高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第3节 生态系统的物质循环课时练习

第3节　生态系统的物质循环

基础过关练

题组一　物质循环的概念、特点

1.生态系统的物质循环中的“物质”是指(　　)

A.组成生物体的化合物

B.组成生物体的有机物

C.组成生物体的无机物

D.组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素

2.在生态系统物质循环、能量流动的过程中,连接生物群落和无机环境的重要生理作用和主要的生物成分分别是　(　　)

①光合作用　②蒸腾作用　③呼吸作用　④生产者　⑤消费者　⑥分解者

A.②③④⑤ B.①③⑤⑥

C.①③④⑥ D.②③④⑥

题组二　碳循环

3.(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

4.下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.甲可将遗体残骸中的有机碳化物分解成二氧化碳释放到大气中

B.生态系统的主要成分是乙

C.该生态系统的营养结构是

D.联系无机环境和生物群落的关键成分是甲、丙

题组三　物质循环和能量流动的关系

5.下列关于物质循环和能量流动关系的叙述,错误的是(　　)

A.物质为能量的载体,物质的循环具有全球性

B.能量作为动力,流经生态系统的各营养级时逐级递减

C.生态系统中先进行物质循环,后发生能量流动

D.物质循环、能量流动二者相互依存,不可分割

6.(2020北京西城高二上期末)平谷区盛产大桃,但果园大量废弃枝条和落叶乱堆乱放占用土地,被焚烧后污染环境。为解决此问题,区政府建设了“生态桥”工程,将废弃物加工成有机肥后施加到果园土壤中,减轻污染同时提高了桃的产量。下列相关叙述正确的是(　　)

A.“生态桥”工程的实施,促进了果园生态系统的物质循环

B.将有机肥施加到果园中,不会改变土壤微生物的组成和密度

C.将废弃物加工成有机肥,实现了果树对废弃物能量的循环利用

D.有机物被施加到果园土壤中,物质被利用的同时,其中的化学能也被植物所利用

题组四　探究土壤微生物的分解作用

7.为了探究土壤中的微生物是否有分解淀粉的作用,需要设置对照,最佳的设计方案是(　　)

A.用土壤浸出液与自来水对照

B.用土壤浸出液与河水对照

C.用土壤浸出液与淀粉液对照

D.用土壤浸出液与经过灭菌处理的土壤浸出液对照

8.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,对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.该实验能探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用

B.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

C.该实验的自变量为土壤是否灭菌,实验中的对照组是1和3

D.预期结论是1、3组的落叶不被分解,2、4组中的落叶被不同程度地分解

能力提升练

一、选择题

1.(2020山东德州高二上期末,★★☆)如图为生态系统碳循环示意图,甲~丙表示生态系统的组成成分,①~⑤表示碳的流动过程,下列叙述错误的是(　　)

A.丙中包含多个营养级的多种生物

B.与细胞呼吸有关的过程是①②③

C.中耕松土可以加强①和②过程

D.碳元素以有机物的形式在⑤⑥⑦中传递

2.(2019河南郑州一中高一下月考,★★☆)下图为生态系统中碳循环过程,其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落,箭头表示物质循环方向。下列相关叙述中错误的是(　　)

A.图中①过程可以表示绿色植物的光合作用

B.缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行

C.类群丙无氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一

D.碳在乙、丙中以有机物的形式存在

3.(2019北京顺义一模,★★☆)下图为部分碳循环示意图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代表不同生物类群,①~③代表相关的生理过程,相关叙述不正确的是(　　)

A.图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共同构成生物群落

B.该生态系统通过捕食关系构成的联系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ

C.经过②过程释放的能量会重新经过①过程进入生物群落

D.碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以含碳有机物的形式传递

4.(不定项)(2020湖南常德高二上期末改编,★★☆)如图为某生态系统碳循环的过程。下列有关叙述正确的是　(　　)

A.d代表大气中的二氧化碳,c代表分解者,e可表示化石燃料的燃烧

B.通过a的吸收a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧,实现碳循环

C.在朝复杂化的演替过程中,生产者固定CO2量大于整个生物群落排放CO2量

D.将d的含义改为热能,可表示为该生态系统的能量流动示意图

二、非选择题

5.(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)图中碳元素从生物群落进入无机环境主要通过生物的　　　　和　　　　以　　　　的形式进入无机环境,物质(碳)循环的特点是　　　　　　　。 

6.(★★☆)如图为我国北方处于稳定状态的某森林生态系统中碳循环示意图,图中A、B、C、D分别代表生态系统的组成成分,①~⑦代表碳元素的传递过程。请据图回答问题:

(1)写出字母或标号代表的生态系统的组成成分或碳循环过程:B　　　　;C　　　　;②　　　　;⑥　　　　。 

(2)碳元素主要是通过[　]　　　　　由无机环境进入生物群落的,而在生物群落中是以　　　　的形式沿　　　　　　　传递的。 

(3)生物群落中的碳元素归还到无机环境中主要依靠各类生物的　　　　　,而另一部分碳元素则以　　　　　的形式储藏于地层中。 

(4)从碳循环的过程可知生态系统的物质循环的特点是　　　　和　　　　　;与碳元素的循环过程相比,能量流动的特点是　　　　　和　　　　　。 

(5)人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体形成的煤和石油等,使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内大量释放,对环境产生的影响主要是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.D　生态系统的物质循环中的“物质”是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。

2.C　在生态系统物质循环、能量流动的过程中,连接生物群落和无机环境的重要生理作用是光合作用和呼吸作用,主要的生物成分是生产者和分解者。综上所述,C正确。

3.C　②是分解者呼吸释放的CO2量,有机肥越多,分解者的分解作用越强,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值,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。

4.D　甲是生产者,可将大气中的二氧化碳转化为有机物,A错误;图中的乙是消费者,而生态系统的主要成分是生产者,B错误;生态系统的营养结构包括生产者(第一营养级),C错误;联系无机环境和生物群落的关键成分是甲(生产者)、丙(分解者),D正确。

5.C　物质为能量的载体,物质的循环具有全球性,A正确;能量作为动力,流经生态系统的各营养级时逐级递减,B正确;生态系统中物质循环和能量流动是同时进行的,C错误;物质循环、能量流动二者相互依存,不可分割,D正确。

6.A　废弃物加工成有机肥后施加到果园土壤中,经土壤微生物分解产生二氧化碳等无机物,加快了物质的循环利用,同时促进土壤微生物的繁殖,A正确,B错误;生态系统的能量是单向流动,不可循环的,C错误;有机物施加到土壤后,经由微生物分解利用其中的能量,产生的无机物可被植物吸收,D错误。

7.D　该实验的目的是“探究土壤中的微生物是否有分解淀粉的作用”,自变量是土壤中分解淀粉的微生物的有无,因变量是淀粉分解情况,所以对照实验控制的单一变量应该是土壤微生物的有无,则最佳方案为实验组用土壤浸出液(含有微生物),对照组是经过灭菌处理的土壤浸出液(微生物被灭活),故选D。

8.C　从表格中可看出该实验中1、2组的土壤湿润,3、4组的土壤较干燥,所以该实验可用于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;本实验的目的是“研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用”,落叶中的微生物会对实验结果产生影响,所以应对作为实验材料的落叶进行灭菌处理,B正确;若该实验的自变量是土壤是否经灭菌处理,则对照组是2和4,实验组是1和3,C错误;由于1、3组的土壤中不含有微生物,因此可以预测这两组的落叶不被分解,而2、4组的土壤中含有微生物,但是土壤湿度不同,所以落叶分解的程度不同,D正确。

能力提升练

一、选择题

1.A　题图中的丙是生产者,属于第一营养级,A错误;丙(生产者)、乙(消费者)、甲(分解者)均可通过细胞呼吸将有机物分解产生的二氧化碳释放到大气中,即①②③均与细胞呼吸有关,B正确;中耕松土可增加土壤溶氧量,促进植物的根呼吸及土壤微生物的分解作用,即①和②过程加强,C正确;在生产者、消费者和分解者之间,碳以有机物的形式传递,D正确。

2.C　题图中①过程利用大气中的CO2,可以表示绿色植物的光合作用,A正确;类群甲为分解者,若缺少类群甲,则生态系统的物质循环不能正常进行,B正确;类群丙(消费者)无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2,C错误;碳在乙(生产者)、丙(消费者)中以有机物的形式存在,D正确。

3.C　题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代表不同生物类群,共同构成生物群落,A正确;分析题图可知,Ⅴ是分解者,故该生态系统通过捕食关系构成的联系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ,B正确;分析题图可知,②过程是生物的呼吸作用,呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,能量不能循环流动,C错误;碳元素在生物群落Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以含碳有机物的形式传递,D正确。

4.ABC　根据题图可知,d代表大气中的二氧化碳,c代表分解者,e可表示化石燃料的燃烧,A正确;碳循环主要是以二氧化碳的形式在无机环境和生物群落之间的往返运动,即通过a的吸收,a、b的呼吸作用,c的分解作用及e的燃烧,可实现碳循环,B正确;此生态系统中的生物群落处在朝复杂化的演替过程中,生产者吸收的CO2量应该大于整个生物群落排放的CO2量,C正确;由于能量只能单向流动、逐级递减,且植物不能利用热能,所以即使将d的含义改为热能,题图也不可表示为该生态系统的能量流动示意图,D错误。

二、非选择题

5.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　分解作用　二氧化碳　具有全球性

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)碳元素从群落进入无机环境主要通过生产者和消费者的呼吸作用及分解者的分解作用以二氧化碳的形式进入无机环境。物质循环的特点是具有全球性。

6.答案　(1)生产者　消费者　呼吸作用　分解作用　(2)①　光合作用　有机物　食物链(和食物网)　(3)呼吸作用　化石燃料　(4)全球性　往复循环　单向流动　逐级递减　(5)产生温室效应(或大气中二氧化碳增多)

解析　(1)据题图可判断,B代表生产者,C代表消费者,①表示光合作用,②表示呼吸作用,⑥表示分解者的分解作用。(2)无机环境中的碳主要通过①光合作用(化能合成作用)进入生物群落,在生物群落中以有机物的形式沿食物链(网)传递。(3)生物群落中的碳元素主要依靠生物的呼吸作用回到无机环境中,另一部分则以化石燃料的形式储藏于地层中。(4)生态系统物质循环的特点是全球性和往复循环,能量流动的特点是单向流动和逐级递减。(5)碳元素在短期内大量释放会造成大气中二氧化碳增多,引发温室效应。