考點64 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán) 1物質循環(huán)（1）概念：組成生物體的各種元素在無機環(huán)境與生物群落間不斷循環(huán)的過程。（2）特點：全球性、反復利用、循環(huán)流動。（3）與能量流動的關系：二者同時進行，相互依存，不可分割。（4）意義：通過能量流動和物質循環(huán)，使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。2碳循環(huán) （1）碳在無機環(huán)境中的存在形式：CO2和碳酸鹽。（2）碳在生物群落中的存在形式：含碳有機物。（3）循環(huán)過程：碳從無機環(huán)境到生物群落是通過光合作用、化能合成作用實現(xiàn)的；從生物群落到無機環(huán)境則是通過呼吸作用和微生物的分解作用實現(xiàn)的。3溫室效應（1）形成原因：大量化石燃料的燃燒，大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。（2）影響：導致氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。 考向一 碳循環(huán)的過程及特點分析 1如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“”表示碳的流動方向。下列敘述不正確的是 A在碳循環(huán)過程中，同時伴隨著能量流動B由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內與之相鄰的兩個營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少C該生態(tài)系統(tǒng)的消費者包括圖中的D、E、F、BD在AC過程中碳主要以CO2的形式進行循環(huán)，在FB過程中以含碳有機物的形式進行流動【參考答案】C 技法提煉對物質循環(huán)過程相關圖解的識別（1）物質循環(huán)過程示意圖 （2）將上圖換成字母，如下面三種變式圖，據(jù)圖判斷A、B、C、D各代表哪種成分。 圖1先根據(jù)雙向箭頭判斷：A和B應為生產者和非生物的物質和能量，B不能寫成“無機環(huán)境”。再根據(jù)AC判斷：C為消費者，剩下的D為分解者。圖2根據(jù)A與C之間的雙向箭頭判斷：A是生產者，C是非生物的物質和能量。根據(jù)A、B、D的箭頭都流向E可進一步判斷：B是初級消費者，D是次級消費者，E是分解者。圖3根據(jù)A與E之間的雙向箭頭判斷：A為非生物的物質和能量，E為生產者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他生物部分的箭頭都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F則為消費者。圖解中的食物鏈是EFDB。 2如圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模式圖，下列敘述錯誤的是 Af表示大氣中的二氧化碳庫Bc、d、e共同組成生物群落C碳以有機物的形式由a流向bD圖中a一定是自養(yǎng)生物【答案】B 考向二 物質循環(huán)和能量流動的關系分析 3圖1是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中A、B、C、D是生態(tài)系統(tǒng)內各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有關的生理過程；圖2為該生態(tài)系統(tǒng)中某一食物鏈及部分能量流動情況。下列說法正確的是 A在圖1中，B、C分別屬于初級消費者、生產者B圖1中能表示呼吸作用過程的只有2、4、5C如果A發(fā)生瘟疫，D的數(shù)量將先增加后減少最后趨于穩(wěn)定D在圖2的食物鏈中，/的比值代表兔與狼(生物之間)的能量傳遞效率【參考答案】C 4分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)的關系簡圖，不能得到的結論是 A物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動B能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返C能量的總和便是生產者所固定的太陽能總量D碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的【答案】C【解析】生產者所固定的太陽能總量是指生產者總的同化量，的總和小于生產者所固定的太陽能總量。 考向三 物質循環(huán)和能量流動規(guī)律的應用實例分析 5南方地區(qū)普遍采用在荔枝園內養(yǎng)雞的生產模式，總收益約是普通荔枝園的2倍。下圖為該模式的結構與功能示意圖。下列說法正確的是 A該模式實現(xiàn)了對物質和能量的循環(huán)利用B雞糞中所含的能量流入果樹，促進果樹的生長C與普通荔枝園相比，該模式提高了能量的利用率D荔枝樹固定的太陽能是輸入該系統(tǒng)的全部能量【答案】C 歸納拓展能量傳遞效率與能量利用效率的辨析（1）能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，若以“營養(yǎng)級”為單位，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率約為10%20%。（2）能量利用效率：通?？紤]的是流入人體中的能量占生產者能量的比值，或流入最高營養(yǎng)級的能量占生產者能量的比值，或考慮分解者的參與，以實現(xiàn)能量的多級利用。 6如圖是某農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，下列關于該系統(tǒng)的敘述錯誤的是 A微生物利用的是農作物通過光合作用固定的能量B多途徑利用農作物可提高該系統(tǒng)中能量的傳遞效率C沼渣、沼液作為肥料還田可以促進物質循環(huán)再利用D食用菌、產甲烷桿菌及蚯蚓是該生態(tài)系統(tǒng)中的分解者【答案】B 1下列關于物質循環(huán)和能量流動的關系的敘述，不正確的是A物質為能量的載體，使能量在生態(tài)系統(tǒng)中單向流動B能量作為動力，使物質在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復C先進行物質循環(huán)，后發(fā)生能量流動D二者相互依存，不可分割2如圖表示碳循環(huán)的部分過程，下列說法正確的是 A生物群落內部進行碳循環(huán)的物質形式是CO2B光合作用是CO2進入生物群落的唯一途徑C參與過程的生物包括生產者、消費者和分解者D過程增強后過程隨之增強，不能通過增強減少大氣中的CO23下圖代表生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型，其中甲、乙、丙、丁和戊均代表生態(tài)系統(tǒng)的組成成分。由此可知生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)模型正確的是 AA BBCC DD4下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中4種成分之間的關系。以下相關敘述中，正確的是 A由1和2中所有種群構成了群落B2中消費者的代謝類型是異養(yǎng)型C可代表光合作用，可代表呼吸作用D物質循環(huán)是指元素在1和4之間往復循環(huán)5如圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。A、B、C、D構成生物群落，箭頭表示循環(huán)過程。下列有關說法正確的是 A大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳B完成過程的能量主要是由過程提供的CD經、過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%20%DC處在第三營養(yǎng)級6如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，“”表示碳的流動方向。下列說法正確的是 A圖中A是生產者，B、D、E是消費者，C是分解者B該生態(tài)系統(tǒng)的結構包括A、B、C、D及非生物的物質和能量C該生態(tài)系統(tǒng)中食物網可表示為DE每增加1 kg的體重，至少需要25 kg的A7設計生態(tài)工程的常用方法之一是給食物鏈(網)“加環(huán)”，如圖就是一種“加環(huán)”示意圖，據(jù)圖判斷，下列說法不正確的是 A用殘渣來培育食用菌和蛆蛹，實現(xiàn)了物質的多級利用B用玉米的副產品玉米芯生產木糖醇，可增加經濟效益C用蛆蛹糞便作有機肥還田，運用了物質循環(huán)再生原理D“加環(huán)”提高了食物鏈中各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率8低碳生活已成為許多人的共同選擇，甲圖是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，乙圖為碳循環(huán)示意圖。以下說法不正確的是 A乙圖中過程的場所主要在細胞的線粒體中B甲圖中沼氣池中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)中的分解者C甲圖是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，多途徑利用農作物，使能量能循環(huán)利用，提高了該系統(tǒng)的能量利用率D要減少溫室效應，應調整圖中的過程9圖甲為部分碳循環(huán)示意圖，圖乙為我國北方某地20年間CO2濃度變化示意圖。下列相關說法錯誤的是 A圖甲中成分A在碳循環(huán)中的主要作用是吸收大氣中的CO2B圖甲中缺少ACO2的過程，圖甲中D為分解者C每年的冬季CO2濃度變化，從碳循環(huán)角度分析主要原因是圖甲中過程大大減少，并且過程增加D每年夏季CO2濃度與前一年冬季相比下降，而每年的CO2濃度的平均值卻逐年增加，原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量10下圖為生物圈中碳循環(huán)示意圖，請根據(jù)圖回答問題： （1）碳在大氣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）碳從無機環(huán)境中進入生物群落的途徑表示_過程，表示的是_關系，過程表示的生理活動主要是在細胞內_中完成的，表示的是_作用。（3）若圖虛線框中的種類及相互間的關系如圖所示，假設E種群中的能量是5.8109 kJ，B種群中的能量為1.3108 kJ，若能量的傳遞效率為10%20%，則A種群中的能量至少是_kJ。 （4）碳循環(huán)等物質循環(huán)的進行伴隨著_，但由于生物體不能利用在代謝中產生的_能，因而使能量流動具有_的特點。 11（2018浙江卷）某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的部分示意圖如下：回答下列問題： （1）圖中的字母_表示大氣中的CO2，由于許多因素的影響，使其含量夏季_冬季。（2）CO2被生產者吸收轉變成體內物質進入生物群落，再被圖中的A、B的_和C的分解作用以及E的燃燒，轉變成CO2后再重新循環(huán)。若此生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落處在正常演替過程中，生產者吸收的CO2量_整個生物群落排放的CO2量。（3）若將本題圖修改為該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖，可將D的含義改為_，其他字母及文字代表的含義不變，還需要修改之處有：增加“光A”、取消“ED”、_。12（2018天津卷）為研究森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，對西黃松老齡（未砍伐50250年）和幼齡（砍伐后22年）生態(tài)系統(tǒng)的有機碳庫及年碳收支進行測試，結果見下表，據(jù)表回答：碳量西黃松生態(tài)系統(tǒng)生產者活生物量（g/m2）死有機質（g/m2）土壤有機碳（g/m2）凈初級生產力（g/m2.年）異氧呼吸（g/m2.年）老齡1273025605330470440幼齡146032404310360390凈初級生產力：生產者光合作用固定總碳的速率減去自身呼吸總用消耗碳的速率異養(yǎng)呼吸：消費者和分解者的呼吸作用（1）西黃松群落被砍伐后，可逐漸形成自然幼齡群落，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的_穩(wěn)定性。（2）大氣中的碳主要在葉綠體_部位被固定，進入生物群落。幼齡西黃松群落每平方米有_克碳用于生產者當年的生長、發(fā)育、繁殖，儲存在生產者活生物量中；其中，部分通過生態(tài)系統(tǒng)中_的呼吸作用，部分轉變?yōu)樗烙袡C質和土壤有機碳后通過_的分解作用，返回大氣中的CO2庫。（3）西黃松幼齡群落中每克生產者活生物量的凈初級生產力_（大于/等于/小于）老齡群落。根據(jù)年碳收支分析，幼齡西黃松群落_（能/不能）降低大氣碳總量。 1【答案】C【解析】物質為能量的載體，使能量在生態(tài)系統(tǒng)中沿食物鏈和食物網單向流動，A正確；能量作為物質循環(huán)的動力，使物質在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復，B正確；物質循環(huán)和能量流動同時進行，C錯誤；物質是能量流動的載體，能量為物質循環(huán)的動力，二者相互依存，不可分割，D正確。2【答案】C 3【答案】A【解析】生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括生產者、消費者、分解者、非生物的物質和能量。據(jù)圖分析，甲利用了太陽能，為生產者；甲、乙、丙、丁都指向了戊，甲、乙、丙都指向了丁，說明戊為非生物的物質和能量，丁為分解者，則乙、丙為消費者。根據(jù)以上分析已知，甲為生產者，乙、丙為消費者，丁為分解者，戊為非生物的物質和能量。無機環(huán)境中的二氧化碳通過植物的光合作用進入生物群落，植物也可以通過呼吸作用產生二氧化碳返回無機環(huán)境，因此甲和戊之間的關系是雙向的；消費者、分解者也可以通過呼吸作用將二氧化碳返回無機環(huán)境，因此乙、丙、丁都有箭頭指向戊；分解者可以分解生產者和消費者的遺體殘骸，因此甲、乙、丙都有箭頭指向?。灰覟槌跫壪M者，丙為次級消費者，因此甲有箭頭指向乙，乙有箭頭指向丙，故選A。4【答案】B【解析】分析題圖：圖示表示某生態(tài)系統(tǒng)中4種成分之間的關系，首先根據(jù)雙向箭頭可判斷出4是大氣中的CO2庫、1是生產者；其次判斷分解者，分解者除了一個箭頭指向無機環(huán)境外，其他箭頭都指進來，因此3為分解者；其余均為消費者，即2為消費者。1生產者、2消費者包含的所有種群不能構成群落，A錯誤；2中消費者不能自己制造有機物，只能獲取現(xiàn)成的有機物，其代謝類型為異養(yǎng)型，B正確；可代表呼吸作用，可代表光合作用，C錯誤；物質循環(huán)是指組成生物體的元素在生物群落與無機環(huán)境之間往復循環(huán)，即指元素在1、2、3和4之間往復循環(huán)，D錯誤。5【答案】D【解析】生物群落與無機環(huán)境之間的碳循環(huán)是以CO2的形式進行的，故圖中大氣中的氣體X代表CO2，A錯誤。過程是光合作用，能量主要是太陽能，是分解者的分解作用，釋放的能量散失到環(huán)境中，不能循環(huán)利用，B錯誤。捕食食物鏈中相鄰營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為10%20%，D是分解者，不屬于捕食食物鏈，C錯誤。圖中A為生產者，B為初級消費者（第二營養(yǎng)級），C為次級消費者（第三營養(yǎng)級），D正確。6【答案】D 7【答案】D【解析】用殘渣來培育食用菌和蛆蛹，實現(xiàn)了物質和能量的多級利用，A正確；用玉米的副產品玉米芯生產木糖醇，可提高經濟效益，B正確；用蛆蛹排泄物作有機肥還田，運用了生態(tài)工程中物質循環(huán)再生原理，C正確； “加環(huán)”提高了能量利用效率，但不能提高能量傳遞效率，D錯誤。8【答案】C【解析】乙圖中過程表示生產者的呼吸作用，其場所主要在細胞的線粒體中，A正確；甲圖中沼氣池中的微生物能夠利用農作物秸稈中有機物儲存的能量，沼氣池中的微生物如甲烷桿菌能將人畜糞便、農作物秸稈中的有機物分解產生甲烷(沼氣的成分之一)，此時的微生物是分解者，B正確；甲圖是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，多途徑利用農作物，提高了該系統(tǒng)的能量利用率，但能量不能夠循環(huán)利用，C錯誤；引起溫室效應的主要原因是植被的破壞和化石燃料的大量燃燒，因此要減少溫室效應，應調整圖中的過程，D正確。9【答案】B【解析】圖甲中A為生產者，D為初級消費者，C為次級消費者，B為分解者，A在碳循環(huán)中主要是吸收大氣中的CO2；生產者也能通過自身的呼吸作用釋放CO2；冬季由于植物光合作用減弱，植物吸收CO2的能力降低，且煤、石油的燃燒量增加，導致冬季CO2濃度升高；每年夏季CO2濃度與前一年冬季相比略有下降，而每年的CO2濃度的平均值卻逐年增加，原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量。10【答案】（1）CO2 有機物（2）光合作用 捕食 線粒體 分解者的分解(分解者的呼吸作用)（3）4.5107（4）能量流動 熱 單向流動、逐級遞減 11【答案】（1）D 低于 （2）呼吸作用 大于 （3）非生物環(huán)境 取消DA【解析】（1）題圖顯示：A、B、C、E均有箭頭指向 D，說明D表示大氣中的CO2。A、D之間是雙向箭頭， A、B死的有機物可被C利用，說明A是生產者，C是分解者，進而推知：B是消費者， E為化學燃料的燃燒。由于許多因素的影響，特別是夏季植物的光合作用較冬季旺盛，使夏季大氣中CO2的含量低于冬季。（2） CO2被生產者吸收，通過光合作用轉變成體內的含碳有機物進入生物群落，再被圖中的A所示的生產者、B所示的消費者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化學燃料的燃燒，轉變成CO2后再重新循環(huán)。若此生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落處在正常演替過程中，則隨著演替的進行，生物的種類和數(shù)量，特別是生產者的種類和數(shù)量逐漸增多，因此生產者吸收的CO2量大于整個生物群落排放的CO2量。 （3）若將本題圖修改為該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖，可將D的含義改為非生物環(huán)境，其他字母及文字代表的含義不變。因能量流動起源于生產者固定的太陽能、渠道是食物鏈和食物網、特點之一是單向流動，所以還需要修改之處有：增加“光A”、取消“ED”、 取消 “DA”。12【答案】（1）恢復力 （2）基質 360 消費者 分解者 （3）大于 不能【解析】（1）恢復力穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的破壞以后恢復到原狀的能力。西黃松群落被砍伐遭到破壞后，又逐漸形成自然幼齡群落，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性。（2）大氣中的碳主要以CO2的形式在葉綠體基質被固定，進入生物群落。生長、發(fā)育、繁殖，儲存在生產者活生物量=生產的同化量-生產者呼吸消耗量，即為表格中的凈初級生產力，即幼齡西黃松群落每平方米360克碳用于生產者當年的生長、發(fā)育、繁殖，儲存在生產者活生物量中。幼齡西黃松群落一部分被消費者食用，通過消費者的呼吸作用以熱能形式釋放，一部分即殘枝敗葉轉變?yōu)樗烙袡C質和土壤有機質，