第四节 生态系统中的物质能被循环利用
知识点一 生态系统的水循环和碳循环
1.（2024·浙江月考）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
2.如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
3.（2023·浙江台州期末）自然界中碳循环的简图如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.甲为消费者
B.乙为分解者，丙为生产者
C.在丙→乙→甲所示的渠道中，碳元素以有机物的形式流动
D.群落中的碳都是通过①②③过程进入非生物环境中的
知识点二 氮循环及物质循环在生产实践中的应用
4.（2023·浙江联考）下列是氮循环中的各种反应，属于反硝化作用的是（ ）
A.将氮气形成氨
B.将尿素和尿酸转变为氨
C.将氨和铵盐氧化为亚硝酸和硝酸盐
D.将硝酸盐等含量氮化合物转化为氮气等
5.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
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
7.（2023·金华十校联盟）如图为“蔬菜—鸡、猪—沼气”系统模式图。下列叙述错误的是（ ）
A.该系统属于物质循环利用生态工程
B.流经该生态系统的总能量是蔬菜固定的太阳能
C.图中各营养级的生物量金字塔可能是倒置的
D.该系统提高了人类对光合作用所固定能量的利用效率
8.（2023·浙江杭州统考）“稻＋N”复合种养生态农业模式是在种植水稻的同时，通过降低种植密度，营造生存环境， 让鸭、鱼、泥鳅、蛙等生物在稻田中生长，形成一个生态互补、高效、优质的种养模式。下列叙述正确的是（ ）
A.“稻＋N”的模式可以大幅提高能量的传递效率
B.氮元素在该系统内可以实现自给自足，不用外部输入
C.“稻＋N”系统中，能实现能量的多级、多途径利用
D.“稻＋N”系统中，鱼捕食农业害虫，可使化肥的使用减少
9.（2023·浙江嘉兴统考期末）微藻是一类体型微小的藻类群体，因光合效率高、固碳性能好等特点，被认为是最具有潜力的固碳生物，有利于实现“碳中和”和“碳达峰”目标。如图所示为微藻与细菌联合处理废水示意图。
回答下列问题：
（1）联合处理废水时，微藻通过光合作用，在叶绿体的 上产生 ，这可减少对水体的通气，同时消耗了细菌产生的 ，有利于温室气体的减排。
（2）与好氧反硝化细菌相比不同的是，微藻细胞呼吸的场所还包括 。
（3）酵母菌利用微藻积累的有机物，在无氧条件下生产 ，实现生物质能的转化。
（4）为实现微藻与细菌联合处理废水系统的高效运行，除考虑光照强度、温度等环境因素外，还应考虑的因素有哪几项？ （A.细菌的种类 B.微藻的种类 C.细菌和微藻的比例）
10.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
11.（2024·浙江越州中学期末）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.放牧对草原生态系统的碳循环和氮循环具有重要的影响，下图是草原生态系统的碳、氮循环的模式图（局部）。据此回答问题：
（1）组成生物体的碳、氮元素，不断地从非生物环境到群落，又从群落到非生物环境，这个过程叫作生态系统的 ，其中氮元素进入生物体内可用于合成的生物大分子的类别有 。
（2）图中缺少的生态系统组成成分是 ，①、③代表的生理过程分别为 。
（3）下表为不同密度的放牧行为分别对植物碳库、氮库和土壤碳库、氮库的影响。若植物和土壤分别代表环境中的地上和地下部分，则对地上部分碳库、氮库影响最小的放牧密度是 ，对地下部分碳库、氮库影响最小的放牧密度是 。
放牧密度 植物碳 库（％） 植物氮 库（％） 土壤碳 库（％） 土壤氮 库（％）
轻度放牧 －7.52 －6.41 0.78 3.24
中度放牧 －3.17 －4.86 －3.45 －8.41
重度放牧 －24.1 －7.87 －9.92 －13.04
注：表格中正数代表增加，负数代表减少，表格中的数字代表改变的百分比。
（4）据表得知，长期重度放牧带来的结果是 。
（5）若气候条件不发生改变，在退化的草原上植树造林可行吗？请回答并分析原因： 。
（6）2003年国家启动退牧还草工程，因地制宜，不断提升草原的生态承载力。到2017年，我国天然草原面积已跃居世界第一位。在退牧还草的过程中，生态系统发生的变化有哪些？ 。
a.所有种群的K值增加 b.群落的物种丰富度增加 c.群落的结构更复杂 d.食物网更复杂 e.相邻营养级间的能量传递效率增加 f.群落对光能的利用率增加
第四节 生态系统中的物质能被循环利用
1.C 地球上的降水量分配极不均匀，A错误；水循环一般是靠太阳的能量蒸发海水，导致地球表面温度不均，进而引起的水汽的漂浮，生物体内的水还是很少的（相比于大自然），在水循环中非生物因素起重要作用，如：阳光、温度、湿度等，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。
2.D 与非生物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的是分解者，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；碳在群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，C正确；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。
3.C 分析题图可知：甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者。①②③过程分别代表了分解者、生产者、消费者的呼吸作用，④代表了光合作用，⑤为捕食关系，A、B错误；群落中的碳是通过①②③过程及化石燃料的燃烧进入非生物环境中的，D错误。
4.D 反硝化作用是指在通气不良，缺少氧气的条件下，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，D符合题意。
5.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。
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N转变为随水移动性很强的N，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；N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.B 该生态工程促进了系统中物质循环利用，属于物质循环利用生态工程，A正确；流经该生态系统的总能量除了蔬菜固定的太阳能，还包括外界输入的饲料中的能量，B错误；图中各营养级的生物量金字塔可能是倒置的，如系统中猪、鸡的生物量可能高于蔬菜的生物量，C正确；该系统提高了人类对光合作用所固定能量的利用效率，如废弃的蔬菜根叶可制备沼气再次被利用，D正确。
8.C 能量传递效率是指营养级与营养级之间的传递效率，“稻＋N”的模式并不能提高能量传递效率，A错误；由于是农田生态系统，会有水稻产品的输出，N元素在生态系统中不能自给自足，故需外部输入，B错误；“稻＋N”系统中，大幅度提高群落对空间资源的利用率，故能实现能量的多级、多途径利用，C正确；鱼捕食农业害虫，可使农药的使用减少，D错误。
9.（1）类囊体膜 O2 CO2 （2）线粒体 （3）乙醇 （4）ABC
解析：（2）好氧反硝化细菌为原核生物，微藻为真核生物。与好氧反硝化细菌相比不同的是，微藻细胞呼吸的场所除了细胞质基质，还包括线粒体。
10.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。
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）物质循环 蛋白质、核酸 （2）消费者 光合作用、分解作用 （3）中度放牧 轻度放牧 （4）生态系统中的碳库和氮库含量均减小 （5）不可行；因为草原地区降水量低，不宜植树造林 （6）bcdf
解析：（1）组成生物体的碳、氮元素，不断地从非生物环境到群落，又从群落到非生物环境，这个过程叫作生态系统的物质循环，其中氮元素进入生物体内可用于合成的生物大分子的类别有蛋白质、核酸。（2）植物属于生产者，土壤微生物属于分解者，大气CO2属于非生物成分，所以图中缺少的生态系统组成成分是消费者，①、③代表的生理过程分别为光合作用和微生物的分解作用。（3）表格中正数代表增加，负数代表减少，表格中的数字代表改变的百分比，根据表格数据可知，若植物和土壤分别代表环境中的地上和地下部分，则对地上部分碳库、氮库影响最小的放牧密度是中度放牧，对地下部分碳库、氮库影响最小的放牧密度是轻度放牧。（4）根据表格数据可知，长期重度放牧会使生态系统中的碳库和氮库含量均减小，草原退化甚至沙漠化。（5）草原地区降水量低，不宜植树造林，即在退化的草原上植树造林不可行。（6）退牧还草可提升草原的生态承载力，使某些种群数量有所增加，但由于各种生物之间可能存在的捕食或竞争关系，所以不会使所有种群的K值增加；由于植被的数量增加，输入到生态系统中的能量也增加，故会使草原上生物的种类增加，构成的食物网也越复杂，进而使群落的结构更复杂，对光能的利用率增加，但不能提高相邻营养级间的能量传递效率。综上分析，在退牧还草的过程中，生态系统发生的变化有b、c、d、f。
4 / 4第四节 生态系统中的物质能被循环利用
导学 聚焦 1.构建碳循环、氮循环的模型，认同物质循环在生物与环境连接中的纽带作用。 2.比较分析水循环、碳循环、氮循环的过程及特点。 3.举例说明人类运用生态系统的物质循环规律的意义
知识点（一） 生态系统的水循环和碳循环
1.生物在水循环中起的作用很小
（1）水循环
（2）过程分析
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）碳的存在形式
（2）碳循环的路线
大气圈→ →分解者→ 。
（3）碳循环过程
请写出图中各标号的名称：
① ；② ；③摄食；④ ；⑤燃烧；⑥ 。
3. 判断下列相关表述的正误
（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）光合作用推动碳循环的过程，促进了生物群落中的能量循环。（ ）
（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。（ ）
探讨一 构建碳循环过程模型，提高模型构建能力
1.结合教材P77图3-15，用关键词、线段、箭头等完善碳循环的过程。
探讨二 分析碳循环过程，提高理解能力
2.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。请据图分析：
（1）甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。
（2）图中的字母分别表示什么过程？
（3）碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲（或乙或丙）与丁之间的流动形式又是什么？
1.碳循环中碳元素的相关归纳
2.碳循环图中生态系统中各种成分的判断模型
1.下列关于水循环的叙述，不正确的是（ ）
A.水有固态、液态、气态3种形态
B.水循环受太阳能、大气环流等因素的影响
C.水循环与物质循环没有必然的联系
D.水以不同的形态在陆地、海洋和大气之间不断循环的过程称为水循环
2.水循环促进了地球表面不同生态系统中营养物质的交流、补充，下列关于水循环叙述正确的是（ ）
A.降水和地表径流是水循环的两种方式
B.水循环由风推动，实现陆地和海洋水的循环流动
C.水循环往往会造成高海拔地区营养物质流失而土壤贫瘠
D.大气和生物体内的水占地球总水量的30％以上
3. （2023·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（ ）
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
知识点（二） 氮循环及物质循环在生产实践中的应用
1.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。
2.物质循环规律在生产实践中的利用
（1）运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的 ，使物质中的能量 。
（2）人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产实践，就可以实现资源的 ，使人和自然环境共同受益。
3.判断下列相关表述的正误
（1）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。（ ）
（2）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。（ ）
（3）农业生态工程可以实现物质和能量的多层次、循环利用。（ ）
（4）生态工程中实现废物资源化，提高了能量的传递效率。（ ）
探讨一 生态系统氮循环的过程分析
1.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？
（5）从氮循环的角度分析，中耕松土能够提高土壤肥力的原因。
探讨二 生态农业的实例分析
2.“四位一体”（人居—种植—养殖—沼气）生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。如图是该系统物质循环的示意图。
（1）和普通的农业生态系统相比，“四位一体”生态系统具有更大的产出投入比的原因是什么？
（2）这种生产模式对环境污染小的理由是什么？
物质循环和能量流动的比较
项目 能量流动 物质循环 （以碳循环为例）
形式 主要以有机物为载体 无机物、有机物
特点 单向流动，逐级递减 全球性、循环性
范围 生态系统的各营养级 生物圈（全球性）
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能量是物质在生态系统中循环往复的动力
图示
1.氮和碳都是组成氨基酸、蛋白质、核酸的主要成分，是构成生物有机体的重要元素。两者在大气中都有一定的贮存，但是氮循环和碳循环存在若干方面的不同。据图分析，下列说法错误的是（ ）
A.氮循环和碳循环一样都是具有全球性的
B.氮可通过生物固氮的途径进入群落
C.氮在群落中的传递以含氮化合物的形式进行
D.群落中的氮最终通过硝化作用返回大气中
2.（2023·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
（1）生态系统的物质循环主要包括 。
（2）生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以 形式存在的碳。
（3）氮循环包括 等过程。
（4）固氮的途径主要有 ，其中 是最重要的固氮途径。
1.（2024·浙江学军中学联考）生态系统中的物质能被循环利用，水循环、碳循环和氮循环是最常见的物质循环。下列有关叙述错误的是（ ）
A.水循环是由太阳能推动的，生物在全球水循环过程中作用不大
B.在群落内部，碳以有机物的形式沿着食物链进行单向转移
C.固氮菌和蓝藻都是自养生物，均在氮循环的固氮过程中发挥作用
D.物质的循环发生在群落和非生物环境之间，具有全球性
2.促进生物圈中氮循环的微生物所发挥的作用不包含（ ）
A.根瘤菌能将大气中的氮气固定并转化为含氮的化合物
B.一些微生物通过氨化作用将无机氮转化为含氮有机化合物
C.硝化细菌的硝化作用
D.反硝化细菌将硝酸盐等含氮化合物分解为氮气等释放回大气中
3.如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是（ ）
A.④代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作用，植树造林有助于增强④过程
B.图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C.碳循环是指碳元素在甲、乙、丙之间以有机物形式传递的过程
D.减少对过程⑦的依赖是缓解温室效应的重要措施
4.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.立体农业养殖模式中水稻和草的营养级不会发生改变
D.立体农业养殖模式应用群落的垂直结构原理
5.（2023·浙江杭州高二联考期中）如图是生态系统能量流动图解，其中A～E表示生态系统中的各成分，①～⑨表示能量，箭头表示能量流动情况，不考虑营养级中未利用的能量。下列叙述错误的是（ ）
A.图中可以表示化学能的有②③⑥⑦⑧
B.营养级A到营养级B的传递效率为：②/（①＋②＋⑥）×100％
C.营养级C用于生长和繁殖的能量为③与⑧的差值
D.若用此图表示碳循环过程，则应去掉太阳能，补充D→A箭头
第四节 生态系统中的物质能被循环利用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
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）CO2 含碳有机物 （2）植物和动物 大气圈
（3）①呼吸作用 ②光合作用 ④呼吸作用 ⑥分解作用
3.（1）× 提示：碳循环在生物群落与非生物环境之间以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：促进了能量在生物群落中的流动。
（4）√
互动探究
1.提示：
2.（1）提示：甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
（2）提示：b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表呼吸作用，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动、植物的遗体、动物的排泄物等提供给分解者。
（3）提示：在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物。在甲（或乙或丙）与丁之间的流动形式是CO2。
学以致用
1.C 水以不同的形态在陆地、海洋和大气之间不断循环的过程称为水循环，水的循环形态有固态、液态和气态三种形式，水循环的区域范围是海洋、陆地与大气，受太阳能、大气环流等因素的影响，A、B、D正确；水循环和其他物质的循环联系在一起，在生态系统的物质循环中发挥极其重要的作用，C错误。
2.C 蒸发和降水是水循环的两种方式，A错误；水循环的动力来自太阳能的推动，B错误；由于水从高处向低处流动，高处的营养物质会随水循环流向低处，因而造成高海拔地区营养物质流失而土壤贫瘠，C正确；水主要存在于海洋中，约占地球总数量的97％，D错误。
3.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，而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，碳在群落与非生物环境之间以CO2的形式进行循环，而碳在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。
知识点（二）
自主学习
1.（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）a.硝化作用 b.氨化作用 c.反硝化作用 （4）固氮作用 反硝化作用
2.（1）物质循环和能量流动 更多地流向对人类有益的方向 （2）多层次利用或循环利用
3.（1）× 提示：生物固氮是最重要的固氮途径。
（2）√
（3）× 提示：物质可以实现多层次、循环利用，而能量不能循环利用。
（4）× 提示：废物资源化，提高了能量的利用率，但能量的传递效率没有提高。
互动探究
1.（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。
（5）提示：中耕松土增加了土壤氧含量，有利于土壤固氮微生物和硝化细菌的活动，通过生物固氮作用，能增加土壤氮的含量，通过硝化作用能将植物不易吸收的N转化为易于吸收的N等。（合理即可）
2.（1）提示：废弃物及人畜粪便中的能量被多级利用（或充分利用了废弃物及人畜粪便中的能量）。
（2）提示：生产一种产品时产生的有机废物，可作为另一种产品的投入（原料）。
学以致用
1.D 大气中的氮通过生物固氮、工业固氮和大气固氮进入群落，大气中的氮可通过生物固氮的途径进入群落，B正确；据图分析，群落中的氮最终通过反硝化作用返回大气中，D错误。
2.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。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）水循环、碳循环和氮循环等 （2）二氧化碳 （3）固氮、氨化、硝化和反硝化 （4）高能固氮、工业固氮和生物固氮 生物固氮
课堂演练
1.C 水循环指大气降水通过蒸发、蒸腾又进入大气的往返过程。全球水循环是由太阳能驱动的，生物在全球水循环过程中作用不大，A正确；碳元素在群落和非生物环境间主要是以二氧化碳的形式循环，在群落内部，碳以有机物的形式沿着食物链或食物网进行单向转移，B正确；固氮菌不一定是自养生物，如根瘤菌，C错误；物质的循环发生在群落和非生物环境之间，在全球范围内循环，具有全球性，D正确。
2.B 根瘤菌能将大气中的氮气固定并转化为含氮的化合物，是非生物环境中的氮元素进入生物群落的过程，A不符合题意；氨化作用是一些微生物将尿素和尿酸等转变为无机化合物（氨），并把它释放出来的过程，B符合题意；硝化细菌的硝化作用有助于无机氨化合物进入到群落中，C不符合题意；反硝化细菌将含氮的化合物分解为氮气等释放回大气中，是群落中的氮元素进入非生物环境的过程，D不符合题意。
3.D 由图示信息可知，乙与大气中的二氧化碳是双向箭头，故乙是生产者，可进一步推知，丙代表消费者，甲代表分解者，④代表光合作用和化能合成作用，③代表呼吸作用，A、B错误；碳循环是指碳元素在群落和非生物环境之间进行的循环，C错误；⑦化石燃料的燃烧是引起大气中CO2含量增加的主要原因，因此减少对过程⑦的依赖是缓解温室效应的重要措施，D正确。
4.A 能量是不能循环利用的，A错误。
5.C 图中A是生产者、B和C是消费者、E是分解者、D是非生物环境，可以表示化学能的有：②③是同化有机物中的化学能、⑥⑦⑧是动植物遗体或动物粪便中有机物中的化学能，A正确；营养级A到营养级B的传递效率为：B从A同化的能量是②，A同化的能量是（①＋②＋⑥）之和，①是呼吸作用散失的热能、②是被下一级同化的能量、⑥是流向分解者的能量，营养级A到营养级B的传递效率为：②/（①＋②＋⑥）×100％，B正确；营养级C用于生长繁殖的能量为③与⑤的差值，C错误；若用此图表示碳循环过程，则应去掉太阳能，补充D→A箭头，表示非生物环境中CO2通过光合作用进入生产者，D正确。
8 / 8(共84张PPT)
第四节
生态系统中的物质能被循环利用
导学聚焦 1.构建碳循环、氮循环的模型，认同物质循环在生物与环
境连接中的纽带作用。
2.比较分析水循环、碳循环、氮循环的过程及特点。
3.举例说明人类运用生态系统的物质循环规律的意义
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
目录
CONTENTS
课时训练·提素能
03
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） 生态系统的水循环和碳循环
1. 生物在水循环中起
的作用很小
（1）水循环
（2）过程分析
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）碳的存在形式
（2）碳循环的路线
大气圈→ →分解者→ 。
植物和动物
大气圈
（3）碳循环过程
请写出图中各标号的名称：
① ；② ；③摄食；④
；⑤燃烧；⑥ 。
呼吸作用
光合作用
呼吸作
用
分解作用
3. 判断下列相关表述的正误
（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非生物环境之间以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）光合作用推动碳循环的过程，促进了生物群落中的能量循
环。 （ × ）
提示：促进了能量在生物群落中的流动。
（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。 （ √ ）
×
×
×
√
探讨一 构建碳循环过程模型，提高模型构建能力
1. 结合教材P77图3-15，用关键词、线段、箭头等完善碳循环的过
程。
提示：
探讨二 分析碳循环过程，提高理解能力
2. 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。请据图分析：
（1）甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断
的理由。
提示：甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指
向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有
箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
（2）图中的字母分别表示什么过程？
提示：b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表呼吸作用，
f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动、植物的
遗体、动物的排泄物等提供给分解者。
（3）碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲（或乙或丙）
与丁之间的流动形式又是什么？
提示：在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物。在甲
（或乙或丙）与丁之间的流动形式是CO2。
1. 碳循环中碳元素的相关归纳
2. 碳循环图中生态系统中各种成分的判断模型
1. 下列关于水循环的叙述，不正确的是（ ）
A. 水有固态、液态、气态3种形态
B. 水循环受太阳能、大气环流等因素的影响
C. 水循环与物质循环没有必然的联系
D. 水以不同的形态在陆地、海洋和大气之间不断循环的过程称为水
循环
解析： 水以不同的形态在陆地、海洋和大气之间不断循环的过
程称为水循环，水的循环形态有固态、液态和气态三种形式，水循
环的区域范围是海洋、陆地与大气，受太阳能、大气环流等因素的
影响，A、B、D正确；水循环和其他物质的循环联系在一起，在
生态系统的物质循环中发挥极其重要的作用，C错误。
2. 水循环促进了地球表面不同生态系统中营养物质的交流、补充，下
列关于水循环叙述正确的是（ ）
A. 降水和地表径流是水循环的两种方式
B. 水循环由风推动，实现陆地和海洋水的循环流动
C. 水循环往往会造成高海拔地区营养物质流失而土壤贫瘠
D. 大气和生物体内的水占地球总水量的30％以上
解析： 蒸发和降水是水循环的两种方式，A错误；水循环的动
力来自太阳能的推动，B错误；由于水从高处向低处流动，高处的
营养物质会随水循环流向低处，因而造成高海拔地区营养物质流失
而土壤贫瘠，C正确；水主要存在于海洋中，约占地球总数量的97
％，D错误。
3. （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（ ）
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，而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，碳在群落与非生物环境之间以CO2的形式进行
循环，而碳在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。
知识点（二） 氮循环及物质循环在生产实践中的应用
1. 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
2. 物质循环规律在生产实践中的利用
（1）运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的
，使物质中的能量
。
（2）人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产
实践，就可以实现资源的 ，使人
和自然环境共同受益。
物
质循环和能量流动
更多地流向对人类
有益的方向
多层次利用或循环利用
3. 判断下列相关表述的正误
（1）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。
（2）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。 （ √ ）
（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：物质可以实现多层次、循环利用，而能量不能循环
利用。
×
√
×
（4）生态工程中实现废物资源化，提高了能量的传递效率。
（ × ）
提示：废物资源化，提高了能量的利用率，但能量的传递效
率没有提高。
×
探讨一 生态系统氮循环的过程分析
1. 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。
（5）从氮循环的角度分析，中耕松土能够提高土壤肥力的原因。
提示：中耕松土增加了土壤氧含量，有利于土壤固氮微生物
和硝化细菌的活动，通过生物固氮作用，能增加土壤氮的含
量，通过硝化作用能将植物不易吸收的N 转化为易于吸
收的N 等。（合理即可）
探讨二 生态农业的实例分析
2. “四位一体”（人居—种植—养殖—沼气）生态农业是我国北
方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽
舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。如图是该系统物
质循环的示意图。
（1）和普通的农业生态系统相比，“四位一体”生态系统具有更
大的产出投入比的原因是什么？
提示：废弃物及人畜粪便中的能量被多级利用（或充分利用
了废弃物及人畜粪便中的能量）。
（2）这种生产模式对环境污染小的理由是什么？
提示：生产一种产品时产生的有机废物，可作为另一种产品
的投入（原料）。
物质循环和能量流动的比较
项目 能量流动 物质循环（以碳循环为例）
形式 主要以有机物为载体 无机物、有机物
特点 单向流动，逐级递减 全球性、循环性
范围 生态系统的各营养级 生物圈（全球性）
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能量是物质在生态系统中循
环往复的动力
图示
1. 氮和碳都是组成氨基酸、蛋白质、核酸的主要成分，是构成生物有
机体的重要元素。两者在大气中都有一
定的贮存，但是氮循环和碳循环存在若
干方面的不同。据图分析，下列说法错
误的是（ ）
A. 氮循环和碳循环一样都是具有全球性的
B. 氮可通过生物固氮的途径进入群落
C. 氮在群落中的传递以含氮化合物的形式进行
D. 群落中的氮最终通过硝化作用返回大气中
解析： 大气中的氮通过生物固氮、工业固氮和大气固氮进入群
落，大气中的氮可通过生物固氮的途径进入群落，B正确；据图分
析，群落中的氮最终通过反硝化作用返回大气中，D错误。
2. （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
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。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）生态系统的物质循环主要包括
。
水循环、碳循环和氮循环
等
（2）生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以 形式存
在的碳。
（3）氮循环包括 等过程。
（4）固氮的途径主要有 ，其
中 是最重要的固氮途径。
二氧化碳
固氮、氨化、硝化和反硝化
高能固氮、工业固氮和生物固氮
生物固氮
1. （2024·浙江学军中学联考）生态系统中的物质能被循环利用，水
循环、碳循环和氮循环是最常见的物质循环。下列有关叙述错误的
是（ ）
A. 水循环是由太阳能推动的，生物在全球水循环过程中作用不大
B. 在群落内部，碳以有机物的形式沿着食物链进行单向转移
C. 固氮菌和蓝藻都是自养生物，均在氮循环的固氮过程中发挥作用
D. 物质的循环发生在群落和非生物环境之间，具有全球性
解析： 水循环指大气降水通过蒸发、蒸腾又进入大气的往返过
程。全球水循环是由太阳能驱动的，生物在全球水循环过程中作用
不大，A正确；碳元素在群落和非生物环境间主要是以二氧化碳的
形式循环，在群落内部，碳以有机物的形式沿着食物链或食物网进
行单向转移，B正确；固氮菌不一定是自养生物，如根瘤菌，C错
误；物质的循环发生在群落和非生物环境之间，在全球范围内循
环，具有全球性，D正确。
2. 促进生物圈中氮循环的微生物所发挥的作用不包含（ ）
A. 根瘤菌能将大气中的氮气固定并转化为含氮的化合物
B. 一些微生物通过氨化作用将无机氮转化为含氮有机化合物
C. 硝化细菌的硝化作用
D. 反硝化细菌将硝酸盐等含氮化合物分解为氮气等释放回大气中
解析： 根瘤菌能将大气中的氮气固定并转化为含氮的化合物，
是非生物环境中的氮元素进入生物群落的过程，A不符合题意；氨
化作用是一些微生物将尿素和尿酸等转变为无机化合物（氨），并
把它释放出来的过程，B符合题意；硝化细菌的硝化作用有助于无
机氨化合物进入到群落中，C不符合题意；反硝化细菌将含氮的化
合物分解为氮气等释放回大气中，是群落中的氮元素进入非生物环
境的过程，D不符合题意。
3. 如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是
（ ）
A. ④代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作
用，植树造林有助于增强④过程
B. 图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解
者
C. 碳循环是指碳元素在甲、乙、丙之间以有机物形
式传递的过程
D. 减少对过程⑦的依赖是缓解温室效应的重要措施
解析： 由图示信息可知，乙与大气中的二氧化碳是双向箭头，
故乙是生产者，可进一步推知，丙代表消费者，甲代表分解者，④
代表光合作用和化能合成作用，③代表呼吸作用，A、B错误；碳
循环是指碳元素在群落和非生物环境之间进行的循环，C错误；⑦
化石燃料的燃烧是引起大气中CO2含量增加的主要原因，因此减少
对过程⑦的依赖是缓解温室效应的重要措施，D正确。
4. 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. 立体农业养殖模式中水稻和草的营养级不会发生改变
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。
5. （2024·浙江杭州高二联考期中）如图是生态系统能量流动图解，
其中A～E表示生态系统中的各成分，①～⑨表示能量，箭头表示
能量流动情况，不考虑营养级中未利用的能量。下列叙述错误的是
（ ）
A. 图中可以表示化学能的有②③⑥⑦⑧
B. 营养级A到营养级B的传递效率为：
②/（①＋②＋⑥）×100％
C. 营养级C用于生长和繁殖的能量为③与⑧的差值
D. 若用此图表示碳循环过程，则应去掉太阳能，补充D→A箭头
解析： 图中A是生产者、B和C是消费者、E是分解者、D是非
生物环境，可以表示化学能的有：②③是同化有机物中的化学能、
⑥⑦⑧是动植物遗体或动物粪便中有机物中的化学能，A正确；营
养级A到营养级B的传递效率为：B从A同化的能量是②，A同化的
能量是（①＋②＋⑥）之和，①是呼吸作用散失的热能、②是被下
一级同化的能量、⑥是流向分解者的能量，营养级A到营养级B的
传递效率为：②/（①＋②＋⑥）×100％，B正确；营养级C用于
生长繁殖的能量为③与⑤的差值，C错误；若用此图表示碳循环过
程，则应去掉太阳能，补充D→A箭头，表示非生物环境中CO2通
过光合作用进入生产者，D正确。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 生态系统的水循环和碳循环
1. （2024·浙江月考）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
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解析： 地球上的降水量分配极不均匀，A错误；水循环一般是
靠太阳的能量蒸发海水，导致地球表面温度不均，进而引起的水汽
的漂浮，生物体内的水还是很少的（相比于大自然），在水循环中
非生物因素起重要作用，如：阳光、温度、湿度等，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。
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2. 如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
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解析： 与非生物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的是分解者，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；
碳在群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，C正确；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。
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3. （2024·浙江台州期末）自然界中碳循环的简图如图所示。下列叙
述正确的是（ ）
A. 甲为消费者
B. 乙为分解者，丙为生产者
C. 在丙→乙→甲所示的渠道中，碳元素以有机物的
形式流动
D. 群落中的碳都是通过①②③过程进入非生物环境
中的
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解析： 分析题图可知：甲为分解者，乙为消费者，丙为生产
者。①②③过程分别代表了分解者、生产者、消费者的呼吸作用，
④代表了光合作用，⑤为捕食关系，A、B错误；群落中的碳是通
过①②③过程及化石燃料的燃烧进入非生物环境中的，D错误。
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知识点二 氮循环及物质循环在生产实践中的应用
4. （2024·浙江联考）下列是氮循环中的各种反应，属于反硝化作用
的是（ ）
A. 将氮气形成氨
B. 将尿素和尿酸转变为氨
C. 将氨和铵盐氧化为亚硝酸和硝酸盐
D. 将硝酸盐等含量氮化合物转化为氮气等
解析： 反硝化作用是指在通气不良，缺少氧气的条件下，反硝
化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程，D符合题意。
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5. 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
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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。
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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
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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；硝化作用使得移动性小的N 转变为随水移
动性很强的N ，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；N 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。
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7. （2024·金华十校联盟）如图为“蔬菜—鸡、猪—沼气”系统模式
图。下列叙述错误的是（ ）
A. 该系统属于物质循环利用生态工程
B. 流经该生态系统的总能量是蔬菜固定的太阳能
C. 图中各营养级的生物量金字塔可能是倒置的
D. 该系统提高了人类对光合作用所固定能量的利用效率
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解析： 该生态工程促进了系统中物质循环利用，属于物质循环
利用生态工程，A正确；流经该生态系统的总能量除了蔬菜固定的
太阳能，还包括外界输入的饲料中的能量，B错误；图中各营养级
的生物量金字塔可能是倒置的，如系统中猪、鸡的生物量可能高于
蔬菜的生物量，C正确；该系统提高了人类对光合作用所固定能量
的利用效率，如废弃的蔬菜根叶可制备沼气再次被利用，D正确。
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8. （2024·浙江杭州统考）“稻＋N”复合种养生态农业模式是在种
植水稻的同时，通过降低种植密度，营造生存环境， 让鸭、鱼、
泥鳅、蛙等生物在稻田中生长，形成一个生态互补、高效、优质的
种养模式。下列叙述正确的是（ ）
A. “稻＋N”的模式可以大幅提高能量的传递效率
B. 氮元素在该系统内可以实现自给自足，不用外部输入
C. “稻＋N”系统中，能实现能量的多级、多途径利用
D. “稻＋N”系统中，鱼捕食农业害虫，可使化肥的使用减少
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解析： 能量传递效率是指营养级与营养级之间的传递效率，
“稻＋N”的模式并不能提高能量传递效率，A错误；由于是农田
生态系统，会有水稻产品的输出，N元素在生态系统中不能自给自
足，故需外部输入，B错误；“稻＋N”系统中，大幅度提高群落
对空间资源的利用率，故能实现能量的多级、多途径利用，C正
确；鱼捕食农业害虫，可使农药的使用减少，D错误。
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9. （2024·浙江嘉兴统考期末）微藻是一类体型微小的藻类群体，因
光合效率高、固碳性能好等特点，被认为是最具有潜力的固碳生
物，有利于实现“碳中和”和“碳达峰”目标。如图所示为微藻与
细菌联合处理废水示意图。
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（1）联合处理废水时，微藻通过光合作用，在叶绿体的
上产生 ，这可减少对水体的通气，同时消耗了细
菌产生的 ，有利于温室气体的减排。
（2）与好氧反硝化细菌相比不同的是，微藻细胞呼吸的场所还包
括 。
类囊体
膜
O2
CO2
线粒体
回答下列问题：
解析： 好氧反硝化细菌为原核生物，微藻为真核生物。
与好氧反硝化细菌相比不同的是，微藻细胞呼吸的场所除了
细胞质基质，还包括线粒体。
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（4）为实现微藻与细菌联合处理废水系统的高效运行，除考虑光
照强度、温度等环境因素外，还应考虑的因素有哪几
项？ （A. 细菌的种类 B. 微藻的种类 C. 细菌和
微藻的比例）
ABC
（3）酵母菌利用微藻积累的有机物，在无氧条件下生产
，实现生物质能的转化。
乙
醇
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10. 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
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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。
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11. （2024·浙江越州中学期末）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（ ）
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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。
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12. 放牧对草原生态系统的碳循环和氮循环具有重要的影响，下图是
草原生态系统的碳、氮循环的模式图（局部）。据此回答问题：
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（1）组成生物体的碳、氮元素，不断地从非生物环境到群落，又
从群落到非生物环境，这个过程叫作生态系统的
，其中氮元素进入生物体内可用于合成的生物大分子的
类别有 。
解析： 组成生物体的碳、氮元素，不断地从非生物环
境到群落，又从群落到非生物环境，这个过程叫作生态系统
的物质循环，其中氮元素进入生物体内可用于合成的生物大
分子的类别有蛋白质、核酸。
物质循
环
蛋白质、核酸
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（2）图中缺少的生态系统组成成分是 ，①、③代表的
生理过程分别为 。
解析： 植物属于生产者，土壤微生物属于分解者，大
气CO2属于非生物成分，所以图中缺少的生态系统组成成分
是消费者，①、③代表的生理过程分别为光合作用和微生物
的分解作用。
消费者
光合作用、分解作用
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（3）下表为不同密度的放牧行为分别对植物碳库、氮库和土壤碳
库、氮库的影响。若植物和土壤分别代表环境中的地上和地
下部分，则对地上部分碳库、氮库影响最小的放牧密度
是 ，对地下部分碳库、氮库影响最小的放牧密
度是 。
中度放牧
轻度放牧
放牧密度 植物碳库（％） 植物氮库
（％） 土壤碳库
（％） 土壤氮库
（％）
轻度放牧 －7.52 －6.41 0.78 3.24
中度放牧 －3.17 －4.86 －3.45 －8.41
重度放牧 －24.1 －7.87 －9.92 －13.04
注：表格中正数代表增加，负数代表减少，表格中的数字代表改变的百分比。
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解析： 表格中正数代表增加，负数代表减少，表格中的数字代表改变的百分比，根据表格数据可知，若植物和土壤分别代表环境中的地上和地下部分，则对地上部分碳库、氮库影响最小的放牧密度是中度放牧，对地下部分碳库、氮库影响最小的放牧密度是轻度放牧。
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（4）据表得知，长期重度放牧带来的结果是
。
解析： 根据表格数据可知，长期重度放牧会使生态系
统中的碳库和氮库含量均减小，草原退化甚至沙漠化。
生态系统中的碳库
和氮库含量均减小
（5）若气候条件不发生改变，在退化的草原上植树造林可行吗？
请回答并分析原因：
。
解析： 草原地区降水量低，不宜植树造林，即在退化
的草原上植树造林不可行。
不可行；因为草原地区降水量低，不
宜植树造林
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（6）2003年国家启动退牧还草工程，因地制宜，不断提升草原的
生态承载力。到2017年，我国天然草原面积已跃居世界第一
位。在退牧还草的过程中，生态系统发生的变化有哪
些？ 。
a.所有种群的 K 值增加 b.群落的物种丰富度增加 c.群落
的结构更复杂 d.食物网更复杂 e.相邻营养级间的能量传
递效率增加 f.群落对光能的利用率增加
bcdf
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解析： 退牧还草可提升草原的生态承载力，使某些种
群数量有所增加，但由于各种生物之间可能存在的捕食或竞
争关系，所以不会使所有种群的 K 值增加；由于植被的数量
增加，输入到生态系统中的能量也增加，故会使草原上生物
的种类增加，构成的食物网也越复杂，进而使群落的结构更
复杂，对光能的利用率增加，但不能提高相邻营养级间的能
量传递效率。综上分析，在退牧还草的过程中，生态系统发
生的变化有b、c、d、f。
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