2023-2024学年高二生物精讲与精练考点专题3.3生态系统的物质循环教师版新人教版选择性必修2

第3章生态系统及其稳定性3.3生态系统的物质循环【考点精讲】1.碳循环注意：（1）C元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在，在无机环境中主要以CO2、碳酸盐的形式存在。（2）C元素从无机环境进入生物群落的途径：光合作用以及化能合成作用。（3）C元素从生物群落进入无机环境的途径：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。2.物质循环物质循环的概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断地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，这就是生态系统的物质循环。物质循环具有全球性，因此其的范围是生物圈，因此又叫生物地球化学循环。3.生物富集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。这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散，因此生物富集也是全球性的。4.能量流动与物质循环的关系（1）物质是能量的载体，使能量沿着食物链和食物网流动；能量作为动力，使物质能够不断的在生物群落和无机环境之间循环往复。（2）物质可以循环利用，但能量是逐级递减、单向流动的。【例题分析】【例题1】图是自然界碳循环的简图，据图分析，下列叙述中错误的是(

)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表示大气中CO2进入生物群落的光合作用过程D.碳元素以无机物形式在丙→乙→甲所示的渠道中流动【答案】D【解析】A.由图示可知丙代表生产者，乙代表消费者，甲代表分解者，A正确；B.①②③代表生态系统中生物成分通过呼吸作用放出二氧化碳进入无机环境，B正确；C.④代表生产者中的绿色植物通过光合作用固定二氧化碳，C正确；D.碳元素以有机物的形式在生物群落中流动，D错误。

【例题2】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能实现光能→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是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节D.B、C、D被E食用，E处于第二、第三、第四营养级【答案】D【解析】A.图中B表示生产者，通过光合作用能实现光能→化学能的转化，A正确；B.B、C、D表示食物链，碳元素在B→C→D中以有机物的形式流动，B正确；C.B表示生产者，E表示分解者，是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节，C正确；D.E表示分解者，B、C、D不能被E食用，其没有进入食物链，D错误。【习题精炼】某河流因生活污水的大量排放导致蓝藻大量繁殖、水华频发，人工打捞和投放大量化学杀藻剂是常用的治理方法。近年来，研究者采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的治理方法，收到较好的效果。下列相关叙述中正确的是（）A.杀藻剂处理会导致蓝藻细胞发生定向变异B.此系统中全部的动物和植物构成生物群落C.生态系统中动植物之间进行着能量流动和物质循环D.大型挺水植物与蓝藻竞争资源能减轻水华发生【答案】D【解析】A、变异是不定向，A错误；B、生物群落包括全部的植物、动物和微生物，B错误；C、生态系统的物质循环是指组成生物体C、H、O、N、P、S等元素，都不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，C错误；D、大型挺水植物与蓝藻竞争资源能减轻水华发生，D正确。下列有关物质循环和能量流动的相关叙述中，错误的是（）A.碳从动物流向分解者的形式为有机物B.能量流动的特点是单向流动、逐级递减C.生产者固定的太阳能为流经生态系统的总能量D.能量流动推动了物质循环，物质循环不利于能量的流动【答案】D【解析】A.碳元素在生物群落之间以有机物形式传递，所以从动物流向分解者的形式为有机物，A正确；B.能量流动的特点是单向流动，逐级递减，传递率为10%～20%，B正确；C.生产者固定的太阳能为流经该生态系统的总能量，C正确；D.物质是能量的载体，所以物质循环有利于能量的流动，能量流动推动了物质循环，D错误。下列关于生态系统的信息传递的叙述，错误的是（）A.孔雀开屏、雌鸟鸣叫召唤雏鸟都属于动物的行为信息B.信息传递、物质循环和能量流动是生态系统的三大功能C.“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”体现了物理信息的作用D.信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定【答案】A【解析】A.孔雀开屏属于动物的行为信息，雌鸟鸣叫召唤雏鸟属于动物的物理信息，A错误；B.信息传递、物质循环和能量流动是生态系统的三大功能，B正确；C.“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”体现了温度对植物生长的影响，为物理信息的作用，C正确；D.信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，D正确。下列有关生态系统的叙述错误的是（）A.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递B.信息传递是双向的，物质循环和能量流动也是双向的C.生产者固定的太阳能主要以有机物的形式流向分解者和消费者D.一般来说，农田生态系统营养结构简单，自我调节能力低【答案】B【解析】A.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递，A正确；B.能量流动是单向的，B错误；C.生产者固定的太阳能主要以有机物的形式流向分解者和消费者，C正确；D.一般来说，农田生态系统生物种类少，营养结构简单，自我调节能力低，D正确。有关生态系统的信息传递，正确的叙述是（）A.生态系统中物理信息的来源只能是无机环境B.动物的特殊行为对于同种或异种生物能够传递信息C.生态系统中的信息传递和能量流动都是单向的D.利用昆虫信息素诱捕有害动物利用了物理信息【答案】B【解析】A、生态系统中物理信息既可来自无机环境，也可来自生物，A错误；B、动物的特殊行为对于同种或异种生物能够传递信息，B正确；C、生态系统中的信息传递往往是双向的，C错误；D、利用昆虫信息素诱捕有害动物利用了化学信息，D错误．对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调査，测量得到该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个种群所同化的总能量如下表，下列说法中不正确的一项是（）生物种群甲乙丙丁能量（kJ）1．3×1082．8×1092．9×1079．8×107A.在这四个种群中，甲和丁属于竞争关系B.除乙种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型C.按照生物富集原理，丙种群体内的农药残留量是最多的D.从4个种群的营养关系上看，它们之间只能形成一条食物链【答案】D【解析】A.

从各生物同化能量的数量级别可知，4个种群构成了两条食物链：乙→甲→丙、乙→丁→丙，甲和丁都以乙为食，是竟争关系，A正确；B.乙是生产者，属于自养型生物，其他3个种群均为消费者，其同化作用类型都属于异养型，B正确；C.按照生物富集原理，营养级越高农药残留量就越多，毒物的富集量越多，因此丙的农药残留量最多，C正确；D.4个种群构成了两条食物链：乙→甲→丙、乙→丁→丙，D错误。“猪—沼—茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植（茶树）、养殖（猪）、农户（人）和沼气生产（微生物）四个子系统构成。该生态农业模式A.是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统B.实现了物质和能量在系统中的多级循环利用C.注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入D.使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环【答案】D【解析】A.该生态农业是由茶树、猪、人和微生物及这些生物所生存的环境组成的生态系统，A错误；

B.该生态农业实现了物质在系统中的多级循环利用，同时提高了能量的利用效率(能量不能循环利用)，B错误；C.该生态农业注重系统内部的自身调节作用，同时也需要外部能量的投入，C错误；D.由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成的生态农业，使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环，D正确。

下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是(

)A.做肥料的粪便中的能量可以流向植物，从而实现了对能量的多级利用B.一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%~20%能量流入狼体内C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的D.食物链中，生物所处的营养级越高，其数量一定越少【答案】C【解析】A.使用粪便做肥料，是因为粪便中无机盐和被分解者分解其中有机物产生的无机物可以被植物吸收利用，从而实现了对物质的循环利用，该过程中植物并没有获得粪便中的能量，A错误；B.一只狼捕食了一只兔子，这只兔子不能代表一个营养级的所有生物，这只狼也不能代表下一营养级中的所有生物，所以二者的能量传递效率不满足10%∽20%，B错误；C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，C正确；D.食物链中，生物所处的营养级越高，其获得的能量就越少，但其数量不一定越少，如一棵树上的虫子，D错误。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自给自足B.A是消费者，D是生产者，B属于分解者C.碳主要以有机物的形式由A流向BD.碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体【答案】B【解析】A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足，A正确；B.A为消费者，D为大气二氧化碳，C为生产者，B为分解者，B错误；C.碳主要以有机物的形式由A消费者流向B分解者，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。下列关于全球气候变暖的叙述，正确的是（

）A.植树造林可减缓全球气候变暖 B.全球气候变暖可减缓永冻土融化C.全球气候变暖不会影响农业生产 D.大气中CO2减少导致全球气候变暖【答案】A【解析】A.植树造林是通过提高光合作用强度，增强对二氧化碳的吸收能力，从而减缓全球气候变暖，A正确；B.全球气候变暖将加快永冻土融化，B错误；C.全球气候变暖会造成气候变化，从而影响农业生产，C错误；D.大气中CO2增多导致全球气候变暖，D错误。【能力培优】下图为生态系统物质循环与能量流动示意图，其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分，1—4是乙中的四种生物。下列分析正确的是()A.碳在生物群落内部的传递形式是CO2B.生态系统的主要成分是乙C.该生态系统的营养结构是D.联系无机环境和生物群落的关键成分是甲、丙【答案】D【解析】如图表示某生态系统物质循环与能量流动示意图，其中甲是生产者；乙是消费者（1、2、3、4）是乙中的四种生物；丙为分解者。A.碳元素在生物群落内部的主要传递形式应该是有机物，而在生物群落与无机环境之间则是CO2，A错误；B.生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，缺一不可，B错误；C.生态系统的营养结构包括生产者（第一营养级），C错误；D.联系无机环境和生物群落的关键成分是甲（生产者）、丙（分解者），D正确。下列关于生态系统相关的说法，正确的有几项（）①食物网中某生物的位置不能被其他生物取代②当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化，这一事例属于恢复力稳定性③组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断在无机环境和生物群落之间进行循环的过程，叫生态系统的物质循环④任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能⑤植物生长素对植物生长的调节属于生态系统的信息传递中的化学信息⑥信息传递对于个体、种群、群落、生态系统的稳定都有重要作用A.一项 B.两项 C.三项 D.四项【答案】C【解析】①如果一条食物链上某种生物减少或者消失，它在食物链上的位置可能由其它生物来取代，是食物网具有的特征，①错误；

②当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化，这一事例属于抵抗力稳定性，②错误；

③组成生物体的C、H、O、N等元素，不断在无机环境和生物群落之间进行循环的过程，叫生态系统的物质循环，③正确；

④能量流动是单向流动、逐级递减的，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，④正确；⑤植物生长素对植物生长的调节不属于生态系统的信息传递中的化学信息，⑤错误；⑥信息传递对于个体、种群、群落、生态系统的稳定都有重要作用，⑥正确。微生物广泛存在于自然界中。下列关于土壤微生物的叙述正确的是（）A.土壤微生物只通过微生物的分解作用参与生态系统的物质循环B.与豆科植物共生的根瘤菌能进行固氮作用，因而其是自养生物C.秸秆中的化学能经土壤微生物作用后不会被农作物吸收利用D.土壤中的硝化细菌是异养生物，因而其不属于生产者【答案】C【解析】A.土壤微生物不仅有分解者进行分解作用，也有生产者进行光合作用或者是化能合成作用来参与生态系统的物质循环，A错误；B.

与豆科植物共生的根瘤菌能进行固氮作用，与大豆植株之间属于互利共生的关系，是异养型生物，B错误；C.

秸秆中的化学能经土壤微生物作用后不会被农作物吸收利用，因为物质可以循环利用，但能量不可以循环利用，具有单向传递，逐级递减的特点，C正确；D.土壤中的硝化细菌可以进行化能合成作用，将无机物转化成有机物，因而属于生产者，D错误。如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。下列说法正确的是（）A.图中A是生产者，B，D，E是消费者，C是分解者B.该生态系统的结构包括A，B，C，D及非生物的物质和能量C.该生态系统中食物网可表示为D.E每增加1kg的体重，至少需要25kg的A【答案】D【解析】图中A为生产者，D、E为消费者，B为分解者，C为大气中的CO2，生态系统的结构除包括生态系统的成分外，还包括食物链和食物网，食物链为A→D→E，E每增加1kg至少需要A为1 kg20%×20%＝生态系统的一条食物链A—B—C中，各种群一年时间内能量的同化、利用和传递等的统计（单位：百万千焦／年）如下表。下列相关叙述。正确的是种群输入的总能量生长发育和繁殖的能量呼吸消耗传递给分解者传递给下一营养级未被利用的能量A65.53.015.041.5B15.0b0.52.5C20.61.4微量（不计）无A.种群A，B，C构成了该生态系统的生物群落B.能量从种群B到种群C的传递效率为16％C.种群B呼吸消耗的能量为5百万千焦／年D.种群A储存在体内的能量为65.5百万千焦／年【答案】D【解析】A.种群A属于生产者，种群B和C属于消费者，还缺少分解者，因此种群A、B、C不能构成生物群落，A错误；B.相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，所以能量从B到C的传递效率为2÷15×100%=13.3%，B错误；C.呼吸消耗=输入的总能量-生长发育和繁殖的能量，种群B呼吸消耗的能量为10百万千焦/年，C错误；D.种群A的净同化量为生长发育和繁殖的能量，即65.5百万千焦，D正确。下列属于生态系统功能描述的是（

）①生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用②在植物一鼠一蛇这条食物链中，鼠是初级消费者，属于第二营养级③蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜④根瘤菌将大气中的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.②③④【答案】C【解析】①生态系统的主要功能包括物质循环和能量流动，另外还有信息传递的功能。生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗，是能量流动功能，①符合题意；②在植物一鼠一蛇这条食物链中，鼠是初级消费者、第二营养级，分析的是营养结构，不是生态系统的功能，②不符合题意；③蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜，是生态系统的信息传递功能，③符合题意；④根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中，是生态系统的物质循环，④符合题意。如图为某鱼塘部分能量流动示意图[图中数字为能量值，单位是（J•m-2•a-1）]．下列有关叙述正确的是（）A.鲈鱼所占营养级为第五、第六营养级B.第二到第三营养级的能量传递效率为28.9%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357（J•m-2•a-1）D.该图只包含生态系统成分中的生产者和消费者【答案】B【解析】A、该食物网中最高营养级是鲈鱼，为第五营养级，A错误；B、第二到第三营养级的能量传递效率为(840+210+1260)÷(3780+4200)X100℅=28.9%，B正确；C、太阳鱼同化的能量去向有：呼吸作用消耗、流入下一营养级和被分解者分解利用，由图可知，只知道同化量和流入下一营养级的能量，不能得出呼吸作用消耗的能量，C错误；D、该图包含生态系统中的生产者，消费者和非生物的物质和能量，D错误。下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.图中属于生物群落的是a、c、d、eB.若c的食物中d占1/3，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，需要a的量为120kgC.若通过人为管理增加某生物数量，则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b、e【答案】B【解析】A.图中属于生物群落的是a（生产者）、c（消费者）、d（消费者）、b（分解者），e是非生物的物质和能量，不属于生物群落，A错误；B.流经该生态系统的总能量是植物固定的太阳能。能量流动的特点为单向流动、逐级递减。若在图中所示食物链（网）中c的食物中d占1/3，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，则1Kg来自d，2Kg来自a，所以至少需要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a和b，D错误。下列关于物质循环的叙述，错误的是（

）A.CO2和有机物在生物群落与无机环境之间的循环叫做碳循环B.生产者与分解者的部分生理活动是完成物质循环的重要环节C.能量为物质在生物群落和无机环境之间的循环提供动力D.湖泊生态系统的物质循环不能在该生态系统内独立地进行【答案】A【解析】A、碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2形式进行的，A错误；B、生产者可以通过光合作用或化能合成作用，直接利用无机环境的CO2合成自身的组成物质，也能通过细胞呼吸直接将CO2释放到无机环境中；分解者可以通过分解和细胞呼吸将动植物遗体残骸中的有机碳变为二氧化碳和无机物，返回无机环境，B正确；C、能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体，C正确；D、物质循环具有全球性，湖泊生态系统的物质循环不能在该生态系统内独立地进行，D正确。图1为某草原生态系统的部分碳循环示意图，甲～丁为生态系统的组成成分；图2为该生态系统的部分能量流动示意图（不考虑未利用的能量）。据图分析回答：（1）图1中，碳元素进入无机环境的途径是______（填序号），能量进入群落的主要途径是______（填序号）。（2）生态系统的结构包括_________和_________