3.3生态系统的物质循环讲义2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

本讲义聚焦生态系统物质循环核心知识点，系统梳理碳循环的CO₂形式、光合作用与化能合成作用进入生物群落、呼吸作用与分解作用返回无机环境等过程，延伸至物质循环的全球性与循环利用特点，结合生物富集现象及土壤微生物分解作用的探究，构建从理论到实践的学习支架。 资料以“双碳”目标为情境设计典例与变式题，通过碳循环示意图分析、生物富集系数表格解读培养科学思维，依托土壤微生物分解对照实验提升探究实践能力，课中辅助教师情境教学，课后助力学生通过实例强化知识应用，查漏补缺。

第3章 3.3 生态系统的物质循环 内 容 导 航 题型1 碳循环过程与温室效应 题型2 物质循环 题型3 生物富集 题型4 探究土壤中微生物的分解作用 考 点 演 练 题型1 碳循环过程与温室效应 解｜题｜知｜识 （1）碳循环的主要形式是：碳循环的主要形式是CO2 （2）CO2进入生物群落是通过绿色植物的光合作用，此外还有一些自养微生物的化能合成作用实现的。 （3）生物群落中的碳以有机物形式存在。以有机物形式在群落内部流动。 （4）碳以CO2形式返回无机环境，返回无机环境的途径有：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。 （5）物质循环的特点：具有全球性；可以循环反复利用 【典例1】如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述错误的是（　　） 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的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动 【答案】C 【解答】解：A、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； B、分析题图可知食物网为，E大量减少，短期内D因天敌减少而增多，F因食物减少而减少，B正确； C、由分析可知，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； D、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，碳流动主要是以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，碳流动是以含碳有机物的形式进行的，D正确。 故选：C。 【变式1】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标（“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”），我国科研人员采取了“碳减排”、“碳捕集”、“碳封存”和“碳利用”等多种措施。图为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是（　　） A．图中B的作用是促进生态系统的物质循环 B．若图中⑧＝①+②+③+④，则可达成“碳中和” C．图中碳元素以含碳有机物形式流动的过程有⑤⑥⑦⑨ D．植树造林、使用清洁能源等都是达成碳减排的重要措施 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，ABC都有箭头指向D，故D是大气中的CO2库。D有箭头指向A，故A是生产者，是生态系统的基石；遗体残骸能被C利用，故C为分解者，B是消费者，在生态系统的物质循环中具有重要作用，A正确； B、“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，图中①为生产者固定的二氧化碳量，②③④为生产者、消费者和分解者呼吸作用释放的二氧化碳量，⑧为化石燃料燃烧释放的二氧化碳量。用图中数字构建数学模型即为⑧＝①+②+③+④，B正确； C、碳元素在生物群落间以含碳有机物形式流动，在图中的序号是⑤⑥⑦⑨，C正确； D、植树造林可以增加二氧化碳的吸收，使用清洁能源能够减少化石燃料燃烧产生的二氧化碳，这些都是达成碳减排的重要措施，D错误。 故选：D。 【变式2】为实现“碳达峰“、“碳中和”目标（“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”），我国科研人员采取了“碳减排”、“碳捕集”、“碳封存”和“碳利用”等多种措施。图为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是（　　） A．图中B的作用是促进生态系统的物质循环 B．若图中⑧＝①+②+③+④，则可达成“碳中和” C．植树造林、使用清洁能源等都是达成碳减排的重要措施 D．土壤中某些难以分解的物质在B中的含量可能比在A中要高 【答案】C 【解答】解：A、由图可知，ABC都有箭头指向D，D有箭头指向A，故D是大气中的CO2库，A是生产者。遗体残骸能被C利用，故C为分解者。则B是消费者，在生态系统的物质循环中具有重要作用，A正确； B、“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，图中①为生产者固定的二氧化碳量，②③④为生产者、消费者和分解者呼吸作用释放的二氧化碳量，⑧为化石燃料燃烧释放的二氧化碳量。用图中数字构建数学模型即为⑧＝①+②+③+④，B正确； C、植树造林是“碳捕集”的重要措施，C错误； D、土壤中某些难以分解的物质（如重金属、难降解有机物），会随食物链（网）富集。所以某些难以分解的物质在消费者（B）内的含量可能比生产者（A）更高，D正确。 故选：C。 【变式3】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 　能量流动　 、　物质循环　 紧密地联系在一起，形成一个统一整体。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）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 　农田土壤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　 ，由图可知，农田土壤碳库由 　土壤有机碳、微生物活动和根系生长　 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 　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）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 　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　 。 【答案】（1）能量流动 物质循环 二氧化碳 （2）农田土壤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 【解答】解：（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。秸秆还田、保护性耕作和免耕等提高土壤肥力的措施既保证各个环节的物质迁移顺畅也保证主要物质或元素的转化率较高，且通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生，因此，遵循了生态工程的循环原理。 （4）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。 故答案为： （1）能量流动 物质循环 二氧化碳 （2）农田土壤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 题型2 物质循环 解｜题｜知｜识 （1）碳循环的主要形式是CO2。 （2）CO2主要通过绿色植物的光合作用，此外还有一些自养微生物的化能合成作用 进入生物群落。 （3）生物群落中的碳以有机物形式存在，以有机物形式在群落内部流动。 （4）碳以CO2形式返回无机环境，返回无机环境的途径有：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。 【典例1】江河两岸、湖周海滨等易受洪水淹没的区域（洪泛区）土地肥沃、生物种类丰富。在江河或湖区的常年淹没区、水位变动区、季节性洪泛区、偶然洪泛区的不同区段分别生长着沉水植物、浮水植物、湿生植物和旱生植物等。下列叙述错误的是（　　） A．物种组成是区别淹没区与水位变动区两个区域群落的重要特征 B．偶然洪泛区到淹没区的生物种类不同体现的是群落的水平结构 C．淹没区中两种鱼的食性重叠越多，说明二者的生态位分化越不明显 D．该区域内的动植物通过复杂的食物关系实现了物质循环和能量流动 【答案】D 【解答】解：A、群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，A正确； B、水平结构是水平方向上由于光照强度、地形、湿度等因素的影响，不同地段分布着不同的生物种群，偶然洪泛区到淹没区生物种类的差异体现了群落的水平结构，B正确； C、一个物种在群落中的地位或作用，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，两种鱼的食性重叠越多，说明二者的生态位分化越不明显，种间竞争会加剧，C正确； D、物质循环发生在生物群落与无机环境之间，该区域的生物不能通过食物关系实现物质循环，D错误。 故选：D。 【变式1】生态系统的物质循环的特点不包括下列的（　　） A．带有全球性 B．这里生态系统是指生物圈 C．在群落与无机环境之间循环往复 D．在群落的各营养级之间循环往复 【答案】D 【解答】解：A、生态系统物质循环的特点包括带有全球性，A正确； B、生态系统的物质循环又称生物地球化学循环，发生在生物圈中，B正确； CD、物质循环是在群落与无机环境之间而不是在生态系统的各营养级之间，C正确，D错误。 故选：D。 【变式2】结合相关生物学点，对下列成语、谚语和古诗词描述的情景进行的解释，不正确的是（　　） A．“螳螂捕蝉，黄雀在后．”此成语中隐含的食物链具有的营养级数有3个 B．“一山不容二虎”这一谚语，用生态学观点可以解释为，营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也就越少 C．“野火烧不尽，春分吹又生．”显示了生态系统具有恢复力稳定性 D．“水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇．”山清水秀的美景常常令人的赏心悦目、流连忘返，也能激发诗人的创作灵感，这说明生物的多样性具有直接价值 【答案】A 【解答】解：A、“螳螂捕蝉，黄雀在后”这句成语中含有一条食物链为植物→蝉→螳螂→黄雀，此成语中隐含的食物链具有的营养级数有4个，A错误； B、在生态系统中，物质能量是沿着食物链、食物网流动的，并逐级减少，能量传递效率为10%﹣20%．虎是营养级别很高的生物，可得到的能量少，个体数量也就少，为了获得足够的食物维持生存，所以才有了“一山不容二虎”的现象，B正确； C、“野火烧不尽，春风吹又生”体现草原生态系统恢复力稳定性强，C正确； D、自然美景激发了艺术家的创作灵感体现了生物多样性的直接价值，D正确。 故选：A。 【变式3】如图为利用自然生态系统净化城市生活污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘（即氧化塘）示意图．请据图回答下列问题． （1）流经该生态系统的总能量是　生活污水中有机物含有的能量，藻类固定的太阳能　 ．为了维持该生态系统的稳态，还要引进　以藻类为食的动物　 以控制藻类的过度繁殖． （2）敞开式的污水处理塘能充分利用自然条件净化污水，由图示看，氧化塘净化污水的途径有　物理沉降　 、　微生物分解（或藻类吸收）　 和化学分解．处理后的出水和流入污水相比，明显减少的元素是　N、P　 ．氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的　自我调节能力　 是有限的． （3）随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能　需氧型﹣兼性厌氧型﹣厌氧型　 ，它们是该生态系统主要的　分解者　 （成分）． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）流经该生态系统的总能量是生活污水中有机物含有的能量，藻类固定的太阳能．为了维持该生态系统的稳态，还要引进以以藻类为食的动物控制藻类的过度繁殖． （2）由图示看，氧化塘净化污水的途径有物理沉降、微生物的分解、化学分解和藻类植物的光合作用进行的．由图可知，细菌和藻类生活在一起彼此有利，细菌通过分解有机物，为藻类生长提供二氧化碳，N、P矿物质等；藻类的光合作用为细菌的分解作用提供氧气和有机物．生态系统的自我调节能力是有限的． （3）随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能是需氧型、兼性厌氧型、厌氧型，它们是该生态系统主要的分解者． 故答案为： （1）生活污水中有机物含有的能量，藻类固定的太阳能（答不全不得分） 以藻类为食的动物． （2）物理沉降 微生物分解（或藻类吸收） N、P 自我调节能力 （3）需氧型﹣兼性厌氧型﹣厌氧型 分解者 题型3 生物富集 解｜题｜知｜识 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，称作生物富集。 【典例1】DDT是有机氯类杀虫剂。为20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用，DDT能在动物脂肪细胞中积累，对生物造成严重危害。表为某一水域DDT在不同水生动物体内的富集情况，生物富集系数是指生物体内某种有毒物质浓度与水体中该有毒物质浓度的比值。下列相关叙述错误的是（　　） 水生动物 浮游动物 腹足纲动物 贻贝 牡蛎 鱼类 生物富集系数 2.84 0.54 1.71 1.52 26.95 A．鱼类体内的脂肪细胞中的DDT含量最高 B．环境残留的DDT可被植物吸收进入生物群落 C．DDT富集到生物体内，相关氯元素的循环不具有全球性 D．减少有机氯类杀虫剂的使用可以降低该生态系统的生物富集现象 【答案】C 【解答】解：A、根据题意，DDT能在动物脂肪中积累，因此鱼类的体内脂肪细胞中的DDT含量最高，A正确； B、环境残留的DDT可被植物吸收进入生物群落，也可通过饮水进入生物群落，B正确； C、生物富集的元素的循环也具有全球性，C错误； D、根据题意，DDT是有机氯类杀虫剂，则减少杀虫剂的使用可以降低该生态系统的生物富集现象，D正确。 故选：C。 【变式1】日本福岛第一核电站的核污水含有多种放射性物质。其中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石斑鱼不同器官的铀含量，实验结果如表所示。下列有关叙述不正确的是（　　） 器官 肠道 鳃盖 鳃 肝脏 鱼鳞 其他 铀相对含量 42.3% 15.6% 21.2% 7.9% 8.42% 4.58% A．食物链是海水中的铀进入内陆生物体内的途径之一 B．人类捕食石斑鱼后，人体内的铀相对含量高于石斑鱼 C．核污水中铀等有害物质属于生态系统的组成成分 D．各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应 【答案】D 【解答】解：A、铀可以通过食物链从海水进入陆生生物体内，A正确； B、由于生物富集作用，人类捕食石斑鱼后，人体内的铀相对含量会高于石斑鱼，B正确； C、核污水中铀等有害物质属于生态系统的非生物成分，C正确； D、并不是各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应，有些物质可能会被代谢或排出，D错误。 故选：D。 【变式2】土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照（镉含量0.82mg•kg﹣1）。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述错误的是（　　） 镉浓度（mg•kg﹣1） 地上生物量（g•m﹣2） 地下生物量（g•m﹣2） 植物体镉含量（mg•kg﹣1） 植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B 对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7 2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5 5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4 10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6 A．在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集 B．与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物 C．在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大 D．若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大 【答案】B 【解答】解：A、与对照组相比，不同浓度的镉处理下，植物A和B的植物体镉含量都有所增加，说明植物A和B都发生了镉的富集，A正确； B、由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量，地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以与植物B相比，植物A更适合作为土壤镉污染修复植物，B错误； C、由表可知，与对照组相比，植物B生物量下降的更多，说明被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，C正确； D、由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量高于植物B，说明植物A对镉的富集能力更强，若以植物A作动物饲料，镉会沿着食物链进行富集，安全风险更大，D正确。 故选：B。 【变式3】2021年黄河流域“清废行动”共清理黄河中上游5省区各类固体废物（煤矸石等）882.6万吨，2022年将在陕西、山西、河南、山东4省继续开展黄河流域“清废行动”。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，在运输、堆放过程中会形成粉尘，含有很多对人体有害的元素，如汞、铬、镉、铜、砷等；矸石山一旦自燃，会释放出大量的SO2、CO2、CO和H2S以及氮氧化合物等有害物质；煤矸石的重金属会随降水形成地表径流进入土壤。回答下列问题： （1）黄河流域“清废行动”有利于及时消除 　对人体和环境有害的物质　 。 （2）煤矸石含有的重金属进入土壤和水体后，会沿着 　食物链和食物网　 逐渐在生物体内聚集，而且可能在全球范围内循环，最终往往使人深受其害，其原因是 　重金属属于难以降解的物质，通过富集作用在人体内积聚　 。 （3）煤矸石堆放选址应该远离 　水源　 ，以避免水体污染。对于已堆放多年或风化较快的煤矸石山，可以根据其坡度和经济能力加以平整，覆盖植物。选取的植物应该具有的特点是 　耐受性强、抗烟尘能力高　 （答出2点）。 （4）废弃矿区进行生态恢复时，不能仅考虑覆盖植物，还要考虑增加 　土壤微生物　 的种类，提高生态系统的 　自我调节　 能力，以维持生态平衡。 【答案】（1）对人体和环境有害的物质 （2）食物链和食物网；重金属属于难以降解的物质，通过富集作用在人体内积聚 （3）水源；耐受性强、抗烟尘能力高 （4）土壤微生物；自我调节 【解答】解：（1）分析题意可知，黄河流域“清废行动“共清理黄河中上游5省区各类固体废物，故黄河流域清废行动有利于及时消除对人体的有害的元素，避免对人体造成损伤，且结合题意“矸石山一旦自燃，会释放出大量的SO2、CO2、CO和H2S以及氮氧化合物等有害物质”可知，消除该类固体废弃物，可避免对于环境的污染。 （2）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，重金属属于难以降解的物质，进入土壤和水体后，会沿着食物链和食物网逐渐在生物体内聚集，人通常处于食物链的高营养，体内积蓄物质较多，最终往往使人深受其害。 （3）煤矸石堆放选址应该远离水源的地区，以避免水体污染；生物与环境相适应，矿区植物的选择应注意选择耐受性强、抗烟尘能力高的植物，以适应矿区环境。 （4）废弃矿区进行生态恢复时，不能仅考虑覆盖植物，还要考虑增加土壤微生物的种类，提高生态系统的自我调节能力，以维持生态平衡。 故答案为： （1）对人体和环境有害的物质 （2）食物链和食物网；重金属属于难以降解的物质，通过富集作用在人体内积聚 （3）水源；耐受性强、抗烟尘能力高 （4）土壤微生物；自我调节 题型4 探究土壤中微生物的分解作用 【典例1】以带有落叶的表层土壤（深5cm左右）为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，单独处理土壤的情况见下表，处理后的土壤再与落叶混合进行实验。以下有关的叙述错误的是（　　） 分组 1组 2组 3组 4组 土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌 湿润 湿润 较干燥 较干燥 A．该实验探究土壤湿度对土壤微生物分解作用的影响 B．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理 C．以土壤湿度为自变量的对照实验，选择1和4组更容易观察到现象 D．以土壤中有无微生物为自变量的对照实验中对照组为2和4组 【答案】C 【解答】解：A、由表格信息可知，该实验的自变量是是否灭菌和湿度情况，因变量是落叶的分解情况，因此该实验探究土壤湿度对土壤微生物分解作用的影响，A正确； B、为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，B正确； C、以土壤湿度为自变量的对照实验，自然条件下土壤中存在微生物，因此选择2组（不灭菌、土壤湿润）和4（不灭菌、土壤较干燥）组更容易观察到现象，C错误； D、以土壤中有无微生物为自变量的对照实验即是否灭菌，自然条件下土壤中存在微生物，因此2、4组为对照组，D正确。 故选：C。 【变式1】土壤中有很多微生物能够分解纤维素。研究人员在我国南方某地区分别在旱季和雨季采集椰子经济林和热带雨林的土样，研究土壤微生物的分解作用。如图为土壤微生物对纤维素分解的研究结果。下列叙述错误的是（　　） A．在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土样 B．不同时节椰子经济林的土壤中微生物数量相同 C．椰子经济林的微生物分解纤维素的能力高于热带雨林 D．土壤含水量对热带雨林的碳循环影响较大 【答案】B 【解答】A、在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土样，可以减小实验的误差，A正确； B、旱季和雨季椰子经济林的土壤微生物分解纤维素效率几乎相同，但不能说明不同时节椰子经济林的土壤中微生物数量相同，B错误； C、无论是旱季还是雨季，椰子经济林的微生物分解纤维素能力均高于热带雨林，C正确； D、在旱季和雨季，热带雨林的土壤微生物对纤维素分解能力不同，说明土壤含水量对热带雨林的碳循环影响较大，D正确。 故选：B。 【变式2】使用催腐剂（含腐生细菌、真菌）有助于解决由焚烧秸秆，稻草等带来的环境污染、土地肥力下降等问题。为探究催腐剂对植物落叶的分解作用，某研究小组将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙、丙三组，其中甲组不处理，浇上等量的蒸馏水，放在无菌且其他条件适宜的环境中，每隔一段时间测定未腐烂的落叶量，结果如图所示，下列相关分析合理的是（　　） A．乙组是对带有落叶的表层土壤进行了灭菌处理 B．甲组中参与落叶中有机物分解的生物都是细菌或真菌 C．丙组是一段时间后在灭菌的带有落叶的表层土壤中加入了催腐剂 D．催腐剂降解秸秆产生的无机离子和CO2通过根系被植物吸收 【答案】A 【解答】解：A、乙组的实验结果显示，落叶几乎未被分解，应该是缺乏分解者，可推测乙组是对带有落叶的表层土壤进行了灭菌处理，A正确； B、土壤中参与有机物分解的生物除细菌，真菌外还有土壤小动物，B错误； C、丙组的结果在开始一段时间内与甲组一致，一段时间后，丙组的落叶量明显少于甲组，可推测丙组是在带有落叶的表层土壤中加入了催腐剂，C错误； D、催腐剂降解秸秆产生的无机离子通过根系被植物吸收，CO2则释放到空气中，主要被植物叶片吸收用于光合作用，D错误。 故选：A。 过 关 验 收 1. 为减缓全球变暖，我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标。“碳达峰”指年度CO2排放量达到历史最高值，之后会经历平台期，进入持续下降的过程；“碳中和”指一定时间内产生的温室气体排放总量，通过植树造林等方式相互抵消，实现CO2“净零排放”。下列相关叙述正确的是（　　） A．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2和碳酸盐的形式进行 B．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 C．化石燃料的开采和使用大大加剧了温室效应，从而增加了二氧化碳的排放 D．步行与开车相比、吃素食与吃肉相比，后者均会增大人类的生态足迹 【答案】D 【解答】解：A、碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2形式循环；碳酸盐主要存在于岩石圈，参与缓慢的碳循环，并非主要形式，A错误； B、碳中和要求CO2排放总量与吸收总量达到平衡，而非仅生产者固定量等于呼吸释放量，还需考虑人类活动排放等因素，B错误； C、化石燃料的使用（燃烧）直接增加CO2排放，导致温室效应加剧，选项因果关系颠倒，C错误； D、开车消耗更多能源，吃肉需更多资源（如饲料、土地），二者均增大生态足迹，D正确。 故选：D。 2. 石炭纪的植物细胞壁中含有木质素，而当时的分解者还没有进化出分解木质素的能力。使得植物遗体在沼泽等缺氧环境中逐步堆积形成泥炭，后续在高温高压下转化为煤。下列说法错误的是（　　） A．煤中含有的能量属于植物同化的能量中未利用部分的能量 B．若分解者始终无法分解木质素，将使碳循环受阻 C．碳循环中二氧化碳可通过光合作用和化能合成作用进入生物群落 D．碳足迹是指煤炭、石油等化石燃料的燃烧排放的二氧化碳量 【答案】D 【解答】解：A、植物同化量包括呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者和未利用部分。煤是植物遗体经地质作用形成的化石燃料，其能量来源于植物未被分解者利用的残体，A正确； B、木质素含碳，若分解者无法分解木质素，植物遗体中的碳无法回归无机环境，会导致碳循环中有机碳向无机碳的转化受阻，使碳循环不畅，B正确； C、生物群落固定CO2的途径包括光合作用（光能自养生物）和化能合成作用（如硝化细菌利用化学能合成有机物），C正确； D、碳足迹指人类活动直接或间接排放的温室气体总量（以CO2当量计），化石燃料燃烧仅是排放源之一，并非特指煤炭、石油的燃烧排放量，D错误。 故选：D。 3. 2023年4月22日，我国发布了《生态系统碳汇能力巩固提升实施方案》。生态系统碳汇是指降低大气中二氧化碳的过程、活动或机制。下列叙述错误的是（　　） A．湿地生态系统的碳汇能力较强，可能与分解者的分解能力强有关 B．推进山水林田湖草沙一体化系统治理，可提升生态系统碳汇能力 C．碳汇造林一定程度上可抵消全球的碳排放，说明碳循环具有全球性 D．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 【答案】A 【解答】解：A、生态系统碳汇是指降低大气中二氧化碳的过程、活动或机制，而分解者的分解能力强会导致二氧化碳过多进入大气中，可见，湿地生态系统的碳汇能力较强，不是分解者的分解能力强导致的，A错误； B、推进山水林田湖草沙一体化系统治理，可通过增加植被增强植物的光合作用，因而能提升生态系统碳汇能力，B正确； C、碳汇造林可提升植物对二氧化碳的固定能力，因而可在一定程度上抵消全球的碳排放，说明碳循环具有全球性，C正确； D、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，而在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，D正确。 故选：A。 4. 如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不正确的是（　　） A．A是消费者，C是生产者，B位于食物链的第三营养级 B．B属于分解者，生物群落中的其他生物均可为它提供物质和能量 C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡 D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体 【答案】A 【解答】解：A、A是消费者，C是生产者，B是分解者，而食物链中不包括分解者，A错误； B、根据分析，B属于分解者，生物群落中的其他生物（包括生产者、消费者）均可为它提供物质和能量，B正确； C、对E（化石燃料）过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡，产生温室效应，C正确； D、碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体，D正确。 故选：A。 5. 党的二十大报告提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，是我国对国际社会的庄严承诺。下列有关说法正确的是（　　） A．加强煤炭清洁高效利用是实现碳达峰、碳中和的重要途径 B．能源转型和清洁能源的利用有利于缓解全球性温室效应 C．实现碳达峰后，生态系统的碳循环会明显减慢 D．碳循环是指CO2在生物圈中的循环过程 【答案】AB 【解答】解：A、碳中和一般指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的CO2或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的CO2或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。加强煤炭清洁高效利用，可减少CO2的排放，是实现碳达峰、碳中和的重要途径，A正确。 B、能源转型和清洁能源的利用有利于减少CO2的排放，缓解全球性温室效应，B正确。 C、碳达峰指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长而达到峰值，之后逐步回落，碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环，实现碳达峰后生态系统的碳循环还是可以顺利进行，不会明显减慢，C错误； D、碳循环是指碳元素在无机环境和生物群落间的循环过程，D错误。 故选：AB。 6. 研究人员在对某湖泊生态系统进行研究后，绘制了该生态系统的食物网（图甲）和碳循环示意图（图乙），图中A、B、C、D表示生态系统的相关成分。请据甲、乙两图回答有关问题： （1）从生态系统的组成成分看，与乙图相比较，甲图中没有的是　AD　 （填字母）。鲢鱼的粪便能被细菌和真菌分解，这种情况下细菌和真菌的能量直接源于第　二　 营养级。 （2）湖泊中，水蚤与河蚌的关系是　竞争和捕食　 。若河蚌从小球藻中获得的能量占比，从水蚤中获得的能量为占比，则河蚌增加10g体重，最少需要小球藻　170　 g。由于某种原因，生态系统中的乌鳢全部灭绝，鲢鱼将呈现　S　 形增长。 （3）图乙中碳以CO2的形式参与循环的过程有　②③④　 （用图中序号表示）。 （4）若图乙中的A、B、C、D代表人体体液中的几种成分，D代表肝脏细胞的细胞内液，则对图乙进行修正：应该删除箭头　④⑥　 （用图中序号表示），并在　BD　 之间增加一个箭头。 【答案】（1）AD；二 （2）竞争和捕食；170；S （3）②③④ （4）④⑥；BD 【解答】解：（1）生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。根据图乙可知，A是大气中的二氧化碳库，B是生产者，C是消费者，D是分解者。图甲中只有生产者和消费者，因此从生态系统的组成成分看，与图乙相比较，图甲中没有的是A、D；鲢鱼粪便中的能量属于水蚤的同化量，水蚤属于第二营养级，故鲢鱼的粪便能被细菌和真菌分解，这种情况下细菌和真菌的能量直接源于第二营养级。 （2）据图甲可知，湖泊中，水蚤与河蚌的关系是竞争和捕食；若河蚌从小球藻中获得的能量占比，从水蚤中获得的能量占比为，则河蚌增加10g体重，最少（按最大传递效率20%计算）需要小球藻＝10×÷20%+10×÷20%÷20%＝170g；由于某种原因，生态系统中的乌鳢全部灭绝，但鲢鱼还受其他因素的制约，故将呈现S形增长。 （3）无机环境与生物群落之间通过CO2的形式循环，据图乙可知，A是大气中的二氧化碳库，B是生产者，C是消费者，D是分解者，②③④表示呼吸作用，故碳以CO2的形式参与循环的过程有②③④。 （4）若图乙中的A、B、C、D代表人体体液中的几种成分，D代表肝脏细胞的细胞内液，则A为血浆，B为组织液，C为淋巴液，组织液可单向转换为淋巴液，淋巴液可单向转换血浆，而D细胞内液与组织液可相互转换，故应删除箭头④⑥；并在BD之间增加一个D到B的箭头。 故答案为： （1）AD；二 （2）竞争和捕食；170；S （3）②③④ （4）④⑥；BD 7. 助力“美丽乡村”建设，科研人员对南京某地富营养化水体实施生态恢复，先后向水体引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养植食性鱼类等。经过一段时间，水体基本实现了“水清”“景美”“鱼肥”的治理目标。下列相关叙述错误的是（　　） A．治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度 B．引进的芦苇、香蒲在与藻类竞争光照的过程中具有优势，抑制藻类生长繁殖 C．美丽乡村建设过程中涉及到生物多样性的直接价值和间接价值 D．放养植食性鱼类可以加快生态系统中的物质和能量循环利用 【答案】D 【解答】解：A、治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度，A正确； B、引种芦苇、香蒲既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长繁殖，B正确； C、美丽乡村建设过程中涉及到生物多样性的直接价值和间接价值，C正确； D、放养植食性鱼类可以使生态系统中的物质和能量更好地流向人类，能量不循环，D错误。 故选：D。 8. 如图所示为生态系统结构模式图，①②③④代表生理过程，下列有关说法正确的是（　　） A．图中构成生物群落的是甲、丙、丁、戊 B．若丙的食物中丁占，假设各营养级之间的能量传递效率为10%，要使丙体重增加3kg，至少需要甲120kg C．通过人为管理增加某种生物的数量，可以提高该生态系统的抵抗力稳定性 D．能够保证此生态系统物质循环正常进行的关键成分是乙、戊 【答案】B 【解答】解：A、图中属于生物群落的是甲、丙、丁、乙，A错误； B、流经该生态系统的总能量是植物固定的太阳能。能量流动的特点：单向流动、逐级递减，若在图中所示食物链（网）中C的食物中D占，假设各营养级之间的能量传递效率为10%，要使C体重增加3Kg，1Kg来自D，2Kg来自A，故至少需要A为1÷10%÷10%+2÷10%＝120Kg，B正确； C、增加某种生物的数量，不能提高该生态系统的抵抗力稳定性，增加生物种类可提高该生态系统的抵抗力稳定性，C错误； D、能够保证此生态系统物质循环正常进行的关键成分是生产者和分解者，即甲和乙，D错误。 故选：B。 9. 如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙组成生物群落。下列分析错误的是（　　） A．①②过程中，碳元素是以有机物的形式存在的 B．③增多是温室效应产生的主要原因 C．乙的存在能加快生态系统的碳循环 D．碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环 【答案】B 【解答】解：A、①②过程中，碳元素是以有机物的形式在生物群落内部流动的，A正确； B、温室效应产生的主要原因是化石燃料的燃烧导致大气中二氧化碳浓度增加，B错误； C、乙是消费者加快生态系统的碳循环，C正确； D、碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环，D正确。 故选：B。 10. 下列关于一个自然生态系统的叙述，错误的是（　　） A．生态系统中的生物成分构成了生物群落 B．在食物链中营养级越高的生物，其体型一定越大 C．同一种生物在不同食物链中，可占据不同的营养级 D．生态系统中生产者固定的能显必然大于消费者同化的能量 【答案】B 【解答】解：A、生态系统中的生物成分包括生产者、消费者、分解者构成了生物群落，A正确； B、动物的体型与营养级的高低之间没有必然的联系，B错误； C、在食物网中，同一种生物在不同食物链中，可占据不同的营养级，C正确； D、流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%，所以生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的，D正确。 故选：B。 11. 如图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程．下列有关叙述正确的是（　　） A．植食动物粪便中的能量不在③中 B．植食动物的呼吸消耗量包含在⑧中 C．④用于植食动物生长、发育和繁殖 D．④⑤⑥⑦⑧之和为植物有机物积累量 【答案】ABCD 【解答】解：A、植食动物粪便中的能量属于其摄入量中未同化的量，应该包含在⑦中，A正确； B、由图可知，植食动物的呼吸消耗量包含在⑧中，B正确； C、植食动物同化的能量中经过呼吸作用后积累出来的有机物中的能量用于植食动物生长、发育和繁殖，即④，C正确； D、①⑤之和为植物有机物积累量，①＝②+⑥，②＝③+⑦，③＝④+⑧，则①⑤＝④⑤⑥⑦⑧，因此④⑤⑥⑦⑧之和为植物有机物积累量，D正确。 故选：ABCD。 12. 组成生物体的　元素　 ，不断在无机环境与生物群落之间反复循环，称之为生态系统的物质循环。 【答案】元素 【解答】解：组成生物体的元素，不断在无机环境与生物群落之间反复循环，称之为生态系统的物质循环。特点：①具有全球性，因此又称生物地球化学循环； ②具有循环性。 故答案为：元素 13. 如图为生态系统碳循环示意图．请据图回答： （1）在生态系统的组成成分中，绿色植物属于　生产者　 ，腐生的细菌、真菌属于　分解者　 ． （2）碳在无机环境与生物群落之间以　CO2 形式进行循环，在物质循环的过程中，同时伴随着　能量流动　 ． （3）导致温室效应的主要原因是图中　a　 （填字母）打破了生物圈中碳循环的平衡． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）在生态系统的组成成分中，绿色植物属于生产者，腐生的细菌、真菌属于分解者． （2）碳在无机环境与生物群落之间以CO2形式进行循环；物质循环的同时伴随着能量流动． （3）导致温室效应的主要原因是图中化石染料的燃烧，即图中a过程，这打破了生物圈中碳循环的平衡． 故答案为： （1）生产者 分解者 （2）CO2 能量流动 （3）a 14. 佩戴口罩可在一定程度上减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播，而废弃口罩中含有微塑料。通常将直径小于5mm的塑料碎片定义为微塑料，微塑料污染可在生物体内富集而引起生物体损伤和毒性效应。某研究小组对某生态系统的水生生物体内的微塑料含量进行了研究，实验结果如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A．浮游生物的生物富集系数大于贻贝，因此其会捕食贻贝 B．牡蛎体内的微塑料可来自食物和水体中微塑料的吸附 C．人类活动可加速微塑料的循环，改变其在环境中的分布 D．鱼类被人类食用后，微塑料会在人体内富集起来 【答案】A 【解答】解：A、虽然浮游生物的生物富集系数大于贻贝，但是贻贝通常捕食浮游生物，而不是浮游生物捕食贻贝，A错误； B、牡蛎可通过捕食关系获得食物中的微塑料，也可通过身体对水体中的微塑料进行吸附，B正确； C、人类使用口罩等塑料用品，加速了微塑料的循环，改变了其在环境中的分布，C正确； D、鱼类被人类食用后，微塑料会沿着食物链在人体内富集起来，D正确。 故选：A。 15. 某湖泊因为长期过度捕捞以及生活污水的排入，整个生态系统以个体小、生长快、繁殖力高的物种占绝对优势。回答下列问题： （1）在湖泊中包括很多种动物、植物和微生物，调查　物种组成　 是区别不同群落的重要特征。 （2）在不投放饵料或少投放饵料的情况下，大量养殖能够吞食浮游植物和某些浮游动物的鱼类，对减轻水体富营养化、降低湖泊的污染有明显效果，同时也提高了经济效益，体现了生物多样性的　间接和直接　 价值。放养这些鱼类增加了该生态系统中　营养结构（食物链和食物网）　 的复杂程度。若捕捞活动强度过大，易导致鱼类以低龄群体为主，物种多样性降低，从而导致生态系统的　抵抗力　 稳定性降低。 （3）水体中也存在很多重金属有害物质，如镉等，影响了当地人民的正常生产和生活。由于镉等重金属不仅能够逐级积累和浓缩，还可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散，说明生物富集具有　全球性　 ，富集镉的浮床植物必须及时收割并进行无害化处理。 （4）为筛选适合引入镉污染水体的沉水植物，研究者从镉污染水体中取底泥、水，用来培养本地沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和镉迁移系数（镉迁移系数可反映植物由根系向地上部分迁移镉的能力），结果如图1、图2。分析以上结果，更适合修复镉污染水体的物种是 　黑藻　 ，判断依据是　黑藻的生长率大于菹草，且镉迁移系数更高　 。 【答案】（1）物种组成 （2）间接和直接 营养结构（食物链和食物网） 抵抗力 （3）全球性 （4）黑藻 黑藻的生长率大于菹草，且镉迁移系数更高 【解答】解：（1）该湖泊中的动物、植物和微生物构成了一个群落，群落的物种组成是区别不同群落的重要特征； （2）在不投放饵料或少投放饵料的情况下，大量养殖能够吞食浮游植物和某些浮游动物的鱼类，对减轻水体富营养化、降低湖泊的污染有明显效果，这体现了生物多样性的间接价值；同时提高了经济效益，这体现了生物多样性的直接价值；放养这些鱼类增加了该生态系统中营养结构（食物链和食物网）的复杂程度。若捕捞活动强度过大，易导致鱼类以低龄群体为主，物种多样性降低，从而导致生态系统的抵抗力稳定性降低； （3）由于镉等重金属不仅能够逐级积累和浓缩，还可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散，说明生物富集具有全球性； （4）由曲线图和表格可知：黑藻的生长率大于菹草，且黑藻从根部向地上部分镉的迁移系数更高，因此黑藻能更快吸收水体中的物质，因而更适合修复镉污染的水体。 故答案为： （1）物种组成 （2）间接和直接 营养结构（食物链和食物网） 抵抗力 （3）全球性 （4）黑藻 黑藻的生长率大于菹草，且镉迁移系数更高 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 3.3 生态系统的物质循环 内 容 导 航 题型1 碳循环过程与温室效应 题型2 物质循环 题型3 生物富集 题型4 探究土壤中微生物的分解作用 考 点 演 练 题型1 碳循环过程与温室效应 解｜题｜知｜识 （1）碳循环的主要形式是：碳循环的主要形式是CO2 （2）CO2进入生物群落是通过绿色植物的光合作用，此外还有一些自养微生物的化能合成作用实现的。 （3）生物群落中的碳以有机物形式存在。以有机物形式在群落内部流动。 （4）碳以CO2形式返回无机环境，返回无机环境的途径有：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。 （5）物质循环的特点：具有全球性；可以循环反复利用 【典例1】如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述错误的是（　　） 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的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动 【变式1】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标（“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”），我国科研人员采取了“碳减排”、“碳捕集”、“碳封存”和“碳利用”等多种措施。图为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是（　　） A．图中B的作用是促进生态系统的物质循环 B．若图中⑧＝①+②+③+④，则可达成“碳中和” C．图中碳元素以含碳有机物形式流动的过程有⑤⑥⑦⑨ D．植树造林、使用清洁能源等都是达成碳减排的重要措施 【变式2】为实现“碳达峰“、“碳中和”目标（“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”），我国科研人员采取了“碳减排”、“碳捕集”、“碳封存”和“碳利用”等多种措施。图为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是（　　） A．图中B的作用是促进生态系统的物质循环 B．若图中⑧＝①+②+③+④，则可达成“碳中和” C．植树造林、使用清洁能源等都是达成碳减排的重要措施 D．土壤中某些难以分解的物质在B中的含量可能比在A中要高 【变式3】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 　 　 。 题型2 物质循环 解｜题｜知｜识 （1）碳循环的主要形式是CO2。 （2）CO2主要通过绿色植物的光合作用，此外还有一些自养微生物的化能合成作用 进入生物群落。 （3）生物群落中的碳以有机物形式存在，以有机物形式在群落内部流动。 （4）碳以CO2形式返回无机环境，返回无机环境的途径有：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。 【典例1】江河两岸、湖周海滨等易受洪水淹没的区域（洪泛区）土地肥沃、生物种类丰富。在江河或湖区的常年淹没区、水位变动区、季节性洪泛区、偶然洪泛区的不同区段分别生长着沉水植物、浮水植物、湿生植物和旱生植物等。下列叙述错误的是（　　） A．物种组成是区别淹没区与水位变动区两个区域群落的重要特征 B．偶然洪泛区到淹没区的生物种类不同体现的是群落的水平结构 C．淹没区中两种鱼的食性重叠越多，说明二者的生态位分化越不明显 D．该区域内的动植物通过复杂的食物关系实现了物质循环和能量流动 【变式1】生态系统的物质循环的特点不包括下列的（　　） A．带有全球性 B．这里生态系统是指生物圈 C．在群落与无机环境之间循环往复 D．在群落的各营养级之间循环往复 【变式2】结合相关生物学点，对下列成语、谚语和古诗词描述的情景进行的解释，不正确的是（　　） A．“螳螂捕蝉，黄雀在后．”此成语中隐含的食物链具有的营养级数有3个 B．“一山不容二虎”这一谚语，用生态学观点可以解释为，营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也就越少 C．“野火烧不尽，春分吹又生．”显示了生态系统具有恢复力稳定性 D．“水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇．”山清水秀的美景常常令人的赏心悦目、流连忘返，也能激发诗人的创作灵感，这说明生物的多样性具有直接价值 【变式3】如图为利用自然生态系统净化城市生活污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘（即氧化塘）示意图．请据图回答下列问题． （1）流经该生态系统的总能量是　 　 ．为了维持该生态系统的稳态，还要引进　 　 以控制藻类的过度繁殖． （2）敞开式的污水处理塘能充分利用自然条件净化污水，由图示看，氧化塘净化污水的途径有 、　 　 和化学分解．处理后的出水和流入污水相比，明显减少的元素是　 ．氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的　 　 是有限的． （3）随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能　 　 ，它们是该生态系统主要的　 　 （成分）． 题型3 生物富集 解｜题｜知｜识 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，称作生物富集。 【典例1】DDT是有机氯类杀虫剂。为20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用，DDT能在动物脂肪细胞中积累，对生物造成严重危害。表为某一水域DDT在不同水生动物体内的富集情况，生物富集系数是指生物体内某种有毒物质浓度与水体中该有毒物质浓度的比值。下列相关叙述错误的是（　　） 水生动物 浮游动物 腹足纲动物 贻贝 牡蛎 鱼类 生物富集系数 2.84 0.54 1.71 1.52 26.95 A．鱼类体内的脂肪细胞中的DDT含量最高 B．环境残留的DDT可被植物吸收进入生物群落 C．DDT富集到生物体内，相关氯元素的循环不具有全球性 D．减少有机氯类杀虫剂的使用可以降低该生态系统的生物富集现象 【变式1】日本福岛第一核电站的核污水含有多种放射性物质。其中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石斑鱼不同器官的铀含量，实验结果如表所示。下列有关叙述不正确的是（　　） 器官 肠道 鳃盖 鳃 肝脏 鱼鳞 其他 铀相对含量 42.3% 15.6% 21.2% 7.9% 8.42% 4.58% A．食物链是海水中的铀进入内陆生物体内的途径之一 B．人类捕食石斑鱼后，人体内的铀相对含量高于石斑鱼 C．核污水中铀等有害物质属于生态系统的组成成分 D．各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应 【变式2】土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照（镉含量0.82mg•kg﹣1）。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述错误的是（　　） 镉浓度（mg•kg﹣1） 地上生物量（g•m﹣2） 地下生物量（g•m﹣2） 植物体镉含量（mg•kg﹣1） 植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B 对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7 2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5 5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4 10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6 A．在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集 B．与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物 C．在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大 D．若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大 【变式3】2021年黄河流域“清废行动”共清理黄河中上游5省区各类固体废物（煤矸石等）882.6万吨，2022年将在陕西、山西、河南、山东4省继续开展黄河流域“清废行动”。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，在运输、堆放过程中会形成粉尘，含有很多对人体有害的元素，如汞、铬、镉、铜、砷等；矸石山一旦自燃，会释放出大量的SO2、CO2、CO和H2S以及氮氧化合物等有害物质；煤矸石的重金属会随降水形成地表径流进入土壤。回答下列问题： （1）黄河流域“清废行动”有利于及时消除 　 。 （2）煤矸石含有的重金属进入土壤和水体后，会沿着 　 　 逐渐在生物体内聚集，而且可能在全球范围内循环，最终往往使人深受其害，其原因是 　 　 。 （3）煤矸石堆放选址应该远离 　 　 ，以避免水体污染。对于已堆放多年或风化较快的煤矸石山，可以根据其坡度和经济能力加以平整，覆盖植物。选取的植物应该具有的特点是 　 　 （答出2点）。 （4）废弃矿区进行生态恢复时，不能仅考虑覆盖植物，还要考虑增加 　 　 的种类，提高生态系统的 　 　 能力，以维持生态平衡。 题型4 探究土壤中微生物的分解作用 【典例1】以带有落叶的表层土壤（深5cm左右）为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，单独处理土壤的情况见下表，处理后的土壤再与落叶混合进行实验。以下有关的叙述错误的是（　　） 分组 1组 2组 3组 4组 土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌 湿润 湿润 较干燥 较干燥 A．该实验探究土壤湿度对土壤微生物分解作用的影响 B．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理 C．以土壤湿度为自变量的对照实验，选择1和4组更容易观察到现象 D．以土壤中有无微生物为自变量的对照实验中对照组为2和4组 【变式1】土壤中有很多微生物能够分解纤维素。研究人员在我国南方某地区分别在旱季和雨季采集椰子经济林和热带雨林的土样，研究土壤微生物的分解作用。如图为土壤微生物对纤维素分解的研究结果。下列叙述错误的是（　　） A．在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土样 B．不同时节椰子经济林的土壤中微生物数量相同 C．椰子经济林的微生物分解纤维素的能力高于热带雨林 D．土壤含水量对热带雨林的碳循环影响较大 【变式2】使用催腐剂（含腐生细菌、真菌）有助于解决由焚烧秸秆，稻草等带来的环境污染、土地肥力下降等问题。为探究催腐剂对植物落叶的分解作用，某研究小组将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙、丙三组，其中甲组不处理，浇上等量的蒸馏水，放在无菌且其他条件适宜的环境中，每隔一段时间测定未腐烂的落叶量，结果如图所示，下列相关分析合理的是（　　） A．乙组是对带有落叶的表层土壤进行了灭菌处理 B．甲组中参与落叶中有机物分解的生物都是细菌或真菌 C．丙组是一段时间后在灭菌的带有落叶的表层土壤中加入了催腐剂 D．催腐剂降解秸秆产生的无机离子和CO2通过根系被植物吸收 过 关 验 收 1. 为减缓全球变暖，我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标。“碳达峰”指年度CO2排放量达到历史最高值，之后会经历平台期，进入持续下降的过程；“碳中和”指一定时间内产生的温室气体排放总量，通过植树造林等方式相互抵消，实现CO2“净零排放”。下列相关叙述正确的是（　　） A．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2和碳酸盐的形式进行 B．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 C．化石燃料的开采和使用大大加剧了温室效应，从而增加了二氧化碳的排放 D．步行与开车相比、吃素食与吃肉相比，后者均会增大人类的生态足迹 2. 石炭纪的植物细胞壁中含有木质素，而当时的分解者还没有进化出分解木质素的能力。使得植物遗体在沼泽等缺氧环境中逐步堆积形成泥炭，后续在高温高压下转化为煤。下列说法错误的是（　　） A．煤中含有的能量属于植物同化的能量中未利用部分的能量 B．若分解者始终无法分解木质素，将使碳循环受阻 C．碳循环中二氧化碳可通过光合作用和化能合成作用进入生物群落 D．碳足迹是指煤炭、石油等化石燃料的燃烧排放的二氧化碳量 3. 2023年4月22日，我国发布了《生态系统碳汇能力巩固提升实施方案》。生态系统碳汇是指降低大气中二氧化碳的过程、活动或机制。下列叙述错误的是（　　） A．湿地生态系统的碳汇能力较强，可能与分解者的分解能力强有关 B．推进山水林田湖草沙一体化系统治理，可提升生态系统碳汇能力 C．碳汇造林一定程度上可抵消全球的碳排放，说明碳循环具有全球性 D．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 4. 如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不正确的是（　　） A．A是消费者，C是生产者，B位于食物链的第三营养级 B．B属于分解者，生物群落中的其他生物均可为它提供物质和能量 C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡 D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体 5. 党的二十大报告提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，是我国对国际社会的庄严承诺。下列有关说法正确的是（　　） A．加强煤炭清洁高效利用是实现碳达峰、碳中和的重要途径 B．能源转型和清洁能源的利用有利于缓解全球性温室效应 C．实现碳达峰后，生态系统的碳循环会明显减慢 D．碳循环是指CO2在生物圈中的循环过程 6. 研究人员在对某湖泊生态系统进行研究后，绘制了该生态系统的食物网（图甲）和碳循环示意图（图乙），图中A、B、C、D表示生态系统的相关成分。请据甲、乙两图回答有关问题： （1）从生态系统的组成成分看，与乙图相比较，甲图中没有的是　 　 （填字母）。鲢鱼的粪便能被细菌和真菌分解，这种情况下细菌和真菌的能量直接源于第　 　 营养级。 （2）湖泊中，水蚤与河蚌的关系是　 　 。若河蚌从小球藻中获得的能量占比，从水蚤中获得的能量为占比，则河蚌增加10g体重，最少需要小球藻　 　 g。由于某种原因，生态系统中的乌鳢全部灭绝，鲢鱼将呈现　 　 形增长。 （3）图乙中碳以CO2的形式参与循环的过程有　 　 （用图中序号表示）。 （4）若图乙中的A、B、C、D代表人体体液中的几种成分，D代表肝脏细胞的细胞内液，则对图乙进行修正：应该删除箭头　 　 （用图中序号表示），并在　 　 之间增加一个箭头。 7. 助力“美丽乡村”建设，科研人员对南京某地富营养化水体实施生态恢复，先后向水体引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养植食性鱼类等。经过一段时间，水体基本实现了“水清”“景美”“鱼肥”的治理目标。下列相关叙述错误的是（　　） A．治理前的水体不能实现自我净化，说明生态系统的自我调节能力有一定限度 B．引进的芦苇、香蒲在与藻类竞争光照的过程中具有优势，抑制藻类生长繁殖 C．美丽乡村建设过程中涉及到生物多样性的直接价值和间接价值 D．放养植食性鱼类可以加快生态系统中的物质和能量循环利用 8. 如图所示为生态系统结构模式图，①②③④代表生理过程，下列有关说法正确的是（　　） A．图中构成生物群落的是甲、丙、丁、戊 B．若丙的食物中丁占，假设各营养级之间的能量传递效率为10%，要使丙体重增加3kg，至少需要甲120kg C．通过人为管理增加某种生物的数量，可以提高该生态系统的抵抗力稳定性 D．能够保证此生态系统物质循环正常进行的关键成分是乙、戊 9. 如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙组成生物群落。下列分析错误的是（　　） A．①②过程中，碳元素是以有机物的形式存在的 B．③增多是温室效应产生的主要原因 C．乙的存在能加快生态系统的碳循环 D．碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环 10. 下列关于一个自然生态系统的叙述，错误的是（　　） A．生态系统中的生物成分构成了生物群落 B．在食物链中营养级越高的生物，其体型一定越大 C．同一种生物在不同食物链中，可占据不同的营养级 D．生态系统中生产者固定的能显必然大于消费者同化的能量 11. 如图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程．下列有关叙述正确的是（　　） A．植食动物粪便中的能量不在③中 B．植食动物的呼吸消耗量包含在⑧中 C．④用于植食动物生长、发育和繁殖 D．④⑤⑥⑦⑧之和为植物有机物积累量 12. 组成生物体的　 　 ，不断在无机环境与生物群落之间反复循环，称之为生态系统的物质循环。 13. 如图为生态系统碳循环示意图．请据图回答： （1）在生态系统的组成成分中，绿色植物属于　 　 ，腐生的细菌、真菌属于　 　 ． （2）碳在无机环境与生物群落之间以　 形式进行循环，在物质循环的过程中，同时伴随着　 　 ． （3）导致温室效应的主要原因是图中　 　 （填字母）打破了生物圈中碳循环的平衡． 14. 佩戴口罩可在一定程度上减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播，而废弃口罩中含有微塑料。通常将直径小于5mm的塑料碎片定义为微塑料，微塑料污染可在生物体内富集而引起生物体损伤和毒性效应。某研究小组对某生态系统的水生生物体内的微塑料含量进行了研究，实验结果如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A．浮游生物的生物富集系数大于贻贝，因此其会捕食贻贝 B．牡蛎体内的微塑料可来自食物和水体中微塑料的吸附 C．人类活动可加速微塑料的循环，改变其在环境中的分布 D．鱼类被人类食用后，微塑料会在人体内富集起来 15. 某湖泊因为长期过度捕捞以及生活污水的排入，整个生态系统以个体小、生长快、繁殖力高的物种占绝对优势。回答下列问题： （1）在湖泊中包括很多种动物、植物和微生物，调查　 　 是区别不同群落的重要特征。 （2）在不投放饵料或少投放饵料的情况下，大量养殖能够吞食浮游植物和某些浮游动物的鱼类，对减轻水体富营养化、降低湖泊的污染有明显效果，同时也提高了经济效益，体现了生物多样性的　 　 价值。放养这些鱼类增加了该生态系统中　 　 的复杂程度。若捕捞活动强度过大，易导致鱼类以低龄群体为主，物种多样性降低，从而导致生态系统的　 　 稳定性降低。 （3）水体中也存在很多重金属有害物质，如镉等，影响了当地人民的正常生产和生活。由于镉等重金属不仅能够逐级积累和浓缩，还可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散，说明生物富集具有　 　 ，富集镉的浮床植物必须及时收割并进行无害化处理。 （4）为筛选适合引入镉污染水体的沉水植物，研究者从镉污染水体中取底泥、水，用来培养本地沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和镉迁移系数（镉迁移系数可反映植物由根系向地上部分迁移镉的能力），结果如图1、图2。分析以上结果，更适合修复镉污染水体的物种是 　 　 ，判断依据是　 　 。 学科网（北京）股份有限公司 $