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3.3生态系统的物质循环－第1课时
——高二生物学人教版（2019）选择性必二课时优化训练
一、单项选择题
1.下面有关物质循环的叙述，错误的是（ ）
A.化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的主要原因
B.物质循环具有全球性，循环的范围是生物圈
C.无机环境中的碳主要是以二氧化碳的形式进入生物群落的
D.农田生态系统需要施加氮肥，是因为氮元素不能循环
2.下图为某生态系统的碳循环示意图，其中Ⅰ～Ⅳ表示生态系统的组成成分，①～⑧表示有关的生理过程。下列叙述正确的是（ ）

A.图示的碳循环路径是完整的
B.图中①过程只能代表光合作用过程
C.图中以含碳有机物的形式进行的有②③④
D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量是单向流动、逐级递减的
3.如图是自然界碳循环简图，据图分析下列叙述错误的是（ ）
A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者
B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C.④表示大气中CO2通过真核生物的固定进入生物群落
D.碳元素以有机物的形式沿着丙→乙→甲所示的渠道流动
4.生态系统中碳循环的部分过程如图所示，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析错误的是（ ）
A.甲表示生产者，丙表示分解者，丁表示肉食动物
B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C.图中①②③过程会伴随着能量的传递
D.无机环境中的CO2可来自细胞呼吸和燃料燃烧
5.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无机环境之间的循环过程
B.碳在生物群落内的循环主要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复，具有全球性
6.如图为部分碳循环示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.①⑦⑧过程主要以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行
B.生产者为第一营养级，①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量
C.根瘤菌与豆科植物互利共生时，其生命活动所需的有机碳来自⑥过程
D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向流动、逐级递减的
7.北京郊区的窦店村在被作为农业现代化的试点后，实施了以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程：作物秸秆用来生产食用菌和饲料；饲料喂养畜禽；人、畜粪尿作为原料生产沼气；沼液用于水产养殖业；沼渣为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽，从而达到了物质利用的良性循环，缓解了农村“三料”（饲料、燃料、肥料）的缺乏问题。下列叙述错误的是（ ）
A.物质在秸秆→畜禽→人之间进行的循环过程即为物质循环
B.参与沼气工程物质循环的生物有生产者、消费者和分解者
C.沼气生态工程中的人和畜禽，能加快生态系统的物质循环
D.沼渣作肥料培育微生物实现土壤氮、磷等元素的循环利用
8.“葛（葛藤）之覃兮，施与中谷（山谷），维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”（节选自《诗经·葛覃》）。下列关于诗句中描写内容的叙述，正确的是（ ）
A.诗句中描写的美丽景象构成了一个农业生态系统
B.葛藤是生产者，属于第二营养级
C.黄鸟是消费者，能减慢物质循环
D.诗句中描写的美丽景象中含非生物的物质和能量
9.图表示某生态系统的碳循环示意图，据此分析下列叙述错误的是（ ）
A.a、c、d、e共同构成了生物群落
B.碳元素在a与b之间以CO2的形式循环
C.在物质循环的同时也伴随着能量流动
D.a→c→d→e构成了一条食物链
10.下图为某生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法正确的是（ ）
A.物质循环伴随着能量的循环流动
B.能完成该循环的生物一定为真核生物
C.A、B所示的物质循环具有全球性，物质循环又被称为生物地球化学循环
D.进行A过程的生物一定为绿色植物
11.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无机环境之间的循环过程
B.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的
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复、反复利用，具有全球性
12.下列关于生态系统能量流动和物质循环的关系的叙述，不正确的是（ ）
A.二者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.能量是物质循环的动力
D.从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统
13.为了缓解温室效应，中国将逐步实现碳达峰（CO2排放量达到峰值），碳中和（CO2排放量与减少量相等）。下列相关分析正确的是（ ）
A.大气中CO2的迅速增加是造成酸雨、臭氧层空洞、温室效应的主要原因
B.在生态系统的各组分之间碳循环主要以含碳有机物的形式进行
C.碳达峰时大气中CO2的浓度没有达到最大
D.④代表的生理过程为呼吸作用
二、非选择题
14.在湖泊生态系统中，鱼，虾等捕食者能捕食浮游动物，同时某些鱼类也能捕食虾类，这种现象被称为集团内捕食。目前，我国研究人员正在通过构建集团内捕食模型，探讨如何利用生物操纵技术（操纵某种生物的种群数量）治理湖泊富营养化。以下为研究人员构建的一条食物链模型。请回答下列问题：
浮游植物→浮游动物→小型鱼类→鱼食性鱼类
（1）同一时间内，湖泊内所有生物种群的集合，称为_____________。
（2）在该食物链中，小型鱼类属于______________级消费者。人们可通过增加_______________（填“小型鱼类”或“鱼食性鱼类”）数量治理湖泊富营养化。
（3）浮游动物粪便中的能量属于______________同化的能量。能量流动的特点是______________逐级递减。
（4）在生物面中，碳以_____________（填“CO2”或“含碳有机物”）形式在营养级之间传递。
15.土壤中生活着蜘蛛、鼠妇、马陆、蚯蚓等各种小动物，以及肉眼看不见的细菌、真菌和放线菌等微生物，它们对分解动植物遗体、残落物等物质起着非常重要的作用。
（1）若要研究土壤小动物类群的丰富度，常用________进行调查。土壤取样深度不同，生物的种类和数量不同，这体现了群落的________结构。
（2）某兴趣小组的同学设计了如下图1所示装置收集小动物。依据土壤小动物的习性，该装置需要完善的地方是________。在统计土壤小动物种类数时，常用的统计方法有记名计算法和________，前者一般用于________的物种。
（3）该小组同学还对土壤中农药的分解主要是依赖土壤理化作用，还是土壤中微生物的分解作用进行了探究。请简要说出实验思路：________。
（4）该小组同学经过实验后测得AB两组土壤中农药含量变化如图2，请分析出现这种结果的原因并写出实验结论。
①原因是________；
②由该结果得到的结论是________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、温室效应形成的主要原因是化石燃料的大量燃烧，大气中的二氧化碳含量增多，导致物圈中的碳循环平衡被打破，A正确；
B.物质循环指的是组成生物体的化学元素在生物群落和无机环境之间往返的过程，由物质循环具有全球性，循环的范围是生物圈，B正确；
C.无机环境中的碳是以二氧化碳的形式进入生物群落，主要是通过光合作用，碳元素返回无机环境的方式也是二氧化碳，主要是呼吸作用，C正确；
D.农田生态系统中需要施加氮肥，不是因为N元素不能循环，而是因为农田生态系统中氮元素的输出大于输入，D错误。
2.答案：C
解析：A、据图可知，Ⅰ是大气中的二氧化碳库，Ⅱ是初级消费者，Ⅲ是次级消费者，Ⅳ是分解者；碳循环路径除了图中的途径外，还有Ⅱ、Ⅲ消费者通过呼吸作用释放二氧化碳指向Ⅰ大气，A错误；
B.①可以表示光合作用或化能合成作用，B错误；
C.①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以有机物的形式在生物群落内流动，C正确；
D.Ⅳ是分解者，不是食物链的成分，食物链只能由生产者和消费者构成，D错误。
故选C。
3.答案：C
解析：A、图示是自然界碳循环的简图，生产者可以通过光合作用吸收二氧化碳，也能通过呼吸作用释放二氧化碳；消费者和分解者都可以通过呼吸作用释放二氧化碳；生产者和消费者的代谢废弃物及遗骸都会被分解者分解，最终归还无机环境。因此图中甲是分解者、乙是消费者、丙是生产者，A正确；
B.①②③表示甲、丙、乙通过呼吸作用释放CO2回归到大气中，B正确；
C.④是光合作用或化能合成作用，是大气中CO2通过生产者光合作用或化能合成作用进入生物群落的途径，即生产者不一定是真核生物，也可能是原核生物，C错误；
D.碳元素以有机物的形式在生物群落内部即在甲、乙、丙之间流动，D正确。
故选C。
4.答案：A
解析：A、图中甲与无机环境之间的关系是双向的，说明甲是生产者，其他生物的部分箭头都指向丁，丁为分解者，乙是初级消费者；丙是次级消费者，为肉食性动物，A错误；B、图中箭头表示碳元素在生物群落与无机环境之间以二氧化碳的形式传递，在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，B正确；C、物质循环过程伴随着能量流动，故图中①②③过程会伴随着能量的传递，C正确；D、无机环境中的CO2可以来自动植物的细胞呼吸和分解者的分解作用，也可以来自于化石燃料的燃烧，D正确。故选A。
5.答案：A
解析：本题考查生态系统的物质循环。生态系统的物质循环是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，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，物质循环具有全球性，A正确。
6.答案：A
解析：图中I代表非生物环境中的CO2，Ⅱ、Ⅲ是消费者，Ⅳ是分解者。碳在生物群落和非生物环境之间（即图中①⑦⑧）主要以CO2的形式进行循环，碳在生物群落内部（即图中②③④⑤⑥）以有机物形式进行流动，A正确；图中生产者为第一营养级，①为生产者固定的总能量，B错误；根瘤菌是消费者，因此它与豆科植物互利共生时，其生命活动所需的有机碳应该来自②，而不是⑥，C错误；图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ可以构成食物链，而Ⅳ为分解者，不参与食物链的组成，D错误。
7.答案：A
解析：A、物质循环是指组成生物体的元素在生物群落和无机环境之间的循环过程，A错误；
B.参与沼气工程物质循环的生物有生产者、消费者和分解者，B正确；
C.沼气生态工程中的人和畜禽都属于消费者，能加快生态系统的物质循环，C正确；
D.该生态工程将沼渣作肥料培育微生物实现土壤氮、磷等元素的循环利用，可有效减少废物排放和环境污染，D正确。
8.答案：D
解析：A、分析题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，它们共同构成一个自然（而非农业） 生态系统，A错误；
B.葛藤是生产者，属于第一营养级，B错误；
C.黄鸟是消费者，消费者能够加快物质循环过程，C错误；
D.诗句中描写的美丽景象是一个自然生态系统，生态系统的结构包括组成成分和营养结构，其中组成成分中含非生物的物质和能量，D正确。
9.答案：D
解析：A、由分析可知，a是生产者，c、d是消费者，e是分解者，因此a、C、d、e共同构成了生物群落，A正确；B、碳元素在a生产者与b无机环境之间以CO2的形式流动，B正确；C、能量流动是物质循环的动力，因此在物质循环的同时也伴随着能量流动，C正确；D、食物链只包括生产者和消费者，因此该图解中的食物链为a→c→d，D错误。故选：D。
10.答案：C
解析：A、物质是能量的载体，因此物质循环伴随着能量的流动，能量不能循环，A错误；
B.能完成该循环的生物不一定为真核生物，例如蓝细菌，B错误；
C.物质循环是指组成细胞的元素不停从生物群落进入无机环境，又从无机环境进入生物群落的过程，具有全球性，物质循环又被称为生物地球化学循环，C正确；
D.图中A过程表示光合作用，蓝细菌能进行光合作用和有氧呼吸，但属于原核生物，D错误。
故选C。
11.答案：A
解析：A、物质循环中的"物质"是指元素，而不是化合物；B、碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环的；C、物质循环与能量流动是相互伴随进行的，两者相辅相承，是密不可分的统一整体；D、物质循环特点是循环往复、反复利用，具有全球性。
12.答案：D
解析：A、能量流动和物质循环是生态系统的两大功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割，A正确；
B.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，B正确；
C.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正确；
D.生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，对于生态系统的功能来讲，物质循环是可以自给自足的，而能量需要不断从外界获取，D错误。
故选D。
13.答案：C
解析：A、二氧化硫等气体的释放是造成酸雨的主要原因，氟利昂等制冷剂的使用造成臭氧层空洞，A错误；
B.碳循环在生物群落内部主要以含碳有机物的形式进行，在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式进行，B错误；
C.碳达峰时只是CO2排放量达到峰值，之后排放量逐渐降低，但是大气中CO2浓度还在上升，C正确；
D.A→D代表的是消费者的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物被分解者利用，⑤代表分解者的分解作用（或呼吸作用），D错误。
14.答案：（1）群落
（2）①. 次②. 鱼食性鱼类
（3）①. 浮游植物②. 单向流动
（4）含碳有机物
解析：（1）生物群落是指在一定时间内一定空间内的分布各物种的种群集合，同一时间内，湖泊内所有生物种群的集合，称为群落。
（2）在该食物链中，小型鱼类吃浮游动物属于次级消费者。人们可通过增加鱼食性鱼类数量治理湖泊富营养化，这样鱼的数量减少，浮游动物增加，导致浮游植物减少。
（3）浮游动物粪便属于上一个营养级同化的能量，即属于浮游植物同化的能量。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
（4）在生物面中，碳以含碳有机物形式在营养级之间传递。
15.答案：（1）①.取样器取样②.垂直
（2）①.在漏斗上方添加一个光源②.目测估计法③.个体较大，种群数量有限
（3）选取适量土壤均分两组，其中一组土壤进行灭菌处理，同时尽量不改变土壤理化性质，另一组不处理，然后向两组土壤喷施等量的农药，每周定时测定两组土壤中农药剩余量
（4）①.A组土壤经过灭菌处理后，农药主要依赖土壤理化作用分解，分解缓慢，而B组土壤没有灭菌，农药在微生物作用下分解较快②.农药主要依赖土壤微生物的作用进行分解
解析：（1）调查土壤中小动物的丰富度采用取样器取样法，因为活动能力强（不适合样方法）、身体微小（不适合标志重捕法），土壤取样深度不同，生物的种类和数量不同，这体现了群落的垂直结构。
（2）依据土壤小动物的习性，该装置需要完善的地方是在漏斗上方添加一个光源，因为土壤小动物有避光避热的习性。调查农耕地土壤小动物类群的丰富度时，常用取样器取样法进行调查；通常用记名计算法和目测估计法统计物种数量，其中前者一般用来统计个体较大、种群数量有限的物种，后者用于统计个体微小，难于计数的类群。
（3）选取适量土壤均分两组，其中一组土壤进行灭菌处理，同时尽量不改变土壤理化性质，另一组不处理，然后向两组土壤喷施等量的农药，每周定时测定两组土壤中农药剩余量。
（4）实验结果说明A组土壤经过灭菌处理后，农药主要依赖土壤理化作用分解，分解缓慢，而B组土壤没有灭菌，农药在微生物作用下分解较快。由该结果得到的结论是农药主要依赖土壤微生物的作用进行分解。

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