人教版（2019）高中生物学选择性必修2--第3章 第3节 生态系统的物质循环 同步练习 （含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高中生物学选择性必修2--第3章 第3节 生态系统的物质循环 同步练习 （含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 471.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-29 11:23:21 | ||
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文档简介
2026人教版高中生物学选择性必修2
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
题组一 物质循环
1.(2025四川南充月考)目前,低碳生活理念已被人们普遍认同,根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是( )
A.生物群落内部进行碳传递的物质形式是二氧化碳
B.参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.③过程增强后②过程随之增强,不能通过增强③过程减少大气中CO2
D.减少化石燃料的燃烧,大力植树种草将有利于降低大气中CO2
2.(2025广东省五校联考)中国积极推进绿色低碳发展,承诺力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和(某地区一定时间内CO2排放量和CO2吸收量相等)。某生态系统的碳循环过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.C属于分解者,生物群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
B.图中过程①②⑥⑦中碳以相同的形式参与物质循环
C.驱动过程②、过程③和过程④的能量形式相同
D.过程①固定的CO2等于过程⑥+⑦释放的CO2即可实现碳中和
3.(2025河南濮阳阶段练习)如图为碳循环的简明示意图,请据图回答下列问题。
(1)图中缺少的一个重要箭头是 。
(2)发生A过程的生物是生态系统成分中的 ,其在生态系统中的作用是 。A这一过程有 和 两种类型。
(3)与A过程实质相同的有 (填字母)过程。
(4)碳在非生物环境中主要以 (答出2种)的形式存在,而在非生物环境与生物群落之间主要以 的形式进行循环,在生物群落中以 的形式传递。
题组二 生物富集
4.(2025海南省部分中学期中)废弃电池、废水银温度计等有害垃圾和杀虫剂DDT若进入土壤或水体中,其中的一些有害物质通过某些途径进入生物体内会形成难以降解的化合物,对生态环境和人类健康造成危害,下列相关叙述正确的是( )
①动物不能从环境中直接摄入铅、汞等有害物质 ②汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程相同 ③进入生物体内的铅等有害物质不易被生物体排出 ④汞、镉等有害物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集
A.③④ B.①②③④
C.①②③④ D.①③④
5.(2024山东齐鲁名校联考)DDT是一种不易被分解的有机氯类杀虫剂,是最常见的环境污染物之一。研究人员对某海域及三类生物体内的DDT含量进行了相关调查,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.海水中的DDT平均含量均低于图中三类生物体内的含量
B.图中鱼类可能处于该海域食物链的较高营养级
C.该实验结果说明生物体对DDT具有富集作用
D.生物富集不具有全球性
题组三 物质循环与能量流动的关系
6.(2025山西省部分学校月考)物质循环和能量流动是生态系统的主要功能。下列叙述错误的是 ( )
A.生态系统的物质循环和能量流动是两个独立的过程
B.物质是能量的载体,能量可驱动生态系统的物质循环
C.生态系统的各种组分通过物质循环和能量流动联系成统一整体
D.生态系统的物质循环的特点与能量流动的特点是互不相同的
7.(易错题)(2024陕西渭南质量检测)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( )
A.能量只能沿着食物链(网)流动
B.能量作为物质循环的动力,使物质能够不断地在生物群落内循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程
题组四 探究土壤微生物的分解作用
8.(2025广东深圳期末)某小组开展了“验证土壤微生物的分解作用”实验。一组土壤灭菌,另一组土壤不做处理,检测土壤中落叶的分解情况,下列对实验分析正确的是( )
A.落叶可以灭菌,以避免落叶表面的微生物对实验的影响
B.土壤理化性质属于该实验的无关变量,对实验结果没有影响
C.实验组落叶的分解速率明显高于对照组的分解速率
D.该实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落
9.(2025山西朔州期末)某研究小组分别在旱季和雨季对甲地和乙地采集土样进行实验,探究土壤微生物对纤维素的分解作用,实验结果如表所示。假设实验中为各组提供的纤维素的量均相同,下列叙述错误的是( )
纤维素分解作用强度(%)
旱季 雨季
甲地 70 70
乙地 55 25
A.甲地和乙地在不同时节采集的土样需要灭菌处理
B.在旱季和雨季时,甲地的土壤微生物对纤维素的分解能力相当
C.在旱季,甲地土壤微生物分解纤维素的能力高于乙地土壤微生物
D.与甲地相比,土壤含水量对乙地生态系统的碳循环影响较大
能力提升练
题组一 碳循环的分析
1.(2024广东中山期末)气候变化与生态系统的碳循环密切相关,下表为甲、乙两个不同时期陆地生态系统与大气环境中的碳交换情况。下列叙述不正确的是( )
时期 碳吸收量(kgC·a-1) 碳释放量(kgC·a-1)
甲 1.20×1014 1.20×1014
乙 1.20×1014 1.26×1014
A.生态系统碳的吸收主要通过光合作用实现,碳的释放主要通过呼吸作用实现
B.甲时期陆地碳吸收量等于碳释放量,说明此时海洋在调节大气碳含量中无作用
C.乙时期大量植树造林可以使碳的吸收量和释放量趋于平衡,有利于碳循环
D.如果化石燃料的燃烧使碳释放量远远大于碳吸收量,会引起温室效应
2.(创新题·新情境)(2025广东大湾区模拟)海洋蓝色碳汇中的“生物泵”是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底的转移过程(基本过程见图)。最新的“海洋微型生物碳泵”理论表明海洋中生物储碳主要由海洋微型生物贡献,海洋中难以降解的惰性有机碳的储量约为6 500亿吨,与大气CO2碳量相当。下列叙述错误的是( )
A.碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式进行传递
B.海洋碳汇的机制之一是碳经食物链与食物网形成颗粒有机碳
C.海洋微型生物碳泵的碳汇效率不受海洋表层光照强度影响
D.海洋微型生物碳泵增强了海洋碳汇能力,缓解了温室效应
3.(2025甘肃白银模拟)红树林湿地的土壤碳库会随着土地利用方式的转变而发生变化。如图表示淇澳岛红树林湿地不同土地覆盖类型的土壤有机碳(SOC)储量。无瓣海桑林和无瓣海桑伐迹地(伐迹地,砍伐时间1~2年)形成于新生光滩,而秋茄林和人工鱼塘则改造自原始光滩。下列分析错误的是( )
A.新生光滩和原始光滩是对照样地
B.秋茄林的土壤固碳优势主要体现在浅层土壤
C.深层土壤中的SOC储量在各土地覆盖类型间差异不大
D.伐迹地与无瓣海桑对比说明人类活动对SOC储量影响不大
4.(2025湖南邵阳期末)某生物兴趣小组对某农田生态系统的碳循环过程进行了调查,并绘制了碳循环过程示意图。回答下列相关问题:
(1)物质循环过程伴随着能量流动,据图分析,输入该农田生态系统的能量包括 。
(2)在该农田生态系统中,农作物通过过程① 从大气中吸收二氧化碳并固定在农作物体内。土壤碳库中的有机物由分解者通过过程② 转变成无机物重新被植物利用。
(3)碳元素在大气碳库和植物碳库之间循环的形式是 ,人类活动 (填“加速”或“减缓”)了碳循环的进程。
(4)生态学家在研究生态系统的物质循环时一般不以某一单独的生态系统为单位,从物质循环特点的角度进行解释,其原因是 。
题组二 物质循环及能量流动的综合分析
5.(2025河北衡水阶段练习)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,下列叙述不正确的是( )
A.图中白色箭头可表示能量流动过程
B.②表示热能散失的过程,生态系统一般需要通过①过程从外界获得能量
C.不易被分解的有害物质沿③④传递会表现出生物富集作用
D.若图中物质循环表示碳循环,则碳在⑤过程的传递形式主要为CO2
6.(教材习题改编)下表为生活在某库区水域中层的4种鱼(表格中①到④)体内重金属的含量(单位:ng·g-1)。下列分析不合理的是( )
鱼的种类 ① ② ③ ④
Hg 17.8 61.9 70.4 112.0
Cd 8.8 14.1 10.3 41.6
A.4种鱼中,①最可能是草食性鱼
B.②和③可能位于同一营养级
C.④可能属于肉食性鱼
D.④体内的重金属都来自上一个营养级
7.(创新题)(新情境·生物修复)(2025福建泉州阶段练习)镉(Cd)是我国水体主要重金属污染物之一,近年来利用植物—微生物联合修复重金属污染成为一种新的技术。研究发现,接种植物促生菌(PGPB)可以促进植物生长,提高其对镉的富集作用。如图表示接种PGPB后,白茅相应器官中镉的含量。下列叙述错误的是( )
A.虽然镉可在白茅根内大量富集,但镉并不是白茅生长的必需元素
B.被Cd污染的水体中,营养级别越高的生物,其体内Cd含量越高
C.推测PGPB可促进白茅中的镉向根状茎转移并抑制其向叶转移
D.应及时收割白茅植株,将其根部粉碎并进行无害化处理
8.(2025广东广州期中)有机污水引发水体富营养化,如图为不同营养化程度对藻类种群数量的影响的研究结果,其中鱼鳞藻、脆杆藻是鱼类的主要饵料;微囊藻产生的毒素污染水体,并可在动物体内积累;富营养化水体中微囊藻集中分布于水面形成“绿膜”。图中藻类数量是利用血细胞计数板计数的结果。下列说法错误的是( )
A.贫营养化水体中藻类数量少的原因是有机污水输入至藻内的能量太少
B.不能利用脆杆藻抑制富营养化水体中微囊藻的增长
C.富营养化水体中植食性鱼类体内所含微囊藻毒素浓度低于肉食性鱼类
D.中营养化水质有利于淡水养殖获得较高产量
答案与分层梯度式解析
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
1.D
题图解读
生物群落内部进行碳传递的物质形式是含碳有机物,A错误。参与③过程的生物只有生产者,B错误。减少化石燃料的燃烧可减少CO2的排放、大力植树种草可增加CO2的吸收,有利于降低大气中CO2,进而得出可通过增强③过程减少大气中CO2,C错误,D正确。
2.D
题图解读
过程①②⑥⑦中碳以CO2的形式参与物质循环,B正确;驱动过程②、过程③和过程④的能量形式均为有机物中的化学能,C正确;过程①固定的CO2=过程②+⑥+⑦释放的CO2+煤、石油等化石燃料燃烧释放的CO2,即可实现碳中和,D错误。
解题思路 生物圈碳循环中各组分的判断:确定大气中的CO2库、生产者→确定分解者→确定消费者→理清食物链。
3.答案 (1)从大气中的二氧化碳库到绿色植物 (2)分解者 将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物 有氧呼吸 无氧呼吸 (3)B、C (4)二氧化碳或碳酸盐 二氧化碳 含碳有机物
解析 分析题图可知,A过程是分解者将动植物遗体和排泄物中的有机物分解成无机物,其实质是呼吸作用,B过程是动物的呼吸作用,C过程是绿色植物的呼吸作用,D过程表示化石燃料的燃烧,这些过程均表示碳返回非生物环境的过程,非生物环境中的碳进入生物群落的途径为绿色植物的光合作用,图中缺少从大气中的二氧化碳库到绿色植物的箭头。
4.A 动物可以通过直接接触环境(如饮水)摄入铅、汞等有害物质,①错误;汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同,碳、氮可通过分解者等返回非生物环境,而铅、汞、镉等有害物质难以降解,不易被生物体排出,会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端,②错误,③、④正确。
5.D 据题图所示,在三个采样点,海水中的DDT平均含量均低于图中三类生物体内的含量,A正确。DDT等有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高,图示三类生物中,鱼类体内DDT平均含量最高,说明其可能处于该海域食物链的较高营养级,B正确。依据图示信息可知,DDT的平均含量在较低的营养级中含量低,在较高的营养级中含量高,且在生物体内的平均含量高于海水,说明生物体对DDT具有富集作用,C正确。DDT等有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,因此生物富集具有全球性,D错误。
6.A 能量的固定、储存、转移、释放,都离不开物质的合成和分解等过程;物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动,能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环,故生态系统的物质循环和能量流动同时存在,彼此相互依存,不可分割,A错误,B正确。生态系统中的各种组成成分通过能量流动和物质循环紧密地联系在一起,形成一个统一的整体,C正确。在物质循环过程中,非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用;而能量流动过程中,能量在流经生态系统各营养级时是逐级递减的、单方向不循环的,D正确。
7.D 能量可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网),A错误;物质能在生物群落和非生物环境间循环往返,但不能在生物群落内循环往返,B错误;生产者所固定的太阳能总量是流经该生态系统的总能量,而能量①②③④的总和不等于流经该生态系统的总能量,C错误。
易错分析 (1)食物链和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非生物环境之间。
8.A 该实验以带有落叶的土壤为实验材料,自变量是土壤微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度,为避免落叶表面的微生物对实验结果的影响,落叶应灭菌处理,A正确;土壤的理化性质对实验结果有影响,B错误;实验组由于缺乏土壤微生物的作用,其落叶的分解速率明显低于对照组,C错误;土壤中的所有生物构成了一个微型的生物群落,D错误。
9.A
题干解读
实验目的 探究不同时节、不同地点土壤微生物对纤维素的分解作用
自变量 时节和地点
因变量 纤维素分解作用强度
不能对采集的土样进行灭菌处理,A错误。对题表实验结果分析如下。
能力提升练
1.B 生物群落主要通过生产者的光合作用吸收非生物环境中的CO2,主要通过生物的呼吸作用释放CO2,A正确。海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用,当大气中CO2含量增加,水圈中的CO2含量也随之增加,当大气中的CO2发生局部短缺,水圈中的CO2也能及时进入大气;甲时期陆地碳吸收量和碳释放量相等,海洋参与了调节,B错误。乙时期大量植树造林可增加碳吸收量,使碳的吸收量和释放量趋于平衡,有利于碳循环,C正确。碳释放量远远大于碳吸收量会导致大气中CO2含量增多,引起温室效应,D正确。
2.C 由题图可知,碳可经浮游植物、浮游动物构成的食物链与食物网形成颗粒有机碳,是海洋碳汇的机制之一,B正确;海洋表层光照强度会影响浮游植物的光合作用,影响海洋中有机物的生产,从而影响海洋微型生物碳泵的碳汇效率,C错误;海洋微型生物碳泵可将溶解有机碳转化为海洋中难以降解的惰性有机碳储存起来,从而增强了海洋碳汇能力,缓解了温室效应,D正确。
3.D
由题干信息可知,无瓣海桑林和伐迹地形成于新生光滩,秋茄林和鱼塘改造自原始光滩,故新生光滩和原始光滩是对照样地,A正确。
4.答案 (1)农作物等固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量 (2)光合作用 分解作用 (3)CO2 加速 (4)物质循环具有全球性
题图解读
①是光合作用,②是分解作用,③是呼吸作用。
解析 (1)由图可知,输入该农田生态系统的能量来源有多个方面:农作物等通过光合作用固定太阳能;种子作为农业生产的投入物,本身含有能量;有机肥中也含有能量。(3)人类活动如燃烧化石燃料、砍伐森林等,会使大气中CO2含量上升,加速了碳循环的进程。
5.A
题图解读
①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能,②表示呼吸作用,伴有能量的散失,③④表示捕食关系。
能量流动是单向的,题图中白色箭头有循环过程,表示物质循环,灰色箭头表示能量流动,A错误。⑤可表示碳在生物群落与非生物环境间循环的过程,该过程中碳主要以CO2的形式传递,D正确。
6.D
模型构建
依据体内重金属含量可大致构建4种鱼间的食物关系模型:
由模型分析可知,①处于较低的营养级,最可能是草食性鱼;②和③可能处于同一营养级;④所处营养级最高,可能属于肉食性鱼,A、B、C正确;④体内的重金属不仅来自上一个营养级,还可能直接从水环境中摄入,D错误。
7.C 分析题图:
镉含量的比较 推理分析
根:PGPB+Cd组>Cd组 PGPB可抑制白茅中的镉向根状茎转移并促进其向根、叶转移,C错误
根状茎:PGPB+Cd组叶:PGPB+Cd组>Cd组
镉被白茅植株吸收后可富集在白茅植株根内,应及时收割白茅植株,将其根部粉碎并进行无害化处理,不能粉碎后回归土壤,否则会造成镉二次污染,D正确。
8.A 有机污水中的能量不能被藻类利用,污水中的有机物会被分解者分解,形成的无机盐可被藻类利用,A错误;题干信息:富营养化水体中微囊藻集中分布于水面形成“绿膜”+图示信息:水体富营养化时,微囊藻数量增多,脆杆藻数量减少,可知不能利用脆杆藻抑制富营养化水体中微囊藻的增长,B正确;微囊藻产生的毒素可在动物体内积累,营养级越高,生物体内毒素浓度越高,因此富营养化水体中肉食性鱼类体内所含微囊藻毒素浓度比植食性鱼类高,C正确;图示信息:水体中营养化时,鱼鳞藻、脆杆藻较多,两者是鱼类的主要饵料,故中营养化水质有利于淡水养殖获得较高产量,D正确。
7
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
题组一 物质循环
1.(2025四川南充月考)目前,低碳生活理念已被人们普遍认同,根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是( )
A.生物群落内部进行碳传递的物质形式是二氧化碳
B.参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.③过程增强后②过程随之增强,不能通过增强③过程减少大气中CO2
D.减少化石燃料的燃烧,大力植树种草将有利于降低大气中CO2
2.(2025广东省五校联考)中国积极推进绿色低碳发展,承诺力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和(某地区一定时间内CO2排放量和CO2吸收量相等)。某生态系统的碳循环过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.C属于分解者,生物群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
B.图中过程①②⑥⑦中碳以相同的形式参与物质循环
C.驱动过程②、过程③和过程④的能量形式相同
D.过程①固定的CO2等于过程⑥+⑦释放的CO2即可实现碳中和
3.(2025河南濮阳阶段练习)如图为碳循环的简明示意图,请据图回答下列问题。
(1)图中缺少的一个重要箭头是 。
(2)发生A过程的生物是生态系统成分中的 ,其在生态系统中的作用是 。A这一过程有 和 两种类型。
(3)与A过程实质相同的有 (填字母)过程。
(4)碳在非生物环境中主要以 (答出2种)的形式存在,而在非生物环境与生物群落之间主要以 的形式进行循环,在生物群落中以 的形式传递。
题组二 生物富集
4.(2025海南省部分中学期中)废弃电池、废水银温度计等有害垃圾和杀虫剂DDT若进入土壤或水体中,其中的一些有害物质通过某些途径进入生物体内会形成难以降解的化合物,对生态环境和人类健康造成危害,下列相关叙述正确的是( )
①动物不能从环境中直接摄入铅、汞等有害物质 ②汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程相同 ③进入生物体内的铅等有害物质不易被生物体排出 ④汞、镉等有害物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集
A.③④ B.①②③④
C.①②③④ D.①③④
5.(2024山东齐鲁名校联考)DDT是一种不易被分解的有机氯类杀虫剂,是最常见的环境污染物之一。研究人员对某海域及三类生物体内的DDT含量进行了相关调查,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.海水中的DDT平均含量均低于图中三类生物体内的含量
B.图中鱼类可能处于该海域食物链的较高营养级
C.该实验结果说明生物体对DDT具有富集作用
D.生物富集不具有全球性
题组三 物质循环与能量流动的关系
6.(2025山西省部分学校月考)物质循环和能量流动是生态系统的主要功能。下列叙述错误的是 ( )
A.生态系统的物质循环和能量流动是两个独立的过程
B.物质是能量的载体,能量可驱动生态系统的物质循环
C.生态系统的各种组分通过物质循环和能量流动联系成统一整体
D.生态系统的物质循环的特点与能量流动的特点是互不相同的
7.(易错题)(2024陕西渭南质量检测)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( )
A.能量只能沿着食物链(网)流动
B.能量作为物质循环的动力,使物质能够不断地在生物群落内循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程
题组四 探究土壤微生物的分解作用
8.(2025广东深圳期末)某小组开展了“验证土壤微生物的分解作用”实验。一组土壤灭菌,另一组土壤不做处理,检测土壤中落叶的分解情况,下列对实验分析正确的是( )
A.落叶可以灭菌,以避免落叶表面的微生物对实验的影响
B.土壤理化性质属于该实验的无关变量,对实验结果没有影响
C.实验组落叶的分解速率明显高于对照组的分解速率
D.该实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落
9.(2025山西朔州期末)某研究小组分别在旱季和雨季对甲地和乙地采集土样进行实验,探究土壤微生物对纤维素的分解作用,实验结果如表所示。假设实验中为各组提供的纤维素的量均相同,下列叙述错误的是( )
纤维素分解作用强度(%)
旱季 雨季
甲地 70 70
乙地 55 25
A.甲地和乙地在不同时节采集的土样需要灭菌处理
B.在旱季和雨季时,甲地的土壤微生物对纤维素的分解能力相当
C.在旱季,甲地土壤微生物分解纤维素的能力高于乙地土壤微生物
D.与甲地相比,土壤含水量对乙地生态系统的碳循环影响较大
能力提升练
题组一 碳循环的分析
1.(2024广东中山期末)气候变化与生态系统的碳循环密切相关,下表为甲、乙两个不同时期陆地生态系统与大气环境中的碳交换情况。下列叙述不正确的是( )
时期 碳吸收量(kgC·a-1) 碳释放量(kgC·a-1)
甲 1.20×1014 1.20×1014
乙 1.20×1014 1.26×1014
A.生态系统碳的吸收主要通过光合作用实现,碳的释放主要通过呼吸作用实现
B.甲时期陆地碳吸收量等于碳释放量,说明此时海洋在调节大气碳含量中无作用
C.乙时期大量植树造林可以使碳的吸收量和释放量趋于平衡,有利于碳循环
D.如果化石燃料的燃烧使碳释放量远远大于碳吸收量,会引起温室效应
2.(创新题·新情境)(2025广东大湾区模拟)海洋蓝色碳汇中的“生物泵”是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底的转移过程(基本过程见图)。最新的“海洋微型生物碳泵”理论表明海洋中生物储碳主要由海洋微型生物贡献,海洋中难以降解的惰性有机碳的储量约为6 500亿吨,与大气CO2碳量相当。下列叙述错误的是( )
A.碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式进行传递
B.海洋碳汇的机制之一是碳经食物链与食物网形成颗粒有机碳
C.海洋微型生物碳泵的碳汇效率不受海洋表层光照强度影响
D.海洋微型生物碳泵增强了海洋碳汇能力,缓解了温室效应
3.(2025甘肃白银模拟)红树林湿地的土壤碳库会随着土地利用方式的转变而发生变化。如图表示淇澳岛红树林湿地不同土地覆盖类型的土壤有机碳(SOC)储量。无瓣海桑林和无瓣海桑伐迹地(伐迹地,砍伐时间1~2年)形成于新生光滩,而秋茄林和人工鱼塘则改造自原始光滩。下列分析错误的是( )
A.新生光滩和原始光滩是对照样地
B.秋茄林的土壤固碳优势主要体现在浅层土壤
C.深层土壤中的SOC储量在各土地覆盖类型间差异不大
D.伐迹地与无瓣海桑对比说明人类活动对SOC储量影响不大
4.(2025湖南邵阳期末)某生物兴趣小组对某农田生态系统的碳循环过程进行了调查,并绘制了碳循环过程示意图。回答下列相关问题:
(1)物质循环过程伴随着能量流动,据图分析,输入该农田生态系统的能量包括 。
(2)在该农田生态系统中,农作物通过过程① 从大气中吸收二氧化碳并固定在农作物体内。土壤碳库中的有机物由分解者通过过程② 转变成无机物重新被植物利用。
(3)碳元素在大气碳库和植物碳库之间循环的形式是 ,人类活动 (填“加速”或“减缓”)了碳循环的进程。
(4)生态学家在研究生态系统的物质循环时一般不以某一单独的生态系统为单位,从物质循环特点的角度进行解释,其原因是 。
题组二 物质循环及能量流动的综合分析
5.(2025河北衡水阶段练习)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,下列叙述不正确的是( )
A.图中白色箭头可表示能量流动过程
B.②表示热能散失的过程,生态系统一般需要通过①过程从外界获得能量
C.不易被分解的有害物质沿③④传递会表现出生物富集作用
D.若图中物质循环表示碳循环,则碳在⑤过程的传递形式主要为CO2
6.(教材习题改编)下表为生活在某库区水域中层的4种鱼(表格中①到④)体内重金属的含量(单位:ng·g-1)。下列分析不合理的是( )
鱼的种类 ① ② ③ ④
Hg 17.8 61.9 70.4 112.0
Cd 8.8 14.1 10.3 41.6
A.4种鱼中,①最可能是草食性鱼
B.②和③可能位于同一营养级
C.④可能属于肉食性鱼
D.④体内的重金属都来自上一个营养级
7.(创新题)(新情境·生物修复)(2025福建泉州阶段练习)镉(Cd)是我国水体主要重金属污染物之一,近年来利用植物—微生物联合修复重金属污染成为一种新的技术。研究发现,接种植物促生菌(PGPB)可以促进植物生长,提高其对镉的富集作用。如图表示接种PGPB后,白茅相应器官中镉的含量。下列叙述错误的是( )
A.虽然镉可在白茅根内大量富集,但镉并不是白茅生长的必需元素
B.被Cd污染的水体中,营养级别越高的生物,其体内Cd含量越高
C.推测PGPB可促进白茅中的镉向根状茎转移并抑制其向叶转移
D.应及时收割白茅植株,将其根部粉碎并进行无害化处理
8.(2025广东广州期中)有机污水引发水体富营养化,如图为不同营养化程度对藻类种群数量的影响的研究结果,其中鱼鳞藻、脆杆藻是鱼类的主要饵料;微囊藻产生的毒素污染水体,并可在动物体内积累;富营养化水体中微囊藻集中分布于水面形成“绿膜”。图中藻类数量是利用血细胞计数板计数的结果。下列说法错误的是( )
A.贫营养化水体中藻类数量少的原因是有机污水输入至藻内的能量太少
B.不能利用脆杆藻抑制富营养化水体中微囊藻的增长
C.富营养化水体中植食性鱼类体内所含微囊藻毒素浓度低于肉食性鱼类
D.中营养化水质有利于淡水养殖获得较高产量
答案与分层梯度式解析
第3节 生态系统的物质循环
基础过关练
1.D
题图解读
生物群落内部进行碳传递的物质形式是含碳有机物,A错误。参与③过程的生物只有生产者,B错误。减少化石燃料的燃烧可减少CO2的排放、大力植树种草可增加CO2的吸收,有利于降低大气中CO2,进而得出可通过增强③过程减少大气中CO2,C错误,D正确。
2.D
题图解读
过程①②⑥⑦中碳以CO2的形式参与物质循环,B正确;驱动过程②、过程③和过程④的能量形式均为有机物中的化学能,C正确;过程①固定的CO2=过程②+⑥+⑦释放的CO2+煤、石油等化石燃料燃烧释放的CO2,即可实现碳中和,D错误。
解题思路 生物圈碳循环中各组分的判断:确定大气中的CO2库、生产者→确定分解者→确定消费者→理清食物链。
3.答案 (1)从大气中的二氧化碳库到绿色植物 (2)分解者 将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物 有氧呼吸 无氧呼吸 (3)B、C (4)二氧化碳或碳酸盐 二氧化碳 含碳有机物
解析 分析题图可知,A过程是分解者将动植物遗体和排泄物中的有机物分解成无机物,其实质是呼吸作用,B过程是动物的呼吸作用,C过程是绿色植物的呼吸作用,D过程表示化石燃料的燃烧,这些过程均表示碳返回非生物环境的过程,非生物环境中的碳进入生物群落的途径为绿色植物的光合作用,图中缺少从大气中的二氧化碳库到绿色植物的箭头。
4.A 动物可以通过直接接触环境(如饮水)摄入铅、汞等有害物质,①错误;汞的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同,碳、氮可通过分解者等返回非生物环境,而铅、汞、镉等有害物质难以降解,不易被生物体排出,会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端,②错误,③、④正确。
5.D 据题图所示,在三个采样点,海水中的DDT平均含量均低于图中三类生物体内的含量,A正确。DDT等有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高,图示三类生物中,鱼类体内DDT平均含量最高,说明其可能处于该海域食物链的较高营养级,B正确。依据图示信息可知,DDT的平均含量在较低的营养级中含量低,在较高的营养级中含量高,且在生物体内的平均含量高于海水,说明生物体对DDT具有富集作用,C正确。DDT等有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,因此生物富集具有全球性,D错误。
6.A 能量的固定、储存、转移、释放,都离不开物质的合成和分解等过程;物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动,能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环,故生态系统的物质循环和能量流动同时存在,彼此相互依存,不可分割,A错误,B正确。生态系统中的各种组成成分通过能量流动和物质循环紧密地联系在一起,形成一个统一的整体,C正确。在物质循环过程中,非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用;而能量流动过程中,能量在流经生态系统各营养级时是逐级递减的、单方向不循环的,D正确。
7.D 能量可从生产者、消费者流向分解者,不经过食物链(网),A错误;物质能在生物群落和非生物环境间循环往返,但不能在生物群落内循环往返,B错误;生产者所固定的太阳能总量是流经该生态系统的总能量,而能量①②③④的总和不等于流经该生态系统的总能量,C错误。
易错分析 (1)食物链和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非生物环境之间。
8.A 该实验以带有落叶的土壤为实验材料,自变量是土壤微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度,为避免落叶表面的微生物对实验结果的影响,落叶应灭菌处理,A正确;土壤的理化性质对实验结果有影响,B错误;实验组由于缺乏土壤微生物的作用,其落叶的分解速率明显低于对照组,C错误;土壤中的所有生物构成了一个微型的生物群落,D错误。
9.A
题干解读
实验目的 探究不同时节、不同地点土壤微生物对纤维素的分解作用
自变量 时节和地点
因变量 纤维素分解作用强度
不能对采集的土样进行灭菌处理,A错误。对题表实验结果分析如下。
能力提升练
1.B 生物群落主要通过生产者的光合作用吸收非生物环境中的CO2,主要通过生物的呼吸作用释放CO2,A正确。海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用,当大气中CO2含量增加,水圈中的CO2含量也随之增加,当大气中的CO2发生局部短缺,水圈中的CO2也能及时进入大气;甲时期陆地碳吸收量和碳释放量相等,海洋参与了调节,B错误。乙时期大量植树造林可增加碳吸收量,使碳的吸收量和释放量趋于平衡,有利于碳循环,C正确。碳释放量远远大于碳吸收量会导致大气中CO2含量增多,引起温室效应,D正确。
2.C 由题图可知,碳可经浮游植物、浮游动物构成的食物链与食物网形成颗粒有机碳,是海洋碳汇的机制之一,B正确;海洋表层光照强度会影响浮游植物的光合作用,影响海洋中有机物的生产,从而影响海洋微型生物碳泵的碳汇效率,C错误;海洋微型生物碳泵可将溶解有机碳转化为海洋中难以降解的惰性有机碳储存起来,从而增强了海洋碳汇能力,缓解了温室效应,D正确。
3.D
由题干信息可知,无瓣海桑林和伐迹地形成于新生光滩,秋茄林和鱼塘改造自原始光滩,故新生光滩和原始光滩是对照样地,A正确。
4.答案 (1)农作物等固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量 (2)光合作用 分解作用 (3)CO2 加速 (4)物质循环具有全球性
题图解读
①是光合作用,②是分解作用,③是呼吸作用。
解析 (1)由图可知,输入该农田生态系统的能量来源有多个方面:农作物等通过光合作用固定太阳能;种子作为农业生产的投入物,本身含有能量;有机肥中也含有能量。(3)人类活动如燃烧化石燃料、砍伐森林等,会使大气中CO2含量上升,加速了碳循环的进程。
5.A
题图解读
①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能,②表示呼吸作用,伴有能量的散失,③④表示捕食关系。
能量流动是单向的,题图中白色箭头有循环过程,表示物质循环,灰色箭头表示能量流动,A错误。⑤可表示碳在生物群落与非生物环境间循环的过程,该过程中碳主要以CO2的形式传递,D正确。
6.D
模型构建
依据体内重金属含量可大致构建4种鱼间的食物关系模型:
由模型分析可知,①处于较低的营养级,最可能是草食性鱼;②和③可能处于同一营养级;④所处营养级最高,可能属于肉食性鱼,A、B、C正确;④体内的重金属不仅来自上一个营养级,还可能直接从水环境中摄入,D错误。
7.C 分析题图:
镉含量的比较 推理分析
根:PGPB+Cd组>Cd组 PGPB可抑制白茅中的镉向根状茎转移并促进其向根、叶转移,C错误
根状茎:PGPB+Cd组
镉被白茅植株吸收后可富集在白茅植株根内,应及时收割白茅植株,将其根部粉碎并进行无害化处理,不能粉碎后回归土壤,否则会造成镉二次污染,D正确。
8.A 有机污水中的能量不能被藻类利用,污水中的有机物会被分解者分解,形成的无机盐可被藻类利用,A错误;题干信息:富营养化水体中微囊藻集中分布于水面形成“绿膜”+图示信息:水体富营养化时,微囊藻数量增多,脆杆藻数量减少,可知不能利用脆杆藻抑制富营养化水体中微囊藻的增长,B正确;微囊藻产生的毒素可在动物体内积累,营养级越高,生物体内毒素浓度越高,因此富营养化水体中肉食性鱼类体内所含微囊藻毒素浓度比植食性鱼类高,C正确;图示信息:水体中营养化时,鱼鳞藻、脆杆藻较多,两者是鱼类的主要饵料,故中营养化水质有利于淡水养殖获得较高产量,D正确。
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