生物选择性必修2 生物与环境第三节 生态系统的物质循环课后练习题

第三节　生态系统的物质循环

基础巩固

1.生态系统的物质循环中的“物质”指的是(　　)。

A.组成生物体的各种有机物

B.组成生物体的各种无机物

C.组成生物体的各种大分子

D.组成生物体的化学元素

答案:D

解析:生态系统的物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素在生物群落与无机环境之间的往复循环运动。

2.在生态系统的碳循环中,既能使碳进入生物群落,又能使碳返回大气中的生物是(　　)。

A.绿色植物

B.食植动物

C.食肉动物

D.营腐生生活的真菌

答案:A

解析:碳以CO2的形式从大气中进入生物群落,这一过程主要依靠生产者的光合作用;碳从生物群落又以CO2的形式返回大气中去,这一过程主要依靠各级消费者和生产者的呼吸作用,以及分解者的分解作用。能够同时完成这两个过程的只有生产者。

3.与生态系统的能量流动相比,物质循环具有的特点是(　　)。　

A.循环流动

B.单向流动

C.逐级递减

D.不能循环

答案:A

4.图3-3-1表示生物圈中碳元素的循环过程。下列有关叙述正确的是(　　)。

图3-3-1

A.③过程代表绿色植物的光合作用

B.图中甲、乙分别代表消费者和生产者

C.温室效应主要是由⑦过程造成的

D.农业生产中的中耕松土可以增强⑤过程

答案:C

解析:③过程代表生产者的呼吸作用。题图中甲、乙分别代表分解者和生产者。温室效应主要是由⑦化石燃料的大量燃烧造成的。农业生产中的中耕松土可以增强③过程(生产者的呼吸作用)。

5.生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是(　　)。

A.消费者没有参与碳循环过程

B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节

C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节

D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环

答案:A

解析:消费者能通过呼吸作用将有机物中的碳转化为无机物CO2,释放到无机环境中,因此消费者参与了碳循环,A项错误。生产者的光合作用能将无机环境中的无机碳转化为有机碳,是碳进入生物群落的重要途径,因此是碳循环的重要环节,B项正确。土壤中微生物的分解作用能将有机碳转化为无机碳释放到无机环境中,是碳返回无机环境的重要环节,C项正确。碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环,在生物群落内部的传递形式是有机碳,D项正确。

6.促进生物圈中氮循环的微生物所发挥的作用不包括(　　)。　

A.根瘤菌能将大气中处于游离状态的氮气转变成含氮的无机化合物

B.氨化细菌将生物体内的含氮化合物释放到土壤中

C.一些微生物将土壤中的含氮化合物分解成氮气释放回空气中

D.反硝化细菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐

答案:B

解析:生物体内的含氮化合物主要以蛋白质的形式存在,氨化细菌将蛋白质水解为氨基酸,再将氨基酸氧化而释放出氨。

7.图3-3-2为生物圈中碳循环示意图,其中A、B、C表示生态系统的不同成分。下列有关该图的分析,正确的是(　　)。

图3-3-2

A.图中生态系统中的食物链是A→B→C

B.③⑥⑦都属于呼吸作用

C.碳循环具有全球性,氮循环不具有全球性

D.促进③过程有利于维持大气中的碳氧平衡

答案:B

解析:题图中A、B、C分别表示分解者、生产者、消费者,食物链由生产者和消费者组成,A项错误。③表示B(生产者)的呼吸作用,⑦表示C(消费者)的呼吸作用,⑥细菌等微生物的分解作用是通过呼吸作用完成的,所以③⑥⑦都表示呼吸作用,B项正确。物质循环都具有全球性的特点,C项错误。目前面临的全球性环境问题——气候变暖,主要是因为大气中CO2浓度过高,所以促进④光合作用过程,有利于维持大气中碳氧平衡,D项错误。

8.某生态系统的碳循环过程如图3-3-3所示,其中箭头表示碳流动的方向。下列有关分析错误的是(　　)。　

图3-3-3

A.甲代表生产者

B.乙、丙之间的关系为捕食和种间竞争

C.丁代表消费者

D.碳循环具有全球性

答案:C

解析:由题图可知,丁代表分解者。

9.如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。图3-3-4是碳循环的部分过程。下列有关分析错误的是(　　)。

图3-3-4

A.参与①过程的生物只有消费者和分解者

B.植树造林有助于增强②过程,从而减少大气中CO2的含量

C.减少对③过程的依赖是缓解温室效应的重要措施

D.低碳生活有利于维持生物圈中碳循环的平衡

答案:A

图3-3-5

10.图3-3-5是生态系统的碳循环图解。图中A~D代表生态系统的4种成分,①~⑦代表碳元素在生态系统中循环的途径。请据图回答下列问题。

(1)图中A代表　　　　,碳在C中以　　　　的形式存在。 

(2)图中代表光合作用的是　　　　,代表分解作用的是　　　　,代表呼吸作用的是　　　　。 

(3)图中B代表　　　　,它在生态系统中的作用是　  　。 

(4)碳元素在⑤和⑦中以　　　　的形式流动,在①和⑥中以　　　　　　　　的形式流动。 

答案:(1)生产者　有机碳　(2)③　⑦　②⑤　(3)分解者　把大分子有机物分解成简单的无机物,同时释放出能量,在维持生态系统的能量流动和物质循环方面具有不可替代的作用　(4)CO2　有机碳

解析:题图中A和D进行双向的物质传递,A指向B、C、D,A、B、C均指向D,因此A是生产者,C是消费者,B为分解者,D为非生物成分。题图中的箭头表现了生物群落中的不同生物与无机环境间的相互作用。③是生产者利用光合作用或化能合成作用,将无机环境中的CO2转化为有机碳。分解者能把大分子有机物分解成简单的无机物,同时释放出能量,在维持生态系统的能量流动和物质循环方面具有不可替代的作用。②⑤为生物群落中的各种生物将有机物通过呼吸作用分解为CO2返回无机环境的过程。

能力提升

1.图3-3-6为某生态系统的碳循环示意图(Ⅰ~Ⅳ表示生态系统的成分,①~⑧表示相关过程)。下列叙述正确的是(　　)。　

图3-3-6

A.图示的碳循环路径是完整的

B.流经该生态系统的总能量是通过①过程固定的

C.图中以CO2的形式进行的过程有①⑥⑦⑧,以有机碳的形式进行的过程有②③④⑤

D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的

答案:B

解析:题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为大气中的CO2、初级消费者、次级消费者和分解者。题图中缺少Ⅱ、Ⅲ直接到Ⅰ的碳循环路径(第二营养级和第三营养级的呼吸作用)。流经该生态系统的总能量是生产者通过①过程(如光合作用)固定的。题图中①⑦⑧过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机碳的形式进行。食物链中不包括分解者Ⅳ。

2.图3-3-7是某生态系统碳循环示意图,其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分,1、2、3、4、5表示有关的生理过程;图3-3-8为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列有关叙述正确的是(　　)。

图3-3-7

图3-3-8

A.图3-3-7中B、C分别代表消费者和生产者

B.图3-3-7中表示呼吸作用过程的是2、3、4、5

C.图3-3-8中[②/(①+④)]×100%的值代表兔与狼之间的能量传递效率

D.图3-3-8中③和④属于兔同化量的一部分并流向分解者

答案:B

解析:图3-3-7中B是分解者,C是生产者,A项错误。由图3-3-7可知,2、3、4、5表示呼吸作用过程,B项正确。图3-3-8中(②/①)×100%的值代表兔与狼之间的能量传递效率,C项错误。图3-3-8中④属于兔同化量的一部分并流向分解者,③表示兔粪便中的能量,属于草的同化量,D项错误。

3.某校园生态系统的部分食物网如图3-3-9所示。下列分析不合理的是(　　)。

图3-3-9

A.碳以CO2的形式沿着箭头所示渠道流动

B.消费者的营养级别越高,其可利用的总能量越少

C.若乌鸫被驱出校园,则该生态系统的营养结构复杂程度降低

D.蜗牛和乌鸫之间的能量流动是单向的,二者之间的能量传递效率应低于10%

答案:A

解析:碳在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环,在生物群落内则以有机碳的形式沿着食物链传递,A项不合理。因为能量流动的特点是单向流动、逐级递减,所以消费者的营养级别越高,在传递过程中损耗的能量就越多,可利用的总能量就越少,B项合理。若乌鸫被驱出校园,则该生态系统的食物网会变得简单,营养结构复杂程度会降低,C项合理。蜗牛与乌鸫之间的能量流动是单向的,两个营养级之间的传递效率为10%~20%,而乌鸫的食物不只是蜗牛,还有昆虫和九里香,因此蜗牛和乌鸫之间的能量传递效率应低于10%,D项合理。

4.含N、P污染物的流入,导致淡水河爆发水华。研究人员在淡水河投放以藻类为食的罗非鱼控制水华,实验结果如图3-3-10所示。下列相关叙述错误的是(　　)。　

投放罗非鱼后水体中亚硝酸氮的变化

投放罗非鱼后水体中磷酸根的变化

图3-3-10

A.罗非鱼等动物和蓝细菌等植物共同构成生物群落

B.投放罗非鱼调整了生态系统的营养结构

C.投放罗非鱼可加快清除淡水河中含N、P的污染物

D.淡水河爆发水华,一定程度上会影响氮循环

答案:A

解析:特定区域内的各种植物、动物、微生物种群组成的集合体称为群落,A项错误。投放罗非鱼增加了生物的捕食食物链(罗非鱼捕食藻类),调整了生态系统的营养结构,B项正确。题图曲线显示投放罗非鱼后,与对照组相比,淡水河中含N、P污染物浓度清除时间变短,C项正确。水华发生与N、P等元素过多有关,水体中的氮不能顺利返回大气,一定程度上会影响氮循环,D项正确。

5.图3-3-11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。下列叙述错误的是(　　)。

图3-3-11

A.碳从生产者流入消费者的主要形式是有机碳

B.a途径主要是通过光合作用实现的,b、d、g途径主要是通过呼吸作用实现的

C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行

D.如果图中的字母表示碳元素传递量,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

答案:D

解析:图中a主要代表植物的光合作用;b、d主要代表生物的呼吸作用;g代表分解者的分解作用(呼吸作用);c代表捕食;e、f代表动植物的遗体和动物的排遗物被分解者分解利用。夏季,植物正常生长,则a>b+c+e。

6.图3-3-12是某生态系统碳循环的示意图,图3-3-13表示该生态系统部分种群的食物关系。请据图分析回答下列问题。

图3-3-12

图3-3-13

(1)图3-3-12中属于生物群落的是　　　　　　　(填字母)。碳在生物群落和无机环境之间主要是以　　　　　　　　的形式进行循环的,而在生物群落内部则主要以　　　　　　　　的形式流动。 

(2)图3-3-13中d和c之间的关系是　　　　　　。若a固定的能量不变,d减少,则c可利用的能量　　　　　　(填“增加”或“减少”)。假设e种群中的能量是5.8×109 kJ,b种群中的能量为1.3×108 kJ,若能量的传递效率为10%~20%,则a种群中的能量至少是　　　　kJ。 

(3)图3-3-13中a同化的能量除自身呼吸作用消耗外,其余的能量用于自身的　　　　　　　　。 

(4)据图3-3-12提出两项实现“低碳”、缓解温室效应的关键措施:①　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　。 

答案:(1)A、B、C、D　CO2　有机碳

(2)种间竞争　增加　4.5×107

(3)生长、发育和繁殖

(4)减少化石燃料的使用　植树造林,增加植被(或开发水能、太阳能等新能源)

解析:(1)由图3-3-12可推知,A为生产者,B为分解者,C、D为消费者,E为大气中的CO2(非生物成分),所以属于生物群落的有A、B、C、D;碳在生物群落和无机环境之间以CO2的形式进行循环,而在生物群落中以有机碳的形式流动。(2)图3-3-13中,d和c都以e为食,属于种间竞争关系;a以d、c为食,若a固定的能量不变,d减少,则c可利用的e会增加,所以c可利用的能量增加;a是较高营养级,能量最少应根据最低传递效率10%进行计算,则a种群中的能量至少为(5.8×109×10%-1.3×108)×10%=4.5×107(kJ)。(3)图3-3-13中a同化的能量用于自身的呼吸作用以及自身的生长、发育和繁殖。(4)一方面通过减少化石燃料的燃烧、开发新能源来减少向大气中排放二氧化碳;另一方面可通过增加植被来增强对二氧化碳的吸收,从而缓解温室效应。