课后素养落实(十)　生态系统中的物质能被循环利用

题组一　生态系统的物质循环

1．下列关于生态系统中的物质循环的说法，不正确的是(　　)

A．生态系统的物质循环发生在种群和无机环境之间

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

C．植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环

D．科考人员在南极发现了某些有害农药，此现象说明生态系统的物质循环具有全球性的特点

A　[生态系统的物质循环发生在生物群落和无机环境之间，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，例如光合作用和根的主动运输，B正确；植物可通过光合作用将大气中的碳元素固定到生物群落中，同时也可以通过呼吸作用将碳以二氧化碳的形式释放到空气中去，C正确；科考人员在没有用过农药的南极发现了某些有害农药，此现象说明生态系统的物质循环具有全球性的特点，D正确。]

2．生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动直接有关(　　)

①光合作用　②蒸腾作用　③呼吸作用　④微生物的分解作用

A．①②　　　　　 B．②③④

C．①③④   D．①②③④

C　[①绿色植物通过光合作用将二氧化碳转变为有机物中的碳，①正确；②蒸腾作用是植物体内的水散失到环境中，与碳循环无直接关系，②错误；③呼吸作用是分解有机物产生二氧化碳的过程，③正确；④微生物的分解作用是分解有机物产生二氧化碳的过程，④正确。]

3．2017年，我国农业部启动了农业绿色发展行动，其中要求提高农作物秸秆的利用率。下列对农作物秸秆处理不当的是(　　)

A．过腹还田

B．青贮、氨化处理

C．田间焚烧，留灰做底肥

D．利用作物秸秆培养蚯蚓

C　[过腹还田增加了能量利用的环节，A正确；青贮、氨化处理作为牲畜的饲料，也是增加了能量的利用环节，处理方法比较恰当，B正确；将农作物秸秆田间焚烧，会污染环境，降低农作物秸秆的利用率，该方法的利用不恰当，C错误；利用作物秸秆培养蚯蚓的过程也能将秸秆中的能量进行利用，D正确。]

4．如图表示某生态系统中的碳循环过程，据图分析下列叙述错误的是(　　)

A．在生态系统的成分中A属于生产者，C属于分解者

B．①②代表的生理过程分别是光合作用和呼吸作用

C．图中化石燃料的大量燃烧会引起温室效应

D．绿色植物的光合作用和消费者的呼吸作用在生态系统中对碳循环起到关键作用

D　[在生态系统的成分中A属于生产者，C属于分解者，A正确；①表示光合作用，②表示呼吸作用，B正确；图中化石燃料的大量燃烧会导致大量二氧化碳释放到空气中，进而引起温室效应，C正确；绿色植物的光合作用可以将非生物环境中的二氧化碳固定合成有机物进入到生物群落，分解者的分解作用可以将生物群落里的动植物的遗体和动物排遗物中的有机物分解成二氧化碳释放到非生物环境中，所以绿色植物的光合作用和分解者的分解作用在生态系统中对碳循环起到关键作用，D错误。]

5．下图为生态系统碳循环示意图，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．甲、乙、丙构成该生态系统的组成成分

B．该生态系统的食物网可表示为

C．分解作用可用箭头甲指向丙表示

D．该示意图可体现物质循环具有循环往复运动的特点

D　[甲、乙、丙分别是生产者、消费者和分解者属于生态系统的生物群落部分，生态系统的组成成分除了生物群落外，还包括非生物的物质和能量，A错误；生态系统的营养结构是食物链和食物网，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；箭头甲指向丙表示生产者流向分解者的能量，C错误；由示意图可知物质可以从生物群落到无机环境，又可以从无机环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复运动的特点。D正确。]

6．右图为碳循环的部分示意图，下列相关叙述正确的是(　　)

A．伴随甲过程的进行，能量输入到生物群落中

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、群落与无机环境之间碳循环形式相同

A　[伴随甲过程(光合作用或化能合成作用的进行)，能量输入到生物群落中，碳循环是指碳元素在生物圈中的循环过程，A正确；乙过程可以代表动植物的呼吸作用、分解者的分解作用，还包括化石燃料的燃烧等，B错误；蓝藻或硝化细菌等原核生物也能完成该循环，蓝藻和硝化细菌没有叶绿体和线粒体，C错误；碳在无机环境与生物群落之间以CO2形式进行循环，而在生物群落内部以有机物形式进行传递，D错误。]

题组二　物质循环与能量流动的关系

7．下列有关生态系统的物质循环和能量流动的叙述，错误的是(　　)

A．物质循环中的物质是指组成生物体的化学元素

B．生产者和分解者是实现碳循环的关键因素

C．作肥料的粪便中的能量可被植物体再利用

D．生物圈通过碳循环可实现碳元素的自给自足

C　[生态系统物质循环中的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，A正确；生产者和分解者是生态系统中不可缺少的部分，是实现碳在生物群落与无机环境之间循环的关键因素，B正确；粪便做肥料，是给分解者进行分解，分解产生的无机盐和二氧化碳才能被植物吸收利用，能量并不流向植物，C错误；物质循环具有全球性、循环往复，生物圈通过碳循环可实现碳元素的自给自足，D正确。]

8．如图是生态系统碳循环的流程图。据图判断下列叙述正确的是(　　)

A．碳循环过程中，碳的循环流动在A到B阶段的存在形式为无机物

B．在自然演替过程中，生产者制造的有机物量大于整个生物群落呼吸消耗的有机物量

C．A到B的能量传递效率与B到C的能量传递效率相同，且都在10%～20%之间

D．D表示大气中的CO2库，从一年的CO2含量来看夏季高于冬季

B　[分析图可知，A为生产者，B和C为消费者，E为分解者，D为二氧化碳库，碳循环过程中，碳的循环流动在A到B阶段是有机物形式，A错误；在自然演替过程中，生产者制造的有机物量大于整个生物群落呼吸消耗的有机物量，有机物总量在增加，B正确；不同生物的同化能力不同，A到B的能量传递效率与B到C的能量传递效率不一定相同，两个相邻营养级之间能量传递效率一般在10%～20%之间，C错误；大气中的CO2库，从一年的含量来看夏季低于冬季，因为夏季生产者光合作用比较强，D错误。]

9．图1为某草原生态系统的部分碳循环示意图，甲～丁为生态系统的组成成分；图2为该生态系统的部分能量流动示意图(考虑未利用的能量)，回答下列问题。

图1　　　　　　　　　图2

(1)图1中，乙代表________，碳进入非生物环境的途径是________(填序号)。

(2)生态系统的结构包括_________。图2中B表示_____________。

(3)若鼠摄入能量为2.2×109 kJ，A中能量为1.6×109 kJ，B中能量为1.2×109 kJ，狼同化能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为________。鼠同化的能量不能百分之百流向狼，原因是：__________________

_______________________________________________________________。

(4)若该生态系统作为天然牧场进行放牧，为提高产量，可利用光照声音信号驱赶草原里的鼠和兔，这样做的意义是__________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　(1)由分析可知，图1中，乙代表生产者；②③为呼吸作用并产生二氧化碳，④为分解者的分解作用并产生二氧化碳，碳主要以二氧化碳的形式进入非生物环境，其途径为②③④。

(2)生态系统的结构包括组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网)。图2中B表示鼠用于生长、发育、繁殖的能量(储存在体内的能量)。

(3)A表示鼠同化的能量，A中能量为1.6×109 kJ，而狼同化能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率＝(2.4×108)÷(1.6×109)×100%＝15%。能量流动具有逐级递减的特点，鼠同化的能量不能百分之百流向狼，原因是鼠同化的能量一部分呼吸消耗，一部分被分解者分解，还有一部分未利用。

(4)如果该生态系统作为天然牧场进行放牧，利用光照声音信号(物理信息)驱赶草原里的鼠和兔，能减少草的能量向鼠和兔的流动，更多的能量流向牛羊，因此这样做的意义是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。

[答案]　(1)生产者　②③④　(2)组成成分和营养结构(食物链和食物网)　鼠用于生长、发育、繁殖的能量(储存在体内的能量)　(3)15%　鼠同化的能量一部分呼吸消耗，一部分被分解者分解，还有一部分未利用　(4)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

10．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　)

A．富营养化水体出现藻类水华的现象，可以说明能量流动的特点

B．营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越少，所获得的能量越多

C．食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用

D．非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用

D　[富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明物质循环的特点，A错误；有毒物质或不能被生物体分解的物质在生物体内存在富集现象，营养级越高，有毒物质越多，B错误；食物链各营养级中10%～20%的能量会被下一个营养级利用，C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，D正确。]

11．某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是(　　)

图1　　　　　图2　　　　　　图3

A．图1中C能加快生态系统的物质循环

B．若图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2

C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物

D．三幅图中生产者都是A

D　[图1中的C为消费者，消费者的存在，可以加快生态系统的物质循环，对植物的传粉和种子的传播等具有重要的作用，A正确；若图1、图2、图3完整表示碳循环，则大气中的CO2除了来自生物的呼吸作用，还可以来自化石燃料燃烧产生CO2，B正确；图2中A为生产者，E为分解者，C、D均为消费者，则A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3的E为生产者，D错误。]

12．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消耗的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越多

B．③的数值可间接表示该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的释放量与消耗量相等

C　[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的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少，A错误；消费者同化作用的能量大于消费者呼吸释放量，故消费者同化作用的大小不能用③的数值间接表示，B错误；④表示生产者光合作用消耗的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；农田生态系统一年中有有机物的积累，一年中CO2的消耗量多于一年中CO2的释放量，D错误。]

13．南方地区普遍采用在荔枝园内养鸡的生产模式(如图)，总收益约是普通荔枝园的两倍。下列说法不合理的是(　　)

A．该模式实现了对物质循环利用和能量的多级利用

B．鸡粪中所含的能量流入果树，能促进果树的生长

C．与普通荔枝园相比，该荔枝园相对不容易发生病虫害

D．输入该系统的总能量来自全部生产者固定的太阳能

B　[该模式将废物资源化，实现了对物质的循环利用和能量的多级利用，A不符合题意；鸡粪中所含的能量流入分解者，不能流向果树，但分解者分解有机物产生的无机物，可促进果树的生长，B符合题意；与普通荔枝园相比，由于该荔枝园中存在害虫的天敌鸡，故其相对不容易发生病虫害，C不符合题意；输入该系统的总能量来自全部生产者固定的太阳能，D不符合题意。]

14．如图是荆州市某地农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用秸秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田等。

(1)该生态系统的结构包括生态系统的组成成分和______________，蘑菇在该生态系统中的成分是________，蘑菇生命活动所需要的能量来自第________营养级的秸秆中的________(填“有机物”或“无机物”)。鸭在该生态系统第________营养级，调查鸭的种群密度，常用的方法是________________________

________________________________________________________________。

(2)生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益。建立该人工生态系统的目的是___________________________________________________，从环境保护的角度考虑，可以减少环境污染。

(3)在自然生态系统中，组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境间可以不断循环，但在农业生态系统农田中需不断施加氮肥，原因是___________

________________________________________________________________。

[解析]　(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和食物链和食物网，蘑菇分解第一营养级的秸秆中的有机物获取能量，在该生态系统中的成分是分解者。鸭可以捕食水稻、杂草或害虫，在该生态系统中处于第二、三营养级；鸭的活动能力强、活动范围大，故调查鸭的种群密度，常用标志重捕法。

(2)分析题意可知，该人工生态系统利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用秸秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田等，建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，从环境的角度考虑，可以减少环境污染。

(3)由于氮元素可以组成蛋白质等物质，在鸭蛋、水稻、蘑菇等产品中富含氮元素，氮元素不断通过产品输出该生态系统，故在农业生态系统农田中需不断施加氮肥。

[答案]　(1)食物链和食物网　分解者　一　有机物　二、三　标志重捕法　(2)实现对能量的多级利用，提高能量的利用率　(3)氮元素不断通过产品输出该生态系统

对物质循环、能量流动及生物富集辨析不清

15．二战后，DDT曾被人们当成防治各种害虫的灵丹妙药而被大量使用。虽然大部分DDT只喷洒在仅占大陆面积2%的土地上，但是数百篇研究报告表明，DDT已经广泛进入了世界各地的食物链和食物网，人类自己也受到了污染，导致极易患胃肠道疾病和哮喘、呼吸道疾病。DDT在体内难以分解，残留时间至少长达20年。下表列出了海洋生物及其环境中DDT的检测浓度，请回答下列问题：

(1)虽然DDT喷洒的面积仅占大陆面积的2%，但目前在远离施药地区的海鸟体内也发现了DDT。这说明DDT参与了生态系统的________过程，该过程具有________性。

(2)根据上表用箭头和文字写出该海洋生态系统能量流动的渠道：_____________。据题中信息可知，DDT作为有害物质通过该渠道会发生________现象，DDT使上述生物中受害最大的是________。

(3)该海洋生态系统有________个营养级，如果将单位时间内各个营养级所得到的能量、数量和生物量数值绘制成金字塔图形，那么有可能出现倒置情况的是__________金字塔。

(4)大鱼所同化的能量除了自身的呼吸作用散失外，其余用于大鱼的________________________。

[解析]　(1)虽然DDT喷洒的面积仅占大陆面积的2%，但目前在远离施药地区的海鸟体内也发现了DDT。这说明DDT参与了生态系统的物质循环过程，该过程具有全球性。

(2)DDT会随着食物链在生物体内积累，营养级越高的生物，DDT的浓度越高，根据表中DDT的浓度可知，该海洋生态系统能量流动的渠道为：浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼→海鸟。根据分析可知，DDT作为有害物质通过该渠道会发生生物富集现象，由于最高营养级中DDT的浓度最高，所以DDT使上述生物中受害最大的是海鸟。

(3)根据上述分析的食物链可知，该海洋生态系统有5个营养级。能量金字塔指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图形呈金字塔形，营养级别越低，占有的能量就越多；反之，营养级别越高，占有的能量就越少。所以能量金字塔塔基体积最大，越往上越小，生物量即可表示各营养级的能量，一般也为正金字塔型，而生物的数量不一定是营养级越高，数量越少，所以上述有可能出现倒置情况的是数量金字塔。

(4)大鱼所同化的能量除了自身的呼吸作用散失外，其余用于大鱼的生长、发育和繁殖等生命活动。

[答案]　(1)物质循环　全球　(2)浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼→海鸟　生物富集　海鸟　(3)5　数量　(4)生长、发育和繁殖等生命活动