新高考生物一轮复习专题训练：第31讲 生态系统的物质循环（含解析）

高中生物一轮复习专题训练

第31讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性

1．如果某生态系统的物质循环受阻，会使其稳定性受到影响，甚至会导致生态系统的崩溃。下列有关叙述错误的是(　　)

A．分解者在物质循环中发挥着非常重要的作用

B．各级消费者均会加快生态系统的物质循环

C．能量是驱动物质在生物群落中循环往返的动力

D．高寒地区可用适度“烧荒”的方法促进物质循环

解析：分解者能够将动植物的遗体和动物的排遗物分解为无机物，因此分解者在物质循环中发挥着非常重要的作用，A正确；消费者能够进行呼吸作用将有机物分解为无机物，加快物质循环，B正确；物质在生物群落与非生物环境之间循环往返，而不是在生物群落内循环，C错误；高寒地区可用适度“烧荒”，将有机物分解为二氧化碳返还非生物环境，促进物质循环，D正确。

答案：C

2．(2022·山东济南模拟)“稻鱼共生系统”是我国南方的特色农业生态系统，其主要特征是在水稻田中养鱼。如图是该生态系统碳元素转移示意图，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列分析错误的是(　　)

A．调查丁中的小动物类群丰富度常用抽样检测法

B．水稻生长期，该生态系统碳元素转移量为a>(b＋c＋e)

C．该生态系统显著提高了群落利用环境资源的能力

D．“稻鱼共生系统”既有较高的经济效益，又能减少农药使用，从而具有一定的生态效益

解析：调查土壤中的小动物类群丰富度常用取样器取样法，A错误；水稻是该农业生态系统中的主要生产者，水稻生长期，水稻光合作用利用的碳元素大于输出的碳元素，表现为有机物的积累，所以该生态系统碳元素转移量为a>(b＋c＋e)，B正确；该生态系统通过稻田养鱼，调整了能量流动的关系，显著提高了群落利用环境资源的能力，C正确；“稻鱼共生系统”通过养鱼抑制了杂草的生长，又能获得较高的经济效益，而且减少农药使用，具有一定的生态效益，D正确。

答案：A

3．烟草植株在4～10月开花，开花需要光信息刺激。当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫，夜晚又可以驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。相关叙述或推断合理的是(　　)

A．光信息刺激植物开花，体现生命活动的正常进行离不开信息的传递

B．“深山密林，猿声尖啼”所体现的信息类型与信息素相同

C．信息素只能作用于不同种生物，维持生态系统的稳定

D．信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系

解析：光信息刺激植物开花，体现了种群的繁衍离不开信息的传递，A错误；“深山密林，猿声尖啼”所体现的是声信息，属于物理信息，与信息素(化学信息)不同，B错误；信息素可以作用于同种生物，也可以作用于不同种生物，C错误；信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系，D正确。

答案：D

4．中科院康乐院士团队通过分析飞蝗的体表和粪便挥发物，发现了飞蝗群聚信息素­4­乙烯基苯甲醚(4V A)，4V A能够响应蝗虫种群密度的变化，并随着种群密度增加而增加；利用基因编辑技术获得飞蝗OR35缺失突变体，发现其对4V A的响应行为丧失。下列叙述错误的是(　　)

A．可利用标记重捕法调查蝗虫的种群密度

B．利用人工合成的4VA诱杀蝗虫属于化学防治

C．4VA通过正反馈调节的方式调节蝗虫种群密度

D．合成的OR35蛋白可能为信息素4VA的受体

解析：蝗虫活动能力强、活动范围广，因此可利用标记重捕法调查蝗虫的种群密度，A正确；利用人工合成的4VA诱杀蝗虫的防治方法属于生物防治，B错误；4VA能够响应蝗虫种群密度的变化，并随着种群密度增加而增加，说明4VA让蝗虫聚集，然后种群数目增多，又反过来使得4VA增多，再吸引更多的蝗虫，为正反馈调节，C正确；利用基因编辑技术获得飞蝗OR35缺失突变体，发现其对4VA的响应行为丧失，据此可推测合成的OR35蛋白可能为信息素4VA的受体，D正确。

答案：B

5．(2022·广东珠海模拟)科学家根据对动物周期波动的研究提出了雪兔及其相关动物10年周期波动的模型(图)。其中猞猁喜食雪兔，但也以榛鸡为食。据图分析，错误的是(　　)

A．雪兔种群数量的动态变化体现了生态系统的反馈调节机制

B．第3年榛鸡数量急剧下降的原因是植物嫩枝的减少

C．第8年，猞猁数量的下降提高了雪兔的出生率

D．猞猁对该生态系统的稳定维持有重要作用

解析：雪兔及其相关动物种群的数量在一定范围内波动，体现了生态系统的反馈调节机制，A正确；由于榛鸡以植物枝叶为食，第3年植物嫩枝减少导致榛鸡种群数量下降，B正确；猞猁以雪兔为食，猞猁数量下降，减轻雪兔的生存压力，主要降低死亡率，种群数量得到恢复，C错误；雪兔是以植物为食，猞猁以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物→雪兔→猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定，因而整个群落可以处在相对稳定的状态，D正确。

答案：C

6．如图表示某森林生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，其中甲表示该生态系统消费者呼吸作用CO2释放量，乙表示分解者呼吸作用CO2释放量，丙表示生产者呼吸作用CO2释放量，丁表示生产者光合作用及化能合成作用CO2消耗量，下列叙述不正确的是(　　)

A．碳循环在甲、乙、丙构成的生物群落内部是以含碳有机物的形式双向传递

B．流经该生态系统的总能量可用丁来表示

C．人工生态系统中CO2的消耗量与释放量关系往往不符合上图

D．根据图示关系可推测该森林生态系统的抵抗力稳定性正在上升

解析：碳循环在甲、乙、丙构成的生物群落内部是以含碳有机物的形式单向传递的，A项错误；流经该生态系统的总能量是生产者固定的总能量，而丁表示生产者光合作用及化能合成作用CO2消耗量，所以流经该生态系统的总能量可用丁来表示，B项正确；人工生态系统由于人工调节，物质和能量多流向对人类有益的部分，故C项正确；流经该生态系统的总能量大于各个营养级的呼吸消耗，有有机物的积累，故适宜物种生存，物种丰富度会逐渐增加，抵抗力稳定性增强，D项正确。

答案：A

7．食叶性害虫美国白蛾对农作物的危害极大，周氏啮小蜂能将卵产在其蛹内，并在蛹内发育成长，吸尽蛹中全部营养，从而杀死美国白蛾，但在引入柄腹柄翅缨小蜂数年后，柄腹柄翅缨小蜂几乎在整个区域取代了周氏啮小蜂。下列相关叙述错误的是(　　)

A．在生态系统组成成分中，美国白蛾和周氏啮小蜂都属于消费者

B．在美国白蛾和周氏啮小蜂之间存在着能量流动且具有单方向性

C．柄腹柄翅缨小蜂的引入可能会降低该区域生态系统的稳定性

D．利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性美国白蛾防治虫害属于化学防治

解析：在生态系统组成成分中，美国白蛾和周氏啮小蜂都属于消费者，A正确；生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减，B正确；根据题意“引入柄腹柄翅缨小蜂数年后，柄腹柄翅缨小蜂几乎在整个区域取代了周氏啮小蜂”，引入外来生物可能造成生态系统物种丰富度降低，可能会降低该地区生态系统的稳定性，C正确；利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性美国白蛾防治虫害属于生物防治，D错误。

答案：D

8．超声波可以通过振动改变细胞膜的通透性。科研人员用不同时长的超声波处理凤仙花种子后让其萌发，7天后测得实验结果如下表。下列分析不正确的是(　　)

A.用超声波处理种子属于模拟生态系统的物理信息

B．与对照组相比实验组鲜重都有所增加，细胞代谢较旺盛

C．超声波处理时长超过30 min后会抑制凤仙花种子的萌发

D．超声波处理可以增大水和氧气通过扩散进入细胞的速率

解析：用超声波处理种子属于物理信息，A正确；与对照组相比实验组鲜重都有所增加，超声波处理时长超过30 min 后对凤仙花种子的萌发促进作用减弱，B正确，C错误；超声波可以通过振动改变细胞膜的通透性，可以增大水和氧气通过扩散进入细胞的速率，D正确。

答案：C

9．(多选)在某山坡上生长着一种灌木，这种灌木释放出挥发性的化学物质，被雨淋后溶到土壤中，能抑制其他植物种子的萌发和草本植物的生长。当火灾烧尽了此类灌木，其他草本植物便乘机生长繁盛，直到此类灌木再次出现时，这种化学抑制作用又再次出现。请判断下列说法正确的是(　　)

A．灌木释放的化学信息能够调节生物种间关系

B．灌木只对其他物种的生物传递信息

C．生态系统中的信息也可以来自非生物环境

D．农业生产上利用信息传递可以提高农产品产量和对有害动物进行控制

解析：灌木释放的化学信息抑制其他植物种子萌发的现象，说明信息传递能够调节生物种间关系，A正确；灌木释放的信息也对同种生物传递信息，B错误；生态系统中的信息既可以来自生物，也可以来自非生物环境，C正确；利用信息传递在农业生产上合理利用可以提高农产品产量和对有害动物进行控制，D正确。

答案：ACD

10．(多选)科学家对某一时间范围内苔草、旅鼠及北极狐的数量变化进行了调查，结果如图所示，调查中还发现旅鼠种群密度过大时，雌鼠会出现排卵功能减退、泌乳受抑制、对仔鼠照顾不良等生理变化。据此分析不合理的是(　　)

A．旅鼠、苔草、北极狐这三种生物组成一个生物群落

B．旅鼠、苔草、北极狐之间存在负反馈调节

C．数量激增后，旅鼠出现的异常行为，反映了生态系统的信息传递功能

D．通过引进旅鼠的新天敌，一定能提高生态系统的稳定性

解析：群落是指在相同时间聚集在一定地域中所有种群的集合，旅鼠、苔草、北极狐这三种生物不能组成一个生物群落，A错误；由图可知，旅鼠的数量变化为随着苔草的增加而增加进而使得北极狐增加，北极狐的增加又会使得旅鼠数量减少，旅鼠的减少又会使得苔草增加，三者之间存在负反馈调节，从而使得三者的数量均呈现周期性的波动，B正确；数量激增后，旅鼠出现的异常行为，反映了生态系统的信息传递功能，有利于生物种群的繁衍，C正确；引进新物种有可能造成生物入侵，降低物种丰富度，故通过引进旅鼠的新天敌，不一定能提高生态系统的稳定性，D错误。

答案：AD

11．某松林受到新型松毛虫的危害引起松林成片死亡，人们通过向松林引入灰喜鹊，从而有效控制虫害。如图为该松林植被的碳转移途径示意图[单位：吨/(公顷·年)]。

(1)图中途径①是指____________________，一年内植被碳储量的净增加量是____________________。研究表明，新型松毛虫繁殖力很强，在一定条件下新型松毛虫短时间内可呈“J”形增长，假设迁入某地的新型松毛虫初始种群数量为a只，每天可增加b%,10天后新型松毛虫的种群数量为________。

(2)向松林引入灰喜鹊以控制新型松毛虫危害的方法属于________。灰喜鹊捕食新型松毛虫摄入体内的能量大于灰喜鹊从新型松毛虫处同化的能量，原因是

________________________________________________________________________。

(3)碳在松林植被和非生物环境中转移的同时往往伴随能量的转移，那么能量流动和物质循环之间的关系是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)途径①是指生产者绿色植物的光合作用过程，图中绿色植物通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为生物群落中的有机物，图中的生产者的同化量为35.9，生产者的呼吸为12.1，生产者流入下一营养级的能量为2.4，生产者残枝落叶中的能量为10.6，因此，一年内植被碳储量的增加量为35.9－12.1－2.4－10.6＝10.8吨/(公顷·年)。在一定条件下新型松毛虫短时间内可呈“J”形增长，假设迁入某地的新型松毛虫初始种群数量为a只，每天可增加b%，种群的数量为前一天的倍数λ＝1＋b,10天后新型松毛虫的种群数量为a×(1＋b%)10只。

(2)通过引入灰喜鹊来控制新型松毛虫的方法属于生物防治。灰喜鹊捕食新型松毛虫摄入体内的能量大于灰喜鹊从新型松毛虫处同化的能量，原因是灰喜鹊摄入的新型松毛虫未被完全消化吸收，有一部分能量随粪便排出后被分解者利用。

(3)碳在松林植被和非生物环境中转移的同时往往伴随能量的转移，那么能量流动和物质循环之间的关系是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。

答案：(1)绿色植物的光合作用　10.8吨/(公顷·年)　a×(1＋b%)10　(2)生物防治　灰喜鹊摄入的新型松毛虫的能量未被完全消化吸收，有一部分能量随粪便排出后被分解者利用　(3)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

12．研究者从TM湖取底泥、水，用来培养本地沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和不同部位的镉富集系数和镉迁移系数(指由根系向地上部分的迁移能力)，结果如图和表。

(1)综合分析以上结果，研究者认为黑藻是更适合修复镉污染水体的物种，其理由是①_________________________；②____________________________。

(2)富集镉的沉水植物必须及时收割并做无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过________逐级积累和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是因为通过____________________，可使镉等重金属又回到水体而造成对水体的二次污染。

解析：(1)由曲线图和表格可知，黑藻的生长率大于菹草且黑藻地上部分对镉的富集能力强于菹草，故黑藻是最适合修复镉污染水体的物种。

(2)富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过食物链和食物网逐级积累和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是因为通过生态系统的物质循环(植物体和动物死亡腐烂后通过微生物的分解作用)镉等重金属返回水体而造成水体的二次污染。

答案：(1)黑藻的生长率大于菹草　黑藻地上部分对镉的富集能力强于菹草　(2)食物链(和食物网)　生态系统的物质循环

13．塞罕坝历史上曾是一片绿洲，由于大肆砍伐，绿洲逐渐变成了树木稀少、土壤沙化的荒芜之地。1962年，国家批准在塞罕坝建立机械化林场，经过几十年的艰苦努力，终于建成了林地面积108.6万亩的全国最大的人工林场，成了京津冀地区重要的绿色生态屏障。

(1)对森林进行适度的采伐并不会造成生态系统结构和功能的破坏，这是由于生态系统具有一定的________________稳定性。然而，大肆砍伐则会导致生态环境恶化，原因是________________________________________________________________________。

(2)塞罕坝地区平均海拔高度1 500米，年均气温－1.4 ℃。若你是林场建设者，人工造林时在树种选择方面应注意什么(请答出两点)？①________________；②________________。

(3)重建人工林生态系统后，野生动植物也随之增多，原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)由于生态系统具有一定的抵抗力稳定性，因此对森林进行适度的采伐并不会造成生态系统结构和功能的破坏。生态系统的自我调节能力具有一定限度，因此大肆砍伐则会导致生态环境恶化。

(2)塞罕坝地区平均海拔高度1 500米，年均气温－1.4 ℃。林场建设者在人工造林时应种植适应本地环境的植物，即选择当地原有物种；选择耐寒性强的物种。

(3)重建人工林生态系统后，群落中植物为动物提供多种多样的栖息空间和食物条件，即大量的林木为野生动植物的生存创造了条件，重建人工林生态系统后，野生动植物也随之增多。

答案：(1)抵抗力　生态系统的自我调节能力(稳定性)具有一定限度　(2)①选择当地原有物种　②选择耐寒性强的物种　(3)大量的林木为野生动植物的生存创造了条件