课时4 生态系统中的物质能被循环利用
课时概念解析 本课时的次位概念为“生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环”“利用物质循环规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源”。这些概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：
1.二氧化碳是碳循环的主要形式。
2.生物在水循环中起的作用很小。
3.固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用。
4.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。
概念1 生态系统的物质循环主要包括水循环、碳循环和氮循环
(阅读教材P75～78，完成填空)
1.生物在水循环中起的作用很小
(1)水循环
(2)过程分析
分析：①a.________和b.________是水循环的两种方式。
②海洋亏损的水分通过____________的汇集流入海洋而得以弥补。
③生物在全球水循环过程中所起的作用________。
2.二氧化碳是碳循环的主要形式
(1)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。
(2)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。
(3)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。
3.固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
(1)三种主要固氮途径
(2)氨化作用、硝化作用与反硝化作用
(3)关于氮循环的几点分析
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。
(4)意义：在自然生态系统中，一方面通过各种____________使氮可以被生物所利用，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。
[辨正误]
(1)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。( )
(2)生物在水循环过程中起的作用很大。( )
(3)固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮。其中工业固氮是最重要的固氮途径。( )
(4)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。( )
(5)中耕松土可以增加土壤O2含量，促进硝化细菌等微生物的活动从而改善土壤肥力。( )
1.(生态环境情境)下图是碳循环过程的概念模型，请根据该模型回答下列问题：
(1)碳在非生物环境和生物体内分别主要以什么形式存在？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(2)碳是如何进出生产者、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)？__________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(3)生物体内的碳进入非生物环境的途径有哪些？形式是什么？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2.(生态环境情境)下图为氮循环的过程示意图，请分析回答：
(1)氮循环主要包括哪几个过程？________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(2)①②③分别是哪些固氮方式？________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(3)④过程中参与的细菌是自养还是异养？这个过程被称为什么作用？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(4)参与⑤过程中的硝化细菌利用的是哪些能量？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
1.碳循环中碳元素的相关归纳
2.氮循环中几种重要生理过程的比较
3.能量流动与物质循环的关系
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返的动力
【典例应用】
例1 右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.甲是生产者，丁是分解者
B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C.碳在乙与丙之间是以含碳有机物的形式进行传递的
D.图中甲、乙、丙代表的生物共同构成群落
例2 (2024·嘉兴质检)下图为氮循环示意图，下列有关叙述错误的是( )
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
概念2 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
(阅读教材P78～79，完成填空)
[辨正误]
(1)物质循环利用的农业生态工程可以提高能量传递效率。( )
(2)流向分解者的物质中的能量不能被人类再度利用。( )
(3)农业生态工程可以实现物质和能量的多层次、循环利用。( )
(生活、学习与实践情境)现如今绿色、低碳发展成为一种新型理念，这种理念已逐渐成为推动养殖产业新一轮发展的驱动力。某市农场构建了立体生态循环养殖场：稻田养泥鳅，田边种丝瓜，秸秆种蘑菇，全程使用农家肥且杜绝使用农药，既实现了绿色防控，又实现了养殖业高效、优质、生态、健康、安全的可持续发展目标。
请分析回答下列问题：
(1)泥鳅在稻田里上下游动可以松土，往往能提高肥效，请分析原因。___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(2)在稻作－泥鳅－丝瓜－蘑菇系统中，哪些措施可以提高物质利用率？这些措施有什么优点？给了我们什么启示？_____________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(3)在生产实践中，还有哪些措施是运用了物质循环规律来实现资源多层次利用的？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
【典例应用】
例3 (2024·三贤联盟)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
例4 (2024·宁波高二期中)社会经济发展的同时，产生的生活垃圾不断增加，垃圾处理的压力也随之增长。垃圾其实是“放错了地方的资源”，据表分析，下列说法错误的是( )
1吨易腐垃圾(餐厨、厨余和生活垃圾等)
处理方式 生物处置、无害化处置等
处理后 可堆肥、可发电、可制成生物柴油等
效益 可加工生物柴油30公斤、产生沼气 可发电117－130千瓦时等
A.生物处置的“主角”是微生物
B.易腐垃圾可直接被植物吸收
C.垃圾处理可加快完成生态系统的物质循环
D.垃圾处理可实现能量的多级利用
感悟真题
1.(2018·浙江11月选考)下列关于海洋生态系统的叙述，正确的是( )
A.海洋生态系统以捕食食物链为主，陆地生态系统也是如此
B.海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔也是倒置的
C.海洋中的含碳量高于大气圈，但CO2还能通过扩散作用从大气圈得到补充
D.由于海洋面积约占地球的71%，该生态系统的初级生产量高于陆地生态系统的三倍
2.(2020·浙江1月选考，26节选)在森林群落中，大气CO2的含量通常存在昼夜变化和季节变化，这与植物的____________________直接相关。CO2可在大气圈和____________________的界面上进行交换而保持相对平衡。通常情况下，没有被消费者利用的有机物中的碳，大部分是在生物死亡后通过________作用而重返大气。
3.(2018·浙江4月选考)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CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季____________冬季。
(2)CO2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的分解作用以及E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，生产者吸收的CO2量________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________，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”、__________。
课时4 生态系统中的物质能被循环利用
概念1
自主建构
1.(1)蒸发、冷凝 雨、雪、冰雹 蒸发 太阳能 水的流动
(2)①蒸发 降水 ②陆地江河 ③很小
2.(1)光合作用 呼吸作用 (2)分解作用 化石燃料燃烧
3.(1)形成的氨或硝酸盐随着降雨到达地球表面 (2)异养 硝化细菌 反硝化细菌 (3)硝化作用 氨化作用 反硝化作用 (4)固氮作用 反硝化作用
辨正误
(1)× 提示：碳循环在生物群落与无机环境之间以CO2形式进行。
(2)× 提示：生物在水循环过程中起的作用很小。
(3)× 提示：生物固氮是最重要的固氮途径。
(4)√
(5)√
合作探究
1.(1)提示：CO2，含碳有机物。
(2)提示：碳以二氧化碳的形式通过光合作用被生产者固定在合成的有机物中，又以有机物的形式被消费者摄食同化，形成消费者体内的有机物；动植物的残体和排泄物中的有机物，经过分解者的分解作用，以二氧化碳的形式返还非生物环境。
(3)提示：有3条：一是动、植物的呼吸作用，二是分解者的分解作用，三是化石燃料的燃烧；形式都是二氧化碳。
2.(1)提示：包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
(2)提示：①是工业固氮，②是高能固氮，③是生物固氮。
(3)提示：④过程被称为氨化作用，参与的细菌为异养细菌。
(4)提示：硝化细菌进行化能合成作用，其利用的是氨和铵盐等氧化过程中释放的化学能。
典例应用
例1 D [与无机环境进行双向碳交换的是生产者，生产者、消费者都指向的同一生物成分是分解者，所以丁是分解者，A正确；图中的箭头可以表示生态系统中碳元素的流动方向，B正确；碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，C正确；生物群落由生产者、消费者和分解者构成，图中甲、乙、丙、丁代表的生物共同构成群落，D错误。]
例2 B [进行②过程的生物是硝化细菌，是自养需氧型生物，B错误。]
概念2
自主建构
能量流动 有益 多层次
辨正误
(1)× 提示：物质循环利用的农业生态工程提高了能量的利用率，但不影响能量传递效率。
(2)× 提示：生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用。
(3)× 提示：能量不能循环利用。
合作探究
(1)提示：松土能提高土壤的含氧量，促进植物根部吸收矿质元素；促进微生物等分解者的分解作用，加快物质循环。
(2)提示：措施：稻田养泥鳅，秸秆种蘑菇等；优点：节约成本，减少环境污染；启示：人们可以合理利用生态系统中的物质循环规律，使能量更多地流向对人类有益的方向，提高经济效益和生态效益。
(3)提示：①生活垃圾减量化、无害化、资源化处理；②“蔬菜－鸡、猪－沼气”系统；③“桑基鱼塘”生态工程等。
典例应用
例3 B [多途径利用农作物可提高该系统中能量的利用效率，但不能提高能量的传递效率，故B错误。]
例4 B [将垃圾降解采用生物处置的方法主要借助微生物的降解能力，A正确；易腐垃圾不能直接被植物吸收，只有被微生物分解为无机物后才能被植物吸收利用，B错误；垃圾处理将有机物分解后再利用促进了生态系统的物质循环，C正确；垃圾处理可实现能量的多级利用，提高了能量的利用效率，D正确。]
感悟真题
1.C [海洋生态系统以捕食食物链为主，陆地生态系统以腐食食物链为主，A错误；海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔不一定倒置，B错误；海洋的含碳量约是大气圈的50倍，海洋对于调节大气圈中的含碳量起着非常重要的作用，如果大气圈中二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳就会更多地进入大气圈，同样，如果水圈里的碳酸氢根离子在光合作用中被植物过量利用，也可通过其他途径或从大气中得到补偿，C正确；海洋的年净初级生产总量只有陆地的年净初级生产总量的一半，但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的三倍多，D错误。]
2.光合作用和呼吸作用 水圈 分解者的分解
3.(1)D 低于 (2)呼吸作用 大于
(3)非生物环境 取消“D→A”
解析 (1)碳循环示意图中A为生产者、B为消费者、C为分解者、D为大气中的CO2、E为化石燃料。(2)演替过程中的生物群落，生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量，有利于演替的正常进行。(3)若改为能量流动示意图则D为非生物环境，生产者不能利用非生物环境中的热能，要取消“D→A”。(共40张PPT)
第三章 生态系统
课时4
生态系统中的物质能被循环利用
课时概念解析
本课时的次位概念为“生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环”“利用物质循环规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源”。这些概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：
1.二氧化碳是碳循环的主要形式。2.生物在水循环中起的作用很小。3.固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用。4.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。
目录 CONTENTS
1.生态系统的物质循环主要包括水
循环、碳循环和氮循环
2.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
3.感悟真题
自主建构
合作探究
合作探究
课时概念图
自主建构
蒸发、冷凝
(阅读教材P75～78，完成填空)
1.生物在水循环中起的作用很小
(1)水循环
雨、雪、
冰雹
蒸发
太阳能
水的流动
(2)过程分析
分析：①a.______和b.______是水循环的两种方式。
②海洋亏损的水分通过____________的汇集流入海洋而得以弥补。
③生物在全球水循环过程中所起的作用______。
蒸发
降水
陆地江河
很小
2.二氧化碳是碳循环的主要形式
(1)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。
(2)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。
(3)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。
光合作用
呼吸作用
分解作用
化石燃料燃烧
3.固氮菌等细菌在氮循环中发挥重要作用
(1)三种主要固氮途径
形成的氨或
硝酸盐随着降雨到达地球表面
(2)氨化作用、硝化作用与反硝化作用
异养
硝化细菌
反硝化细菌
(3)关于氮循环的几点分析
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。
(4)意义：在自然生态系统中，一方面通过各种____________使氮可以被生物所利用，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。
硝化作用
氨化作用
反硝化作用
固氮作用
反硝化作用
×
[辨正误]
(1)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。( )
提示：碳循环在生物群落与无机环境之间以CO2形式进行。
(2)生物在水循环过程中起的作用很大。( )
提示：生物在水循环过程中起的作用很小。
(3)固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮。其中工业固氮是最重要的固氮途径。( )
提示：生物固氮是最重要的固氮途径。
(4)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。( )
(5)中耕松土可以增加土壤O2含量，促进硝化细菌等微生物的活动从而改善土壤肥力。( )
×
×
√
√
1.(生态环境情境)下图是碳循环过程的概念模型，请根据该模型回答下列问题：
(1)碳在非生物环境和生物体内分别主要以什么形式存在？
提示：CO2，含碳有机物。
(2)碳是如何进出生产者、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：碳以二氧化碳的形式通过光合作用被生产者固定在合成的有机物中，又以有机物的形式被消费者摄食同化，形成消费者体内的有机物；动植物的残体和排泄物中的有机物，经过分解者的分解作用，以二氧化碳的形式返还非生物环境。
(3)生物体内的碳进入非生物环境的途径有哪些？形式是什么？
提示：有3条：一是动、植物的呼吸作用，二是分解者的分解作用，三是化石燃料的燃烧；形式都是二氧化碳。
●目前全球关注的环境问题之一是温室效应，CO2被认为是最重要的温室气体。大气CO2平衡受到干扰的主要原因是什么？
提示：化石燃料的大量燃烧和过度开发利用导致植被破坏。
2.(生态环境情境)下图为氮循环的过程示意图，请分析回答：
(1)氮循环主要包括哪几个过程？
提示：包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
(2)①②③分别是哪些固氮方式？
提示：①是工业固氮，②是高能固氮，③是生物
固氮。
(3)④过程中参与的细菌是自养还是异养？这个过程被称为什么作用？
提示：④过程被称为氨化作用，参与的细菌为异养细菌。
(4)参与⑤过程中的硝化细菌利用的是哪些能量？
提示：硝化细菌进行化能合成作用，其利用的是氨和铵盐等氧化过程中释放的化学能。
●从氮循环的角度分析，中耕松土能够提高土壤肥力的原因。
1.碳循环中碳元素的相关归纳
2.氮循环中几种重要生理过程的比较
3.能量流动与物质循环的关系
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返的动力 【典例应用】
D
例1 右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.甲是生产者，丁是分解者
B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C.碳在乙与丙之间是以含碳有机物的形式进行传递的
D.图中甲、乙、丙代表的生物共同构成群落
解析：与无机环境进行双向碳交换的是生产者，生产者、消费者都指向的同一生物成分是分解者，所以丁是分解者，A正确；
图中的箭头可以表示生态系统中碳元素的流动方向，B正确；
碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，C正确；
生物群落由生产者、消费者和分解者构成，图中甲、乙、丙、丁代表的生物共同构成群落，D错误。
A.甲是生产者，丁是分解者
B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C.碳在乙与丙之间是以含碳有机物的形
式进行传递的
D.图中甲、乙、丙代表的生物共同构成
群落
B
例2 (2024·嘉兴质检)如图为氮循环示意图，下列有关叙述错误的是( )
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
解析：进行②过程的生物是硝化细菌，是自养需氧型生物，B错误。
能量流动
(阅读教材P78～79，完成填空)
有益
多层次
×
[辨正误]
(1)物质循环利用的农业生态工程可以提高能量传递效率。( )
提示：物质循环利用的农业生态工程提高了能量的利用率，但不影响能量传递效率。
(2)流向分解者的物质中的能量不能被人类再度利用。( )
提示：生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用。
(3)农业生态工程可以实现物质和能量的多层次、循环利用。( )
提示：能量不能循环利用。
×
×
(生活、学习与实践情境)现如今绿色、低碳发展成为一种新型理念，这种理念已逐渐成为推动养殖产业新一轮发展的驱动力。某市农场构建了立体生态循环养殖场：稻田养泥鳅，田边种丝瓜，秸秆种蘑菇，全程使用农家肥且杜绝使用农药，既实现了绿色防控，又实现了养殖业高效、优质、生态、健康、安全的可持续发展目标。
请分析回答下列问题：
(1)泥鳅在稻田里上下游动可以松土，往往能提高肥效，请分析原因。
提示：松土能提高土壤的含氧量，促进植物根部吸收矿质元素；促进微生物等分解者的分解作用，加快物质循环。
(2)在稻作－泥鳅－丝瓜－蘑菇系统中，哪些措施可以提高物质利用率？这些措施有什么优点？给了我们什么启示？
提示：措施：稻田养泥鳅，秸秆种蘑菇等；优点：节约成本，减少环境污染；启示：人们可以合理利用生态系统中的物质循环规律，使能量更多地流向对人类有益的方向，提高经济效益和生态效益。
(3)在生产实践中，还有哪些措施是运用了物质循环规律来实现资源多层次利用的？
提示：①生活垃圾减量化、无害化、资源化处理；②“蔬菜－鸡、猪－沼气”系统；③“桑基鱼塘”生态工程等。
●“蔬菜—鸡、猪—沼气”系统以及“桑基鱼塘”生态工程都属于物质循环利用的农业生态工程。
●在农村发展养殖业，将作物秸秆“过腹还田”既减少了田间焚烧秸秆给环境带来的污染，又增加了产值。
●生态农业与立体农业
(1)概念
生态农业是一种符合目前可持续发展理念的农业模式，以生态学、系统工程理论及定量优化方法为指导，因地制宜，变单纯从自然界索取为保护、改善、增值和合理利用自然资源，使高效的农业生产与优良的生态环境建设同步发展，以取得良好的经济效益、生态效益和社会效益。
(2)模式
(3)立体农业与生态农业的关系：立体农业属于生态农业的一种模式。
【典例应用】
B
例3 (2024·三贤联盟)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
解析：多途径利用农作物可提高该系统中能量的利用效率，但不能提高能量的传递效率，故B错误。
B
例4 (2024·宁波高二期中)社会经济发展的同时，产生的生活垃圾不断增加，垃圾处理的压力也随之增长。垃圾其实是“放错了地方的资源”，据表分析，下列说法错误的是( )
1吨易腐垃圾(餐厨、厨余和生活垃圾等) 处理方式 生物处置、无害化处置等
处理后 可堆肥、可发电、可制成生物柴油等
效益 可加工生物柴油30公斤、产生沼气可发电117－130千瓦时等
A.生物处置的“主角”是微生物
B.易腐垃圾可直接被植物吸收
C.垃圾处理可加快完成生态系统的物质循环
D.垃圾处理可实现能量的多级利用
解析：将垃圾降解采用生物处置的方法主要借助微生物的降解能力，A正确；
易腐垃圾不能直接被植物吸收，只有被微生物分解为无机物后才能被植物吸收利用，B错误；
垃圾处理将有机物分解后再利用促进了生态系统的物质循环，C正确；
垃圾处理可实现能量的多级利用，提高了能量的利用效率，D正确。
C
1.(2018·浙江11月选考)下列关于海洋生态系统的叙述，正确的是( )
A.海洋生态系统以捕食食物链为主，陆地生态系统也是如此
B.海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔也是倒置的
C.海洋中的含碳量高于大气圈，但CO2还能通过扩散作用从大气圈得到补充
D.由于海洋面积约占地球的71%，该生态系统的初级生产量高于陆地生态系统的三倍
解析：海洋生态系统以捕食食物链为主，陆地生态系统以腐食食物链为主，A错误；
海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔不一定倒置，B错误；
海洋的含碳量约是大气圈的50倍，海洋对于调节大气圈中的含碳量起着非常重要的作用，如果大气圈中二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳就会更多地进入大气圈，同样，如果水圈里的碳酸氢根离子在光合作用中被植物过量利用，也可通过其他途径或从大气中得到补偿，C正确；
海洋的年净初级生产总量只有陆地的年净初级生产总量的一半，但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的三倍多，D错误。
光合作用和呼吸作用
2.(2020·浙江1月选考，26节选)在森林群落中，大气CO2的含量通常存在昼夜变化和季节变化，这与植物的____________________直接相关。CO2可在大气圈和___________的界面上进行交换而保持相对平衡。通常情况下，没有被消费者利用的有机物中的碳，大部分是在生物死亡后通过______________作用而重返大气。
水圈
分解者的分解
3.(2018·浙江4月选考)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CO2，由于许多
因素的影响，使其含量夏季____________冬季。
(2)CO2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的分解作用以及E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，生产者吸收的CO2量________整个生物群落排放的CO2量。
D
低于
呼吸作用
大于
(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”、_______________。
非生物环境
取消“D→A”
解析：(1)碳循环示意图中A为生产者、B为消费者、C为分解者、D为大气中的CO2、E为化石燃料。
(2)演替过程中的生物群落，生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量，有利于演替的正常进行。
(3)若改为能量流动示意图则D为非生物环境，生产者不能利用非生物环境中的热能，要取消“D→A”。课时精练11生态系统中的物质能被循环利用
(时间:30分钟分值:50分)
选择题:第1～11题,每小题3分,共33分。答案Ｐ158
【基础对点】
题型1 碳循环
1.(2024·湖州期末)右图
表示某生态系统中碳循环的相关途径,下列叙述错误的是 ( )
碳在甲、丙、丁之间以有机物的形式流动
甲是生态系统中最主要的生物成分,一定是自养生物
此图揭示了在环境与生物群落之间存在着物质和能量的循环
丙是分解者,能将动植物残体、粪便和各种复杂的有机物分解为无机物
2.(2024·舟山期末)碳循环是物质循环的主要类型,在生态系统的物质循环中有重要作用。下图为部分碳循环的示意图,Ⅰ～Ⅳ表示生态系统的组成成分,①～⑧表示相关过程。下列叙述错误的是 ( )
碳元素主要依靠生产者的光合作用固定
由生产者、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成的食物链中,能量是单向流动、逐级递减的
①⑦⑧过程主要以ＣＯ2的形式进行,②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式进行
生产者可以是真核生物,也可以是原核生物,但都是自养生物
3.(2024·温州新力量联盟)下图是一个草原生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分。ａ～ｄ代表4种动物的种群。下列相关叙述错误的是 ( )
不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
图中涉及的食物网为
ａ与其下一营养级之间的能量传递效率为20%
若该图表示的是生态系统的碳循环,则缺少“乙”到“大气中的二氧化碳”的箭头
题型2 水循环与氮循环
4.下列关于生态系统中水循环的说法正确的是 ( )
地球上的降水量分配较均匀
生物在水循环中起着重要作用
水循环带动了大量物质在地球上运动
陆地的蒸发量和大气圈的降水量每年基本持平
5.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 ( )
固氮微生物将Ｎ2还原成为ＮＨ3的过程
硝化细菌将ＮＨ3氧化成为ＨＮＯ3的过程
植物吸收并利用硝酸盐和铵盐的过程
氨化细菌将含氮有机物分解成ＮＨ3的过程
6.关于硝化细菌的叙述,错误的是 ( )
在生态系统中属于分解者
在生态系统氮循环中起重要作用
其硝化作用能够增加土壤肥力
其硝化作用可能会加快土壤氮素损失速率
7.土壤中的圆褐固氮菌是一种具有固氮能力的细菌,它能够利用土壤腐殖质中有机物氧化分解释放的能量将大气中的氮气转化为氨,硝化细菌能够通过硝化作用将氨转变为硝酸盐,植物吸收土壤中的硝酸盐后将其同化为有机氮,动物直接或间接以植物为食,将植物体内的有机氮同化为动物体内的有机氮,动植物遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨,并最终转变为氮气回归大气,从而完成了生物圈中的氮循环。下列相关说法正确的是 ( )
圆褐固氮菌可以通过有丝分裂实现增殖
圆褐固氮菌和硝化细菌在生态系统中均属于生产者
氮进入植物和动物体内可用于合成蛋白质和某些脂质
氮循环与能量流动是两个相对独立的过程
题型3 能量流动规律的应用
8.(2024·嘉兴期末)种植与养殖相结合的生态农业模式是物质循环规律在实践中应用的典范,例如在稻田中养鸭、蟹、鱼等动物,可取得良好的经济效益。下列叙述正确的是 ( )
水稻属于生产者,杂草属于消费者
动物粪便的有机物通过分解者的分解作用后被农作物利用
水稻与多种动物混养可以提高经济效益但破坏了生态
该农业生态模式可以实现资源的多层次利用或循环利用
9.(2024·七彩阳光联盟高二联考)在稻田种植中,使用农药可防虫,短期内提高水稻产量,但也存在诸多问题。发展稻田养鱼,建设“稻-萍-鱼”立体农业,实现“以稻遮阴,保萍越夏,以鱼治虫,以萍养鱼,鱼粪肥田,萍鱼养稻,以萍压草,共存互利”,下列叙述不合理的是 ( )
立体农业养殖模式实现了物质和能量循环利用
立体农业养殖模式兼顾了生态和经济效益
立体农业养殖模式提高了群落的物种丰富度
立体农业养殖模式应用群落的垂直结构原理
10.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 ( )
水草从塘泥中吸收有机碳
群落内可完成物质循环利用
该生态系统提高了能量的利用效率
光合作用是碳进入群落的唯一途径
【综合提升】
11.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 ( )
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
能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
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
12.(17分)(2023·丽水质量监控)“青田稻鱼共生系统”被联合国粮农组织列为首批全球重要农业文化遗产保护项目试点,农民将水稻、田鱼种养结合,形成了一个良性循环的农业生态系统如下示意图。回答下列问题:
(1)(4分)稻鱼共生系统中,水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成 ;分解者生产的有机物称为 ;一年四季中该系统的组成和外貌会出现较大差异,体现了_______________________。
(2)(5分)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等同化的太阳能外,还包括____________________
________________________________________________________________________________。
为了使能量朝着有利于人类的方向流动,请写出该系统让能量更大限度地得到利用的措施________
________________________________________________________________________________ 。
(3)(4分)田鱼在稻鱼共生系统中属于第 个营养级;田鱼的养殖能减少农药的利用。这是人们合理利用生物的种间关系,进行 的结果。
(4)(4分)稻鱼共生系统运用生态系统的 规律,实现资源多层次利用,但在种植水稻时仍要适量向农田中施加氮肥等肥料,其原因是____________________________________________________
__________________________________________________________________________________。
课时精练11 生态系统中的物质能被循环利用
1.C [能量不能循环，C错误。]
2.B [图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ构成的食物链中，能量是单向流动、逐级递减的，Ⅳ是分解者，不参与食物链的组成，B错误；Ⅰ属于非生物环境，碳在生物群落与非生物环境之间以CO2的形式进行循环，而碳在生物群落内部以含碳有机物的形式流动，因此①⑦⑧过程主要以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式进行，C正确；生产者可以是真核生物，如绿色植物，也可以是原核生物，如蓝细菌，但都是自养生物，D正确。]
3.B [物质是能量流动的载体，不同营养级之间的能量流动以有机物为载体，A正确；图中的食物网存在于甲(生产者)、乙(消费者)之间，由于b、c的能量相等，因此处于同一营养级，所以食物网可以写成，B错误；a与其下一营养级(b、c)之间的能量传递效率为(10＋10)÷100×100%＝20%，C正确；消费者能进行呼吸作用产生二氧化碳释放到无机环境，若该图表示的是生态系统的碳循环，则缺少“乙”到“大气中的二氧化碳”的箭头，D正确。]
4.C [地球上的降水量分配极不均匀，A错误；生物在水循环中起的作用很小，B错误；在水循环中，各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一个新的生态系统，C正确；水量平衡是说，在一个足够长的时期里，地球表面的总蒸发量等于总降水量；不能说陆地的蒸发量和大气圈的降水量每年基本持平，D错误。]
5.D
6.A [硝化细菌为进行化能合成作用的微生物，可以利用氨和铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程中释放出的能量，把二氧化碳和水合成为有机物，在生态系统中属于生产者，A错误；硝化细菌可以把氨和铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，在生态系统氮循环中起重要作用，B正确；硝化作用使得移动性小的NH转变为随水移动性很强的NO，有利于补充根区氮的亏缺，增加土壤肥力，使植物易于吸收氮素，C正确；NO随水移动性很强，使得氮易于流出土壤根区，造成土壤氮素损失，D正确。]
7.C [圆褐固氮菌属于原核生物，通过二分裂实现增殖，A错误；圆褐固氮菌通过摄取土壤中的养料，进行自生固氮，不能将无机物合成有机物，因而不属于生产者，硝化细菌属于生产者，B错误；氮元素是蛋白质的组成元素，有些磷脂也含有N元素，所以氮进入植物和动物体内可用于合成蛋白质和某些脂质，C正确；氮循环与能量流动不是两个相对独立的过程，D错误。]
8.D [水稻和杂草都属于生产者，A错误；动物粪便的有机物通过分解者的分解作用后转变为无机盐和CO2，才可被农作物利用，B错误；水稻与多种动物混养并不会破坏生态，C错误。]
9.A [能量是不能循环利用的，A错误。]
10.C [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；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，提高了能量的利用效率，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。]
11.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①②③④的总和与生产者所固定的太阳能总量的大小，C错误。]
12.(1)生物群落 次级生产量 群落的时间结构 (2)鱼苗、种子、菜叶、鱼食中的能量 把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量 (3)二、三 生物防治 (4)物质循环 农产品不断地输出使部分物质元素不能返回农田生态系统
解析 (1)群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体，稻鱼共生系统中，水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成生物群落。分解者生产的有机物为次级生产量，不同时间系统的组成和外貌等出现一定差异，体现了群落的时间结构。(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等生产者同化的太阳能外，还包括鱼苗、种子、菜叶、鱼食等人工投入的能量。让能量得到多级利用，是使能量朝着人类有益方向流动的主要措施，如把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量。(3)田鱼在稻鱼共生系统中摄食杂草等(生产者)和一些浮游动物及虫(初级消费者)，属于第二、三个营养级；利用田鱼捕食田间害虫进行生物防治，可减少农药的利用。(4)稻鱼共生系统充分运用生态系统的物质循环规律，鱼的粪便肥田，田中生产者为其提供有机物，但该系统有农产品不断地输出使部分物质元素不能返回农田生态系统，所以需向该系统中补充一定的物质，如施加肥料，保证农田生态系统正常的运转。(共22张PPT)
课时精练11
生态系统中的物质能被循环利用
(时间：30分钟 满分：50分)
C
题型1 碳循环
1.(2024·湖州期末)右图表示某生态系统中碳循环的相关途径，下列叙述错误的是( )
A.碳在甲、丙、丁之间以有机物的形式流动
B.甲是生态系统中最主要的生物成分，一定是自养生物
C.此图揭示了在环境与生物群落之间存在着物质和能量的循环
D.丙是分解者，能将动植物残体、粪便和各种复杂的有机物分解为无机物
解析：能量不能循环，C错误。
2.(2024·舟山期末)碳循环是物质循环的主要类型，在生态系统的物质循环中有重要作用。如图为部分碳循环的示意图，Ⅰ～Ⅳ表示生态系统的组成成分，①～⑧表示相关过程。下列叙述错误的是( )
B
A.碳元素主要依靠生产者的光合作用固定
B.由生产者、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成的食物链中，能量是单向流动、逐级递减的
C.①⑦⑧过程主要以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式进行
D.生产者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自养生物
A.碳元素主要依靠生产者的光合作用固定
B.由生产者、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成的食物链中，能量是单向流动、逐级递减的
C.①⑦⑧过程主要以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式进行
D.生产者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自养生物
解析：图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ构成的食物链中，能量是单向流动、逐级递减的，Ⅳ是分解者，不参与食物链的组成，B错误；
Ⅰ属于非生物环境，碳在生物群落与非生物环境之间以CO2的形式进行循环，而碳在生物群落内部以含碳有机物的形式流动，因此①⑦⑧过程主要以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程主要以含碳有机物的形式进行，C正确；
生产者可以是真核生物，如绿色植物，也可以是原核生物，如蓝细菌，但都是自养生物，D正确。
B
3.(2024·温州新力量联盟)下图是一个草原生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分。a～d代表4种动物的种群。下列相关叙述错误的是( )
A.不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
B.图中涉及的食物网为
C.a与其下一营养级之间的能量传递效率为20%
D.若该图表示的是生态系统的碳循环，则缺少“乙”到“大气中的二氧化碳”的箭头
解析：物质是能量流动的载体，不同营养级之间的能量流动以有机物为载体，A正确；
a与其下一营养级(b、c)之间的能量传递效率为(10＋10)÷100×100%＝20%，C正确；
消费者能进行呼吸作用产生二氧化碳释放到无机环境，若该图表示的是生态系统的碳循环，则缺少“乙”到“大气中的二氧化碳”的箭头，D正确。
A.不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
B.图中涉及的食物网为
C.a与其下一营养级之间的能量传递效率为20%
D.若该图表示的是生态系统的碳循环，则缺少“乙”到“大气中的二氧化碳”的箭头
题型2 水循环与氮循环
4.下列关于生态系统中水循环的说法正确的是( )
A.地球上的降水量分配较均匀
B.生物在水循环中起着重要作用
C.水循环带动了大量物质在地球上运动
D.陆地的蒸发量和大气圈的降水量每年基本持平
C
解析：地球上的降水量分配极不均匀，A错误；
生物在水循环中起的作用很小，B错误；
在水循环中，各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一个新的生态系统，C正确；
水量平衡是说，在一个足够长的时期里，地球表面的总蒸发量等于总降水量；不能说陆地的蒸发量和大气圈的降水量每年基本持平，D错误。
5.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
D
6.关于硝化细菌的叙述，错误的是( )
A.在生态系统中属于分解者
B.在生态系统氮循环中起重要作用
C.其硝化作用能够增加土壤肥力
D.其硝化作用可能会加快土壤氮素损失速率
A
解析：硝化细菌为进行化能合成作用的微生物，可以利用氨和铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程中释放出的能量，把二氧化碳和水合成为有机物，在生态系统中属于生产者，A错误；
硝化细菌可以把氨和铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，在生态系统氮循环中起重要作用，B正确；
7.土壤中的圆褐固氮菌是一种具有固氮能力的细菌，它能够利用土壤腐殖质中有机物氧化分解释放的能量将大气中的氮气转化为氨，硝化细菌能够通过硝化作用将氨转变为硝酸盐，植物吸收土壤中的硝酸盐后将其同化为有机氮，动物直接或间接以植物为食，将植物体内的有机氮同化为动物体内的有机氮，动植物遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，并最终转变为氮气回归大气，从而完成了生物圈中的氮循环。下列相关说法正确的是( )
A.圆褐固氮菌可以通过有丝分裂实现增殖
B.圆褐固氮菌和硝化细菌在生态系统中均属于生产者
C.氮进入植物和动物体内可用于合成蛋白质和某些脂质
D.氮循环与能量流动是两个相对独立的过程
C
解析：圆褐固氮菌属于原核生物，通过二分裂实现增殖，A错误；
圆褐固氮菌通过摄取土壤中的养料，进行自生固氮，不能将无机物合成有机物，因而不属于生产者，硝化细菌属于生产者，B错误；
氮元素是蛋白质的组成元素，有些磷脂也含有N元素，所以氮进入植物和动物体内可用于合成蛋白质和某些脂质，C正确；
氮循环与能量流动不是两个相对独立的过程，D错误。
题型3 能量流动规律的应用
8.(2024·嘉兴期末)种植与养殖相结合的生态农业模式是物质循环规律在实践中应用的典范，例如在稻田中养鸭、蟹、鱼等动物，可取得良好的经济效益。下列叙述正确的是( )
A.水稻属于生产者，杂草属于消费者
B.动物粪便的有机物通过分解者的分解作用后被农作物利用
C.水稻与多种动物混养可以提高经济效益但破坏了生态
D.该农业生态模式可以实现资源的多层次利用或循环利用
D
解析：水稻和杂草都属于生产者，A错误；
动物粪便的有机物通过分解者的分解作用后转变为无机盐和CO2，才可被农作物利用，B错误；
水稻与多种动物混养并不会破坏生态，C错误。
9.(2024·七彩阳光联盟高二联考)在稻田种植中，使用农药可防虫，短期内提高水稻产量，但也存在诸多问题。发展稻田养鱼，建设“稻－萍－鱼”立体农业，实现“以稻遮阴，保萍越夏，以鱼治虫，以萍养鱼，鱼粪肥田，萍鱼养稻，以萍压草，共存互利”，下列叙述不合理的是( )
A.立体农业养殖模式实现了物质和能量循环利用
B.立体农业养殖模式兼顾了生态和经济效益
C.立体农业养殖模式提高了群落的物种丰富度
D.立体农业养殖模式应用群落的垂直结构原理
解析：能量是不能循环利用的，A错误。
A
10.某地建立了立体农业生态系统，其结构如图所示，下列相关叙述正确的是( )
C
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效率
D.光合作用是碳进入群落的唯一途径
解析：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；
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，提高了能量的利用效率，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。
11.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( )
C
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.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
解析：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，C错误。
12.(2023·丽水质量监控)“青田稻鱼共生系统”被联合国粮农组织列为首批全球重要农业文化遗产保护项目试点，农民将水稻、田鱼种养结合，形成了一个良性循环的农业生态系统如下示意图。回答下列问题：
(1)稻鱼共生系统中，水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成__________；分解者生产的有机物称为____________；一年四季中该系统的组成和外貌会出现较大差异，体现了______________________________________________________。
生物群落
次级生产量
群落的时间结构
(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等同化的太阳能外，还包括_______________________________。
为了使能量朝着有利于人类的方向流动，请写出该系统让能量更大限度地得到利用的措施_______________________________________________。
(3)田鱼在稻鱼共生系统中属于第________个营养级；田鱼的养殖能减少农药的利用。这是人们合理利用生物的种间关系，进行____________的结果。
鱼苗、种子、菜叶、鱼食中的能量
把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量
二、三
生物防治
(4)稻鱼共生系统运用生态系统的__________规律，实现资源多层次利用，但在种植水稻时仍要适量向农田中施加氮肥等肥料，其原因是____________________________________________________________________。
物质循环
农产品不断地输出使部分物质元素不能返回农田生态系统
解析：(1)群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体，稻鱼共生系统中，水稻、杂草、田鱼等各种生物共同构成生物群落。分解者生产的有机物为次级生产量，不同时间系统的组成和外貌等出现一定差异，体现了群落的时间结构。
(2)稻鱼共生系统输入的能量除水稻、杂草等生产者同化的太阳能外，还包括鱼苗、种子、菜叶、鱼食等人工投入的能量。让能量得到多级利用，是使能量朝着人类有益方向流动的主要措施，如把秸秆、粪、尿置于沼气池生产沼气提供能量。
(3)田鱼在稻鱼共生系统中摄食杂草等(生产者)和一些浮游动物及虫(初级消费者)，属于第二、三个营养级；利用田鱼捕食田间害虫进行生物防治，可减少农药的利用。
(4)稻鱼共生系统充分运用生态系统的物质循环规律，鱼的粪便肥田，田中生产者为其提供有机物，但该系统有农产品不断地输出使部分物质元素不能返回农田生态系统，所以需向该系统中补充一定的物质，如施加肥料，保证农田生态系统正常的运转。
