2022-2023学年人教版(2019)选择性必修二3 .3 生态系统的物质循环

3.3生态系统的物质循环

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教学目标

课程标准目标解读

1.生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之

化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递。间不断循环的规律。

2.生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度2.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现

的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳象。

定。

教学重点

分析碳循环过程，概述生态系统的物质循环过程。

教学难点

1.说明能量流动和物质循环的关系。

2.尝试探究土壤微生物的分解作用。

&知识精讲

知识点01生态系统的物质循环

生态系统的物质循环：组成生物体的C、H、0、N、】八S等元素，都不断进行着从无机环

境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。这就是生态系统的物质循环，又叫生

物地球化学循环。

特点：全球性、循环流动、反复出现、不会消失

知识点02碳循环与温室效应、物质循环和生物富集

(1)碳在无机环境中存在的主要形式：CO2和碳酸盐

(2)碳进入生物体的主要途径：绿色植物的光合作用、化能合成作用

(3)碳在生物体内存在的主要形式：含碳有机物

(4)碳在生物群落的传递途径：食物链和食物网

(5)碳进入大气的途径：①生物的呼吸作用②微生物的分解作用③化石燃料的燃烧

(6)碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式：C02

温室效应

1.温室气体：co2

2.CO2增多的主要原因：短时间内化石燃料大量的燃烧

3.减缓温室效应的主要措施:

①减少化石燃料的燃烧，开发新能源②增加植被面积(植树造林)

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

生产者现象，称为生物富集。

初缠消费者

次级消费者

三fit消费者

四级消费者

知识点03能量流动与物质循环的关系

项目能量流动物质循环

形式以有机物中化学能的形式以无机物'有机物形式流动

特点单向流动、逐级递减全球性、反复出现'循环流动

范围生态系统各营养级群落与无机环境之间

同时进行、相互依存、不可分割；

物质作为能量的载体，使能量沿食物链流动；能量作

联系为动力，使物质不断循环。

能量的固定、转移和释放，离不开物质的合成与分解

等过程。

知识点04探究土壤微生物的分解作用

1.实验原理

（1）土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为分解者。

（2）分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等

生态因子相关。

2.案例设计

项目案例1案例2

实验假设土壤微生物能分解落叶使之腐烂土壤微生物能分解淀粉

A烧杯中加入30mL土壤漫出液+淀粉

实验组对土壤理遭处理

实糊

验

B烧杯中加入30nL蒸储水+与A等量的

对照组对土壤不做任何处理（自然状态）

设淀粉糊

计

自变量士撰中是否含有微生物是否加土壤漫出液

A1不变蓝

A

在相同时间内实验组落叶腐烂程A2产生破红色沉淀

实验现象

度小于对照组B1变监

B

B2不产生砖红色沉淀

结i粉析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉

注：在Al、B1中加入碘液，在A2、B2申加入斐林试剂并水浴加热。

Q能力拓展

考点01碳循环及温室效应

碳对于生物和生态系统的重要性仅次于水，它构成生物体干重的49%o碳可以形成碳

链，成为各种复杂有机物的基本骨架。碳还构成非生命物质。地球上最大量的碳被固定在岩

石圈中，其次在化石燃料中，仅煤和石油中的含碳量就相当于全球生物含碳量的50倍。生

物圈中主要的两个碳库是水圈和大气圈（主要以CO2形式），还有一个是海洋（对调节大

气圈的含碳量有重要作用）。

碳循环，是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运

动循环不止的现象。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳，在水的

参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出氧气，有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。

有机物经食物链传递，又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一

部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水，并释放出其中储存的能量。

CO2在大气圈和水圈之间的界面上通过扩散作用而互相交换着，如果大气圈中的CO2

发生局部短缺就会引起一系列的补偿效应，水圈里的CO2就会更多地进入大气圈。总之，

碳在生态系统中的含量过高或过低，都能通过碳循环的自我调节而得到调整并恢复到原来的

平衡状态。

但是，自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，

大气的温室效应（又称“花房效应”）也随之增强，其引发了一系列问题已引起了世界各国的

关注。

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，产生的和大量排放

的汽车尾气中含有的二氧化碳气体进入大气造成的。温室效应对环境的影响表现在全球变

暖、地球上的病虫害增加、海平面上升、土地沙漠化、缺氧等。

如何应对温室效应，世界各国采取的基本措施是：①组织有关科学家进行研究和实验，

以迎接这一重大环境变化的挑战。②制定全球气候变化研究规划，并开展海洋消除温室效应

气体的研究。③探索海洋在全球变化中的作用。④研究全球气候变化对策并制定实施计划。

总之，通过多种手段研究确定全球变暖的影响，进而采取相应对策，将其影响减缓和限制在

可以接受的范围之内。

【典例1】下图表示生态系统中碳循环的部分过程，有关说法错误的是（）

A.A是生产者，D是分解者

B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向

C.碳在①②③④过程中都是以有机物的形式进行的

D.图中A。B„Co

【答案】

C

【解析】根据生态系统中各组分的关系可知，图中A是生产者，D是分解者，A正确；图中

可表示生态系统的碳循环，箭头可以表示碳元素的流动方向，B正确；碳在①②③过程中都

是以有机物的形式进行的，而在④过程中是以C02的形式进行的，c错误；群落是该环境中

所有生物的总和，即由图中A、B、C、D代表的生物共同构成，D正确。

考点：考查生态系统的物质循环内容，意在考查学生对知识的理解和应用。

考点02能量流动与物质循环的关系

能量流动和物质循环是生态系统的两大基本功能。能量流动是单向流动，逐级递减。而

物质循环具有全球性，循环往复。因此，对于一个生态系统来说是一个物质上自给自足的生

态系统。

生态系统的物质循环可分为三大类型，即水循环，气体型循环和沉积型循环。

生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的，因此，没有水的循环，也就

没有生态系统的功能，生命也将难以维持。

物质循环是能量流动的载体；能量流动是物质循环的动力。物质作为能量的载体，使能

量沿着食物链或食物网流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间

循环往返。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者彼此相互依存、不可分割。能

量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解等过程。

【典例11下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是（）

A.物质为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动

B.能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复

C.先进行物质循环，后发生能量流动

D.二者相互依存，不可分割

【答案】

C

【解析】解：A、物质为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，A正确；

B、能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复，B正确；

C、物种循环和能量流动同时进行，C错误；

D、物种循环和能量流动二者相互依存，不可分割，D正确。

故选:Co

能量流动与物质循环之间的联系：①两者同时进行，彼此相互依存，不可分割；②能量的固

定、储存、转移、释放，都离不开物质的合成和分解等过程；③物质作为能量的载体，使能

量沿着食物链（网）流动；能量是推动物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和无

机环境之间循环往返。

本题考查生态系统的功能，要求考生识记生态系统的三大主要的功能，掌握物质循环和能量

流动之间的关系，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。

M分层提分

题组A基础过关练

单项选择题

1.如图代表生态系统能量流动模型，其中甲、乙、丙、丁和戊均代表生态系统的组成成分。由

此可知生态系统的物质循环模型正确的是()

生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。据图分析，甲利

用了太阳能，为生产者；甲、乙、丙、丁都指向了戊，甲、乙、丙都指向了丁，说明戊为非

生物的物质和能量、丁为分解者，则乙、丙为消费者。无机环境中的二氧化碳通过植物的光

合作用进入生物群落，植物也可以通过呼吸作用产生二氧化碳返回无机环境，因此甲和戊之

间的关系是双向的。

2.下图是生态系统中部分碳循环的示意图，其中“一”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的

是()

A.碳循环过程中伴随着能量流动

B.若某种原因使图中E大量减少，推测短期内D的数量增加，F的数量减少

C.该生态系统的消费者包括图中D,E、F、B

D.大气中C。：含量增多是温室效应产生的主要原因，非生物环境中的C。：可来

自呼吸作用

【答案】

C

【解析】

【分析】

根据题意和图示分析可知：图中各成分分别为：A是生产者，B是分解者，C是无机环境中

的二氧化碳，其余生物是消费者。

【详解】

A.物质是能量的载体，故在碳循环过程中伴随着能量流动，A正确；

B.分析题图，A、C间为双向箭头，且A有3个指出箭头，可知A为生产者，C为大气中的

二氧化碳库；根据A、D、E、F都有箭头指向B,可知B为分解者，再结合A—D-E-F,

可知D、E、F为消费者，若E减少，则短时间内D增加，F减少，B正确；

C.由B项可知可知B为分解者，不属于消费者，C错误；

D.温室效应产生的主要原因是化石燃料的大量燃烧和植被遭到大面积破坏使大气中的二氧

化碳含量增多；非生物环境中的二氧化碳可以来自呼吸作用，也可以来自化石燃料的燃烧,

D正确。

故选Co

3.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，C是生产者，碳在各成分间以二氧化碳的形式传递

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】

B

【解析】

【分析】

本题考查碳循环相关知识，属于识记理解水平。

【解答】

A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足，A正确；

B.A是消费者，C是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式传递，在生物群落和无机环境

之间以二氧化碳的形式循环，B错误；

C.E为化石燃料，若对此过度开发利用会导致温室效应的产生，C正确；

D.能量是物质循环的动力，物质是能量的载体，D正确。

4.下列关于物质循环和能量流动叙述中，不正确的是（）

A.生态系统的物质循环和能量流动沿着食物链和食物网进行

B.在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同

C,植物可通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环

D.“桑基鱼塘”能实现对能量的多级利用，提高能量的利用率

【答案】

B

【解析】

【分析】

本题考查生态系统的功能，意在考查学生分析问题和解决问题的能力。

【解答】

A.生态系统的物质循环和能量流动沿着食物链和食物网进行，A正确；

B.在食物链中，各营养级获得能量的用途不一定相同，如最高营养级同化的能量不再传递到

下一营养级，B错误；

C.植物可通过光合作用（固定二氧化碳）和呼吸作用（将有机物分解为二氧化碳）参与生态

系统中的碳循环，C正确；

D.“桑基鱼塘”能实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，D正确。

故选B。

5.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无机环境之间循环往返

C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量

D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的

【答案】

C

【解析】

【分析】

本题考查能量流动和物质循环的知识，难度中等，意在考查学生能运用所学知识与观点，通

过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正论。

生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能;碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主

要形式是co2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行,传递形式为有机物。

【解答】

A.物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，物质循环是生态系统的基础；故A

正确。

B.能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返，能量流动是生态

系统的动力；故B正确。

C.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①②

③④的总和与生产者固定的太阳能总量；故C错误。

D.碳在生物群落和无机环境之间循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内是以含碳

有机物的形式流动；故D正确。

故选Co

6.下图表示碳循环的部分途径。下列有关叙述，错误的是（）

A.图中I代表二氧化碳的储存库，它主要是指大气圈和水圈

B.①表示光合作用，①与⑦构成碳元素从无机环境到生物群落循环往返的唯一途径

C.在①⑦过程以CO2的形式，在②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行碳元素的流动

D.能量流动需要物质作载体，物质循环需要能量作动力

【答案】

B

【解析】

【分析】

本题考查碳循环的有关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的

能力。

【解答】

A.图中I代表无机环境中二氧化碳的储存库，它主要是指大气圈和水圈，A正确；

B.①表示光合作用和化能合成作用，①与⑦不是碳元素从无机环境到生物群落循环往返的唯

一途径，生产者和消费者的呼吸作用，也可以使碳元素从生物群落回归无机环境，B错误；

C.在生物群落和无机环境之间，碳元素以C02的形式流动，在生物群落之间，以有含碳有机

物的形式进行碳元素的流动，C正确；

D.能量流动需要物质作载体，物质循环需要能量作动力，D正确。

故选B。

7.日本福岛地震后，核电站中的一些放射性物质（如mi）泄露。震后一段时间内，在我国

一些沿海城市空气或蔬菜中检测到了⑶I。下列有关解释中，最合理的是（）

A.mi经水和大气循环被带到其他区域

B.⑶I通过食物链富集在高营养级生物体内

C.mi经海洋生物捕食被带到其他区域

D.mi插入蔬菜细胞的DNA造成基因突变

【答案】

A

【解析】

【分析】

本题考查物质循环的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识解释生

物学现象的能力。阅读题干可知本题涉及的知识点是生态系统的功能，梳理相关知识点，根

据选项描述结合基础知识做出判断。

生态系统中的物质循环是指组成生物体的C、H、0、N、P、S等元素，都不断进行着从无

机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。

【解答】

A.⑶I通过水和大气循环被带到其他区域，说明了物质循环的全球性，A符合题意；

BJ31I通过食物链富集在高营养级生物体内，但不能合理解释在我国一些沿海城市空气或蔬

菜中检测到了mi,B不符合题意；

CJ31I通过海洋生物捕食被带到其他区域，但不能合理解释在我国一些沿海城市空气或蔬菜

中检测到了1311,C不符合题意；

D.13叮具有放射性，可诱导蔬菜细胞的DNA发生基因突变，D不符合题意。

故选Ao

二、填空题

8.下图是某生态系统碳循环的示意图，请据图分析回答

*■_P1,*---------

®ll®®L

动、帆物遗体利n净物]©

⑤破化

।化奢燃料］

（i）物质循环是生态系统三大功能之一，生态系统的物质循环指

（2）图中属于生物群落的是（填字母），碳在生物群落内部则主要是以的

形式进行流动。

（3）碳从无机环境中进入生物群落的途径①是；③表示的是0

（4）图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系中的作用是

（5）据图提出一项实现“低碳”减缓温室效应的措施。

【答案】

（1）组成生物体的C、H、0、N、P、S等元素，都不断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

（2）A、B、C、D；（含碳）有机物

（3）光合作用和化能合成作用；呼吸作用

（4）调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性

（5）减少化石燃料的使用（或者植树造林，增加值被，或开发水能、太阳能等新能源）

【解析】

【分析】

本题考查了生态系统碳循环的相关知识，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。

由图可知，A是生产者，B分解者，C次级消费者，D初级消费者，E大气中的C02库。

【解答】

(1)物质循环是生态系统三大功能之一，生态系统的物质循环指组成生物体的C、H、O、

N、P、S等元素，都不断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。

(2)图中属于生物群落的是A是生产者，B分解者，C次级消费者，D初级消费者，碳在

生物群落内部则主要是以(含碳)有机物的形式进行流动。

(3)碳从无机环境中进入生物群落的途径①是光合作用和化能合成作用；③表示的是呼吸

作用。

(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系中的作用是调节生物

的种间关系，维持生态系统的稳定性。

(5)据图提出一项实现“低碳”减缓温室效应的措施减少化石燃料的使用(或者植树造林,

增加值被，或开发水能、太阳能等新能源)。

9.下图1是某草原生态系统的食物网简图，图2是该生态系统一年内各营养级生物同化量的

统计结果。回答下列问题：

(1)图1所示食物网中的各种动物属于生态系统成分中的。该食物网共有

条食物链，其中鹰和蛇的关系为O

(2)图2中能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为(保留整数)％,

第一营养级的能量只有少部分流向下一营养级，其余能量的去向是、及未

利用的能量。

(3)狐能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狐的气味或行为躲避猎捕，这一

事实说明信息传递能够o

(4)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以的形式进行的。生态系统的物

质循环和能量流动是同时进行、相互依存、不可分割的，与物质循环相比，能量流动具有的

特点是O

【答案】

(1)消费者；5；捕食和竞争

（2）16；自身呼吸消耗；被分解者利用

（3）调节种间关系，以维持生态系统的稳定性

（4）CO2；能量流经各营养级时，是单向流动并逐级递减的

【解析】

【分析】

本题考查生态系统相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系

能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、

推理，做出合理的判断或得出正确的结论能力；图表分析能力。

【解答】

（1）图1所示食物网中的各种动物属于生态系统成分中的消费者。该食物网共有5条食物

链，分别是草一兔一＞鹰，草一鼠一蛇一＞鹰，草一鼠一＞鹰，草一兔T狐，草一鼠一狐，其中鹰

和蛇的关系为捕食和竞争。

（2）据图2分析可知，甲为第一营养级，乙为第二营养级，丙为第三营养级，丁为第四营

养级，能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为生x/M**%*，第一营养级

B71

的能量只有少部分流向下一营养级，其余能量的去向是自身呼吸消耗、被分解者利用及未利

用的能量。

（3）狐能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狐的气味或行为躲避猎捕，这一

事实说明信息传递能够调节种间关系，以维持生态系统的稳定性。

（4）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。生态系统的物质循

环和能量流动是同时进行、相互依存、不可分割的，与物质循环相比，能量流动具有的特点

是能量流经各营养级时，是单向流动并逐级递减的。

题组B能力提升练

一、单项选择题

1.如图是生态系统中碳循环示意图，其中箭头表示碳的流动方向，下列叙述不正确的是（）

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F数量增加，短时间E增加，D减少

C.该生态系统的消费者包括B,C,E,F

D.A,D过程中碳流动形式主要以C02形式进行，B,C以含碳有机物形式进行

【答案】

c

【解析】

【分析】

本题以碳循环为载体,考查生态系统的结构与功能的相关知识,意在考查识记和理解的能力。

【解答】

A.能量流动和物质循环是同时进行的，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，所以在

碳循环过程中，同时伴随着能量流动，A正确；

B.据图分析可知，A是非生物的物质，D是生产者，C是分解者，F、E、B是各级消费者，

F和E是捕食关系，E为捕食者，F为被捕食者，所以，F数量增加，即E的食物增多，短

时间E增加，F和D是捕食关系，F为捕食者，D为被捕食者，F增加，D减少,B正确；

C.该生态系统的消费者为F、E、B,而C是分解者，C错误；

D.A,D过程即在生物群落和非生物的环境之间碳的流动形式主要是以C02形式进行，B,

C即消费者到分解者的过程碳流动形式以含碳有机物形式进行，D正确。

故选C。

2.下列关于生态学问题的叙述中不正确的是()

A.大力植树造林，改善能源结构，提高能源效率，是缓解温室效应的最佳途径

B.被有机物轻度污染的流动水体中，距排污口越近的水体中溶解氧越多，N、P等无机

盐也越多

C.从废弃的农田到芦苇湿地的变化，体现了人类的活动使群落演替按照不同于自然演

替的方向和速度进行

D.当水和土壤被重金属污染时，营养级越高的消费者体内的重金属含量越高

【答案】

B

【解析】

【分析】

本题考查生态学问题相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联

系，形成知识的网络结构能力。

【解答】

A.温室效应是由于短期内二氧化碳等温室气体释放过多造成的，大力植树造林能增大二氧化

碳的吸收，改善能源结构能降低二氧化碳的排放，A正确；

B.被有机物轻度污染的流动水体中，距排污口越近的水体中微生物繁殖消耗大量的溶解氧，

使水体中的溶解氧减少，B错误；

C.从废弃的农田到芦苇湿地的变化，体现了人类的活动使群落演替按照不同于自然演替的方

向和速度进行，C正确；

D.当水和土壤被重金属污染时，由于食物链的富集作用，营养级越高的消费者体内的重金属

含量越高，D正确。

故选B。

3.某些人工合成的化合物如农药DDT、六六六等，进入环境后便参与生态系统的物质循环,

但是，这些化合物难以被降解并在生物体内蓄积。下表是某水域生态系统在结构和功能处于

相对稳定状态时，甲、乙、丙、丁四个种群所含有的总能量和残留DDT的平均浓度。下列

说法错误的是()

甲乙丙T

能量(kJ)2.8xl091.3X1089.1X1072.9X107

DDT浓度(ppm)0.040.350.393.4

A.该生态系统的水体中DDT的浓度小于0.04ppm

B.四个种群最简单的能量流动渠道是形成一条食物链

C.甲是该生态系统组成成分中的生产者

D.丁种群个体死亡后释放的DDT还可能再进入丁种群

【答案】

B

【解析】

【分析】

本题考查生物富集的特点、能量流动的特点，解答此类题目的关键是理解掌握生物富集的特

点、能量流动的特点。

【解答】

A、由于生物富集作用，生物体内的DDT浓度高于环境，甲为0.04,因此环境浓度低于0.04,A

正确。

B、营养级间的能量传递效率为10%~20%,且乙和丙所含DDT浓度接近，故乙和丙处于同

一营养级，不能只构成一条食物链，B错误。

C、甲DDT浓度最低，说明营养级是最低的，因此是生产者，C正确。

D、能量单向流动，但物质可以循环，丁种群个体死亡后DDT被释放到环境中通过生物富

集作用继续进入丁种群，D正确。

4.为更好地建设雄安新区，科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中有机氯农药DDT污

染的状况，得到下表所示检测结果。下列说法错误的是()

不同成分水底泥水生植物浮游动物底栖动物鲫鱼乌鳗

DDT含量

0.10.76.321.037.919.4124.4

（Mg/kg）

A.DDT在4匕物群落和无7机环境间循环往复，7F能被分解

B.DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有成分

C.营养级越高，生物体内的DDT含量越高，称为生物富集作用

D.水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌蛆

【答案】

A

【解析】

【试题解析】

【分析】

本题结合数据表格主要考查生态系统的能量流动和生物富集现象，意在强化学生对生态系统

的物质循环的相关知识的理解与运用。

有机氯农药DDT属于难以降解的化学物质，可以随捕食关系在食物链中进行富集，最终在

最高营养级的生物体内DDT的含量最高。据此分析作答。

【解答】

A.生态系统中的物质循环是指某些化学元素在无机环境与群落中的循环，不是DDT这样的

难以降解的化合物，A错误；

B.据表分析，该生态系统中的组成成分几乎都被DDT污染，B正确；

C.DDT难以降解，在食物链中具有富集现象，营养级越高生物体内的DDT含量越高，C正

确；

D.生态系统中的能量流动是逐级递减的，故水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳄，

D正确。

5.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.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环

【答案】

A

【解析】

【分析】

本题考查生态系统的物质循环的知识。考查学生对生态系统中碳循环和氮循环过程的理解。

【解答】

A.消费者参与碳循环的过程，并加速物质循环，A错误；

B.生产者的光合作用使CO2合成有机物，是碳循环的重要环节，B正确；

C.土壤中微生物（分解者）的呼吸作用能使土壤中有机物分解，释放出CO2,是碳循环的重

要环节，C正确；

D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环，D正确。

故选Ao

6.薇甘菊是世界上最具危险性的有害植物之一，在适生地能攀援、缠绕于乔木、灌木，重压

于其冠层顶部，阻碍附主植物的光合作用，继而导致附主死亡。科研人员研究了薇甘菊不同

入侵程度对深圳湾红树林生态系统有机碳储量的影响，结果如下表。下列分析错误的是（）

有机碳储量未入侵区域轻度入侵区域重度入侵区域

植被碳库51.8550.8643.54

凋落物碳库2.013.525.42

土壤碳库161.87143.18117.74

总计215.73197.56166.70

A.植被碳库中的碳主要以有机物的形式存在，其主要去路是以食物的形式流向下一营

养级

B,土壤碳储量减少可能是因为薇甘菊根系密集，增加了土壤氧含量，使土壤中需氧型

微生物的分解作用增强

C.与薇甘菊未入侵区域相比，薇甘菊重度入侵区域的总有机碳储量约减少了22.7%

D.随着薇甘菊入侵程度的加剧，凋落物碳储量显著增加，原因是薇甘菊的入侵导致附

主死亡

【答案】

A

【解析】

【分析】

本题主要考查生态系统的物质循环相关知识，属于理解识记水平，本题解题关键是理解识记

物质循环的过程和特点。

【解答】

A.植物通过光合作用固定碳，碳以有机物的形式存在于植被碳库中，这些碳大多数通过呼吸

作用散失到环境中，其余部分以有机物的形式流向下一营养级和分解者，A项错误；

B.薇甘菊根系密集，增加了土壤孔隙度，使得土壤氧含量增加，从而使土壤中需氧型微生物

的分解作用增强，使得土壤碳储量减少，B项正确；

C.与薇甘菊未入侵区域相比，薇甘菊重度入侵区域的总有机碳储量约减少了（215.73—

166,70)/215.73^22.7%,C项正确;

D.随着薇甘菊入侵程度的加剧，凋落物碳储量显著增加，原因是薇甘菊的入侵导致附主死亡,

D项正确。

故选Ao

7.下图是生态系统的碳循环示意图。下列有关叙述错误的是（）

A.生态系统的物质循环指的是组成生物体的元素的循环，具有全球性

B.II、in表示消费者，w表示分解者

C.②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式传递

D.IV代谢产生的物质和释放的能量都能被生产者再利用

【答案】

D

【解析】

【分析】

本题考查生态系统碳循环的知识，意在考查考生对课本基础知识的识记和理解能力。

图中I是CO2库，II是初级消费者，皿是次级消费者，IV是分解者；

①是光合作用，②③均是捕食关系，④是生产者的枯枝落叶，⑤⑥是消费者的尸体残骸以及

粪便，⑦是分解者的分解作用，⑧是生产者的呼吸作用；据此作答。

【解答】

A.生态系统的物质循环指的是组成生物体的元素的循环，具有全球性，A正确；

B.II、III表示消费者，IV表示分解者，B正确；

C.②③④⑤⑥过程发生在生物群落之间，主要以含碳有机物的形式传递，C正确；

D.W代谢产生的物质能被生产者再利用，能量不可以，D错误。

故选D。

二、填空题

8.近几十年来，人类在最大限度地从自然界获得各种资源的同时，也以前所未有的速度破坏

着全球生态环境。

I.图1表示某生态系统碳循环过程，箭头表示物质循环方向，过程③④代表的生物之间有

困1国2

（1）图1中所代表的生物共同构成生物群落，乙所代表的生物对应图2中的

o若图1中过程③和④的组成越复杂，则该生态系统的能力越强。

（2）若图2中E所处的营养级含有的能量为7.3x109kJ,B的能量为1.5x108kJ,D的能量

为L8xl08kJ,第一营养级与第二营养级之间能量传递效率为10%,第二营养级与第三营养

级之间能量传递效率为15%,则A的能量是,此过程体现了生态系统的能量

流动具有的特点。

（3）温室效应给人类带来灾难。有关温室效应及其相关原理的叙述不恰当的是—o

A.碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在

B.化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的原因之一

C.植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施

D.碳元素在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环

II.下图是利用人工湿地净化生活污水（主要含有机物）的原理简图。请据图回答：

绿化区

生活污水

绿化区

人1：湿地

（4）该人工湿地能净化生活污水，调节当地小气候。人工湿地属于生物多样性的哪一层次

的多样性？多样性，能体现生物多样性的价值。

（5）输入该人工湿地的能量来源有o

（6）细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为提高其分解效率，可采取

的有效措施是«

【答案】

（1）甲、乙、丙、丁；E；抵抗力

（2）6x107kJ；单向流动、逐级递减

（3）C

（4）生态系统；间接

（5）（生产者所固定的）光能和（生活污水中）有机物的化学能

（6）（向水体）通入适量的空气（Ch）

【解析】

【分析】

本题考查了生态系统的结构和功能等方面的知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把

握知识间的内在联系；理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生

物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力。

【解答】

（1）图1,化石燃料产生C02,大气中的该气体指C02,乙与大气中的气体是双向箭头，

所以乙是生产者，理由：生产者细胞呼吸释放C02,生产者光合作用利用C02,丙、丁是消

费者，生产者、消费者都共同指向甲，所以甲是分解者，分解者的分解作用释放C02,丙是

初级消费者，丁是次级消费者，因此甲、乙、丙、丁共同构成生物群落；图2,E是生产者,

B、C、D是初级消费者，A是次级消费者，所以图1中的乙所代表的生物对应图2中的E；

若图1中过程③和④的组成越复杂，也就是生物种类越多，则该生态系统的抵抗力能力越强,

即抵抗力稳定性越高。

（2）生产者E含有的能量为7.3X109KJ,第一营养级与第二营养级之间能量传递效率为10%,

第二营养级的能量=B的能量1.5X108KJ,D的能量为

1.8xio8KJ,推出C=7.3x10-/5*，O1-，8x/"=4>UO^KJ,第二营养级与第三营养级

之间能量传递效率为15%,则A的能量4x心X乃川=6XWKJ。

此过程体现了生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。

（3）A.碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在，A正确；

B.化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的主要原因，B正确；

C.增加生产者的数量，提高对CO2的利用率，所以，植树造林、退耕还林是解决温室效应的

措施之一，C错误；

D.碳元素在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环，D正确。

故选C。

（4）根据题意人工湿地属于生态系统，生态系统的多样性体现了生物多样性的间接使用价

值。

（5）芦苇、绿藻、黑藻能够进行光合作用合成有机物，生活污水中含有有机物，该生态系

统中能量来源有生产者固定的太阳能和生活污水中有机物中的化学能。

（6）细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为提高其分解效率，可采取

的有效措施是向水体通入适量的空气（或氧气）。

9.如图是某生态系统碳循环示意图，A、B、C、D代表该生态系统中的生物成分，序号代表

相关过程。据图回答相关问题。

动植物遗体和动物排遗物

—[D]]煤、石油

（1）碳循环是指碳在______________________之间的循环，与之相关的必不可少的两种成

分是（填图中字母）。

（2）在自然生态系统中，植物通过①过程从大气中摄取碳的速率与生物的（填

图中数字）过程把碳释放到大气中的速率大致相同。若这种碳平衡被（填图中数

字）过程打破，可能会加剧温室效应。

（3）能量流动和物质循环彼此相互依存，不可分割。物质作为,使能量沿着

流动；能量作为，使物质能够不断循环往复。

（4）生态系统具有信息传递的功能，下列有关叙述正确的是（）

A.生态系统的物理信息可来源于生物或非生物环境

B.植物都通过化学物质传递信息

C.信息都是沿食物链从低营养级向高营养级传递

D.信息传递可以调节生物的种间关系

（5）任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性，该特性称为

稳定性。一般而言，生态系统中的物种种类越多，该稳定性越o

【答案】

（1）无机环境和生物群落；A、D

（2）②③④⑤；⑧

（3）能量的载体；食物链（网）；动力

（4）A、D

（5）抵抗力；强

【解析】

【分析】

本图结合某生态系统碳循环示意图，考查生态系统的功能，重点考查生态系统的物质循环和

能量流动，要求考生识记碳循环的过程，能准确判断图中各字母所代表的成分及各生理活动

的名称，难度适中。

分析图示，表示某生态系统碳循环示意图，首先根据双向箭头可判断出A是生产者；其次

判断分解者，分解者除了一个箭头指向无机环境外，其他箭头都指进来，因此D为分解者;

其余B和C均为消费者。图中①表示光合作用；②③④表示动植物的呼吸作用；⑤表示微

生物的分解作用；⑥⑦表示捕食；⑧表示化石燃料的燃烧。

【解答】

（1）碳循环是指碳在无机环境和生物群落之间的循环，与之相关的必不可少的两种成分是

A生产者和D分解者。

（2）在自然生态系统中，植物通过①光合作用过程从大气摄取碳的速率与生物的②③④动

植物的呼吸作用和⑤微生物的分解作用过程把碳释放到大气的速率大致相同。若这种碳平衡

被⑧化石燃料的燃烧过程打破，二氧化碳含量迅速增多，可能会加速温室效应的形成。

（3）能量流动和物质循环彼此相互依存，不可分割。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，使物质能够不断循环往复。

（4）生态系统具有信息传递的功能，下列有关叙述：

A.生态系统的物理信息可来源于生物或无机环境，A正确；

B.植物可以通过化学物质传递信息，此外也有物理信息等，B错误；

C.信息传递在食物链中一般是双向的，C错误；

D.信息传递可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，D正确。

故选ADo

（5）任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性，该特性称为抵抗力

稳定性，一般而言，生态系统中的物种种类越多，该稳定性越强。

题组C培优拔尖练

一、单项选择题

L厨余垃圾主要包括餐前食品加工时产生的残余物和餐后废弃的剩饭、剩菜等。厨余垃圾经

过破碎后再通过食腐动物、微生物等降解处理，可作为有机肥用于农作物种植。下列有关说

法错误的是（）

A.处理所用的食腐动物、微生物属于分解者

B.处理所用的食腐动物、微生物所需能量来自厨余垃圾中的有机物

C.处理厨余垃圾时需要考虑氧气含量、微生物种类、垃圾种类等因素

D.厨余垃圾制作有机肥实现了物质和能量的循环利用

【答案】

D

【解析】解：A、处理所用的食腐动物、微生物能讲解垃圾，属于分解者，A正确;

B、处理所用的食腐动物、微生物所需能量来自厨余垃圾中的有机物，B正确；

C、处理厨余垃圾时需要考虑氧气含量、微生物种类、垃圾种类等因素，C正确；

D、厨余垃圾制作有机肥实现了物质的循环利用和能量的多级利用，但能量不能循环利用,

D错误。

故选：D。

1、生态系统中的生物成分：

生产者消费者分解者

营养方

自养异养异养

式

主要生营腐生生活的细菌

绿色植物动物

物和真菌

生态系统的关键成

地位生态系统的基石生态系统最活跃的成分

分

制造有机物，储存能量，为加快生态系统的物质循环，有

分解有机物，供生产

作用消费者提供食物和栖息场利于植物的传粉和种子的传

者重新利用

所播

2、垃圾分类处理后，实现了垃圾资源化和物质的循环利用，既减少了污染，又实现了资源

的重复利用，有利于发展循环经济和实现可持续发展。

本题考查生态系统的结构和功能，要求考生识记生态系统的组成成分，掌握各生物成分的功

能；识记生态系统中物质循环和能量流动的特点，能理论联系实际，运用所学的知识合理解

释生活中的生物学问题。

2.用经过处理后的鸡粪沼液来培养小球藻，可降低沼液中的氨氮、总磷的含量。下列叙述错

误的是（）

A.鸡粪便中所含的能量属于鸡未同化的能量

B.小球藻利用鸡粪便中的能量制造的有机物属于初级生产量

C.对鸡粪沼液的处理能实现物质的多途径利用

D.用鸡粪沼液培养小球藻符合生态工程的物质循环再生原理

【答案】

B

【解析】解：A、鸡粪便中所含的能量属于鸡摄入的能量，但不属于鸡同化的能量，A正确；

B、小球藻制造有机物利用的是光能，不能利用鸡粪便中的能量，B错误；

C、对鸡粪沼液的处理，可实现能量的多级利用，提高能量的利用率，C正确；

D、用鸡粪沼液培养小球藻，小球藻可从鸡粪沼液中获取无机盐，符合生态工程的物质循环

再生原理，D正确。

故选：Bo

1、同化量=摄入上一营养级的能量-粪便中的能量=呼吸消耗以热能形式散失的能量+流向下

一营养级的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量。

2、生态工程的基本原理：

（1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；

（2）物种多样性原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；

（3）协调与平衡原理：生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度；

（4）整体性原理：生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响；

（5）系统学和工程学原理：系统的结构决定功能原理：要通过改善和优化系统结构改善功

能；系统整体性原理：系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换

和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。

本题考查生态系统的结构和功能，要求考生识记生态系统的组成成分，掌握各组成成分的生

物类别；识记生态系统中能量流动的过程，能结合所学的知识准确判断各选项。

3.用经过处理后的鸡粪沼液来培养小球藻，以降低沼液中的氨氮（水中以游离氨和钱离子形

式存在的氮）、总磷（正磷酸盐）等含量。下列叙述正确的是（）

A.鸡粪便中所含的能量属于鸡未摄入的能量

B.此生态系统中，小球藻既是生产者，又是分解者

C.小球藻吸收的无机氮用于合成自身的叶绿素等有机物，实现了物质的循环利用

D.小球藻吸收沼液中的有机物实现了生态系统能量的多级利用

【答案】

C

【解析】解：A、鸡粪便中所含的能量属于鸡摄入的能量，但不属于鸡同化的能量，A错误;

B、此生态系统中，小球藻属于生产者，但不属于分解者，B错误；

C、小球藻