2022届高考生物一轮复习(精选题库)必修3第2单元第4讲-生态系统的功能——能量流动和物质循环.docx

第4讲　生态系统的功能——能量流淌和
物质循环

1．右图为生态系统能量流淌的部分图解，①代表确定的能量值。下列相关叙述中，正确的是 (　　)
A．生态系统的能量流淌是循环进行的
B．能量在沿食物链流淌时逐级递减
C．次级消费者属于其次养分级
D．图中①代表呼吸作用所消耗的能量
解析　生态系统能量流淌是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三养分级；图中①代表流向分解者的能量。
答案　B
2．右图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的养分级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是 (　　)
A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B．该图所示的食物网只有1条食物链：Ⅰ―→Ⅱ―→Ⅲ―→Ⅳ
C．E1表示的能量主要是通过光合作用所输入的能量
D．能量可在食物链中循环利用
解析　图中Ⅰ代表生产者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者，A项错误。每一养分级的生物种类可能有很多，该图所示的食物网可能由很多条食物链组成，B项错误。生态系统中能量流淌是单向的，能量不能循环利用，D项错误。
答案　C
3．如图所示为某人工松林18年间能量流淌状况的调查统计(单位略)，有关说法正确的是 (　　)

A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量
B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性
C．18年间该松林中分解者猎取的总能量是285×1010
D．动物的存在加快了人工松林的物质循环
解析　图中“能量Q”是生产者用于自身生长发育和繁殖的能量，A错误；从图中信息可知，从生产者到动物的能量传递效率极低，要维持该生态系统的稳定应人工补充能量，B错误；分解者获得的能量中还有动物流向其的能量，C错误；生态系统中消费者的存在能加快物质的循环，D正确。
答案　D
4．在生态系统中，养分级越高的生物获得的总能量越少。下列解释错误的是 (　　)
A．各养分级中总有一部分能量被分解者利用
B．各养分级中的能量一部分以热能形式散失
C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量
D．能量金字塔顶层的生物数量少需要能量少
解析　D项应当是能量金字塔顶层的生物由于所处的养分级高，因而获得的能量最少，不能满足太多个体所需。
答案　D
5．右图是一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质输入和输出的状况下，下列说法正确的是 (　　)
A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统
B．组分1、2、3分别代表生产者、消费者和分解者
C．在一个幼苗健壮成长的农田生态系统中，能量的输出量和输入量相等
D．假如组分1是生产者，那么组分1代表的确定是绿色植物
解析　地球上几乎全部的生态系统所需要的能量都来自太阳能并被生产者固定为化学能；组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者；农田生态系统中由于部分能量固定在植物的有机物中，因此输出量和输入量不相等；生产者除了绿色植物之外还有能进行化能合成作用的硝化细菌等生物。
答案　A
6．下图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析错误的是 (　　)

A．④增多是温室效应产生的主要缘由
B．图中箭头可以表示碳元素的循环方向
C．甲、乙种间关系的调整还需要信息传递的作用
D．无机环境中的CO2可以来自细胞呼吸
解析　由图示中的箭头可知，甲是生产者，丁是分解者，乙、丙是消费者，温室效应产生的主要缘由是化学燃料的大量燃烧，使大气中的二氧化碳含量过多，不是分解者的呼吸增加；物质是循环的，因此图示中的箭头可以表示碳元素的循环方向；信息传递可以调整种间关系；无机环境中的二氧化碳可以来自生物细胞的呼吸，也可以来自化学燃料的燃烧。
答案　A
7．在“草―→昆虫―→食虫鸟―→鹰”这条食物链中，鹰每增加1 kg有机物体重，问草至少从土壤中吸取水分多少 kg(设草吸取的水分只有1%参与光合作用) (　　)
A．125 B．75 C．7 500 D．12 500
解析　依据食物链中能量传递特点可得，在题中所述的食物链中鹰增加1 kg有机物，至少需要草中有机物的量为1 kg÷(20%)3＝125 (kg)。依据光合作用的反应式可得如下关系：6H2O～C6H12O6，可计算出需要H2O的质量为[(6×18×125)÷180]÷1%＝7 500 (kg)。
答案　C
8．对下列两条食物链的分析正确的是 (　　)
①玉米―→人　②玉米―→牛―→人
A．一个吃玉米的人获得的能量确定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B．能量沿食物链单向流淌，传递效率随养分级上升而逐级递减
C．长期坚持素食可缓解世界粮食短缺问题
D．若种植玉米的土壤中含相同浓度的某重金属盐，则②中的人比①中的人重金属元素积累少
解析　能量的传递效率是10%～20%，与养分级凹凸没有直接关系，故B错误。长期坚持素食，可削减能量传递过程中的损失，有利于缓解世界粮食短缺问题，故C正确。重金属元素在食物链中流淌时存在富集现象，养分级越高，富集作用越强，所以②中的人体内重金属元素积累相对较多，故D错误。
答案　C
9．如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况。有关叙述正确的是(　　)

①生产者呼吸释放量　②分解者呼吸释放量　③消费者呼吸释放量　④生产者光合作用消耗量
A．流经该生态系统的总能量可用④表示
B．②的量越小，说明该生态系统施用的有机肥料越多
C．该生态系统中消费者同化量的多少可用③表示
D．该生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
解析　④表示生产者光合作用消耗的CO2量，可表示流经该生态系统的总能量；生态系统施用的有机肥料越多，分解者呼吸越旺盛，释放的CO2量越多；生态系统中消费者同化量大于③表示的呼吸量；该生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，这是由于还有一部分能量储存在生物体内。
答案　A
10．某生态系统森林现存量为35 kg/m2，纯生产量是5 460 kJ/（m2·a），呼吸量占总生产量的45%，则总生产量是 （　　）
A．191 100 kJ/（m2·a） B．5 495 kJ/（m2·a）
C．9 927 kJ/（m2·a） D．19 110 kJ/（m2·a）
解析　总生产量＝纯生产量＋呼吸量，年总生产量与生物的现存量之间没有联系。设总生产量为x，则x＝5 460 kJ/（m·a）＋x·45%。解得X≈9 927 kJ/（m2·a）。
答案　C
11．下图为生态系统能量流淌示意图，下列等式中不行能成立的是 (　　)

A．B2＝A×(10%～20%)
B．A＝F＋B1＋C1＋D1＋E1
C．A－(B1＋B3)＝C1＋C2＋C3
D．C3＝B2×(80%～90%)
解析　由于B2＝C1＋C2＋C3，C2＝B2×(10%～20%)，所以C3散失，即A＝F＋B1＋C1＋D1＋E1。
答案　D
12．下面是某生态农场生产流程示意图，据图推断，下列说法正确的是 (　　)

A．能量经过多级利用，实现了生态系统能量的良性循环
B．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低
C．当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时，能量就从第三养分级流入第四养分级
D．每一环节都获得产品，循环利用了农业有机废弃物，提高了生态效益和经济效益
解析　生态系统能够实现物质循环，而能量是不能被循环利用的，A项错。生态系统各养分级之间能量传递效率为10%～20%，通过人类的活动，可以调整生态系统能量流淌关系，使能量流向对人类最有益的部分，提高生态系统的能量利用效率，获得生态效益和经济效益，故B项错、D项正确。蚯蚓在生态系统中属于分解者，故C项错。
答案　D
13．下图甲表示含有大量藻类、底层水草及挺水植物(芦蒿、香莲)的新型池塘生态系统模式图。图乙中a～d表示藻类和鲢鱼能量流淌过程中不同去向能量的相对值。

(1)与香莲竞争最激烈的生物是________；人占有________个养分级。
(2)从生态学原理上看，利用粪尿种植蘑菇这一实例体现了________的原理。
(3)若图乙中c1＝a2＋b2＋c2＋d2，则从藻类到鲢鱼的能量传递效率为________(用字母表示)。
解析　图甲中，由于芦蒿和香莲均为挺水植物，生存环境相像，故竞争最激烈；人占有第2、3、4共3个养分级。图乙分别表示了藻类和鲢鱼的4条能量去路：自身呼吸消耗、流入下一养分级、被分解者利用以及未被利用。由于这4条能量去路之和等于该养分级同化的能量，且c1＝a2＋b2＋c2＋d2，所以c1表示由藻类流向鲢鱼的能量，故两者间的能量传递效率为c1/(a1＋b1＋c1＋d1)或(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)。
答案　(1)芦蒿　3　(2)物质循环再生　(3)c1/(a1＋b1＋c1＋d1)或(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)
14．下面A图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。B图是将A图中的各养分级所含有的能量进行分类剖析，图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量(假设它不被下一养分级利用)，e、e1、e2表示呼吸消耗量。据图作答。

(1)如设种群Q1、Q2个体数为N1、N2，平均每个个体所占的能量为W1、W2，那么，N1、W1与N2、W2之间的关系是__________________________________。
(2)每年流入这个生态系统的总能量是______________________________。
(3)B图中Q1的b1和d1表示_________________
(4)若P和Q1同化作用固定能量的总量分别为480 J/(cm2·a)和72 J/(cm2·a)，生物体内贮存的能量分别为200 J/(cm2·a)和24 J/(cm2·a)。那么，能量从P传递到Q1的效率为___________________________________________。
解析　(1)N1·W1表示初级消费者的总能量，N2·W2表示次级消费者的总能量，据能量流淌的特点可知，N1·W1>N2·W2。(2)每年流入这个生态系统的总能量即植物光合作用利用的光能，即图中b＋c＋d＋e。(3)Q1同化的总能量即P中的c，包括四个去向：呼吸消耗(e1)、流入Q2(c1)、被分解者分解和未被利用的能量，b1和d1即表示后两部分能量。(4)能量传递效率指两个养分级总能量的比值，故能量从P传递到Q1的效率为×100%＝15%。
答案　(1)N1·W1>N2·W2　(2)P＝b＋c＋d＋e　(3)未被Q2利用的能量　被分解者利用的能量　(4)15%
15．生态系统的物质循环指组成生物体的化学元素的循环，碳循环是主要的循环形式之一。植物与动物之间有着各种各样的关系。假如将一种植物和一种动物放在一封闭系统内，用pH试纸测定此系统中所发生的二氧化碳的浓度变化就能争辩与碳循环有关的问题。请用以下材料和用具完成下列试验以验证生态系统中植物和动物之间碳循环的相互关系。
试验材料：试管架、4支试管、铝箔4张、光源、2只田螺、2枝金鱼藻、50 mL量筒、去氯的水、pH试纸。
(1)试验目的是__________________________________________________。
(2)请完善下列试验步骤、结果和结论：
　　试管
　 编号
项目　　
1
2
3
4
步骤
第一步
每支试管中加入等量的去氯水
其次步

一只田螺
一枝金鱼藻
A
第三步
测定每支试管中的pH后用双层铝箔将试管口封住
第四步
B
第五步
每20 min测定一次pH，共测8次
试验结果
pH无变化
C
D
pH无变化或略有上升
试验结论
E
A____________________；B______________________；
C____________________；D______________________；
E______________________________________________________________。
(3)试验步骤中1号试管的作用是________。
解析　从何种物质考查碳的转化是首先要解决的问题，本试验中将碳转换为CO2进行争辩，试管1不做任何处理作为对比。本试验参照了缺项把握试验法的原理。试管1、2、3为对比组，试管4为试验组，故试管1、2、3分别处理为不加任何动物或植物、加一只田螺、加一枝金鱼藻，则试管4应加入一只田螺和一枝金鱼藻；生态系统需从外界猎取能量，可将4支试管同时放在较强的光源下照射，每隔确定时间测定pH。
答案　(1)验证生态系统中植物和动物之间碳循环的相互关系　(2)A.一只田螺、一枝金鱼藻　B．将试管放在较强光源下照射　C．pH下降　D．pH上升　E．碳在生产者和消费者之间通过光合作用和呼吸作用进行转化，即在生态系统内进行循环　(3)对比