。 (2)A、B、C表示的生物类群： A._____________ ，B.____________ ，C.________ 。 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 捕食 分解作用 初级消费者 次级消费者 分解者 (3)循环形式 ①在生物群落与非生物环境间：主要以__________的形式进行。 ②在生物群落内：以_____________的形式进行。 (4)温室效应 ①加剧原因：主要是_________的开采和使用，大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应。 ②我国采取的措施：一是减少________________；二是大力__________，提高森林覆盖率。 二氧化碳 含碳有机物 化石燃料 二氧化碳排放 植树种草 2.碳循环过程分析 3.正确认识温室效应 (二)理解物质循环的概念要素 碳、氢、氧、氮、 磷、硫 全球性 种养结合 [典例]　碳中和是指CO2的排放量与吸收量相等。如图为某生态系统的碳循环示意图。下列叙述错误的是 (　　) A.丁的作用是将动植物遗体残骸和动物的粪便等分解为无机物 B.碳在生物群落和非生物环境之间循环的主要形式是CO2 C.过程①表示光合作用和化能合成作用，过程②表示呼吸作用 D.实现碳中和时，②③④途径释放的CO2总量等于①固定的CO2量 √ [解析]　据图可知，甲、乙之间是双向箭头，且进入甲的箭头多，故甲代表大气中的CO2库，乙为生产者；箭头由乙指向丙，故丙为消费者；乙、丙都有箭头指向丁，则丁为分解者，丁的作用是将动植物遗体残骸、动物的粪便等分解为无机物，A正确。碳在生物群落和非生物环境之间循环的主要形式是CO2，B正确。乙为生产者，可通过①(光合作用或化能合成作用)固定CO2，也能通过②(呼吸作用)向甲释放CO2，C正确。图中②③分别是生产者、消费者的呼吸作用，④是分解者的分解作用，但由于人类燃烧化石燃料等活动释放的CO2未包含在内，所以②③④途径释放的CO2总量等于①固定的CO2量时不能实现碳中和，D错误。 [易错提醒] 辨析物质循环的三个易错点 (1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。 (2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。 (3)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。 迁移训练 1.判断下列叙述的正误 (1)参与生态系统物质循环的是组成生物体的各种化合物。( ) (2)碳循环是指CO2在不同生物之间的循环流动过程。( ) (3)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质与能量可以循环利用。( ) (4)任何生态系统都需要源源不断地输入能量，而物质则是自给自足、循环往复的。( ) (5)碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用，显著加剧了温室效应。( ) (6)从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统。( ) × × × × × × 2.低碳生活的理念已被人们普遍认同，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.生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2 B.参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者 C.减少化石燃料的燃烧、大力植树种草将有利于减少大气中的CO2 D.③过程增强后②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中CO2 √ 解析：生物群落内部进行碳循环的物质形式是有机物，A错误；参与③过程的生物为生产者，③过程包括光合作用和化能合成作用，B错误；减少化石燃料的燃烧、大力植树种草可增加CO2的吸收，将有利于减少大气中的CO2，C正确；可以通过增强③减少大气中的CO2，比如通过植树造林减少温室效应，D错误。 3.碳循环是维持生态系统功能的基本过程。草地碳库中80%~94%的碳储存在土壤中，因此草地对大气CO2浓度的调控能力主要取决于土壤碳形式及含量的变化过程。草地土壤有机碳储量受到气候、植物多样性、微生物活动及土壤质地的调控；而无机碳储量则主要受到土壤性质和气候环境的控制。下列叙述错误的是 (　　) A.碳循环是在整个生物圈范围内进行的 B.碳循环过程中，CO2仅能通过光合作用进入生物群落 C.在生物地球化学循环中，碳元素年周转量可能比磷元素多 D.草地土壤中有机碳主要为含碳有机物，无机碳主要为碳酸盐 √ 解析：碳循环是在整个生物圈范围内进行的，A正确；碳循环过程中，CO2能通过光合作用和化能合成作用进入生物群落，B错误；生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少，C正确；草地土壤中有机碳主要为含碳有机物，无机碳主要为碳酸盐，D正确。 4．碳中和要求碳的排放量等于吸收量，可采取以下4种途径实现：碳替代(清洁能源替代化石能源等)、碳减排(减少碳的排放)、碳封存(收集CO2，实施地质封存，使化石能源的碳回归地层等)、碳循环(人工碳转化和森林固定CO2等)。碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求。下列叙述错误的是(　　) A．达到碳中和时，生物圈内化石燃料燃烧释放的CO2等于生物体CO2的吸收量 B．碳循环是指组成生物体的碳元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程 C．碳替代可使部分碳脱离碳循环，碳替代可弥补能源的不足，实现碳减排 D．对海洋生态系统进行改善，可通过碳循环、碳封存等途径减少大气中CO2含量 √ 解析：达到碳中和时，生物圈内所有生物通过呼吸作用释放的CO2以及化石燃料燃烧释放的CO2等于生物通过光合作用等吸收的CO2总量，A错误；碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程，B正确；碳替代(如清洁能源替代化石能源等)可以减少对传统含碳能源的使用，使部分碳脱离碳循环，同时清洁能源可弥补传统能源的不足，减少碳排放，实现节能减排的目的，C正确；对海洋生态系统进行改善，可通过碳循环(如海洋生物对CO2的吸收等)、碳封存(如将CO2固定在海洋沉积物中等)等途径减少大气中CO2含量，改善生态环境，D正确。 聚焦·学案二 生物富集、能量流动和物质循环的关系 学案设计 (一)实例分析生物富集 1.概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种______或难以降解的________，使其在机体内浓度______环境浓度的现象。 2.特点 (1)沿着食物链逐渐在生物体内______，最终积累在食物链的______。 (2)具有________。 3.实例1：铅的循环及其生物富集 (1)铅的循环：铅原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布。 元素 化合物 超过 聚集 顶端 全球性 (2)铅的来源及进入生物体的途径 (3)铅的生物富集：一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会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。 4.实例2：重金属盐和DDT等农药的生物富集作用 (1)过程：生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链(网)流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在生物富集作用，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示： (2)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，因此生物富集现象也是全球性的。 ②有害物质沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级。 |情|境|探|究|思|考| 　　DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂，不易分解。下图是某小型湖泊中的食物网，图中数值可表示有害物质DDT在不同生物体内的含量。回答下列问题： (1)该食物网共有____条食物链，写出鹭作为次级消费者的食物链：___________________。 (2)由图可知，营养级越高的生物，获取的食物中有害物质浓度越高，同时自身越难_________________，使得有害物质积累起来。食物链不仅是DDT等有害物质移动和浓缩的通道，也是__________和能量流动的通道。 7 水生植物→鱼B→鹭 代谢排出有害物质 物质循环 (3)图中数值可表示有害物质如DDT通过食物链逐级积累和浓缩，并在生物体内高度富集，依据图中数据你能得出什么结论? 提示：DDT在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐渐增高。 　[典例]　重金属盐对生物体具有毒害作用。下表为某湖泊中甲~戊几种鱼类体内的Hg和Pb含量(单位：ng·g-1)，下列叙述正确的是 (　　) A.甲体内Hg和Pb含量最少，推断甲属于该湖泊生态系统中的生产者 B.根据表中数据推测，丁和戊很可能是肉食性动物 C.乙和丙占据相同的营养级，丙和丁不可能处在同一营养级 D.Hg和Pb沿着食物链逐渐在生物体内聚集，体型越大的生物体内含量越多 元素 甲 乙 丙 丁 戊 Hg 17.8 61.9 70.4 117.0 112.0 Pb 27.3 34.9 52.5 84.3 75.8 √ [解析]　据题意可知，题表为某湖泊中甲~戊几种鱼类体内的Hg和Pb含量，则甲属于消费者，A错误。在食物链中，营养级越高，重金属积累越多，丁和戊体内Hg和Pb的含量明显高于其他鱼类，说明它们在食物链中处于较高营养级，很可能是肉食性动物，B正确。乙和丙体内重金属含量较为接近，可能占据相同的营养级；丙和丁体内重金属含量有差异，但仅根据重金属含量，不能说明它们不可能处在同一营养级，C错误。Hg和Pb沿着食物链逐渐在生物体内聚集，但并不是体型越大的生物体内含量越多，而是营养级越高的生物体内含量越多，D错误。 (二)理清能量流动和物质循环的关系 项目 能量流动 物质循环(以碳循环为例) 形式 太阳能→化学能→热能(主要形式) _________(无机物→有机物→无机物) 特点 ___________________ _______________________ 范围 生态系统各营养级 生物圈(全球性) 联系 ①能量的固定、储存、转移、释放都离不开物质的合成和分解等过程，两者同时进行，彼此相互依存、不可分割； ②能量流动和物质循环都借助_______________进行； ③物质是能量沿食物链(网)流动的______； ④能量是物质在生态系统中循环往复的______ 化学元素 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 食物链和食物网 载体 动力 迁移训练 1.判断下列叙述的正误 (1)镉、汞等重金属可沿食物链不断积累和浓缩。( ) (2)生物富集具有全球性。( ) (3)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。( ) (4)在生态系统的物质循环过程中分解者起着关键的作用。( ) (5)能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落与非生物环境之间循环往返。( ) √ √ × √ √ 2.关于生态系统的物质循环和能量流动，下列叙述错误的是 (　　) A.碳循环具有全球性 B.除了碳循环，其他物质如氮、硫等，在生态系统中也反复循环 C.没有太阳能，自然界的能量流动难以维持 D.狼捕食兔，兔体内的能量就全部流入到狼体内 √ 解析：物质循环具有全球性，A正确；在生态系统中，组成生物体的C、H、N、P等元素，不断进行着从非生物环境到生物群落，再回到非生物环境的循环，即在生态系统中反复循环，B正确；地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳，没有太阳能，自然界的能量流动难以维持，C正确；能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的，因此狼捕食兔，兔体内的能量不会全部流入到狼体内，D错误。 3.科研人员调查某水域生态系统各成分中有机氯农药DDT污染的状况，得到如下表所示检测结果。下列说法错误的是 (　　) A.DDT在生物群落和非生物环境之间循环往复，不能被分解 B.DDT几乎污染了该生态系统所有成分 C.营养级越高，生物体内的DDT含量越高，称为生物富集 D.水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢 √ 不同成分 水 底泥 水生植物 浮游动物 底栖动物 鲫鱼 乌鳢 DDT含量/(μg/kg) 0.1 0.7 6.3 21.0 37.9 19.4 124.4 解析：生态系统中的物质循环是指某些化学元素在非生物环境与生物群落中的循环，DDT等难以降解的化合物进入生物体后，很难被生物体排出，从而积蓄在体内，A错误；据表分析，该生态系统中的组成成分几乎都被DDT污染，B正确；生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，营养级越高，生物体内的DDT含量越高，符合生物富集的特点，C正确；生态系统中的能量流动是逐级递减的，故水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢，D正确。 4．镉(Cd)等重金属沿食物链在生物体内会 发生富集。研究人员对某地土壤及相关生物Cd 含量情况的检测结果如图。下列叙述错误的是 (　　) A．草原野鼠属于初级消费者 B．镉(Cd)在蚯蚓体内的含量高于环境浓度是一种生物富集现象 C．这种生物富集作用是因为能量流动具有逐级递减的特点 D．可以把蚯蚓作为指示物种，监测污水处理对群落的影响 √ 解析：由题图可知，草原野鼠属于初级消费者，A正确；镉(Cd)等重金属在蚯蚓体内的含量高于环境浓度是一种生物富集现象，B正确；这种生物富集作用是因为进入生物体内的镉等重金属能够形成比较稳定的化合物，不易被生物体排出，C错误；蚯蚓体内重金属含量较高，且容易捕获，所以可以把蚯蚓作为指示物种，监测污水处理对群落的影响，D正确。 聚焦·学案三 探究土壤微生物的分解作用 基本知能 1.实验原理 (1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物是_________成分。 (2)分解者的作用是将环境中的________分解为无机物，分解速度与所处环境的______、______等生态因子有关。 分解者 有机物 温度 湿度 2.实验步骤与现象分析 项目 案例1 案例2 实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉 实验 设计 实验组 对土壤高温处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤______处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 ___________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物 不做 土壤中是否含微生物 实验 现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生_____________ B B1 变蓝 B2 不产生砖红色沉淀 结论分析 微生物对落叶有_______作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 砖红色沉淀 分解 续表 探究问题 1.探究土壤微生物在落叶分解中的作用 (1)实验的自变量和因变量是什么? 提示：自变量是土壤微生物的有无；因变量是土壤中落叶的分解程度。 (2)在实验中是如何控制自变量的? 提示：实验组土壤经高温处理，以消灭土壤中的微生物；对照组土壤不做处理。 2.探究土壤微生物对淀粉的分解作用 (1)实验的自变量和因变量是什么? 提示：自变量是土壤微生物的有无；因变量是淀粉的分解程度。 (2)实验中选用什么试剂检测因变量的变化? 提示：用碘液和斐林试剂检测。 (3)请简要叙述该实验的设计思路。 提示：取两个烧杯编号为A、B，放入等量淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入30 mL蒸馏水。在室温(20 ℃左右)环境放置7 d后，分别取A、B烧杯中的溶液20 mL，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2，B1、B2。在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂，加热。观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。 迁移训练 √ 1.枯枝落叶等的分解离不开分解者，分解者的分解活动受温度的影响较大。下图表示①②③④4个生态系统中枯枝落叶的分解情况，其中最可能表示热带雨林生态系统的是 (　　) A.① B.② C.③ D.④ 解析：热带雨林生态系统中，气温较高、湿度较大，水分充足，微生物等分解者活动旺盛，枯枝落叶的分解速率最大，分解达95%所需时间最短，A正确。 2.下表为“探究土壤微生物的分解作用”实验的相关处理，下列叙述正确的是 (　　) 注：“+”表示进行处理，“-”表示不进行处理。 实验处理与结果 第1组 第2组 实验处理 60 ℃恒温箱处理土壤1 h + - 将落叶埋入土壤 + + 实验结果 落叶是否腐烂 否 是 A.该实验中第1组为对照组，第2组为实验组 B.将落叶埋入土壤前要用塑料袋进行密封处理 C.若第1组落叶也有轻微腐烂，可能是落叶携带的微生物所致 D.60 ℃恒温箱处理土壤1 h，土壤的理化性质不会发生任何改变 √ 解析：据表分析可知，第1组对土壤进行处理，第2组未做任何处理，因此第1组应为实验组，第2组为对照组，A错误；落叶埋入土壤前不能用塑料袋进行密封处理，否则落叶无法接触到土壤，也无法探究土壤微生物的分解作用，B错误；实验中灭菌处理的是土壤，落叶并未做灭菌处理，因此相同条件下，若实验组叶片也有轻微腐烂，可能是叶片携带的微生物所致，C正确；60 ℃恒温箱处理土壤1 h，土壤的理化性质会有一定程度的改变，但对实验影响较小，D错误。 3.为探究土壤微生物的分解作用，教材设计了两个实验方案。方案1：以带有落叶的土壤为实验材料，观察落叶在土壤微生物的作用下的腐烂情况；方案2：以土壤浸出液和淀粉糊为材料，检测土壤微生物对淀粉的分解情况。下列关于方案设计的分析，不合理的是 (　　) A.方案1和方案2都遵循了单一变量原则，采用了对照实验的方法 B.方案1应设置两组，实验组土壤应不做处理，对照组土壤进行灭菌处理 C.方案1土壤灭菌处理要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量 D.方案2可加入碘液通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况 √ 解析：方案1和方案2都遵循了单一变量原则，采用了对照实验的方法，A合理；方案1实验组应对土壤进行灭菌处理，对照组不做处理，B不合理；方案1的自变量是土壤中是否存在微生物，土壤的理化性质属于无关变量，应保持相同且适宜，灭菌处理时尽量避免土壤理化性质被破坏，C合理；方案2中淀粉分解情况可以用碘液来检测，D合理。 4.某小组开展了“验证土壤微生物的分解作用”实验。一组土壤灭菌，另一组土壤不做处理，检测土壤中落叶的分解情况，下列对实验的分析正确的是 (　　) A.落叶也可以灭菌，以避免落叶表面的微生物对实验的影响 B.土壤理化性质属于该实验的无关变量，对实验结果没有影响 C.实验组落叶的分解速率明显高于对照组的分解速率 D.该实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落 √ 解析：该实验的自变量是土壤微生物的有无，但落叶表面的微生物对实验结果有影响，因此落叶也可以灭菌，以避免落叶表面的微生物对实验的影响，A正确；该实验中，土壤的理化性质(如温度、pH)属于无关变量，对实验结果是有影响的，B错误；实验组由于缺乏土壤微生物的作用，其落叶的腐烂程度明显低于对照组，C错误；该实验所用土壤中的所有生物(而不是微生物)构成了一个微型的生物群落，D错误。 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.进入工业社会以后，温室效应加剧的主要原因是__________ ______________，治理温室效应的根本措施有__________________ _________________ (答出一点即可)。 2.在自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使大气中的氮可以被植物所利用，另一方面又通过反硝化作用使氮不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。但是农业生产中还要向农田中不断地施加氮肥，这样做的原因是____________________________________。 化石燃料的开采和使用 开发新能源，减少化石燃料的燃烧 农产品输出过程中农田中氮元素会减少 3.在近海海域，多营养层次生态养殖模式迅速发展，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养 殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。从物质循环角度评价上述立体套养的生态养殖模式的优势：____________________________ ________________________________________________________________________________________。 实现了物质的分层分级利用，提高了物质的利用效率，加速了物质循环，减少了污染物的积累，有利于维持生态系统的稳定 4.研究人员对伶仃洋搁浅死亡的中华白海豚体内物质进行测定，结果检测到全氟和多氟烷基物质(PFAS)，这些物质都容易沿着食物链逐渐在生物体内积累，原因是它们满足以下条件：________________ ___________________________________________________ (至少回答两点)。 ①容易从环境中吸收，而不易排出；②该物质化学性质稳定，不易分解 5.碳汇是指通过光合作用将CO2转化为有机碳，并储存在植物、土壤等媒介中，腐殖质是土壤中有机物经过微生物的自然分解而形成的一类有机化合物。 (1)研究人员通过探究不同采伐强度下针阔混交林生态系统碳储量的动态变化发现，重度采伐样地的土壤层碳汇能力增强，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。 重度采伐后，大量的凋落物进入土壤，为微生物提供了更多的有机物来源，微生物分解作用增强，更多的有机碳转化为腐殖质储存于土壤中 (2)科研人员研究了不同程度的山火对植被碳密度(植被碳密度是指单位面积土地上植物中碳元素的重量，单位为t·hm-2)的影响，发现土壤碳储量随山火程度增加而减少，可能的原因是________________ ______________________________________________________________________________________________________________ (答出一点即可)。 山火程度增加，植被碳密度下降，导致植物凋落物减少，土壤中凋落物有机物的积累减少；植被碳密度下降，转移至地下根的有机物减少 三、综合检测反馈 1.海洋蓝色碳汇中的“生物泵”是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程，以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底转移的过程，基本过程如图所示。海洋中生物储碳主要由海洋微型生物(包括细菌和原生动物等)完成。下列叙述错误的是(　　) A.海洋浮游植物主要通过光合作用进行固碳 B.碳在群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环 C.海洋微型生物均为分解者，能将有机碳分解为无机碳 D.“生物泵”参与维持海洋生态平衡和调节全球气候 √ 解析：海洋浮游植物的固碳主要是通过光合作用进行的，A正确；碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2形式进行传递，CO2主要通过光合作用从非生物环境进入生物群落，通过呼吸作用从生物群落进入非生物环境，B正确；由题意及题图分析可知，海洋微型生物将溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，并且海洋微型生物种类繁多，不都是分解者，C错误；依据题干信息可知，通过“生物泵”实现了颗粒有机碳由海洋表面向海底转移，对于维持海洋生态平衡和调节全球气候具有重要作用，D正确。 2.图1是某生态系统各组成成分之间的关系示意图，图2是某生态系统碳循环示意图，其中字母代表生物类型，序号代表过程。下列相关叙述正确的是 (　　) A.图1的丁、图2的B均代表分解者，其一定是细菌等微生物 B.图2的过程①只代表光合作用，②③⑤代表呼吸作用 C.图1中丙、图2中B的存在，能够加快生态系统的能量循环 D.图1中乙和丁是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁” √ 解析：图1中，乙为生产者，甲为非生物的物质和能量，丁为分解者，丙为消费者；图2中，A为生产者，B为分解者，C、D为消费者。即图1的丁、图2的B均代表分解者，但不一定是细菌等微生物，如蚯蚓，A错误；图2的过程①代表光合作用和化能合成作用，②③代表呼吸作用，⑤代表分解者的分解作用，B错误；图1中丙是消费者，图2中B是分解者，消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，生态系统中的能量不能循环流动，C错误；图1中乙是生产者、丁是分解者，生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”，D正确。 3.(2025·湖北高考)蚯蚓通常栖息在阴暗、潮湿的土壤环境中，以落叶、禽畜粪便和线虫等为食。四溴双酚A(TBBPA)是土壤中常见的污染物之一。科研人员以蚯蚓为实验对象，将其培养在浓度为1 mg/kg的TBBPA污染土壤中进行30天富集实验，然后将蚯蚓转至干净土壤进行30天排出实验，实验结果如下图。下列叙述错误的是 (　　) A.蚯蚓在生态系统中既是消费者也是分解者 B.蚯蚓对TBBPA的富集效应在20天以后趋于饱和 C.该实验结束时蚯蚓被其他捕食者所食，TBBPA不会沿食物链传递 D.15天时蚯蚓体内富集的TBBPA浓度约是初始实验环境中TBBPA的8倍 √ 解析：蚯蚓以落叶、禽畜粪便为食时属于分解者，以线虫为食时属于消费者，所以蚯蚓在生态系统中既是消费者也是分解者，A正确；从实验结果图可以看出，在20天以后，蚯蚓体内TBBPA浓度曲线趋于平缓，说明蚯蚓对TBBPA的富集效应在20天以后趋于饱和，B正确；TBBPA是土壤中常见的污染物，具有生物富集作用，若实验结束时蚯蚓被其他捕食者所食，TBBPA会沿食物链传递，C错误；由图可知，初始实验环境中TBBPA浓度为1 mg/kg，15天时蚯蚓体内TBBPA浓度约为8 μg/g=8 mg/kg，所以15天时蚯蚓体内富集的TBBPA浓度约是初始实验环境中TBBPA的8倍，D正确。 4．镉污染是常见的重金属污染之一，镉易被植物吸收，存留在植物的可食用部分。植物受镉毒害时，一般会表现为叶片发黄，植株缺水、萎蔫，细胞以及整个植株的生长发育受到较强抑制，植株生物量下降。下列叙述错误的是(　　) A．镉会通过植物进入生物群落并在生物体内富集 B．镉会参与生态系统的物质循环，但其不具有全球性 C．人类活动产生大量的镉可能会提高镉污染的风险 D．可以利用易吸收镉的植物对环境中的镉富集后进行集中处理 √ 解析：镉会通过植物进入生物群落，会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，A正确；由于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，因此重金属镉等有害物质的富集具有全球性，B错误；镉污染是常见的重金属污染之一，人类活动产生大量的镉，可能会提高镉污染的风险，C正确；镉易被植物吸收，可以利用易吸收镉的植物对环境中的镉富集后进行集中处理，D正确。 5．植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂成为腐殖质。某中学的生物兴趣小组对落叶腐烂的原因及不同土壤中微生物的分解能力进行了实验探究，下列有关叙述正确的是(　　) A．若要验证落叶腐烂是由于土壤微生物的分解作用，则实验的自变量是土壤微生物分解作用的有无 B．土壤中的各种动物及微生物共同组成群落，各种微生物在生态系统中均属于分解者 C．若用等量的热带雨林土壤和农田土壤进行实验，则相同时间内热带雨林土壤中未腐烂落叶的量较多 D．土壤微生物对落叶的分解是通过微生物的呼吸作用实现的，都与细胞中的线粒体有关 √ 解析：若要验证落叶腐烂是由于土壤微生物的分解作用，则实验的自变量是土壤微生物分解作用的有无，A正确；一定区域内的各种动物、植物及各种微生物共同组成群落，土壤中的自养型微生物属于生产者，B错误；热带雨林土壤中微生物的分解能力强，若用等量的热带雨林土壤和农田土壤进行实验，则相同时间内热带雨林土壤中未腐烂落叶的量较少，C错误；落叶的腐烂是由于土壤中微生物的分解作用，实质是通过细胞呼吸将有机物分解，土壤中的微生物包括细菌和真菌等，细菌是原核生物，细胞中无线粒体，另外有些微生物进行的是无氧呼吸，也与线粒体无关，D错误。 6.农田生态系统在全球碳循环中具有突出地位。研究人员对某县农田生态系统的碳循环进行研究，构建如图所示农田生态系统碳循环模式。回答下列问题： (1)农田生态系统中主要的生产者是_________，主要通过光合作用进行固碳，并通过_____________________(填方式)最终将碳输入大气碳库。  农作物 呼吸作用和分解作用 解析：农田生态系统中主要的生产者是农作物。生产者固定的碳最终通过呼吸作用和分解作用输入大气碳库。农作物自身的呼吸作用会将体内的有机物分解产生二氧化碳释放到大气中；农作物的遗体残骸等会被分解者分解，通过分解者的分解作用也会将碳以二氧化碳的形式释放到大气中。 (2)从能量流动角度分析，农田生态系统植被碳库中的能量相当于生态系统中___________________________的能量，这些能量通过________(填形式)输向土壤碳库，土壤碳库中的有机碳输出的主要方式是___________________。  生产者用于生长、发育和繁殖 有机物 微生物的分解作用 解析：从能量流动角度来看，农田生态系统植被碳库中的能量是生产者固定的能量中去除被自身呼吸消耗的能量后剩余的部分，这相当于生态系统中生产者用于生长、发育和繁殖的能量，这些能量通过有机物的形式输向土壤碳库，比如农作物的凋落物、秸秆等都是含有能量的有机物。土壤碳库中的有机碳输出的主要方式是微生物的分解作用。 (3)农田生态系统碳循环过程复杂，影响因素众多，共同决定着农田生态系统最终是“碳源”还是“碳汇”。试分析农田松土给农作物的生长及全球气候变暖等方面可能带来的影响：______________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  松土可增加土壤中的氧气含量，有利于农作物根系进行有氧呼吸，促进根系对矿质元素等的吸收，从而有利于农作物的生长；同时松土会促进土壤中微生物的有氧呼吸，加快土壤中有机碳的分解，使更多的碳以二氧化碳的形式释放到大气中，加剧全球气候变暖(合理即可) 解析：农田松土给农作物的生长及全球气候变暖等方面可能带来的影响见答案。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 一、选择题 1.近几年，随着“碳中和”目标的提出，生态系统的碳循环过程备受关注。科学家研究发现，某森林生态系统中，植物的光合作用固定了大量二氧化碳，同时土壤微生物的分解作用也显著影响了碳的储存和释放。下列相关叙述正确的是(　　) A.海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用 B.碳循环在生物群落内部主要以CO2的形式进行 C.生态系统中碳的循环与能量流动是两个相对独立的过程 D.生态系统的物质循环中所说的“物质”是指组成生物体的化合物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用，A正确；碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在群落内部以含碳有机物的形式流动，B错误；生态系统中的物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存、不可分割，C错误；生态系统的物质循环中所说的“物质”是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.生物圈中的物质循环主要包括碳循环、氮循环与磷循环等。由于化合物性质不同，氮循环与磷循环的全球性弱于碳循环。下列叙述正确的是 (　　) A.由于氮循环的存在，不需要定期向农田中施加氮肥 B.生物圈中物质循环通常在生产者、消费者、分解者之间进行循环 C.微生物可将土壤中难利用的磷转成可利用的离子而促进磷循环 D.生物群落中各种生产者固定的能量伴随物质循环而进行循环流动 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：农田生态系统会有农产品输出，导致氮元素不能都回归土壤，所以农田需定期施加氮肥，A错误；物质循环是在生物群落与非生物环境间进行的，并非局限于生物群落，B错误；土壤中难利用的磷被微生物作用后可转化为可以利用的离子，促进磷循环过程，C正确；能量只会沿着食物链单向流动，不会循环流动，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.能量流动与物质循环是生态系统的主要功能，两者之间存在一定的关系。下列相关叙述错误的是 (　　) A.生态系统中消费者的存在可以加快物质循环的过程 B.能量流动和物质循环的主要渠道是食物链和食物网 C.在物质循环中，组成生物体的C、H、O等元素可以被生物群落反复利用 D.物质循环是能量流动的动力，二者可以将生态系统中的各种组成成分联系在一起 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：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。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，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.为探究土壤微生物的分解作用，某实验小组设计了以下实验流程：①收集树叶→②处理土壤→③将树叶装袋后掩埋→④称重、比较。下列有关叙述错误的是 (　　) A.实验组土壤需在60 ℃恒温箱处理1小时 B.本实验对自变量的控制利用了减法原理 C.步骤③中应将树叶装在塑料袋中掩埋 D.用香蕉替代树叶可缩短实验所需时间 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：探究土壤微生物的分解作用实验中，实验组需要对土壤进行灭菌，即实验组土壤需在60 ℃恒温箱中处理1小时，利用了控制变量的减法原理，A、B正确；步骤③中的树叶应该装在网袋中，若装在塑料袋中则不能和微生物接触，达不到实验目的，C错误；与树叶相比，香蕉更易腐烂，所以用香蕉可以缩短实验所用时间，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5.生态系统中碳循环的部分过程如图所示，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析错误的是 (　　) A.甲表示生产者，丙表示分解者，丁表示肉食性动物 B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向 C.图中①②③过程会伴随着能量的传递 D.非生物环境中的CO2可来自细胞呼吸和燃料燃烧 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：图中甲与大气中的CO2库之间是双向箭头，说明甲是生产者；甲、乙、丙生物都有箭头指向丁，则丁为分解者；乙是初级消费者；丙是次级消费者，为肉食性动物，A错误。图中箭头表示碳元素在生物群落与非生物环境之间以二氧化碳的形式传递，在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，B正确。物质循环过程伴随着能量流动，故图中①②③过程会伴随着能量的传递，C正确。非生物环境中的CO2可以来自动植物的细胞呼吸和分解者的分解作用，也可以来自化石燃料的燃烧，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 6.农用塑料薄膜聚乙烯(PE)可被PE降解菌分解生成微塑料，微塑料存在生物富集现象。施用N、P等肥料可促进PE降解菌的分解作用。蚯蚓不能消化PE但可通过搅动使PE分布更均匀。下列叙述错误的是 (　　) A.蚯蚓的活动有助于PE的分解 B.N、P等肥料的施用会缓解土壤的微塑料污染 C.生物体内的微塑料浓度会沿着食物链逐渐升高 D.微塑料的生物富集现象具有全球性的特点 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：据题干信息可知，蚯蚓的搅动可使PE在土壤中分布更均匀，使PE降解菌更容易接触和分解PE，从而间接促进PE的分解，A正确；施用N、P等肥料可以促进PE降解菌的分解作用，从而加速PE的分解生成微塑料，微塑料存在生物富集现象，故N、P等肥料的施用会加剧土壤的微塑料污染，B错误；微塑料存在生物富集现象，故生物体内的微塑料浓度会沿着食物链逐渐升高，C正确；微塑料的生物富集现象具有全球性的特点，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.海洋生物的碳汇作用是通过生物泵(BP)和微型生物碳泵(MCP)实现的，BP是指浮游植物通过光合作用固定CO2，并形成颗粒有机碳从海洋表层向深层运输。MCP是指微型生物将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使其不易被分解释放。下列叙述错误的是 (　　) A.MCP增加了海洋储碳量，可减轻全球的温室效应 B.参与MCP过程的微生物在生态系统中属于生产者 C.和BP相比，MCP固定的碳更难再次参与物质循环 D.和MCP相比，光照强度变化对BP过程影响更显著 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：MCP是指微型生物将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，增加了海洋储碳量，可减轻全球的温室效应，A正确；根据题意可知，参与MCP过程的微生物直接利用的物质是有机物，不属于生产者，B错误；由于MCP能将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，而惰性溶解有机碳难以被微生物利用参与物质循环，因此和BP相比，MCP固定的碳更难再次参与物质循环，C正确；BP过程是通过光合作用过程实现的，因此和MCP相比，BP过程受光照强度的影响更显著，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8.磷(P)是导致水体富营养化的重要营养元素之一，湖水中P会随生物遗体残骸、排泄物等沉入底泥。当遇到风浪扰动时，浅水型湖泊底泥中的P会进入上层水体而被生物重新利用；深水型湖泊因水体过深，底泥中的P无法被风浪扰动进入上层水体。若仅考虑P循环，下列叙述错误的是 (　　) A.水中P沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端 B.定期清除底泥对减缓两种类型湖泊富营养化具有不同效果 C.减少外源P的输入是控制深水型湖泊富营养化的关键措施 D.相同条件下，浅水型湖泊比深水型湖泊更易发生富营养化 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：生物富集通常指重金属或不易分解的有害物质(如DDT)存在的现象，P不会沿食物链在生物体内聚集而积累在食物链顶端，A错误。浅水型湖泊底泥中的P易被风浪扰动重新进入水体，定期清除底泥可有效减少P的循环利用；而深水型湖泊底泥中的P难以扰动，清除底泥对其富营养化影响较小，因此定期清除底泥对缓解两种类型湖泊富营养化的效果不同，B正确。深水型湖泊因水体过深，底泥中的P无法被风浪扰动进入上层水体，减少外源P的输入是控制深水型湖泊富营养化的关键措施，C正确。由题意及以上分析可知，相同条件下，浅水型湖泊比深水型湖泊更易发生富营养化，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9．自然界中，碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环，各个碳库的碳储量在较长一段时间内保持基本稳定，这就是处于“碳中和”状态。“碳封存”是降低大气CO2含量的重要举措。下表为地球各主要碳库的碳储量。下列叙述错误的是(　　) 碳库 碳储量/Gt 碳库 碳储量/Gt 大气圈 720 岩石圈 60 000 000 海洋无机碳 37 400 陆地水圈 1~2 海洋有机碳 1 670 化石燃料 4 130 陆地生物圈 1 800 其他 250 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 B．虽然岩石圈碳库是最大的，但对人类生命活动影响最大的碳库是大气圈 C．在生态系统的组成成分中，能够实现“碳封存”的主要成分是生产者 D．当全球达到“碳中和”的目标时，其吸收的CO2量应等于全球生物细胞呼吸释放的CO2量 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：在生态系统中，碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，A正确；从表格数据可知，岩石圈碳库的碳储量最大，但人类的各种活动(如呼吸、工业生产等)直接与大气圈进行碳交换，大气圈中CO2含量的变化会直接影响气候等，对人类生命活动影响最大，B正确；生产者(如绿色植物、某些自养细菌等)通过光合作用等过程，将大气中的CO2固定并转化为有机物，从而实现“碳封存”，是能够实现“碳封存”的主要成分，C正确；当全球达到“碳中和”目标时，吸收的CO2量应等于全球产生的CO2总量，而不只是全球生物细胞呼吸释放的CO2，人类活动(如化石燃料燃烧等)也会产生大量CO2，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 二、非选择题 10.如图为生态系统碳循环示意图，A、B、C、D是生态系统的组成成分，请据图回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)此生态系统的能量流动是从_____(填图中字母)生产者固定太阳能开始的。  C 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)碳元素在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以_______形式进行的。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，这就是生态系统的__________，这里的生态系统指的是________，因此具有______性。镉、汞等重金属进入生物体内后不易被排出，使其在机体内的浓度超过环境浓度，此为___________现象。  CO2 物质循环 生物圈 全球 生物富集 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)如果题图表示含有硝化细菌及绿色植物的一个生态系统，则图中D→C过程是通过______作用和__________作用实现的，C→D过程是通过______作用实现的，B→D过程是通过______作用实现的。  光合 化能合成 呼吸 分解 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11.凋落物分解是森林自维持机制的核心，通过物质再生、生境塑造和能量传递，保障生态系统的可持续性。全球变化(如变暖、氮沉降)可能改变分解过程，进而影响森林功能。回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)凋落物中的有机物被生态系统组成成分中的_________转化为无机养分，重新被植物吸收利用，可形成“植物—凋落物—土壤—植物”的闭合循环，减少对外部肥料的依赖，维持森林系统生产力。但如果森林生态系统不能得到系统外的能量补充，该生态系统就会崩溃，其原因是____________________________________________。 分解者 能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的分解者，分解者可将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物。如果森林生态系统不能得到系统外的能量补充(如太阳能)，该生态系统就会崩溃，其原因是能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)部分有机碳以稳定的腐殖质形式长期储存在土壤中，成为重要碳库(碳封存)，凋落物分解过程中会释放CO2参与碳循环。我国北方森林比南方森林碳封存更显著的原因是____________________________ _____________。  北方气温相对较低，微生物分解速率较慢 解析：北方气温相对较低，抑制了土壤微生物的活动，微生物分解速率较慢，因此我国北方森林比南方森林碳封存更显著。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)研究表明，凋落物中N元素含量影响凋落物降解速率。研究者根据各树种凋落物的初始含量归类为高N组和低N组，将每个树种的凋落物单独装入尼龙网中，检测10年来的凋落物分解情况，结果如图。据图分析，凋落物分解速率与初始N含量的关系是__________________________________________ _______________________________________________________。进一步研究发现，与低N组相比，高N组中发现了更多的 微生物残体，其原因可能是________________ ________________________________________ ___________________________________。  初期(0~5年)凋落物分解速率与初始氮含量呈正相关，后期(5~10年)凋落物分解速率与初始氮含量呈负相关 高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：由图分析可知，初期(0~5年)凋落物分解速率与初始氮含量呈正相关，后期(5~10年)凋落物分解速率与初始氮含量呈负相关。进一步研究发现，与低N组相比，高N组中发现了更多的微生物残体，其原因可能是高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)在光裸的岩地演替出森林的过程中，群落的结构越来越复杂，群落中物种丰富度逐渐加大，需要的前提条件是__________________________，说明了凋落物分解能够加快群落演替的速度。  土壤中有机物越来越丰富 解析：在光裸的岩地演替出森林的过程中，群落的结构越来越复杂，群落中物种丰富度逐渐加大，需要的前提条件是土壤中有机物越来越丰富，说明了凋落物分解能够加快群落演替的速度。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $