高中生物课时规范练31　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性(学生版含答案详解)

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课时规范练31　
生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022福建三模)轮作是指在同一田地按时间顺序轮换种植不同作物的方法。在花菜-毛豆轮作的大田中,将收割后的秸秆堆肥处理,能有效提高作物产量并减少碳排放。下列叙述正确的是(　　)
A.花菜-毛豆轮作利用了群落的垂直结构,提高了对光能的利用率
B.轮作利用了不同作物根系对矿质元素的吸收具有选择性的特点
C.秸秆被土壤中微生物分解后产生的物质和能量可供农作物利用
D.该农田生态系统中碳循环都是通过植物的光合作用和呼吸作用完成的
2.(2022湖北模拟)下图是生态系统中能量转化的示意图,下列说法错误的是(　　)
A.上图能体现出食物链中的能量流动逐级递减的特点
B.①过程中的能量转化过程为光能→活跃的化学能→稳定的化学能
C.②过程中有机物中的碳元素转化为CO2中的碳元素返回非生物环境
D.①②过程对应的生物分别是生态系统中的生产者、消费者和分解者
3.(2022湖北月考)根据食物链的起点不同,可分为捕食食物链和碎屑食物链。森林的树叶、草和池塘中的藻类,当其活体被取食时,它们是捕食食物链的起点;当树叶、草枯死落在地上,藻类死亡后沉入水底,很快被微生物分解,形成碎屑,这时又成为碎屑食物链的起点,这两大类型食物链在生态系统中往往是同时存在的。下图为某森林生态系统中落叶层中的部分食物网,有关该食物网,下列叙述正确的是(　　)
A.多条捕食食物链彼此交错形成了食物网
B.分解者和各级消费者通过食物网把能量逐级传递下去
C.图中动物之间的各种信息都是沿着食物链单向传递的
D.土壤动物能独立完成CO2在非生物环境与生物群落之间的循环
4.(2022湖北模拟)生态系统的物质循环带有全球性,并且时时刻刻发生在我们身边。下列有关碳循环的叙述,不正确的是(　　)
A.生产者合成的含碳有机物能被消费者利用,实现了碳向动物体内的流动
B.人类活动大量利用煤、石油等化石燃料,打破了生物圈中碳循环的平衡
C.微生物对各营养级水平含碳有机物的分解作用,是实现碳循环的关键环节
D.碳在生物群落和非生物环境之间是以CO2和含碳有机物的形式进行循环的
5.(2022山东济宁一中月考)下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,其中箭头表示碳的传递方向,字母表示碳传递途径。则下列叙述错误的是(　　)
A.碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物
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.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行
D.如果图中的字母表示碳元素传递的数量,植物正常生长,则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a=b+c+e
6.(2022广东一模)“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼。”这是诗圣杜甫描绘百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列相关叙述错误的是(　　)
A.花的颜色、大小,黄莺的鸣叫均属于物理信息
B.可以使用样方法调查花丛中蝴蝶的种群密度
C.日照时间的长短决定植物开花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
D.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度,属于生物防治
7.(2022山东模拟)榕树通过分泌化学物质吸引榕小蜂进入隐头花序内部完成传粉,同时榕树的隐头花序为榕小蜂产卵提供场所,为幼虫发育提供营养;蚜虫能利用刺吸口器吸食榕树的汁液,每隔1~2 min,就会翘起腹部分泌蜜露,吸引蚂蚁舔食,蚂蚁能为蚜虫驱赶天敌。下列叙述错误的是(　　)
A.榕树向榕小蜂传递化学信息,利于促进个体的繁殖
B.蚜虫通过寄生危害榕树,蚜虫和榕树之间共同进化
C.信息传递能够调节种间关系,复杂的种间关系有利于维持生态系统的稳定
D.依据能量传递规律,蚜虫可获得榕树同化能量的10%~20%
8.(2022山东二模)适度放牧可刺激牧草分蘖,去除植物的衰老组织,且动物会将种子踩入土壤中,排泄粪尿起到均匀施肥的作用。右图为有蹄类放牧量与植被有机物积累量之间的关系,A点表示在不放牧时,草原保持健康稳定状态的植被有机物积累量。下列叙述错误的是(　　)
A.食草动物对不同牧草选择采食形成镶嵌的大小斑块属于群落的水平结构
B.适度放牧刺激牧草分蘖、均匀施肥提高土壤肥效是AB段形成的重要原因
C.D点所对应的放牧量为保护该草原处于稳定的最大控制放牧量
D.与适度放牧相比,过度放牧和停止放牧都会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
9.(2022贵州期末)下图中a、b、c、d分别表示不同的生物含义,M代表相关指标的量。下列相关叙述错误的是(　　)
A.若M表示种群密度,a~d表示不同种生物的4个种群,种内斗争最激烈的是种群b
B.若M表示物种丰富度,a~d表示不同的生态系统,生态系统b的自我调节能力最强
C.若M表示生物所含能量,a~d表示同一条食物链中的4个种群,种群a是最高营养级
D.若M表示基因多样性,a~d表示不同种类的动物,则在剧烈变化的环境中,最易被淘汰的可能是动物a
10.(2022湖南二模)生态系统是当今最受人们重视的研究领域之一,全球所面临的资源与环境问题的解决,都有赖于对生态系统的结构与功能的研究。下列有关生态系统结构和功能的说法,错误的是(　　)
A.细菌在生态系统中可能是分解者、生产者或消费者
B.食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的
C.落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其抵抗力稳定性较低
D.污染的湖泊使鱼类大量死亡,细菌增多,进一步加重了污染,这种调节是正反馈调节
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
11.(2022辽宁沈阳模拟)人工养鱼是池塘生态系统的一种常见的利用方式,下列关于某人工池塘生态系统的物质和能量的叙述,错误的是(　　)
A.该池塘生态系统所含的碳元素均能在本系统内反复循环利用
B.若该池塘中水体富营养化引起水华,可以说明能量流动的特点
C.该池塘中能量在各营养级间的传递效率一定为10%~20%
D.该池塘生态系统中生产者同化的能量可能小于消费者同化的能量
12.土壤中的微生物、作物根系和土壤动物的呼吸都会释放出大量的CO2,统称为土壤呼吸。土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节。下图是某林下的苔藓和凋落物覆盖条件下土壤呼吸的日变化动态。下列分析正确的是(　　)
注:Rs—裸为裸土土壤呼吸速率;Rs—苔为苔藓覆盖土壤呼吸速率;Rs—凋为凋落物覆盖土壤呼吸速率。
A.凋落物中的能量可供给分解者和其他各营养级生物利用
B.该生态系统中对碳循环起关键作用的环节是生产者和分解者
C.土壤表层的凋落物覆盖会影响土壤中有机物的分解速率
D.土壤表层的覆盖物提高土壤呼吸速率的原因可能与提高温度有关
13.(2022江苏模拟)下图是某湖泊生态系统中的食物网,相关叙述正确的是(　　)
A.该食物网有8条食物链,水蚤属于第三营养级
B.从个体水平分析,鲇鱼个体的同化量最少
C.碳在水蚤与鲇鱼之间以有机物的形式流动
D.蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递是双向的
14.(2022湖南雅礼中学二模)浏阳河起源地曾因生活污水、工业废水的排放及人类电鱼行为引起水体浮游藻类大量繁殖,出现水华。科研人员运用生物学相关原理对该段河流的水华进行治理。下列措施与原理都正确的是(　　)
A.禁止电鱼、保护鱼类等水生动物,可提高生态系统的自我调节能力
B.定期定量打捞浮游藻类,可维持河流生态系统氮、磷等无机盐平衡
C.投放大量杀藻药物让浮游藻类从水体中消失,可维持氮、磷平衡
D.引入大量捕食浮游动物的本地鱼类,通过捕食关系可调节生态系统相对稳定
三、非选择题
15.(2022重庆西南大学附中模拟)生态学家在某弃耕地紫茎泽兰入侵区,开展轻度、中度、重度入侵区的群落植物多样性调查(结果如图1)。同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究(结果如图2)。
图1　不同群落物种数的动态变化
图2　能量流动示意图〔单位:J/(hm2·a)〕
(1)群落中物种数目的多少称为　　　　　　,其随紫茎泽兰入侵程度的增加而　　　　。重度入侵区植物物种数变化较小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。弃耕地群落的形成是　　　　演替的结果,调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的　　　　　　　　　　。
(2)紫茎泽兰与本地植物之间构成　　　　　　　　关系。紫茎泽兰能分泌化学物质抑制其他植物生长,同时能引起昆虫和动物拒食。可见,信息能够调节生物的　　　　　。
(3)在研究能量流动时,可通过标志重捕法调查初级消费者田鼠的种群密度。若标记个体更易于被捕食,则种群密度的估计值　　　　(填“偏高”“偏低”或“不变”)。在轻度入侵区初级消费者到次级消费者的能量传递效率是　　　　。
(4)生态系统能量流动的特点是　　　　　　　　　　　　　　。
16.(2022重庆一中一模)我国的生态环境在经济社会的发展过程中受到的损坏十分严重,加强生态恢复学的研究,是我国生态环境恢复和保护过程中的一个重要内容。滨湖带是水陆生态交错带的简称,是湖泊水生生态系统与湖泊流域陆地生态系统间一种非常重要的生态过渡带。回答下列问题。
(1)滨湖带生态系统能通过物理沉降、生物吸收和分解等清除污水中的毒素,维持其正常的功能,这体现了生态系统具有　　　　　　稳定性。
(2)光是生态系统的重要成分,其在生态系统中的作用是:①用于生产者的光合作用,为生态系统提供能量;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)下表为该滨湖带生态系统中能量在食虫鸟种群中的流动情况。
项目 摄入的 能量 呼吸作用 散失的能量 以有机物形式 储存的能量
能量/×103 kJ 32 12 8
据表分析,该食虫鸟种群未被同化的能量占摄入能量的　　　　%,以有机物形式储存的能量主要去向有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在恢复退化的滨湖带生态系统过程中当地居民使用农药防治害虫,害虫数量先减后增,导致害虫数量逐渐增多的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答两点即可)。专家建议播放结群信号录音引来鸟类有效控制害虫,这是利用　　　　信息进行　　　　防治。
答案：
课时规范练
1.B　解析 花菜和毛豆是不同时间段种植的,花菜-毛豆轮作未利用群落的垂直结构,也不存在对光能利用率的提高,A项错误;不同作物对同一种矿质营养元素的吸收是有差异的,同一种作物对不同种矿质营养元素的吸收也有差异,轮作是利用了不同作物根系对矿质营养元素的吸收具有选择性的特点,从而避免土壤肥力下降,B项正确;秸秆被土壤中微生物分解后产生的物质可供农作物利用,但不能为农作物提供能量,C项错误;该农田生态系统中碳循环是通过植物的光合作用、动植物的呼吸作用、微生物的分解作用共同完成的,D项错误。
2.D　解析 ②过程对应的变化是细胞呼吸,该过程中有热能的释放,而热能是生物不能再利用的能量,因此,题图能体现出食物链中的能量流动逐级递减的特点,A项正确;①为光合作用过程,该过程中的能量转化为光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能,B项正确;②细胞呼吸过程,该过程的有机物中的碳元素可转化为CO2中的碳元素返回非生物环境,C项正确;①为光合作用过程,该过程中的生物只能是生态系统中的生产者,②过程对应的生物可以是生态系统中的生产者、消费者和分解者,D项错误。
3.B　解析 捕食食物链和碎屑食物链彼此相互交错形成食物网,A项错误;分解者和各级消费者通过食物网把能量逐级传递下去,B项正确;信息传递发生在生态系统的各种成分之间,并且传递可以是双向的,而生物之间的能量是沿着食物链单向传递的,C项错误;土壤动物不能独立完成CO2在非生物环境与生物群落之间的循环,还需各种生产者植物、消费者动物等相互协作,共同完成,D项错误。
4.D　解析 生产者合成的含碳有机物能被消费者利用,实现了碳向动物体内的流动,A项正确;人类活动大量利用煤、石油等化石燃料,使大气中CO2含量增加,打破了生物圈中碳循环的平衡,B项正确;微生物对各营养级水平含碳有机物的分解作用,使碳从生物群落进入无机环境,是实现碳循环的关键环节,C项正确;碳在生物群落和非生物环境之间是以CO2形式进行循环的,在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动,D项错误。
5.D　解析 碳从植物体内以含碳有机物的形式被动物摄食,并使得能量流入动物体内,A项正确;由图形分析可知,a表示植物的光合作用,b表示植物的呼吸作用,d表示动物的呼吸作用,g表示分解者的分解作用(呼吸作用),B项正确;碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的,在生物群落内部以含碳有机物的形式进行,C项正确;e、f代表动植物的遗体和动物的排遗物流向分解者,夏季植物正常生长,则植物体内存在有机物积累,进入植物体的碳元素数量应多于从植物体传递出的碳元素数量,即a>b+c+e,D项错误。
6.B　解析 生态系统的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息,花的颜色、大小,黄莺的鸣叫均属于物理信息,A项正确;调查蝴蝶的种群密度用标记重捕法,样方法适用于植物和活动范围小、活动能力弱的动物,B项错误;日照时间的长短决定植物开花期与植物的开花结果繁殖有关,由此说明生物种群的繁衍离不开信息传递,C项正确;利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度,属于生物防治,其优点是不会造成环境污染,D项正确。
7.D　解析 榕树向榕小蜂传递化学信息,帮助榕树完成传粉,这有利于榕树个体的繁殖,A项正确;由题干信息“蚜虫能利用刺吸口器吸食榕树的汁液”可知,蚜虫通过寄生危害榕树,二者之间共同进化,B项正确;生态系统的信息传递能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定性,C项正确;捕食食物链中相邻营养级之间能量的传递效率大约在10%~20%,蚜虫与榕树之间为寄生关系,D项错误。
8.C　解析 在水平方向上,由于地形起伏、光照阴暗、湿度大小等因素的影响,不同地段往往分布着不同的种群。群落水平结构的特征是镶嵌性。故食草动物对不同牧草选择采食形成镶嵌的大小斑块,构成了群落的水平结构,A项正确;AB段形成的原因是随着放牧量的增加,刺激牧草分蘖,牧草的光合作用逐渐增强,导致净光合作用合成量逐渐增多,B项正确;A点表示在不放牧时,草原保持健康稳定状态的植被有机物积累量,AB段随放牧量增多,生产者的净生产量增加,B点之后,随放牧量增多,生产者的净生产量减少,C点所对应的放牧量为保护该草原处于稳定的最大控制放牧量,C项错误;由图可知,B点左右为适度放牧,与适度放牧相比,过度放牧和停止放牧都会降低草原生态系统的抵抗力稳定性,D项正确。
9.A　解析 当空间和资源有限时,种群内个体数量越多,种群密度越大,种内斗争就越激烈。此题中未知种群b所处的环境资源,因此种群b种内斗争不一定最激烈,A项错误;生态系统的自我调节能力与丰富度呈正相关,b丰富度最大,所以自我调节能力最强,B项正确;同一条食物链中,营养级越高,生物数量越少,生物所含能量越少,所以种群a可能是最高营养级,C项正确;剧烈变化的环境中,基因种类越丰富的生物,可能越适应环境变化,因此最易被淘汰的可能是动物a,D项正确。
10.C　解析 细菌在生态系统中可能是生产者(如硝化细菌)、消费者(如根瘤菌)或分解者(如枯草杆菌),A项正确;生态系统的营养结构指的是食物链和食物网,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着食物链和食物网进行的,B项正确;落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时,往往不易在短时间内恢复到原来的状态,原因是其恢复力稳定性较低,C项错误;反馈调节包括正反馈调节和负反馈调节,污染的湖泊使鱼类大量死亡,腐生细菌增多,进一步加重了污染,这属于正反馈调节,D项正确。
11.ABC　解析 碳循环具有全球性的特点,生物圈所含的碳元素能在生物圈内反复循环利用,但池塘生态系统所含的碳元素不能在本系统内反复循环利用,A项错误;该池塘中水体富营养化引起水华,不能说明能量流动的特点,B项错误;生态系统中能量传递效率一般为10%~20%,该池塘中能量在各营养级间的传递效率不一定为10%~20%,C项错误;由于该池塘进行人工养鱼,为了获得更高的经济效益,需要人工投放饲料,故该生态系统中生产者同化的能量可能小于消费者同化的能量,D项正确。
12.BCD　解析 分解者分解凋落物释放的能量,大部分以热能的形式散失,少量转移到ATP中供分解者自身生命活动所需,凋落物不能被其他各营养级生物利用,A项错误;在生态系统中,对碳循环起决定作用的关键环节是绿色植物的光合作用和微生物的分解作用,B项正确;据坐标图中曲线数据变化分析,Rs—凋>Rs—苔>Rs—裸,说明土壤表层的凋落物覆盖可提高土壤中有机物的分解速率,C项正确;温度影响细胞呼吸中酶的活性,推测土壤表层的覆盖物提高土壤呼吸速率的原因可能与提高温度有关,D项正确。
13.CD　解析 该食物网有9条食物链,水蚤属于第二、第三营养级,A项错误;鲇鱼营养级高,其所在营养级同化量少,但个体较大,其同化量多,B项错误;碳在生物群落之间以含碳有机物的形式流动,C项正确;生态系统的信息传递在生物之间一般是双向的,D项正确。
14.AB　解析 水华由淡水湖泊中浮游藻类大量繁殖引起,浮游动物及植食性鱼类都可以捕食浮游藻类,禁止电鱼、保护鱼类等水生动物属于保护生物多样性,能提高生态系统的自我调节能力,A项正确;定期定量打捞浮游藻类,能将浮游藻类吸收的氮、磷等无机盐输出河流,从而抵消了生活污水、工业废水中排放的氮、磷等无机盐,进而维持了河流生态系统中氮、磷等无机盐的平衡,B项正确;投放大量杀藻药物让浮游藻类从水体中消失,不能从根本上解决污染问题,因为一方面杀藻药物会污染河流,另一方面浮游藻类死亡后被微生物分解,氮、磷等无机盐仍然会增加,C项错误;引入大量捕食浮游动物的本地鱼类,会使浮游动物大量减少,浮游藻类被捕食减少,不利于维持生态系统相对稳定,D项错误。
15.答案 (1)丰富度　减小　已形成以紫茎泽兰为优势种群的稳定群落(该群落中紫茎泽兰占绝对优势)　次生　速度和方向　(2)种间竞争　种间关系　(3)偏高　3%　(4)单向流动、逐级递减
解析 (1)群落中物种数目的多少称为丰富度。据题图可知,物种丰富度随紫茎泽兰入侵程度的增加而减小。由于重度入侵区已形成以紫茎泽兰为优势种群的稳定群落(该群落中紫茎泽兰占绝对优势),故重度入侵区植物物种数变化较小。弃耕地群落的形成是次生演替的结果,调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的速度和方向。(2)紫茎泽兰与本地植物之间构成种间竞争关系。紫茎泽兰能分泌化学物质抑制其他植物生长,同时能引起昆虫和动物拒食,可见信息能够调节生物的种间关系,使生态系统保持稳定。(3)田鼠的活动能力较强,可通过标志重捕法调查田鼠的种群密度,根据标志重捕法的计算公式,种群中个体数∶标记总数=重捕总数∶重捕中被标志的个体数,若标记个体更易于被捕食,则实际重捕中被标志的个体数减小,故种群密度调查的结果会偏高。据分析可知,初级消费者同化量为1.05×109-3×108=7.5×108 J/(hm2·a),次级消费者同化量为2.44×107-1.9×106=2.25×107 J/(hm2·a)。初级消费者到次级消费者的能量传递效率是(2.25×107)÷(7.5×108)×100%=3%。(4)能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
16.答案 (1)抵抗力　(2)作为信息调节动植物的生命活动　(3)37.5　流向分解者和流向下一营养级(和未利用)　(4)农药对害虫进行了选择使抗药性个体不断积累增多;农药可能杀死了害虫的天敌　物理　生物
解析 (1)湿地生态系统能通过物理沉降、生物吸收和分解等清除污水中的毒素,维持其正常的功能,这体现了湿地生态系统具有抵抗力稳定性。(2)光是生态系统的重要成分,其在生态系统中的作用是:①用于生产者的光合作用,为生态系统提供能量;②作为信息调节动植物的生命活动。(3)据表分析,该食虫鸟种群同化的能量为12×103+8×103=2×104(kJ),未被同化的能量=32×103-2×104=1.2×104(kJ),未被同化的能量占摄入的能量的比例为1.2×104÷(32×103)=37.5%;以有机物形式储存的能量主要去向有流向分解者和流向下一营养级(和未利用)。(4)当地居民使用农药防治害虫,害虫数量先减后增,导致害虫数量逐渐增多的原因可能是农药对害虫进行了选择使抗药性个体不断积累增多;也可能是农药杀死了害虫的天敌;播放结群信号录音引来鸟类能有效控制害虫,声音属于物理信息,其对害虫的控制属于生物防治。
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