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3.3生态系统的物质循环——高二生物学苏教版（2019）选择性必修二课时优化训练
1.下列有关生态系统的物质循环和能量流动的叙述，正确的是( )
A.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，彼此相互依存、不可分割
B.生态系统的物质循环、能量流动都是沿着食物链循环进行的
C.生物圈中有机物在非生物环境和生物群落之间循环往复
D.秸秆还田提高农田土壤储碳量加剧了温室效应
2.铅等重金属污染鱼塘会因为逐渐富集到养殖的鱼类体内，最终影响到人类的健康。下列关于生物富集作用的叙述，错误的是( )
A.水草可以通过根系和叶片富集非生物环境中的铅
B.池塘中的铅通过生产者进入生物群落，通过分解者回归无机环境
C.肉食性鱼类体内的铅浓度往往高于植食性鱼类
D.铅能沿食物链富集的原因是铅可用于合成各种生物大分子，不易被排出
3.下图表示某森林生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，下列相关叙述正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量可用丁-（甲+乙+丙）来表示
B.这一年内该森林生态系统的物种丰富度可能正在增加
C.碳在该生物群落内部是以含碳有机物的形式进行双向传递
D.人工生态系统中CO2的消耗量与释放量的关系也符合该图
4.党的二十大报告提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”。这是我国对世界作出的承诺。碳达峰是指某个地区或行业年度温室气体排放量达到历史最高值，是温室气体排放量由增转降的历史拐点；碳中和是指某个地区在一定时间内（一般指一年）人类活动直接或间接排放的碳总量与通过植树造林、工业用碳等吸收的碳总量相互抵消，实现碳净零排放。下列有关叙述错误的是( )
A.碳平衡被破坏的主要原因之一是人类大量燃烧化石燃料
B.碳循环过程中，非生物环境中的碳可以被生物群落反复利用
C.“碳中和”采取植树造林、节能减排等方式达到CO2零排放
D.相比陆地生态系统，海洋生态系统的改善更利于“碳中和”的实现
5.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙、丁表示生态系统的组成成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中正确的是( )
A.碳从植物体流入动物体的主要形式是无机物
B.图中的生物构成一条食物链：甲→乙→丙
C.碳元素在甲、乙、丙之间以CO2的形式传递
D.碳元素可在非生物环境和生物群落之间循环往复
6.某生物兴趣小组调查了某水库中DDT的含量，得到如表所示结果（注：鲫鱼主要以植物为食，乌鳢为肉食动物），根据数据分析，无法得出的结论是( )
不同成分 水 底泥 植物 浮游动物 底栖动物 鲫鱼 乌鳢
DDT含量（μg/kg） 0.1 0.7 6.3 21.0 37.9 19.4 124.4
A.DDT难以降解，无法参与生态系统的物质循环
B.生产者和消费者均可对DDT产生富集作用
C.底栖动物和鲫鱼之间可能存在竞争关系
D.乌鳢体内的DDT含量最高，其营养级最高
7. “一鲸落而万物生”，鲸落是指鲸死亡后落入深海形成的生态系统。鲸落形成初期，鲨鱼、盲鳗等生物吞食软组织；中期，蠕虫、甲壳类生物定居下来，啃食尸体；后期，厌氧细菌进入鲸骨头中，分解其中的有机物，同时产生大量的硫化氢，硫细菌氧化硫化氢获得能量合成有机物。弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯是鲸落中新发现的两种蠕虫，起初科学家只观察到了雌虫，后来发现雄虫生活在雌虫体内。下列叙述正确的是( )
A.弗兰克普莱斯和罗宾普鲁姆斯的雄虫均生活在雌虫体内，是一种寄生现象
B.鲸落的形成对生态系统中碳、硫等物质循环起到促进作用
C.鲸落中的所有动物和微生物共同构成完整的生态系统
D.厌氧细菌和硫细菌都直接或间接依赖骨头中的有机物生存，均属于分解者
8.兴趣小组设计实验来验证土壤微生物对落叶的分解作用，下列描述错误的是( )
A.与对照组相比，实验组利用的是减法原理处理
B.可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物
C.对照组中落叶的分解速度明显高于实验组的分解速度
D.实验组和对照组的落叶在土壤中的深度属于无关变量
9.“碳达峰”是指CO2的排放量达到历史最高值之后逐步回落，是CO2排放量由增转降的拐点。下图为碳循环示意图,其中A~D表示生态系统的组成成分，①~⑦为相关途径。下列相关叙述正确的是( )
A.C是生产者，和A、B、D共同构成生态系统
B.碳进入非生物环境的途径有①②③⑤⑥⑦
C.碳达峰后生态系统的碳循环会明显减慢
D.大力植树种草，提高森林覆盖率可缓解因⑦过程造成的温室效应
10.下列关于生态系统中物质循环的叙述，正确的是( )
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.物质循环具有全球性、循环流动等特点
C.物质循环使生态系统的各组成成分紧密地联系在一起,形成一个统一的整体
D.铅、镉、汞等一些重金属一进入环境便参与生态系统的物质循环，而且它们的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同
11.如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况,其中①是生产者经呼吸作用释放的CO2量，②是分解者经呼吸作用释放的CO2量，③是消费者经呼吸作用释放的CO2量，④是生产者经光合作用固定的CO2总量。下列叙述正确的是( )
A.②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料可能越少
B.③的数值可间接表示该农田生态系统中消费者的同化量
C.④的数值可间接表示流经该农田生态系统的总能量
D.该农田生态系统一年中CO2的释放量与固定量相等
12.某兴趣小组研究了一个草原生态系统的结构和功能以及人体的内环境稳态后，画出了如图示意图，下列相关分析正确的是( )
A.若图I所示为食物网，则F代表生产者，E、H、G代表消费者
B.若图II表示人的体液各部分的关系，甲是组织液，当人感染了某病毒痊愈后，能在甲中发现T细胞和B细胞分化成的记忆细胞
C.若图III表示生态系统的组成成分，A代表消费者，B代表生产者，C代表分解者，D代表非生物的物质和能量
D.若图III表示碳循环，D代表大气中的CO2库，碳在A、B、C之间主要以含碳有机物的形式循环往返
13.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤（深5cm左右）为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况见下表。与此有关的叙述正确的是( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
处理 湿润 湿润 较干燥 较干燥
A.探究的问题是不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B.预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度的分解
C.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
D.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的对照组是1和3
14.氮在自然界中以多种形式存在，它们在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈之间不断迁移变化。氮是构成蛋白质的主要元素之一，是一切生命结构的重要原料，氮循环对人类和其他生物都具有重要意义，如图是氮循环示意图。下列说法正确的是( )
A.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
B.所有生物都不能直接吸收利用大气中的氮进行生物合成
C.硝化细菌可以通过硝化作用合成含碳有机物
D.氮化作用主要靠分解者完成，同时伴随若能量流动
15.如图所示为碳循环示意图，字母代表生态系统的部分组成成分，①~⑥代表相应的生理过程或生产活动。回答下列问题。
（1）图中D为第________营养级，其同化能量的去向包括_____（写出两点）。假定B提供的能量不变，将D的食物比例由B:C=1:1调整为B:C=2:1（能量传递效率按10%计算），该生态系统传递给D的能量将是原来的__________倍。
（2）碳循环过程中，碳元素在生态系统的不同组成成分间以______的形式进行传递。
（3）自然生态系统中，若P通过①______________________摄取碳的速率，与所有生物成分通过呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，则可以维持碳循环的平衡。
（4）缓解气候变暖需要世界各国通力合作减少CO2的排放，其依据是碳循环具有____特点;据题中信息分析,可采取_________（写出两点）措施缓解气候变暖。
答案以及解析
1.答案：A
解析：能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，彼此相互依存、不可分割，A正确;生态系统的物质循环、能量流动都是沿着食物链和食物网进行的，但能量流动不能循环，B错误;成生物体的化学元素不断在非生物环境和生物群落之间循环往复，C错误;秸秆还田能增加土壤有机质的含量，进而提高农田土壤储碳量，但不会引起大气中二氧化碳含量的上升，即不会加剧温室效应，D错误。
2.答案：D
解析：A、植物可以通过根系吸收土壤中的铅，通过叶片吸收空气中的铅，A正确；
B、植物体和动物都可以吸收环境中的铅，即铅可以通过生产者、消费者进入生物群落，通过分解者分解遗体残骸等回归到非生物环境中，B正确；
C、铅会沿着食物链在生物体内富集，营养级越高，体内铅的浓度就越高，因此肉食性鱼类体内的铅浓度往往高于植食性鱼类，C正确；
D、生物大分子由蛋白质、核酸和多糖，三类大分子中都不含铅，因此铅不能用于合成各种生物大分子，铅可在生物体内形成多种比较稳定的化合物，不易被生物体排出，从而使其沿食物链富集，D错误。
故选D。
3.答案：B
解析：丁表示生产者通过光合作用或化能合成作用消耗的CO2总量，并将吸收的光能或化学能固定在有机物中，可表示流经生态系统的总能量，A错误；由图可知，CO2消耗量（丁）大于CO2释放量的总和（甲+乙+丙），可能是有生产者的种类和数量增加所以起的，可知该森林生态系统生产量可能增加，即物种丰富度可能在增加，B正确；碳循环在生物群落内部沿食物链食物网单向传递，C错误；人工生态系统中CO2消耗量往往较小，CO2释放量往往较大，不符合该图，D错误。
4.答案：C
解析：现在大气碳平衡被破坏主要是因为化石燃料的大量燃烧以及植被的破坏，导致大气CO2浓度急剧上升，A正确;碳循环过程中，碳在生物群落与非生物环境之间循环往复，非生物环境中的碳可以被生物群落反复利用，B正确;碳中和可采取植树造林改善环境，增强对CO2的吸收，同时通过节能减排等方式，以达到CO2的相对零排放，C错误;海洋生态系统吸收的碳会进入水生生物或随着食物残渣和遗体残骸深入海底，这部分碳很难再回到大气环境，相比陆地生态系统，海洋生态系统的改善更利于“碳中和”的实现，D正确。
5.答案：D
解析：植物中的碳主要以含碳有机物的形式被动物摄食，进入动物体内，A错误；分析题图可知，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，甲→乙→丙不是一条食物链，B错误；碳元素在生物群落与无机环境之间是以CO2的形式循环的，在生物群落中以有机物的形式传递（甲→乙、甲→丙、乙→丙），C错误，D正确。
6.答案：A
解析：A、尽管DDT难以降解，但是仍然可以参与生态系统的物质循环，A错误；
B、生物体从周围环境吸收的难以降解的化合物，使其在体内浓度超过环境浓度的现象称为生物富集，表格中不同营养级的生物中的DDT浓度均高于环境中的DDT浓度，说明生产者和消费者均对DDT产生富集作用，B正确；
C、鲫鱼主要以植物为食，底栖动物也可能以底泥和水生植物为食，底栖动物和鲫鱼之间可能存在竞争关系，C正确；
D、由于有生物富集现象，所以食物链中营养级越高的生物，体内富集的DDT越多，表格中乌鳢的DDT含量最高，说明其营养级最高，积累的DDT最多，D正确。
故选A。
7.答案：B
解析：寄生为种间关系，弗兰克普菜斯和罗宾普鲁姆斯的雄虫与各自的雌虫为同种生物，没有寄生关系，A错误；鲸落中的多种分解者将鲸的尸体快速分解，因此起到促进物质循环的作用，B正确；鲸落中的所有生物及其生活的无机环境共同构成完整的生态系统，C错误；硫细菌可以进行化能合成作用，是自养生物，属于生产者，D错误。
8.答案：B
解析：A、与对照组相比,实验组利用的是减法原理处理土壤,将土壤微生物除去,A正确;B、除去实验组中的土壤微生物时,要尽可能排除土壤微生物的作用,而加热烘干的方法会导致土壤理化性质的改变(不能采用,可将土壤用塑料袋包好,放在60℃的恒温箱中1小时灭菌),B错误;C、土壤微生物具有分解落叶的作用,采用普通土壤的为对照组,采用排除土壤中微生物的为实验组,可以预测对照组中落叶的分解速度明显高于实验组的分解速度,C正确;D、实验组和对照组的落叶在土壤中的深度属于无关变量°,无关变量应保持一致,D正确。故选:B。
9.答案：D
解析：生态系统的组成成分包括生产者、分解者、消费者和非生物的物质和能量，图中C是生产者，D是分解者，A、B是消费者，由于缺少非生物的物质和能量，A、B、C、D不能构成生态系统A错误；⑥是捕食过程，发生在群落内，B错误；碳达峰后CO2的排放量会下降，但碳循环不会明显减慢，C错误：大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落，因此大力植树种草，提高森林覆盖率可缓解因⑦（化石燃料燃烧）造成的温室效应，D正确。
10.答案：BCD
解析：生态系统的物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，该过程使生态系统的各组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体，A错误，C正确；物质循环具有全球性、循环流动等特点，B正确；铅、镉、汞等一些重金属是有害物质，这些物质一进入环境便参与生态系统的物质循环，它们进入生物体内会形成比较稳定的化合物，不易被生物体排出，从而积蓄在生物体内，它们的循环过程与碳、氨等元素的循环过程不同，D正确。
11.答案：AC
解析：有机肥料必须经过分解者的分解作用变成无机物，才能被生产者利用，故②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料可能越少，A正确；消费者同化的能量与呼吸释放的能量没有固定比例，故消费者同化量的大小不能用③的数值间接表示，B错误；④表示生产者光合作用固定的CO2总量，其数值可间接表示流经该农田生态系统的总能量，C正确;据图可知④>①+②+③，故该农田生态系统一年中CO2固定量多于CO2的释放量，D错误。
12.答案：AC
解析：A、若图I所示为食物网，食物网里只有生产者和消费者，则F代表生产者，E、H、G代表消费者，A正确；B、若图Ⅱ表示人的体液各部分的关系，甲是血浆，B错误；C、若图Ⅲ表示生态系统的组成成分，根据双向箭头可知，B代表生产者，A代表消费者，C代表分解者，D代表非生物的物质和能量，C正确；D、若图Ⅲ表示碳循环，D表示大气中的CO2库，B表示生产者，A表示消费者，C表示分解者，碳在A、B、C之间主要以含碳有机物的形式单向流动，D错误。故选AC。
13.答案：ABC
解析：A、实验组2组和4组可以形成对照，变量是土壤的湿润程度，来研究土壤微生物对落叶的分解作用，A正确；
B、1组和3组由于灭菌后没有微生物，落叶不被分解，2组和4组由于有微生物，落叶不同程度的被分解，B正确；
C、为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，消除微生物的影响，C正确；
D、该实验的变量有两个，一个是灭菌、不灭菌，一个是湿润、不湿润。自变量是灭菌、不灭菌，在湿润条件下1、2形成对照，在干燥条件下3、4形成对照，所以1、3分别是两组对照实验的对照组，D错误。
故选ABC。
14.答案：CD
解析：氮循环是指氨元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程，A错误；据图分析，有的生物能通过固氮作用直接吸收利用大气中的氮进行生物合成，B错误；硝化细菌可以利用氨氧化为硝酸过程中释放的化学能，把CO2和H2O合成为有机物，即通过硝化作用合成含碳有机物，C正确；由图中动、植物遗体及动物排泄物通过氨化作用形成铵态氮可知，氨化作用主要靠分解者完成，该过程伴随着能量流动，D正确。
15.答案：（1）四、五；通过（自身的）呼吸作用以热能形式散失和被分解者利用；1.375
（2）含碳有机物和CO2
（3）光合作用和化能合成作用
（4）全球性;植树造林、节能减排（减少煤、石油的燃烧）、利用新能源等（答两点即可）
解析：（1）由“P→A→B→D”和“P→A→B→C→D”两条食物链可知，图中D分别位于第四、第五营养级，其同化能量的去向包括通过（自身的）呼吸作用以热能形式散失和被分解者利用。当D的食物比例为B:C=1:1时，设传递给D的能量为x，则1/2x来自B，1/2x来自C，能量传递效率按10%计算，需要B的能量为x/2÷10%+ x/2÷10%÷10%=55x：当D的食物比例为B:C=2:1时，设传递给D的能量为y，则2y/3自B，y/3来自C，能量传递效率按10%计算，需要B的能量为2y/3÷10%+y/3÷10%÷10%=40y，若B提供的能量不变，则55x=40y，故该生态系统传递给D的能量是原来的倍数为y÷x=55÷40=1.375（倍）。
（2）在碳循环过程中，碳元素在生态系统的不同组成成分间以含碳有机物和CO2的形式进行传递。碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落中以含碳有机物的形式进行传递。
（3）自然生态系统中，P通过①光合作用和化能合成作用摄取碳的速率可代表该生态系统中生产者的总初级生产量，当与所有生物成分通过呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等时，则可以维持碳循环的平衡。
（4）因为碳循环具有全球性特点，所以缓解气候变暖需要世界各国通力合作减少CO2的排放；据题中信息分析，可采取植树造林、节能减排（减少煤、石油的燃烧）、利用新能源等措施缓解气候变暖。

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