2022-2023学年 必修一 浙科版 　生态系统中的物质能被循环利用 课件（80张）

生态系统中的物质能被循环利用第四节学习目标1.分析生态系统物质循环的过程和特点。2.举例说明人类运用生态系统的物质循环规律的意义。内容索引一、生态系统的物质循环二、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网络构建课时对点练一、生态系统的物质循环1.生物在水循环中起的作用很小(1)水循环教材梳理蒸发、冷凝雨、雪、冰雹蒸发太阳能水的流动(2)过程分析a.①

和②

是水循环的两种方式。b.海洋亏损的水分通过

的汇集流入海洋而得以弥补。c.生物在全球水循环过程中起的作用

。蒸发降水陆地江河很小2.碳循环(1)地球上的碳绝大部分是以

的形式存在于岩石圈中，其次是储存在化石燃料中。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以

形式存在的碳。(2)大气圈中的CO2经生产者的①_________进入生物群落。部分碳通过生物的②

回归大气圈。碳酸盐二氧化碳光合作用呼吸作用(3)动、植物残体内的碳和动物的排泄物等通过分解者的③

回到大气圈，也可能慢慢形成泥炭、煤和石油等。人类通过④_______________将这些碳释放到大气中。(4)海洋的碳含量约为大气圈的50倍，对于调节大气圈中的碳含量起着非常重要的作用。分解作用化石燃料的使用3.氮循环(1)氮循环的过程：固氮、氨化、硝化、反硝化等。①固氮途径：主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮。a.高能固氮是通过闪电、宇宙射线、陨石、火山爆发等所释放的能量进行固氮，

，属于天然固氮方式。b.工业固氮是在高温、高压、催化剂的作用下，将氮气还原为氨气。工业固氮产量的不断提高，干扰了生态系统中的氮循环。c.生物固氮是通过固氮菌和蓝藻等自养或异养微生物进行固氮，是最重要的固氮途径。形成的氨或硝酸盐随着降雨到达地球表面②氨化作用是指尿素和尿酸等通过

细菌、放线菌和真菌的代谢活动，转变为无机化合物(氨)并把它释放出来。③硝化作用是指氨和铵盐被

氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。④反硝化作用是指硝酸盐等含氮化合物在

的作用下转化为N2、NO和N2O的过程。异养硝化细菌反硝化细菌(2)意义：在自然生态系统中，一方面通过各种

使氮可以被生物利用，另一方面又通过

使氮不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。(3)过程分析a.固氮作用生成的氨或铵盐，通过①②

才能被生物利用。b.动、植物死体和动物的排泄物中的含氮有机物通过③

转变为无机化合物(氨)。c.硝酸盐等含氮化合物通过④

重返大气。固氮作用反硝化作用硝化作用氨化作用反硝化作用(1)碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环(

)(2)光合作用推动碳循环的过程，促进了生物群落中的能量循环(

)(3)在碳循环中，非生物环境和生物群落相联系的生物作用主要是光合作用和呼吸作用(

)×√判断正误√分析碳循环的过程1.二氧化碳能溶于水，因此可在大气和海洋、河流之间进行交换。此外，碳还可以长期固定或保存在非生命系统中，如固定于煤、石油或木材中。人类对煤和石油等的利用，向大气中排放了大量的二氧化碳。根据上述信息回答下列问题：(1)碳元素在生物体内、大气、水圈中分别主要以什么形式存在？核心探讨提示碳在生物体内主要以有机物的形式存在；碳在非生物环境中主要以二氧化碳的形式存在于大气中和溶解于水中。(2)碳元素是如何进出生产者、消费者和分解者的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等)?提示非生物环境中的碳元素以二氧化碳的形式通过光合作用形成有机物进入生产者体内；消费者通过捕食，使食物中的有机物进入消费者体内；生产者、消费者残体和排出物中的有机物可以被分解者分解利用。生产者、消费者和分解者都通过呼吸消耗，将有机物分解为二氧化碳等，使碳元素返回非生物环境。(3)结合教材P77图3－15，用关键词、线段、箭头等完善碳循环的过程。提示如图所示2.化石燃料的过量使用对环境可能会有什么影响？怎么缓解这种影响？提示引起温室效应。在燃烧过程中，化石燃料中的碳转变为二氧化碳进入大气，使大气中的二氧化碳浓度增大。而二氧化碳作为一种温室气体具有吸热和隔热的功能，其结果是使地球表面温度升高，加重了温室效应。缓解措施：开发清洁能源，减少化石燃料的燃烧；植树造林，增加绿地面积等。3.以碳循环为例概括物质循环的特点。提示物质循环具有全球性和循环往复运动的特点。4.同碳元素一样，氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？提示农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。1.碳循环相关知识点小结(1)存在形式①非生物环境中：CO2和碳酸盐。②生物群落内部：含碳有机物。(2)流动形式①生物群落与非生物环境之间：CO2。②生物群落内部：含碳有机物。核心归纳(3)进入生物群落的途径①光合作用。②化能合成作用。(4)返回非生物环境的方式①生产者、消费者的呼吸作用。②分解者的分解作用。③化石燃料的燃烧。2.碳循环示意图中各组成成分的判断(1)图甲——先根据A、B之间为双向箭头且指向B的箭头最多可判断：B为大气中的CO2库，A为生产者。再根据A、C的箭头都指向D判断：D为分解者，C为消费者。(2)图乙——根据A、C之间为双向箭头且指向C的箭头最多可判断：A是生产者，C是大气中的二氧化碳库。根据A、B、D的箭头都指向E可进一步判断：E是分解者，B是初级消费者，D是次级消费者。3.能量流动和物质循环的比较项目能量流动物质循环范围生态系统各营养级全球性特点单向流动、逐级递减反复利用联系同时进行、相互依存，不可分割：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能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往复的动力1.下列关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是A.生态系统中的物质循环主要有水循环、碳循环和氮循环等B.所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈C.所说的循环是指物质在生物群落与非生物环境之间循环往复运动D.物质在循环过程中不断递减√典题应用物质循环的实质为组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物圈这个最大的生态系统中循环往复运动，在这个过程中物质是守恒的。2.如图是自然界碳循环的简图，据图分析，下列叙述错误的是A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落D.碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动√根据丙和大气中的CO2库间存在双向箭头，可判断丙为生产者，根据围绕甲的箭头“多进一出”可判断甲为分解者，则乙为消费者，A正确；碳元素以含碳有机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动，D错误。二、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1.运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的

和___________，使物质中的能量更多地流向对

的方向。2.人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产实践，就可以实现资源的

或

，使人和自然环境共同受益。教材梳理物质循环能量流动人类有益多层次利用循环利用(1)流向分解者的物质中的能量不能被人类再度利用(

)(2)农业生态工程可以实现物质和能量的多层次、循环利用(

)××判断正误生态农业的实例分析右图是某农业生态系统的模式图。与传统的农业生态系统相比，为什么图中所示生态系统的物质中的能量能实现多层次利用？核心探讨提示图中所示生态系统将分解者所利用物质中能量的一部分转化成沼气或食物中的化学能，被人类再度利用。生态农业两大经典实例分析(1)桑基鱼塘模式：人工建立的高产、稳产的农业生态系统，做到桑叶养蚕、蚕粪养鱼、鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。核心归纳(2)沼气农田立体养殖模式：该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循环，保证能量的多级利用，如图所示。3.如图是某农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述错误的是A.微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量B.多途径利用农作物可提高

该系统中能量的传递效率C.沼渣、沼液作为肥料还田

可以促进物质循环再利用D.食用菌、产甲烷杆菌及蚯

蚓是该生态系统中的分解者√典题应用多途径利用农作物可提高该系统中能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，故B错误。4.某地建立了立体农业生态系统，其结构如下图所示，下列相关叙述正确的是A.水草从塘泥中吸收有机碳B.群落内可完成物质循环利用C.该生态系统提高了能量的利用率D.光合作用是碳进入群落的唯一途径√塘泥中的微生物将有机碳分解为无机碳，如二氧化碳，进而被水草利用，A错误；物质循环发生在最大的生态系统生物圈内，在群落内物质以含碳有机物的形式单向传递，B错误；根据生态农业的分析可知，该生态系统实现了物质循环利用和能量多级利用，提高了能量的利用率，C正确；碳进入群落的途径主要通过绿色植物的光合作用，其次还可以通过某些微生物的化能合成作用进入群落，D错误。网络构建课时对点练题组一生态系统的物质循环1.下列关于物质循环的叙述错误的是A.生态系统中的物质循环是通过食物链来完成的B.生态系统需要不断从外界输入能量才能维持物质循环C.碳元素以有机物的形式在食物链上进行传递D.一片农田不能自给自足地进行物质循环√123456789101112131415161718123456789101112131415161718食物链是生物群落中物质传递的通道，而物质循环是通过生产者将非生物环境中的无机物转化为有机物，生物群落将有机物转化为无机物重返非生物环境中进而完成物质的循环，A错误；能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减，生态系统需要不断从外界输入能量才能维持正常功能，能量流动是物质循环的动力，B正确；碳元素在生物与生物之间以有机物的形式通过食物链进行传递，C正确；123456789101112131415161718农田不断有农产品输出，因此不能自给自足地进行物质循环，需要人工的物质和能量投入，如大量N元素随农产品的输出而缺失，需要人工不断补充，D正确。2.碳是构成生命有机体的重要元素之一。下图表示碳循环的部分过程，下列有关分析错误的是A.生态系统的物质循环具有全球性和循环往复性B.能实现②过程的生理作用不一定是光合作用C.生物群落内部的生物通过捕食的方式完成碳的循环D.化石燃料的大量燃烧会使大气中CO2浓度升高，形成温室效应123456789101112131415161718√碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式通过捕食关系单向传递的，不能完成循环，C错误。1234567891011121314151617183.(2022·浙江绍兴市越州中学高二开学考试)在生态系统物质循环和能量流动过程中，连接生物群落与非生物环境的主要的生物成分及其生理作用分别是A.生产者、蒸腾作用；消费者、呼吸作用B.消费者、呼吸作用；分解者、分解作用C.生产者、光合作用；分解者、分解作用D.分解者、分解作用；消费者、合成作用1234567891011121314151617√18123456789101112131415161718在生态系统中，生产者中大部分的绿色植物能够利用光能将二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，分解者又可以将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，进入非生物环境，所以连接生物群落与非生物环境的主要的生物成分及其生理作用分别是生产者进行的光合作用和分解者进行的分解作用，C正确。4.(2022·浙江金华高二期末)物质循环主要有水循环、碳循环和氮循环等，它们具有各自的特征和路径。下列叙述错误的是A.生物在碳循环、氮循环及水循环中均起着重要作用B.水圈中的碳酸氢根离子被植物过量利用后，可从大气圈中得到补偿C.物质循环是指生态系统中的物质在群落和非生物环境之间的循环D.将生活垃圾及人畜粪便转化为优质复合肥，可实现资源多层次利用√123456789101112131415161718水的主要循环路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断地从大气圈中通过降雨回到地球表面，不涉及生物，A错误。5.如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是A.图中B可实现光能→化学能的转化B.碳元素在B→C→D中以有机物的形式流动C.B、E是实现生物群落与非生物环境沟通的关键环节D.B、C、D被E捕食，E处于第二、第三、第四个营养级√123456789101112131415161718123456789101112131415161718据图分析可知，B为生产者，能进行光合作用，而光合作用过程中实现了光能→化学能的转化，A正确；B→C→D表示食物链，碳元素在食物链中以含碳有机物的形式流动，B正确；B为生产者，能将无机物转化为有机物，同时储存能量；而E为分解者，能将有机物转化为无机物，并释放能量，因此B、E是实现生物群落与非生物环境沟通的关键环节，C正确；E表示分解者，B、C、D不能被E捕食，D错误。6.(2022·浙江高二课时练习)氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。在生态系统的氮循环中起重要作用的生物是A.绿色植物 B.动物C.分解者 D.微生物√123456789101112131415161718123456789101112131415161718绿色植物属于生产者，是生态系统的基石，A错误；绝大多数动物是消费者，能够加速生态系统的物质循环，B错误；分解者使得有机物转变为无机物便于植物吸收，C错误；有的固氮微生物是自养生物，有的是共生生物，如根瘤菌能利用空气中的氮，对氮循环起重要作用，D正确。7.氮循环过程中，氮元素由生物群落到非生物环境的主要过程是A.固氮微生物将N2还原成为NH3的过程B.硝化细菌将NH3氧化成为HNO3的过程C.植物吸收并利用硝酸盐和铵盐的过程D.氨化细菌将含氮有机物分解成NH3的过程√1234567891011121314151617188.下图为氮循环示意图，下列有关叙述不正确的是A.①过程中通过生物固定氮素是最重要的

固氮途径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√123456789101112131415161718进行②过程的生物是硝化细菌，是自养需氧型生物，B项错误。题组二物质循环规律的应用9.(2022·浙江台州高二期末)下图为某农业生态系统示意图，下列叙述正确的是A.该生态系统的群落内部完成物质

循环B.输入该生态系统的总能量大于农

作物固定的太阳能C.沼渣中能量被农作物重新利用可

提高能量利用率D.家畜到人的能量传递效率是b/a×100%√123456789101112131415161718物质循环是指在非生物环境和生物群落之间的循环，A错误；该生态系统为人工建立的农业生态系统，存在太阳能之外的能量(饲料)输入，因此输入该生态系统的总能量大于农作物固定的太阳能，B正确；沼渣中的能量不能被农作物重新利用，C错误；相邻营养级之间的能量传递效率是同化量的比值，而b和a均为摄入量，D错误。12345678910111213141516171810.选择合适的鱼苗放养在水稻田里，通过鱼除草、除虫、活水、松土、增肥等，可减少水稻的病虫害，使水稻增收。下列叙述正确的是A.在生态系统中的物质循环和能量流动是两个相对独立的过程B.该稻田生态系统中的所有水稻和杂草构成不同的营养级C.与普通稻田相比，该系统的能量传递效率较高D.农民利用鱼吃掉稻田中的杂草和害虫，是为了使物质中的能量更多地

流向对人类有益的方向√123456789101112131415161718123456789101112131415161718在生态系统中物质循环和能量流动是相互依存、不可分割的整体，A错误；该稻田生态系统中的所有水稻和杂草均为生产者，同为第一个营养级，B错误；与普通稻田相比，该系统的能量利用率提高，能量传递效率并未改变，C错误；农民利用鱼吃掉稻田中的杂草和害虫，可调整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，D正确。11.如图表示某生态系统中的碳循环过程，据图分析下列叙述错误的是A.在生态系统的成分中A属于生产者，C属于分解者B.①②代表的生理过程分别是光合作用和呼吸作用C.图中化石燃料的大量燃烧会引起

温室效应D.绿色植物的光合作用和消费者的

呼吸作用在生态系统中对碳循环

起到关键作用123456789101112131415√161718绿色植物的光合作用可以将非生物环境中的二氧化碳固定并合成有机物进入到生物群落，分解者的分解作用可以将生物群落里的动、植物死体和动物排泄物中的有机物分解成二氧化碳释放到非生物环境中，所以绿色植物的光合作用和分解者的分解作用在生态系统中对碳循环起到关键作用，D项错误。12345678910111213141516171812.某生态系统碳循环部分示意图如下，已知A为绿色植物。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123456789101112131415√161718当生态系统的生物群落处于顶极状态时，群落中不存在净生产量，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。12345678910111213141516171813.深海热泉生态系统中存在硫细菌，该细菌能利用氧化硫化物释放的能量将二氧化碳合成有机物。生活在热泉附近的生物，直接或间接地以硫细菌为食。下列相关叙述不正确的是A.硫细菌能够实现碳元素从非生物环境进入生物群落B.直接或间接以硫细菌为食的生物能够加快生态系统的物质循环C.能量能随着碳元素的循环而被生态系统循环利用D.若该生态系统的碳循环能够保持平衡状态，说明该生态系统存在分解者√123456789101112131415161718由题意可知，硫细菌能利用氧化硫化物释放的能量将二氧化碳合成有机物，说明可以实现碳元素从非生物环境进入生物群落，A项正确；硫细菌是生产者，因此直接或间接以硫细菌为食的生物都属于消费者，消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，B项正确；生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减，不能循环利用，C项错误；分解者通过分解作用产生的CO2是大气中CO2的主要来源，没有分解者，碳循环将无法保持平衡状态，D项正确。12345678910111213141516171814.分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是A.物质作为能量的载

体，使能量沿着食

物链(网)流动B.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复C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量D.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123456789101112131415√161718生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，③的能量属于②，无法比较能量①②③④的总和与生产者所固定的太阳能总量的大小关系，C错误。12345678910111213141516171815.如图为某生态系统的部分物质循环简图，下列相关叙述不正确的是A.若M表示大气中的CO2库，则碳在过

程④中以含碳有机物的形式进行传递B.绿色植物具有生物膜结构的细胞器中，

直接参与碳循环的有线粒体和叶绿体C.能量可通过光合作用进入该生态系统，通过热能的形式散失D.图中分解者可以促使物质和能量尽快地循环利用123456789101112131415161718√123456789101112131415161718若M表示大气中的CO2库，则碳在过程①②③中以无机物的形式进行传递，在过程④中以含碳有机物的形式进行传递，A正确；绿色植物中的叶绿体通过光合作用固定的太阳能是生态系统中物质循环的动力，绿色植物的线粒体通过呼吸作用将CO2释放到环境中，B正确；123456789101112131415161718图中生产者将吸收的太阳能通过光合作用转变为储存在植物体内有机物中的化学能而进入该生态系统，进入生态系统的大部分能量通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用以热能的形式散失，C正确；能量流动具有单向性，不能循环利用，D错误。16.(2022·浙江诸暨市教育研究中心高二期末)下图是某个海岛上部分生物之间的食物关系图，相关叙述正确的是A.图中显示了5个生物种群组成的4条食物链B.碳在图中生物之间以有机物的形式循环流动C.食物链也是各种杀虫剂和有害物质移动和浓缩的通道D.图中生物的能量可流向分解者，但分解者的能量不能流向这些生物1234567891011121314151617√18图中的植物多种多样，不同种植物属于不同的种群，其他生物也类似于植物，都有多个种群，因此图中的种群数量远远多于5个，A错误；碳在图中生物之间以有机物的形式顺着食物链单向流动，不能循环流动，B错误；食物链和食物网不仅是物质循环和能量流动的渠道，同时也是各种杀虫剂和有害物质移动和浓缩的通道，这些有害物质沿食物链逐级积累和浓缩的可能原因是这些物质难分解，C正确；123456789101112131415161718当图中的生物以分解者为食物时，能量就从分解者流向图中所示的生物，D错误。12345678910111213141516171817.(2022·浙江专题练习)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)，这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。下图是某自然生态系统中碳循环示意图，其中a、b、c、d构成生物群落。回答下列问题：123456789101112131415161718(1)在生态系统中，碳元素在生物群落中的传递渠道是________________。

从生态系统的组成成分考虑，图中生物c属于________，其在生态系统物质循环过程中发挥的重要作用是__________________________________________________________________________。123456789101112131415161718食物链和食物网分解者

能将动、植物的残体、粪便和各种复杂的有机物分解为生产者能重新利用的无机物在生态系统中，碳元素在生物群落中的传递渠道是食物链和食物