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第1页共6页第3讲生态系统的物质循环一、选择题1．我国清代思想家、文学家龚自珍在《乙亥杂诗》中有一句诗曰：“落红不是无情物，化作春泥更护花。”从生物学的角度来理解这句话，相关叙述正确的是()A．“落红”指的是落花，落地后其中的有机物可以再次被植物吸收B．“落红”入地后需要分解者的作用才能化为春泥，重新作为植物生长的营养C．从生物学的角度看，这句诗体现了自然界的能量流动的单向性D．“落红”中有机物中的能量可以被植物重新利用解析：“落红”就是落花，落花中的有机物在土壤中被微生物分解成无机物后，才可以作为植物的营养被植物吸收利用。落花中的有机物和有机物中的能量不能直接被植物利用。这种现象还能体现生态系统的物质循环。答案：B2．右图是生态系统中碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。以下叙述正确的是()A．碳元素以二氧化碳形式从D传到A和FB．D→A→B→E构成了一条食物链C．图中包含了7条食物链D．B和F之间的关系为竞争和捕食解析：由题图示可知，D为生产者，A、B、E为消费者，F为分解者，C为大气中的CO2，所以碳元素由D传到A和F是以有机物的形式进行的；食物链中不包括分解者，所以图中只有一条食物链D→A→B→E；因为F为分解者，分解者不属于食物链的环节，所以与B之间不存在竞争或捕食关系。答案：B3．在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中，碳是以哪种形式流动的()A．二氧化碳B．有机物C．碳酸盐D．二氧化碳和有机物解析：在无机环境与生物群落之间，碳以CO2的形式循环往返。在食物链中，碳以有机物的形式在各营养级传递。答案：B4．下列关于碳循环的叙述中正确的是()①全过程在生物群落中进行②碳元素只能通过光合作用进入生物群落③生物群落的碳元素通过呼吸作用回归无机环境④其循环过程中伴随着能量的流动A．①②B．③④C．①③D．②④解析：碳循环发生在生物群落与无机环境之间。碳元素通过光合作用和化能合成作用进入生物群落，通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用回到无机环境。物质是循环的，但能量流动是单向的。答案：B5．右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是()A．abcB．cbaC．c＝baD．ac＝b解析：由题图可知a地区落叶量大，但土壤中有机物的含量最少，说明a地区的有机物分解速度快，以此类推b地区有机物的分解速度小于a大于c。由此可推知，分解落叶的能力abc。答案：A6．火灾常给森林带来较大危害，但是在寒带地区有时对森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是()第2页共6页A．消灭森林病虫害B．刺激树木种子萌发C．加速生态系统的分解过程D．提高森林的蓄水能力解析：森林中残枝落叶较多，微生物不能及时分解。若辅助以人工火攻，可使有机物加速转变成无机物，加速了物质循环。答案：C7．碳元素从生物群落回归无机环境的途径包括()①生产者的光合作用②生产者的呼吸作用③消费者和分解者的呼吸作用④人类生产活动中的燃烧过程⑤生产者的化能合成作用⑥硝化作用A．①⑤⑥B．②③④C．②③⑥D．②③④⑥解析：生产者的光合作用、化能合成作用都是将无机环境中的CO2固定进入生物群落的过程。硝化作用指将NH3氧化成NO－3的过程，②③④都可将生物群落中的有机碳转化成CO2回归到无机环境中。答案：B8．分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是()A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动B．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．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量D．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的解析：物质循环和能量流动的联系：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无机环境之间循环往返。生产者固定的太阳能的总量包括三部分：生产者自身呼吸作用散失的能量，生产者流向初级消费者的能量，生产者流向分解者的能量；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内部以有机物的形式传递。答案：C9．(密码改编)下图1是人工设计的生态系统图，下图2是人们绘制的在蚯蚓养殖池中加入一定量食用菌杂屑后蚯蚓种群数量随时间的变化示意图。下列叙述中不符合生态学观点的是()A．该生态系统能量经过了多级利用，提高了系统总能量利用效率B．合理使用农家肥可以提高流经该生态系统的总能量C．蚯蚓种群数量达到K/2值时，种内斗争最激烈D．食用菌和蚯蚓属于分解者，它们促进了生态系统中物质循环和能量流动的进行解析：农家肥中的有机物被分解，产生二氧化碳增强了光合速率，提高了流经该生态系统的总能量。种群数量达到K值时，种群数量最大，种内斗争最激烈。在K/2值时种群增长率最大。答案：C10．右图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，箭头表示第3页共6页各成分之间的关系，下列相关叙述中不正确的是()①a和c所包含的所有种群构成群落②c1的同化量越大，流向c2的能量就越少③d不一定是原核生物④b的含量增加将减缓温室效应A．②③④B．①③④C．①②④D．①②③解析：题图示中a应为生产者，c1、c2等为消费者，d为分解者，b为非生物成分，则a、c、d等所包含的所有生物可构成群落；c1同化量越大，流向c2的能量就越多；d未必为原核生物。答案：C11．右图表示生物圈中碳元素的循环过程。下列有关叙述中正确的是()A．③过程代表绿色植物的光合作用B．图中A、B分别代表消费者和生产者C．温室效应主要是由⑦过程造成的D．农业生产中的中耕松土可以增大⑤过程解析：A、B、C分别是分解者、生产者和消费者。④过程代表绿色植物的光合作用，③⑤⑧表示呼吸作用，农业生产中的中耕松土可增大③过程。答案：C12．如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况。下列有关叙述中正确的是()注：①生产者呼吸释放量②分解者呼吸释放量③消费者呼吸释放量④生产者光合作用消耗量A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示B．②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多C．消费者同化量的大小可用③表示D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等解析：④是生产者固定光能利用的CO2，流经该农田生态系统的总能量可用④表示，A项正确。有机肥料越多，分解者产生的CO2应越多，B项错误。消费者呼吸释放的CO2量可表示其分解有机物的量，C项错误。农田生态系统一年中CO2释放量应小于消耗量，剩余CO2以有机物形式储存在农作物体内，D项错误。答案：A13．(密码改编)下面的图1为生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分；图2曲线表示某生态系统中3个不同种群的生长和繁衍情况，且已知种群Ⅰ为自养生物，三个种群间存在捕食关系。以下说法正确的是()图1图2第4页共6页A．在生态系统中，图2中种群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次属于图1中甲、乙、丙表示的生态系统成分B．大气中的CO2只有通过图1中X的光合作用与甲中图示生物类群的光合作用才能进入生物群落C．图1中Y与丙中图示生物类群都是异养需氧型的，图2中的三个种群都是需氧型的D．图2中三个种群的增长方式都是“S”型，5至7年间的种群Ⅱ属于衰退型种群解析：题图中甲是生产者，X表示生产者中的原核生物，如硝化细菌；乙是消费者；丙是分解者，Y表示分解者中的真核生物，如真菌；Ⅰ是第一营养级；Ⅱ是第二营养级；Ⅲ是第三营养级。大气中的CO2通过图1中X的化能合成作用与甲中图示生物类群的光合作用才能进入生物群落。分解者有需氧型的，也有厌氧型的。图2中三个种群由捕食关系不能无限增长，增长方式是“S”型，5至7年间种群Ⅱ数量下降，属于衰退型种群。答案：D二、非选择题14．右图是生态系统碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。请据图回答下列问题。(1)写出图中含有四个营养级的食物链：________________________________________________________________________。(2)碳元素在A与E之间的流动形式是________。(3)随着现代工业的发展，人类大量开采并燃烧石油等化石燃料，使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是________________________________________________________________________。(4)碳元素的循环伴随着能量的流动，完成①过程的能量来源是____________________。解析：本题考查生态系统的碳循环过程、能量流动和环境保护方面的知识。首先要根据循环过程中各成分之间的关系，判断出图解中各成分的名称，弄清楚物质循环和能量流动的主渠道——食物链，然后再根据能量传递效率、物质循环的特点以及温室效应产生的原因、物质循环和能量流动之间的关系，解答每个小题。答案：(1)E→F→D→B(2)CO2(3)导致温室效应(4)光能15．低碳经济是以“尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体(二氧化碳)排放”为核心的新型经济。请依据碳循环模式图分析低碳经济的生态学原理。(1)地球上最活跃的碳循环主要以________形式发生于________碳库和________碳库之间。(2)现代工业出现之前大气圈碳库长期处于稳态，主要原因是________________________________________________________________________。(3)请在碳循环模式图中用箭头和文字标出工业生产对碳循环的影响。人类要给正在“发烧”的地球“退烧”，除了发展低碳经济外，还应积极采取____________________等措施。解析：(1)碳循环发生于生物群落与无机环境之间，即题图中的大气圈碳库与生物碳库之间。(2)若大气圈碳库中的碳进入生物碳库与生物碳库中的碳进入大气圈碳库的速率相等，碳循环将保持稳态。(3)近年来由于工业发展，碳的燃烧增多，释放到大气圈中的碳增多，打破了碳循环的稳态，造成温室效应。要避免温室效应，要减少碳的排放，还要植树造林，加快对碳的吸收。答案：(1)二氧化碳大气圈生物(2)大气圈碳库中的碳进入生物碳库与生物碳库中的碳进入大气圈碳库的速率相等(3)减少化石燃料的燃烧、植树造林16．如图是某一农业生态系统的结构模式图，请据图回答问题。第5页共6页(1)从生态学角度分析，人们建立上图所示的农业生态系统的主要目的是________________________________________________________________________。(2)蘑菇在该生态系统中的成分是属于________________。如图所示，在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜棚相通，可提高蔬菜产量，试分析增产的原因是________________________________________________________________________。(3)在冬天，沼气池产气量减少，有的甚至不能产气，已知发酵原料是充足的，则最可能的原因是________________________________________________________________________。解析：(1)农业生态系统能充分利用废弃物中的物质和能量，使它们能持续高效地流向对人类有益的部分。(2)蔬菜增产最主要取决于光合作用制造有机物的多少，生态农业也考虑到了碳的循环利用，因为蘑菇等分解者进行呼吸作用放出CO2，提高了大棚中CO2浓度，为蔬菜的光合作用提供原料。(3)发酵产生沼气依赖于甲烷杆菌等微生物的分解作用，而该过程中酶的活性受温度的影响。答案：(1)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(2)分解者蘑菇细胞呼吸放出CO2，提高了大棚中CO2浓度，为蔬菜的光合作用提供原料(3)温度过低，微生物的代谢作用被抑制