第3章 第4节 生态系统中的物质能被循环利用-【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（浙科版）

该高中生物学课件聚焦生态系统物质循环，系统阐述水循环、碳循环、氮循环过程及生产实践应用，通过学习目标引导，以四层学习内容为支架，衔接生态系统结构知识，帮助学生构建从必备知识到核心价值的认知体系。 其亮点在于融合科学思维（如“三看法”解析碳循环环节）、探究实践（人工浮床污水净化实验），强化生命观念中的物质与能量观。采用模型构建、图表分析、案例讨论等方法，学生能直观掌握循环规律，教师可高效落实核心素养，提升教学针对性与学生学习效率。

第四节 生态系统中的物质能被循环利用 学习目标 1.说出水循环的过程。 2.概述碳循环的主要形式及过程。 3.概述氮循环的过程。 4.举例说明物质循环原理在生产实践中的应用。 目 录 01 四层学习内容1 落实必备知识 02 03 04 四层学习内容2 融通关键能力 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 四层学习内容 落实必备知识 1 主干知识梳理 1.生物在水循环中起的作用很小 (1)水循环的概念:指地球上的水通过蒸发、______等过程进行不断的循环。 (2)水循环方式:____ _和____ _。 (3)水循环的动力:____ _。 (4)水循环对生态系统的影响:促进__________从一个生态系统到另一个新的生态系统。 冷凝 降水 蒸发 太阳能 营养物质 2.二氧化碳是碳循环的主要形式 (1)碳的存在形式 ①非生物环境:______和碳酸盐、化石燃料。 ②生物群落:_________ _。 CO2 含碳有机物 (2)碳循环过程 请写出图中各标号的名称: ①____________________，②__________，③捕食， ④ ___________________，⑤燃烧，⑥__________。 呼吸作用(细胞呼吸) 光合作用 呼吸作用(细胞呼吸) 分解作用 3.固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用 (1)氮循环概念 自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮可以被______利用，另一方面又通过反硝化作用使氮不断重返______，从而使非生物环境与生物群落中的氮处于动态平衡中。氮循环包括______、氨化、硝化和________等过程。 生物 大气 固氮 反硝化 (2)固氮途径 ______固氮 通过闪电、宇宙射线、陨石、火山爆发等所释放的能量进行固氮 ______固氮 在高温、高压、催化剂的作用下，将氮气还原为氨气 ______固氮 通过________和蓝细菌等自养或异养微生物进行固氮 高能 工业 生物 固氮菌 (3)氮循环中的三类作用 氨化 作用 指______和尿酸等通过土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌的代谢活动，转变为_______________并把它释放出来的过程 硝化 作用 指氨和铵盐被_____细菌(包括亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌)氧化为__________和硝酸盐的过程 反硝化 作用 硝酸盐等含氮化合物在_______细菌的作用下转化为N2、NO和N2O的过程 尿素 无机化合物(氨) 硝化 亚硝酸盐 反硝化 4.人类运用生态系统的物质循环规律，在生产实践中实现资源多层次利用 意义 运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和__________，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向 举例 ①物质循环利用的生态工程:农作物秸秆的“过腹还田”、“桑基鱼塘”生态工程、“蔬菜-鸡、猪-沼气”系统; ②城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理 能量流动 1.判断下列说法的正误 (1)物质循环的关键环节是分解者的分解作用。( ) (2)物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的。( ) 提示:物质循环指物质在生物群落与非生物环境之间的循环利用。 预习效果自评 √ × (3)生物在全球水循环中具有主导性作用。 ( ) 提示:生物在全球水循环中所起的作用很小。 (4)物质的循环往复离不开能量的供应。( ) × √ (5)物质循环和能量流动的终点相同。 ( ) 提示:能量流动的终点是以热能的形式散失到非生物环境中，不能再利用。物质循环过程中物质是循环利用的，没有终点。 (6)固氮细菌是唯一能够把氮气转变为植物可利用氮的生物。( ) 提示:固氮菌和蓝藻均可进行生物固氮。 × × 2.根据下面的碳循环示意图，完成有关问题: (1)写出图中①~⑥表示的过程: ①__________，② __________，③ ___________，④ ________，⑤ ___________，⑥ _______。 (2)写出A、B、C、D表示的生物类群: A. ________，B. ________，C. ___________，D. ____________。 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 3.哥本哈根气候变化大会引起人们对温室气体排放的关注，大会所倡导的低碳生活获得普遍认可。请以示意图形式写出生物群落、大气中的CO2库及化石燃料的关系，“→”表示三者之间的关系，并描述各“→”的含义。 提示: 化石燃料→大气中的CO2库，此过程表示化石燃料的燃烧;生物群落→大气中的CO2库，此过程表示细胞呼吸;大气中的CO2库→生物群落，此过程表示光合作用(化能合成作用)。 精要内容把握 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.二氧化碳是碳循环的主要形式。 2.氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。 3.在自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮可以被生物所利用，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。 4.运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。 四层学习内容 融通关键能力 2 提能点（一）　生态系统中的碳循环 任务驱动 分析自然界碳循环的简图，回答下列有关问题。 (1)图中的甲、乙、丙分别是什么?①②③分别表示什么过程?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)? 提示:图中的甲、乙、丙分别是分解者、消费者、生产者。①表示分解者的分解作用，②③分别表示生产者、消费者的呼吸作用。大气中CO2进入生物群落的主要途径是④。 (2)碳循环都是双向的吗?说明理由。 提示:不都是。CO2在生物群落和非生物环境之间是双向循环的。但在生物群落内部，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。 (3)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:会打破碳循环平衡，使大气中CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量就会明显增多。 生成认知 1.碳循环分析 (1)碳存在形式 ①非生物环境:CO2、碳酸盐和化石燃料。 ②生物群落:含碳有机物。 (2)碳循环形式 过程 进入生物群落 生物群落内部 返回非生物环境 形式 CO2 含碳有机物 CO2 方式 光合作用和化能合成作用 通过食物链或食物网 a.生产者和消费者的呼吸作用;b.分解者的分解作用;c.化石燃料的燃烧 方向 在生物群落内部单向，在生物群落与非生物环境之间双向 (3)碳元素的传递规律 碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系统各组成成分的依据)。 2.碳循环的过程图解 3.海洋对调节大气圈中的碳含量起着非常重要的作用 (1)大气中二氧化碳含量增加→进入水圈，水圈中的二氧化碳含量随之增加→大气中二氧化碳含量减少。 (2)大气中二氧化碳发生局部短缺→水圈中的二氧化碳会更多地进入大气圈→大气中二氧化碳含量增加。 4.物质在生态系统中循环往复运动特点的应用 改进农业生产方式，例如:采用种养结合的模式，在稻田里养鸭、养鱼。 5.碳循环常见模式图解分析 图甲 先根据双向箭头判断，a和b分别为生产者和大气中的CO2库，再根据a和c均指向d，判断d为分解者，剩下的c为消费者 图乙 根据a与c之间的双向箭头以及其他成分均有指向c的箭头判断，a是生产者，c是大气中的CO2库;根据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 续表 续表 图丙 根据a与e之间的双向箭头以及其他成分均有指向a的箭头判断，a为大气中的CO2库，e为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中各成分都有箭头指向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 图丁 根据CO2与A之间的双向箭头判断，A是生产者，A、B、C均有箭头指向动植物遗体和动物的排遗物，其箭头又指向D，说明D是分解者，进一步判断B为初级消费者，C为次级消费者 [例1]　(2025·金华卓越联盟联考)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。 [例2]　某生态系统碳循环部分示意图如图，已知A为绿色植物，C为分解者。下列叙述错误的是 (　　) A.字母D表示大气中的CO2库，除图示来源外，也可以由水圈中溶解的CO2扩散补充 B.若此生态系统中的生物群落处于顶极状态，则生产者A固定的CO2量几乎等于所有次级生产者排放的CO2量 C.若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，D的含义可改为非生物环境，并增加“光→A”，去除原图中“D→A”、“→E→” D.若该生态系统表示生物圈，包括地球上所有生物及其生存环境，生物圈在物质上可以实现自给自足 √ [解析]　题图显示:A、B、C、E均有箭头指向D，说明D表示大气中的CO2库，除图示来源外，也可以由水圈中溶解的CO2扩散补充，A正确;当生态系统的生物群落处于顶极状态时，群落中几乎不存在净生产量，即生产者A制造的有机物的量(固定的CO2的量)几乎等于包括生产者在内所有个体的有机物的消耗量(排出的CO2量)，次级生产者包括消费者和分解者，B错误;若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为非生物环境，其他字母及文字代表的含义不变。因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、 特点之一是单向流动，所以还需要修改之处有:增加“光→A”，去除原图中“D→A”、“→E→”，C正确;生物圈是最大的生态系统，生物圈包括地球上所有生物及其生存环境，生物圈在物质上可以实现自给自足，D正确。 [思维建模] “三看法”快速确认碳循环的各环节 1.(2025·杭州期末)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 (　　) 跟踪训练 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。 √ 2.如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是 (　　) A.生物圈通过碳循环实现碳元素的反复利用 B.温室效应的形成与图中d有关 C.植树造林可减少D中CO2的含量 D.a为呼吸作用 √ 解析:生物圈通过碳循环实现碳元素的反复利用，A正确。E化石燃料燃烧大大增加了CO2的排放，打破了生物圈中碳平衡，加剧了温室效应，B正确。植树造林，通过光合作用能大量吸收CO2，从而维持CO2平衡，C正确。a为光合作用，b、c为呼吸作用，D错误。 3.如图为碳循环示意图，下列相关叙述错误的是 (　　) A.过程⑤活动加强会打破生物圈中的碳平衡 B.完成碳循环的关键环节是①③和④ C.过程②越复杂，则该生态系统抵抗外界干扰的能力越强 D.大气中CO2含量能够保持动态平衡，没有明显的季节变化 √ 解析:过程⑤为化石燃料的大量燃烧，使CO2被大量释放，从而打破了生物圈中的碳平衡，A正确;完成碳循环的关键环节是①光合作用、③细胞呼吸和④微生物的分解作用，B正确;过程②越复杂，说明生态系统的营养结构越复杂，则该生态系统抵抗外界干扰的能力越强，C正确;冬季气温低，植物光合作用弱，吸收CO2减少，人们需要燃烧化石燃料取暖，使CO2排放增多，故大气中CO2含量会随季节变化，D错误。 提能点（二）　氮循环与水循环 任务驱动 氮是生命活动中的一种重要的大量元素，占大气的78%，是一种惰性气体，不能被大多数生物直接利用。如图是自然界中氮循环示意图。 (1)图中数字表示生物或过程，请思考图示中①与②各表示什么过程? 提示:图中①表示生物固氮，②表示高能固氮。 (2)④为什么过程?请举例说出参与该过程的生物。 提示:④是硝化作用，参与该过程的生物主要是硝化细菌。 (3)⑥过程在氧气充足条件下受抑制，如果地球上没有进行该过程的生物，将会产生什么影响? 提示:⑥表示反硝化作用，如果地球上没有进行该过程的生物，将会导致大气中氮气越来越少。 生成认知 1.水循环过程模型及解读 循环模型 续表 模型解读 (1)图示中①过程(降水)与②过程(蒸发)是水循环的两种方式; (2)陆地的降水量(①)大于蒸发量(②+④:生物蒸腾作用);海洋的降水量(①)小于蒸发量(②); (3)⑤表示地表径流，推动营养物质从一个生态系统转移至另一个新的生态系统; (4)⑥表示地下水流，主要是一些地下暗河等 主要特点 ①地球表面的蒸发量和降水量基本持平; ②陆地的降水量大于蒸发量，海洋的降水量小于蒸发量; ③生物在全球水循环过程中所起的作用很小 2.物质循环实例——氮循环 (1)氮循环的一般形式:生物(有机物)→氨→亚硝酸盐→硝酸盐→生物(有机物)。 (2)微生物在氮循环中的作用 模型构建 续表 模型解读 ①生物固氮:将氮气转化为氨(只有微生物可以进行); ②氨化作用:将有机氮转化为无机氮(主要是微生物进行); ③反硝化作用:含氮化合物在反硝化细菌作用下转化为N2、NO和N2O; ④硝化作用:化能自养代谢(只有微生物可以进行); ⑤铵盐和硝酸盐同化作用，植物和微生物都可以进行 3.固氮途径 生物固氮 大气中的N2 NH3 工业固氮 大气中的N2 NH3 高能固氮 大气中的N2 氨或硝酸盐 [例1]　地球上的水通过不同形态的变化过程进行不断的循环。下列叙述错误的是 (　　) A.水的循环形态有固态、液态和气态 B.生物蒸腾在水循环中起着巨大作用 C.降水和蒸发是水循环的主要方式 D.地表径流造成低地土壤相对肥沃 √ [解析]　水的循环形态有固态、液态和气态三种，A正确；水循环主要依靠太阳能推动，生物因素在水循环中的作用比较小，B错误；降水和蒸发是水循环的主要方式，C正确；地表径流会导致地表土壤的营养成分被水冲走，从而造成低地土壤相对肥沃，D正确。 [例2]　如图为氮循环示意图，下列有关叙述不正确的是 (　　) A.①过程中通过生物固定的氮素远多于其他途径固定的氮素 B.进行②过程的生物的代谢类型为异养需氧型 C.进行③和④过程的生物分别主要是生产者和消费者 D.⑤过程能增加土壤的肥力，有利于农业生产 √ [解析]　①生物固氮过程中通过生物固定的氮素远多于其他途径固定的氮素，A正确。进行②硝化作用过程的生物如硝化细菌，其代谢类型为自养需氧型，B错误。进行③吸收硝酸盐的生物主要是绿色植物，属于生产者；④蛋白质在生物体体内代谢产生尿素，进行该过程的生物主要是动物，属于消费者，C正确。⑤施肥过程能增加土壤的肥力，有利于农业生产，D正确。 跟踪训练 √ 1.由于太阳能的推动，地球上的水通过不同的方式，以不同的形态在地球上不断循环。下列关于水循环叙述中，错误的是 (　　) A.水循环的主要方式是蒸腾、冷凝和降水 B.降水的主要形式是雨、雪和冰雹 C.水循环的区域范围是海洋、陆地与大气 D.地球上水的形态有固态、液态和气态 解析:蒸发和降水是水循环的主要方式，A错误；降水的主要形式是雨、雪和冰雹，B正确；水循环的区域范围是海洋、陆地与大气，C正确；水的循环形态有固态、液态和气态三种形式，D正确。 2.生态系统的物质循环包括碳循环、氮循环、磷循环等。如图是全球氮循环示意图，据图分析下列叙述正确的是 (　　) √ A.能够固氮的微生物是生产者 B.空气中的氮只有通过生物固氮作用才进入生物群落 C.氮循环与碳循环、磷循环等不是彼此独立的，是密切关联和相互作用的 D.氮循环指的是氮气、含氮化合物在生物群落和非生物环境之间循环 解析:能够固氮的微生物不一定是生产者，如根瘤菌利用的有机物由与其互利共生的豆科植物提供，故其为消费者，A错误；由图可知闪电也可以固氮，B错误；生物圈中各元素的循环不是彼此独立的，是密切关联和相互作用的，C正确；氮循环指的是氮元素在生物群落和非生物环境之间循环，D错误。 3.长江的水体污染主要是由于流入长江的次级河流在流经城镇时，城市中的生活污水、工业废水大量排入河流，造成河流污染。某小组利用人工浮床技术对次级河流中水质净化分析，实验装置如图。 (1)图中植物的作用是____________________。若是生活污水中的N、P污染，该植物采收后可以直接用作饲料，若是工业废水中的金属污染，则可干燥处理后用来提取铜、锌、汞等金属。 解析:据题意可知，人工浮床能净化河水，主要是其中的植物能吸收矿质元素。 吸收水中的化学元素 (2)该小组利用人工浮床开展了“菰(茭白)和菖蒲对生活污水净化效果”的研究，请你写出该实验装置每组应采取的处理措施: ______________________________________________________________________________________。为了避免实验误差，你认为每个实验装置中的植物株数应　　 　　　。  一组只栽菰(茭白)；一组只栽菖蒲；一组混栽等量的菰(茭白)和菖蒲；一组空白对照(不栽植物) 相等且多株 解析:该小组利用人工浮床开展了“菰(茭白)和菖蒲对生活污水净化效果”的研究，自变量是种植的植物种类，因变量是污水中的N、P含量。对实验装置处理应分为四组，第一组为空白对照组、第二组为菰(茭白)种植组、第三组为菖蒲种植组、第四组为菰(茭白)和菖蒲混合种植组。观察各组污水中的N、P含量，从而探究出净化效果。 (3)该工程能有效防止“水华”发生，提高水体的透明度。其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。  解析:“水华”现象发生的主要原因是河流中的藻类植物大量繁殖，而藻类植物大量繁殖与水体中N、P等元素含量高及光合作用强直接相关。 一方面浮床植物在生长过程中能利用水中的N、P污染物，减少藻类生长所需的无机盐；另一方面又能通过遮光作用来抑制水体中藻类的生长繁殖 (4)该小组实验结果如表，从此表中看出，该小组研究的因变量为______________________，你能从表中得出的结论是______________ ____________________________________________________________ _______________________________________。  污水中N、P含量的变化 两种植物不论单独种植还是等量混合种植净化效果均明显高于对照组(或菖蒲对总磷的去除效果明显高于菰和菖蒲混合种植) 污水中TN、TP去除率的比较/% 处理 总氮(TN) 总磷(TP) 对照 42.6 38.8 菰 92.8 83.3 菖蒲 92.7 94.3 混合 94.9 84.7 解析:根据表中数据可看出，污水中N、P含量的变化是实验的因变量，且对照组的N、P去除率最低。从表中得出的结论是两种植物不论单独种植还是等量混合种植，净化效果均明显高于对照组。 四层学习内容 浸润学科素养和核心价值 3·4 思维拓展——归纳与概括能量流动和物质循环的关系 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 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 全球性、循环性 范围 生态系统的各营养级 生物圈(全球性) 联系 ①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往复的动力；④它们同时进行，相互依存，不可分割 续表 图示 素养训练 1.(2025·温州月考)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 √ 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。 2.(2025·浙江新力量联盟期中)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 (　　) 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 √ 解析：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，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，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，D正确。 3.如图表示某自然生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，下列叙述正确的是 (　　) A.图示显示该生态系统的物质和能量是自给自足的 B.能量①和能量④能被生产者再度利用，实现能量的循环利用 C.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 D.碳以CO2形式进入生物群落，又以有机物的形式离开生物群落 √ 解析:该生态系统中的能量需要太阳能不断补充，A错误；能量①和④为呼吸作用过程中释放的能量，不能被生产者再度利用，B错误；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，C正确；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无机环境，D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一、选择题 1.下列现象或过程与碳循环无关的是(　　) A.温室效应 B.呼吸作用 C.生物富集 D.捕食 解析：生物富集是通过食物链积累某些元素或难以分解的化合物，和碳循环无关。 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 2.在生态系统的碳循环过程中，以含碳的有机物形式流动一般不发生在 (　　) A.大气和生产者之间 B.生产者和植食动物之间 C.肉食动物和分解者之间 D.生产者和分解者之间 解析：碳元素在大气和生产者之间以二氧化碳的形式往返，A符合题意。 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 3.(2025·绍兴月考)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 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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。 15 16 4.如图是水循环示意图，能完整组成海陆间水循环至少需要的环节是 (　　) A.①③④⑤ B.①②③④⑤ C.②③ D.①②④⑤ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：分析题图可知，①表示水蒸气输运，②表示海洋上空降水，③表示蒸发，④表示陆地上空的降水，⑤表示地表径流。则完整组成海陆间水循环至少需要的环节是①③④⑤。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5.如图是碳循环示意图，下列有关标号①②③④的叙述，正确的是 (　　) A.①表示分解作用 B.②过程中断，碳循环仍能正常进行 C.③过程只能由绿色植物来完成 D.④表示能源开采 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：①表示生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用，A错误；②表示化石燃料的燃烧，即使中断，碳循环仍能正常进行，B正确；③也可以由能进行化能合成的自养生物或能进行光合作用的蓝细菌等生物来完成，C错误；④表示能源储存，D错误。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 6.(2025·杭州西湖区模拟)垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是 (　　) 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动 B.X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气 C.添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源 D.压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品，实现物质的循环再生 15 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：为保证堆肥体中微生物的活性，可以对堆肥体进行翻动以提供充足氧气和营养，A错误；X中需要添加合适的菌种来分解有机物才能产生沼气，B正确；添加的木屑有利于堆肥体通气，木屑也可作为某些微生物的碳源，C正确；压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品，有利于实现物质的循环再生和能量的多级利用，D正确。 15 16 7.大气中CO2过多与碳循环失衡有关。根据下图所作出的判断错误的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.增加自养生物种类和数量有利于降低大气中的CO2含量 B.大气中CO2的增加主要与异养生物②的数量增加有关 C.该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落 D.该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动 15 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：自养生物能利用大气中的CO2，有利于降低大气中的CO2含量，A正确；大气中CO2的增加主要与化石燃料的燃烧有关，B错误；生态系统中的自养生物为生产者，所有异养生物包括消费者和分解者，这些生物共同构成了生物群落，C正确；该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动，能量是单向流动、逐级递减的，D正确。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 8.(2025·嘉兴平湖模拟)下列关于生态系统中能量流动和物质循环的叙述，错误的是 (　　) A.任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充 B.生产者和分解者的部分生理活动是完成物质循环的重要环节 C.生态系统的物质循环指的是CO2或有机物等物质的循环 D.研究生态系统的能量流动可以帮助人们合理地调整能量流动关系　 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由于能量流动是逐级递减的，所以任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常功能，A正确；生产者和分解者的部分生理活动是完成物质循环的重要环节，B正确；生态系统的物质循环指的是某些元素的循环，而不是化合物的循环，C错误；研究生态系统的能量流动可以帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方向，D正确。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9.(2025·杭州阶段考)氮是组成细胞的基本元素之一，在自然界以多种形式存在。氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，图示为氮循环部分过程。下列说法正确的是 (　　) 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 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.氮在农田生态系统中能够循环往复利用 C.硝化作用主要由分解者完成，同时伴随着能量流动 D.无机氮进入生物群落的途径包括生物固氮和植物根系吸收 15 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：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，A错误；由于农田生态系统中氮元素伴随农作物输出，故氮在农田生态系统中不能够循环往复利用，B错误；硝化作用主要由生产者完成，C错误；结合图示可知，无机氮进入生物群落的途径包括生物固氮(硝化作用)和植物根系吸收(无机盐离子)，D正确。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10.“碳中和”是指排出的二氧化碳被回收，实现正负相抵，最终达到“零排放”。下列叙述错误的是 (　　) A.每个生态系统都可以依靠自身结构成分实现“碳中和” B.植树造林、开发清洁能源等措施将助力“碳中和”目标早日实现 C.垃圾分类、回收再利用有利于实现物质的循环利用，可减少碳排放 D.“碳中和”时，生产者吸收的CO2总量不等于消费者和分解者释放的CO2总量 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：不是每个生态系统都可以依靠自身结构成分实现“碳中和”，例如小型的生态系统，尤其人工生态系统的CO2吸收量小于CO2排放量，依靠自身结构成分无法实现“碳中和”，A错误；植树造林、开发清洁能源等能减少CO2，这些措施将助力“碳中和”目标早日实现，B正确；垃圾分类、回收再利用有利于实现物质的循环利用，可减少碳排放，C正确；“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的CO2总量和通过一定途径吸收CO2总量相等，实现CO2的“零排放”，“碳中和”时，生产者吸收的CO2总量不等于消费者和分解者释放的CO2总量，D正确。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11.(2025·金华十校期末)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 (　　) 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 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 15 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 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。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12.如图为生态系统中碳循环示意图， 箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的 是 (　　) A.缺少类群乙则生态系统的物质循环 不能正常进行 B.图中b、c、d过程均可表示不同生物的呼吸量 C.图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成了该生态系统的生物群落 D.由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量　 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：乙表示初级消费者，是生态系统中最活跃的成分，缺少类群乙则生态系统的物质循环能正常进行，A错误；据图分析，b表示呼吸作用，c、d表示捕食关系(以含碳有机物的形式)，B错误；生物群落由生产者、消费者和分解者共同组成，所以甲(生产者)、乙(初级消费者)、丙(次级消费者)、丁(分解者)共同组成了该生态系统的生物群落，C正确；由于摄入量中有部分不能被乙消化吸收，所以乙对食物的同化量远小于摄入量，D错误。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 13.如图为生态系统中碳循环、氮循环的部分示意图，下列说法错误的是(　　) A.碳循环和氮循环伴随着能量的流动 B.同时具有b和d过程的生物不可能有a过程 C.图中a、b、c、d所代表的物质循环具有全球性 D.进行c过程的生物有自生和共生两种类型，可作为生态系统的分解者　 √ 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：碳循环和氮循环伴随着能量的流动，A正确；d代表光合作用或化能合成作用，同时具有b呼吸作用和d化能合成作用过程的生物，如硝化细菌，也有a硝化作用过程，B错误；图中a、b、c、d所代表的物质循环具有全球性，C正确；进行c固氮作用过程的生物有自生和共生两种类型，可作为生态系统的分解者，D正确。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14.图甲为北方某地生态系统的碳循环示意图，字母代表该生态系统的部分组成成分，①~⑥代表相应的生理过程或生产活动；图乙为该地20年间CO2浓度变化的示意图。下列叙述错误的是 (　　) 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.图甲中P、A、B、C、D共同构成生物群落 B.图甲中成分P在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2 C.图乙中冬季CO2浓度变化主要的原因是图甲中①过程减少，⑥过程增加 D.大力开展植树造林和开发新能源是缓解温室效应的良好举措 15 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：据图甲分析，图中P是生产者，而A、B、C、D均属于消费者，P、A、B、C、D不能共同构成生物群落，还缺少分解者，A错误；图甲中，P是生产者，其在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2，B正确；图乙中，冬季①光合作用过程大大减少，⑥煤和石油的利用过程增加，则CO2浓度增加，C正确；植树造林和开发新能源是解决温室效应的良好举措，D正确。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 二、非选择题 15.根据下面的碳循环示意图，回答问题： 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)从微观上看，过程③主要是在细胞内的________中进行的。  15 16 线粒体 解析：分析题图可知，过程③是呼吸作用，呼吸作用主要是在线粒体中进行的。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)碳从非生物环境进入生物群落的主要途径①是__________，除此之外，某些特殊的生态系统中还可通过_______________进入生物群落。碳主要以______的形式从非生物环境进入生物群落。  15 16 光合作用 化能合成作用 CO2 解析：途径①主要是通过绿色植物的光合作用将大气中的碳固定到植物体内，转化为有机物。在极少数特殊的生态系统，如深海热泉生态系统中，生产者主要是化能合成自养型生物，碳进入生物群落是通过化能合成作用。碳主要以CO2的形式从非生物环境进入生物群落，除此之外，植物还可以从土壤中以C、HC的形式吸收碳进入生物群落。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)参与过程④的生物的新陈代谢类型是_____________________ ___________________。  15 16 异养需氧型、异养厌氧 型和异养兼性厌氧型 解析：过程④是通过分解者的分解作用将动植物遗体以及植物的残枝落叶等分解为CO2等释放到非生物环境中，这些分解者的同化类型是异养型，异化作用的类型有需氧型、厌氧型和兼性厌氧型。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (4)由图分析，改善温室效应的最关键措施有哪些？ ________________________________________________________ ___________________________________________________。  15 16 保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率；控制化石燃料的燃烧，减少CO2的排放量，提高能源利用率；开发新能源 解析：分析题图可知，导致大气中CO2增多的因素可能是过程①减弱或在一定程度上受阻，即绿色植物减少，也可能是过程⑤增强，即化石燃料的大量燃烧，因此改善温室效应的最关键措施有保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率；控制化石燃料的燃烧，减少CO2的排放量，提高能源利用率；开发新能源等。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (5)碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用______，因此能量流动具有_____________________的特点。 15 16 热能 单向流动、逐级递减 解析：生态系统中的能量最终以热能的形式散失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，因此能量流动的特点是单向流动、逐级递减。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 16.(2025·湖州期末)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)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__________________________________________。  15 16 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 12 13 14 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。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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__________________________ ______________。  15 16 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 12 13 14 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__________________________ _________________________________________________________。  15 16 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 12 13 14 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。 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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。  15 16 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 $