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2021学年第3节 生态系统的物质循环复习练习题
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这是一份2021学年第3节 生态系统的物质循环复习练习题，共17页。试卷主要包含了根据下图回答问题等内容，欢迎下载使用。
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
题组一 了解物质循环(碳循环)
1.下面为生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述正确的是 ( )
A.④过程代表绿色植物的光合作用,③过程代表化能合成作用
B.图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C.图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
D.碳循环是指碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
2.(2020河北张家口一中高二上月考改编)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统中生物群落与大气环境的碳交换情况。下列相关叙述中,错误的是 ( )
时期
碳吸收量/(kgC·a-1)
碳释放量/(kgC·a-1)
A
1.20×1014
1.20×1014
B
1.20×1014
1.26×1014
A.生态系统中碳的吸收主要通过光合作用实现,碳的释放主要通过生物的呼吸作用实现
B.如果碳释放量远远大于碳吸收量,会引起温室效应
C.A时期陆地生态系统碳吸收量等于碳释放量,说明此时海洋在调节大气碳含量中无作用
D.B时期大量植树造林可以使碳的吸收量和释放量趋于平衡
3.(2021辽宁盘锦二中高二月考)碳循环是生物圈物质循环的最主要部分,如图是碳循环过程图解,下列叙述错误的是 ( )
A.随着工业的发展,①过程的加剧是温室效应的主要原因,节能减排主要是控制该过程
B.参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.通过植树造林增加绿地面积可以增强③过程,能减少大气中的二氧化碳
D.①②③过程中,都伴随着能量的循环转移、利用和释放
4.(2021河北邯郸大名一中高二期末节选)根据下图回答问题。
(1)碳从非生物环境进入生物群落的途径①表示的是 过程,生物群落中的碳返回非生物环境的途径为图中的 (填数字序号)。
(2)垃圾资源化、无害化是绿色城市的重要标志之一,可将回收后无法直接利用的有机废物进行发酵处理,该过程所利用的生物属于生态系统的 成分。
(3)煤是高碳能源,通过燃烧,碳主要以 的形式进入大气圈;根据图示提出一项实现低碳承诺、减少温室效应的关键措施: (至少答出2点)。
题组二 分析生物富集现象及原因
5.(2020山西阳泉高二上期末联考)如图表示某生态系统中,甲、乙两种群在一段时间内的数量变化情况。下列有关叙述错误的是 ( )
A.甲为被捕食者,乙为捕食者
B.M时甲、乙两种群的相对数量相等,但出生率不一定相等
C.甲种群中的碳元素可通过一定途径进入乙种群
D.若长期受某重金属污染,甲种群体内重金属浓度大于乙种群
6.下列关于生物富集的说法,不正确的是 ( )
A.物质循环具有全球性,而生物富集现象不具有全球性
B.生物富集会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度
C.在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物
D.生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增
7.环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内后储存在脂肪、神经组织中而不容易排到体外。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浓度结果如图。请回答相关问题。
(1)该生态系统中的生产者是 ,甲处于 营养级。
(2)经测定,该生态系统生物体内重金属浓度超过环境浓度,该现象称为 ,且营养级越高,生物体内重金属浓度的相对值越 ,原因是 。
(3)该重金属在其他生态系统的种群,如北极熊、企鹅等中是否能检测到,原因是 。
8.(原创)下表表示某一达到稳定状态的生态系统中,除分解者外的甲、乙、丙、丁四个种群的同化量和残留农药DDT的平均浓度,请回答下列问题:
甲
乙
丙
丁
同化量(×107 kJ)
1 300
130
91
25
DDT平均浓度(×10-6 ppm)
0.04
0.35
0.39
3.4
(1)根据表中数据,可推测乙、丙之间的种间关系是 。请画出由这四个种群构成的食物链(食物网)。
(2)该生态系统中,第一营养级到第二营养级能量的传递效率为 。
(3)碳元素在表中四个种群间以 的形式进行传递,传递方向是 (填“单向”或“双向”)的。
题组三 物质循环和能量流动的关系
9.(2020湖南长沙雅礼中学高二上月考)分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,能得到的结论是 ( 易错 )
A.物质作为能量的载体,使能量只能沿着食物链(网)流动
B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落内循环往复
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.能量流动和物质循环是两个相互依存、不可分割的过程
10.(2021湖北高二期末)下列关于物质循环和能量流动的叙述,错误的是 ( )
A.物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素
B.物质循环的形式是无机物且具有循环利用的特点
C.能量流动就是指生态系统中能量的输入和散失过程
D.物质是能量的载体,能量是物质循环的动力
题组四 探究土壤微生物的分解作用
11.(2021黑龙江哈尔滨高二期末)为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的,下列实验设计中,错误的是 ( )
A.可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛选出落叶和土壤
B.将落叶平均分成两份,置于网兜中
C.把土壤分成两组,对照组土壤进行接种微生物处理,实验组土壤不做处理
D.将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中,观察落叶腐烂情况
12.关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的课题,设计不合理的是 ( )
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水分别处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后再处理淀粉糊
C.应将实验组和对照组在20 ℃左右下放置7天后,再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉的剩余量,用斐林试剂检测还原糖的生成量
能力提升练
题组一 分析生态系统的物质循环
1.(2020河北邢台期末改编,)如图是自然界中碳循环的简图,下列相关叙述正确的是 ( )
A.甲为消费者,乙为分解者,丙为生产者
B.碳元素以无机物的形式在“丙→乙→甲”食物链中流动
C.温室效应主要是图中①过程释放大量CO2进入大气造成的
D.稳定的自然生态系统中,大气中的CO2通过过程④进入生物群落的量是相对稳定的
2.(2021山东烟台高二期末,)人类燃烧矿物燃料以获得能量时,产生大量的二氧化碳。大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动,又以二氧化碳的形式返回大气中。如图为部分碳循环示意图,有关叙述正确的是 ( )
A.图中由生产者、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量最少的是Ⅲ
B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧过程涉及的能量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过程植物的遗体等
D.碳循环中,①⑦⑧过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行
3.(不定项)(2021吉林五十五中高二期末改编,)某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图,下列分析错误的是 ( )
甲
乙
丙
A.碳循环中只有生产者和非生物环境之间的传递是双向的,所以三幅图中生产者都是A
B.图甲中C能促进生态系统的物质循环
C.图乙中A、B、D、E构成生物群落,碳在其中的流动形式是CO2
D.若使图甲、图乙和图丙完整的表示碳循环,需要补充化石燃料的燃烧产生CO2
4.(多选)(2021河北邯郸高二期中,)如图为碳循环的部分示意图,下列相关叙述错误的是 ( )
A.伴随甲过程的进行,能量输入生物群落中
B.乙过程只代表生物的呼吸作用
C.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
D.群落内部、群落与非生物环境之间碳循环形式相同
题组二 综合分析物质循环和能量流动
5.(2021北京丰台高二期末,)下列关于生态系统的说法不正确的是 ( )
A.生物圈中的物质可以循环利用,但能量不能循环流动
B.相对稳定的生态系统不需要得到来自系统外的物质和能量补充
C.能量金字塔通常都是上窄下宽的形状
D.生物量金字塔和数量金字塔有可能出现上宽下窄的倒置形状
6.(原创)()图1是生态系统碳循环示意图,图2代表的是图1食物网中能量流动的“金字塔”结构图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级。请据图回答问题:
图1
图2
(1)图1中能够将大气中CO2固定下来的生物成分是 (填图中字母),自然界生物群落中的碳返回大气的途径有 (填数字序号),从该图可看出,物质在生态系统中具
有 的特点。
(2)图1中,①过程的进行需要 (填具体的能量形式)的驱动,而能量在B→C的流动过程,以 为载体,这些都说明生态系统的物质循环和能量流动的关系是 。
(3)从图2“能量金字塔”可以看出能量流动的特点是 ,该图中Ⅱ、Ⅲ中的生物分别对应图1中的哪种生物成分? 、 (填图1中字母)。
(4)若铅、汞等重金属进入图1所示生态系统,则图2中 所示营养级重金属含量最高,原因是 。
题组三 运用不同信息构建食物链(食物网)
7.(2021江西上饶高二月考改编,)如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。已知种群c是自养生物,下列说法不正确的是 ( )
A.c→a→b可表示该生态系统物质循环和能量流动的一条途径
B.在第4~7年时间内b数量下降可能是由于a增多和c减少
C.b和a的存在能加快该生态系统的物质循环
D.种群a、b、c与非生物的物质和能量不能构成一个生态系统
8.(2021安徽郎溪中学、泾县中学高二联考,)如图为生态系统物质循环与能量流动示意图,其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分,1~4是乙中的四种生物。下列分析正确的是 ( )
A.碳在生物群落内部的传递形式是CO2
B.该生态系统的营养结构是
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量
D.由于某种因素,乙中2的数量减少,则在短时间内4的数量会减少
9.()阅读材料,回答问题。
DDT是一种有机氯农药,化学结构稳定,在环境中不易降解,具有杀虫广、药效强劲持久、生产简单、价格便宜等优点。到1945年随着它的使用面积增大,蚊、蝇、虱等明显减少,有效防止了整个欧洲斑疹伤寒的流行,并控制了疟疾和脑炎的传播。1962年《寂静的春天》一书中揭露了DDT对生态系统的负面效应,科学家对DDT的争议开始增加,随后的三四十年许多科学家开始关注DDT对人类和动物的不利影响。
(1)科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中DDT污染的状况,得到如表所示检测结果。
不同成分
水
底泥
浮游及
沉水植物
水蚤
(浮游动物)
鲫鱼
乌鳢
(肉食性鱼)
DDT含量/
(μg·kg-1)
0.1
0.7
6.3
21
19.4
124.4
①表中所示结构显示,DDT可以沿 积累。
②根据表中各类生物体内DDT含量推测,该水域生态系统中的食物链(网)最可能是 ( )
A.浮游及沉水植物→水蚤→鲫鱼→乌鳢
B.浮游及沉水植物→水蚤→鲫鱼
↓
乌鳢
C.浮游及沉水植物→水蚤
↓
鲫鱼→乌鳢
(2)目前在DDT的使用问题上,一些环境学家要求全面禁用DDT,而一些疾病控制学家则主张使用DDT,请你根据上述资料,提出关于是否使用DDT的观点及可采取的防控措施: 。
答案全解全析
基础过关练
1.C
2.C
3.D
5.D
6.A
9.D
10.C
11.C
12.B
1.C 分析题图:乙与大气中的CO2库之间为双向箭头,乙是生产者,乙(生产者)与丙都有箭头指向甲,则甲是分解者,丙是消费者。④表示光合作用或化能合成作用,③⑤是呼吸作用,⑥是消费者摄食,⑦是化石燃料的燃烧。自然界中④过程表示绿色植物的光合作用和微生物的化能合成作用,③过程代表生产者的呼吸作用,A错误;图中甲、乙、丙分别代表分解者、生产者和消费者,它们包含的所有种群共同构成生物群落,B错误,C正确;碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间循环,D错误。
2.C 生物群落主要通过生产者的光合作用吸收非生物环境中的CO2,主要通过生物的呼吸作用释放CO2,A正确;碳释放量远远大于碳吸收量会导致大气中CO2增多,引起温室效应,B正确;物质循环具有全球性的特点,海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用,C错误;B时期大量植树造林可增加碳吸收量,使碳的吸收量和释放量趋于平衡,D正确。
3.D 据图分析:①是化石燃料的燃烧,②是呼吸作用,③是光合作用和化能合成作用。随着工业的发展,化石燃料的大量燃烧是温室效应的主要原因,节能减排主要是控制该过程,A正确;②过程是呼吸作用,参与该过程的生物包括生产者、消费者和分解者,B正确;通过植树造林增加绿地面积,可以增强光合作用的过程,能减少大气中的二氧化碳,C正确;①②③过程中,伴随着能量的转移、利用和释放,能量不能循环利用,D错误。
4.答案 (1)光合作用 ③④⑤ (2)分解者 (3)CO2 保护植被,大力植树造林,提高森林覆盖率;控制化石燃料的燃烧,减少CO2的排放量,提高能源利用率;开发水能、太阳能等新能源
解析 (1)根据图中的信息碳从非生物环境进入生物群落的途径①是绿色植物通过光合作用将二氧化碳合成有机物;②为绿色植物到消费者,表示捕食关系,③是细胞呼吸,④是分解者的分解作用,⑤表示化石燃料的燃烧。生物群落中的碳返回非生物环境主要通过呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧,即图中的③④⑤过程。(2)垃圾资源化、无害化是绿色城市的重要标志之一,可将回收后无法直接利用的有机废物进行发酵处理,该过程所利用的生物属于生态系统的分解者。(3)煤是高碳能源,通过燃烧,碳主要以CO2的形式进入大气圈。实现低碳承诺、减少温室效应的关键是保护植被,大力植树造林,提高森林覆盖率;控制化石燃料的燃烧,减少CO2的排放量,提高能源利用率;开发水能、太阳能等新能源。
5.D 图中乙的数量变化晚于甲,且甲的波峰高于乙,则甲为被捕食者,乙为捕食者,A正确;M时甲、乙两种群相对数量相等,但不能比较两种群的出生率,两种群的出生率不一定相等,B正确;乙捕食甲,则甲种群中的碳以有机物形式传递给乙种群,C正确;若长期受某重金属污染,乙的营养级高于甲,故乙种群体内重金属浓度大于甲种群,D错误。
6.A 物质循环和生物富集现象均具有全球性,A错误;生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集(教材第64页),B、C正确;重金属、难降解的化合物等难于被生物分解,因此这些物质的浓度会沿食物链逐渐在生物体内增加,D正确。
7.答案 (1)丁 第三 (2)生物富集 高 重金属等有害物质可通过食物链富集 (3)可能会检测到,因为有害物质可通过水、大气和生物迁移等途径扩散到世界各地,具有全球性
解析 (1)生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的,在食物链中,营养级越高的生物,体内积累的有毒物质就越多,根据该点可推测该生态系统的食物链是丁→乙→甲→丙,则丁为第一营养级,即生产者,甲属于第三营养级。(2)生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。重金属会沿食物链和食物网在生物体内富集,营养级越高的生物体内重金属浓度的相对值越高。(3)生物富集具有全球性,因为有害物质可通过水、大气和生物迁移等多种途径扩散到世界各地,所以该重金属在其他生态系统的种群中也可能检测到。
8.答案 (1)种间竞争 (2)17% (3)有机物 单向
解析 (1)生态系统中,农药DDT等具有沿食物链富集的现象,且能量流动具有单向流动、逐级递减(相邻两个营养级间的能量传递效率为10%~20%)的特点,参考甲、乙、丙、丁四个生物种群的同化量及DDT平均浓度,可知甲种群同化量最多,DDT平均浓度最低,为生产者;乙、丙种群DDT平均浓度相当,推测两者间无捕食关系,处于同一营养级;丁种群DDT平均浓度最高,为最高营养级。根据能量传递效率10%~20%计算可知,若第一营养级同化量为1 300×107 kJ,则第二营养级同化量应为130×107 kJ~260×107 kJ;假设丙获得的能量是由乙传递而来的,按照能量传递效率10%~20%计算,丙应为13×107 kJ~52×107 kJ,结合表中数据丙的同化量不在此范围内,故乙和丙处于同一营养级,且该营养级总同化量为130×107 kJ+91×107 kJ=221×107 kJ,该值处于130×107 kJ~260×107 kJ间,故乙、丙同处于第二营养级,且该营养级传递到下一营养级的能量为22.1×107 kJ~44.2×107 kJ,丁同化量为25×107 kJ,故处于第三营养级。综上可得出该生态系统的食物网(见答案),乙与丙之间为种间竞争关系。(2)第一营养级同化量为1 300×107 kJ,第二营养级同化量为130×107 kJ+91×107 kJ=221×107 kJ,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(221×107)/(1 300×107)×100%=17%。(3)碳元素在食物网中以有机物形式传递,且只能由被捕食者传递到捕食者,单向进行。
9.D 能量也可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网),A错误;物质不能在生物群落内循环往复,而是在生物群落和非生物环境间循环往复,B错误;①②③④的总和大于生产者所固定的太阳能总量,C错误;生态系统的物质循环与能量流动紧密联系,物质作为能量的载体,能量作为动力,两者相互依存、不可分割,D正确。
易错警示 (1)食物链和食物网是生态系统能量流动的渠道,但不是唯一渠道。能量也可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网)。
(2)物质不能在生物群落内部实现循环,物质循环发生在生物群落和非生物环境之间。
10.C 生态系统物质循环中的“物质”是组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,A正确;物质循环的形式是无机物且具有循环利用的特点,B正确;生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,C错误;物质循环的过程中伴随着能量流动,能量为物质循环提供动力,D正确。
11.C 该实验的自变量是土壤中是否含有微生物,因变量是土壤中落叶的腐烂情况,对照组土壤不做处理,实验组土壤进行处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(教材第65页)。分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多,所以可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛选出落叶和土壤,A正确;由实验目的可知,实验分两组,一组为实验组,一组为对照组,所以要将落叶平均分成两份,置于网兜中,B正确;对照组土壤不做处理(自然状态),实验组土壤进行处理,尽可能排除土壤微生物的作用,C错误;将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中,观察落叶腐烂情况,D正确。
12.B 根据题干可知,该实验的自变量是土壤微生物的有无,因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊,而实验组用土壤浸出液处理淀粉糊,A正确;对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后,土壤浸出液中的微生物被杀死,无法达到实验目的,B错误;土壤微生物分解淀粉需要时间,实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下放置7天后,再进行相关检测,C正确;土壤微生物可将淀粉分解成还原糖,实验可用碘液检测淀粉的剩余量,用斐林试剂检测还原糖的生成量,D正确。
能力提升练
1.D
2.D
3.AC
4.BCD
5.B
7.A
8.C
1.D 甲、乙、丙分别代表分解者、消费者、生产者,A错误;碳元素以有机物的形式在群落内部传递,食物链不包含分解者(甲),B错误;化石燃料的大量燃烧增加了CO2的排放,加剧了温室效应,而①过程代表的是分解者的分解作用,C错误;处于稳定状态的自然生态系统中,生产者通过光合作用和化能合成作用固定的CO2的量相对稳定,D正确。
2.D 根据图中信息,Ⅰ是大气中的CO2库,Ⅱ是初级消费者,Ⅲ是次级消费者,Ⅳ是分解者。①表示光合作用或化能合成作用,②③是有机物和能量在食物链之间的传递,④⑤⑥是各营养级生物将物质和能量传递给分解者,⑦是分解者的分解作用,⑧是生产者的呼吸作用。Ⅰ是大气中的CO2库,Ⅳ是分解者,不参与食物链的构成,A错误;生产者为第一营养级,①过程固定的能量代表生产者固定的总能量,B错误;⑥过程代表的是生产者传递给分解者物质和能量,根瘤菌与豆科植物互利共生时,根瘤菌不作为分解者,C错误;①表示光合作用或化能合成作用,⑦是分解者的分解作用,⑧是植物的呼吸作用,碳循环中,这三个过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程碳在生物群落中以有机物的形式进行,D正确。
3.AC 由三幅图中的关系判断可知,图甲中A为生产者,图乙中A为生产者,图丙中E为生产者,A错误;图甲中C为消费者,能促进生态系统的物质循环,B正确;图乙中A为生产者,C为大气中的CO2库,E为分解者,B、D为消费者,A、B、D、E构成生物群落,但碳在生物群落中的流动形式是有机物,C错误;若使图甲、图乙和图丙完整的表示碳循环,需要补充化石燃料的燃烧产生CO2,D正确。
4.BCD 据图分析可知,甲过程是利用CO2合成有机物,该过程可表示生产者的光合作用或化能合成作用,伴随甲过程,能量输入生物群落中,A正确;乙过程可以代表生物的呼吸作用,还包括化石燃料的燃烧等,B错误;蓝细菌或硝化细菌等原核生物也能完成该循环,蓝细菌和硝化细菌没有叶绿体和线粒体,C错误;碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环,而在生物群落内部以有机物的形式进行传递,D错误。
5.B 物质可以在群落和非生物环境之间循环,能量的流动是单向流动的,不能循环,A正确。由于能量是逐级递减的,所以任何生态系统都需要源源不断地补充能量,B错误。因为能量流动具有逐级递减的特点,故能量金字塔通常都是上窄下宽的形状,C正确。数量金字塔是各营养级之间的数量关系,如昆虫和树的数量金字塔就会呈现上宽下窄的倒置金字塔形;浮游植物的个体小,寿命短,又不断被捕食,因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物,生物量金字塔呈现上宽下窄的倒置金字塔形,D正确。
6.答案 (1)B ②③ 循环往复 (2)太阳能、无机物氧化时释放的化学能 有机物 相互依存、不可分割 (3)逐级递减 C C (4)Ⅳ 铅、汞等重金属沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端
解析 (1)图1中A为大气中的二氧化碳库,B为生产者,C为消费者。生产者可以通过光合作用或化能合成作用固定大气中的二氧化碳,自然界生物群落中的碳返回大气的途径有生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用。图1显示物质在生态系统中具有循环往复的特点。(2)图1中,①表示生产者的光合作用或化能合成作用,光合作用是光合自养生物利用太阳能将无机物转化成有机物,化能合成作用是某些细菌利用无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,B→C表示能量沿食物链(网)流动,以有机物为载体。生态系统的物质循环和能量流动是相互依存、不可分割的。(3)能量金字塔中营养级越高对应的面积越小,能量越少,说明能量流动具有逐级递减的特点,该图中Ⅱ、Ⅲ分别表示第二营养级和第三营养级,即初级消费者和次级消费者,均对应图1中的C。(4)铅、汞等重金属能沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端,所以图2中Ⅳ所示营养级重金属含量最高。
7.A 根据种间关系的数量曲线和题干信息判断,c是生产者,b是初级消费者,a是次级消费者,因此c→b→a可构成一条食物链,生态系统中的食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道,A错误;据图可知,种群b在第4~7年时间内数量下降,可能是由于a(捕食者)增多和c(食物)减少,B正确;b是初级消费者,a是次级消费者,消费者的存在能加快该生态系统的物质循环,C正确;生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,该图中没有分解者,故不能构成生态系统,D正确。
8.C 分析图解:生产者与大气中CO2库之间的物质交换是双向的,由此确定图中甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者。食物链中只包括生产者和消费者,由于两个营养级之间的能量传递效率为10%~20%,因此1属于第二营养级,2、3属于第三营养级,4为第四营养级。碳在非生物环境和生物群落之间主要以CO2的形式循环,在生物群落内部的传递形式是有机物,A错误;生态系统的营养结构是食物链和食物网,其包括生产者和消费者,即除了消费者1、2、3、4外还应包括生产者甲,B错误;能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,故第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量,C正确;1属于第二营养级,2、3属于第三营养级,4为第四营养级,由于某种因素,乙中2的数量减少,但4还有食物来源3,故短时间内4的数量不会明显减少,D错误。
9.答案 (1)①食物链(网) ②C (2)考虑禁用DDT,研发代替DDT的能够在环境中降解的灭蚊药物(合理即可)
解析 (1)根据生物富集作用的原理和表格中各生物体内DDT含量可推测出该水域生态系统的食物链(网),DDT会沿着食物链(网)逐渐在生物体内聚集。(2)结合题述两种建议,可以考虑禁用DDT,研发代替DDT的能够在环境中降解的灭蚊药物。
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
题组一 了解物质循环(碳循环)
1.下面为生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述正确的是 ( )
A.④过程代表绿色植物的光合作用,③过程代表化能合成作用
B.图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C.图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
D.碳循环是指碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
2.(2020河北张家口一中高二上月考改编)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统中生物群落与大气环境的碳交换情况。下列相关叙述中,错误的是 ( )
时期
碳吸收量/(kgC·a-1)
碳释放量/(kgC·a-1)
A
1.20×1014
1.20×1014
B
1.20×1014
1.26×1014
A.生态系统中碳的吸收主要通过光合作用实现,碳的释放主要通过生物的呼吸作用实现
B.如果碳释放量远远大于碳吸收量,会引起温室效应
C.A时期陆地生态系统碳吸收量等于碳释放量,说明此时海洋在调节大气碳含量中无作用
D.B时期大量植树造林可以使碳的吸收量和释放量趋于平衡
3.(2021辽宁盘锦二中高二月考)碳循环是生物圈物质循环的最主要部分,如图是碳循环过程图解,下列叙述错误的是 ( )
A.随着工业的发展,①过程的加剧是温室效应的主要原因,节能减排主要是控制该过程
B.参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.通过植树造林增加绿地面积可以增强③过程,能减少大气中的二氧化碳
D.①②③过程中,都伴随着能量的循环转移、利用和释放
4.(2021河北邯郸大名一中高二期末节选)根据下图回答问题。
(1)碳从非生物环境进入生物群落的途径①表示的是 过程,生物群落中的碳返回非生物环境的途径为图中的 (填数字序号)。
(2)垃圾资源化、无害化是绿色城市的重要标志之一,可将回收后无法直接利用的有机废物进行发酵处理,该过程所利用的生物属于生态系统的 成分。
(3)煤是高碳能源,通过燃烧,碳主要以 的形式进入大气圈;根据图示提出一项实现低碳承诺、减少温室效应的关键措施: (至少答出2点)。
题组二 分析生物富集现象及原因
5.(2020山西阳泉高二上期末联考)如图表示某生态系统中,甲、乙两种群在一段时间内的数量变化情况。下列有关叙述错误的是 ( )
A.甲为被捕食者,乙为捕食者
B.M时甲、乙两种群的相对数量相等,但出生率不一定相等
C.甲种群中的碳元素可通过一定途径进入乙种群
D.若长期受某重金属污染,甲种群体内重金属浓度大于乙种群
6.下列关于生物富集的说法,不正确的是 ( )
A.物质循环具有全球性,而生物富集现象不具有全球性
B.生物富集会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度
C.在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物
D.生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增
7.环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内后储存在脂肪、神经组织中而不容易排到体外。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浓度结果如图。请回答相关问题。
(1)该生态系统中的生产者是 ,甲处于 营养级。
(2)经测定,该生态系统生物体内重金属浓度超过环境浓度,该现象称为 ,且营养级越高,生物体内重金属浓度的相对值越 ,原因是 。
(3)该重金属在其他生态系统的种群,如北极熊、企鹅等中是否能检测到,原因是 。
8.(原创)下表表示某一达到稳定状态的生态系统中,除分解者外的甲、乙、丙、丁四个种群的同化量和残留农药DDT的平均浓度,请回答下列问题:
甲
乙
丙
丁
同化量(×107 kJ)
1 300
130
91
25
DDT平均浓度(×10-6 ppm)
0.04
0.35
0.39
3.4
(1)根据表中数据,可推测乙、丙之间的种间关系是 。请画出由这四个种群构成的食物链(食物网)。
(2)该生态系统中,第一营养级到第二营养级能量的传递效率为 。
(3)碳元素在表中四个种群间以 的形式进行传递,传递方向是 (填“单向”或“双向”)的。
题组三 物质循环和能量流动的关系
9.(2020湖南长沙雅礼中学高二上月考)分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,能得到的结论是 ( 易错 )
A.物质作为能量的载体,使能量只能沿着食物链(网)流动
B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落内循环往复
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.能量流动和物质循环是两个相互依存、不可分割的过程
10.(2021湖北高二期末)下列关于物质循环和能量流动的叙述,错误的是 ( )
A.物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素
B.物质循环的形式是无机物且具有循环利用的特点
C.能量流动就是指生态系统中能量的输入和散失过程
D.物质是能量的载体,能量是物质循环的动力
题组四 探究土壤微生物的分解作用
11.(2021黑龙江哈尔滨高二期末)为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的,下列实验设计中,错误的是 ( )
A.可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛选出落叶和土壤
B.将落叶平均分成两份,置于网兜中
C.把土壤分成两组,对照组土壤进行接种微生物处理,实验组土壤不做处理
D.将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中,观察落叶腐烂情况
12.关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的课题,设计不合理的是 ( )
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水分别处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后再处理淀粉糊
C.应将实验组和对照组在20 ℃左右下放置7天后,再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉的剩余量,用斐林试剂检测还原糖的生成量
能力提升练
题组一 分析生态系统的物质循环
1.(2020河北邢台期末改编,)如图是自然界中碳循环的简图,下列相关叙述正确的是 ( )
A.甲为消费者,乙为分解者,丙为生产者
B.碳元素以无机物的形式在“丙→乙→甲”食物链中流动
C.温室效应主要是图中①过程释放大量CO2进入大气造成的
D.稳定的自然生态系统中,大气中的CO2通过过程④进入生物群落的量是相对稳定的
2.(2021山东烟台高二期末,)人类燃烧矿物燃料以获得能量时,产生大量的二氧化碳。大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动,又以二氧化碳的形式返回大气中。如图为部分碳循环示意图,有关叙述正确的是 ( )
A.图中由生产者、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量最少的是Ⅲ
B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧过程涉及的能量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过程植物的遗体等
D.碳循环中,①⑦⑧过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行
3.(不定项)(2021吉林五十五中高二期末改编,)某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图,下列分析错误的是 ( )
甲
乙
丙
A.碳循环中只有生产者和非生物环境之间的传递是双向的,所以三幅图中生产者都是A
B.图甲中C能促进生态系统的物质循环
C.图乙中A、B、D、E构成生物群落,碳在其中的流动形式是CO2
D.若使图甲、图乙和图丙完整的表示碳循环,需要补充化石燃料的燃烧产生CO2
4.(多选)(2021河北邯郸高二期中,)如图为碳循环的部分示意图,下列相关叙述错误的是 ( )
A.伴随甲过程的进行,能量输入生物群落中
B.乙过程只代表生物的呼吸作用
C.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
D.群落内部、群落与非生物环境之间碳循环形式相同
题组二 综合分析物质循环和能量流动
5.(2021北京丰台高二期末,)下列关于生态系统的说法不正确的是 ( )
A.生物圈中的物质可以循环利用,但能量不能循环流动
B.相对稳定的生态系统不需要得到来自系统外的物质和能量补充
C.能量金字塔通常都是上窄下宽的形状
D.生物量金字塔和数量金字塔有可能出现上宽下窄的倒置形状
6.(原创)()图1是生态系统碳循环示意图,图2代表的是图1食物网中能量流动的“金字塔”结构图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级。请据图回答问题:
图1
图2
(1)图1中能够将大气中CO2固定下来的生物成分是 (填图中字母),自然界生物群落中的碳返回大气的途径有 (填数字序号),从该图可看出,物质在生态系统中具
有 的特点。
(2)图1中,①过程的进行需要 (填具体的能量形式)的驱动,而能量在B→C的流动过程,以 为载体,这些都说明生态系统的物质循环和能量流动的关系是 。
(3)从图2“能量金字塔”可以看出能量流动的特点是 ,该图中Ⅱ、Ⅲ中的生物分别对应图1中的哪种生物成分? 、 (填图1中字母)。
(4)若铅、汞等重金属进入图1所示生态系统,则图2中 所示营养级重金属含量最高,原因是 。
题组三 运用不同信息构建食物链(食物网)
7.(2021江西上饶高二月考改编,)如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。已知种群c是自养生物,下列说法不正确的是 ( )
A.c→a→b可表示该生态系统物质循环和能量流动的一条途径
B.在第4~7年时间内b数量下降可能是由于a增多和c减少
C.b和a的存在能加快该生态系统的物质循环
D.种群a、b、c与非生物的物质和能量不能构成一个生态系统
8.(2021安徽郎溪中学、泾县中学高二联考,)如图为生态系统物质循环与能量流动示意图,其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分,1~4是乙中的四种生物。下列分析正确的是 ( )
A.碳在生物群落内部的传递形式是CO2
B.该生态系统的营养结构是
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量
D.由于某种因素,乙中2的数量减少,则在短时间内4的数量会减少
9.()阅读材料,回答问题。
DDT是一种有机氯农药,化学结构稳定,在环境中不易降解,具有杀虫广、药效强劲持久、生产简单、价格便宜等优点。到1945年随着它的使用面积增大,蚊、蝇、虱等明显减少,有效防止了整个欧洲斑疹伤寒的流行,并控制了疟疾和脑炎的传播。1962年《寂静的春天》一书中揭露了DDT对生态系统的负面效应,科学家对DDT的争议开始增加,随后的三四十年许多科学家开始关注DDT对人类和动物的不利影响。
(1)科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中DDT污染的状况,得到如表所示检测结果。
不同成分
水
底泥
浮游及
沉水植物
水蚤
(浮游动物)
鲫鱼
乌鳢
(肉食性鱼)
DDT含量/
(μg·kg-1)
0.1
0.7
6.3
21
19.4
124.4
①表中所示结构显示,DDT可以沿 积累。
②根据表中各类生物体内DDT含量推测,该水域生态系统中的食物链(网)最可能是 ( )
A.浮游及沉水植物→水蚤→鲫鱼→乌鳢
B.浮游及沉水植物→水蚤→鲫鱼
↓
乌鳢
C.浮游及沉水植物→水蚤
↓
鲫鱼→乌鳢
(2)目前在DDT的使用问题上,一些环境学家要求全面禁用DDT,而一些疾病控制学家则主张使用DDT,请你根据上述资料,提出关于是否使用DDT的观点及可采取的防控措施: 。
答案全解全析
基础过关练
1.C
2.C
3.D
5.D
6.A
9.D
10.C
11.C
12.B
1.C 分析题图:乙与大气中的CO2库之间为双向箭头,乙是生产者,乙(生产者)与丙都有箭头指向甲,则甲是分解者,丙是消费者。④表示光合作用或化能合成作用,③⑤是呼吸作用,⑥是消费者摄食,⑦是化石燃料的燃烧。自然界中④过程表示绿色植物的光合作用和微生物的化能合成作用,③过程代表生产者的呼吸作用,A错误;图中甲、乙、丙分别代表分解者、生产者和消费者,它们包含的所有种群共同构成生物群落,B错误,C正确;碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间循环,D错误。
2.C 生物群落主要通过生产者的光合作用吸收非生物环境中的CO2,主要通过生物的呼吸作用释放CO2,A正确;碳释放量远远大于碳吸收量会导致大气中CO2增多,引起温室效应,B正确;物质循环具有全球性的特点,海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用,C错误;B时期大量植树造林可增加碳吸收量,使碳的吸收量和释放量趋于平衡,D正确。
3.D 据图分析:①是化石燃料的燃烧,②是呼吸作用,③是光合作用和化能合成作用。随着工业的发展,化石燃料的大量燃烧是温室效应的主要原因,节能减排主要是控制该过程,A正确;②过程是呼吸作用,参与该过程的生物包括生产者、消费者和分解者,B正确;通过植树造林增加绿地面积,可以增强光合作用的过程,能减少大气中的二氧化碳,C正确;①②③过程中,伴随着能量的转移、利用和释放,能量不能循环利用,D错误。
4.答案 (1)光合作用 ③④⑤ (2)分解者 (3)CO2 保护植被,大力植树造林,提高森林覆盖率;控制化石燃料的燃烧,减少CO2的排放量,提高能源利用率;开发水能、太阳能等新能源
解析 (1)根据图中的信息碳从非生物环境进入生物群落的途径①是绿色植物通过光合作用将二氧化碳合成有机物;②为绿色植物到消费者,表示捕食关系,③是细胞呼吸,④是分解者的分解作用,⑤表示化石燃料的燃烧。生物群落中的碳返回非生物环境主要通过呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧,即图中的③④⑤过程。(2)垃圾资源化、无害化是绿色城市的重要标志之一,可将回收后无法直接利用的有机废物进行发酵处理,该过程所利用的生物属于生态系统的分解者。(3)煤是高碳能源,通过燃烧,碳主要以CO2的形式进入大气圈。实现低碳承诺、减少温室效应的关键是保护植被,大力植树造林,提高森林覆盖率;控制化石燃料的燃烧,减少CO2的排放量,提高能源利用率;开发水能、太阳能等新能源。
5.D 图中乙的数量变化晚于甲,且甲的波峰高于乙,则甲为被捕食者,乙为捕食者,A正确;M时甲、乙两种群相对数量相等,但不能比较两种群的出生率,两种群的出生率不一定相等,B正确;乙捕食甲,则甲种群中的碳以有机物形式传递给乙种群,C正确;若长期受某重金属污染,乙的营养级高于甲,故乙种群体内重金属浓度大于甲种群,D错误。
6.A 物质循环和生物富集现象均具有全球性,A错误;生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集(教材第64页),B、C正确;重金属、难降解的化合物等难于被生物分解,因此这些物质的浓度会沿食物链逐渐在生物体内增加,D正确。
7.答案 (1)丁 第三 (2)生物富集 高 重金属等有害物质可通过食物链富集 (3)可能会检测到,因为有害物质可通过水、大气和生物迁移等途径扩散到世界各地,具有全球性
解析 (1)生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的,在食物链中,营养级越高的生物,体内积累的有毒物质就越多,根据该点可推测该生态系统的食物链是丁→乙→甲→丙,则丁为第一营养级,即生产者,甲属于第三营养级。(2)生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。重金属会沿食物链和食物网在生物体内富集,营养级越高的生物体内重金属浓度的相对值越高。(3)生物富集具有全球性,因为有害物质可通过水、大气和生物迁移等多种途径扩散到世界各地,所以该重金属在其他生态系统的种群中也可能检测到。
8.答案 (1)种间竞争 (2)17% (3)有机物 单向
解析 (1)生态系统中,农药DDT等具有沿食物链富集的现象,且能量流动具有单向流动、逐级递减(相邻两个营养级间的能量传递效率为10%~20%)的特点,参考甲、乙、丙、丁四个生物种群的同化量及DDT平均浓度,可知甲种群同化量最多,DDT平均浓度最低,为生产者;乙、丙种群DDT平均浓度相当,推测两者间无捕食关系,处于同一营养级;丁种群DDT平均浓度最高,为最高营养级。根据能量传递效率10%~20%计算可知,若第一营养级同化量为1 300×107 kJ,则第二营养级同化量应为130×107 kJ~260×107 kJ;假设丙获得的能量是由乙传递而来的,按照能量传递效率10%~20%计算,丙应为13×107 kJ~52×107 kJ,结合表中数据丙的同化量不在此范围内,故乙和丙处于同一营养级,且该营养级总同化量为130×107 kJ+91×107 kJ=221×107 kJ,该值处于130×107 kJ~260×107 kJ间,故乙、丙同处于第二营养级,且该营养级传递到下一营养级的能量为22.1×107 kJ~44.2×107 kJ,丁同化量为25×107 kJ,故处于第三营养级。综上可得出该生态系统的食物网(见答案),乙与丙之间为种间竞争关系。(2)第一营养级同化量为1 300×107 kJ,第二营养级同化量为130×107 kJ+91×107 kJ=221×107 kJ,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(221×107)/(1 300×107)×100%=17%。(3)碳元素在食物网中以有机物形式传递,且只能由被捕食者传递到捕食者,单向进行。
9.D 能量也可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网),A错误;物质不能在生物群落内循环往复,而是在生物群落和非生物环境间循环往复,B错误;①②③④的总和大于生产者所固定的太阳能总量,C错误;生态系统的物质循环与能量流动紧密联系,物质作为能量的载体,能量作为动力,两者相互依存、不可分割,D正确。
易错警示 (1)食物链和食物网是生态系统能量流动的渠道,但不是唯一渠道。能量也可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网)。
(2)物质不能在生物群落内部实现循环,物质循环发生在生物群落和非生物环境之间。
10.C 生态系统物质循环中的“物质”是组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素,A正确;物质循环的形式是无机物且具有循环利用的特点,B正确;生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,C错误;物质循环的过程中伴随着能量流动,能量为物质循环提供动力,D正确。
11.C 该实验的自变量是土壤中是否含有微生物,因变量是土壤中落叶的腐烂情况,对照组土壤不做处理,实验组土壤进行处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(教材第65页)。分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多,所以可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛选出落叶和土壤,A正确;由实验目的可知,实验分两组,一组为实验组,一组为对照组,所以要将落叶平均分成两份,置于网兜中,B正确;对照组土壤不做处理(自然状态),实验组土壤进行处理,尽可能排除土壤微生物的作用,C错误;将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中,观察落叶腐烂情况,D正确。
12.B 根据题干可知,该实验的自变量是土壤微生物的有无,因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊,而实验组用土壤浸出液处理淀粉糊,A正确;对土壤浸出液和蒸馏水进行高温消毒后,土壤浸出液中的微生物被杀死,无法达到实验目的,B错误;土壤微生物分解淀粉需要时间,实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下放置7天后,再进行相关检测,C正确;土壤微生物可将淀粉分解成还原糖,实验可用碘液检测淀粉的剩余量,用斐林试剂检测还原糖的生成量,D正确。
能力提升练
1.D
2.D
3.AC
4.BCD
5.B
7.A
8.C
1.D 甲、乙、丙分别代表分解者、消费者、生产者,A错误;碳元素以有机物的形式在群落内部传递,食物链不包含分解者(甲),B错误;化石燃料的大量燃烧增加了CO2的排放,加剧了温室效应,而①过程代表的是分解者的分解作用,C错误;处于稳定状态的自然生态系统中,生产者通过光合作用和化能合成作用固定的CO2的量相对稳定,D正确。
2.D 根据图中信息,Ⅰ是大气中的CO2库,Ⅱ是初级消费者,Ⅲ是次级消费者,Ⅳ是分解者。①表示光合作用或化能合成作用,②③是有机物和能量在食物链之间的传递,④⑤⑥是各营养级生物将物质和能量传递给分解者,⑦是分解者的分解作用,⑧是生产者的呼吸作用。Ⅰ是大气中的CO2库,Ⅳ是分解者,不参与食物链的构成,A错误;生产者为第一营养级,①过程固定的能量代表生产者固定的总能量,B错误;⑥过程代表的是生产者传递给分解者物质和能量,根瘤菌与豆科植物互利共生时,根瘤菌不作为分解者,C错误;①表示光合作用或化能合成作用,⑦是分解者的分解作用,⑧是植物的呼吸作用,碳循环中,这三个过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程碳在生物群落中以有机物的形式进行,D正确。
3.AC 由三幅图中的关系判断可知,图甲中A为生产者,图乙中A为生产者,图丙中E为生产者,A错误;图甲中C为消费者,能促进生态系统的物质循环,B正确;图乙中A为生产者,C为大气中的CO2库,E为分解者,B、D为消费者,A、B、D、E构成生物群落,但碳在生物群落中的流动形式是有机物,C错误;若使图甲、图乙和图丙完整的表示碳循环,需要补充化石燃料的燃烧产生CO2,D正确。
4.BCD 据图分析可知,甲过程是利用CO2合成有机物,该过程可表示生产者的光合作用或化能合成作用,伴随甲过程,能量输入生物群落中,A正确;乙过程可以代表生物的呼吸作用,还包括化石燃料的燃烧等,B错误;蓝细菌或硝化细菌等原核生物也能完成该循环,蓝细菌和硝化细菌没有叶绿体和线粒体,C错误;碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环,而在生物群落内部以有机物的形式进行传递,D错误。
5.B 物质可以在群落和非生物环境之间循环,能量的流动是单向流动的,不能循环,A正确。由于能量是逐级递减的,所以任何生态系统都需要源源不断地补充能量,B错误。因为能量流动具有逐级递减的特点,故能量金字塔通常都是上窄下宽的形状,C正确。数量金字塔是各营养级之间的数量关系,如昆虫和树的数量金字塔就会呈现上宽下窄的倒置金字塔形;浮游植物的个体小,寿命短,又不断被捕食,因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物,生物量金字塔呈现上宽下窄的倒置金字塔形,D正确。
6.答案 (1)B ②③ 循环往复 (2)太阳能、无机物氧化时释放的化学能 有机物 相互依存、不可分割 (3)逐级递减 C C (4)Ⅳ 铅、汞等重金属沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端
解析 (1)图1中A为大气中的二氧化碳库,B为生产者,C为消费者。生产者可以通过光合作用或化能合成作用固定大气中的二氧化碳,自然界生物群落中的碳返回大气的途径有生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用。图1显示物质在生态系统中具有循环往复的特点。(2)图1中,①表示生产者的光合作用或化能合成作用,光合作用是光合自养生物利用太阳能将无机物转化成有机物,化能合成作用是某些细菌利用无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,B→C表示能量沿食物链(网)流动,以有机物为载体。生态系统的物质循环和能量流动是相互依存、不可分割的。(3)能量金字塔中营养级越高对应的面积越小,能量越少,说明能量流动具有逐级递减的特点,该图中Ⅱ、Ⅲ分别表示第二营养级和第三营养级,即初级消费者和次级消费者,均对应图1中的C。(4)铅、汞等重金属能沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端,所以图2中Ⅳ所示营养级重金属含量最高。
7.A 根据种间关系的数量曲线和题干信息判断,c是生产者,b是初级消费者,a是次级消费者,因此c→b→a可构成一条食物链,生态系统中的食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道,A错误;据图可知,种群b在第4~7年时间内数量下降,可能是由于a(捕食者)增多和c(食物)减少,B正确;b是初级消费者,a是次级消费者,消费者的存在能加快该生态系统的物质循环,C正确;生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,该图中没有分解者,故不能构成生态系统,D正确。
8.C 分析图解:生产者与大气中CO2库之间的物质交换是双向的,由此确定图中甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者。食物链中只包括生产者和消费者,由于两个营养级之间的能量传递效率为10%~20%,因此1属于第二营养级,2、3属于第三营养级,4为第四营养级。碳在非生物环境和生物群落之间主要以CO2的形式循环,在生物群落内部的传递形式是有机物,A错误;生态系统的营养结构是食物链和食物网,其包括生产者和消费者,即除了消费者1、2、3、4外还应包括生产者甲,B错误;能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,故第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量,C正确;1属于第二营养级,2、3属于第三营养级,4为第四营养级,由于某种因素,乙中2的数量减少,但4还有食物来源3,故短时间内4的数量不会明显减少,D错误。
9.答案 (1)①食物链(网) ②C (2)考虑禁用DDT,研发代替DDT的能够在环境中降解的灭蚊药物(合理即可)
解析 (1)根据生物富集作用的原理和表格中各生物体内DDT含量可推测出该水域生态系统的食物链(网),DDT会沿着食物链(网)逐渐在生物体内聚集。(2)结合题述两种建议,可以考虑禁用DDT,研发代替DDT的能够在环境中降解的灭蚊药物。
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