1、生态系统的物质循环 (20分钟70分)一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分)1. 生态系统的物质循环是指()A.组成生物体的基本元素在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程B.能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程C.组成生物体的基本元素在组成生态系统的生物群落的生物体内的反复循环运动D.组成生物体的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动【解析】选D。生态系统的物质循环的定义是:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环,又称为生物地球化学循环。【误区警示】物质循环常见的
2、三个易错点(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上最大的生态系统生物圈,因此物质循环具有全球性。(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物,而是指组成生物体的化学元素,如C、H、O、N、P、S等。(3)碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。2.(2020启东中学高二检测)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【解析】选B。绿色植物的光合作用可以将无机环境
3、中的二氧化碳固定合成有机物进入生物群落;微生物的分解作用可以将生物群落中动植物的遗体、残骸中的有机物分解成二氧化碳释放到无机环境中。所以绿色植物的光合作用和微生物的分解作用在生态系统中对碳循环起到关键作用,A错误,B正确。动物的呼吸作用只能使碳从生物群落返回到无机环境,C错误。煤和石油的燃烧也只能使碳从生物群落返回到无机环境中,D错误。3.环境问题是全世界人民密切关注的问题,以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列叙述正确的是()A.煤、石油和天然气的大量燃烧,致使大气中的CO2急剧增加,导致温室效应B.大气中CO2进入生物群落
4、的方式只能是植物的光合作用C.生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用D.温室气体只有二氧化碳 【解析】选A。煤、石油和天然气等化石燃料的大量燃烧,致使大气中的CO2急剧增加,造成温室效应,A正确;大气中CO2进入生物群落的方式主要是植物的光合作用,此外还有微生物的化能合成作用,B错误;生物群落中的碳元素进入大气的方式包括生产者和消费者的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃烧,C错误;产生温室效应的气体主要有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、臭氧等,D错误。4.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,下列有关叙述,错误的是()A.大气中二氧化碳的含量没有明显的
5、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【解析】选A。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。5.(2020哈尔滨高二检测)下列关于生态系统能量流动与物质循环的叙述,错误的
6、是()A.生态系统维持正常功能需要不断得到系统外的能量补充B.“桑基鱼塘”可以提高能量传递效率并实现物质循环C.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程D.分解者所需的能量可来自食物网中的各个营养级【解析】选B。能量流动的特点是单向流动、逐级递减,因此生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量补充,A正确;“桑基鱼塘”可以实现物质的循环和能量的多级利用,但不能提高能量传递的效率,B错误;生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程,C正确;食物网中的各个营养级死后的遗体都会流向分解者,分解者所需的能量可来自食物网中的各个营养级,D正确。6.(2020武汉高二检测)温室效应
7、与大气中CO2过多,碳循环失衡有关,下列叙述错误的是()A.图中应该增加异养生物 a 指向无机环境的箭头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【解题导引】(1)掌握碳循环的过程以及特点,识记能量流动的过程和特点。(2)能够识图分析判断图中的生物成分及其功能,理解碳循环的不平衡导致的温室效应及其采取的措施。【解析】选D。由图可知,异养生物a呼吸产生的二氧化碳应指向无机环境,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
8、;能量流动是单向的,该图不能表示能量流动方向,D错误。【补偿训练】(2020青海高二检测)如图为碳循环示意图,甲、乙、丙、丁代表生态系统的四种成分,下列有关叙述错误的是()A.甲是生态系统的基石B.该生态系统中的食物网可以表示为如图甲乙丙C.丙不一定是需氧型生物D.图中表示以二氧化碳形式流动的是【解析】选B。由图可知,甲与丁的关系是双向的,甲输出的途径多于输入的,说明甲是生产者,丁是大气中的CO2库,乙是消费者,丙是分解者,其中生产者是生态系统的基石,A正确;食物网与食物链中只包括生产者和消费者两种成分,丙作为分解者,不能出现在食物网与食物链中,B错误;丙作为分解者,可以是需氧型生物,也可以是
9、厌氧型生物,C正确;图中表示以二氧化碳形式流动的是光合作用、生产者的呼吸作用、分解者的分解作用、消费者的呼吸作用,D正确。7.如图为碳循环的部分示意图,下列叙述正确的是 ()A.碳循环是指CO2在生物圈中的循环过程B.伴随甲过程的进行,能量输入生物群落中C.乙过程只代表生物的呼吸作用D.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体【解析】选B。碳循环是指碳元素在生物圈中的循环过程,A错误;伴随光合作用或化能合成作用的进行,能量输入生物群落中,B正确;乙过程可以代表生物的呼吸作用,也可以代表化石燃料的燃烧,C错误;能完成该循环的生物,若是蓝细菌或硝化细菌等原核生物,只有一种细胞器核糖体,没有叶绿体和
10、线粒体,D错误。【互动探究】(1)题中甲、乙分别代表哪些生理活动?提示:甲过程将CO2合成了糖类,可以是光合作用或化能合成作用。乙过程可以代表生物的呼吸作用或化石燃料的燃烧。(2)甲、乙过程中碳主要以哪种形式存在?提示:CO2。8.曾震惊世界的日本水俣病是人吃了被甲基汞污染的鱼所引起的,经检测,水俣湾海水中甲基汞的含量为0.017 mg/L(符合0.5 mg/L以下的安全标准),对海水中具有营养关系的甲、乙、丙、丁、戊五种生物体内残存甲基汞的含量分析,结果如表:生 物甲乙丙丁戊甲基汞浓度/(mgL-1)0.0550.51500.48下列叙述错误的是()A.生物体内甲基汞含量的积累是通过食物链的
11、途径实现的B.种群丁体内甲基汞含量约是海水的3 000倍,对这个现象的正确解释是甲基汞沿食物链逐级富集C.这五种生物最简单的能量流动过程是甲戊丙乙丁D.该生态系统内碳循环开始于生产者【解析】选C。有毒物质甲基汞会通过食物链传递并逐渐积累, A正确;有毒物质甲基汞沿着食物链传递不断积累,营养级别越高体内积累的有毒物质甲基汞越多;甲基汞在生物体内比较稳定,不易分解,而且使生物体无法排出,随着食物链不断积累,B正确;在食物链中,营养级越高有毒物质积累得越多,营养级越低有毒物质积累得越少,根据有毒物质的多少排序0.05(甲)0.51、0.48(丙和戊)5(乙)50(丁),故食物链应为两条:甲戊乙丁、甲
12、丙乙丁,即丙和戊为同一个营养级,能量流动是沿着食物链传递并逐级递减的,因此能量流动过程就是食物链甲戊乙丁、甲丙乙丁,C错误;生态系统内碳循环开始于生产者的光合作用或化能合成作用,D正确。二、非选择题(共22分)9.(2020启东高二检测)低碳经济是以“尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体(二氧化碳)排放”为核心的新型经济。请回答下列问题。(1)地球上最活跃的碳循环主要以_形式发生于_碳库和_碳库之间。(2)现代工业出现之前大气圈CO2长期处于相对稳定状态,主要原因是_ 。(3)现代工业生产造成温室效应的主要原因是_。(4)人类要给正在“发烧”的地球“退烧”,除了发展低碳经济外,还
13、应积极采取_等措施。【解析】(1)碳循环发生于生物群落与无机环境之间,即题图中的大气圈碳库与生物碳库之间以CO2的形式进行循环。(2)若大气圈碳库中的碳进入生物碳库与生物碳库中的碳进入大气圈碳库的速率相等,碳循环将保持稳态。(3)近年来由于工业发展,化石燃料的燃烧使大气中的CO2的浓度增大,打破了碳循环的稳态,造成温室效应。(4)降低CO2除了发展低碳经济外,还要植树造林,加快对碳的吸收。答案:(1)CO2大气圈生物(2)植物通过光合作用从大气中吸收碳(CO2)的速率与通过动植物的呼吸和微生物的分解作用将碳(CO2)释放到大气中的速率大体相等 (3)化石燃料的燃烧使大气中CO2的浓度增大(4)
14、植树造林【补偿训练】如图是某生态系统碳循环示意图。请据图回答问题:(1)碳从大气中进入生物群落的生理过程是图中_,生物群落中碳进入大气中的生理过程是图中_。(2)碳在生态系统中主要以_形式进行全球性循环。(3)“哥本哈根世界气候大会”使全球再次聚焦碳排放问题,呼吁人们积极行动起来,力求减少图中_(填序号)过程碳的排放量。(4)能量流动是生态系统的重要功能,生态系统中的能量流动具有单向流动和_的特点。【解析】(1)图中的是通过光合作用从大气中固定二氧化碳到生物群落中的过程,是捕食作用,是碳从生物群落回归到无机环境的呼吸作用,是化石燃料的燃烧,是分解者的分解作用。(2)碳在生态系统中主要以二氧化碳
15、的形式进行全球性循环。(3)减少温室效应,即减少二氧化碳的排放量主要是减少图中的化石燃料的燃烧。(4)能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。答案: (1)光合作用呼吸作用(2)CO2(3) (4)逐级递减 (10分钟30分)1.(8分)某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环示意图,下列分析错误的是()A.三幅图中生产者都是AB.图1中C能加快生态系统的物质循环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【解析】选A。三幅图中的A分别表示生产者、生产者、二氧化碳库,A错误;图1中C为消费者,能加快生态系统的物质循环,
16、B正确;图2中C为无机环境,其余成分构成生物群落,生物群落中碳元素以含碳有机物的形式流动,C正确;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,D正确。【方法规律】碳循环图解中各成分判断技巧(1)判断双向箭头连接的是生产者和大气中的二氧化碳库,其中接收箭头多的是大气中的二氧化碳库,指出箭头多的是生产者。(2)判断生产者和大气中的二氧化碳库后,剩余部分是分解者和各级消费者。区分方法:接收箭头多的是分解者,剩下的都是各级消费者。2.(8分)(多选)如图表示某生态系统中4种成分之间的关系。下列叙述正确的是()A.甲和乙包含的所有种群可以构成群落B.丙代表的不一定是原核生物C.代表
17、光合作用,代表呼吸作用D.丁可以表示大气中的CO2【解析】选B、D。一个生物群落应包括甲(生产者)、乙(消费者)、丙(分解者),A错误;丙为分解者,包括营腐生生活的细菌、真菌和动物,B正确;连接的是生产者与消费者,代表捕食,代表光合作用,代表呼吸作用,C错误;丁是无机环境,可代表大气中的CO2,D正确。【实验探究】3.(14分)同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂,形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,不同生态系统的土壤微生物分解能力不同,并设计了实验进行验证。请回答下列问题:(1)实验设计首先要遵循的是_原则和对照原则。(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料,均分
18、为A和B。实验时A不做处理(自然状态);B用塑料袋包好,放在60 的恒温箱中灭菌1小时。B处理的目的是_。(3)第(2)问中实验的自变量是_,因变量是_。(4)如果同学们的猜测是正确的,若干天后(2)中B组的落叶腐烂程度_ A组。(5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料,分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验,定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量,请根据预期结果在图中绘出相应的曲线:【解析】(1)实验设计首先要遵循的是对照原则和单一变量原则。(2)B组用塑料袋包好以避免土壤理化性质的改变,放在60 的恒温箱中灭菌1小时的目的是杀死土壤微
19、生物。(3)根据前面的分析可知,该实验的自变量是土壤中微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度;无关变量如落叶的种类和大小等。(4)如果同学们的猜测是正确的,若干天后B组中的落叶由于无微生物的分解,其腐烂程度应小于A组。(5)在绘制曲线时,应注意以下几点:明确横坐标和纵坐标的意义,其中纵坐标为未腐烂的落叶量;两曲线的起点相同,注意纵坐标初始值不为 0;由于微生物的分解作用,两曲线呈下降趋势,且D组下降速度较C组快;随时间延长,微生物的数量增多,故两曲线的下降趋势是由慢到快。答案:(1)单一变量(2)杀死土壤微生物,同时避免土壤理化性质的改变(3)土壤微生物(作用)的有无落叶的腐烂程度(4)小于(5
20、) 【补偿训练】如图中的甲、乙、丙分别代表人的体液中物质交换、食物网中能量流动、生态系统碳循环的示意图。据此,下列说法中正确的是()A.甲图D与B间不能直接进行物质交换,D与A之间才能直接进行物质交换B.乙图中B从上一营养级获得的能量中,C占的比例为a;B体重增加x,至少需要A的量为y,则:y=20ax+5x C.从研究内容来看,甲和乙、丙分别属于生命系统的个体水平、群落水平和群落水平D.因捕食关系而建立的食物链中,能量最少的是丙图中的B所处的营养级【解析】选B。甲图D是细胞内液,B是淋巴,淋巴中也存在细胞,如淋巴细胞,淋巴可以和淋巴细胞内液直接进行物质交换,A错误;乙图中B分别处于第二和第三营养级,B从上一营养级获得的能量中,C占的比例为a;B体重增加x,至少需要A的量为y,则:y= ax20%20%+x(1-a)20%=20ax+5x,B正确;丙属于生态系统层次,C错误;丙图中的B为分解者,不属于营养级,D错误。
