3.3 生态系统的物质循环（分层培优练）生物人教版选择性必修2

3.3 生态系统的物质循环 分层作业 目录 A组 巩固过关 考点01：生态系统的物质循环（以碳循环为例） 考点02：生物富集 考点03：物质循环和能量流动的关系 考点04：探究土壤微生物的分解作用 B组 能力提升 C组 拓展探究 考点01：生态系统的物质循环（以碳循环为例） 教材梳理 1. 生态系统的物质循环是组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，从非生物环境进入生物群落，又从生物群落回到非生物环境的循环过程，因其范围可达生物圈而具有全球性。 2. 碳循环主要以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间进行：生产者通过光合作用将二氧化碳固定为有机物，碳再沿食物链和食物网传递，生产者、消费者和分解者通过呼吸作用或分解作用将碳以二氧化碳形式返回非生物环境。 3. 海洋对调节大气中的碳含量具有重要作用；人类大量开采、使用化石燃料会增加二氧化碳排放、加剧温室效应，而植树种草和秸秆还田有助于吸收、固定和储存碳。 自我检测 1．【新考法】下图为生物圈碳循环过程示意图，甲~丁表示生态系统的成分，①~⑦表示过程。下列叙述正确的是（     ） A．②⑤⑥表示细胞呼吸，乙代表分解者 B．③④⑦过程中碳以有机物的形式传递 C．图中丙→乙→丁能构成一条食物链 D．参与①过程的生物包括生产者、消费者 【答案】B 【详解】②是生产者（甲）的呼吸作用，⑤是消费者（丙）的呼吸作用，⑥是分解者（丁）的分解作用（本质是呼吸作用）。乙是CO2库（非生物的物质和能量），不是分解者，A错误。③④⑦是群落内部的碳的流动，以有机物的形式进行传递，B正确。食物链的起点必须是生产者（甲），且分解者（丁）不参与食物链的构成。正确的食物链应为甲→丙，C错误。①是从大气CO2库到生产者甲的过程，即光合作用或化能合成作用，只有生产者能进行，消费者不能，D错误。 2．【社会责任】习近平总书记在党的二十大报告中强调：“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，是我们对国际社会的庄严承诺。下列有关叙述正确的是（　　） A．加强煤炭清洁高效利用是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径 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问题 C．实现碳达峰后，生态系统的碳循环不会明显减慢 D．碳循环是指CO2在无机环境和生物群落间的循环过程 【答案】ABC 【分析】碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的。碳在生物群落中，以含碳有机物形式存在。大气中的碳主要通过植物光合作用进入生物群落。生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧等方式可以回到大气中。 【详解】A、碳中和是指CO2吸收量和排放量达到平衡，实现CO2的零排放，加强煤炭清洁高效利用，减少CO2的 释放是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径，A正确； B、能源转型和清洁能源的利用有利于减少CO2的释放，缓 解全球性温室效应问题，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正确； D、碳循环是指C元素在无机环境和生物群落间的循环过程，D 错误。 故选ABC。 3．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．碳在群落与无机环境之间主要以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 【答案】C 【分析】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，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式进行。 【详解】A、海洋浮游植物的固碳主要是通过光合作用进行的，A正确； B、碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳形式进行传递，二氧化碳通过光合作用从无机环境进入生物群落，通过呼吸作用从生物群落进入无机环境，B正确； C、“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”，海洋微型生物种类众多，不都是分解者，C错误； D、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。 故选C。 4．为积极应对全球气候变化，我国政府宣布2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值）。2060年前力争实现碳中和（CO2排放量与减少量相等）。下列关于碳循环叙述错误的是（　　） A．在处于生态平衡的生态系统中，植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等 B．垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环，提高了能量传递效率 C．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 D．植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标 【答案】B 【分析】碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳的“零排放”。实现碳中和是实现可持续发展的战略举措。 【详解】A、在处于生态平衡的生态系统中，植物通过光合作用吸收CO2，生物通过呼吸作用等释放CO2，此时生态系统的碳收支大致平衡，所以植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等，A正确； B、垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环，提高了物质的利用率，但能量传递效率在相邻两个营养级之间一般是10% - 20%，这是由生态系统的能量流动特点决定的，垃圾分类、回收再利用并不能提高能量传递效率，B错误； C、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。在非生物环境中，碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在；在生物群落中，碳以含碳有机物的形式存在。植物通过光合作用将CO2固定转化为含碳有机物进入生物群落，生物通过呼吸作用等将含碳有机物分解为CO2返回非生物环境，C正确； D、植树造林可以增加植物对CO2的吸收，寻找新的清洁能源可以减少化石燃料的燃烧，从而减少CO2的排放，二者都将助力于早日实现碳中和目标，D正确。 故选B。 5．中共河南省委河南省人民政府在《关于全面推进美丽河南建设的实施意见》中提到在2035年之前积极稳妥推进碳达峰碳中和。下列措施叙述错误的是（　　） A．合理控制传统能源（例如煤炭）的消耗，提高风能、光能、氢能等新能源在生产生活中的占比 B．农业提倡免耕操作法，减少对土壤的干扰，防止水土流失，减少土壤中有机碳的含量 C．畜牧业优化畜禽饲料可提高饲料转化效率既降低粪便中有机物含量，也减少反刍动物的甲烷等温室气体排放 D．碳吸收的主要方式是通过植物、土壤等来实现。但是不能满足当前的需求，急需开发新的技术 【答案】B 【分析】碳达峰指在某一时刻，二氧化碳的排放量达到历史最高值，随后逐步回落。其本质是控制碳排放增速，避免经济发展与碳排放“脱钩”前的峰值过高。碳中和也称“净零排放”，指一定时间内（如一年）人类活动直接或间接产生的二氧化碳排放量，通过植树造林、碳捕获技术等途径完全抵消，实现二氧化碳“净零排放”。 【详解】A、传统能源的使用增大碳排放，应该适当减少传统能源的占比，开发利用新能源，A正确； B、免耕操作法是秋收后将作物秸秆粉碎之后还田，增加了土壤中有机物含量，B错误； C、畜牧业中优化畜禽饲料可以提高饲料利用率，减少反刍活动，也增加了饲料的吸收，减少粪便量，C正确； D、仅仅依靠植树种草等措施还不能达到满足当前碳吸收的需求，急需开发出新的吸收技术，增加碳吸收量，D正确。 故选B。 6．【生产应用】河北省遵化市团瓢庄乡因地制宜，依靠当地特有的野外山坡土质，尝试构建了在梨园中种植黄瓜，使黄瓜攀爬在梨树上的一种“果蔬立体挂式”栽培模式，走出了一条“黄瓜上树，农民致富”的现代农业发展之路。下列叙述错误的是（　　） A．该模式充分利用了群落的垂直结构，提高了光能和土地资源的利用率 B．梨树林形成的林荫环境可降低林下光强，避免强光影响黄瓜的生长 C．黄瓜的残枝败叶可为梨树提供有机物，促进果树生长 D．梨树林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物种类和栖息空间有关 【答案】C 【详解】A、该栽培模式中梨树和黄瓜存在垂直方向的分层分布，充分利用了群落的垂直结构，可显著提高光能、土地等资源的利用率，A正确； B、梨树林形成的林荫环境能削弱光照强度，可避免强光导致黄瓜蒸腾作用过量失水或被灼伤，有利于黄瓜生长，B正确； C、梨树作为自养型的高等植物，仅能吸收无机盐、CO₂等无机物，无法直接利用黄瓜残枝败叶中的有机物，有机物需经分解者分解为无机物后才能被梨树吸收利用，C错误； D、群落中动物的垂直分层主要受食物种类和栖息空间的影响，因此梨树林中的鸟类垂直分层现象和食物、栖息空间直接相关，D正确。 7．富营养化水体中，藻类是吸收氮元素的主要生物，下列说法正确的是（    ） A．氮是组成藻类细胞的微量元素 B．氮是构成藻类RNA聚合酶的必要元素 C．藻类的ATP和淀粉都是含氮化合物 D．生态系统的氮循环在水生生物群落内完成 【答案】B 【详解】A、氮是大量元素，而非微量元素，A错误； B、RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，其组成元素为C、H、O、N，所以N是构成藻类RNA聚合酶的必要元素，B正确； C、淀粉属于多糖，仅由C、H、O三种元素组成，不含氮，C错误； D、生态系统的氮循环是在生物群落和无机环境之间完成的，D错误。 故选B。 8．【概念辨析】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 【答案】A 【分析】生态系统中的物质循环—碳循环 1、碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐形式存在；碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式存在，并通过生物链在生物群落中传递；碳的循环形式是CO2。 2、碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用；碳从生物群落进入无机环境的主要途径有生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧产生CO2。 【详解】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，释放到无机环境中，消费者的存在能加快生态系统的物质循环（碳循环），A错误； B、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； C、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； D、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。 故选A。 9．【核心概念】大气中的碳进入生物群落的形式和作用是（    ） A．碳酸盐呼吸作用 B．CO2分解作用 C．含碳有机物光合作用 D．CO2光合作用 【答案】D 【分析】CO2从生物群落进入无机环境的途径：呼吸作用、微生物的分解作用、燃烧；CO2从无机环境进入生物群落的途径：光合作用、化能合成作用。生态系统的碳循环指的是碳元素在生物群落与无机环境往返的过程，生态系统中的碳在生物群落与无机环境之间是以CO2的形式循环的，而碳在生物群落间的传递形式是有机物。 【详解】A、呼吸作用是生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，它是将生物群落中的碳以二氧化碳的形式释放到大气中，A错误； B、分解作用是指生态系统中的分解者将动植物遗体和动物的排遗物等所含的有机物质转换为简单的无机物的过程，这是将生物群落中的碳返回大气的过程，B错误； C、大气中的碳主要以二氧化碳的形式存在，而不是含碳有机物，C错误； D、绿色植物通过光合作用，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气，大气中的碳以二氧化碳的形式通过光合作用进入生物群落，D正确。 故选D。 考点02：生物富集 教材梳理 1. 生物富集是生物体从周围环境吸收并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，常见物质包括铅、汞等重金属以及DDT、六六六等有机化合物。 2. 有害物质进入生物体后若不易被排出，便可沿食物链逐渐聚集，通常在较高营养级生物体内浓度升高并最终积累于食物链顶端；其扩散可通过大气、水和生物迁移等途径进行，因此生物富集具有全球性。 3. 生物富集的程度受生物特性、有害物质的性质和环境因素影响，可能危害生物体健康，并对人类食用受污染生物的安全造成威胁。 自我检测 10．【生活实践】废弃电池、废水银温度计等有害垃圾和杀虫剂DDT 若进入土壤或水体中，其中的一些有害物质通过某些途径进入生物体内会形成难以降解的化合物，对生态环境和人类健康造成危害，下列相关叙述正确的是（    ） ①动物不能从环境中直接摄入铅、汞等有害物质②汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程相同③进入生物体内的铅等有害物质不易被生物体排出④汞、镉等有害物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集⑤在南极企鹅体内发现了DDT，说明物质循环具有全球性 A．③④⑤ B．①②③④ C．①②③④⑤ D．①③④⑤ 【答案】A 【分析】1、生物富集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。 2、物质循环是指组成生物体的元素不断地从无机环境进入生物群落，又不断地从生物群落回到无机环境的过程，物质循环具有全球性、循环往复等特点。 【详解】①动物可以通过直接接触环境（如饮水、呼吸）摄入铅、汞等有害物质，并非完全不能直接摄入，①错误； ②汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同：碳、氮可通过分解者返回环境，而汞在生物体内积累，难以降解，主要通过食物链传递，②错误； ③进入生物体内的铅等有害物质容易积累，不易被生物体排出，③正确； ④汞、镉等有害物质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正确； ⑤DDT可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，说明物质循环具有全球性，⑤正确。 故选A。 11．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 【分析】在生态系统中，一些有害物质如重金属、化学农药等，通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着营养级的升高而逐步增加，这就是生物富集现象。 【详解】A、生物富集具有全球性，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，会随着食物链累积，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。 12．（2025年1月浙江省普通高校招生选考科目考试生物高考真题）由于DDT严重危害生物的健康且不易降解，许多国家禁用DDT。但DDT能杀灭按蚊，有效控制疟疾的传播，因此2006年世界卫生组织宣布允许非洲国家重新使用DDT，使得非洲疟疾的新增病例大幅下降。下列叙述不合理的是（    ） A．喷施低浓度的DDT，也会在生物体内积累 B．DDT不易降解，不会在生物圈中大面积扩散 C．在严格管控的情况下，DDT可以局部用于预防疟疾 D．与第二营养级相比，第三营养级生物体内的DDT含量更高 【答案】B 【详解】[DDT严重危害生物的健康且不易降解，能够沿着食物链逐渐在生物体内聚集，且营养级越高的生物体，其体内富集的DDT含量就越高，因此喷施低浓度的DDT，也会在生物体内积累，与第二营养级相比，第三营养级生物体内的DDT含量更高，A、D正确；物质循环具有全球性，DDT不易降解，可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，若使用不当，可能会导致DDT在生物圈中大面积扩散，B错误；由题意“DDT能杀灭按蚊，有效控制疟疾的传播”可知：在严格管控的情况下，DDT可以局部用于预防疟疾，C正确。] 考点03：物质循环和能量流动的关系 教材梳理 1. 物质循环和能量流动是生态系统的主要功能，二者同时进行、彼此相互依存且不可分割；能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解。 2. 物质作为能量的载体，使能量沿食物链和食物网流动；能量作为动力，使物质能够在生物群落和非生物环境之间循环往返，二者共同使生态系统各组成成分联系成统一整体。 3. 物质循环中非生物环境的物质可被生物群落反复利用，而能量沿生态系统各营养级流动时逐级递减，其流动是单向的、不能循环利用。 自我检测 13．【生产应用】某农业生态系统的模式简图如图，农作物既能为人类提供食物，又能为家禽和家畜提供饲料。下列叙述正确的是（    ） A．图中含有3条捕食食物链，人处于第四营养级 B．该模式实现了能量的多级利用且提高了能量的利用率 C．农作物和食用菌通过光合作用固定的能量可流向消费者 D．沼气池中有大量微生物，有利于物质和能量的循环利用 【答案】B 【分析】能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减，而且流动是单向的、不是循环的，最终在环境中消失。 【详解】A、捕食食物链中只包含生产者和消费者，图中包含农作物→人，农作物→家禽、家畜→人，共两条食物链，人处于第二、第三营养级，A错误； B、题图属于生态农业，农作物既能为人类提供食物，又能为家禽和家畜提供饲料，该模式实现了能量的多级利用且提高了能量的利用率，B正确； C、食用菌属于异养生物，不能进行光合作用，C错误； D、生态系统中的能量不能循环利用，D错误。 故选B。 14．【跨学科·语文】下列对古诗文中包含的生物学原理解释正确的是（　　） A．“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”中所有的蛙属于一个群落 B．“远芳侵古道，晴翠接荒城”体现了生物群落初生演替的过程 C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统的物质和能量循环 D．“西湖春色归，春水绿于染”中的湖水因藻类富含叶绿素而呈现出绿色 【答案】D 【详解】A、群落是同一时间内一定区域中所有生物种群的集合，诗句中所有的蛙仅为区域内的部分生物，不属于群落，A错误； B、初生演替是在从未有植被覆盖、或原有植被被彻底消灭的区域发生的演替，该诗句描述的是保留了原有土壤条件和植物繁殖体的区域的演替，属于次生演替，B错误； C、生态系统中能量单向流动、逐级递减，不具备循环的特点，该诗句仅体现了生态系统的物质循环，C错误； D、春季温度适宜，湖水中藻类大量繁殖，藻类细胞富含叶绿素，因此湖水呈现绿色，D正确。 考点04：探究土壤微生物的分解作用 教材梳理 1. 探究土壤微生物对落叶的分解作用时，应设置对照实验：对照组土壤保持自然状态，实验组土壤进行灭菌处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时避免明显改变土壤的理化性质。 2. 探究土壤微生物对淀粉的分解作用时，可将等量淀粉糊分别置于A、B烧杯，A中加入土壤浸出液，B中加入等量蒸馏水，控制其他条件相同；培养后用碘液检测淀粉，用斐林试剂并加热检测还原糖。 3. 实验设计应遵循单一变量原则并控制无关变量，实验组和对照组除自变量外条件保持一致；若实验组落叶腐烂更明显或淀粉减少、还原糖增加，可支持土壤微生物具有分解作用的假设。 自我检测 15．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 【答案】B 【分析】1、案例Ⅰ中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。在设计实验时，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌。2、案例Ⅱ中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原糖在加热的条件下，能够将斐林试剂还原成砖红色。 【详解】A、方案1和2采用了对照实验的方法，A正确； B、方案1实验组应灭菌处理，对照组不做处理，B错误； C、方案一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，灭菌处理时尽量不要被破坏，C正确； D、方案2中淀粉水解情况可以用碘液来检测，D正确。 故选B。 16．兴趣小组设计实验来探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是（    ） A．可以采用加热烘干的方法除去实验组土壤中的微生物 B．实验组和对照组土壤需放在隔绝空气的条件下进行实验 C．实验组和对照组中所用的落叶需要事先进行灭菌处理 D．实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度 【答案】C 【分析】分析题意，本实验是探究土壤微生物对落叶的分解作用的实验，自变量是土壤中微生物的有无（可采用普通土壤和排除土壤中微生物的土壤），采用普通土壤的为对照组，采用排除土壤中微生物的为实验组，因变量是落叶的分解速度。 【详解】A、对实验组土壤进行处理时，既要除去土壤中的微生物，又要尽可能避免土壤理化性质的改变，因此不能采用加热烘干的方法，可以将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1h ，A错误； BC、本实验目的是探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，所以实验组和对照组土壤都不能放在隔绝空气的条件下进行实验，隔绝空气会影响土壤微生物的正常代谢活动，实验要遵循单一变量原则，为排除落叶中微生物对实验结果的影响，应将落叶事先灭菌，B错误，C正确； D、实验组土壤中没有微生物，对照组土壤中有微生物，因此实验组中落叶的分解速度明显低于对照组的分解速度，D错误。 故选C。 17．【生产应用】（2025高考湖北卷生物真题试卷）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1mg/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 【答案】C 【详解】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1mg/kg，15天时蚯蚓体内TBBPA浓度约为，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。 18．（2026年1月浙江生物高考真题）“碳达峰”是指某区域内CO2的排放量达到历史最大值。为提前实现“碳达峰”的目标，从如图所示的碳循环路径进行分析，下列策略中最佳的是（    ） A．减少路径③的释放量，增加路径④的吸收量 B．减少路径⑤的释放量，增加路径②的吸收量 C．减少路径①的释放量，增加路径②的吸收量 D．减少路径⑥的采掘量，增加路径④的吸收量 【答案】C 【详解】A、减少路径③的释放量（陆生动物呼吸）对碳循环影响很小，①矿物燃料的燃烧是CO2产生的主要原因，A错误； B、减少路径⑤的释放量（水生动物和植物呼吸产生的CO2产生较少），效果有限，况且不宜操作，B错误； C、减少路径①的释放量（生产生活是CO2产生的主要途径）和增加路径②的吸收量（植树造林增加光合作用强度吸收更多CO2）能有效降低大气中CO2含量，C正确； D、减少路径⑥的采掘量，同时也要减少矿物燃料的燃烧，才是有效的减排方式，路径④（水生植物）的吸收量提升空间和可操作性也不如路径②（陆生植物），D错误。 19．【生态治理】（2026年高考江苏卷生物高考真题（网络 收集版））微囊藻（蓝细菌）大量增殖形成水华，造成了水生态环境灾害。为防治水华，采用了多种生态治理措施。下列叙述错误的有（     ） A．投放鲢鱼食藻是利用了种间竞争关系 B．种植水生植物可与微囊藻竞争营养 C．打捞微囊藻沤制有机肥削减了水体中的氮、磷含量 D．调查微囊藻数量需采用五点取样法设置样方 【答案】AD 【详解】A、鲢鱼捕食微囊藻，属于捕食关系，不是种间竞争，A错误； B、水生植物和微囊藻都需要利用水体中的氮、磷等营养以及光照等资源，二者存在种间竞争关系，种植水生植物可通过竞争抑制微囊藻大量增殖，B正确； C、微囊藻体内含有大量氮、磷元素，将藻体打捞出水体，就把藻细胞内的N、P移出湖泊，降低水体氮磷，缓解富营养化，C 正确； D、微囊藻是单细胞的浮游生物，调查其数量通常采用抽样检测法（如血细胞计数板计数法），五点取样法是植物或活动能力弱、活动范围小的动物的取样方法，不适合浮游单细胞生物的数量调查，D错误。 20．（2025高考广西卷生物）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： 注：μE为光照强度单位μmol.m-2.s-1 （1）第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是______。 （2）第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是______。 （3）据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是______；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是______。 （4）该系统对助力实现碳中和目标的优势是______。 【答案】（1）抑制光呼吸，有利于衣藻大量繁殖 （2）甘醇酸积累，培养液pH下降，不利于大肠杆菌生存 （3）光照强度 衣藻光合作用增强，数量增多，产生的甘醇酸多，已适应环境的大肠杆菌大量繁殖 （4）在生产高价值生物产品的同时，实现CO2的吸收利用或者负排放 【分析】工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸，而工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品，若将两者共培养，不仅可以消耗大气中的CO2，还能持续产物高价值产品。 【详解】（1）由题干可知，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产 生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）。在第①阶段一一衣藻单独培养阶 段，如果衣藻光呼吸较强，衣藻合成甘醇酸较多，培养液pH迅速降低，会抑 制衣藻的繁殖，不利于后期共培养系统的生产效率。故第①阶段和第②③阶段相比，光照强度相同，第①阶段通入的气体中CO2占比更大（空气中CO2的体 积分数约为0.04%），可以抑制光呼吸，有利于衣藻大量繁殖。此时衣藻仍可以产生部分甘醇酸，为第2阶段共培养阶段作准备。 （2）第①阶段衣藻合成并分泌甘醇酸，为大肠杆菌提供有机碳。同时，甘醇酸是一种有机酸，培养液的pH下降，形成的pH环境不利于大肠杆菌生存，因此，共培养初期，大肠杆菌数量下降，伴随着甘醇酸逐渐被大肠杆菌吸收利用和适宜环境，大肠杆菌逐渐增加。 （3）对比第③阶段和第④阶段可知，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因 素是光照强度。第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是衣藻的光合作用增强，数量增加，衣藻光呼吸产生更多的甘醇酸，使已适应环境的大肠杆菌快速增殖。 （4）结合题干信息可知，衣藻一大肠杆菌共培养系统在生产高价值 生物产品的同时，实现CO2的吸收利用或者负排放。 三峡水库蓄水后，水体滞留时间延长，致使部分颗粒物携带重金属沉降，不仅威胁鱼类和水生态健康，还威胁人类饮食安全。为评估三峡水库地区重金属通过摄食途径进入生物体产生的富集和放大效应，研究人员采集了多种鱼类样品，并测定了重金属汞（Hg）的含量。下图为部分测定结果（Ⅰ~Ⅳ表示4类食性的鱼）。    根据食性，科研人员将鱼类分为4类： 肉食性鱼类：主要以动物为食。 杂食性鱼类：同时以植物和动物为食，可至少从两个营养级中获取食物。 草食性鱼类：主要摄食水生高等植物，也摄食附着藻类和被淹没的陆生嫩草。 滤食性鱼类：用鳃耙过滤浮游生物、细菌、有机碎屑等来获取食物。 21．【生活实践】根据已学知识和上述题干信息可以推测，Ⅳ为___________食性鱼类。 22．【数据分析】有人认为“就鱼的种类而言，人应多食用草食性鱼类，少食用肉食性鱼类。”你认同这种说法吗？请结合题意及所学知识阐述理由。___________。 【答案】21．肉 22．有道理。第一，能量流动中会逐级递减，因此肉食性鱼类生长过程消耗的能力比草食性鱼类更多，所以食用草食性鱼类更低碳环保。第二，重金属等有害物质会随着食物链的延长而富集，因此草食性鱼类含重金属等有害物质比较少，利于人体健康 【分析】生物富集是指生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境中该物质浓度的现象。 【详解】21．据左图所示，Ⅳ中的重金属汞（Hg）的含量最高，说明其营养级最高，根据四类鱼类的特点可知，肉食性鱼类营养级最高，因此Ⅳ为肉食性鱼类。 22．“就鱼的种类而言，人应多食用草食性鱼类，少食用肉食性鱼类”是有道理的，原因是第一，能量流动中会逐级递减，因此肉食性鱼类生长过程消耗的能力比草食性鱼类更多，所以食用草食性鱼类更低碳环保。第二，重金属等有害物质会随着食物链的延长而富集，因此草食性鱼类含重金属等有害物质比较少，利于人体健康。 23．（2026年高考甘肃卷生物高考真题（网络 收集版））淡水生态系统的水质不仅受到水体大小、周围环境等因素的影响，也受到其中浮游生物的种类和数量影响；反过来，水质也影响浮游生物的生存状况。两个淡水湖的浮游生物调查情况如下表。下列叙述正确的是（     ） 湖泊 类群 物种数 个体数量（个） 生物量 甲 浮游植物 47 86387 0.37 浮游动物 15 76 0.01 乙 浮游植物 47 6613 0.03 浮游动物 15 5 0.06 A．两湖的浮游动植物物种数相同，水质相同 B．乙湖的浮游动植物个体数量少，水质更好 C．两湖相比，甲湖的浮游动物个体平均更大 D．若甲湖发生富营养化，生物组成会变简单 【答案】D 【详解】A、由表可知，两湖浮游动植物物种数相同，都是47+15=62种，但两类生物的个体数量、生物量差异较大，且水质还受水体营养盐含量、溶解氧含量等多种因素影响，无法判断水质相同，A错误； B、浮游动植物个体数量少不能作为水质更好的判断依据，若水体受严重污染，大部分浮游生物无法生存，个体数量也会大幅下降，此时水质更差，B错误； C、浮游动物个体平均大小可通过“总生物量÷个体数量”估算，甲湖浮游动物平均生物量约为0.0001mg，乙湖约为0.012mg，可知乙湖浮游动物个体平均更大，C错误； D、若甲湖发生富营养化，耐污的藻类等生物会大量繁殖，其他对水质敏感的物种会因生存环境恶化大量死亡，物种丰富度下降，生物组成会变简单，D正确。 24．【生产应用】（2026年高考北京卷生物高考真题（网络 收集版））大气中浓度升高是导致全球气候变暖的原因之一。减少排放，增加固定，是保护生态的重要举措。 （1）大气中的会被生物群落固定，而生物群落中的碳会通过__________作用转化为，重返大气。与碳一样，很多元素都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传递过程，这就是生态系统的__________。 （2）在生物群落中碳会沿着食物链（网）传递，下列叙述正确的有__________。（多选） A．从初级消费者传递到次级消费者的含碳有机物绝大部分是糖类 B．碳在食物链（网）的传递过程伴随能量流动 C．食物链（网）中各营养级生物均会释放 （3）海洋中生活的双壳纲动物（简称贝类），取食水中的有机物颗粒和微小生物，供自身的软组织和贝壳生长。贝壳中含有大量，其形成过程可以简化为：，其中来自海水。溶解于水的过程中，一部分会与水发生反应形成和。综合这些信息，分析贝类吸收和释放的过程，并说明如何判断贝类生长过程中是吸收还是释放。__________________________________________________。 （4）贝类释放的先进入水体，然后再排放到大气中，如果能够延缓或阻断水中进入大气，就可以减少的排放。为实现这个目标，养殖贝类时可混养__________。 【答案】（1）呼吸 物质循环 （2）BC （3）软组织生长释放CO2，贝壳形成净吸收CO2：依据二者量的差值，可以判断释放或吸收CO2 （4）水生植物 【详解】（1）生物群落中生物（生产者、消费者、分解者）通过细胞呼吸分解有机物，将有机碳转化为CO2返回大气无机环境。生态系统物质循环定义：组成生物体的 C、H、O、N、P 等元素，不断在非生物环境和生物群落之间循环往复流动。 （2）A、食物链传递的含碳有机物主要是蛋白质、脂质、糖类，从初级到次级消费者，蛋白质占比最高，并非绝大部分是糖类，A错误； B、能量流动和物质循环同步发生、不可分割；碳以有机物形式传递时，有机物中储存的化学能同步沿食物链传递，B正确； C、各营养级生物活细胞均进行细胞呼吸，持续分解有机物释放，C正确。 （3）贝类生长过程中，需要分解有机物，释放二氧化碳。贝壳形成过程中，根据方程式：、CO2+H2O→和，可知贝壳形成净吸收CO2，依据二者量的差值，可以判断释放或吸收CO2。 （4）水生植物可进行光合作用，快速吸收水体中贝类释放的CO2，阻断CO2从水体挥发进入大气。 25．（2026年高考云南卷生物高考真题（网络 收集版））研究人员在某海滨荒滩开展生态恢复实验。实验基于当地的一条食物链“海三棱藨草（藨草）→天津厚蟹（厚蟹）→锯缘青蟹（青蟹）”，在样方内种植藨草并引入厚蟹，随后设置实验组（引入青蟹）与对照组（不引入青蟹），结果如图。 回答下列问题： （1）该食物链中，青蟹属于________级消费者。 （2）实验组藨草种群密度的变化符合________（填“A”或“B”）曲线，6月中旬样方内厚蟹种群密度可能会________（填“高于”“低于”或“等于”）对照组。若A曲线的模式使海滨生态恢复，而B曲线的模式使海滨回到荒滩状态，则可说明种间相互作用结果影响了群落演替的________。 （3）增加植物固碳量是实现“双碳”目标的措施之一，碳流入藨草的途径为光合作用，流出藨草的途径有________（答出3点即可）。“下行效应”理论认为高营养级会调控低营养级，从而调控生产者的固碳量。理论上，一条食物链的偶数营养级生物量增加会使生产者固碳量________，但在自然生态系统中难以验证，其原因是________。要提升本实验中植物的固碳量，可以采取的措施有________（答出1点即可）。 【答案】（1）次 （2）A 低于 速度和方向 （3）藨草的呼吸作用以CO2的形式散失、藨草的残枝败叶等被分解者分解、藨草被厚蟹捕食 减少 自然生态系统营养结构复杂，存在多条食物链，一个营养级可能有多种食物来源，难以单独研究某一条食物链的影响 适当引入青蟹 【详解】（1）在食物链“海三棱藨草（藨草）→天津厚蟹（厚蟹）→锯缘青蟹（青蟹）”中，生产者是第一营养级，初级消费者是第二营养级，次级消费者是第三营养级，青蟹处于该食物链的第三营养级，所以青蟹属于次级消费者。 （2）实验组引入了青蟹，青蟹会捕食厚蟹，厚蟹会捕食藨草，那么实验组中藨草被厚蟹捕食的压力相对较小，其种群密度下降幅度较小，符合A曲线。因为6月中旬实验组引入了青蟹，青蟹捕食厚蟹，所以样方内厚蟹种群密度可能会低于对照组。A曲线模式使海滨生态恢复，B曲线模式使海滨回到荒滩状态，这表明种间相互作用结果影响了群落演替的速度和方向。 （3）碳流入藨草的途径是光合作用，流出藨草的途径有：藨草通过呼吸作用以CO2的形式散失到大气中；藨草的残枝败叶等被分解者分解，碳以CO2形式散失；藨草被厚蟹捕食，碳流入厚蟹体内。 根据“下行效应”理论，一条食物链的偶数营养级生物量增加，会使该营养级对前一营养级的捕食压力增大，导致前一营养级的生物量减少，即厚蟹对生产者（藨草）的捕食压力增大，导致生产者（藨草）的生物量减少，从而使生产者固碳量减少。但在自然生态系统中，营养结构复杂，存在多条食物链，一个营养级可能有多种食物来源，难以单独研究某一条食物链的影响，所以难以验证该理论。要提升本实验中植物的固碳量，可以采取的措施有适当引入青蟹，可减少厚蟹对藨草的捕食，从而增加藨草固碳量等。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 生态系统的物质循环 分层作业 目录 A组 巩固过关 考点01：生态系统的物质循环（以碳循环为例） 考点02：生物富集 考点03：物质循环和能量流动的关系 考点04：探究土壤微生物的分解作用 B组 能力提升 C组 拓展探究 考点01：生态系统的物质循环（以碳循环为例） 教材梳理 1. 生态系统的物质循环是组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，从　　　　　进入　　　　，又从生物群落回到非生物环境的循环过程，因其范围可达生物圈而具有　　　。 2. 碳循环主要以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境之间进行：生产者通过　　　　将二氧化碳固定为有机物，碳再沿　　　　　　　传递，生产者、消费者和分解者通过呼吸作用或分解作用将碳以二氧化碳形式返回非生物环境。 3. 海洋对调节大气中的碳含量具有重要作用；人类大量开采、使用　　　　会增加二氧化碳排放、加剧温室效应，而　　　　和秸秆还田有助于吸收、固定和储存碳。 自我检测 1．【新考法】下图为生物圈碳循环过程示意图，甲~丁表示生态系统的成分，①~⑦表示过程。下列叙述正确的是（     ） A．②⑤⑥表示细胞呼吸，乙代表分解者 B．③④⑦过程中碳以有机物的形式传递 C．图中丙→乙→丁能构成一条食物链 D．参与①过程的生物包括生产者、消费者 2．【社会责任】习近平总书记在党的二十大报告中强调：“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，是我们对国际社会的庄严承诺。下列有关叙述正确的是（　　） A．加强煤炭清洁高效利用是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径 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问题 C．实现碳达峰后，生态系统的碳循环不会明显减慢 D．碳循环是指CO2在无机环境和生物群落间的循环过程 3．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．碳在群落与无机环境之间主要以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 4．为积极应对全球气候变化，我国政府宣布2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值）。2060年前力争实现碳中和（CO2排放量与减少量相等）。下列关于碳循环叙述错误的是（　　） A．在处于生态平衡的生态系统中，植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等 B．垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环，提高了能量传递效率 C．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 D．植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标 5．中共河南省委河南省人民政府在《关于全面推进美丽河南建设的实施意见》中提到在2035年之前积极稳妥推进碳达峰碳中和。下列措施叙述错误的是（　　） A．合理控制传统能源（例如煤炭）的消耗，提高风能、光能、氢能等新能源在生产生活中的占比 B．农业提倡免耕操作法，减少对土壤的干扰，防止水土流失，减少土壤中有机碳的含量 C．畜牧业优化畜禽饲料可提高饲料转化效率既降低粪便中有机物含量，也减少反刍动物的甲烷等温室气体排放 D．碳吸收的主要方式是通过植物、土壤等来实现。但是不能满足当前的需求，急需开发新的技术 6．【生产应用】河北省遵化市团瓢庄乡因地制宜，依靠当地特有的野外山坡土质，尝试构建了在梨园中种植黄瓜，使黄瓜攀爬在梨树上的一种“果蔬立体挂式”栽培模式，走出了一条“黄瓜上树，农民致富”的现代农业发展之路。下列叙述错误的是（　　） A．该模式充分利用了群落的垂直结构，提高了光能和土地资源的利用率 B．梨树林形成的林荫环境可降低林下光强，避免强光影响黄瓜的生长 C．黄瓜的残枝败叶可为梨树提供有机物，促进果树生长 D．梨树林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物种类和栖息空间有关 7．富营养化水体中，藻类是吸收氮元素的主要生物，下列说法正确的是（    ） A．氮是组成藻类细胞的微量元素 B．氮是构成藻类RNA聚合酶的必要元素 C．藻类的ATP和淀粉都是含氮化合物 D．生态系统的氮循环在水生生物群落内完成 8．【概念辨析】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 9．【核心概念】大气中的碳进入生物群落的形式和作用是（    ） A．碳酸盐呼吸作用 B．CO2分解作用 C．含碳有机物光合作用 D．CO2光合作用 考点02：生物富集 教材梳理 1. 生物富集是生物体从周围环境吸收并积蓄某种元素或　　　　　　　　，使其在机体内浓度　　　　　　的现象，常见物质包括铅、汞等重金属以及DDT、六六六等有机化合物。 2. 有害物质进入生物体后若不易被排出，便可沿　　　逐渐聚集，通常在较高营养级生物体内浓度升高并最终积累于食物链顶端；其扩散可通过　　　　　　　　　等途径进行，因此生物富集具有全球性。 3. 生物富集的程度受　　　　、有害物质的性质和环境因素影响，可能危害生物体健康，并对人类食用受污染生物的安全造成威胁。 自我检测 10．【生活实践】废弃电池、废水银温度计等有害垃圾和杀虫剂DDT 若进入土壤或水体中，其中的一些有害物质通过某些途径进入生物体内会形成难以降解的化合物，对生态环境和人类健康造成危害，下列相关叙述正确的是（    ） ①动物不能从环境中直接摄入铅、汞等有害物质②汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程相同③进入生物体内的铅等有害物质不易被生物体排出④汞、镉等有害物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集⑤在南极企鹅体内发现了DDT，说明物质循环具有全球性 A．③④⑤ B．①②③④ C．①②③④⑤ D．①③④⑤ 11．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 12．（2025年1月浙江省普通高校招生选考科目考试生物高考真题）由于DDT严重危害生物的健康且不易降解，许多国家禁用DDT。但DDT能杀灭按蚊，有效控制疟疾的传播，因此2006年世界卫生组织宣布允许非洲国家重新使用DDT，使得非洲疟疾的新增病例大幅下降。下列叙述不合理的是（    ） A．喷施低浓度的DDT，也会在生物体内积累 B．DDT不易降解，不会在生物圈中大面积扩散 C．在严格管控的情况下，DDT可以局部用于预防疟疾 D．与第二营养级相比，第三营养级生物体内的DDT含量更高 考点03：物质循环和能量流动的关系 教材梳理 1. 物质循环和能量流动是生态系统的　　　　，二者同时进行、彼此相互依存且不可分割；能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解。 2. 　　作为能量的载体，使能量沿食物链和食物网流动；　　作为动力，使物质能够在生物群落和非生物环境之间循环往返，二者共同使生态系统各组成成分联系成统一整体。 3. 物质循环中非生物环境的物质可被生物群落　　　　，而能量沿生态系统各营养级流动时　　　　，其流动是单向的、不能循环利用。 自我检测 13．【生产应用】某农业生态系统的模式简图如图，农作物既能为人类提供食物，又能为家禽和家畜提供饲料。下列叙述正确的是（    ） A．图中含有3条捕食食物链，人处于第四营养级 B．该模式实现了能量的多级利用且提高了能量的利用率 C．农作物和食用菌通过光合作用固定的能量可流向消费者 D．沼气池中有大量微生物，有利于物质和能量的循环利用 14．【跨学科·语文】下列对古诗文中包含的生物学原理解释正确的是（　　） A．“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”中所有的蛙属于一个群落 B．“远芳侵古道，晴翠接荒城”体现了生物群落初生演替的过程 C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统的物质和能量循环 D．“西湖春色归，春水绿于染”中的湖水因藻类富含叶绿素而呈现出绿色 考点04：探究土壤微生物的分解作用 教材梳理 1. 探究土壤微生物对落叶的分解作用时，应设置对照实验：　　　土壤保持自然状态，　　　土壤进行灭菌处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时避免明显改变土壤的理化性质。 2. 探究土壤微生物对淀粉的分解作用时，可将等量淀粉糊分别置于A、B烧杯，A中加入　　　　　，B中加入等量蒸馏水，控制其他条件相同；培养后用　　检测淀粉，用斐林试剂并加热检测还原糖。 3. 实验设计应遵循　　　　　　并控制无关变量，实验组和对照组除自变量外条件保持一致；若实验组落叶腐烂更明显或淀粉减少、还原糖增加，可支持　　　　　　　　　　　的假设。 自我检测 15．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 16．兴趣小组设计实验来探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是（    ） A．可以采用加热烘干的方法除去实验组土壤中的微生物 B．实验组和对照组土壤需放在隔绝空气的条件下进行实验 C．实验组和对照组中所用的落叶需要事先进行灭菌处理 D．实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度 17．【生产应用】（2025高考湖北卷生物真题试卷）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1mg/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 18．（2026年1月浙江生物高考真题）“碳达峰”是指某区域内CO2的排放量达到历史最大值。为提前实现“碳达峰”的目标，从如图所示的碳循环路径进行分析，下列策略中最佳的是（    ） A．减少路径③的释放量，增加路径④的吸收量 B．减少路径⑤的释放量，增加路径②的吸收量 C．减少路径①的释放量，增加路径②的吸收量 D．减少路径⑥的采掘量，增加路径④的吸收量 19．【生态治理】（2026年高考江苏卷生物高考真题（网络 收集版））微囊藻（蓝细菌）大量增殖形成水华，造成了水生态环境灾害。为防治水华，采用了多种生态治理措施。下列叙述错误的有（     ） A．投放鲢鱼食藻是利用了种间竞争关系 B．种植水生植物可与微囊藻竞争营养 C．打捞微囊藻沤制有机肥削减了水体中的氮、磷含量 D．调查微囊藻数量需采用五点取样法设置样方 20．（2025高考广西卷生物）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： 注：μE为光照强度单位μmol.m-2.s-1 （1）第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是______。 （2）第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是______。 （3）据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是______；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是______。 （4）该系统对助力实现碳中和目标的优势是______。 三峡水库蓄水后，水体滞留时间延长，致使部分颗粒物携带重金属沉降，不仅威胁鱼类和水生态健康，还威胁人类饮食安全。为评估三峡水库地区重金属通过摄食途径进入生物体产生的富集和放大效应，研究人员采集了多种鱼类样品，并测定了重金属汞（Hg）的含量。下图为部分测定结果（Ⅰ~Ⅳ表示4类食性的鱼）。    根据食性，科研人员将鱼类分为4类： 肉食性鱼类：主要以动物为食。 杂食性鱼类：同时以植物和动物为食，可至少从两个营养级中获取食物。 草食性鱼类：主要摄食水生高等植物，也摄食附着藻类和被淹没的陆生嫩草。 滤食性鱼类：用鳃耙过滤浮游生物、细菌、有机碎屑等来获取食物。 21．【生活实践】根据已学知识和上述题干信息可以推测，Ⅳ为___________食性鱼类。 22．【数据分析】有人认为“就鱼的种类而言，人应多食用草食性鱼类，少食用肉食性鱼类。”你认同这种说法吗？请结合题意及所学知识阐述理由。___________。 23．（2026年高考甘肃卷生物高考真题（网络 收集版））淡水生态系统的水质不仅受到水体大小、周围环境等因素的影响，也受到其中浮游生物的种类和数量影响；反过来，水质也影响浮游生物的生存状况。两个淡水湖的浮游生物调查情况如下表。下列叙述正确的是（     ） 湖泊 类群 物种数 个体数量（个） 生物量 甲 浮游植物 47 86387 0.37 浮游动物 15 76 0.01 乙 浮游植物 47 6613 0.03 浮游动物 15 5 0.06 A．两湖的浮游动植物物种数相同，水质相同 B．乙湖的浮游动植物个体数量少，水质更好 C．两湖相比，甲湖的浮游动物个体平均更大 D．若甲湖发生富营养化，生物组成会变简单 24．【生产应用】（2026年高考北京卷生物高考真题（网络 收集版））大气中浓度升高是导致全球气候变暖的原因之一。减少排放，增加固定，是保护生态的重要举措。 （1）大气中的会被生物群落固定，而生物群落中的碳会通过__________作用转化为，重返大气。与碳一样，很多元素都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传递过程，这就是生态系统的__________。 （2）在生物群落中碳会沿着食物链（网）传递，下列叙述正确的有__________。（多选） A．从初级消费者传递到次级消费者的含碳有机物绝大部分是糖类 B．碳在食物链（网）的传递过程伴随能量流动 C．食物链（网）中各营养级生物均会释放 （3）海洋中生活的双壳纲动物（简称贝类），取食水中的有机物颗粒和微小生物，供自身的软组织和贝壳生长。贝壳中含有大量，其形成过程可以简化为：，其中来自海水。溶解于水的过程中，一部分会与水发生反应形成和。综合这些信息，分析贝类吸收和释放的过程，并说明如何判断贝类生长过程中是吸收还是释放。__________________________________________________。 （4）贝类释放的先进入水体，然后再排放到大气中，如果能够延缓或阻断水中进入大气，就可以减少的排放。为实现这个目标，养殖贝类时可混养__________。 25．（2026年高考云南卷生物高考真题（网络 收集版））研究人员在某海滨荒滩开展生态恢复实验。实验基于当地的一条食物链“海三棱藨草（藨草）→天津厚蟹（厚蟹）→锯缘青蟹（青蟹）”，在样方内种植藨草并引入厚蟹，随后设置实验组（引入青蟹）与对照组（不引入青蟹），结果如图。 回答下列问题： （1）该食物链中，青蟹属于________级消费者。 （2）实验组藨草种群密度的变化符合________（填“A”或“B”）曲线，6月中旬样方内厚蟹种群密度可能会________（填“高于”“低于”或“等于”）对照组。若A曲线的模式使海滨生态恢复，而B曲线的模式使海滨回到荒滩状态，则可说明种间相互作用结果影响了群落演替的________。 （3）增加植物固碳量是实现“双碳”目标的措施之一，碳流入藨草的途径为光合作用，流出藨草的途径有________（答出3点即可）。“下行效应”理论认为高营养级会调控低营养级，从而调控生产者的固碳量。理论上，一条食物链的偶数营养级生物量增加会使生产者固碳量________，但在自然生态系统中难以验证，其原因是________。要提升本实验中植物的固碳量，可以采取的措施有________（答出1点即可）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 生态系统的物质循环 分层作业 考点01：生态系统的物质循环（以碳循环为例） 教材梳理 1. 非生物环境　　生物群落　　全球性 2. 光合作用　　食物链和食物网 3. 化石燃料　　植树种草 自我检测 1.【答案】B 2.【答案】ABC 3.【答案】C 4.【答案】B 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】B 8.【答案】A 9.【答案】D 考点02：生物富集 教材梳理 1. 难以降解的化合物　　超过环境浓度 2. 食物链　　大气、水和生物迁移 3. 生物特性 自我检测 10.【答案】A 11.【答案】D 12.【答案】B 考点03：物质循环和能量流动的关系 教材梳理 1. 主要功能 2. 物质　　能量 3. 反复利用　　逐级递减 自我检测 13.【答案】B 14.【答案】D 考点04：探究土壤微生物的分解作用 教材梳理 1. 对照组　　实验组 2. 土壤浸出液　　碘液 3. 单一变量原则　　土壤微生物具有分解作用 自我检测 15.【答案】B 16.【答案】C 17.【答案】C 18.【答案】C 19.【答案】AD 20.【答案】（1）抑制光呼吸，有利于衣藻大量繁殖 （2）甘醇酸积累，培养液pH下降，不利于大肠杆菌生存 （3）光照强度 衣藻光合作用增强，数量增多，产生的甘醇酸多，已适应环境的大肠杆菌大量繁殖 （4）在生产高价值生物产品的同时，实现CO2的吸收利用或者负排放 21．肉 22．有道理。第一，能量流动中会逐级递减，因此肉食性鱼类生长过程消耗的能力比草食性鱼类更多，所以食用草食性鱼类更低碳环保。第二，重金属等有害物质会随着食物链的延长而富集，因此草食性鱼类含重金属等有害物质比较少，利于人体健康 23.【答案】D 24.【答案】（1）呼吸 物质循环 （2）BC （3）软组织生长释放CO2，贝壳形成净吸收CO2：依据二者量的差值，可以判断释放或吸收CO2 （4）水生植物 25.【答案】（1）次 （2）A 低于 速度和方向 （3）藨草的呼吸作用以CO2的形式散失、藨草的残枝败叶等被分解者分解、藨草被厚蟹捕食 减少 自然生态系统营养结构复杂，存在多条食物链，一个营养级可能有多种食物来源，难以单独研究某一条食物链的影响 适当引入青蟹 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $