2023新教材高中生物第3章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环对点训练新人教版选择性必修2

第3节生态系统的物质循环一、选择题知识点一碳循环[题型一物质循环的概念及特点]1．生物地球化学循环是指组成生物的元素()A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程C．在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动D．在生物圈的生物群落与非生物环境之间的反复循环运动答案D解析生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生态系统的生物群落与非生物环境之间反复循环运动，这里的生态系统指的是生物圈，其中的物质循环具有全球性，所以叫“生物地球化学循环”。2．为保护环境，减少温室气体CO2的排放，需要世界各国的共同努力，是因为()A．物质循环具有全球性B．物质循环具有单向性C．能量流动具有循环性D．能量流动是逐级递减的答案A解析温室气体CO2参与生物地球化学循环，即物质循环具有全球性的特点，所以，为了保护环境，减少温室气体CO2的排放，需要各国共同努力。[题型二碳循环过程]3．碳在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式是()A．碳酸盐B．二氧化碳C．有机化合物D．无机盐答案B解析碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，B正确。4．在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是()A．微生物的分解作用B．绿色植物的光合作用和微生物的分解作用C．动物的呼吸作用D．煤和石油的燃烧答案B解析生态系统中的碳在生物群落和非生物环境之间主要是以CO2的形式循环的，而非生物环境中的CO2主要通过生产者的光合作用转化为有机物，才能被消费者利用。生产者和消费者中的有机物一部分可以通过自身的呼吸作用将碳回归到非生物环境中。动植物遗体、排出物和残落物中的有机物则被分解者分解成CO2，返回非生物环境。5．下面有关温室效应的叙述，不恰当的是()A．化石燃料的燃烧是导致温室效应的主要原因B．我国实施的“三北防护林”工程具有巨大的固碳吸碳能力C．倡行“低碳生活”减少二氧化碳的排放，有助于缓解温室效应D．植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施答案D解析化学燃料的燃烧导致沉积在地下上千万年的碳元素短时间内释放出来，是导致温室效应的主要原因，A不符合题意；我国采取的植树造林，提高森林覆盖率的措施在吸收和固定CO2方面发挥了重要作用，B不符合题意；减少CO2的排放可以起到缓解温室效应的作用，C不符合题意；降低CO2排放是解决温室效应的最主要措施，D符合题意。[题型三碳循环过程示意图分析]6．右图为一个生态系统碳循环的模式图，则()A．碳通过光合作用和化能合成作用进入甲B．碳在甲、乙、丙之间以CO2或含碳有机物的形式传递C．丙处于最高营养级D．丁主要是微生物答案A解析由于甲、乙、丙中的物质都可以释放到丁中，因此丁是大气中的CO2，则甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。碳通过光合作用和化能合成作用进入生产者甲体内，A正确；碳在生物群落甲、乙、丙中以含碳有机物的形势传递，B错误；丙是分解者，不属于食物链中的组成部分，C错误；丁为大气中的CO2，不包括微生物，D错误。7．某同学画出3幅生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误的是()A．3幅图中生产者都是AB．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2进入大气以及大气中CO2与水圈中CO2互相流动的过程答案A解析图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者，A错误；图1中C为消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A为生产者，C为非生物环境，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确。知识点二生物富集8．下列各项中，能通过食物链传递引起生物富集现象的是()A．DDT污染B．SO2污染C．噪声污染D．氟利昂污染答案A解析DDT是难以降解的有机农药，可以通过食物链传递，引起生物富集现象，A正确。9．下列关于生物富集的概念叙述正确的是()A．某种元素在生物体内积累，其浓度超过环境浓度的现象B．某种元素或难以降解的化合物在机体内积累，浓度超过环境浓度的现象C．某种化合物在机体内浓度超过环境浓度的现象D．某种元素或化合物沿食物链(食物网)不断积累，最终浓度超过环境浓度的现象答案B解析生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象叫做生物富集。10．下图为铅(Pb)在生物体内富集的过程，有关说法不正确的是()A．动植物都可以从非生物环境中摄入铅B．人类活动增加了物质循环中铅的含量C．铅进入人体形成稳定的化合物，不易被排出，故对人体有害D．镉、汞等物质在人体内的积累过程类似答案C解析铅本身对人体有害，进入人体形成稳定的化合物，不易被排出，是铅在人体内积累的原因之一，C错误。知识点三能量流动和物质循环的关系[题型一物质循环和能量流动的关系]11．两位同学在观看有关恐龙的影片，甲同学提出：“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量”，乙同学也提出：“我体内的物质中也可能有远古恐龙体内的物质”，你怎样认为这两位同学的说法()A．两位同学的说法都有道理B．两位同学的说法都错误C．只有甲同学的说法有道理D．只有乙同学的说法有道理答案D解析能量是单向流动、不循环的，所以远古恐龙体内的能量最终通过呼吸作用转化为热能散失了，而热能是不能被生物体利用的能量，故甲同学的说法不对；物质是循环、可重复利用的，远古恐龙体内的元素可进入无机环境，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，所以乙同学的说法有道理。12．下列关于能量流动和物质循环的说法正确的是()A．在物质循环过程中，无机环境中的能量可以被生物群落反复利用B．在生态系统中，先进行物质循环，后进行能量流动C．物质是能量的载体，能量随着物质在非生物环境和生物群落之间循环流动D．能量可驱动物质循环答案D解析在物质循环过程中，非生物环境中物质的循环具有全球性，但能量不能被生物群落反复利用，A错误；生态系统中物质是能量的载体，使物质在生物群落与非生物环境之间往复循环的动力是能量，没有先后之分，B错误；物质是能量的载体，能量随着物质在非生物环境和生物群落之间单向流动、不循环，C错误；能量是物质循环的动力，所以能量流动可驱动物质循环，D正确。[题型二探究土壤微生物的分解作用实验]13．某同学完成了“土壤微生物的分解作用”的对照实验，对照组()A．土壤不做处理，自然状态B．土壤进行处理C．排除土壤微生物的作用D．尽可能避免改变土壤理化性质答案A解析土壤微生物的分解作用的实验中自变量是土壤微生物的有无，因变量是有机物的分解情况，对照实验中的对照组，就是接近于自然状态的一组，即不施加变量处理的一组，实验组是灭菌处理的土壤。14．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是()1组2组3组4组土壤处理灭菌不灭菌灭菌不灭菌土壤湿度湿润湿润较干燥较干燥A．该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用B．该实验的自变量为土壤是否灭菌，因变量是土壤的湿度C．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理D．预期结论是1、3组中的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度分解答案B解析题中表格有两个自变量：土壤是否灭菌和土壤的湿度，因此可以探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用，A正确，B错误；作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，防止落叶中的微生物影响实验结果，C正确；1组和3组土壤灭菌，没有微生物分解落叶，2组和4组没有灭菌，土壤中有微生物分解落叶，只是在湿润和较干燥的环境中分解程度不同，D正确。二、非选择题15．根据下面的碳循环示意图回答问题。(1)岩石圈中的碳以________形式储存，故不直接参与循环。(2)碳从非生物环境中进入生物群落的途径①是________________________；③表示的是________，④表示________。(3)参与过程④的生物新陈代谢类型是________；它们与同区域中的生产者、消费者共同构成了________。(4)当大气中CO2含量增加，水圈中CO2含量也________，当大气中CO2发生局部短缺，________________，说明____________________________________。答案(1)无机盐(碳酸盐)(2)光合作用呼吸作用分解者的分解作用(3)异养需氧型和异养厌养型生物群落(4)增加水圈中CO2也能及时进入大气海洋(水圈)对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用解析(1)岩石圈中的碳以无机盐形式储存，如碳酸盐等，故不直接参与循环。(3)生态系统中的分解者都是异养型生物，有需氧型和厌氧型，因此属于异养需氧型和异养厌养型；它们与同区域中的生产者和消费者共同构成了生物群落。16．下图中的图1是某生态系统碳循环的示意图，图2表示该生态系统部分种群的食物关系，请据图分析回答：(1)图1中属于生物群落的是________(填字母)。碳在生物群落和非生物环境之间主要是以________的形式进行循环，而在生物群落内部则主要是以________的形式进行流动。(2)图2中d和c的种间关系是________。若a固定的能量不变，d减少，则c可利用的能量________。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。(3)图2中a同化的能量除呼吸消耗外，其余的能量用于自身的________。(4)据图1提出两项实现“低碳”、缓解温室效应的关键措施：①_____________________________________________________________________________________________________________________________________；②_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)A、B、C、DCO2有机物(碳)(2)种间竞争增加4.5×107(3)生长、发育和繁殖(4)①减少化石燃料的使用②植树造林，增加植被(或开发水能、太阳能等新能源)(答案合理即可)解析(1)由图A、E之间为双向箭头，且都有箭头指向E，则E为大气中CO2库，A为生产者；A、D都有箭头指向C，则D为消费者，C为分解者。所以属于生物群落的有A、B、C、D。碳在生物群落和非生物环境之间以CO2的形式进行循环，而在生物群落中以有机碳的形式进行流动。(2)图2中，d和c都以e为食，属于种间竞争关系；a以d、c为食，若a固定的能量不变，d减少，则c可利用的e会增加，所以c可利用的能量增加；a是较高营养级，能量最少应根据最低传递效率10%来计算，则a种群中的能量至少为(5.8×109×10%－1.3×108)×10%＝4.5×107(kJ)。(3)图2中a同化的能量用于自身的呼吸作用和自身的生长、发育和繁殖。(4)一方面通过减少化石燃料的燃烧、开发新能源来减少向大气中排放二氧化碳，另一方面可通过增加植被来增强对二氧化碳的吸收，从而缓解温室效应。易错题型物质循环的特点理解17．下列关于物质循环的叙述正确的是()A．生产者和非生物环境之间可以直接进行碳循环B．消费者与非生物环境之间可以直接进行碳循环C．物质循环在生产者、消费者和分解者之间进行D．不同的生态系统都能独立地完成各自的物质循环答案A解析因为生产者可以通过光合作用或化能合成作用，直接利用非生物环境中的CO2，合成自身的组成物质，也能通过细胞呼吸直接将CO2释放到非生物环境中，所以二者之间可以直接进行碳循环，A正确；消费者只能通过细胞呼吸向非生物环境中释放CO2，但不能直接利用CO2，B错误；物质循环应是在非生物环境与生物群落之间进行的，C错误；物质循环是在整个生物圈中进行的，D错误。一、选择题1．关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是()A．所指的物质是组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素B．所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈C．所说的循环是指物质在生物群落与非生物环境之间反复出现、循环流动D．由于生物营养级越高得到的能量越少，故物质在循环过程中是不断递减的答案D解析物质循环过程中非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用，不存在逐级递减过程，D错误。2．如图表示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述正确的是()A．鱼粉喂猪、猪粪喂鱼实现了能量循环利用B．水稻可以从蚕粪和猪粪中吸收更多有机物C．粪便、塘泥作肥料又归田，实现了物质循环再生D．该生态农业的启示来自于能量流动的特点答案C解析蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用，能量不能循环利用，A错误；水稻不能利用有机物，利用了有机物分解成的无机物，B错误；该生态农业的启示来自于物质循环的特点，D错误。3．关于生态系统碳循环的叙述，不正确的是()A．碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环B．生态系统的各种成分都参与碳循环过程C．倡导低碳生活方式的主要方法是提高人均绿地面积D．碳元素和能量都能从植物直接或间接的传递给各种动物答案C解析碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式进行循环，在生物群落内部，碳是以有机物的形式流动，A正确；碳通过生产者以二氧化碳的形式由非生物环境进入生物群落，通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用又以二氧化碳的形式返回非生物环境，所以生态系统的各种成分都参与碳循环过程，B正确；能量储存在含碳有机物中，植物中的含碳有机物可通过植食性动物传递给肉食性动物等，所以碳元素和能量都能从植物直接或间接的传递给各种动物，D正确。4．下列有关碳循环的叙述错误的是()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答案A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；当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加，如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时进入大气，所以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。5．如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是()A．图中甲、乙、丙、丁及分解者构成了该生态系统的生物群落B．图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸C．若缺少丙类群，则生态系统的物质循环不能正常进行D．在非生物环境中，水圈和大气之间也有碳元素的流动答案D解析甲、丁分别表示生产者、分解者，乙、丙表示消费者，图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落，A错误；c、d分别表示乙、丙同化的能量，b表示生产者的呼吸量，B错误；缺少丁类生物，物质循环将不能正常进行，C错误；在水圈和大气之间会有碳元素的流动，以调节大气中CO2含量，D正确。6．我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳循环如下图所示，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列选项正确的是()A．夏季，a>b＋c＋eB．秋季，e＋f<gC．春季，g＝b＋e＋fD．冬季，d>c＋f答案A解析在题目所给出的生态系统中，a代表绿色植物通过光合作用合成的有机物，这是流经该森林生态系统的总物质，数量最大；b代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；c代表通过食物链流入到动物(各级消费者)体内的有机物；d代表动物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；e代表植物的残枝、落叶流入到分解者的物质；f代表动物流入到分解者的物质；g代表分解者呼吸作用散失到大气中的二氧化碳。在一年中的不同季节，植物进行光合作用的强度不同。在夏季，处于平衡状态的森林生态系统，植物光合作用所固定的有机物>植物呼吸作用所消耗的有机物＋流入到动物体内的有机物＋流入到分解者的有机物。7．在生态系统中，一些有害物质如铅、汞等在生物体内难以降解，下列各项中，能够表示某食物链中生物体内有害物质数量关系的图示是()答案B解析有毒物质如铅、汞等会沿着食物链传递并逐渐富集积累，在一条食物链中营养级越低有毒物质积累越少，营养级越高有毒物质积累越多。在食物链：草→兔→狐中，狐的营养级最高，有毒物质积累最多，草的营养级最低，有毒物质积累最少。8．下列有关生物富集现象的说法正确的是()A．生物体积蓄某种元素或化合物，使机体内物质浓度超过环境浓度的现象叫作生物富集B．生物富集现象全球性的基础是物质循环具有全球性C．发生生物富集现象的物质包括重金属、人工合成的有机物和放射性物质等D．铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等与碳、氮等物质在生物圈中的循环过程和特点相同答案B解析生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象叫作生物富集现象，A错误；发生生物富集现象的物质包括重金属、部分人工合成的有机物(如DDT、六六六等)和一些放射性物质等，C错误；铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等不能较快地通过食物链回归非生物环境，因此两者的循环特点不同，D错误。9．下列关于生态系统能量流动和物质循环关系的叙述，不正确的是()A．是密切联系的两个过程B．在能量流动过程中，物质是能量的载体C．从物质循环来说，生物圈是一个自给自足的系统D．从能量流动来说，生态系统是一个自给自足的系统答案D解析能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，A、B正确；在生物圈中物质不断在生物群落和非生物环境之间循环往返，所以可以自给自足，C正确；生态系统的能量最终来自太阳能，D错误。10．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．碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的答案C11．为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，错误的是()A．可选择带有落叶的土壤为实验材料B．将落叶平均分成两份，置于网兜中C．把土壤分成两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理D．将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察落叶的腐烂情况答案C解析本实验的自变量是土壤中是否有微生物，因此实验组土壤要进行灭菌处理，对照组土壤保持自然状态，C错误。二、非选择题12．图1为某草原生态系统的部分碳循环示意图，甲～丁为生态系统的组成成分；图2为该生态系统的部分能量流动示意图(不考虑未利用的能量)。据图分析回答：(1)图1中，碳元素进入非生物环境的途径是________(填序号)，能量进入群落的主要途径是________(填序号)。(2)生态系统的结构包括________和________，图2中B表示__________________________________，若鼠摄入能量为2.2×109kJ，A中能量为1.6×109kJ，B中能量为1.2×109kJ，狼同化能量为2.4×108kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为________。(3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是____________________。(4)生态系统的物质循环与能量流动具有不同的特点，在物质循环中，非生物环境中的物质可以被生物群落________。(5)生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的：物质作为能量的载体，使能量沿着________流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。答案(1)②③④①(2)组成成分营养结构(食物链和食物网)用于生长、发育、繁殖的能量(储存在体内的能量)15%(3)单向流动、逐级递减(4)反复利用(5)食物链(网)解析(1)分析图解可知，碳元素进入非生物环境的途径是②③动植物的呼吸作用和④分解者的分解作用，能量进入群落的主要途径是①光合作用。(2)生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网)。图2中A表示鼠同化的能量，其中一部分以呼吸作用散失后，还有一部分(B)用于生长、发育、繁殖的能量(储存在体内的能量)。由分析可知，A表示鼠同化的能量，A中能量为1.6×109kJ，而狼同化能量为2.4×108kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率＝(2.4×108)÷(1.6×109)×100%＝15%。(5)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。13．阅读以下材料，回答问题。DDT是一种有机氯农药，化学结构稳定，在环境中不易降解，具有杀虫谱广、药效强劲持久、生产简单、价格便宜等诸多优点。到1945年随着它的使用面积增大，蚊、蝇、虱等明显减少，有效防止了整个欧洲斑疹、伤寒病的流行，并控制了疟疾和脑炎病的传播。(1)据调查，疟疾的主要传播者是按蚊，疟原虫通过按蚊叮咬人体而寄生在人体内，引发疟疾。非洲湿热的环境十分利于按蚊的生存。①在自然状况下，直接影响按蚊种群密度的特征是________________。②1996年南非等一些非洲国家尝试用环境危害较低的拟除虫菊酯类杀虫剂取代DDT，但随后爆发了几次疟疾流行。2000年南非重新开始使用DDT。根据图显示的数据分析，在DDT重新使用前后，非洲疟疾流行的特点是________________________________，造成这一结果的原因是________________________________________________________。(2)由于DDT具有持久性、生物富集性、毒性，而且历史用量多达200万吨以上，虽然禁用已有40多年，仍然在地球上无处不在。科研人员调查白洋淀水域生态系统各成