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第3节 生态系统的物质循环
第3章 生态系统及其稳定性
1．分析生态系统中的物质在生物群落和非生物环境之间不断循环。
2．举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3．阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
课标要求
知识点1 碳循环
1．碳循环的过程
(1)在生物群落与非生物环境之间：主要是以________的形式进行的。
(2)在生物群落内：以__________的形式进行。
二氧化碳
含碳有机物
2．过程图解
光合作用、化能合成作用
呼吸作用
分解作用
3．温室效应
(1)形成原因：____________________大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应。
(2)危害：引起全球性的气候变化。
(3)采取措施：减少________排放和大力________，提高森林覆盖率。采取秸秆还田等，提高农田土壤储碳量。
化石燃料的开采和使用
二氧化碳
植树种草
4．物质循环
(1)概念
组成生物体的______________________等元素，都在不断进行着_________________________________________________的循环过程，又叫生物地球化学循环。
(2)特点
①______——生物地球化学循环。
②______——物质可被生物群落反复利用。
碳、氢、氧、氮、磷、硫
从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境
全球性
循环性
大力植树造林会缓解温室效应，从物质循环的角度分析原因。
提示：大力植树造林可以加快CO2从大气中的CO2库到生物群落的吸收速率，从而降低大气中CO2的浓度。
基于对碳循环的形式及过程等的认识，判断下列表述是否正确。
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．在碳循环中生产者只起固定CO2的作用。 ( )
4．海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 ( )
提示：1．× 参与物质循环的为组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
2．√
3．× 生产者还可通过呼吸作用将CO2释放到非生物环境中。
4．√
如图是自然界碳循环的简图，据图分析并回答下列有关问题：
1．图中的甲、乙、丙分别是什么？①、②、③分别表示什么过程？
提示：甲、乙、丙分别是分解者、消费者、生产者。①、②、③分别表示通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2，返回大气中。
2．大气中CO2进入生物群落的主要途径是什么？(用图中序号表示)
提示：④。
3．碳循环都是双向的吗？说明理由。
提示：不都是。(1)CO2在生物群落和非生物环境之间是双向循环的。(2)在生物群落内部，沿食物链(网)传递时，碳循环不是双向的，只能由低营养级向高营养级单向传递。
4．如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？
提示：打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量会明显增多。
进入生物群落 生物群落内部 返回无机环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
进入生物群落 生物群落内部 返回无机环境
方式 光合作用和化能合成作用 通过食物链或食物网 a.生产者和消费者的呼吸作用
b.分解者的分解作用
c.化石燃料的燃烧
方向 在群落内部单向，群落与非生物环境之间双向
(3)碳元素的传递规律：碳元素在非生物环境与生物群落之间传递时，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系统各成分的依据)。
2．温室效应
√
[对点练习]
1．我国以生态文明思想为指导，坚定走绿色低碳发展道路，力争在2060年前实现碳中和。如图为生态系统碳循环示意图，其中字母表示生态系统的组成成分，序号①～⑤和⑦表示CO2的排出量或吸收量。下列有关说法正确的是( )
A．⑥代表的摄食过程中，碳元素以CO2形式流动
B．为了实现碳中和，可增加代表光合作用的④过
程
C．C→B→A→D是一条完整的食物链
D．碳循环是指CO2在生物群落和非生物环境之间的循环
B [⑥代表的摄食过程中，碳元素以有机物形式流动，A错误；碳中和是指CO2的排出量等于CO2的吸收量，为了实现碳中和应增加④光合作用，减少⑦化石燃料的燃烧过程，B正确；据图可知，C是生产者，A、B是消费者，D表示分解者，食物链只有生产者和消费者，不包括分解者，C错误；碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间的循环，D错误。]
√
2．(不定项)如图为某生态系统碳循环的过程。下列有关叙述正确的是( )
A．d表示大气中的CO2库，由于许多因素的
影响其含量冬季低于夏季
B．通过a的吸收，a、b的呼吸作用、c的分
解作用及e的燃烧，实现碳循环
C．在正常演替过程中，生产者固定CO2量大于整个生物群落排放CO2量
D．只需将d的含义改为非生物环境，上图即可为该生态系统的能量流动示意图
√
BC [d表示大气中的CO2库，夏天光合作用相对较强，光合作用消耗CO2，故其含量低于冬季，A错误；通过a(生产者)的光合作用固定，a(生产者)、b(消费者)的呼吸、c(分解者)的分解作用及e(化石燃料)的燃烧，实现碳循环，B正确；正常的演替过程中，群落不断发展，光合速率大于呼吸速率，故生产者固定CO2量大于整个生物群落排放CO2量，C正确；能量是单向流动、逐级递减的，不能循环，故把d改为非生物环境也不能表示能量流动过程，D错误。]
知识点2 生物富集及能量流动和物质循环的关系
1．生物富集
(1)概念
生物体从周围环境吸收、积蓄__________________________，使其在机体内浓度____环境浓度的现象。
某种元素或难以降解的化合物
超过
(2)特点
①沿着食物链逐渐在生物体内____，最终____在食物链的顶端。
②具有全球性。
(3)类型
①__________，如铅、镉、汞等。
②____________________，如DDT、六六六等。
③______________。
聚集
积累
一些重金属
人工合成的有机化合物
一些放射性物质
(P64“图3-11”拓展)如图所示为DDT通过某条食物链的积累过程(单位：mg/kg)。
(1)请写出图中所示食物链：________________。
(2)比较该食物链中各营养级的DDT浓度：___________________，
由此可得出的结论是________________________________________。
提示：(1)浮游植物→小鱼→大鱼→鱼鹰
(2)浮游植物(第一营养级)＜小鱼(第二营养级)＜大鱼(第三营养级)＜鱼鹰(第四营养级) DDT在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐渐增大
2．能量流动和物质循环的关系
(1)区别
①物质循环具有______和______的特点。
②能量流动是________的，是单方向不循环的。
(2)联系
①二者________，彼此相互依存，不可分割。
②物质作为能量的____，使能量沿着____________流动；能量作为____，使物质能够不断地在____________________之间循环往返。
全球性
循环性
逐级递减
同时进行
载体
食物链(网)
动力
生物群落和非生物环境
氮元素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添加氮肥呢？
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。
基于对生物富集及能量流动和物质循环的关系的认识，判断下列表述是否正确。
1．生物富集具有全球性。 ( )
2．生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。 ( )
3．物质是单向流动、不可循环的。 ( )
4．铅、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩。 ( )
提示：1．√
2．× 生态系统的物质循环和能量流动同时进行，彼此相互依存，不可分割。
3．× 物质在生物群落与非生物环境间可被循环利用。
4．√
水俣病是指人或其他动物食用了含有机汞污染的鱼贝类，使有机汞进入脑神经细胞而引起的一种综合性疾病，是世界上最典型的公害病之一。受害的主要器官为大脑皮质，主要症状有运动失调、语言障碍等。
1．假如甲喜欢吃肉食性鱼类，乙喜欢吃植食性鱼类。谁更易患水俣病？说明你的理由。
提示：甲。因为甲的营养级高于乙，因此有机汞的浓度更高，更易患水俣病。
2．汞的富集和能量传递在生物群落中的传递途径是什么？
提示：沿着食物链(网)进行的。
3．生物富集现象也有全球性吗？说明你的理由。
提示：有。它们可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此具有全球性。
[深化归纳]
1．生物富集
(1)发生生物富集的条件
①富集物质在环境中的存在形式必须是比较稳定的。
②富集物质必须是生物体能够吸收的。
③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的。
(2)常见存在生物富集现象的污染物
重金属如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等，人工合成的有机物如DDT、六六六等以及一些放射性物质。
(3)富集的过程
①途径：食物链(网)。
②实例——铅的富集过程
注：人是生物富集的最大受害者。
2．能量流动、物质循环与生物富集的关系图解
3．能量流动、物质循环与生物富集的关系
项目 能量流动 物质循环 生物富集
区
别 形式 光能→化学能→热能 无机物→有机物 不易分解的重金属化合物或有机化合物等
范围 生态系统的各营养级 生物圈 生态系统的各营养级
过程 沿食物链(网)单向流动 在生物群落与非生物环境间循环往复 沿食物链(网)单向流动
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 单向流动、逐级积累、全球性
项目 能量流动 物质循环 生物富集
联系 ①在生物群落中它们流动的渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同时进行，不可分割；②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；③某些物质在沿食物链和食物网流动时会发生生物富集；④物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质循环和生物富集的动力
[对点练习]
1．多氯联苯(PCB)是持久性有机污染物，有强致畸性，厦门湾海域及其水产动物体内PCB的含量如下表。下列叙述错误的是( )
采样点 不同季节海域PCB
平均含量(μg/kg) 不同水产动物肌肉组织
PCB平均含量(μg/kg)
春 夏 秋 冬 叫
姑鱼 中华
海鲶 斑 青石斑 火枪
乌贼
1 0.025 0.03 0.065 0.072
2 0.025 0.03 0.06 0.08
3 0.062 0.025 0.018 0.142 0.12 0.15 0.18 0.01 0.08
A．若极地生物体内也可以检测到PCB的存在，则体现了物质循环的全球性特点
B．根据结果推测中华海鲶和斑 可能处于较高营养级
C．PCB污染说明PCB在环境中的存在形式不稳定
D．此研究对人类食用水产品的种类和季节等具一定指导意义
√
C [有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，若极地生物体内也可以检测到PCB的存在，则体现了物质循环的全球性特点，A正确；有害物质出现生物富集现象时，有害物质浓度会随食物链升高而浓度升高，据表中数据可知，中华海鲶和斑 的PCB分别是0.15 μg/kg和0.18 μg/kg，含量较高，因此推测中华海鲶和斑 可能处于较高营养级，B正确；依题意，多氯联苯(PCB)是持久性有机污染物，说明PCB在环境中的存在形式非常稳定，C错误；据表分析可知，不同季节海域PCB平均含量有差异，不同水产动物肌肉组织PCB平均含量也有差异，因此此研究对人类食用水产品的种类和季节等具一定指导意义，D正确。]
2．下图表示生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，相关叙述不正确的是( )
A．各级消费者的能量总和一定小于生产者所固定的太阳能总量
B．生物圈的物质和能量是自给自足的
C．D为分解者
D．碳以CO2形式进入生物群落，又以CO2的形式离开生物群落返回到非生物环境
√
B [流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量逐级递减，因此各级消费者的能量总和一定小于生产者所固定的太阳能总量，A正确；生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的，B错误；据图分析可知，D为分解者，C正确；碳以CO2形式进入生物群落，又以CO2的形式离开生物群落返回到无机环境，D正确。]
知识点3 探究土壤微生物的分解作用
1．原理
(1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分是______。
(2)由于各地__________等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。
分解者
气候与环境
2．实验方案
实验过程 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
实验
设计 实验组 对土壤____处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋适量淀粉糊
对照组 对土壤不作任何处理 B烧杯中加入____________＋与实验组等量的淀粉糊
自变量 是否对土壤进行处理 是否加入土壤浸出液
高温
30 mL蒸馏水
实验过程 案例1 案例2
预期实
验现象 在相同时间内，实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 加入碘液不变蓝
A2 加入斐林试剂水浴加热______________
B B1 加入碘液变蓝
B2 加入斐林试剂水浴加热________________
3．实验结果：与预期实验现象一致。
4．实验结论：__________________________。
产生砖红色
沉淀
不产生砖红
色沉淀
土壤中的微生物具有分解作用
基于对土壤中微生物的分解作用的探究实验的认识，判断下列表述是否正确。
1．可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。 ( )
2．应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下。 ( )
3．对照组中落叶的分解速度明显高于实验组。 ( )
4．实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验。 ( )
提示：1．× 对实验组的土壤先用塑料袋包好，再放在60 ℃恒温箱中灭菌。
2．× 实验组和对照组的土壤均不能放在隔绝空气的地方。
3．√
4．× 放入土壤中的落叶的种类和数量应保持相同。
探究一：实验材料的选择与处理
1．探究土壤微生物对淀粉的分解作用时，若用玉米粒代替淀粉作实验材料，实验的过程就有改变。若想尽可能缩短实验时间，则对玉米粒处理的具体措施是什么？
提示：将玉米粒煮熟、冷却后研碎成细末。
2．土壤浸出液中的分解者和取样地土壤中的分解者还是有区别的，其中的推断之一主要是取样地土壤中的分解者的________________较多。
提示：种类
探究二：实验中变量的分析与控制
1．探究土壤微生物在落叶分解中的作用
(1)该实验的自变量和因变量分别是什么？
提示：土壤微生物的有无；土壤中落叶的分解程度。
(2)该实验的无关变量有哪些？
提示：土壤的多少、实验处理时间的长短以及落叶的种类等。
(3)实验中如何控制自变量？
提示：实验组土壤经高温处理，以消灭土壤中的微生物；对照组土壤不做处理。
2．探究土壤微生物对淀粉的分解作用
(1)该实验的自变量和因变量分别是什么？
提示：土壤微生物的有无；淀粉的分解程度。
(2)该实验中选用什么试剂检查因变量的变化？
提示：用碘液和斐林试剂检测。
[深化归纳]
1．实验组、对照组的确定
(1)验证实验中二者如何确定：根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么，然后找到进行自变量处理的为实验组，没进行自变量处理，仅为排除无关变量干扰而设置的实验为对照组。
(2)探究实验中二者如何确定：接受自变量处理的，实验结果是未知的为实验组；未接受自变量处理的，实验结果是已知的为对照组。
2．实验注意事项
(1)探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制的因素的影响。
(2)各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的功能不同，分解的时间也有差异，一般需要适宜的温度、湿润的条件等。
[对点练习]
1．某生物兴趣小组以表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，单独处理土壤的情况见下表，处理后的土壤再与落叶混合进行实验。以下有关的叙述错误的是( )
分组 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
A．该实验有2个自变量，遵循了对照原则，但没有遵循单一变量原则
B．为了控制实验中的无关变量，应优选同种植物的新鲜落叶
C．该小组探究了不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
D．预期结果是2、4组的落叶被不同程度的分解，1、3组中的落叶几乎不被分解
√
A [该实验的变量有两个，分别是是否灭菌及土壤的干燥程度，在湿润条件下，1、2组形成对照，在干燥条件下，3、4组形成对照，该实验遵循单一变量原则，A错误；为了控制实验中的无关变量，应优选同种植物的新鲜落叶作为实验材料的落叶(可能存在微生物也应进行灭菌处理)，B正确；1、2组的自变量为是否含有土壤微生物，2、4组的自变量为土壤的干燥程度，因此该小组探究了不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用，C正确；预期结果是1、3组的落叶不被分解(灭菌后，土壤中不含微生物)，2、4组中的落叶被不同程度的分解，D正确。]
2．在探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验中，下列叙述不正确的是( )
A．可使用离心机快速制备土壤浸出液
B．实验的自变量为是否含有土壤浸出液
C．实验中对所用烧杯等器皿无需做灭菌处理
D．实验结果可以用碘液和斐林试剂进行检验
√
C [可使用离心机快速制备土壤浸出液，A正确；实验的自变量为是否含有土壤浸出液，土壤浸出液中有土壤微生物，B正确；探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验，所用烧杯、试管等器皿需灭菌处理，C错误；土壤微生物可将淀粉分解成还原糖，实验可用碘液检测淀粉的剩余量，用斐林试剂检测还原糖的生成量，D正确。]
1．生态系统的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。
2．物质循环的特点是具有全球性、循环往复运动。
3．温室效应形成的原因是化石燃料短时间内大量燃烧，使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。
4．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。
5．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非生物环境之间循环往返。
课堂检测 素养测评
2
4
3
题号
1
5
√
1．下列有关生物圈中碳循环的叙述，错误的是( )
A．碳在非生物环境中主要以CO2和碳酸盐的形式存在
B．消费者的存在使生物圈中的碳循环过程加快
C．碳元素只能通过蓝细菌、绿色植物等的光合作用进入生物群落
D．碳在生物群落中沿着食物链(网)流动
C [碳元素除了通过蓝细菌、绿色植物等的光合作用进入生物群落之外，还可通过硝化细菌等的化能合成作用进入生物群落，C错误。]
√
2
4
3
题号
1
5
2．科学家们特别强调，人类活动引发的气候变暖“是仅次于核武器，排名第二的威胁”。就是说，“温室效应”将给人类带来灾难。下面有关温室效应的叙述不恰当的是( )
A．化石燃料的燃烧是导致温室效应的主要原因
B．碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环
C．碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在
D．植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施
2
4
3
题号
1
5
D [化石燃料的大量燃烧，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中CO2含量迅速增加，形成温室效应，导致气温升高，A不符合题意；碳元素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，在生物群落之间以有机物的形式进行，B、C不符合题意；开发新能源、减少化石燃料的燃烧是解决温室效应的最主要措施，D符合题意。]
√
2
4
3
题号
1
5
3．下列关于生物富集的说法，错误的是( )
A．生物富集会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度
B．物质循环具有全球性，而生物富集现象不具有全球性
C．在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物
D．生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增
2
4
3
题号
1
5
B [生物富集可能会使有害物质沿着食物链逐渐在生物体内聚集，导致其在生物体内的浓度高于环境中的浓度，A、D正确；物质循环和生物富集现象都涉及组成生物体的各种化学元素，都具有全球性，B错误；生物富集是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，故在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物，C正确。]
2
4
3
题号
1
5
√
4．某小组欲探究土壤微生物对淀粉分解作用的最适温度，以碘液为显色剂观察实验结果。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验需设置一组加入等量蒸馏水的空白对照组
B．土壤中的微生物都是分解者，是生态系统中必不可少的成分之一
C．被土壤微生物分解利用的落叶中的能量属于第一营养级未利用的能量
D．实验的自变量是温度，土壤pH、淀粉浓度、土壤浸出液的用量等属于无关变量
2
4
3
题号
1
5
D [本实验是探究土壤微生物对淀粉分解作用的最适温度，自变量为温度，为相互对照，不需要设置空白对照，A错误；土壤中的微生物不一定全是分解者，也有生产者如硝化细菌，B错误；被土壤微生物分解利用的落叶中的能量属于第一营养级(植物——生产者)流向分解者的能量，未利用的能量指未被生物利用的能量，C错误；实验的自变量是温度，土壤pH、淀粉浓度、土壤浸出液的用量等属于无关变量，应保持无关变量适宜且一致，D正确。]
2
4
3
题号
1
5
5．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)。回答下列问题：
2
4
3
题号
1
5
(1)图1中，碳进入非生物环境的途径是________(填序号)，能量进入生物群落的主要途径是_____(填序号)。
(2)生态系统的结构包括___________________和__________________________。图2中B表示_________________________________________________。若鼠摄入能量为2.2×109 kJ，A中能量为1.6×109 kJ，B中能量为1.2×109 kJ，狼同化量为2.4×108 kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为______。
②③④
①
生态系统的组成成分
营养结构(或食物
链和食物网)
用于生长、发育和繁殖的能量(或储
存在体内的能量)
15%
2
4
3
题号
1
5
(3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是____________________。
(4)生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的：物质作为能量的载体，使能量沿着____________流动；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返。
单向流动、逐级递减
食物链(网)
2
4
3
题号
1
5
[解析] (1)图1中，碳元素主要通过②③④(呼吸作用)进入非生物环境，主要通过①(光合作用)进入生物群落。(2)生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)。图2中B是鼠同化的能量减去呼吸作用散失的能量，故表示鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量(储存在体内的能量)。A中能量为1.6×109 kJ，即鼠的同化量，狼同化量为2.4×108 kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为(2.4×108)÷(1.6×109)×100%＝15%。(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。(4)物质作为能量的载体，使能量沿着食物网(链)流动；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返。
题号
课时分层作业(12) 生态系统的物质循环
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
√
题组一 碳循环
1．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的形式循环
14
15
A [碳循环是指碳元素在非生物环境与生物群落之间的循环过程，消费者通过捕食或寄生获得生物有机物中的碳，再通过呼吸作用将有机物氧化分解，碳元素以CO2的形式被释放到非生物环境，所以消费者的存在能加快物质循环，A错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
√
2．我国力争在2060年前实现“碳中和”(CO2排放量与减少量相等)。如图为生物圈碳循环的部分示意图。下列叙述错误的是( )
A．①过度排放可打破自然界碳循环的平衡
B．当“碳中和”时，③的强度大于②的强度
C．大气中的CO2增多，使大气捕获的热能增多
D．碳元素主要以有机物形式在群落内部循环流动
14
15
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
D [①化石燃料的过度排放可打破自然界碳循环的平衡，A正确；“碳中和”时，CO2的排放量与减少量相等，即生产者所固定的CO2量大于所有生物呼吸作用释放的CO2量之和，③的强度大于②的强度，B正确；大气中的CO2增多，使大气捕获的热能增多，C正确；碳元素主要以有机物形式在群落内部流动，不能循环，碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境间循环往复的过程，D错误。]
14
15
题号
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
√
3．如图是碳循环示意图，下列叙述错误的是( )
A．碳在生物群落内部以CO2的形式存在
B．⑤过程加剧了温室效应
C．碳循环具有全球性和循环往复的特点
D．碳循环和能量流动相互依存、不可分割
14
15
题号
3
2
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
1
A [碳在生物群落内部以含碳有机物的形式存在，A错误；引起温室效应的主要原因是⑤化石燃料的燃烧，B正确；物质循环的特点：循环往复、反复利用，具有全球性，即碳循环具有全球性和循环往复运动的特点，C正确；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，D正确。]
14
15
题号
4
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3
5
6
8
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13
1
√
4．碳循环是生物地球化学循环的重要组成部分。目前全球范围出现的厄尔尼诺现象等都与全球碳循环有着或多或少的关系，每一个人都应从自我做起关心碳循环。下列关于目前全球碳循环的叙述，错误的是( )
A．生物群落能够反复利用生物地球化学循环中的碳
B．二氧化碳浓度在生物圈中的持续升高可引起温室效应
C．工业化加速了碳排放，不利于生物圈中碳循环的平衡
D．植物光合作用固定碳的速率远大于生物圈中释放碳的速率
14
15
题号
4
2
3
5
6
8
7
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13
1
D [物质循环中碳元素以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境中进行循环，故生物群落能够反复利用生物地球化学循环中的碳，A正确；二氧化碳浓度在生物圈中的持续升高会打破碳平衡，可引起温室效应，B正确；工业化进程中，人类活动大量利用煤、石油等化石燃料，造成大量二氧化碳排放，打破了生物圈中碳循环的平衡，C正确；一般情况下，植物光合作用固定碳的速率与生物圈中释放碳的速率大致相同，但工业化等过程加速了碳排放，植物光合作用固定碳的速率可能低于生物圈中释放碳的速率，D错误。]
14
15
题号
2
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1
√
题组二 生物富集及物质循环和能量流动的关系
5．DDD是一种杀虫剂，在生物体内很难降解且不易被排出。某湖泊曾经使用过DDD，现检测出该水体中的DDD浓度为0.02 μg·kg-1，生活在该水体中的生物甲、乙、丙、丁体内DDD浓度依次为
0.10 μg·kg-1、0.53 μg·kg-1、15.50 μg·kg-1、16.10 μg·kg-1。下列叙述错误的是( )
A．生物甲可能处于最低营养级
B．生物丙、丁很可能处于同一营养级
C．DDD能扩散到全球
D．DDD在生物甲～丁间的传递过程可看作是物质循环
14
15
题号
2
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3
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1
D [生物甲体内的DDD浓度为0.10 μg·kg-1，在甲、乙、丙、丁四种生物中浓度最小，而生物富集现象中，营养级越高，有毒有害物质浓度越高，所以生物甲可能处于最低营养级，A正确；生物丙DDD浓度为15.50 μg·kg-1，生物丁DDD浓度为16.10 μg·kg-1，两者浓度相似，所以生物丙、丁很可能处于同一营养级，B正确；这种有害物质会随着生物的转移而出现全球性，所以DDD能扩散到全球，C正确；物质的循环发生在生物群落和非生物环境之间，DDD在生物甲～丁间的传递过程并不能体现物质循环，D错误。]
14
15
题号
2
4
5
3
6
8
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12
13
1
√
6．下列关于生态系统物质循环和能量流动过程的说法，错误的是
( )
A．生物圈中的物质可以循环利用，但能量不能循环利用
B．能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割
C．任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充
D．导致水体富营养化的磷沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端
14
15
题号
2
4
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3
6
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13
1
D [生物圈中的物质可以循环利用，但能量单向流动、逐级递减，A、C正确；能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体，故能量流动和物质循环两者彼此相互依存，不可分割，B正确；水中磷可被生产者吸收利用，生物体内的含磷化合物会被分解，不会积累在食物链顶端，D错误。]
14
15
题号
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
13
1
√
7．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，错误的是( )
A．秸秆作饲料喂牲畜，粪便还田后能量可直接流向植物，实现了对能量的多级利用
B．物质作为能量的载体，能量作为动力，能量流动和物质循环是同时进行的
C．没有物质输出的生态系统，也需要来自系统外的能量补充才能维持功能正常
D．因农产品的输出使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾
14
15
题号
2
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5
3
7
6
8
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11
12
13
1
A [植物不能直接利用粪便中的能量，粪便中的能量传递给分解者，A错误；生态系统中的物质是能量的载体，同时能量可以为物质的循环提供动力，能量流动和物质循环是同时进行的，B正确；物质是可以循环利用的，但生态系统需要太阳能源源不断地输入才能维持功能正常，C正确；因农产品的输出使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾，物质循环是在全球范围内进行的，D正确。]
14
15
题号
2
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3
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13
1
8．近年来大气中CO2含量持续增长，成为当前人们最关心的环境问题之一，科学工作者利用动植物遗体和动物的排遗物，在没有O2的情况下高温处理，制成“生物炭”。“生物炭”可以稳定地固定碳元素长达数百年，且具备土壤改良功能。如图为生态系统的碳循环示意图。据此回答下列问题：
14
15
题号
2
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3
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1
(1)“生物炭”固定碳元素的过程类似于图中的_______，当前人类提倡的“低碳生活”主要指减少图中______的CO2排放。(均填序号)
(2)图中③过程释放的能量大部分去向是_____________________。研究认为人类倡导素食有利于减少生态系统的能量损耗，从营养结构的角度分析，原因是___________________________。
(3)土壤中的“生物炭”，在化石燃料大量消耗后可作为发电燃料和原油代替品，实现能量的充分利用，从而提高了___________。
14
15
⑥
⑤
以热能的形式散失
食物链缩短，减少了能量散失
能量利用率
题号
2
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3
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1
[解析] (1)题干中明确说明利用动植物遗体和动物的排遗物，在没有O2的情况下高温处理，制成“生物炭”，所以“生物炭”固定碳元素的过程类似于图中的⑥；当前提倡的“低碳生活”主要指减少图中⑤化石燃料燃烧产生的CO2排放。(2)生态系统物质循环常伴随着能量的流动，图中③过程释放的能量大部分以热能的形式散失；倡导素食可以缩短食物链，减少能量散失，有利于减少生态系统能量损耗。(3)土壤中的“生物炭”，在化学燃料大量消耗后可作为发电燃料和原油代替品，从而提高了能量利用率。
14
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题号
9
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1
√
题组三 探究土壤微生物的分解作用
9．某小组为探究土壤微生物的分解作用，进行了相关实验。下列相关叙述错误的是( )
A．本实验设置的因变量是土壤中微生物的种类以及数量
B．根据土壤中同种落叶的腐烂程度可以判断土壤微生物的作用
C．将带有落叶的土壤在60 ℃恒温箱中处理1 h的目的是杀死土壤中的微生物
D．实验中土壤的含水量、落叶的种类和大小都应保持相同且适宜
14
15
题号
9
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1
A [本实验设置的因变量是落叶的腐烂程度，A错误；土壤中同种落叶的腐烂程度可以作为检测的指标，B正确；放在60 ℃恒温箱中1 h的目的是灭菌，同时避免土壤的理化性质改变，C正确；实验中土壤的温度和含水量、落叶的种类和大小属于无关变量，无关变量应保持相同且适宜，D正确。]
14
15
题号
9
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1
10．如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。回答下列问题：
14
15
(1)图中②中碳的主要传递形式是_____________________，③代表的生理作用为_____________________。
(2)在由该生态系统形成森林生态系统的过程中，生产者CO2的吸收量_____(填“>”“<”或“＝”)回归非生物环境的CO2量。
含碳有机物(或有机物)
分解作用(或呼吸作用)
>
(3)为探究学校花园和草地中土壤微生物对落叶的分解作用，设计了探究方案。请补充完成下列在实验室条件下该实验的步骤：取花园和草地等量的离表层5 cm深度的土壤(不带落叶)分组并处理，具体的分组和处理方式是______________________________________________________，_____________________________________________________________________。
同时尽可能避免土壤理化性质的改变。再分别将每组土壤与__________________落叶混合，观察记录落叶腐烂情况。
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
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1
14
15
将花园土壤均分为甲、乙两组，草地土壤均分
为丙、丁两组
将甲、丙(或甲、丁或乙、丙或乙、丁)两组土壤灭
菌处理，其他两组不做处理
等量、灭菌的相同
[解析] (1)碳在生物群落和非生物环境之间主要是以CO2的形式传递，在生物群落中主要是以含碳有机物的形式传递，图中②(各级消费者)中碳的主要传递形式是(含碳)有机物。图中丁是分解者，③代表的生理作用为分解者的分解作用(或呼吸作用)。(2)在形成森林生态系统的过程中，净光合作用产量不断增加，因此生产者CO2的吸收量大于回归非生物环境的CO2量。
题号
9
2
4
5
3
8
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1
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15
(3)探究学校花园和草地中土壤微生物对落叶的分解作用，自变量为是否含有土壤微生物，以及土壤的取样地点，因变量为落叶是否被分解，其他无关变量相同且适宜，因此实验步骤为取花园和草地等量的离表层5 cm深度的土壤(不带落叶)分组并处理，具体的分组和处理方式是将花园土壤均分为甲、乙两组，草地土壤均分为丙、丁两组，将甲、丙(或甲、丁或乙、丙或乙、丁)两组土壤灭菌处理，其他两组不做处理，同时尽可能避免土壤理化性质的改变。再分别将每组土壤与等量、灭菌的相同落叶混合，观察记录落叶腐烂情况。
题号
9
2
4
5
3
8
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题号
9
2
4
5
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1
14
15
11．凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见下图。下列叙述正确的是( )
A．1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程
度会减轻
B．1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位
C．浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者
D．异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
√
题号
9
2
4
5
3
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1
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B [1周后开始投喂人工饵料，虾池中有机碎屑含量增加，水体中N、P等无机盐增多，水体富营养化程度会加剧，A错误；藻类作为生产者，在物质循环中处于主要地位，B正确；浮游动物摄食藻类，同时浮游动物摄食细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者，C错误；异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养，D错误。]
题号
9
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3
8
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1
√
14
14
15
12．下图是某同学绘制的生态系统中部分物质循环和能量流动的示意图，其中①②③④构成生物群落中的所有生物类型。下列有关叙述正确的是( )
A．该图未能体现化石燃料的燃烧和微生物分解作用
B．图中的食物链是①→②→③→④
C．碳元素在生物群落内部以CO2的形式传递
D．在生态系统中，物质循环的过程伴随着能量流动
题号
9
2
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3
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1
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14
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D [由于题图中①②③④构成生物群落中的所有类型，则该图中包括分解者，因此体现了微生物的分解作用，A错误；由于图中①②③④构成生物群落中的所有类型，则该图中包括分解者，而分解者不参与食物链的组成，因此图中的食物链不能表示成①→②→③→④，B错误；碳元素在生物群落内部以有机物的形式传递，C错误；在生态系统中，物质循环的过程伴随着能量流动，D正确。]
题号
9
2
4
5
3
8
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1
13．(不定项)下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，相关叙述正确的是( )
A．图中白色箭头具有循环往复的特点，
黑色箭头具有单向流动的特点
B．若图中物质循环表示碳循环，则碳
在③④⑤过程中以CO2的形式传递
C．①过程和②过程分别表示该生态系统能量的输入和散失
D．不易分解的有害物质沿着③④过程传递会表现出生物富集现象
√
14
15
√
√
题号
9
2
4
5
3
8
6
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13
1
ACD [图中白色箭头表示物质循环过程，具有循环往复的特点，黑色箭头表示能量流动过程，具有单向流动的特点，A正确；若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④过程中以含碳有机物的形式流动，B错误；①过程表示流入该生态系统的能量，②过程表示热能散失的过程，C正确；不易分解的有害物质会随着食物链和食物网即③④过程进行积累，表现出生物富集现象，D正确。]
14
15
题号
9
2
4
5
3
8
6
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10
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1
14．(不定项)佩戴口罩可在一定程度上减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播，而废弃口罩中含有微塑料。通常将直径小于5 mm的塑料碎片定义为微塑料，微塑料污染可在生物体内富集而引起生物体损伤和毒性效应。某研究小组对某生态系统的水生生物体内的微塑料含量进行了研究，实验结果如图所示。下列有关说法正确的是( )
14
15
注：生物富集系数＝生物体内微塑料浓度/水体中微塑料浓度。
题号
9
2
4
5
3
8
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1
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15
A．浮游生物的生物富集系数大于贻贝，因此其会捕食贻贝
B．牡蛎体内的微塑料可来自食物和水体中微塑料的吸附
C．人类活动可加速微塑料的循环，改变其在环境中的分布
D．鱼类被人类食用后，微塑料会在人体内富集起来
BCD [虽然浮游生物的生物富集系数大于贻贝，但是贻贝通常捕食浮游生物，而不是浮游生物捕食贻贝，A错误；牡蛎可通过捕食关系获得食物中的微塑料，也可通过身体对水体中的微塑料进行吸附，B正确；人类使用口罩等塑料用品，加速了微塑料的循环，改变了其在环境中的分布，C正确；鱼类被人类食用后，微塑料会沿着食物链在人体内富集起来，D正确。]
√
√
√
题号
9
2
4
5
3
8
6
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1
15．二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是大气中主要的温室气体。我国力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。
(1)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以______的形式进行。通常绿色植物可通过光合作用将光能转变为__________________，体现了其在生态系统_________的功能中具有重要作用。
14
15
CO2
有机物中的化学能
能量流动
题号
9
2
4
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3
8
6
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13
1
(2)研究表明，稻田是温室气体排放的主要来源。为协同实现南方双季稻区粮食丰产与稻田温室气体减排，科研人员进行了相关实验，结果如图所示。
生物炭由农业废弃物在高温、
稀氧条件下，经高温裂解制
备而成，是资源优化利用的
重要方式，本实验生物炭化
原料为小麦秸秆。
14
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题号
9
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4
5
3
8
6
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1
由图可知，与对照组相比，_____________________________________________________________________________________________________________________________。
14
15
施用生物炭处理的CH4排放通量普遍低
于不施生物炭处理组(对照组)，且在早稻中后期、晚稻前期表现较明显；N2O排放通量未发现明显规律
题号
9
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4
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3
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1
(3)除施加生物炭，还可通过____________________________________________________________________________________________________________________________ (答出两点即可)等措施促进水稻增产。
14
15
科学选种、使用水稻增产菌、病虫害
防治、科学移栽、合理灌溉、除草、增施叶面肥、使用植物生长调节剂、防倒伏(答出任意两点即可)
题号
9
2
4
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3
8
6
7
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13
1
[解析] (1)碳不断以CO2的形式由非生物环境进入生物群落，同时又以CO2的形式由生物群落返回到非生物环境中，这就是碳循环的过程，即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。通常绿色植物可通过光合作用将光能转变为有机物中稳定的化学能，从而完成了非生物环境中的能量进入生物群落中的过程，该过程体现绿色植物在生态系统能量流动中作为起点的重要作用。
14
15
题号
9
2
4
5
3
8
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1
(2)由图可知，与对照组相比，施用生物炭处理的CH4排放通量普遍低于不施生物炭处理组(对照组)，且在早稻中后期、晚稻前期表现较明显。而N2O排放通量未发现明显规律，说明生物炭的使用对CH4的排放量减少有明显效果，而对N2O的排放减少几乎无效果。(3)除施加生物炭，还可通过科学选种(高产品种)、使用水稻增产菌、病虫害防治(调整能量流动方向)、合理灌溉(提高光合产量)、除草(调整能量流动关系)、增施叶面肥(提高光能利用率)等措施来促进水稻增产。
14
15课时分层作业(12) 生态系统的物质循环
题组一 碳循环
1．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的形式循环
2．我国力争在2060年前实现“碳中和”(CO2排放量与减少量相等)。如图为生物圈碳循环的部分示意图。下列叙述错误的是( )
A．①过度排放可打破自然界碳循环的平衡
B．当“碳中和”时，③的强度大于②的强度
C．大气中的CO2增多，使大气捕获的热能增多
D．碳元素主要以有机物形式在群落内部循环流动
3．如图是碳循环示意图，下列叙述错误的是( )
A．碳在生物群落内部以CO2的形式存在
B．⑤过程加剧了温室效应
C．碳循环具有全球性和循环往复的特点
D．碳循环和能量流动相互依存、不可分割
4．碳循环是生物地球化学循环的重要组成部分。目前全球范围出现的厄尔尼诺现象等都与全球碳循环有着或多或少的关系，每一个人都应从自我做起关心碳循环。下列关于目前全球碳循环的叙述，错误的是( )
A．生物群落能够反复利用生物地球化学循环中的碳
B．二氧化碳浓度在生物圈中的持续升高可引起温室效应
C．工业化加速了碳排放，不利于生物圈中碳循环的平衡
D．植物光合作用固定碳的速率远大于生物圈中释放碳的速率
题组二 生物富集及物质循环和能量流动的关系
5．DDD是一种杀虫剂，在生物体内很难降解且不易被排出。某湖泊曾经使用过DDD，现检测出该水体中的DDD浓度为0.02 μg·kg-1，生活在该水体中的生物甲、乙、丙、丁体内DDD浓度依次为0.10 μg·kg-1、0.53 μg·kg-1、15.50 μg·kg-1、16.10 μg·kg-1。下列叙述错误的是( )
A．生物甲可能处于最低营养级
B．生物丙、丁很可能处于同一营养级
C．DDD能扩散到全球
D．DDD在生物甲～丁间的传递过程可看作是物质循环
6．下列关于生态系统物质循环和能量流动过程的说法，错误的是( )
A．生物圈中的物质可以循环利用，但能量不能循环利用
B．能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割
C．任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充
D．导致水体富营养化的磷沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端
7．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，错误的是( )
A．秸秆作饲料喂牲畜，粪便还田后能量可直接流向植物，实现了对能量的多级利用
B．物质作为能量的载体，能量作为动力，能量流动和物质循环是同时进行的
C．没有物质输出的生态系统，也需要来自系统外的能量补充才能维持功能正常
D．因农产品的输出使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾
8．近年来大气中CO2含量持续增长，成为当前人们最关心的环境问题之一，科学工作者利用动植物遗体和动物的排遗物，在没有O2的情况下高温处理，制成“生物炭”。“生物炭”可以稳定地固定碳元素长达数百年，且具备土壤改良功能。如图为生态系统的碳循环示意图。据此回答下列问题：
(1)“生物炭”固定碳元素的过程类似于图中的________，当前人类提倡的“低碳生活”主要指减少图中________的CO2排放。(均填序号)
(2)图中③过程释放的能量大部分去向是________。研究认为人类倡导素食有利于减少生态系统的能量损耗，从营养结构的角度分析，原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)土壤中的“生物炭”，在化石燃料大量消耗后可作为发电燃料和原油代替品，实现能量的充分利用，从而提高了______________。
题组三 探究土壤微生物的分解作用
9．某小组为探究土壤微生物的分解作用，进行了相关实验。下列相关叙述错误的是( )
A．本实验设置的因变量是土壤中微生物的种类以及数量
B．根据土壤中同种落叶的腐烂程度可以判断土壤微生物的作用
C．将带有落叶的土壤在60 ℃恒温箱中处理1 h的目的是杀死土壤中的微生物
D．实验中土壤的含水量、落叶的种类和大小都应保持相同且适宜
10．如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。回答下列问题：
(1)图中②中碳的主要传递形式是________，③代表的生理作用为________。
(2)在由该生态系统形成森林生态系统的过程中，生产者CO2的吸收量________(填“>”“<”或“＝”)回归非生物环境的CO2量。
(3)为探究学校花园和草地中土壤微生物对落叶的分解作用，设计了探究方案。请补充完成下列在实验室条件下该实验的步骤：取花园和草地等量的离表层5 cm深度的土壤(不带落叶)分组并处理，具体的分组和处理方式是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
同时尽可能避免土壤理化性质的改变。再分别将每组土壤与_____________________________________________________________________
落叶混合，观察记录落叶腐烂情况。
11．凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见下图。下列叙述正确的是( )
A．1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻
B．1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位
C．浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者
D．异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
12．下图是某同学绘制的生态系统中部分物质循环和能量流动的示意图，其中①②③④构成生物群落中的所有生物类型。下列有关叙述正确的是( )
A．该图未能体现化石燃料的燃烧和微生物分解作用
B．图中的食物链是①→②→③→④
C．碳元素在生物群落内部以CO2的形式传递
D．在生态系统中，物质循环的过程伴随着能量流动
13．(不定项)下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，相关叙述正确的是( )
A．图中白色箭头具有循环往复的特点，黑色箭头具有单向流动的特点
B．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程中以CO2的形式传递
C．①过程和②过程分别表示该生态系统能量的输入和散失
D．不易分解的有害物质沿着③④过程传递会表现出生物富集现象
14．(不定项)佩戴口罩可在一定程度上减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播，而废弃口罩中含有微塑料。通常将直径小于5 mm的塑料碎片定义为微塑料，微塑料污染可在生物体内富集而引起生物体损伤和毒性效应。某研究小组对某生态系统的水生生物体内的微塑料含量进行了研究，实验结果如图所示。下列有关说法正确的是( )
注：生物富集系数＝生物体内微塑料浓度/水体中微塑料浓度。
A．浮游生物的生物富集系数大于贻贝，因此其会捕食贻贝
B．牡蛎体内的微塑料可来自食物和水体中微塑料的吸附
C．人类活动可加速微塑料的循环，改变其在环境中的分布
D．鱼类被人类食用后，微塑料会在人体内富集起来
15．二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是大气中主要的温室气体。我国力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。
(1)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以__________的形式进行。通常绿色植物可通过光合作用将光能转变为__________________，体现了其在生态系统________________的功能中具有重要作用。
(2)研究表明，稻田是温室气体排放的主要来源。为协同实现南方双季稻区粮食丰产与稻田温室气体减排，科研人员进行了相关实验，结果如图所示。
生物炭由农业废弃物在高温、稀氧条件下，经高温裂解制备而成，是资源优化利用的重要方式，本实验生物炭化原料为小麦秸秆。
由图可知，与对照组相比，_____________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)除施加生物炭，还可通过_____________________________________________
_____________________________________________________________________(答出两点即可)
等措施促进水稻增产。课时分层作业(12)
1 2 3 4 5 6 7 9 11 12 13 14
A D A D D D A A B D ACD BCD
8．(1)⑥ ⑤ (2)以热能的形式散失 食物链缩短，减少了能量散失 (3)能量利用率
10．(1)含碳有机物(或有机物) 分解作用(或呼吸作用) (2)>
(3)将花园土壤均分为甲、乙两组，草地土壤均分为丙、丁两组 将甲、丙(或甲、丁或乙、丙或乙、丁)两组土壤灭菌处理，其他两组不做处理 等量、灭菌的相同
15．(1)CO2 有机物中的化学能 能量流动 (2)施用生物炭处理的CH4排放通量普遍低于不施生物炭处理组(对照组)，且在早稻中后期、晚稻前期表现较明显；N2O排放通量未发现明显规律 (3)科学选种、使用水稻增产菌、病虫害防治、科学移栽、合理灌溉、除草、增施叶面肥、使用植物生长调节剂、防倒伏(答出任意两点即可)
1．A [碳循环是指碳元素在非生物环境与生物群落之间的循环过程，消费者通过捕食或寄生获得生物有机物中的碳，再通过呼吸作用将有机物氧化分解，碳元素以CO2的形式被释放到非生物环境，所以消费者的存在能加快物质循环，A错误。]
2．D [①化石燃料的过度排放可打破自然界碳循环的平衡，A正确；“碳中和”时，CO2的排放量与减少量相等，即生产者所固定的CO2量大于所有生物呼吸作用释放的CO2量之和，③的强度大于②的强度，B正确；大气中的CO2增多，使大气捕获的热能增多，C正确；碳元素主要以有机物形式在群落内部流动，不能循环，碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境间循环往复的过程，D错误。]
3．A [碳在生物群落内部以含碳有机物的形式存在，A错误；引起温室效应的主要原因是⑤化石燃料的燃烧，B正确；物质循环的特点：循环往复、反复利用，具有全球性，即碳循环具有全球性和循环往复运动的特点，C正确；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，D正确。]
4．D [物质循环中碳元素以二氧化碳的形式在生物群落与非生物环境中进行循环，故生物群落能够反复利用生物地球化学循环中的碳，A正确；二氧化碳浓度在生物圈中的持续升高会打破碳平衡，可引起温室效应，B正确；工业化进程中，人类活动大量利用煤、石油等化石燃料，造成大量二氧化碳排放，打破了生物圈中碳循环的平衡，C正确；一般情况下，植物光合作用固定碳的速率与生物圈中释放碳的速率大致相同，但工业化等过程加速了碳排放，植物光合作用固定碳的速率可能低于生物圈中释放碳的速率，D错误。]
5．D [生物甲体内的DDD浓度为0.10 μg·kg-1，在甲、乙、丙、丁四种生物中浓度最小，而生物富集现象中，营养级越高，有毒有害物质浓度越高，所以生物甲可能处于最低营养级，A正确；生物丙DDD浓度为15.50 μg·kg-1，生物丁DDD浓度为16.10 μg·kg-1，两者浓度相似，所以生物丙、丁很可能处于同一营养级，B正确；这种有害物质会随着生物的转移而出现全球性，所以DDD能扩散到全球，C正确；物质的循环发生在生物群落和非生物环境之间，DDD在生物甲～丁间的传递过程并不能体现物质循环，D错误。]
6．D [生物圈中的物质可以循环利用，但能量单向流动、逐级递减，A、C正确；能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体，故能量流动和物质循环两者彼此相互依存，不可分割，B正确；水中磷可被生产者吸收利用，生物体内的含磷化合物会被分解，不会积累在食物链顶端，D错误。]
7．A [植物不能直接利用粪便中的能量，粪便中的能量传递给分解者，A错误；生态系统中的物质是能量的载体，同时能量可以为物质的循环提供动力，能量流动和物质循环是同时进行的，B正确；物质是可以循环利用的，但生态系统需要太阳能源源不断地输入才能维持功能正常，C正确；因农产品的输出使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾，物质循环是在全球范围内进行的，D正确。]
9．A [本实验设置的因变量是落叶的腐烂程度，A错误；土壤中同种落叶的腐烂程度可以作为检测的指标，B正确；放在60 ℃恒温箱中1 h的目的是灭菌，同时避免土壤的理化性质改变，C正确；实验中土壤的温度和含水量、落叶的种类和大小属于无关变量，无关变量应保持相同且适宜，D正确。]
11．B [1周后开始投喂人工饵料，虾池中有机碎屑含量增加，水体中N、P等无机盐增多，水体富营养化程度会加剧，A错误；藻类作为生产者，在物质循环中处于主要地位，B正确；浮游动物摄食藻类，同时浮游动物摄食细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者，C错误；异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养，D错误。]
12．D [由于题图中①②③④构成生物群落中的所有类型，则该图中包括分解者，因此体现了微生物的分解作用，A错误；由于图中①②③④构成生物群落中的所有类型，则该图中包括分解者，而分解者不参与食物链的组成，因此图中的食物链不能表示成①→②→③→④，B错误；碳元素在生物群落内部以有机物的形式传递，C错误；在生态系统中，物质循环的过程伴随着能量流动，D正确。]
13．ACD [图中白色箭头表示物质循环过程，具有循环往复的特点，黑色箭头表示能量流动过程，具有单向流动的特点，A正确；若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④过程中以含碳有机物的形式流动，B错误；①过程表示流入该生态系统的能量，②过程表示热能散失的过程，C正确；不易分解的有害物质会随着食物链和食物网即③④过程进行积累，表现出生物富集现象，D正确。]
14．BCD [虽然浮游生物的生物富集系数大于贻贝，但是贻贝通常捕食浮游生物，而不是浮游生物捕食贻贝，A错误；牡蛎可通过捕食关系获得食物中的微塑料，也可通过身体对水体中的微塑料进行吸附，B正确；人类使用口罩等塑料用品，加速了微塑料的循环，改变了其在环境中的分布，C正确；鱼类被人类食用后，微塑料会沿着食物链在人体内富集起来，D正确。]
15．(1)碳不断以CO2的形式由非生物环境进入生物群落，同时又以CO2的形式由生物群落返回到非生物环境中，这就是碳循环的过程，即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。通常绿色植物可通过光合作用将光能转变为有机物中稳定的化学能，从而完成了非生物环境中的能量进入生物群落中的过程，该过程体现绿色植物在生态系统能量流动中作为起点的重要作用。(2)由图可知，与对照组相比，施用生物炭处理的CH4排放通量普遍低于不施生物炭处理组(对照组)，且在早稻中后期、晚稻前期表现较明显。而N2O排放通量未发现明显规律，说明生物炭的使用对CH4的排放量减少有明显效果，而对N2O的排放减少几乎无效果。(3)除施加生物炭，还可通过科学选种(高产品种)、使用水稻增产菌、病虫害防治(调整能量流动方向)、合理灌溉(提高光合产量)、除草(调整能量流动关系)、增施叶面肥(提高光能利用率)等措施来促进水稻增产。
