文档内容
3.3 生态系统的物质循环
知识点梳理
一、生态系统的物质循环
1．碳循环过程图解
① ，② ，③ ，④ ，⑤
。
2．碳循环形式
(1)存在形式
①非生物环境中： 。
②生物群落内部：
(2)流动形式
①生物群落与非生物环境之间： 。
②生物群落内部： 。
(3)进入生物群落的途径
①主要是 。
② 。
(4)返回非生物环境的方式
① 。
② 。
③ 的燃烧。
(5) 对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
3.碳循环平衡的破坏——
(1)成因：生物圈中碳循环的 被打破。
① 的大量开采和使用，增加了大气中CO 的含量。
2
②森林、草原等 植物被大面积破坏，降低对大气中CO 的利用和调节。
2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(2)危害：导致气温 ，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面 ，对人类和其他
许多生物的生存构成威胁。
(3)缓解措施：
①采取积极措施如开发清洁能源，减少 的排放。
② ，提高森林、草原覆盖率。
4．生态系统的物质循环
（1）.概念：组成生物体的 等元素，都不断进行着从 到 ，又从
到 的过程。
（2）特点：全球性：物质循环具有全球性，因此把生态系统物质循环又叫 ；
，循环流动：物质循环可以在生物群落与无机环境之间反复利用、循环流动。
二、生态系统物质循环和能量流动之间的关系
项目 能量流动 物质循环
形式
范围
特点
1、生态系统的主要功能，二者是__________，相互
依存，不可分割；
2、__________是能量流动的__________；
联系
3、__________是物质循环的__________；
4、物质循环和能量流动都以__________为流动渠
道，使生态系统各成分形成一个统一的整体。
三、生物富集
1．概念：生物体从 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
环境浓度的现象。
2.特点：(1)沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终 在食物链的顶端。
(2)具有 性。
四、探究土壤微生物的分解作用
1.原理
(1)土壤中存在的腐生细菌、真菌等微生物属于 。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。
2.实验方案
实验过程 案例一 案例二
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
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋适
实验组
箱中1 h灭菌处理 量淀粉糊
实验
B烧杯中加入 ＋与A等量
设计 对照组 对土壤 处理
的淀粉糊
自变量 土壤中 是否加入土壤浸出液
在A 、B 中加入碘液，A 、B 中加入
1 1 2 2
在相同时间内对照组与实验组落叶相
预期实验结果 斐林试剂；A 不变蓝，B 变蓝，A 有
1 1 2
比，腐烂程度
砖红色沉淀，B 无砖红色沉淀
2
实验结论
知识点梳理答案
一、1．①光合作用，②呼吸作用，③消费者，④呼吸作用，⑤分解作用。
2．(1)①CO 和碳酸盐 ②含碳有机物
2
(2)①CO ②含碳有机物
2
(3)①光合作用 ②化能合成作用
(4)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
(5)海洋
3.温室效应
(1)平衡 ①化石燃料 ②绿色
(2)升高 上升
(3)①CO ②植树种草
2
4.（1）C、H、O、N、P、S 非生物环境 生物群落 生物群落 非生物环境
（2）生物地球化学循环 循环性（反复利用）
二、
项
能量流动 物质循环
目
形
有机物 无机物
式
范
各营养级之间 生物圈（全球）
围
特
单向流动 逐级递减 循环性 全球性
点
联 1、生态系统的主要功能，二者是同时进行，相互依存，不可分割；
系
2、物质是能量的载体；能量流动是物质循环的动力；
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂3、物质循环和能量流动都以食物链、食物网为流动渠道，使生态系统
各成分形成一个统一的整体。
三、1．周围环境 超过 2.(1)积累 (2)全球性
四、1.(1)分解者
2.不做任何 30mL蒸馏水 是否含有微生物 更高 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
易错知识判断
(1)参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物( )
(2)物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统( )
(3)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用( )
(4)在碳循环中生产者只起固定CO 的作用( )
2
(5)由于过度地开采和使用化石燃料，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引
起全球气候变化( )
(6)海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用( )
(7)可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物( )
(8)应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下( )
(9)对照组中落叶的分解速度明显高于实验组( )
(10)实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验( )
易错知识判断答案
(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√(7)× (8)× (9)√ (10)×
课后培优分层练
培优第一阶——基础过关练
一、单选题
1．在生物群落与无机环境之间碳元素主要以哪种形式循环（ ）
A．二氧化碳 B．碳酸盐 C．有机物 D．单质
【答案】A
【分析】碳在生物群落和无机环境之间的主要以二氧化碳的形式循环；碳在生物群落内部是以含碳
有机物的形式流动。
【详解】在生物群落与无机环境之间，碳元素主要以二氧化碳的形式循环，A符合题意。
故选A。
2．“池上春风动白苹，池边清浅见金鳞”描绘了金鱼池塘的美好景象。下列有关叙述正确的是（
）
A．环境温度是影响水中植物垂直分层的主要因素
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B．该池塘生态系统中的生物成分都参与碳循环
C．该池塘生态系统由动物﹑植物﹑微生物共同构成
D．采用标志重捕法可对池塘内某种金鱼的丰富度进行统计
【答案】B
【分析】1、影响水中植物垂直分布的因素：光照、温度和氧气的垂直分布。
2、碳循环发生于生物群落与无机环境之间。
3、池塘生态系统由生物成分（生产者、消费者和分解者）和非生物成分组成。
4、调查种群密度的方法：标志重捕法和样方法。
【详解】A、影响植物垂直分层的主要因素是光照，A错误；
B、碳循环发生于生物群落与无机环境之间，生态系统的各种成分均参与了碳循环，B正确；
C、生态系统由该区域中的所有生物和非生物的物质和能量共同构成，C错误；
D、丰富度指生物群落中物种数目的多少，而池塘中的某种金鱼属于一个种群，采用标志重捕法可
对池塘内金鱼的种群密度进行统计，D错误。
故选B。
3．国务院印发《关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》中提出要持之以恒推进生态文
明建设，积极推进低碳循环发展。你认为能实现低碳循环的正确措施是（ ）
A．积极发展新能源 B．限制再生资源规模化、高值化利用
C．经常使用一次性竹筷子 D．增加石油等化石燃料的燃烧利用
【答案】A
【分析】碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2形式，由于碳循环具有全球性，因此建立
绿色低碳循环体系需要世界各个国家共同参与，节约用电，少用一次性筷子、节约用纸、绿色出行
等均可实现低碳环保。
【详解】通过积极发展清洁能源、大幅提升能源利用效率、严控化石能源消费、加强节能降碳目标
管理等举措，构建起清洁低碳安全高效能源体系。
故选A。
4．如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示
生理过程。下列相关叙述中，不正确的是（ ）
A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D．甲所固定的太阳能就是该生态系统的总能量
【答案】A
【分析】分析题图：如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，甲乙丙的箭头都指向丁，则丁为大
气中的二氧化碳库，甲与丁双向箭头，则甲为生产者，甲和乙的箭头指向丙，则丙为分解者，乙为
消费者。
【详解】A、由图可知，甲是生产者，丁是大气中的二氧化碳库，d代表生产者的呼吸作用，b代表
生产者的光合作用或化能合成作用，A错误；
B、甲为生产者，属于食物链中的第一营养级，所含的能量最多，在食物链中占有的碳元素最多，B
正确；
C、碳在生物群落（甲、乙、丙）之间以有机物形式传递，在无机环境和生物群落之间以CO2形式
传递，C正确；
D、该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，也即甲所固定的太阳能，D正确。
故选A。
5．下列有关生态系统物质循环的叙述，错误的是（ ）
A．物质循环具有全球性
B．生物圈在物质上是一个自给自足的系统
C．物质循环发生在生物群落和非生物环境之间
D．所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境
【答案】D
【分析】生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行从非生物
环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
【详解】A、物质循环具有全球性，A正确；
B、生物圈是地球上最大的生态系统，在物质上是一个自给自足的系统，B正确；
C、物质循环发生在生物群落和非生物环境之间，C正确；
D、并不是所有物质都能较快地通过食物链回归非生物环境，比如有害物质：重金属以及人工合成
的有机化合物等，D错误。
故选D。
6．“哥本哈根气候变化大会”再次引起人们对温室气体排放的关注，以低能耗、低污染、低排放为
基础的低碳经济模式，越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列有关
说法正确的是（ ）
A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO
2
B．煤、石油和天然气的大量燃烧，致使大气中的CO 急剧增加
2
C．大气中CO 进入生物群落的方式只有植物的光合作用
2
D．大力植树造林是缓解温室效应的唯一方法
【答案】B
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂【分析】1、碳循环是指组成生物体的碳元素不断地从无机环境进入生物群落，再从生物群落返回到
无机环境的过程；
2、温室效应产生的主要原因：煤和石油等化学燃料的大量燃烧、植被被破坏等；
3、缓解温室效应的措施：大力植树造林，开发新能源（减少化学燃料的燃烧）等。
【详解】A、生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物，A错误；
B、煤、石油和天然气等化石燃料的大量燃烧，致使大气中的CO2急剧增加，B正确；
C、大气中CO2进入生物群落的方式除了植物的光合作用还有其他自养型生物的光合作用和化能合
成作用，如蓝藻、硝化细菌等，C错误；
D、大力植树造林是缓解温室效应的方法之一，要通过减少化石燃料的燃烧等方面来共同缓解温室
效应，D错误；
故选B。
7．在生态系统的物质循环中，“物质”的含义及物质循环的特点是（ ）
A．有机物；循环性、全球性
B．元素；单向流动、逐级递减
C．无机物；循环性、全球性
D．元素；循环性、全球性
【答案】D
【分析】物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在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循环过程。
碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。大气中的二氧化碳库的来
源有生物的呼吸作用和化石燃料的燃烧，去路有生产者的光合作用和化能合成作用。由于二氧化碳
能够随着大气环流在全球范围内进行，因此，碳循环具有全球性。
【详解】由分析可知，“物质”是指化学元素，“循环”是指化学元素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，在循环过程中，元素会参与构成无机物，也会转化为有机
物；物质循环具有全球性和循环性的特点。ABC错误，D正确。
故选D。
8．“落红不是无情物，化作春泥更护花”出自龚自珍的《己亥杂诗《浩荡离愁白日斜》，表达出诗
人为国为民尽自己最后一份心力的高尚情怀。落花可以为植物生长提供（ ）
A．有机营养 B．无机盐 C．光合色素 D．能量
【答案】B
【分析】分解者的作用就是将动植物遗体残骸中的复杂的有机物分解为简单的无机物，并释放能量
到生态环境当中，供生产者再次利用。而无机物的再利用，也正保持着生态系统的物质循环，如果
没有分解者将这些有机物再次分解成无机物，那么物质循环将无法继续进行。
【详解】落花中的有机物入地后需要分解者的作用才能化为无机物，重新作为植物生长的营养，因
此落花可以为植物生长提供无机盐，B正确，ACD错误。
故选B。
9．农田生态系统中的植物主要是水稻和少量杂草，存在的动物有一些昆虫和一些田螺等，其中田螺
以一些就近的水生植物、藻类、土壤腐殖质为食。下列关于农田生态系统的结构和功能的叙述，错
误的是（ ）
A．在农田生态系统中完成了碳循环等物质循环过程
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B．田螺能够将有机物分解为无机物，并被水稻和杂草等植物所利用
C．田螺的生命活动伴随能量的流入、传递、转化和散失
D．农田生态系统的物质循环与能量流动之间不是相互独立的
【答案】A
【分析】物质循环与能量流动之间是相互依存的，物质是能量的载体，能量作为动力推动物质循环。
【详解】A、物质循环具有循环性和全球性的特点，即碳循环需在生物圈才可完成，A错误；
B、田螺作为该生态系统中的分解者，能够将有机物分解为无机物，并被水稻和杂草等植物所利用，
B正确；
C、田螺的生命活动伴随能量的流入、传递、转化和散失，主要通过摄食、消化和呼吸作用实现，C
正确；
D、物质循环与能量流动之间是相互依存的，物质是能量的载体，能量作为动力推动物质循环，D
正确。
故选A。
10．“螳螂捕蝉，黄雀在后”的谚语体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林
中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是（ ）
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入加快了该生态系统物质循环的速率
D．鹰的迁入降低了螳螂到黄雀的能量传递效率
【答案】C
【分析】根据题干信息分析，螳螂捕蝉，黄雀在后”中隐藏的食物链为：绿色植物→蝉→螳螂→黄
雀，当鹰迁入并栖息于林中后，食物链为：绿色植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰。
【详解】A、鹰的迁入使黄雀的数量减少，这导致蝉的天敌（螳螂）的数量增加，进而导致蝉的数
量减少，A错误；
B、生态系统中能量流动的起点是生产者，且能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此该生态
系统中细菌产生的能量不可流向生产者，B错误；
C、消费者具有促进物质循环、有利用植物授粉和种子传播的作用，鹰的迁入增加了该生态系统的
消费者种类，可加快该生态系统物质循环的速率，C正确；
D、能量传递效率不能改变，一般在10%-20%范围内，D错误。
故选C。
培优第二阶——拓展培优练
一、单选题
1．发菜是国家一级保护生物。发菜既能进行光合作用，也具有固氮能力，是生态系统中的重要一环。
下列关于发菜的叙述，正确的是（ ）
A．其遗传物质的主要载体是染色体
B．有利于生态系统物质循环的进行
C．属于生态系统组成成分中的消费者
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂D．其叶绿体中的色素能吸收并转化光能
【答案】B
【分析】发菜属于蓝细菌，属于原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，只有拟核；具有藻蓝素和
叶绿素能进行光合作用；有细胞壁和核糖体；遗传物质是DNA，不构成染色体。
【详解】A、发菜属于原核生物，DNA不与蛋白质结合构成染色体，A错误；
B、发菜是自养型生物，可以进行光合作用参与碳循环，也有固氮能力，参与氮循环，B正确；
C、发菜能进行光合作用，属于生产者，C错误；
D、发菜是原核生物，没有叶绿体，D错误。
故选B。
2．在生态系统的物质循环中，切断下列过程，碳循环就基本停止的是（ ）
A．工厂使用煤和石油 B．动物的呼吸作用
C．植物的光合作用 D．微生物的分解作用
【答案】C
【分析】碳循环是指大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及
人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。
【详解】二氧化碳通过光合作用生成有机物和氧气，有机物存在于植物体中，故在生态系统的碳循
环过程中，大气中的二氧化碳进入生物群落的唯一途径是生产者的光合作用或化能合成作用，而碳
以二氧化碳的形式从生物群落进入无机环境可以通过：动物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石
燃料的燃烧。所以在生态系统的碳循环中，切断植物的光合作用碳循环就基本停止，C正确，ABD
错误。
故选C。
3．在食物链中，营养级越高的生物体内积累的有毒物质和所获得的能量情况分别是（ ）
A．都越来越多 B．都越来越少
C．有毒物质增多、能量递减 D．有毒物质减少、能量递增
【答案】C
【分析】1、物质循环指的是组成生物体的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；物质循环具有全球性、循环性。
2、能量流动是指是指生态系统中的能量输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的特点是：单向
流动、逐级递减。
3、物质作为能量的载体，使得能量沿着食物链流动；能量作为动力，使得物质能够不断的在生物群
落和无机环境之间循环往复，能量流动和物质循环之间互为因果，相辅相成，不可分割。
【详解】有毒物质或不能被生物体分解的物质在生物体内存在富集现象，营养及越高，有毒物质越
多；食物链各营养级中10%～20%的能量会被下一个营养级利用，能量是逐级递减的，C正确。
故选C。
4．下列有关生态系统功能的叙述中，不正确的是（ ）
A．能量只能由较低营养级流向较高营养级
B．食物链中的营养级可以是无限的
C．能量流动和物质循环可以长时期地保持动态平衡
D．碳在生物群落和无机环境之间以无机物的形式循环
【答案】B
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只能从低营养级到高营养级，而不能倒过来流动，所以说是单向流动，逐级递减是指一个营养级所
同化的能量只有10%～20%能够传给下一营养级。
【详解】A、能量流动是单向流动的，只能由较低营养级流向较高营养级，A正确；
B、由于能量单向流动、逐级递减，食物链的营养级一般只有5~6个，B错误；
C、物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力，只要生态系统相对稳定，能量流动
和物质循环可以长时期的保持动态平衡，C正确；
D、碳在生物群落与无机环境之间的循环形式主要是二氧化碳，在生物群落内部的流动形式主要是
含碳有机物，D正确。
故选B。
5．下列关于生态系统物质循环的叙述中，错误的是（ ）
A．物质循环指的是构成生物体的各种化合物在生物群落和无机环境之间的循环过程
B．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的
C．物质循环与能量流动不可分割，同时进行
D．物质循环特点是循环往复、反复利用，具有全球性
【答案】A
【分析】1、生态系统的物质循环（生物地球化学循环）：在生态系统中，组成生物体的C、H、
O、N、P、Ca等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环．物质循环的特
点：循环往复、反复利用，具有全球性。
2、能量流动和物质循环的关系：生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。生态系统的能
量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的，二者相互伴随进行，又相辅相承，密不
可分的统一整体。
【详解】A、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，A错误；
B、碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，B正确；
C、能量流动和物质循环是同时进行的，相互依存，不可分割，物质是能量的载体。能量的固定、
储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解过程，能量是物质循环的动力，C正确；
D、物质循环特点是循环往复、反复利用，具有全球性，D正确。
故选A。
6．碳中和指二氧化碳的零排放，即二氧化碳的排放量和吸收量平衡。下列行为中有利于实现碳中和
目标的是（ ）
A．焚烧秸秆
B．滥采滥伐
C．植树造林
D．发展火电
【答案】C
【分析】“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室
气体排放量，达到相对“零排放”。
【详解】ABD、焚烧秸秆、滥采滥伐、发展火电，会加重空气中的二氧化碳含量，不利于实现“碳
中和”，ABD错误；
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C、植树造林可以吸收排放的二氧化碳，有利于实现“碳中和”，C正确。
故选C。
7．为积极应对全球气候变化，我国政府宣布，于2030年前确保达峰（CO 排放量达到峰值），力
2
争在2060年前实现碳中和（CO 排放量与减少量等）。下列关于碳循环相关叙述，错误的是（ ）
2
A．群落稳定阶段植物吸收CO 吸收速率与生物释放速率大致相等
2
B．稻田中养鸭为水稻光合作用补充原料应用了能量和碳往返循环特点
C．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO 的形式进行
2
D．提高秸秆还田率，增加农田土壤储碳量，可缓解温室效应
【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、群落稳定阶段，碳循环达到平衡，故该阶段植物吸收CO2吸收速率与生物释放速率大
致相等，A正确；
B、能量只能单向流动，不能循环，B错误；
C、碳由无机环境进入生物群落主要是通过光合作用，由二氧化碳的形式进入；而碳由生物群落进
入无机环境是通过呼吸作用，也由二氧化碳的形式排出，因此碳在生物群落和非生物环境之间的循
环主要是通过CO2来进行的，C正确；
D、提高秸秆还田率，增加农田土壤储碳量，可以减少CO2的释放，可缓解温室效应，D正确
故选B。
8．下图为某生态系统的部分物质循环简图，其中M表示非生物的物质和能量。下列相关叙述正确
的是（ ）
A．若M表示大气中的CO ，则碳元素在图中④过程中是以有机物的形式传递的
2
B．从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环
C．若M表示大气中的CO ，则碳元素可在生物群落中反复循环利用
2
D．若M表示非生物环境中的能量，则①的能量值为②与③对应的能量值之和
【答案】A
【分析】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。大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合
作用（主要途径）或硝化细菌等的化能合成作用完成的。大气中CO2的主要来源：分解者的分解作
用、动植物的细胞呼吸。
【详解】A、若M表示大气中的CO2，则碳在④生物群落内以有机物形式传递，A正确；
B、能量不能反复利用，是单向流动的，B错误；
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C、碳循环是指碳元素在非生物环境和生物群落之间反复循环，而不是在生物群落的内部循环，C错
误；
D、①代表的是生产者固定的总能量，为流经生态系统的总能量，②、③表示植物和分解者的呼吸
作用产生热能，由于生物体内还存在一部分能量，因此每个营养级①的能量值一定大于②与③对应
的能量值之和，D错误。
故选A。
9．下列关于生态系统能量流动和物质循环的关系的叙述，不正确的是（ ）
A．二者是密切联系的两个过程
B．在能量流动过程中，物质是能量的载体
C．能量是物质循环的动力
D．从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统
【答案】D
【分析】能量流动和物质循环的关系：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，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
【详解】A、能量流动和物质循环是生态系统的两大功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不
可分割，A正确；
B、物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，B正确；
C、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正确；
D、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，对于生态系
统的功能来讲，物质循环是可以自给自足的，而能量需要不断从外界获取，D错误。
故选D。
二、非选择题
10．下图是生态系统碳循环示意图（A、B表示生态系统的成分）。据图回答下列问题。
(1)图中的A表示______________________，B表示______________________。在食物链的各营养级
之间碳是以_____________________（填“有机物”或“无机物”）形式传递的。
(2)生态系统的__________________和能量流动同时进行，能量流动是单向的，逐级______________。
流入该生态系统的总能量是指__________________________。
(3)大气中的CO 能随大气环流在全球范围内流动，可见碳循环具有_____________性。
2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(4)“绿水青山就是金山银山”，为了实现绿色低碳循环发展，人类必须减少煤、石油等的使用，从而
控制____________（气体）的排放，避免_________________加剧。
【答案】(1) 生产者 消费者 有机物
(2) 物质循环 递减 A （生产者）所固定的全部太阳能
(3)全球
(4) 二氧化碳（或CO2） 温室效应
【分析】生态系统的物质循环：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，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。碳循环：①碳（C）在生物圈（生物群落和无
机环境之间）中以CO2的形式进行循环。②碳（C）在生物群落中以有机物的形式进行传递。
（1）A和大气中的CO2通过双向箭头连接，则A是生产者。A指向B，指向分解者，B指向分解者，
则B是消费者。生产者到初级消费者，初级消费者到次级消费者，碳元素通过捕食依次进入各营养
级，其传递形式是有机物。
（2）能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，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。物质作为能量的载体，使能量
沿着食物链流动；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进行循环往返。能
量流动由于各营养级的呼吸作用热能散失、流向分解者、未利用，表现出逐级递减。流入该生态系
统的总能量是指生产者固定的全部太阳能，消费者和分解者的能量来源于生产者。
（3）
CO2能随大气环流在全球范围内流动，碳循环具有全球性的特点。
（4）
煤、石油等的燃烧释放CO2，CO2是温室气体，会加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，
对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
培优第三阶——能力提升
一、单选题
1．下列与生态系统功能相关的叙述，错误的是（ ）
A．碳循环过程需要能量的驱动
B．物质与能量在生物与环境之间循环流动
C．植物的光合作用和生物的死亡分解是碳循环的一部分
D．全球气候变暖与地球上大气中碳的收支不平衡有关
【答案】B
【分析】生态系统的功能主要包括物质循环、能量流动和信息传递。物质循环是能量流动的载体，
能量流动是物质循环的动力，信息传递决定了物质循环与能量流动的方向。物质循环具有全球性、
循环性，能量流动具有单向流动，逐级递减的特点，信息传递具有双向性。
【详解】AB、物质循环以能量流动为动力，但能量不能循环，能量是单向流动，逐级递减的，但物
质在生物与环境之间是循环的，可以被反复利用，A正确，B错误；
C、光合作用可将大气中的CO2输入生物群落，而分解者的分解作用可将生物体内的含碳有机物返
回无机环境，二者都属于碳循环的一部分，C正确；
D、温室效应是大气中的二氧化碳含量升高造成的，即全球气候变暖和地球上大气中碳的收支不平
衡有关，D正确。
故选B。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂2．左图 是水稻田生态系统碳循环过程的部分示意图，右图表示能量流经该生态系统内卷叶螟的变
化示意图，其中字母表示各种能量值，M 是摄入量。下列叙述正确的是（ ）
A．图 1 食物网中的所有生物及无机环境构成了该生态系统的结构
B．卷叶螟用于生长、发育、繁殖的能量可以用图 2 中的 M 表示
2
C．卷叶螟与青蛙之间的能量传递效率可以用图 2 中的 M /M 表示
3
D．生态系统的功能有物质循环和能量流动，两者之间没有联系
【答案】B
【分析】题图分析，图1表示水稻田生态系统碳循环过程的部分示意图。图2表示能量流经该生态
系统内卷叶螟的变化示意图，其中M表示卷叶螟的摄入量，M1表示卷叶螟的同化量，R表示呼吸
散失的能量，M2表示卷叶螟用于自身生长发育繁殖的能量，M3表示下一营养级的摄入量，P表示
分解者分解利用的能量。
【详解】A、生态系统的结构包括组成成分（生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量）和
营养结构（食物链和食物网），图中食物链和食物网中的所有生物不包括分解者，A错误；
B、图2中的M2指的是卷叶螟用于生长、发育、繁殖的能量，即同化量M1-呼吸量R，B正确；
C、图 2 中卷叶螟的同化量为M1， M3代表卷叶螟提供给下一个营养级的摄入量，而能量传递效
率表示的是相邻营养级之间同化量的比值，而根据图中的数据无法算出青蛙的同化量，因此无法计
算卷叶螟和青蛙之间的能量传递效率，C错误；
D、生态系统的功能包括物质循环和能量流动，两者之间相互依存、不可分割，D错误。
故选B。
3．“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”，这是我国对世界作出的承诺。
“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；“碳中和”
是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳
总量相等，实现二氧化碳“零排放”。下列有关叙述错误的是（ ）
A．实现碳达峰后生态系统的碳循环不会明显减慢
B．实现碳中和有助于解决全球温室效应的问题
C．实现碳达峰后空气中二氧化碳的浓度将保持不变
D．植树造林和减少化石燃料燃烧有助于实现碳中和
【答案】C
【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，实现碳中和后生态
系统的碳循环还是可以顺利进行，不会明显减慢，A正确；
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B、碳中和后大气中的二氧化碳能保持稳态，有助于解决全球温室效应的问题，B正确；
C、实现碳达峰后，一段时间内二氧化碳的浓度逐步回落，但由于气候，化石燃料的燃烧、火山爆
发等其他因素的影响，空气中二氧化碳浓度仍可能增加，C错误；
D、大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落，因此植树造林、增加绿地面积有助
于绿色植物通过光合作用吸收更多的二氧化碳，降低大气中CO2浓度，有助于实现碳中和，化石燃
料燃烧会释放CO2，减少化石燃料燃烧也有助于实现碳中和，D正确。
故选C。
4．“绿水青山就是金山银山”是社会主义生态文明重要的价值观、发展观。下列从生物学角度对其
进行的有关叙述错误的是（ ）
A．通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，可减少病虫害
B．稻虾共生可实现比稻虾单独种植（养殖）更高的产量，提高了能量传递效率
C．利用性引诱剂改变种群的性别比例，可降低害虫的种群密度
D．秸秆入沼池、沼渣肥田实现了物质的循环利用和能量的多级利用
【答案】B
【分析】1、种群的数量特征：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例。
种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小；性别
比例直接影响种群的出生率；年龄组成预测种群密度变化。
2、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基
础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递
是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。
3、生态系统中的组成成分越多，营养结构就越复杂，生态系统的自动调节能力就越强，其抵抗力稳
定性就越强，相反的其恢复力稳定性就越弱。
【详解】A、增加食物链能提高营养结构的复杂程度，从而提高生态系统的抵抗力稳定性，减少病
虫害，A正确；
B、稻虾共生可实现比稻虾单独种植（养殖）更高的产量，提高了能量的利用率，但是不能提高能
量的传递效率，B错误；
C、利用性引诱剂改变种群的性别比例，使很多个体不能完成交配，可达到降低害虫种群密度的目
的，C正确；
D、秸秆入沼池、沼渣肥田实现了物质的循环利用和能量的多级利用，从而提高了能量利用率，D
正确。
故选B。
5．细胞具有多样性和统一性，下面说法正确的是（ ）
A．原核生物和植物细胞都具有细胞壁、细胞膜、细胞质结构
B．蓝细菌和黑藻都具有叶绿体，可以进行光合作用
C．动植物个体都具有细胞、组织、器官、系统生命系统层次
D．生物圈的碳氧平衡与地球上所有生物细胞的生命活动有关系
【答案】D
【分析】生命系统的结构层次按照由小到大的顺序依次为：细胞、组织、器官、系统、个体、种群、
群落、生态系统、生物圈。科学家依据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，将细胞分为原核细胞和
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂真核细胞两大类。原核细胞和真核细胞的统一性表现在：都有相似的细胞膜、细胞质，唯一共有的
细胞器是核糖体，遗传物质都是DNA。
【详解】A、原核生物是由原核细胞构成的，原核生物中的支原体细胞不具有细胞壁，因此原核生
物和植物细胞都具有细胞膜、细胞质结构，但不一定都具有细胞壁，A错误；
B、蓝细菌不具有叶绿体，但有藻蓝素和叶绿素，因此蓝细菌能进行光合作用，黑藻具有叶绿体，
所以黑藻也能进行光合作用，B错误；
C、动植物个体都具有细胞、组织、器官生命系统层次，动物个体还具有系统层次，但植物个体不
具有系统层次，C错误；
D、生物圈的碳氧平衡与生物的光合作用和呼吸作用密切相关，因此与地球上所有生物细胞的生命
活动有关系，D正确。
故选D。
6．如图是生态系统中碳循环示意图，箭头表示碳的流动方向，下列说法正确的是（ ）
A．该生态系统的结构包括A、B，C、D、E
B．该生态系统中食物链可表示为：A→D→E→B
C．碳循环进行的同时一定伴随着能量流动和信息传递
D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间及生物群落内部往复循环，这种循环带有全
球性
【答案】C
【分析】分析题图，根据生产者和大气二氧化碳库的双箭头，可以初步确定AC为生产者和大气中
二氧化碳的其中之一，并且所有生物均指向大气，因此C是大气，A是生产者，则D、E为消费者，
B为分解者；并且该生态系统中的一条食物链可表示为：A→D→E。
【详解】A、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分是指A（生产者）、B（分解者）、
C（大气中的二氧化碳）、D/E（消费者）、非生物的物质和能量，营养结构是指A、D、E形成的
食物链，A错误；
B、该生态系统中的一条食物链可表示为：A→D→E，不包括B分解者，B错误；
C、碳循环进行的同时一定伴随着能量流动和信息传递，C正确；
D、碳循环具有全球性，碳是以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间往复循环，碳是以有机
物的形式在生物群落内部往复循环，D错误。
故选C。
7．下列关于碳循环的说法，正确的是（ ）
A．碳循环中，CO 进入生物群落的生理过程只有光合作用
2
B．碳元素在生物群落和无机环境之间以有机物的形式循环
C．生物群落中的碳都通过呼吸作用回归无机自然环境
D．碳循环具有全球性和循环性
【答案】D
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂【分析】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。大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合
作用（主要途径）或硝化细菌等的化能合成作用完成的。大气中CO2的主要来源：分解者的分解作
用、动植物的细胞呼吸。
【详解】A、碳循环中，CO2进入生物群落的生理过程有光合作用和化能合成作用，A错误；
B、碳元素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、生物群落中的碳通过呼吸作用，化石燃料的燃烧等途径回归无机自然环境，C 错误；
D、碳循环具有全球性和循环性，因此在农田中使用的含碳的农药在南极会被发现，D正确。
故选D
8．《氾胜之书》中记载到“凡耕之本，在于趣时和土，务粪泽，早锄早获。春冻解，地气始通，土
一和解。夏至，天气始暑，阴气始盛，土复解。夏至后九十日，昼夜分，天地气和。以此时耕田，
一而当五，名日奇泽，皆得时功。”下列分析错误的是（ ）
A．“务粪泽”：通过施加有机肥，给农作物提供有机物和能量，有利于农作物生长
B．“早锄”：农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和资源而产生的种间竞争
C．“春冻解，地气始通”：春天温度升高，植物细胞内自由水/结合水的比值升高
D．“以此时耕田”：中耕松土使根细胞进行充分的有氧呼吸，有利于根系吸收矿质离子
【答案】A
【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是
良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废
物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值
越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。
【详解】A、植物的生长需要水和无机盐，因此适当施肥和灌溉能提高土壤中矿质元素含量，有利
于植物生长，但农作物不能吸收有机物，农作物的能量只能来自光合作用的光能，有机肥的有机物
不能为农作物提供能量，A错误；
B、杂草和农作物形成竞争关系，因此“早锄”的原理是农田除草能降低农作物与杂草因生存空间
和营养物质而产生的竞争，B正确；
C、春天温度升高，植物细胞内结合水转化成自由水，故自由水与结合水的比值上升，C正确；
D、中耕松土、及时排涝，提高了根部的氧气含量，促进根部细胞的呼吸作用，有利于根系吸收矿
质元素，D正确。
故选A。
二、非选择题
9．（2018.浙江.真题）某生态系统碳循环的部分示意图如下：回答下列问题：
(1)图中的字母_______表示大气中的CO ，由于许多因素的影响，使其含量夏季_______冬季。
2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(2)CO 被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的_______和C的分解作用以
2
及E的燃烧，转变成CO 后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者
2
吸收的CO 量_______整个生物群落排放的CO 量。
2 2
(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为_______，其他字母及文字代表的含义不
变，还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、_______。
【答案】 D 低于 呼吸作用 大于 非生物环境 取
消D→A
【详解】试题分析：梳理生态系统的碳循环、能量流动、群落演替等相关知识。据此，从题意和图
示中提取有效信息，以确定图中各字母所蕴含的生物学信息，进而对相关问题进行解答。
(1)题图显示：A、B、C、E均有箭头指向 D，说明D表示大气中的CO2。A、D之间是双向箭头，
A、B死的有机物可被C利用，说明A是生产者，C是分解者，进而推知：B是消费者， E为化学
燃料的燃烧。由于许多因素的影响，特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛，使夏季大气中CO2的
含量低于冬季。
(2) CO2被生产者吸收，通过光合作用转变成体内的含碳有机物进入生物群落，再被图中的A所示
的生产者、B所示的消费者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化学燃料的燃烧，
转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，则随着演替的进行，
生物的种类和数量，特别是生产者的种类和数量逐渐增多，因此生产者吸收的CO2量大于整个生物
群落排放的CO2量。
(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为非生物环境，其他字母及文
字代表的含义不变。因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是
单向流动，所以还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、 取消 “D→A”。
10．（2022.湖北.真题）如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
(1)图中A代表___________；肉食动物1的数量___________（填“一定”或“不一定”）少于植食
性动物的数量。
(2)如果②、③、④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的___________。
(3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措
施及理由分别是___________；针对⑦的调控措施及理由分别是_____________。
【答案】(1) 分解者 不一定
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(2)1%~4%
(3) 控制（减少）植食性动物的数量， 使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株 合
理密植，改善通风条件，满足光合作用对CO2需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解
有机物可产生更多无机盐、CO2满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，
满足光合作用对CO2的需求
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网两部分。生态系统的成分包括非
生物的物质和能量，生产者，消费者和分解者。食物链和食物网是生态系统的营养结构。
2、能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，能量流动特点：①单向流动：
生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，
也不能循环流动，②逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级
间的传递效率是10%-20%，可用能量金字塔表示。
(1)据题意可知，A能将遗体、粪便、碎屑等中的有机物分解形成无机物，返还回无机环境，因此A
表示分解者。生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，因此能量金字塔呈正金字塔形，而生物
量金字塔和数量金字塔则可能倒置或部分倒置，数量金字塔有时会出现高营养级的生物数量多于低
营养级的生物数量，因此肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。
(2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%，②表示植食性动物的同化量，③表示肉食动物
1的同化量，是②的10%-20%，④表示肉食动物2的同化量，是③的10%-20%，因此④代表的能量
大约是②的1%~4%。
(3)如果图中生产者是农作物棉花，提高棉花产量，针对途径②，可控制（减少）植食性动物的数量，
使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株；针对途径⑦，可合理密植， 改善通风条件，满足光合
作用对CO2需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2满
足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求，从
而可以增强光合作用。
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