3.3生态系统的物质循环同步练习(含解析)2023——2024学年高生物人教版(2019)选择性必修必修2生物与环境

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名称 3.3生态系统的物质循环同步练习(含解析)2023——2024学年高生物人教版(2019)选择性必修必修2生物与环境
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-05-17 20:27:35

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3.3 生态系统的物质循环同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.双碳,即碳达峰与碳中和的简称。我国力争2030年前实现碳达峰(CO2的排放量不再增长,达到峰值),2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。如图为某生态系统的碳循环示意图,图中字母表示生态系统的组成成分,数字表示CO2的排放量或减少量。下列叙述错误的是( )
A.实现碳达峰后,空气中CO2的浓度仍可能会增加
B.图中C、D能通过食物关系促进生态系统的物质循环和能量流动
C.若用图中的数字构建碳中和数学模型,则该数学模型是①=②+④+⑥
D.与碳在生物成分和环境之间传递相关的细胞器是线粒体和叶绿体
2.我国力争在2060年前实现碳中和。为了实现碳中和目标,要减少温室气体排放量。通过“鱼食昆虫杂草-鱼粪肥田”的方式设计的稻鱼共生系统,实现了废弃物资源化。科研人员测算了稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量,结果如下表。[单位:(kgCO2 eq/hm2)],下列说法错误的是( )
生产方式 化肥 农药 饲料 合计
氮肥 复合肥 小麦 玉米
稻鱼共生 278.2 1116.2 43.2 222.6 265.5 1925.7
水稻单作 459.0 1578.5 51.5 0 0 2089
A.水稻单作系统、稻鱼共生系统的结构都包括生产者、消费者和分解者
B.相比水稻单作系统,稻鱼共生系统投入的饲料增加,更有利于实现碳中和目标
C.相比稻鱼共生系统,水稻单作系统营养结构简单,自我调节能力差,抵抗力稳定性低
D.稻鱼共生系统实现了能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率
3.从A、B两片海域中分别采集浮游植物、浮游动物和大型肉食类鲈鱼的样本,测定其体内二噁英的含量(每单位生物量所含二噁英的质量,pg/g),结果如下表所示。下列说法错误的是( )
海域 A B
浮游植物 0.05 0.04
浮游动物 0.06 0.06
鲈鱼 1.88 6.32
A.二噁英不易被生物体代谢排出
B.两片海域中海水二噁英的含量相近
C.B海域鲈鱼在食物网中可能占据多个营养级
D.B海域鲈鱼二噁英的含量高是因为海水温度低,鲈鱼代谢旺盛,摄入量高
4.某中学生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用。土壤的处理情况见下表,将处理后的土壤与落叶混合进行实验。下列相关叙述正确的是( )
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
A.每组的落叶量以及实验温度不需相同
B.该实验设计没有遵循单一变量原则
C.实验所需落叶也应进行灭菌处理
D.预期第4组中落叶分解程度最高
5.某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量(μg/kg鲜重) 0.0037 0.0037 0.035 0.035 0.34
下列说法不正确的是( )
A.甲、乙是生产者 B.丙、丁属于第二营养级
C.戊是三级消费者 D.丙、丁的种间关系为竞争
6.海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级,图中数值单位为kJ/(m2·a)。下列说法错误的是( )
A.图中M用于生长、发育和繁殖的能量为2488kJ/(m2·a)
B.图中由M到N的能量传递效率约为6.3%
C.该海水立体养殖生态系统若养殖海带数量过多可能会导致牡蛎减产
D.该养殖模式运用了群落的空间结构原理,实现了物质和能量的循环利用
7.如图表示在某生态系统中,能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是(  )
A.图中甲为初级消费者同化的能量
B.能量流动是伴随着物质利用同时进行的
C.该图不够完善,缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量未全部传的下去
8.下面为生态系统碳循环示意图,图中甲、乙、丙代表生态系统的成分,数字及箭头表示碳的去向。有关叙述正确的是(  )
A.图中生产者、乙、丙、甲构成了两条食物链
B.①②⑥⑦为CO2形式,③④⑤为有机物形式
C.①属于呼吸作用,②属于光合作用
D.经③流向乙的碳全部储存于乙体内的有机物中
9.如图所示为氮循环部分过程。下列说法正确的是( )
A.反硝化细菌有利于提高土壤的肥力
B.生态系统的基石是生产者,氮循环具有全球性
C.氮循环是指氮元素及含氮化合物在生物群落与无机环境之间的循环过程
D.从微生物中分离出硝化细菌时,培养基中可以不加氮源
10.铷(Rb)元素标记技术可用于研究生物之间的关系。胡萝卜微管蚜是农业主要害虫之一,异色瓢虫是其天敌。研究者在人工环境中向蛇床草喷施RbCl溶液,检测三种生物的Rb含量,结果如下图。相关叙述错误的是( )

A.实验前需检测蛇床草和昆虫体内Rb含量
B.喷施RbCl溶液后再移入昆虫
C.蚜虫和异色瓢虫是通过食物链被Rb标记
D.蚜虫到异色瓢虫的能量传递效率接近100%
11.海洋生态系统具有非常高的使用价值,分析海洋生态系统的营养结构和能量流动,对其资源开发和环境保护,以及构建海洋生态文明都具有重要的指导作用。如图为某海洋生态系统能量流动图(单位:t·km a )。下列分析正确的是( )
图1 图2
注:碎屑是指水体中植物的残枝败叶、动物遗体及其粪便。
A.该生态系统的生产者可利用碎屑中的物质和能量
B.由图可知,该生态系统的物质和能量可循环使用
C.图中X的值可计算,但第一到第二营养级的能量传递效率无法计算
D.第二营养级向第三营养级的能量传递效率约为18.14%
12.生物富集系数(BCF)=生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度,BCF用以表示生物富集的效率。下图为某一水域中某一有害物质在不同水生动物体内的富集情况。下列相关叙述错误的是( )
A.生物可直接从环境中摄取物质,也可通过食物链间接摄取
B.BCF值的大小与物质在生物体内分解的难易程度密切相关
C.牡蛎体内可能缺乏分解有害物质的酶,使其出现富集现象
D.图中所示的生物体均存在生物富集现象,对鱼类危害最大
13.“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”,这是我国对世界做出的承诺。如图为碳循环的示意图,a、b、c表示生态系统中的成分,①~⑤是相关的生理作用。下列叙述错误的是( )
A.碳循环具有全球性,图中缺少了化石燃料燃烧释放的二氧化碳
B.a、b传递给c的是含碳有机物,①④⑤代表的形式相同
C.碳循环指的是组成生物体的碳元素在非生物环境与生物群落之间不断循环的过程,④太强是导致温室效应的原因之一
D.碳元素从①过程进入生物群落,能够进行①过程的都是生产者,但不一定都是绿色植物
14.我国南极考察队在南极附近的海域中发现了一片蕴藏着丰富海洋生物资源的新海域,堪称“海上粮仓”,这片海域中生存着至少10种以上的鱼类、2种鸟类,以及若干种海豹和鲸类,其中南极磷虾的储量尤为丰富,据估计高达10亿吨。下图表示南极海域食物网的一部分,下列说法中错误的是( )
A.南极磷虾是食品行业的优质原料,体现了生物多样性的直接价值
B.南极磷虾只属于第二营养级,南极磷虾数量锐减,生态系统可能崩溃
C.人工放射性核素由多种途径入海后,经食物链富集于高营养级的海洋鱼类体内
D.南极磷虾的存在可加速碳循环,其体内的含碳有机物是通过捕获浮游生物转化的
15.2020年9月,我国明确提出实现2030年“碳达峰”的目标。“碳达峰”是指在某一个时间点,CO2的排放不再增长而达到峰值,之后逐步回落。下图为碳循环示意图,其中A~D表示生态系统的组成成分,①~⑦为相关途径。下列相关叙述正确的是( )
A.C是生产者,和A、B、D共同构成生态系统的所有组成成分
B.碳进入非生物环境的途径有①②③⑤⑥⑦
C.碳达峰后生态系统的碳循环会明显减慢
D.大力植树种草,提高森林覆盖率可缓解因⑦过程造成的温室效应
16.为研究投放经济鱼类罗非鱼(以藻类和浮游动物为食)对“水华”的治理效果,分别向3个养殖池塘投放低、中、高密度的罗非鱼。每日定时投放适量饵料,定期测定3个池塘中浮游植物及浮游动物的总生物量。结果如图1、图2所示。相关叙述不正确的是(  )
A.藻类吸收的N、P等元素可在生物群落和非生物环境之间循环
B.6月份,低密度的罗非鱼对“水华”的治理效果较好
C.7月初(上旬),高密度罗非鱼养殖池浮游动物总生物量比低密度养殖池高
D.池塘中生物生命活动所需的能量来源于浮游植物的光合作用和饵料
二、多选题
17.玉米螟是玉米田中的常见害虫,引入步行虫能有效地治理玉米螟。科研人员研究了一块玉米田生态系统的能量流动关系,结果如下图。下列叙述正确的是( )

A.该生态系统的能量流动和物质循环在玉米、玉米螟和步行虫之间进行
B.步行虫粪便中的能量属于玉米螟同化量中部分流入分解者的能量
C.种植玉米的过程需要不断地除草,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.该玉米田生态系统中生产者固定的太阳能约占太阳输入总能量的5%
18.某同学绘制的某生态系统的碳循环模型如图所示,其中甲~戊表示生态系统的组成成分,序号表示相关过程。下列叙述错误的是( )

A.碳循环是指含碳的化合物在甲与戊之间循环 B.图中过程③④⑤⑥⑦均可代表呼吸作用
C.乙与丙之间的碳主要以含碳有机物的形式传递 D.铅等有害物质在图中乙内的积累量最大
19.南方农民将当年收获的小麦秸秆剪成小段,于7月20日开始分别进行露天堆放、水泡和土埋3种方式的处理, 每隔15 天检测一次秸秆腐解残留量, 结果如图。下列分析不合理的是( )
A.秸秆还田后翻耕土埋应是利用秸秆的合理方法
B.从堆放、水泡2条曲线可以推测好氧性微生物分解能力高于厌氧性微生物
C.若实验条件的环境温度较低,则3条曲线的位置将呈现下移趋势
D.秸秆还田有利于提高土壤肥力,进而增加土壤微生物的数量,减少环境污染
20.生态系统中的物质不是固定不变的,会进行一定的流动。如图为生态系统碳循环示意图,a~g表示相关过程,①表示物质。下列相关叙述错误的是(  )
A.图中的动物属于消费者,生产者都是绿色植物
B.图中的e过程表示光合作用,c、d过程表示呼吸作用
C.物质①主要是CO2,过程f和过程g均表示捕食
D.温室效应的产生与过程a的增多有关,会打破生物圈中的碳平衡
三、非选择题
21.砷(As)广泛存在于自然界中,其化合物三氧化二砷即为众所周知的剧毒物砒霜,摄入过量砷会导致人类患癌。某湿地生态系统本来草绿水美,但由于炼砷废渣中的砷流入水体导致污染。实验小组研究了狭叶香蒲在不同水位条件下对砷的吸收情况,得到图1和图2所示结果。回答下列问题:
(1)As等重金属元素可通过水、生物迁移等途径扩散到世界各地,从物质循环的角度分析,这些有害物质的循环具有 特点。生态系统中的消费者可以加快物质循环,但As等重金属元素却很难快速回到非生物环境中,一般而言,处于食物链顶端的生物体内的As等重金属元素含量较高,其原因是 。
(2)狭叶香蒲属于浮水植物,调查其种群密度宜采用 法。狭叶香蒲不仅可以吸收水体中的重金属污染物 As,还可以防止水体富营养化并抑制藻类繁殖,其原因是 。
(3)图1显示所有水位处理下,As主要积累在狭叶香蒲的 部分;地上部分的As质量比在 处理下最高。图2显示,狭叶香蒲地下部分生物量的分配特点是 。
(4)生物富集系数(BCF)是植物吸收重金属能力大小的评价指标,可以反映土壤—植物体系中重金属由土壤向植物体迁移的难易程度,指数越大,吸收重金属能力越强。研究表明,狭叶香蒲在高水位处理下,BCF最大。与低水位及无水位条件相比,地上部分和地下部分的砷含量均显著增加,说明了高水位对狭叶香蒲吸收As的影响是 。
22.科学家测定了不同浓度镉(Cd)胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),结果如图1所示,黄瓜幼苗叶片的部分结构及代谢活动如图2所示。回答下列问题:

(1)已知植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关,为研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔导度降低是否具有同样的激素调节机制,可测定叶片中该激素的含量。该激素应为 。
(2)如图2,在光照充足的条件下,胞间CO2的来源为 ;去路是扩散至叶绿体 在CO2固定酶的作用下与 反应生成 进而生成(CH2O)。
(3)净光合速率降低可能是由气孔因素引起,但也可能是由非气孔因素引起。研究者可通过测定胞间CO2浓度(Ci)的数据(图3),与Pn、Gs的数据比对分析得出结论。根据图1、3中的数据推测,镉胁迫下的黄瓜幼苗净光合速率较低最可能与 (填气孔”或“非气孔”)因素有关。

(4)研究者还展开了关于施不同浓度磷肥(P1~P4)对镉胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响的实验,实验的部分数据如图4。分析数据可以得出结论: ,且 浓度效果更为显著。
(5)镉在植物不同器官的富集程度有明显区别,在镉污染土壤中种植的农作物,需 以确定其食用的安全性。有人建议用镉超标的农产品饲养家畜,再以家畜作为人类食品以降低镉对人体的危害,该建议是 (填“合理的”或“不合理的”),原因是: 。
23.稻萍鸭生态系统利用稻田养萍、养鸭,是一项集有机稻米生产与水禽共养于一体的生态型农业清洁生产模式。下图为相关能量流动示意图,序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)稻—鸭—萍共作模式既说明了研究生态系统能量流动的意义是 ,又反映了物质在生态系统中 的特点,如害虫和鸭排出的粪便中氮、磷可被水稻 (填“直接”或“间接”)吸收。
(2)图中输入该生态系统的能量指 ,被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在箭头 (填数字)中。
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量,如下表所示:
① ② ③ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
能量相对值 4000 300 200 100 1000 100 300 100
据上表分析,该时期害虫到鸭的能量传递效率为 %。箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是 。
(4) (填“需要”或“不需要”)不断向该生态农业系统中施加氮肥,其原因是 。
24.依据某生态系统构建碳循环模式图1,其中A、B、C为生态系统的组成成分。甲、乙、丙、丁是B中相互关联的四种生物,它们所同化的能量如表格所示。请据图回答:

甲 乙 丙 丁
同化的能量KJ·m-2·a-1 5000 3000 600 120
(1)生态系统的结构包括 和 。
(2)生态系统物质的循环是指 的循环,图1的碳在无机环境和生物群落中的循环是以 的形式进行的。
(3)蚯蚓的活动有利于农作物对无机盐离子的吸收,蚯蚓属于图1中生态系统成分中的 (填A、B或C)。该成分在生态系统中的作用是 。
(4)依据同化的能量表格写出由甲、乙、丙、丁所构成的食物链(网): ,该食物链(网)中的所有生物是否能构成一个生物群落并说明理由: 。
25.大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入到土壤或水体中,对植物生产力和生态系统碳循环等造成不良影响。为在植物多样性降低和大气氮沉降背景下,对草地生态系统进行科学管理,科研人员进行了相关研究。
(1)碳循环是指碳元素不断在 之间反复循环的过程。碳循环失衡会导致温室效应加剧,全球变暖,南极冰盖融化等,同时还会加速土壤中 对有机碳的分解,释放温室气体,进一步加剧温室效应,此调节机制为 反馈调节。
(2)土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库,其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。研究者通过模拟实验对某草地生态系统开展相关研究。
①据图1分析,该实验的目的是探究低植物多样性条件下, 。

②地下植物碳库是土壤有机碳库的主要来源。研究者进一步对植被地下生物量进行测定结果如图2。适度放牧可以缓解氮添加导致的土壤有机碳含量降低的可能原因是
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【分析】据图可知,A表示生产者,B表示分解者,C和D表示消费者,①表示光合作用和化能合成作用,②④⑥表示生产者和消费者的呼吸作用,③⑤表示捕食,⑦表示化石燃料的燃烧,⑧表示分解者的分解作用。
【详解】A、碳达峰指在某一个时间点,二氧化碳的排放不再增长达到峰值,之后逐步回落,而空气中二氧化碳浓度受排放和吸收双重影响,故实现碳达峰后,空气中CO2浓度仍可能增加,A正确;
B、消费者在生态系统中通过食物关系促进物质循环和能量流动,题图中C和D表示消费者,B正确;
C、题图中CO2的排放量包括②、④、⑥、⑦、⑧,CO2的减少量为①,而碳中和指CO2排放量与减少量相等,因此用图中的数字构建的碳中和数学模型是①=②+④+⑥+⑦+⑧,C错误;
D、线粒体是细胞呼吸产生并释放CO2的主要场所,叶绿体是光合作用固定CO2的场所,因此与碳在生物成分和环境之间传递相关的细胞器是线粒体和叶绿体,D正确。
故选C。
2.A
【分析】研究能量流动的意义(1)研究生态系统的能量流动,可以帮助人们将生物在时间、空间是进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。(2)研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学的规划和设计人工生态系统,提高能量的利用率。(3)研究生态系统的能量流动,可以帮助人们合理调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类有益的部分。
【详解】A、生系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,A错误;
B、稻鱼共生系统投入的饲料增加,提高了物质的利用效率,最终的温室气体排放量较低,利于碳中和,B正确;
C、相比稻鱼共生系统,水稻单作系统生物组分少,营养结构简单,自我调节能力差,抵抗力稳定性低,C正确;
D、建立稻鱼共生系统在能量流动方面的意义是实现能量的多级利用,提高了能量利用率,D正确。
故选A。
3.D
【分析】生物富集作用又叫生物浓缩,是指生物将环境中低浓度的化学物质,通过食物链的转运和蓄积达到高浓度的能力。化学物质在沿着食物链转移的过程中产生生物富集作用,即每经过一种生物体,其浓度就有一次明显的提高。所以,位于食物链最高端的生物,接触的污染物最多,对其危害也最大。
【详解】A、根据表格信息可知,二噁英在生物体内含量逐渐升高,说明二噁英不易被生物体代谢排出,A正确;
B、根据表格可知, 两片海域中海水二噁英的含量相近,B正确;
C、根据表格信息可知,B海域鲈鱼体内二噁英的含量远超过A海域,由于生物富集作用,可推测B海域鲈鱼在食物网中可能占据多个营养级,C正确;
D、B海域鲈鱼二噁英的含量高是因为生物富集作用,D错误。
故选D。
4.C
【分析】单一变量原则即控制唯一变量而排除其他因素的干扰从而验证唯一变量的作用。实验变量是指在实验中会发生变化的相关量,在实验中若有多个变化量,就要采用控制变量法来进行实验观察,总结规律。
【详解】A、研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,土壤的处理方式属于自变量,每组的落叶量和温度为无关变量,必须控制相同,A错误;
B、该实验的变量有两个,分别是灭菌与否及土壤的干燥程度,在湿润条件下1、2形成对照,在干燥条件下3、4形成对照,所以1、3分别是两组对照实验的对照组,该实验遵循单一变量原则,B错误;
C、为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶(可能存在微生物)也应进行灭菌处理,C正确;
D、预期结果是 1、3组的落叶不被分解(灭菌后,没有微生物),2、4 组中的落叶被不同程度的分解,由于2组湿润,因此分解程度最高,D错误。
故选C。
5.C
【分析】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。
【详解】ABC、由于生物富集现象,食物链越高,重金属沉积的越多,由于这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食,甲、乙重金属含量相同并且最少,所以是该食物网的生产者;丙、丁的重金属含量其次,丙、丁应以甲、乙为食,属于第二营养级;戊重金属含量最高,因此以丙、丁为食,是次级消费者,AB正确,C错误;
D、丙、丁均可以甲、乙为食,两者之间存在(种间)竞争,D正确。
故选C。
6.D
【分析】图中生产者呼吸作用消耗6553kJ/(m2 a)的能量,传递给M3281kJ/(m2 a),遗体残骸6561kJ/(m2 a),M同化的能量3281+2826=6008kJ/(m2 a),其中有3619kJ/(m2 a)用于呼吸作用,传递至下一营养级386kJ/(m2 a),遗体残骸2102kJ/(m2 a)。
【详解】A、图中M用于生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3281+2826-3619=2488kJ/(m2 a),A正确;
B、由M到N的能量传递效率为386÷( 3281+2826 )×100%=6.3%,B正确;
C、牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低,C正确;
D、能量的流动特点是单向流动,不能循环,D错误。
故选D。
7.D
【分析】分析题图可知:图中甲为初级消费者同化的能量,即第二营养级含有的能量;乙为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量,即第二营养级所含能量减去因呼吸作用散失的能量之后的剩余的能量,该部分的能量最终将有两个去向:一是遗体、残骸中的能量被分解者利用,二是被次级消费者摄入而流向第三营养级。
【详解】A、由于该图表示的是能量流经第二营养级的示意图,且摄入的能量=同化的能量+粪便的能量(流向分解者),所以甲为初级消费者同化的能量,A正确;
B、在生态系统的能量流动过程中,物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力,能量流动是伴随着物质利用而进行的,B正确;
C、甲为初级消费者同化的能量,同化量=呼吸散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量,所以该图不够完善,因为没有标出甲中因呼吸以热能形式散失的能量,C正确;
D、乙为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量,即甲(同化的能量)减去因呼吸作用散失的能量之后的剩余的能量,由于呼吸作用消耗了大量能量,故乙比甲的能量少,D错误。
故选D。
8.B
【分析】分析题图:图示为生态系统碳循环示意图,其中甲为非生物的物质和能量,乙为消费者,丙为分解者;①表示光合作用,②⑥⑦表示呼吸作用,③表示捕食,④表示生产者的碳元素以残枝败叶形式流向分解者,⑤表示消费者的碳元素以遗体粪便流向分解者。
【详解】A、题图中甲为大气中的CO2库,乙为消费者,丙为分解者。食物链不包括分解者和非生物成分,A错误;
B、图中的②⑥⑦表示生产者、分解者和消费者呼吸作用产生的二氧化碳,①表示生产者固定的二氧化碳,③④⑤表示生物之间的有机物传递,B正确;
C、①表示生产者的作用,是光合作用,②表示呼吸作用,C错误;
D、生产者经③流向乙消费者的碳部分储存在乙体内的有机物中,还有部分因呼吸作用以热能而散失,D错误。
故选B。
9.B
【分析】组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,氮循环是指氮元素在生物群落和无机环境之间的循环过程。
【详解】A、反硝化细菌是一类能将硝态氮通过一系列中间产物还原为气态氮的细菌群,土壤中的氮转化为氮气释放,土壤的肥力下降,A错误;
B、生态系统的基石是生产者,物质循环具有全球性,因此氮循环具有全球性的特点,B正确;
C、氮循环是指氮元素在生物群落与无机环境之间的循环过程,C错误;
D、硝化细菌能利用NH3氧化释放的化学能量把二氧化碳和水合成有机物,并不能固定空气中的氮气,在培养基中需要加氮源,D错误。
故选B。
10.D
【分析】分析题意及题图可知,实验的自变量是喷施后的时间和不同生物,因变量是Rb含量,据此分析作答。
【详解】A、实验前需检测蛇床草和昆虫体内Rb含量,作为初始数据与后期的数据形成自身前后对照,A正确;
B、本实验目的是用铷(Rb)元素标记技术研究生物之间的关系,为保证实验结果的准确性,保证昆虫体内的(Rb)元素来自于其他生物而非环境,喷施RbCl溶液后再移入昆虫,B正确;
C、由于实验中向蛇床草喷施RbCl溶液,而实验结果蚜虫和异色瓢虫也出现Rb,说明蚜虫和异色瓢虫是通过食物链被Rb标记,C正确;
D、能量传递效率是相邻两个营养之间同化量的比值,通常是10%-20%,蚜虫和异色瓢虫是两个个体而非两个完整的营养级,能量传递效率并非100%,图中两者的Rb含量基本一致是生物富集的结果,D错误。
故选D。
11.C
【分析】能量流动的相关计算为:摄入的能量有两个去向:同化量+粪便量(粪便量属于上一个营养级流向分解者的能量)。同化的能量有两个去向:呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向:传递给下一个营养级+流向分解者。能量传递效率=传递给下一营养级的能量÷该营养级所同化的能量。
【详解】A、碎屑中的物质通常是有机物,且能量是单向流动的,该生态系统的生产者不能利用碎屑中的物质和能量,A错误;
B、生态系统的能量是单向流动的,B错误;
C、根据能量流动的过程可知,图中X的值应为554.1+342.2-100.5-217.7=578.1t·km a ,但能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,第一营养级的同化量未知,第一到第二营养级的能量传递效率无法计算,C正确;
D、据图可知,第二营养级来自上一营养级同化量554.1t·km a ,来自碎屑的能量是342.2t·km a ,第三营养级的同化量为100.5t·km a ,两者的能量传递效率约为100.5/(554.1+342.2)×100%≈11.2%,D错误。
故选C。
12.D
【分析】在生态系统中,某些重金属盐类和难于分解的有机物等有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累,其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加,这种现象叫生物富集。
【详解】A、生物可直接从环境中摄取物质,也可通过食物链间接摄取,A正确;
B、生物富集系数(BCF)数值越大,说明该物质越难在生物体内分解,故BCF值的大小与物质在生物体内分解的难易程度密切相关,B正确;
C、由于牡蛎体内可能缺乏分解有害物质的酶,从而不能有效分解有害物质,使其出现富集现象,C正确;
D、生物体内有害物质浓度需要超过环境中有害物质浓度的现象才能称为生物富集,表中腹足纲动物生物富集系数小于1,未出现生物富集现象,D错误。
故选D。
13.C
【分析】生态系统的物质循环概念:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
【详解】AC、工业革命以后才出现了温室效应,是因为化石燃料的开采和利用。古代生物也进行呼吸作用,却没有温室效应这一说法,正常情况下,呼吸作用放出的CO2是能够被植物光合作用吸收掉的,A正确,C错误;
B、a是生产者,b是消费者,c是分解者,a、b传递给c的是含碳有机物,①主要是光合作用,④是呼吸作用,⑤是分解作用,①④⑤代表的形式相同都是CO2,B正确;
D、进行①过程的都是生产者,能吸收固定CO2的除了绿色植物,还有光合藻类、蓝细菌等,D正确。
故选C。
14.B
【分析】生物多样性的价值:直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值;间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能);潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值,食用、药用等均属于直接价值,A正确;
B、南极磷虾捕食浮游生物,包括浮游动物和浮游植物,故可能属于第二营养级,也可能属于第三营养级,B错误;
C、人工放射性核素属于不易被降解的物质,存在生物富集现象,由多种途径入海后,经食物链富集于高营养级的海洋鱼类体内,C正确;
D、南极磷虾属于消费者,其存在可加速碳循环,其体内的含碳有机物是通过捕获浮游生物转化的,D正确。
故选B。
15.D
【分析】碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的。碳在生物群落中,以含碳有机物形式存在。大气中的碳主要通过植物光合作用进入生物群落。生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧等方式可以回到大气中。
【详解】A、生态系统的组成成分包括生产者、分解者、消费者和非生物的物质和能量,图中C是生产者,D是分解者,A、B是消费者,缺少非生物的物质和能量,A错误;
B、碳通过动植物的呼吸作用、微生物的分解作用及化石燃料的燃烧等方式进入非生物环境,即图中的①②③⑤⑦过程,⑥是摄食过程,在群落内发生的,B错误;
C、碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环,实现碳中和后生态系统的碳循环还是可以顺利进行,不会明显减慢,C错误;
D、大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落,因此植树造林、增加绿地面积有助于绿色植物通过光合作用吸收更多的二氧化碳,降低大气中CO2浓度,可缓解因化石燃料燃烧过程造成的温室效应,D正确。
故选D。
16.D
【分析】物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,具有全球性、循环性。
【详解】A、物质循环是指构成物质的元素不断进行着从无机环境到生物群落的往返过程,因此藻类吸收的N、P等元素可在生物群落和无机环境之间循环,A正确;
B、由图1可知,6月份投放低密度罗非鱼的组浮游植物的生物量最低,说明低密度的罗非鱼抑藻效果较好,B正确;
C、根据图2中7月8号的调查结果可知,7月初(上旬),高密度罗非鱼养殖池浮游动物总生物量比低密度养殖池高,C正确;
D、池塘中生物生命活动所需的能量直接来自细胞代谢产生的ATP,最终来自浮游植物固定的太阳能和饵料有机物中的化学能,D错误。
故选D。
17.BC
【分析】某一营养级(最高营养级除外)能量的去向:自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者分解利用、未被利用。
【详解】A、玉米、玉米螟和步行虫可形成食物链,生态系统中的能量沿着食物链流动,物质也进行传递,但物质循环发生在生物群落和无机环境之间,A错误;
B、步行虫粪便中的能量属于上一营养级(玉米螟)同化量中部分流入分解者的能量,B正确;
C、种植玉米的过程需要不断地除草,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分,C正确;
D、该玉米田生态系统中玉米种群固定的太阳能约占太阳输入总能量的5%,但该玉米田生态系统中生产者不止玉米,D错误。
故选BC。
18.ABD
【分析】题图为碳循环模型图,其中甲~戊表示生态系统成分,数字表示相关过程,故甲为生产者,戊为大气中的CO2,乙为初级消费者,丙为次级消费者,丁为分解者;①为光合作用,②③④⑦均为呼吸作用,⑤⑥为捕食。
【详解】A、碳循环是指含碳元素在生物群落与无机环境之间循环,A错误;
B、题图为碳循环模型图,其中甲~戊表示生态系统成分,数字表示相关过程,故甲为生产者,戊为大气中的CO2,乙为初级消费者,丙为次级消费者,丁为分解者;①为光合作用,②③④⑦均为呼吸作用,⑤⑥为捕食,B错误;
C、乙(初级消费者)与丙(次级消费者)之间的碳主要以含碳有机物的形式传递,C正确;
D、铅等有害物质在图中丙(次级消费者)内的积累量最大,D错误。
故选ABD。
19.BC
【分析】小麦秸秆中含有无机物和有机物,有些微生物可以将其中的有机物分解。分析曲线可知,相同时间内经土埋、水泡、堆放三种处理后,土埋时秸秆残留量最少,说明土埋方式最有利于秸秆分解。
【详解】A、秸秆还田后翻耕土埋, 可以减少人类对于生态系统的影响, 有利于保护生态环境, 还可以使土地肥沃, 是利用秸秆的合理方法,A正确;
B、堆放曲线高于水泡曲线,但秸秆的分解受温度、微生物种类、数量的影响,不能得出氧性微生物和厌氧性微生物分解能力的强弱,B错误;
C、温度降低,分解者的分解速率下降,秸秆的分解速度减慢,曲线位置不会呈现下移趋势,C错误;
D、秸秆还田有利于增加土壤中的营养物质, 提高土壤肥力,为土壤微生物的生长繁殖提供有力条件, 进而增加土壤微生物的数量, 加大分解力度, 减少环境污染,D 正确。
故选BC。
20.AC
【分析】识图分析可知,图为生态系统碳循环示意图,a~g表示相关过程,①表示物质,则图中①表示主要是CO2,那么e过程表示绿色植物的光合作用,c、d过程能将有机物分解形成CO2,表示动植物的呼吸作用,图中f表示捕食,g是消费者的物质流向分解者(细菌和真菌)的过程,b表示分解者的分解作用,a表示石油和煤等化石燃料的燃烧过程。
【详解】A、图中的动物属于消费者,硝化细菌等也属于生产者,因此生产者不都是绿色植物,A错误;
B、识图分析可知,物质①主要是CO2,因此图中e过程表示绿色植物的光合作用,c、d过程能将有机物分解形成CO2,表示呼吸作用,B正确;
C、识图分析可知,物质①主要是CO2,f表示捕食,g是消费者的物质流向分解者的过程,C错误;
D、导致温室效应的主要原因是化石燃料的燃烧,即图中a过程,会打破生物圈中碳平衡,D正确。
故选AC。
21.(1) 全球性 含有 As的生物被更高营养级的动物食用,As会沿着食物链(网)逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端(合理即可)
(2) 样方 狭叶香蒲可以吸收水体中的N、P等矿质元素,并与藻类争夺阳光等资源
(3) 地下 无水位 地下部分的生物量分配随水位升高而减少,呈现地下向地上转移的趋势(合理即可)
(4)高水位有利于狭叶香蒲积累As
【分析】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,称为生物富集,若当污水存在难以降解的化合物时,易造成生物富集现象。
【详解】(1)重金属元素可通过水、生物迁移等途径扩散到世界各地,和其他物质循环一样也具有全球性特点。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,称为生物富集,若当污水存在难以降解的化合物时,易造成生物富集现象,一般而言,处于食物链顶端的生物体内的As等重金属元素含量较高,因为含有 As的生物被更高营养级的动物食用,As会沿着食物链(网)逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端。
(2)调查植物种群密度时通常采用样方法,狭叶香蒲属于浮水植物,调查其种群密度宜采用样方法。狭叶香蒲可以吸收水体中的N、P等矿质元素,并与藻类争夺阳光等资源,可以防止水体富营养化并抑制藻类繁殖。
(3)分析图1和图2可知,As主要积累在狭叶香蒲的地下部分,地上部分的As质量比在无水位处理下最高。分析图2可知,狭叶香蒲地下部分的生物量分配随水位升高而减少,呈现地下向地上转移的趋势。
(4)研究表明,狭叶香蒲在高水位处理下,BCF最大,吸收重金属能力越强,说明了高水位有利于狭叶香蒲积累As。
22.(1)脱落酸
(2) 从外界吸收 基质 C5 C3
(3)非气孔
(4) 磷可以降低Cd对植物的损伤,提高净光合作用速率 P3
(5) 检测农作物中Cd含量 不合理 用镉超标的农产品饲养家畜,会有大量的镉富集在家畜体内,随着人对家畜的食用,再次富集到人体中,对人类的危害会更大
【分析】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。一旦含有镉的生物被更高营养级的动物食用,镉就会沿着食物链逐渐在生物休内聚集,最终积累在食物链的顶端。
【详解】(1)脱落酸可以促进植物气孔关闭,所以植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关,则该激素为脱落酸。
(2)光照充足的条件下,植物细胞的光合作用大于呼吸作用,线粒体产生的CO2被叶绿体吸收,所以胞间CO2的来源是从外界吸收;CO2扩散至叶绿体基质中参与光合作用的暗反应,首先在CO2固定酶的作用下,CO2与C5反应生成C3,进而C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原生成(CH2O)。
(3)从图1、3看出,随着Cd浓度的增大,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)都降低,但胞间CO2浓度(Ci)增加,可以说明高Cd浓度组净光合作用降低不是由于缺乏CO2,所以与气孔因素无关,最可能与非气孔因素有关。
(4)从图4可以看出,在有Cd处理的条件下,加入磷肥可以提高净光合作用速率,说明了磷可以降低Cd对植物的损伤,提高净光合作用速率,且在浓度为P3条件下效果更为显著。
(5)在镉污染土壤中种植的农作物,需检测农作物中Cd含量以确定其食用的安全性。Cd在生物体内不会被分解,能够沿着食物链发生富集作用,如果用镉超标的农产品饲养家畜,会有大量的镉富集在家畜体内,随着人对家畜的食用,再次富集到人体中,对人类的危害会更大,因此这种建议是不合理的。
23.(1) 帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量 循环往复运动 间接
(2) 水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量 ④⑤⑧
(3) 5 部分能量流向人,还有部分暂未利用
(4) 需要 农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。
【分析】一般来说,流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可以有三条:(1)自身呼吸消耗,(2)流入下一营养级,(3)被分解者分解。
【详解】(1)据图可知,稻萍鸭生态系统利用稻田养萍、养鸭,是一项集有机稻米生产与水禽共养于一体的生态型农业清洁生产模式,该模式既说明了研究生态系统能量流动可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量,又反映了物质在生态系统中循环往复运动的特点。粪便中氮、磷以有机物的形式储存,需要分解者分解将这些含氮、磷的有机物变成无机物才能被植物吸收利用,可见害虫和鸭排出的粪便中氮、磷可被水稻间接吸收。
(2)在生态农业系统中,输入该生态系统的能量为水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量;摄入量=粪便量+同化量,而同化量=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量,因此被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量应为粪便量和呼吸消耗的能量,而鸭的粪便量应为上一营养级的能量,即⑧⑤④。
(3)害虫到鸭的能量传递效率等于鸭从害虫中获得的能量与害虫的同化量之比,即③/①×100%=200/4000×100%=5%。③⑥⑦的能量除流向分解者(⑨)、呼吸作用(⑧)之外,部分能量流向人,还有暂未利用的部分,故箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小。
(4)生态农业是人工生态系统,是以提高农产品的产量使能量更多地流向人类需要为目的的;农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。
24.(1) 生态系统的组成成分 营养结构(或食物链和食物网)
(2) 元素 CO2
(3) C 将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物(将有机物分解成无机物)
(4) 不能,该食物网中生物只包含生产者和消费者,群落应是该生态系统所有生物,还缺少分解者
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(或食物链和食物网)。生态系统的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
【详解】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分、营养结构(或食物链和食物网)。
(2)生态系统物质的循环是指元素的循环,碳在无机环境和生物群落中的循环是以CO2的形式进行的。
(3)蚯蚓的活动有利于农作物对无机盐离子的吸收,蚯蚓属于图1中生态系统成分中的C分解者。分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物(将有机物分解成无机物)。
(4)根据能量流动的特点是单向流动、逐级递减,故甲、乙、丙、丁所构成的食物链(网)为 ;该食物网中生物只包含生产者和消费者,群落应是该生态系统所有生物,还缺少分解者,故该食物链(网)中的所有生物不能构成一个生物群落。
25.(1) 非生物(无机)环境和生物群落 微生物/分解者 正
(2) 氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响 草食动物的啃食使植物增加对地下部分光合产物的投入,地下生物量增加;草食动物的粪便及啃食的植物碎屑使土壤有机碳含量增加
【分析】组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都 在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落 到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。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。由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动,因此,碳循环具有全球性。
【详解】(1)碳循环存在形式:C元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在,在无机环境中主要以CO2 、碳酸盐和碳单质的形式存在,循环形式:碳在无机环境和生物群落之间的循环以CO2的形式进行;在生物群落内部以有机物的形式传递;温室效应加剧导致全球变暖会加速土壤中微生物对有机碳的分解,释放温室气体,进一步加剧温室效应,符合正反馈调节。
(2)据图1分析可知,自变量为氮添加和适度放牧,因变量为土壤有机碳含量,因此该实验目的是探究低植物多样性条件下,氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响;分析图2可知适度放牧可以缓解氮添加导致的土壤有机碳含量降低的可能原因是草食动物的啃食使植物增加对地下部分光合产物的投入,地下生物量增加;草食动物的粪便及啃食的植物碎屑使土壤有机碳含量增加。
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