2020-2021学年生物人教版必修3课时作业：5-3生态系统的物质循环
课时作业 16 生态系统的物质循环
时间：45 分钟 满分：100 分
一、选择题(每小题 5 分，共 60 分)
1．生态系统的物质循环中的物质是指( C )
A．组成生物体的各种元素
B．组成自然界的元素
C．组成生物体的一些基本元素
D．组成生物体的蛋白质和核酸
解析：生态系统的物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群
落与无机环境之间的往返运动。
2．在自然界的物质循环中，对物质的转化起重要作用的是
( C )
A．化能自养生物 B．动物和微生物
C．微生物和绿色植物 D．绿色植物和动物
解析：在生态系统的物质循环中，绿色植物通过光合作用使无机
环境中的碳进入生物群落，微生物的分解作用使生物群落中的有机物
转变成无机物重新回到无机环境，如果没有这二者，生态系统就不会
存在。
3．生态系统的物质循环的特点不包括下列的( D )
A．带有全球性
B．物质是指组成生物体的基本元素
C．在生物群落与无机环境之间循环往复
D．在生物群落的各营养级之间循环往复
解析：生态系统的物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群
落与无机环境之间的往返运动。物质循环具有全球性。
4．大气中的碳进入生物群落的形式和途径是( B )
A．碳酸盐；呼吸作用
B．CO2；光合作用和化能合成作用
C．含碳有机物；光合作用
D．CO2；分解作用
解析：大气中的碳通过绿色植物的光合作用和硝化细菌等的化能
合成作用把大气中的二氧化碳转变成有机物进入生物群落。
5．下列有关生态系统功能的叙述中，不正确的是( B )
A．能量只能由较低营养级流向较高营养级
B．食物链中的营养级可以是无限的
C．能量流动和物质循环可以长时期地保持动态平衡
D．生态系统中的能量最终以热能形式散失到环境中
解析：生态系统中的物质和能量的变化是不同的。物质可以在生
态系统中循环利用，而能量一是在流经各营养级时被生物的呼吸作用
消耗(以热能的形式散失到大气)；二是通过食物链由低营养级流向高
营养级。
6．下图表示 a、b、c 三地区森林土壤有机物分解状况，则分解
者的作用强弱依次是( A )
A．a>b>c B．c>b>a
C．c＝b>a D．a>c＝b
解析：由图可知 a 地区落叶量大，但土壤中有机物的含量最少，
说明 a 地区的有机物分解速度快，依次类推，b 地区有机物的分解速
度小于 a 大于 c，所以，分解落叶的能力 a>b>c。
7．生产者是生态系统的重要组成部分，下列关于生产者的叙述，
不正确的是( D )
A．都位于能量金字塔同一营养级
B．一定能固定 CO2
C．都是生态系统能量转换的载体
D．一定是植物
解析：因为生产者都位于第一营养级，它在能量金字塔中位于同
一营养级，A 正确；B 项生产者都是自养型生物，一定能固定二氧化
碳，因此 B 项正确；C 项中生产者将光能变成化学能，进入生物群
落，故正确；D 项生产者不一定是植物，自养生物都是生产者，所以
选 D。
8．“气候变暖将是一场灾难”，关于这种说法的不正确叙述是
( D )
A．气候变暖导致海平面上升，将给人类带来无法估计的灾难
B．为防止气候变暖，人类要尽量减少 CO2 的排放量
C．为防止气候变暖，人类要尽可能植树造林，保护植被
D．海水温度升高时，海水向大气释放的 CO2 将减少，有利于阻
止气温升高
解析：气候变暖，极地和高山冰川融化，导致海平面上升，给人
类带来的灾难无法预测，为防止气候变暖，人类尽量减少 CO2 排放
量和通过植树造林，保护植被增加 CO2 的吸收量，CO2 在水体中溶
解度较小，海水温度升高，对海水与大气中 CO2 的交换影响不大。
9．下图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，
下列说法正确的是( D )
A．图中 A 是生产者，B、D、E 是消费者，C 是分解者
B．该生态系统的结构包括 A、B、C、D、非生物的物质和能量
C．该生态系统中食物网可表示为：
D．E 每增加 1kg 的体重，至少需要 25kg 的 A
解析：由题图可以判断：A 是生产者，C 是无机环境，B 是分解
者，E 和 D 是消费者，故 A 错，B 错；分解者和非生物因素不参与
捕食关系，所以 B 分解者不应出现在食物链中，故 C 错；由于 A 是
生产者，所以能量传递效率应该按照 20%计算，所以为 1×5×5＝25
kg。
10.右图表示某农田生态系统一年中 CO2 的释放和消耗状况，其
中各数字序号表达的含义分别为：①生产者呼吸释放量；②分解者呼
吸释放量；③消费者呼吸释放量；④生产者光合作用消耗总量。有关
叙述正确的是( A )
A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示
B．②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多
C．消费者同化作用的大小可用③表示
D．该农田生态系统一年中 CO2 的释放量与消耗量相等
解析：流经该农田生态系统的总能量是生产者光合作用固定的能
量，对应 CO2 的消耗总量，A 正确。施用的有机肥料越多，分解者
呼吸释放 CO2 量越多。③是消费者呼吸释放量，占同化作用的一部
分。农田生态系统一年中有有机物的积累，光合作用固定的 CO2 多
于呼吸作用释放的 CO2 量。
11．我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳元素循环如
下图所示，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列选项
正确的是( A )
A．夏季：a>b＋c＋e B．秋季：e＋f
c＋f
解析：碳元素在无机环境和生物群落之间的循环，离不开生产者
(主要是绿色植物)。在题目所给出的生态系统中，a 代表绿色植物通
过光合作用固定的太阳能及合成的有机物，这是流经该森林生态系统
的总能量，数量最大；b 代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；
c 代表通过食物链流到动物(各级消费者)体内的总能量；d 代表动物
的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；e 代表植物的残枝、落叶流到
分解者的能量；f 代表动物流到分解者的能量；g 代表分解者的呼吸
作用散失到大气中的二氧化碳。在一年中的不同的季节，植物进行光
合作用的强度不同。根据生态系统能量流动的效率在 10%～20%之
间，在夏季，处于平衡状态的森林生态系统，植物光合作用所固定的
总能量>植物呼吸作用所消耗的能量＋流到动物体的能量＋流到分
解者的能量。
12．图示表示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。下列相关叙述错误的
是( C )
A．图中①过程可以表示绿色植物的光合作用
B．若缺少类群甲，则生态系统的物质循环不能正常进行
C．类群丙的无氧呼吸是产生大气中气体 X 的途径之一
D．碳在类群乙、丙中以有机物的形式存在
解析：先根据生态系统的物质循环中的关键环节判断生态系统中
的各种成分，然后根据生态系统的物质循环的特点，并联系各种生物
的代谢特点进行综合分析。CO2 在无机环境和生产者之间的传递是双
向的，生产者和消费者最终要被分解者分解利用，抓住这两个关键点
就可以顺利解题。
由图可知，气体 X 为二氧化碳，类群乙为生产者，类群丙为消
费者，其无氧呼吸不能产生二氧化碳。连接生物群落与无机环境的两
种重要组成成分是生产者和分解者，图中类群甲为分解者，如果缺少
类群甲，则生态系统的物质循环将不能正常进行。
二、非选择题(共 40 分)
13．(14 分)下图是某生态系统中，能量与物质流通关系示意图，
看图作答。[图△为有毒物质浓度(百万分之一)]
(1)从生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是能量
流动、物质循环的基础。
(2)流经该生态系统的总能量是 466 kJ/(cm2·a)。
(3)根据图中数值计算能量从 A 到 B，由 B 到 C 传递效率分别是
13.5%、20.6%，其余的能量最终通过生物的呼吸作用散失，由于生
物不能在代谢中再利用热能，因此能量流动具有单向流动，逐级递减
特点。
(4)图中无机物箭头意指 H2O(或水、无机盐)和 CO2 等物质的流
通过程，图中 D 是分解者，通过它们的有氧呼吸和发酵(或无氧呼吸)
两种分解方式，将生物组织内的碳放回空气中，由此可见 D 在物质
流通中的重要作用是保证物质的再利用。
(5)在生态系统中，碳循环始终与能量流动结合在一起进行。
(6)从生态因素的角度看，存在空气、水、土壤(或无机环境)中的
有毒物质，经食物链浓缩，因此营养级越高的生物受害越大。
解析：一是对生态系统的功能的知识掌握不牢，特别是对能量在
流经生态系统时的三个去向不清楚；二是识图分析图的能力较差，没
有看到图中已标出△表示的是有毒物质的含量，常把图框中的数值也
当能量计算，所以造成(2)、(3)小题的错误。D 是分解者一般都能答
对，但两种分解方式有的只答对有氧呼吸，没有考虑到分解者是细菌、
真菌及微生物，它们在分解有机物时，有的是有氧呼吸有的是无氧呼
吸。(6)小题的第二个空有答成“高度”浓缩，是由于缺乏识图能力
和高度概括能力，有毒物质在各营养级传递过程中是在浓缩，但经过
的渠道应该是食物链。
14．(14 分)回答下列有关生态的问题。
(1)下图表示在一个湖泊生态系统中，生物与生物、生物与无机
环境的相互关系。请据图中所列关系回答：
①湖泊中浮游植物→小鱼→大鱼的食物链，属于生物间的相互关
系。
②夏天湖水深处光量减少，而湖表层浮游植物因光增强而增加，
属于无机环境对生物的作用和生物对无机环境的反作用关系。
③湖水矿质营养不足，引起浮游植物数量减少，属于无机环境对
生物的作用关系。
④夏天湖水深处含氧量下降，而湖中分解者活动旺盛，属于生物
对无机环境的反作用关系。
(2)下图表示一个草原生态系统的食物网。
①若狼被捕杀，数量首先会减少的是蝗虫，原因是因鹿和蝗虫处
于同一个营养级，是食物的竞争者。
②若美洲狮的食物 2/3 来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体
重每增加 3kg，至少需要消耗青草 175 kg。
解析：(1)题干信息提示，该小题是通过实例来判断，生物与生
物，生物和无机环境之间的具体关系。食物链表示生物间的相互关系，
光照增加，导致浮游植物增加，属于无机环境对生物的作用；浮游植
物增加导致湖水深处光量减少，属于生物对无机环境的反作用。矿质
营养不足，引起浮游植物数量减少，属无机环境对生物的作用。湖中
分解者活动旺盛，耗氧多，导致湖水深处含氧量下降，属于生物对无
机环境的反作用。
(2)狼被捕杀，浣熊和鹿的数量上升，蝗虫是浣熊的食物，与鹿
位于同一营养级，是食物的竞争者，所以，蝗虫的数量首先会减少。
由 食 物 链 ： 青 草 → 蝗 虫 → 浣 熊 → 美 洲 狮 推 消 耗 青 草 至 少 为
3×1/3×5×5×5＝125(kg)，由青草→鹿→美洲狮推出消耗青草至少
为 3×2/3×5×5＝50(kg)，总共消耗青草 125＋50＝175(kg)。
15．(12 分)下面是某小组的同学为证明细菌的分解作用提出的两
种实验方案。他们将同一种树的落叶分成甲、乙两组，实验过程中不
断地滴加蒸馏水，使树叶保持潮湿。
方案一：将甲组放在无菌条件下，乙组放在自然条件下(暴露在
空气中)，观察记录落叶的变化。
方案二：将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组放在自然条件下(暴
露在空气中)，观察记录落叶的变化。
(1)上述两种实验方案能否达到实验目的？请说明理由。
方案一：不能。甲、乙两组均未进行灭菌处理。甲组落叶会分解
从而失去对照作用，在自然条件下空气中不仅含有细菌，且含有分解
落叶的其他微生物，因此不能说乙组落叶分解只是由细菌引起的；
方案二：不能。在自然条件下，空气中不仅含有细菌，且含有分
解落叶的其他微生物，因此不能说乙组落叶分解只是由细菌引起的。
(2)甲乙两组为什么要用相同的树叶？确保无关变量要相同。
(3)现在由你进行实验设计，请写出你的实验方案。
将甲、乙两组都进行灭菌处理后，将甲组放在无菌条件下，乙组
接种细菌后放在无菌条件下。实验过程中不断地滴加蒸馏水，使树叶
保持潮湿。观察记录落叶的变化。
解析：本题考查实验评价。
读题获取信息 运用变量法，分析实验目的，找出实验变量
运用实验原则，分析目的是否达到
此实验的目的为：证明细菌的分解作用，自变量的设置应分两组，
一组无菌，可采取灭菌处理，一组有菌，可采取灭菌后接种细菌来实
现。而方案一中，甲、乙两组均未进行灭菌处理；方案二中，乙组不
是采取灭菌后再接种的方法，而是暴露在空气中，由于空气中不仅含
有分解落叶的细菌，也含有分解落叶的其他微生物，所以无法达到实
验目的。
