届高考生物二轮复习生态系统的物质循环学案适用全国.docx

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届高考生物二轮复习生态系统的物质循环学案适用全国

1．物质循环

（1）概念：

组成生物体的各种元素在无机环境与生物群落间不断循环的过程。

（2）特点：

全球性、反复利用、循环流动。

（3）与能量流动的关系：

二者同时进行，相互依存，不可分割。

（4）意义：

通过能量流动和物质循环，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。

2．碳循环

（1）碳在无机环境中的存在形式：

CO2和碳酸盐。

（2）碳在生物群落中的存在形式：

含碳有机物。

（3）循环过程：

碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物的分解作用实现的。

3．温室效应

（1）形成原因：

大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。

（2）影响：

导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。

考向一碳循环的过程及特点分析

1．如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”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．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少

C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B

D．在A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动

【参考答案】C

技法提炼

对物质循环过程相关图解的识别

（1）物质循环过程示意图

（2）将上图换成字母，如下面三种变式图，据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。

①图1——先根据双向箭头判断：

A和B应为生产者和非生物的物质和能量，B不能写成“无机环境”。

再根据A→C判断：

C为消费者，剩下的D为分解者。

②图2——根据A与C之间的双向箭头判断：

A是生产者，C是非生物的物质和能量。

根据A、B、D的箭头都流向E可进一步判断：

B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。

③图3——根据A与E之间的双向箭头判断：

A为非生物的物质和能量，E为生产者。

然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。

图解中的食物链是E→F→D→B。

2．如图为生态系统碳循环模式图，下列叙述错误的是

A．f表示大气中的二氧化碳库

B．c、d、e共同组成生物群落

C．碳以有机物的形式由a流向b

D．图中a一定是自养生物

【答案】B

考向二物质循环和能量流动的关系分析

3．图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。

下列说法正确的是

A．在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者

B．图1中能表示呼吸作用过程的只有2、4、5

C．如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定

D．在图2的食物链中，②/①的比值代表兔与狼（生物之间）的能量传递效率

【参考答案】C

4．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】生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。

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考向三物质循环和能量流动规律的应用实例分析

5．南方地区普遍采用在荔枝园内养鸡的生产模式，总收益约是普通荔枝园的2倍。

下图为该模式的结构与功能示意图。

下列说法正确的是　

A．该模式实现了对物质和能量的循环利用

B．鸡粪中所含的能量流入果树，促进果树的生长

C．与普通荔枝园相比，该模式提高了能量的利用率

D．荔枝树固定的太阳能是输入该系统的全部能量

【答案】C

归纳拓展

能量传递效率与能量利用效率的辨析

（1）能量传递效率：

能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。

（2）能量利用效率：

通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。

6．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

【答案】B

1．下列关于物质循环和能量流动的关系的叙述，不正确的是

A．物质为能量的载体，使能量在生态系统中单向流动

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

2．如图表示碳循环的部分过程，下列说法正确的是

A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2

B．光合作用是CO2进入生物群落的唯一途径

C．参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者

D．③过程增强后②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中的CO2

3．下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

A．AB．B

C．CD．D

4．下图表示某生态系统中4种成分之间的关系。

以下相关叙述中，正确的是

A．由1和2中所有种群构成了群落

B．2中消费者的代谢类型是异养型

C．②可代表光合作用，③可代表呼吸作用

D．物质循环是指元素在1和4之间往复循环

5．如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。

A、B、C、D构成生物群落，箭头①~⑨表示循环过程。

下列有关说法正确的是

A．大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳

B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的

C．D经⑤、⑥、⑦过程获得的能量占A、B、C总能量的10%~20%

D．C处在第三营养级

6．如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。

下列说法正确的是

A．图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者

B．该生态系统的结构包括A、B、C、D及非生物的物质和能量

C．该生态系统中食物网可表示为

D．E每增加1kg的体重，至少需要25kg的A

7．设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，如图就是一种“加环”示意图，据图判断，下列说法不正确的是

A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用

B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益

C．用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用了物质循环再生原理

D．“加环”提高了食物链中各营养级之间的能量传递效率

8．低碳生活已成为许多人的共同选择，甲图是农业生态系统模式图，乙图为碳循环示意图。

以下说法不正确的是

A．乙图中过程③的场所主要在细胞的线粒体中

B．甲图中沼气池中的微生物是该生态系统中的分解者

C．甲图是农业生态系统模式图，多途径利用农作物，使能量能循环利用，提高了该系统的能量利用率

D．要减少温室效应，应调整图中的过程①⑤

9．图甲为部分碳循环示意图，图乙为我国北方某地20年间CO2浓度变化示意图。

下列相关说法错误的是

A．图甲中成分A在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2

B．图甲中缺少A→CO2的过程，图甲中D为分解者

C．每年的冬季CO2浓度变化，从碳循环角度分析主要原因是图甲中①过程大大减少，并且⑥过程增加

D．每年夏季CO2浓度与前一年冬季相比下降，而每年的CO2浓度的平均值却逐年增加，原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量

10．下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题：

（1）碳在大气圈中的主要存在形式是________，在生物群落中的主要存在形式是________。

（2）碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示________过程，②表示的是________关系，过程③表示的生理活动主要是在细胞内________中完成的，④表示的是________作用。

（3）若图虚线框中的种类及相互间的关系如图所示，假设E种群中的能量是5.8×109kJ，B种群中的能量为1.3×108kJ，若能量的传递效率为10%~20%，则A种群中的能量至少是________kJ。

（4）碳循环等物质循环的进行伴随着____________，但由于生物体不能利用在代谢中产生的________能，因而使能量流动具有________的特点。

11．（2018·浙江卷）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”、_______。

12．（2018·天津卷）为研究森林生态系统的碳循环，对西黄松老龄（未砍伐50~250年）和幼龄（砍伐后22年）生态系统的有机碳库及年碳收支进行测试，结果见下表，据表回答：

碳量

西黄松生态系统

生产者活生物量

（g/m2）

死有机质

（g/m2）

土壤有机碳

（g/m2）

净初级生产力

（g/m2.年）

异氧呼吸

（g/m2.年）

老龄

12730

2560

5330

470

440

幼龄

1460

3240

4310

360

390

※净初级生产力：

生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸总用消耗碳的速率

※※异养呼吸：

消费者和分解者的呼吸作用

（1）西黄松群落被砍伐后，可逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的_________稳定性。

（2）大气中的碳主要在叶绿体_________部位被固定，进入生物群落。

幼龄西黄松群落每平方米有____________克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中；其中，部分通过生态系统中_______的呼吸作用，部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过_________________的分解作用，返回大气中的CO2库。

（3）西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力___________（大于/等于/小于）老龄群落。

根据年碳收支分析，幼龄西黄松群落_________（能/不能）降低大气碳总量。

1．【答案】C

【解析】物质为能量的载体，使能量在生态系统中沿食物链和食物网单向流动，A正确；能量作为物质循环的动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复，B正确；物质循环和能量流动同时进行，C错误；物质是能量流动的载体，能量为物质循环的动力，二者相互依存，不可分割，D正确。

2．【答案】C

3．【答案】A

【解析】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。

根据以上分析已知，甲为生产者，乙、丙为消费者，丁为分解者，戊为非生物的物质和能量。

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；消费者、分解者也可以通过呼吸作用将二氧化碳返回无机环境，因此乙、丙、丁都有箭头指向戊；分解者可以分解生产者和消费者的遗体残骸，因此甲、乙、丙都有箭头指向丁；乙为初级消费者，丙为次级消费者，因此甲有箭头指向乙，乙有箭头指向丙，故选A。

4．【答案】B

【解析】分析题图：

图示表示某生态系统中4种成分之间的关系，首先根据双向箭头可判断出4是大气中的CO2库、1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3为分解者；其余均为消费者，即2为消费者。

1生产者、2消费者包含的所有种群不能构成群落，A错误；2中消费者不能自己制造有机物，只能获取现成的有机物，其代谢类型为异养型，B正确；②可代表呼吸作用，③可代表光合作用，C错误；物质循环是指组成生物体的元素在生物群落与无机环境之间往复循环，即指元素在1、2、3和4之间往复循环，D错误。

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5．【答案】D

【解析】生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2，A错误。

①过程是光合作用，能量主要是太阳能，⑧是分解者的分解作用，释放的能量散失到环境中，不能循环利用，B错误。

捕食食物链中相邻营养级间的能量传递效率为10%～20%，D是分解者，不属于捕食食物链，C错误。

图中A为生产者，B为初级消费者（第二营养级），C为次级消费者（第三营养级），D正确。

6．【答案】D

7．【答案】D

【解析】用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质和能量的多级利用，A正确；用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可提高经济效益，B正确；用蛆蛹排泄物作有机肥还田，运用了生态工程中物质循环再生原理，C正确；“加环”提高了能量利用效率，但不能提高能量传递效率，D错误。

8．【答案】C

【解析】乙图中过程③表示生产者的呼吸作用，其场所主要在细胞的线粒体中，A正确；甲图中沼气池中的微生物能够利用农作物秸秆中有机物储存的能量，沼气池中的微生物如甲烷杆菌能将人畜粪便、农作物秸秆中的有机物分解产生甲烷（沼气的成分之一），此时的微生物是分解者，B正确；甲图是农业生态系统模式图，多途径利用农作物，提高了该系统的能量利用率，但能量不能够循环利用，C错误；引起温室效应的主要原因是植被的破坏和化石燃料的大量燃烧，因此要减少温室效应，应调整图中的过程①⑤，D正确。

9．【答案】B

【解析】图甲中A为生产者，D为初级消费者，C为次级消费者，B为分解者，A在碳循环中主要是吸收大气中的CO2；生产者也能通过自身的呼吸作用释放CO2；冬季由于植物光合作用减弱，植物吸收CO2的能力降低，且煤、石油的燃烧量增加，导致冬季CO2浓度升高；每年夏季CO2浓度与前一年冬季相比略有下降，而每年的CO2浓度的平均值却逐年增加，原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量。

10．【答案】

（1）CO2有机物

（2）光合作用捕食线粒体分解者的分解（分解者的呼吸作用）

（3）4.5×107

（4）能量流动热单向流动、逐级递减

11．【答案】

（1）D　　低于

（2）呼吸作用　　大于

（3）非生物环境　　取消D→A

【解析】

（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”。

12．【答案】

（1）恢复力

（2）基质　　360　　消费者　　分解者

（3）大于　　不能

【解析】

（1）恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。

西黄松群落被砍伐遭到破坏后，又逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的恢复力稳定性。

（2）大气中的碳主要以CO2的形式在叶绿体基质被固定，进入生物群落。

生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量=生产的同化量-生产者呼吸消耗量，即为表格中的净初级生产力，即幼龄西黄松群落每平方米360克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中。

幼龄西黄松群落一部分被消费者食用，通过消费者的呼吸作用以热能形式释放，一部分即残枝败叶转变为死有机质和土壤有机质，