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生物人教版 (新课标)第3节 生态系统的物质循环同步达标检测题
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这是一份生物人教版 (新课标)第3节 生态系统的物质循环同步达标检测题，共17页。
题组一 碳循环
1.(2021广西桂林十八中高二期中)在碳循环中,连通无机环境和生物群落的生物类群和生理作用分别是( )
①生产者 ②消费者 ③分解者 ④光合作用 ⑤呼吸作用 ⑥蒸腾作用 ⑦化能合成作用
A.①②;④⑤⑥B.①③;④⑤⑦
C.②③;⑤⑥⑦D.①③;④⑥⑦
2.如图是某元素循环简图,下列能分别代表X、Y、Z三种生物的是( )
A.生产者、消费者、分解者
B.生产者、分解者、消费者
C.分解者、消费者、生产者
D.消费者、分解者、生产者
3.(2021河南新乡高二期末)大气中CO2过多与碳循环失衡有关。根据图所作出的判断,错误的是( )
A.大力植树造林能降低大气中CO2的浓度
B.大气中CO2的增加与化石燃料的燃烧有关
C.异养生物①和异养生物②都是消费者
D.碳在食物链中的传递主要是以有机物的形式进行的
4.(2020北京海淀八一学校高二上期末)如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况,其中①是生产者呼吸释放量,②是分解者呼吸释放量,③是消费者呼吸释放量,④是生产者光合作用消耗量。下列叙述正确的是( )
A.②的量越小,说明该生态系统施用的有机肥料越多
B.③的数值可间接表示该生态系统中消费者同化量的多少
C.④的数值可间接表示流经该生态系统总能量的多少
D.该生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
5.(2020贵州遵义高一下期末)下图是生态系统中碳循环的示意图,A~D表示过程。下列叙述错误的是( )
A.图中未标出碳元素进入生物群落的途径
B.A~D均表示细胞呼吸过程
C.D途径可破坏生物圈的碳平衡,引起温室效应
D.碳元素可以在生物群落和无机环境中往返循环利用
6.(2021河南豫北名校高二期中)图a是某生态系统中碳循环模式图,图b为某生态农业发展模式图,回答下列问题:
图a
图b
(1)图a中 可构成一个群落,乙代表的生物成分是 ,B代表的生理过程是 ;碳元素在甲与乙之间的传递形式是 。
(2)图b中属于图a中丙代表的生物有 。
(3)图b中农作物所积累的有机物中能量的去向有 。从生态系统的主要功能分析,该生态农业较好地实现了 。
题组二 物质循环和能量流动的关系
7.(2021四川成都高二期末)下列关于生态系统能量流动和物质循环的叙述,正确的是( )
A.任何生态系统都需要得到来自系统外的能量补充
B.研究能量流动可帮助人们大幅提高能量传递效率
C.能量流动和物质循环可以在生态系统中独立进行
D.分解者分解所产生的物质和能量可被植物再利用
8.(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部循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.能量流动和物质循环是两个相互依存、不可分割的过程
9.(2021四川麻阳高二月考改编)下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中,正确的是( )
A.生态系统的能量沿着食物链单向流动,物质沿食物链实现循环
B.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,能量则不行
C.利用粪便作肥料肥田,其能量可以流向植物,实现了对能量的多级利用
D.富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点
题组三 探究土壤微生物的分解作用
10.(2020江西南昌八一中学高二期中)某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm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,对土壤的处理情况见下表。下列叙述不正确的是( )
A.该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系
B.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组和3组
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.预期结果是1、3组的落叶不被分解,2、4组的落叶被不同程度分解
11.(原创)某生物兴趣小组为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,进行了相关实验操作,以下说法错误的是( )
A.该实验的实验组中应加入土壤浸出液和淀粉溶液,对照组中加入等量蒸馏水和淀粉溶液
B.该实验可以选用碘液来检测淀粉作为因变量的观察指标,也可选用斐林试剂检测还原糖的生成作为因变量的观察指标
C.若土壤微生物对淀粉有很强的分解作用,则实验组加入碘液后变蓝,利用斐林试剂检测时有砖红色沉淀产生
D.若土壤微生物对淀粉有分解作用但分解作用很弱,则实验组加入碘液变蓝,利用斐林试剂检测时有砖红色沉淀产生
12.(2020江西南昌八一中学高二期末)土壤中微生物数量大、种类多,在富含有机质的土端表层有较多的微生物和小动物生长。高三生物兴趣小组围绕土壤微生物和小动物的作用进行了相关探究,回答下列问题:
(1)在调查土壤小动物类群丰富度的过程中,通过调查样本地块中小动物的 来估测该区域土壤动物的丰富度,丰富度是指 。
(2)在验证“土壤中落叶的分解是由于土壤微生物的作用”的实验中,将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙两组,甲组作为对照组,对乙组进行灭菌处理,目的是 ,预期甲、乙组未分解的落叶量随时间的变化情况,请将结果以曲线的形式画出来。
(3)反硝化细菌能将硝酸盐转化成氨和氮,施用磷肥能促进土壤反硝化细菌的繁殖,进而导致土壤氮损失。请设计实验验证稻田氮损失是由反硝化细菌数量增加引起的。 。(仅写设计思路)
能力提升练
一、选择题
1.(2021河南驻马店高二期末,)如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.图中B都是自养生物,细胞中不一定有叶绿体,但都含有色素
B.适度松土可以促进①过程,加快物质循环
C.②过程的加剧是温室效应的主要原因
D.达到平衡状态的生态系统,③和④的量基本相等
2.(2021陕西宝鸡高二期末,)下图为部分碳循环示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的
B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧过程能量之和为生产者固定的总能量
C.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间循环往复
D.①过程主要是光合作用,⑦⑧过程是呼吸作用
3.(2021广西玉林高二期中改编,)为更好地建设雄安新区,科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中有机氯农药DDT污染的状况,得到下表所示检测结果。下列说法错误的是( )
A.DDT在生物群落和无机环境间循环往复,不能被分解
B.DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有成分
C.据表可知,营养级越高,生物体内的DDT含量越高
D.水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢
4.(2021贵州遵义高二期末,)如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,箭头表示碳传递方向,字母表示碳传递途径。下列各项叙述不正确的是( )
A.碳从植物体流入动物体的形式是有机物
B.a途径是通过光合作用实现的,b、d、g途径是通过呼吸作用实现的
C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
D.如果图中的字母表示碳元素传递的数量,则夏季a、b、c、e之间的关系一定为a=b+c+e
5.(不定项)(2020山东烟台高二上期末联考,)为研究森林生态系统的碳循环,对黑松老龄(砍伐后50~250年)和幼龄(砍伐后0~22年)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测试,结果见下表。据表判断正确的是( )
注:净初级生产力指生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率;异养呼吸指消费者和分解者的呼吸作用。
A.黑松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力小于老龄群落
B.幼龄黑松群落每平方米有40 g碳用于生产者当年的生长、发育和繁殖
C.储存在生产者活生物量中的碳主要以CO2的形式进入无机环境
D.根据年碳收支分析,老龄和幼龄黑松群落都能降低大气碳总量避免温室效应加剧
二、非选择题
6.(2020陕西西安高二上期末,)如图为一个农业生态系统模式图,请回答下列问题:
(1)沼气池中的微生物属于生态系统成分中的 ,它与图中的 在碳循环过程中起着关键作用。
(2)图中 的能量是输入该生态系统的总能量。比起把作物秸秆烧掉,除了沼气外,沼渣、沼液作为肥料还田和用秸秆培养蘑菇可以实现 。
(3)图中碳元素主要通过生物的 以 的形式从生物群落进入无机环境,物质(碳)循环的特点是 。
答案全解全析
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
1.B 在碳循环中,连通无机环境和生物群落的生物类群是生产者和分解者。生产者将大气中的二氧化碳固定,使碳进入生物群落,分解者将动植物遗体和动物的排遗物分解为无机物返还给无机环境。连通无机环境和生物群落的生理作用是光合作用、化能合成作用和呼吸作用。所以连通无机环境和生物群落的生物类群有①③,生理作用有④⑤⑦。故选B。
2.A X能把无机物转换成有机物进入生物群落,故生物X是生产者;Z能把有机物分解为无机物返回到无机环境,故生物Z是分解者;消费者通过摄食生产者获取生产者的部分能量和物质,生物Y是消费者。选择A。
3.C 绿色植物能利用二氧化碳合成有机物,因此大力植树造林能降低大气中CO2的浓度,A正确;大气中CO2的增加主要是由化石燃料的大量燃烧引起的,B正确;异养生物也有分解者,不都是消费者,C错误;碳在食物链中的传递主要是以有机物的形式进行的,D正确。
4.C ②是分解者呼吸释放的CO2量,有机肥越多,分解者的呼吸作用越强,该值就越大,A错误;③是消费者呼吸释放的CO2量,其大小与消费者的同化量有关,但消费者呼吸释放的CO2量还受到物种性质、自身活动量、环境温度等条件的影响,因此③的数值并不能反映消费者同化量的大小,B错误;④是生产者光合作用消耗的CO2量,可间接表示流经该生态系统的总能量的多少,C正确;该生态系统一年中CO2的消耗量为生产者光合作用消耗的CO2量即④,CO2的释放量等于生产者、消费者、分解者释放的CO2量的总和,即①②③的总和,由题图可知,二者并不相等,D错误。
5.B 图中未标出碳元素进入生物群落的途径,即绿色植物的光合作用,A正确;A~C均表示细胞呼吸过程,而D是化石燃料的燃烧,B错误;D途径为化石燃料的燃烧过程,该过程大量排放二氧化碳,可破坏生物圈的碳平衡,引起温室效应,C正确;碳循环的含义为碳元素不断在生物群落和无机环境中往返循环利用,D正确。
6.答案 (1)甲、乙、丙 消费者 细胞呼吸 (含碳)有机物 (2)食用菌、蚯蚓 (3)流向下一个营养级、自身呼吸散失、被分解者分解 物质的循环利用和能量的多级利用
解析 (1)图a中甲、乙、丙可构成一个群落,包括生产者、消费者和分解者,乙代表的生物成分是消费者,B代表的生理过程是细胞呼吸;碳元素在甲与乙之间的传递形式是(含碳)有机物。(2)丙代表分解者,图b中属于图a中丙代表的生物有食用菌、蚯蚓。(3)图b中农作物所积累的有机物中能量的去向有流向下一个营养级、自身呼吸散失、被分解者分解。从生态系统的主要功能分析,该生态农业较好地实现了物质的循环利用和能量的多级利用。
7.A 能量流动的特点是单向流动、逐级递减,因此任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,A正确;研究能量流动可帮助人们调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,但不能大幅提高能量传递效率,B错误;能量流动和物质循环相互依存,不可分割,C错误;分解者分解所产生的物质可被植物循环利用,但能量不可被循环利用,D错误。
8.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部循环往返,B错误;生产者所固定的太阳能总量等于流经该生态系统的总能量,能量①④包含了部分②③的能量,C错误;生态系统的物质循环与能量流动紧密联系、缺一不可,物质作为载体,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、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无机环境之间。
9.B 生态系统的能量沿着食物链单向流动,物质沿食物链传递,不能循环,A错误;无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,但能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,不能循环,B正确;粪便作肥料肥田,经分解者的分解作用,物质可流向植物,实现物质循环,能量则通过热能的形式散失,C错误;富营养化水体出现蓝藻水华,是物质循环的体现,不能说明能量流动的特点,D错误。
10.B 2组和4组可以形成对照,自变量是土壤的湿润程度,探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用,A正确;该实验的自变量有2个:土壤是否灭菌和湿度,以土壤是否灭菌为自变量的对照实验有:1和2、3和4,其中对照组为2和4,实验组为1和3,B错误;作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理,防止落叶中的微生物影响实验结果,C正确;1和3组土壤灭菌,没有微生物分解落叶,2和4组没有灭菌,土壤中有微生物分解落叶,只是在湿润和较干燥的环境中分解程度不同,D正确。
11.C 本实验的目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用,自变量是土壤微生物的有无,因变量是淀粉的分解程度。实验组烧杯中应加入土壤浸出液(含有土壤微生物)和淀粉溶液,对照组可加入等量蒸馏水(无土壤微生物)和淀粉溶液,A正确;因变量淀粉的分解程度既可以用碘液检测淀粉的剩余量,也可以用斐林试剂检测还原糖的生成量作为观测指标,B正确;若土壤微生物对淀粉有很强的分解作用,则实验组淀粉完全被分解,加入碘液后不变蓝,利用斐林试剂检测有砖红色沉淀产生,C错误;若土壤微生物对淀粉的分解作用弱,则实验组淀粉部分被分解(既有淀粉剩余,也有还原糖产生),加入碘液后变蓝,利用斐林试剂检测有砖红色沉淀产生,D正确。
12.答案 (1)种类和数量 群落中物种数目的多少 (2)排除土壤微生物的作用 (3)将土壤样本分为相同的两组并检测含氮量,一组不作处理,一组施用适量磷肥,一段时间后测量并比较两组土壤中反硝化细菌的数量和剩余氮量
解析 (1)在调查土壤小动物类群丰富度的过程中,通过调查样本地块中小动物的种类和数量来估测该区域土壤动物的丰富度;丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)在验证“土壤中落叶的分解是由于土壤微生物的作用”的实验中,将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙两组,甲组作为对照组,对乙组进行灭菌处理,目的是排除土壤微生物的作用。乙组进行了灭菌处理,故乙组中没有微生物对落叶进行分解,随着时间的推移未分解的落叶量几乎不变,而甲组作为对照组,其土壤中有微生物对落叶进行分解,从而导致未分解的落叶量减少,图见答案。(3)反硝化细菌能将硝酸盐转化成氨和氮,施用磷肥能促进土壤反硝化细菌的繁殖,进而导致土壤氮损失。验证稻田氮损失是由反硝化细菌数量增加引起的,实验思路如下:将土壤样本分为相同的两组并检测含氮量,一组不作处理,一组施用适量磷肥。一段时间后测量并比较两组土壤中反硝化细菌的数量和剩余氮量。
能力提升练
一、选择题
1.C B为生产者,一定是自养生物,但细胞内不一定含有色素,如硝化细菌,A错误;①为消费者的呼吸作用,与松土没有关系,B错误;②表示化石燃料的燃烧,②过程的加剧会导致释放到大气中的CO2量过多,打破碳循环平衡,引起温室效应,C正确;达到平衡状态的生态系统,④和①②③以及分解者的呼吸作用量基本相等,D错误。
2.D Ⅳ是分解者,不参与食物链的组成,食物链由生产者和消费者构成,A错误;生产者为第一营养级,①过程能量为生产者固定的总能量,B错误;生态系统的物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落与无机环境之间循环往复的过程,C错误;根据分析可知,①过程主要是光合作用,可将二氧化碳固定到生物群落中,⑦过程是分解者的呼吸作用,⑧过程是生产者的呼吸作用,D正确。
3.A 生态系统的物质循环是指某些化学元素在无机环境与生物群落间的循环,DDT会随着营养级的增加,在生物体内不断富集,不会在生物群落与无机环境之间循环往复,A错误;据表分析,该生态系统的组成成分几乎都被DDT污染了,B正确;DDT难以降解,营养级越高的生物体内的DDT含量越高,C正确;生态系统中的能量流动是单向流动、逐级递减的,故水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢,D正确。
4.D 碳元素在生物群落中以含碳有机物的形式流动,A正确;a代表植物的光合作用,b、d、g代表生物的呼吸作用,B正确;碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式循环,C正确;该生态系统处于平衡状态时,a=b+c+e,但是不同的季节不一定保持平衡,如夏季植物生长较快时,a>b+c+e,D错误。
5.CD 据题表可知,黑松幼龄群落每克生产者活生物量的净初级生产力为420/1 460,黑松老龄为470/12 730,A错误;幼龄黑松群落每平方米用于生产者当年生长、发育和繁殖的碳量=净初级生产力×1×1=420(g),B错误;储存在生产者活生物量中的碳主要以CO2的形式进入无机环境,C正确;由题表可知,老龄和幼龄黑松群落净初级生产力均大于异养呼吸,说明两个群落的碳吸收均大于碳释放,均利于缓解温室效应,D正确。
二、非选择题
6.答案 (1)分解者 农作物 (2)农作物固定 能量的多级利用 (3)呼吸作用 二氧化碳 具有全球性、循环性
解析 (1)沼气池中的微生物属于分解者,分解者的分解作用和生产者的光合作用、化能合成作用是碳循环的两个关键环节。(2)生产者(农作物)固定的能量是流经该生态系统的总能量,沼渣、沼液作为肥料还田和用秸秆培养蘑菇可以实现能量的多级利用,提高能量利用率。(3)碳元素主要通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用以二氧化碳的形式从生物群落进入无机环境。物质循环的特点是具有全球性、循环性。
1组
2组
3组
4组
土壤处理
灭菌
不灭菌
灭菌
不灭菌
湿润
湿润
较干燥
较干燥
不同成分
水
底泥
水生植物
浮游动物
底栖动物
鲫鱼
乌鳢
DDT含量/
(μg·kg-1)
0.1
0.7
6.3
21.0
37.9
19.4
124.4
黑松林
碳量
生产者活
生物量(g/m2)
净初级生产力
[g/(m2·年)]
异养呼吸
[g/(m2·年)]
老龄
12 730
470
440
幼龄
1 460
420
380
1.B
2.A
3.C
4.C
5.B
7.A
8.D
9.B
10.B
11.C
1.C
2.D
3.A
4.D
5.CD
题组一 碳循环
1.(2021广西桂林十八中高二期中)在碳循环中,连通无机环境和生物群落的生物类群和生理作用分别是( )
①生产者 ②消费者 ③分解者 ④光合作用 ⑤呼吸作用 ⑥蒸腾作用 ⑦化能合成作用
A.①②;④⑤⑥B.①③;④⑤⑦
C.②③;⑤⑥⑦D.①③;④⑥⑦
2.如图是某元素循环简图,下列能分别代表X、Y、Z三种生物的是( )
A.生产者、消费者、分解者
B.生产者、分解者、消费者
C.分解者、消费者、生产者
D.消费者、分解者、生产者
3.(2021河南新乡高二期末)大气中CO2过多与碳循环失衡有关。根据图所作出的判断,错误的是( )
A.大力植树造林能降低大气中CO2的浓度
B.大气中CO2的增加与化石燃料的燃烧有关
C.异养生物①和异养生物②都是消费者
D.碳在食物链中的传递主要是以有机物的形式进行的
4.(2020北京海淀八一学校高二上期末)如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况,其中①是生产者呼吸释放量,②是分解者呼吸释放量,③是消费者呼吸释放量,④是生产者光合作用消耗量。下列叙述正确的是( )
A.②的量越小,说明该生态系统施用的有机肥料越多
B.③的数值可间接表示该生态系统中消费者同化量的多少
C.④的数值可间接表示流经该生态系统总能量的多少
D.该生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
5.(2020贵州遵义高一下期末)下图是生态系统中碳循环的示意图,A~D表示过程。下列叙述错误的是( )
A.图中未标出碳元素进入生物群落的途径
B.A~D均表示细胞呼吸过程
C.D途径可破坏生物圈的碳平衡,引起温室效应
D.碳元素可以在生物群落和无机环境中往返循环利用
6.(2021河南豫北名校高二期中)图a是某生态系统中碳循环模式图,图b为某生态农业发展模式图,回答下列问题:
图a
图b
(1)图a中 可构成一个群落,乙代表的生物成分是 ,B代表的生理过程是 ;碳元素在甲与乙之间的传递形式是 。
(2)图b中属于图a中丙代表的生物有 。
(3)图b中农作物所积累的有机物中能量的去向有 。从生态系统的主要功能分析,该生态农业较好地实现了 。
题组二 物质循环和能量流动的关系
7.(2021四川成都高二期末)下列关于生态系统能量流动和物质循环的叙述,正确的是( )
A.任何生态系统都需要得到来自系统外的能量补充
B.研究能量流动可帮助人们大幅提高能量传递效率
C.能量流动和物质循环可以在生态系统中独立进行
D.分解者分解所产生的物质和能量可被植物再利用
8.(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部循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.能量流动和物质循环是两个相互依存、不可分割的过程
9.(2021四川麻阳高二月考改编)下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中,正确的是( )
A.生态系统的能量沿着食物链单向流动,物质沿食物链实现循环
B.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,能量则不行
C.利用粪便作肥料肥田,其能量可以流向植物,实现了对能量的多级利用
D.富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点
题组三 探究土壤微生物的分解作用
10.(2020江西南昌八一中学高二期中)某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm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,对土壤的处理情况见下表。下列叙述不正确的是( )
A.该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系
B.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组和3组
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.预期结果是1、3组的落叶不被分解,2、4组的落叶被不同程度分解
11.(原创)某生物兴趣小组为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,进行了相关实验操作,以下说法错误的是( )
A.该实验的实验组中应加入土壤浸出液和淀粉溶液,对照组中加入等量蒸馏水和淀粉溶液
B.该实验可以选用碘液来检测淀粉作为因变量的观察指标,也可选用斐林试剂检测还原糖的生成作为因变量的观察指标
C.若土壤微生物对淀粉有很强的分解作用,则实验组加入碘液后变蓝,利用斐林试剂检测时有砖红色沉淀产生
D.若土壤微生物对淀粉有分解作用但分解作用很弱,则实验组加入碘液变蓝,利用斐林试剂检测时有砖红色沉淀产生
12.(2020江西南昌八一中学高二期末)土壤中微生物数量大、种类多,在富含有机质的土端表层有较多的微生物和小动物生长。高三生物兴趣小组围绕土壤微生物和小动物的作用进行了相关探究,回答下列问题:
(1)在调查土壤小动物类群丰富度的过程中,通过调查样本地块中小动物的 来估测该区域土壤动物的丰富度,丰富度是指 。
(2)在验证“土壤中落叶的分解是由于土壤微生物的作用”的实验中,将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙两组,甲组作为对照组,对乙组进行灭菌处理,目的是 ,预期甲、乙组未分解的落叶量随时间的变化情况,请将结果以曲线的形式画出来。
(3)反硝化细菌能将硝酸盐转化成氨和氮,施用磷肥能促进土壤反硝化细菌的繁殖,进而导致土壤氮损失。请设计实验验证稻田氮损失是由反硝化细菌数量增加引起的。 。(仅写设计思路)
能力提升练
一、选择题
1.(2021河南驻马店高二期末,)如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.图中B都是自养生物,细胞中不一定有叶绿体,但都含有色素
B.适度松土可以促进①过程,加快物质循环
C.②过程的加剧是温室效应的主要原因
D.达到平衡状态的生态系统,③和④的量基本相等
2.(2021陕西宝鸡高二期末,)下图为部分碳循环示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的
B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧过程能量之和为生产者固定的总能量
C.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间循环往复
D.①过程主要是光合作用,⑦⑧过程是呼吸作用
3.(2021广西玉林高二期中改编,)为更好地建设雄安新区,科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中有机氯农药DDT污染的状况,得到下表所示检测结果。下列说法错误的是( )
A.DDT在生物群落和无机环境间循环往复,不能被分解
B.DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有成分
C.据表可知,营养级越高,生物体内的DDT含量越高
D.水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢
4.(2021贵州遵义高二期末,)如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,箭头表示碳传递方向,字母表示碳传递途径。下列各项叙述不正确的是( )
A.碳从植物体流入动物体的形式是有机物
B.a途径是通过光合作用实现的,b、d、g途径是通过呼吸作用实现的
C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
D.如果图中的字母表示碳元素传递的数量,则夏季a、b、c、e之间的关系一定为a=b+c+e
5.(不定项)(2020山东烟台高二上期末联考,)为研究森林生态系统的碳循环,对黑松老龄(砍伐后50~250年)和幼龄(砍伐后0~22年)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测试,结果见下表。据表判断正确的是( )
注:净初级生产力指生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率;异养呼吸指消费者和分解者的呼吸作用。
A.黑松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力小于老龄群落
B.幼龄黑松群落每平方米有40 g碳用于生产者当年的生长、发育和繁殖
C.储存在生产者活生物量中的碳主要以CO2的形式进入无机环境
D.根据年碳收支分析,老龄和幼龄黑松群落都能降低大气碳总量避免温室效应加剧
二、非选择题
6.(2020陕西西安高二上期末,)如图为一个农业生态系统模式图,请回答下列问题:
(1)沼气池中的微生物属于生态系统成分中的 ,它与图中的 在碳循环过程中起着关键作用。
(2)图中 的能量是输入该生态系统的总能量。比起把作物秸秆烧掉,除了沼气外,沼渣、沼液作为肥料还田和用秸秆培养蘑菇可以实现 。
(3)图中碳元素主要通过生物的 以 的形式从生物群落进入无机环境,物质(碳)循环的特点是 。
答案全解全析
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
1.B 在碳循环中,连通无机环境和生物群落的生物类群是生产者和分解者。生产者将大气中的二氧化碳固定,使碳进入生物群落,分解者将动植物遗体和动物的排遗物分解为无机物返还给无机环境。连通无机环境和生物群落的生理作用是光合作用、化能合成作用和呼吸作用。所以连通无机环境和生物群落的生物类群有①③,生理作用有④⑤⑦。故选B。
2.A X能把无机物转换成有机物进入生物群落,故生物X是生产者;Z能把有机物分解为无机物返回到无机环境,故生物Z是分解者;消费者通过摄食生产者获取生产者的部分能量和物质,生物Y是消费者。选择A。
3.C 绿色植物能利用二氧化碳合成有机物,因此大力植树造林能降低大气中CO2的浓度,A正确;大气中CO2的增加主要是由化石燃料的大量燃烧引起的,B正确;异养生物也有分解者,不都是消费者,C错误;碳在食物链中的传递主要是以有机物的形式进行的,D正确。
4.C ②是分解者呼吸释放的CO2量,有机肥越多,分解者的呼吸作用越强,该值就越大,A错误;③是消费者呼吸释放的CO2量,其大小与消费者的同化量有关,但消费者呼吸释放的CO2量还受到物种性质、自身活动量、环境温度等条件的影响,因此③的数值并不能反映消费者同化量的大小,B错误;④是生产者光合作用消耗的CO2量,可间接表示流经该生态系统的总能量的多少,C正确;该生态系统一年中CO2的消耗量为生产者光合作用消耗的CO2量即④,CO2的释放量等于生产者、消费者、分解者释放的CO2量的总和,即①②③的总和,由题图可知,二者并不相等,D错误。
5.B 图中未标出碳元素进入生物群落的途径,即绿色植物的光合作用,A正确;A~C均表示细胞呼吸过程,而D是化石燃料的燃烧,B错误;D途径为化石燃料的燃烧过程,该过程大量排放二氧化碳,可破坏生物圈的碳平衡,引起温室效应,C正确;碳循环的含义为碳元素不断在生物群落和无机环境中往返循环利用,D正确。
6.答案 (1)甲、乙、丙 消费者 细胞呼吸 (含碳)有机物 (2)食用菌、蚯蚓 (3)流向下一个营养级、自身呼吸散失、被分解者分解 物质的循环利用和能量的多级利用
解析 (1)图a中甲、乙、丙可构成一个群落,包括生产者、消费者和分解者,乙代表的生物成分是消费者,B代表的生理过程是细胞呼吸;碳元素在甲与乙之间的传递形式是(含碳)有机物。(2)丙代表分解者,图b中属于图a中丙代表的生物有食用菌、蚯蚓。(3)图b中农作物所积累的有机物中能量的去向有流向下一个营养级、自身呼吸散失、被分解者分解。从生态系统的主要功能分析,该生态农业较好地实现了物质的循环利用和能量的多级利用。
7.A 能量流动的特点是单向流动、逐级递减,因此任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,A正确;研究能量流动可帮助人们调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,但不能大幅提高能量传递效率,B错误;能量流动和物质循环相互依存,不可分割,C错误;分解者分解所产生的物质可被植物循环利用,但能量不可被循环利用,D错误。
8.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部循环往返,B错误;生产者所固定的太阳能总量等于流经该生态系统的总能量,能量①④包含了部分②③的能量,C错误;生态系统的物质循环与能量流动紧密联系、缺一不可,物质作为载体,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、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无机环境之间。
9.B 生态系统的能量沿着食物链单向流动,物质沿食物链传递,不能循环,A错误;无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,但能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,不能循环,B正确;粪便作肥料肥田,经分解者的分解作用,物质可流向植物,实现物质循环,能量则通过热能的形式散失,C错误;富营养化水体出现蓝藻水华,是物质循环的体现,不能说明能量流动的特点,D错误。
10.B 2组和4组可以形成对照,自变量是土壤的湿润程度,探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用,A正确;该实验的自变量有2个:土壤是否灭菌和湿度,以土壤是否灭菌为自变量的对照实验有:1和2、3和4,其中对照组为2和4,实验组为1和3,B错误;作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理,防止落叶中的微生物影响实验结果,C正确;1和3组土壤灭菌,没有微生物分解落叶,2和4组没有灭菌,土壤中有微生物分解落叶,只是在湿润和较干燥的环境中分解程度不同,D正确。
11.C 本实验的目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用,自变量是土壤微生物的有无,因变量是淀粉的分解程度。实验组烧杯中应加入土壤浸出液(含有土壤微生物)和淀粉溶液,对照组可加入等量蒸馏水(无土壤微生物)和淀粉溶液,A正确;因变量淀粉的分解程度既可以用碘液检测淀粉的剩余量,也可以用斐林试剂检测还原糖的生成量作为观测指标,B正确;若土壤微生物对淀粉有很强的分解作用,则实验组淀粉完全被分解,加入碘液后不变蓝,利用斐林试剂检测有砖红色沉淀产生,C错误;若土壤微生物对淀粉的分解作用弱,则实验组淀粉部分被分解(既有淀粉剩余,也有还原糖产生),加入碘液后变蓝,利用斐林试剂检测有砖红色沉淀产生,D正确。
12.答案 (1)种类和数量 群落中物种数目的多少 (2)排除土壤微生物的作用 (3)将土壤样本分为相同的两组并检测含氮量,一组不作处理,一组施用适量磷肥,一段时间后测量并比较两组土壤中反硝化细菌的数量和剩余氮量
解析 (1)在调查土壤小动物类群丰富度的过程中,通过调查样本地块中小动物的种类和数量来估测该区域土壤动物的丰富度;丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)在验证“土壤中落叶的分解是由于土壤微生物的作用”的实验中,将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙两组,甲组作为对照组,对乙组进行灭菌处理,目的是排除土壤微生物的作用。乙组进行了灭菌处理,故乙组中没有微生物对落叶进行分解,随着时间的推移未分解的落叶量几乎不变,而甲组作为对照组,其土壤中有微生物对落叶进行分解,从而导致未分解的落叶量减少,图见答案。(3)反硝化细菌能将硝酸盐转化成氨和氮,施用磷肥能促进土壤反硝化细菌的繁殖,进而导致土壤氮损失。验证稻田氮损失是由反硝化细菌数量增加引起的,实验思路如下:将土壤样本分为相同的两组并检测含氮量,一组不作处理,一组施用适量磷肥。一段时间后测量并比较两组土壤中反硝化细菌的数量和剩余氮量。
能力提升练
一、选择题
1.C B为生产者,一定是自养生物,但细胞内不一定含有色素,如硝化细菌,A错误;①为消费者的呼吸作用,与松土没有关系,B错误;②表示化石燃料的燃烧,②过程的加剧会导致释放到大气中的CO2量过多,打破碳循环平衡,引起温室效应,C正确;达到平衡状态的生态系统,④和①②③以及分解者的呼吸作用量基本相等,D错误。
2.D Ⅳ是分解者,不参与食物链的组成,食物链由生产者和消费者构成,A错误;生产者为第一营养级,①过程能量为生产者固定的总能量,B错误;生态系统的物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落与无机环境之间循环往复的过程,C错误;根据分析可知,①过程主要是光合作用,可将二氧化碳固定到生物群落中,⑦过程是分解者的呼吸作用,⑧过程是生产者的呼吸作用,D正确。
3.A 生态系统的物质循环是指某些化学元素在无机环境与生物群落间的循环,DDT会随着营养级的增加,在生物体内不断富集,不会在生物群落与无机环境之间循环往复,A错误;据表分析,该生态系统的组成成分几乎都被DDT污染了,B正确;DDT难以降解,营养级越高的生物体内的DDT含量越高,C正确;生态系统中的能量流动是单向流动、逐级递减的,故水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢,D正确。
4.D 碳元素在生物群落中以含碳有机物的形式流动,A正确;a代表植物的光合作用,b、d、g代表生物的呼吸作用,B正确;碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式循环,C正确;该生态系统处于平衡状态时,a=b+c+e,但是不同的季节不一定保持平衡,如夏季植物生长较快时,a>b+c+e,D错误。
5.CD 据题表可知,黑松幼龄群落每克生产者活生物量的净初级生产力为420/1 460,黑松老龄为470/12 730,A错误;幼龄黑松群落每平方米用于生产者当年生长、发育和繁殖的碳量=净初级生产力×1×1=420(g),B错误;储存在生产者活生物量中的碳主要以CO2的形式进入无机环境,C正确;由题表可知,老龄和幼龄黑松群落净初级生产力均大于异养呼吸,说明两个群落的碳吸收均大于碳释放,均利于缓解温室效应,D正确。
二、非选择题
6.答案 (1)分解者 农作物 (2)农作物固定 能量的多级利用 (3)呼吸作用 二氧化碳 具有全球性、循环性
解析 (1)沼气池中的微生物属于分解者,分解者的分解作用和生产者的光合作用、化能合成作用是碳循环的两个关键环节。(2)生产者(农作物)固定的能量是流经该生态系统的总能量,沼渣、沼液作为肥料还田和用秸秆培养蘑菇可以实现能量的多级利用,提高能量利用率。(3)碳元素主要通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用以二氧化碳的形式从生物群落进入无机环境。物质循环的特点是具有全球性、循环性。
1组
2组
3组
4组
土壤处理
灭菌
不灭菌
灭菌
不灭菌
湿润
湿润
较干燥
较干燥
不同成分
水
底泥
水生植物
浮游动物
底栖动物
鲫鱼
乌鳢
DDT含量/
(μg·kg-1)
0.1
0.7
6.3
21.0
37.9
19.4
124.4
黑松林
碳量
生产者活
生物量(g/m2)
净初级生产力
[g/(m2·年)]
异养呼吸
[g/(m2·年)]
老龄
12 730
470
440
幼龄
1 460
420
380
1.B
2.A
3.C
4.C
5.B
7.A
8.D
9.B
10.B
11.C
1.C
2.D
3.A
4.D
5.CD
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