2024届高考生物一轮复习第十一单元生态系统人与环境第2讲生态系统的能量流动、物质循环练习含答案

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第2讲　生态系统的能量流动、物质循环

(本栏目对应课后提能演练P425~427)
A组　基础巩固练
1.下列生态学观点的叙述中，错误的是(　　)
A.生态系统中的能量流向分解者后，仍可能从分解者再流向消费者体内
B.输入生态系统的总能量一定是生产者光合作用固定的太阳能
C.在农田生态系统中，合理控制昆虫的数量，可使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.与适当放牧的草原生态系统相比，没有放牧的草原的植物的竞争激烈程度更大
【答案】B　
【解析】蚯蚓是分解者，蚯蚓体内的能量在蚯蚓被捕食后可以流入消费者体内，A正确；输入人工生态系统的总能量除生产者通过光合作用固定的太阳能之外，还有外来有机物的输入，如人工鱼塘投放的饲料，B错误；在农田生态系统中合理控制昆虫的数量，从能量流动角度分析，可以使能量更多地流向对人类最有益的部分，C正确；与适当放牧的草原生系统相比，没有放牧的草原的植物生长更多，对空间、营养等竞争更加激烈，D正确。
2.(2022年广东潮州期末)物质循环与能量流动是生态系统的两大功能，两者同时进行，密不可分。下列有关物质循环与能量流动的说法，错误的是(　　)
A.生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落
B.碳循环伴随着能量流动，由于生物体不能在代谢中利用散失的热能，导致温室效应
C.人工生态系统中的总能量可能大于该系统中生产者固定的太阳能
D.若某生态系统中输入的能量大于该系统散失的能量，则该系统的有机物总量增加
【答案】B　
【解析】植物利用太阳能的过程伴随着无机物向有机物的转变，所以生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落，A正确；碳循环过程中伴随着能量流动，温室效应产生的原因主要是化石燃料的大量燃烧和植被破坏，降低了对大气中二氧化碳的调节能力，B错误；人工生态系统包含人工输入的能量，所以人工生态系统中的总能量可能大于该系统中生产者固定的太阳能，C正确；若某生态系统中输入的能量大于该系统散失的能量，说明有能量剩余，则该系统的有机物总量增加，D正确。
3.环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内以后储存在脂肪、神经组织中而不容易排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含某种重金属的相对浓度如图所示。下列相关叙述中，正确的是(　　)

A.丁是生产者
B.输入乙营养级的能量多于乙营养级摄取的能量
C.该生态系统中的能量流动渠道是丙→甲→乙→丁
D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁＝甲+乙+丙
【答案】A　
【解析】丁体内的重金属浓度最低，故丁是生产者，A正确；乙营养级摄取的能量可能多于输入乙营养级的能量，B错误；该生态系统中的能量流动渠道是丁→乙→甲→丙，C错误；四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁>甲+乙+丙，D错误。
4.如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　)

A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B.从乙到丙的能量传递效率为15%
C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D.食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
【答案】C　
【解析】能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175+200+875＝1 250 kJ，A正确；从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%＝15%，B正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D正确。
5.如图表示某桑基鱼塘生态系统的局部能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.图中B表示桑树呼吸作用散失的能量
B.图中的C可表示桑树用于生长、发育和繁殖的能量
C.如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量
D.图中D1/D可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率
【答案】D　
【解析】据图分析可知，流经该生态系统的总能量是桑树总光合作用A，其中一部分能量B在桑树的呼吸作用中以热能的形式散失，一部分能量C用于桑树的生长、发育和繁殖等生命活动，A、B正确；由图可知D＝A1+B1+C1+D1，图中D表示被蚕同化的能量，A1表示蚕通过呼吸作用散失的热能，D1表示蚕传递给下一营养级的能量，如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量，C正确；图中D1/D可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率，D错误。
6.(2022年湖北黄冈模拟)在草原上，具有“清道夫”之称的蜣螂以牛羊粪便为食，将粪球掩埋在土中，对草原生态环境具有保护作用。下列叙述正确的是(　　)
A.蜣螂属于第三营养级，对物质循环具有重要作用
B.牛与羊属于初级消费者，二者之间存在种间竞争关系
C.通过摄食粪便，蜣螂可获得牛羊同化量的10%~20%
D.草原上的植物、动物、微生物共同构成了生态系统
【答案】B　
【解析】蜣螂以牛羊粪便为食，可知蜣螂属于分解者，不参与食物链的构成，A错误；牛、羊均直接以植物为食，属于初级消费者，二者之间存在种间竞争关系，B正确；粪便中的能量是牛羊未同化的能量，蜣螂以粪便为食，因此其不能获取牛羊同化的能量，C错误；同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫作群落，所以草原上的植物、动物、微生物共同构成了群落，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统，D错误。
7.下表是某生态系统营养和能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁分别代表不同的营养级，戊为分解者(单位：102 kJ·m－2·a－1)。对该生态系统叙述正确的是(　　)
项目
同化固定
的能量
体内储存
的能量
呼吸消耗的能量
甲
15.9
2.8
13.1
乙
870.7
369.4
501.3
丙
0.9
0.3
0.6
丁
141.0
61.9
79.1
戊
211.5
20.1
191.4
A.丁为肉食性动物
B.甲随丙的增加而增加
C.乙是能量流动的起点
D.该生态系统能量维持相对稳定
【答案】C　
【解析】根据能量流动逐级递减的特点，可知表中各营养级形成的食物链为乙→丁→甲→丙。乙是生产者，能量流动是从生产者固定的太阳能开始的，C正确；丁是植食性动物，A错误；甲随丙的增加而减少，B错误；输入该生态系统的总能量为870.7×102 kJ·m－2·a－1，大于输出的总能量(即呼吸消耗的能量总和)，因此该生态系统的能量在增多，D错误。
8.如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a~d代表能量值。下列相关叙述正确的是(　　)

A.图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B.次级消费者、三级消费者分别属于第二、第三营养级
C.能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量
D.在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
【答案】C　
【解析】图中各营养级的生物不是一种，所以可以构成多条食物链；次级消费者、三级消费者分别属于第三、第四营养级；图中c表示呼吸作用散失的能量及流向分解者的能量；生态系统中，b的值可能会超过d的10倍。
B组　能力提升练
9.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述不正确的是(　　)

A.d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B.甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式进行传递
D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用
【答案】A　
【解析】丁为大气中的CO2库，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，d过程代表呼吸作用，b过程代表光合作用，A错误；生产者属于第一营养级，因此在食物链中占有的碳元素最多，B正确；碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递，在非生物环境与生物群落之间主要以二氧化碳的形式进行传递，碳元素可在非生物环境和生物群落之间反复利用，C、D正确。
10.(2022年广东汕头二模)磺胺类(SAs)抗生素长期以来被用于动物疾病的治疗和预防，SAs不会被动物体完全吸收，约有50%~90%的药物以药物原形或代谢物形式随动物粪便、尿液排出，因而依然具有生物活性，当排入环境中后，它们会对土壤生态系统产生影响。下图为磺胺类药物对土壤微生物呼吸作用的影响，有关叙述错误的是(　　)

注：称取每份土壤样品600 g，装入500 mL塑料烧杯中。将样品分成3组，编号为CK、T1、T2。CK(空白对照组，未添加磺胺类药物)，T1(土壤中磺胺类药物含量均为20 mg/kg)、T2(土壤中磺胺类药物含量均为100 mg/kg)。
A.与CK相比，在培养实验初始期(0天)，T1处理的CO2释放量受到激活
B.土壤微生物的呼吸作用强度可用于评价磺胺类物质对土壤污染程度的指标
C.在培养实验期间，处理对土壤呼吸作用的影响呈现“激活－抑制”循环的规律
D.磺胺类药物残留会抑制土壤微生物群体的生命活动进而会影响土壤中有机质的分解
【答案】C　
【解析】据图可知，与CK相比，在培养实验初始期(0天)，T1处理后土壤微生物呼吸作用增强，呼吸作用能释放CO2，因此T1处理的CO2释放量受到激活，A正确；土壤中磺胺类药物含量高低会影响土壤微生物的呼吸作用强度，因此土壤微生物的呼吸作用强度可用于评价磺胺类物质对土壤污染程度的指标，B正确；据图可知，在培养实验期间，T1浓度时，0 d时被激活，0.5 d时被抑制，1~8 d时被激活，25~49 d时被抑制，因此可以说呈现“激活－抑制”循环的规律，但T2浓度时，0~0.5 d时被抑制，1~8 d时被抑制，25~49时被激活，没有呈现“激活－抑制”循环的规律，C错误；据题意可知，磺胺类药物残留会抑制土壤微生物呼吸作用，进而会影响土壤中有机质的分解，D正确。
11.低碳生活已成为许多人的共同选择，如图甲是农业生态系统模式图，图乙为碳循环示意图。以下说法错误的是(　　)

A.图乙中过程③主要发生在细胞的线粒体中
B.图甲中沼气池中的微生物是该生态系统中的分解者
C.图甲是农业生态系统模式图，多途径利用农作物，使能量能够循环利用，提高了该系统的能量利用率
D.要减少温室效应，应调整图乙中的过程①⑤
【答案】C　
【解析】图乙中过程③表示细胞经呼吸作用释放CO2的过程，主要发生在细胞的线粒体中，A正确；图甲中沼气池中的微生物属于该生态系统中的分解者，B正确；能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，C错误；要减少温室效应，主要增加植物对CO2的吸收，并减少化石燃料的燃烧，即应调整图乙中的过程①和⑤，D正确。
C组　压轴培优练
12.图1为某地自然生态系统中碳循环示意图，①~⑧代表生理过程；图2为该生态系统中能量流经第二营养级时的示意图，请据图回答下列问题：



(1)图1中所有生物共同组成一个____________，①~⑧中代表同一生理过程的是__________________________。 
(2)碳在生物群落和非生物环境之间主要以______形式进行循环；非生物环境中的碳进入生物群落的途径除图1中的①过程外，还有部分微生物的______________参与其中。 
(3)图2中A表示______________的能量，B比A少的原因是______________。 
(4)若将该生态系统没有的狼引入该生态系统，将可能造成该地区__________减少，请在图3中画出狼数量的变化曲线。若要调查狼的种群密度，应采用的方法是________________。 
(5)狼被引入该生态系统后，建立了如图4所示的食物关系，则狼与野狗属于____________关系。若一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，则狼增重1千克，至少消耗牧草约________千克。 
(6)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义：一是________________________________________________；二是帮助人类建立人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 
【答案】(1)生物群落　②⑥⑦　
(2)CO2　化能合成作用　
(3)初级消费者同化　初级消费者同化的能量中有一部分用于呼吸作用散失
(4)生物多样性　如图所示　标记重捕法

(5)捕食、种间竞争　41.7　
(6)调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
【解析】(1)同一区域生活的所有生物组成生物群落，①~⑧分别表示光合作用、呼吸作用、生产者的部分能量流入分解者、流入下一营养级、化石燃料燃烧、呼吸作用、呼吸作用、消费者的部分能量流入分解者，其中②⑥⑦代表同一生理过程。(2)碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2形式进行循环；非生物环境中的碳进入生物群落的途径除图1中①(光合作用)外，还有部分微生物的化能合成作用参与其中，如硝化细菌。(3)图2中A表示初级消费者同化量，B为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，是初级消费者呼吸作用散失部分能量后剩余的能量，储存在生物体内。这部分能量可能被下一营养级获得，也可能流入分解者。(4)将狼引入该生态系统可能造成该地区生物多样性减少，因为该地区可能缺乏狼的天敌。由于环境条件是有限的，所以狼的种群数量变化呈“S”形曲线。狼活动能力强，活动范围大，故调查狼的种群密度应采用标记重捕法。(5)狼与野狗既有捕食关系，又有种间竞争关系。计算“至少”消耗牧草的量，应该按照最高的能量传递效率20%计算。设草至少被消耗A千克，计算过程为：草→羚羊→狼：A×1/2×20%×1/2×20%＝A/100；草→斑马→狼：A×1/2×20%×1/2×20%＝A/100；草→羚羊→野狗→狼：A×1/2×20%×1/2×20%×20%＝A/500；草→斑马→野狗→狼：A×1/2×20%×1/2×20%×20%＝A/500；则A/100+A/100+A/500+A/500＝1，所以A＝125/3≈41.7千克。(6)略。