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第3节 生态系统的物质循环
1.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过程代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作用
B.图中A、B、C分别代表消费者、生产者和分解者
C.物质循环是指碳元素在A、B、C间以有机物的形式传递
D.图中A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落
2.对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调査，测量得该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个种群所同化的总能量如下表，下列说法中不正确的一项是( )
生物种群
甲
乙
丙
丁
能量/kJ
1.3×108
2.8×109
2.9×107
9.1×107
A.在这四个种群中，甲和丁属于竞争关系
B.除乙种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型
C.按照生物富集原理，丙种群体内的农药残留浓度是最高的
D.从4个种种群的营养关系上看，它们之间只能形成一条食物链
3.如图为部分碳循环示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代表不同生物类群，①②代表相关的生理过程，相关叙述不正确的是( )
A.图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共同构成生物群落
B.该生态系统通过捕食关系构成的联系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C.经过②过程释放的能量会重新经过①过程进入生物群落
D.碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以含碳有机物的形式传递
4.(多选)下列有关碳循环的叙述正确的是( )
A.大气中二氧化碳的含量没有明显的昼夜变化和季节变化
B.海洋对调节大气圈中的含碳量起着重要的作用
C.人类不合理的能源消费严重干扰陆地、海洋和大气之间二氧化碳交换的平衡
D.大气中二氧化碳浓度升高是导致温室效应的重要原因
5.某生态系统中，镉在沿着食物链转移的过程中产生生物富集作用。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，各营养级所积累的镉的相对浓度如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.上述四个营养级可以构成食物网
B.四个营养级中处于最高营养级的是丙
C.镉不属于该生态系统的组成成分
D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁＞甲＋乙＋丙
6.温室效应与大气中CO2过多，碳循环失衡有关，根据下图做出的判断错误的是( )
A.图中应该增加异养生物a指向非生物环境的箭头
B.大气中CO2的增加主要是化石燃料的大量燃烧造成的
C.植树造林有利于降低大气中的CO2含量
D.该图能表示物质循环过程以及能量流动方向
7.如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。如图是碳循环的部分过程，下列有关分析不正确的是( )
A.非生物环境中的物质和能量可以被生物群落反复循环利用
B.植树造林有助于增强过程②而减少大气CO2含量
C.减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施
D.低碳生活方式有助于维持生物圈中的碳平衡
8. (多选)分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，下列说法错误的是( )
A.D中包含的生物处于食物链的最高营养级
B.生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的
C.各级消费者的能量总和不会小于生产者所固定的太阳能总量
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
9.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中，正确的是( )
A.非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
B.物质是能量的载体，在生态系统的循环过程中不断减少
C.使用粪便作为肥料，其中的能量可以流向植物，实现了能量的多级利用
D.生态系统处于稳定状态时，没有能量的输入和输出
10.为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设计，其中不符合实验目的的步骤是( )
A.可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤
B.将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份
C.将灭菌的落叶设为对照组，不做处理的落叶设为实验组
D.将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况
11. (多选)土壤是陆地生态系统的基础，与绿色植物的生长密切相关。下图表示甲、乙两个不同生态系统中，积累在植物和土壤中的有机物比例。下列有关叙述正确的是( )
A.高等绿色植物进行光合作用的细胞器是叶绿体
B.甲、乙中，甲可能表示热带雨林，因为热带雨林温度高，分解者活动比较弱，积累土壤中的有机物比例高
C.农药施用不当，会引起土壤污染，不易分解的农药，可通过食物链发生生物富集作用，并且营养级越高的生物体内往往积累越多
D.土壤缺水可导致植物叶片部分气孔关闭，使光合作用受到影响
12.如图是生物圈中碳循环示意图，下列有关叙述不正确的是( )
A.a是光合作用或化能合成作用，b是消费者的呼吸作用
B.A是消费者，C是生产者，各成分间以CO2的形式传递碳元素
C.E是化石燃料，对E的过度开发和利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程
13. (多选)下列有关热带雨林生态系统的功能说法正确的是( )
A.组成生物体的C、H、O等元素可在生产者、消费者和非生物环境之间反复循环流动
B.照射到生产者的太阳能是流经该生态系统的总能量
C.生态系统通过信息传递把各组分密切联系起来，在维持生态系统稳定中有重要的作用
D.生态系统的各成分中生物种类越多，人们可利用的物质和能量就越多
14.生态系统的碳循环平衡取决于光合作用固定的碳量与呼吸作用释放的碳量的消长关系。若碳的固定量大于释放量，则该生态系统为碳汇，若碳的固定量小于释放量，则该生态系统为碳源。请回答下列问题：
(1)发生温室效应时，生物圈为________(填“碳源”或“碳汇”)。有关研究显示，当CO2等温室气体导致气候变暖时，会引起植物和土壤微生物呼吸作用增强，反过来又会导致陆地生态系统释放更多的CO2，这种现象属于________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。
(2)研究表明，湿地的碳汇与碳源基本持平，主要是因为湿地生态系统组成成分中的________固定的碳量与________________________释放的碳量基本持平。
(3)生态系统的碳循环具有________性，且碳元素能反复利用。
15.根据下面的碳循环示意图，回答下列问题：
(1)从微观上看，过程③主要是在细胞内________上进行的。
(2)碳从非生物环境进入生物群落的主要途径①是________，除此之外，某些特殊的生态系统中还可通过________进入生物群落。碳主要以________的形式从非生物环境进入生物群落。
(3)参与过程④的生物新陈代谢类型是____________________________________
___________________________________________________________；它们与同区域中的动植物共同构成了________。
(4)从上图可知，减少温室效应的最关键措施有哪些？
_______________________________________________。
(5)碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用________，因而能量流动具有________________________的特点。
16.生态系统具有物质循环、能量流动等功能，如图为生态系统组成成分及碳循环过程示意图，请回答有关问题：
(1)由于有很多因素影响植物的光合作用和呼吸作用，所以大气中二氧化碳的含量有着明显的________变化和________变化。
(2)生态系统中的第一营养级为________，碳进入生物群落的主要生理过程为______。(用图中字母或数字表示)
(3)a与其下一营养级之间能量传递效率为________，b与c的关系为________。
答案及解析
1. 解析 已知图中B是生产者，③过程是生产者到大气中二氧化碳的过程，为生产者的呼吸作用，④是生产者的光合作用或化能合成作用，A错误；根据图中各成分之间的关系判断：B是生产者，A是分解者，C是消费者，B错误；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物，而在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式是CO2，C错误；图中A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落，D正确。
答案 D
2. 解析 分析表格：表中是该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群所同化的总能量.能量流动的特点是单向流动，逐级递减，且能量传递效率为10%～20%，因此乙的营养级最低，其次是甲和丁，丙的营养级最高，由于甲和丁处于同一个营养级，所以它们之间是竞争关系，A正确；乙是生产者，属于自养型生物，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型，B正确；按照生物富集原理，营养级越高农药残留浓度就越高，因此丙的农药残留浓度最高，C正确；由以上分析可知，甲和丁处于同一营养级，因此4种生物之间能形成2条食物链，即乙→甲→丙、乙→丁→丙，D错误。
答案 D
3. 解析 图中Ⅰ是生产者，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是消费者，Ⅴ是分解者，共同构成生物群落，A正确；分解者不参与构成捕食链，该生态系统构成捕食关系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，B正确；能量是单向流动的，不能循环重复利用，C错误；碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，D正确。
答案 C
4. 解析 大气中二氧化碳的含量有着明显的昼夜变化和季节变化，A错误；海洋的含碳量是大气圈含碳量的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，B正确；人类不合理的能源消费致使大气中二氧化碳含量增加，严重干扰陆地、海洋和大气之间二氧化碳交换的平衡，C正确；大气中二氧化碳的增加会通过温室效应影响地球的热平衡，使地球变暖，D正确。
答案 BCD
5. 解析 图示不同的营养级的生物可以构成食物网，A正确；镉在生物体内的含量会随营养级的增高而增加，因此图中含有镉的量越多，营养级越高，则丙所处的营养级最高，B正确；生态系统的组成成分包括生物群落和非生物环境，镉属于生态系统的组成成分，C错误；根据图示柱形图可知，丁的镉含量最低，说明其所处的营养级最低，则其固定的能量最多，由于能量是单向流动、逐级递减的，因此四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁＞甲＋乙＋丙，D正确。
答案 C
6. 解析 由图可知，异养生物呼吸产生二氧化碳应指向非生物环境，A正确；大气中二氧化碳增加主要是由于化石燃料的大量燃烧，B正确；植树造林和减少化石燃料燃烧都有利于降低大气中二氧化碳的含量，C正确；能量流动是单向的，该图不能表示能量流动过程，D错误。
答案 D
7. 解析 物质可以循环，能量不能循环，A错误；降低大气中二氧化碳的含量主要是通过②生产者的光合作用来实现的，故植树造林有助于增强过程②而减少大气CO2含量，B正确；③化石燃料的燃烧是引起大气中二氧化碳含量增加的主要原因，减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施，C正确；低碳生活方式有助于维持生物圈中的碳平衡，D正确。
答案 A
8. 解析 D是分解者不属于食物链成分，A错误；生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的，B正确；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，C错误；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，D正确。
答案 AC
9. 解析 非生物环境中物质的循环具有全球性，所以可以通过多种途径被生物群落反复利用，A正确；物质是循环的，在生物圈中不会减少，B错误；植物不会利用粪便中的能量，粪便中的能量是传递给分解者，C错误；生态系统处于稳定状态时，能量输入和输出相等，D错误。
答案 A
10. 解析 分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多，所以可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤，A正确；由实验目的可知，实验分两组，一组实验组，一组对照组，所以要将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份，B正确；应将灭菌的土壤设为实验组，不做处理的土壤设为对照组，C错误；将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况，D正确。
答案 C
11. 解析 叶绿体是高等绿色植物进行光合作用的细胞器，A正确；甲、乙中，乙可能表示热带雨林，因为热带雨林温度高、湿度大，分解者活动比较强，积累土壤中的有机物比例低，B错误；农药施用不当，会引起土壤污染，不易分解的农药，可通过食物链发生生物富集作用，并且营养级越高的生物体内往往积累越多，C正确；土壤缺水可导致植物叶片部分气孔关闭，使光合作用受到影响，D正确。
答案 ACD
12. 解析 a是光合作用或化能合成作用，b是消费者的呼吸作用，A正确；A是消费者，C是生产者，生物群落与非生物环境之间以CO2的形式循环流动，而生物群落内部以含碳有机物的形式传递，B错误；对E(化石燃料)过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡，C正确；能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程，D正确。
答案 B
13. 解析 组成生物体的C、H、O等元素可在生物群落与非生物环境之间反复循环流动，A正确；生态系统的能量开始于生产者对太阳能的辐射固定，即通过绿色植物的光合作用同化太阳能，所以生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，B错误；生态系统通过信息传递把各组分密切联系起来，在维持生态系统稳定中有重要的作用，C正确；生态系统的各成分中生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，但人们可利用的物质和能量不一定越多，D错误。
答案 AC
14. 解析 (1)由于碳的固定量小于碳的释放量，导致大气中二氧化碳浓度增加，形成温室效应，由题可知，此时生物圈为碳源。当CO2等温室气体导致气候变暖时，会引起植物和土壤微生物呼吸作用增强，反过来又会导致陆地生态系统释放更多的CO2，这种现象属于正反馈调节。(2)湿地生产者固定的碳量与生产者、消费者和分解者所释放的碳量基本持平，故碳汇和碳源基本持平。(3)生态系统的碳循环具有全球性。
答案 (1)碳源 正反馈 (2)生产者 生产者、消费者和分解者 (3)全球
15. 解析 (1)过程③为动植物的呼吸作用，从微观上看，其呼吸作用主要是在细胞内线粒体中进行的。(2)碳从非生物环境进入生物群落的主要途径为①生产者的光合作用；除此之外，碳还可通过硝化细菌等化能自养型生物的化能合成作用进入生物群落；碳主要以二氧化碳的形式从非生物环境进入生物群落。(3)④表示动植物的尸体被微生物分解，参与过程④的生物新陈代谢类型是异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型。它们与同区域中的动植物共同构成了生物群落。(4)从上图可知，减少温室效应的最关键的措施：第一、保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率；第二、控制化石燃料的燃烧，减少CO2的排放量，提高能源利用率，开发水能、太阳能等新能源。(5)碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用呼吸作用散失的热能，因而能量流动具有逐级递减、单向流动的特点。
答案 (1)线粒体 (2)光合作用 化能合成作用 CO2
(3)异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型 生物群落 (4)①保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率；②控制化石燃料的燃烧，减少CO2的排放量，提高能源利用率；③开发水能、太阳能等新能源 (5)热能 逐级递减、单向流动
16解析 (1)由于有很多因素影响植物的光合作用和呼吸作用，所以大气中二氧化碳的含量有着明显的昼夜变化和季节变化。(2)据图分析可判断图中A是生产者，所以A是第一营养级。碳进入生物群落的主要生理过程是光合作用，可用图中数字②表示。(3)由图可见a是第二营养级，因b和c的能量相同，所以第三营养级是b和c，所以a与其下一营养级之间的能量传递效率为(10＋10)/100×100%＝20%，b与c的关系为竞争。
答案 (1)昼夜 季节 (2)A ② (3)20% 竞争
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