人教版 (2019)选择性必修2第3章 生态系统及其稳定性第3节 生态系统的物质循环课后测评

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题组一 物质循环
1.(2024天津滨海新区月考)下列关于生态系统物质循环的叙述中,错误的是( )
A.物质循环指的是构成生物体的各种化合物在生物群落和非生物环境之间的循环过程
B.碳在生物群落内的传递是以含碳有机物的形式进行的
C.物质循环与能量流动不可分割,同时进行
D.物质循环特点是循环往返,具有全球性
2.(易错题)(2024河北邢台月考)生物圈中的碳循环如图所示,下列相关分析正确的是( )
A.图中a、b、c均表示生物进行呼吸作用释放CO2的过程
B.A是消费者,与B、C共同构成生态系统的所有组成成分
C.若E是化石燃料,则d过程的大量发生是加快全球变暖的原因之一
D.B主要通过c过程为生产者提供能量,有利于能量流动
3.如下为碳循环示意图,图中“→”表示碳的流动方向,请回答下列问题。
(1)图中表示生产者的是 ,表示分解者的是 。
(2)写出图中的食物链: (用字母和箭头表示)。
(3)A→D过程中碳的主要流动形式是 ,该过程可通过
和 (填写生理作用)来完成。D→B过程中碳的流动形式是 ,生物通过 作用使碳元素返回非生物环境。
(4)碳循环的特点是 ;伴随着物质循环进行的能量流动具有 和 的特点。
题组二 生物富集
4.下列有关生物富集的叙述,正确的是( )
A.DDT等物质进入食物链后,在不同营养级生物体内积累,不参与物质循环
B.物质循环具有富集作用,随着食物链的延长,各物质在生物体内的积累量增加
C.有毒生活垃圾中的重金属进入农田系统,不会通过食物链在人的体内富集
D.应用无土栽培技术种植的生态浮床植物会吸收水体中的N、P并富集重金属
5.(2024山东齐鲁名校联考)DDT是一种不易被分解的有机氯类杀虫剂,是最常见的环境污染物之一。研究人员对某海域及三类生物体内的DDT含量进行了相关调查,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.海水中的DDT平均含量均低于图中三类生物体内的含量
B.图中鱼类可能处于该海域食物链的较高营养级
C.该实验结果说明生物体对DDT具有富集作用
D.生物富集不具有全球性
题组三 物质循环和能量流动的关系
6.(2024江西吉安阶段练习)能量流动与物质循环是生态系统的主要功能,两者之间存在一定的关系。下列相关叙述错误的是( )
A.生态系统中消费者的存在可以加快物质循环的过程
B.能量流动和物质循环的主要渠道是食物链和食物网
C.在物质循环中,组成生物体的C、H、O等元素可以被生物群落反复利用
D.物质循环是能量流动的动力,二者可以将生态系统各组分联系在一起
7.(易错题)(2024陕西渭南质量检测)分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,能得到的结论是( )
A.能量只能沿着食物链(网)流动
B.能量作为物质循环的动力,使物质能够不断地在生物群落内循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.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
题组四 探究土壤微生物的分解作用
8.关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的课题,设计不合理的是( )
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水分别处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后再处理淀粉糊
C.应将实验组和对照组在20 ℃左右下放置7天后,再进行相关检测
D.气候、温度等因素均可能会影响微生物的分解作用
9.(2024河北邢台月考)为探究土壤微生物的分解作用,某班学习小组设计了两个实验方案:
下列相关分析不合理的是( )
A.方案1应设置两组,对照组土壤不进行处理;实验组土壤进行处理,以尽可能排除微生物的作用,一段时间后观察两组落叶的腐烂情况
B.方案2中实验组取30 mL土壤浸出液加到含淀粉糊的烧杯中,一段时间后取出适量液体,可滴加碘液后观察溶液是否变蓝
C.方案2中对照组向装有淀粉糊的烧杯中加入30 mL蒸馏水,一段时间后取出适量液体,加入斐林试剂即可观察到砖红色沉淀
D.在实验过程中要注意控制变量,如方案1实验组处理土壤要尽可能避免土壤理化性质的改变,这属于控制无关变量
能力提升练
题组一 碳循环
1.(2024江苏徐州月考)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过程代表呼吸作用
B.图中A、B、C分别代表消费者、生产者和分解者
C.碳循环是指碳元素在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.(2024广东中山期末)气候变化与生态系统的碳循环密切相关,下表为甲、乙两个不同时期陆地生态系统与大气环境中的碳交换情况。下列叙述不正确的是( )
A.生态系统碳的吸收主要通过光合作用实现,碳的释放主要通过呼吸作用实现
B.甲时期陆地碳吸收量等于碳释放量,说明此时海洋在调节大气碳含量中无作用
C.乙时期大量植树造林可以使碳的吸收量和释放量趋于平衡,有利于碳循环
D.如果化石燃料的燃烧使碳释放量远远大于碳吸收量,会引起温室效应
3.(多选题)(2024河北沧州期末)下图中①~⑩代表某森林生态系统中碳元素流动的过程,A~C代表各种生物成分,下列相关分析正确的是( )
A.生态系统的结构是指A、B、C等生物及非生物的物质和能量
B.碳元素可在该生态系统内的各成分之间实现循环
C.若②=①+④+⑩,则该生态系统可能处于平衡状态
D.碳的流动形式在①②④⑩过程中主要为CO2,在⑦⑧⑨过程中为含碳有机物
题组二 物质循环和能量流动的综合
4.(易错题)(黑龙江大庆开学考试)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,下列叙述不正确的是( )
A.图中白色箭头可表示能量流动过程
B.②表示热能散失的过程,生态系统一般需要通过①过程从外界获得能量
C.不易被分解的有害物质沿③④传递会表现出生物富集作用
D.若图中物质循环表示碳循环,则碳在⑤过程的传递形式主要为CO2
5.(2024江苏扬州期末)图1表示某淡水养殖湖泊中生物之间的捕食关系,图2表示碳循环过程,其中A~D代表生态系统的相关成分。下列相关分析正确的是( )

A.图1的各种生物构成了一个完整的生物群落
B.若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾类,则理论上乌鱼每增加100 g体重,至少需要消耗水草28 000 g
C.流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能
D.图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④
6.如图是一个草原生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分。a~d代表4种动物的种群。下列相关叙述错误的是( )
A.不同营养级之间的能量流动以有机物为载体
B.图中涉及的食物网为
C.a与其下一个营养级之间的能量传递效率为20%
D.若该图表示的是生态系统的碳循环,则缺少“乙”指向“大气中的CO2库”的箭头
7.(2024江西抚州月考)科研人员通过建立污水处理系统(含多种微生物)、引种植物等措施,将污染严重的某湿地建设成城市湿地景观公园,图1表示湿地对城市污水的净化;图2表示该湿地生态系统的局部能量流动过程,其中D表示同化量,图中字母代表相应能量。回答下列问题:
(1)图1中甲、乙、丙代表该湿地生态系统中的三种组成成分,甲、乙、丙分别是 。分析图1可知,流经该生态湿地的总能量包括 。
(2)引入污水处理系统后,城市污水中溶解氧含量下降,原因是 。
(3)分析图2可知,第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是
(用图中字母表示),第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为 。
(4)湿地生态系统中芦苇生长快,能大量吸收污水中N、P等营养物质,同时对汞等重金属及其他有害物质具有较强的富集能力。请提出对芦苇的后期处理方案 。
答案与分层梯度式解析
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
1.A 物质循环中的“物质”指组成生物体的元素,而不是由这些元素组成的化合物,A错误。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,在生物群落内以含碳有机物的形式进行传递,B正确。
2.C 题图中各组分的判断:
双向箭头指向生产者、大气中的CO2库
↓
其他所有成分都指向的为大气中的CO2库(D)
另一个是生产者(C)
↓
除了大气中的CO2库之外,
有最多箭头指进的为分解者(B)
↓
A为消费者
题图中a表示环境中的CO2被生产者吸收、固定的过程,A错误。生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者,B错误。E化石燃料的大量燃烧会释放大量的CO2,是加快全球变暖的原因之一,C正确。分解者(B)将有机物分解为无机物供生产者利用,而不是为生产者提供能量,D错误。
解题思路 生物圈碳循环中各组分的判断:确定大气中的CO2库、生产者→确定分解者→确定消费者→理清食物链。
3.答案 (1)D C (2)D→F→E→B (3)CO2 光合作用 化能合成作用 含碳有机物 呼吸 (4)全球性、循环性 单向流动 逐级递减
解析 (1)(2)图中A表示大气中的CO2库,D表示生产者,F表示初级消费者,E表示次级消费者,B表示三级消费者,C表示分解者,食物链(不包括分解者)为D→F→E→B。(3)A→D过程中,碳可通过光合作用和化能合成作用以CO2的形式流入生物群落;D→B过程中,碳以含碳有机物的形式在生物群落中传递,最终生物通过呼吸作用使碳元素返回非生物环境。
4.D DDT等物质进入食物链后,因其难以降解,而在不同营养级生物体内积累,最终生物死亡后这些物质会回到非生物环境,DDT参与物质循环,A错误。难以降解的物质随着食物链的延长,在生物体内的积累量增加,但不是所有物质循环都具有富集作用,B错误。有毒生活垃圾中的重金属进入农田系统,人类取食农产品,重金属会通过食物链在人的体内富集,C错误。
5.D 据题图所示,在三个采样点,海水中的DDT平均含量均低于图中三类生物体内的含量,A正确。DDT等有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高,图示三类生物中,鱼类体内DDT平均含量最高,说明其在食物链中的营养级较高,B正确。依据图示信息可知,DDT的平均含量在较低的营养级中含量低,在较高的营养级中含量高,且在生物体内的平均含量高于海水,说明生物体对DDT具有富集作用,C正确。DDT等有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,因此生物富集具有全球性,D错误。
6.D 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,物质循环和能量流动同时进行,彼此相互依存,不可分割,D错误。
7.D 能量也可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网),A错误;物质不能在生物群落内循环往返,而是在生物群落和非生物环境间循环往返,B错误;生产者所固定的太阳能总量是流经该生态系统的总能量,而能量①②③④的总和不等于流经该生态系统的总能量,C错误。
易错分析 (1)食物链和食物网是生态系统能量流动的渠道,但不是唯一渠道。能量也可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网)。
(2)物质不能在生物群落内部实现循环,物质循环发生在生物群落和非生物环境之间。
8.B 探究土壤微生物对淀粉的分解作用时,自变量是土壤微生物的有无,因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊,实验组用土壤浸出液处理淀粉糊,A合理;土壤浸出液进行高温灭菌后,其中的微生物被杀死,无法达到实验目的,B不合理;土壤微生物分解淀粉需要适宜的温度和时间,实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下放置7天后,再进行相关检测,C合理;土壤微生物可将环境中的有机物分解为无机物,其分解速度与环境的温度、湿度等有关,D合理。
9.C 进行实验时应遵循单一变量原则,方案1对照组土壤不进行处理,实验组土壤进行灭菌处理以防止土壤中的微生物影响实验,A合理。进行实验时应控制无关变量,如方案1实验组处理土壤要尽可能避免土壤理化性质的改变,D合理。淀粉遇碘液变蓝,方案2实验组土壤浸出液中含有微生物,将其加到含淀粉糊的烧杯中,一段时间后,若微生物分解了淀粉,滴加碘液溶液就不会变蓝,B合理。淀粉的分解产物属于还原糖,用斐林试剂进行检测必须水浴加热,然后观察颜色变化,方案2对照组向装有淀粉糊的烧杯中加入蒸馏水,淀粉不会被分解,C不合理。
能力提升练
1.D 根据图中双向箭头可以判断B为生产者,④过程表示绿色植物的光合作用和微生物的化能合成作用等,③过程代表生产者的呼吸作用;根据箭头的方向可判断A为分解者,C为消费者,A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落,A、B错误,D正确。碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间循环,碳通过含碳有机物的形式在A、B、C之间传递,主要通过CO2的形式在非生物环境与群落之间传递,C错误。
2.B 生物群落主要通过生产者的光合作用吸收非生物环境中的CO2,主要通过生物的呼吸作用释放CO2,A正确。海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用,当大气中CO2增加,海洋能吸收CO2,当大气中的CO2发生局部短缺,水圈中的CO2也能及时进入大气;甲时期陆地碳吸收量和碳释放量相等,海洋参与了调节,B错误。乙时期大量植树造林可增加碳吸收量,使碳的吸收量和释放量趋于平衡,有利于碳循环,C正确。碳释放量远远大于碳吸收量会导致大气中CO2增多,引起温室效应,D正确。
3.CD 生态系统的结构包括组成成分(A生产者、B消费者、C分解者、非生物的物质和能量)和营养结构(食物链、食物网),A错误。碳在生物群落和非生物环境之间实现循环,不能在生物群落内部实现循环,B错误。②为该生物群落总的CO2吸收量,若等于总的CO2排放量(①+④+⑩),则该生态系统可能处于平衡状态,C正确。碳在生物群落与非生物环境之间流动(①②④⑩)的形式主要是CO2,在生物群落内部传递(③⑤⑥⑦⑧⑨)的形式为含碳有机物,D正确。
4.A 能量流动是单向的,题图中白色箭头有循环过程,表示物质循环,黑色箭头表示能量流动,A错误。⑤表示碳在生物群落与非生物环境间循环的过程,该过程碳主要以CO2的形式传递,D正确。
5.D 食物网中只有生产者、消费者,缺少分解者,所以不能构成一个群落,A错误。
计算至少需要消耗水草量,需按照最短食物链(①③)、传递效率20%计算:100×4/5÷20%÷20%+100×1/5÷20%÷20%÷20%=4 500(g),B错误。流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量=生产者固定的太阳能+投喂的饲料中的能量,C错误。根据图2中双向箭头判断A是大气中的CO2库,B是生产者,C是消费者,D是分解者,B、C、D构成了生物群落;①为碳元素进入生物群落,②③④为碳元素返回非生物环境,在生物群落和非生物环境之间,碳元素可以CO2的形式流动,D正确。
6.B 根据双向箭头和a~d种群的能量可知:甲是生产者,乙是消费者(a是初级消费者,b、c是次级消费者,d是三级消费者),丙是分解者。食物网由生产者(食物链的起点)和消费者组成,分解者不参与食物网的构成,图中涉及的食物网为,B错误。a与其下一个营养级(b、c)之间的能量传递效率为(10×106+10×106)÷(100×106)×100%=20%,C正确。消费者能进行呼吸作用产生CO2,CO2被释放到非生物环境,题图缺少“乙”指向“大气中的CO2库”的箭头,D正确。
7.答案 (1)分解者、生产者、消费者 生产者固定的能量和污水有机物中的化学能 (2)污水处理系统含需氧微生物,它们通过呼吸作用分解有机物,消耗氧气 (3)F+G+E(或D-H) DA×100%(或E+F+G+HA×100%) (4)收割芦苇后,进行无公害处理
解析 据图1中双向箭头位置可判断,乙是生产者,乙和丙的碳都可以流向甲,说明甲是分解者,则丙是消费者。(2)城市污水通过建立污水处理系统(含多种微生物)进行水质净化,其中的需氧微生物能通过呼吸作用消耗氧气,分解有机物,使水中溶解氧含量下降。(3)第二营养级同化的能量D=呼吸散失的能量H+用于自身生长、发育和繁殖的能量(包括传给下一个营养级的能量E、流向分解者的能量G、未被利用的能量F)。第一营养级的同化量为A,第一、二营养级间的能量传递效率为DA×100%或E+F+G+HA×100%。
方案1
以带有落叶的土壤为实验材料,观察落叶在土壤微生物的作用下的腐烂情况
方案2
以土壤浸出液为材料,检测土壤微生物对淀粉的分解情况
时期
碳吸收量(kgC·a-1)
碳释放量(kgC·a-1)
甲
1.20×1014
1.20×1014
乙
1.20×1014
1.26×1014
题图信息(乌鱼相关食物链)
①水草→虾类→乌鱼;
②水草→底栖动物→虾类→乌鱼;
③水草→底栖动物→小型鱼类→乌鱼
题干信息
乌鱼的食物4/5来自虾类,1/5来自小型鱼类,乌鱼增加100 g体重