2019-2020学年生物人教版必修3作业与测评：5-3 生态系统的物质循环

2019-2020学年生物人教版必修3作业与测评：5-3 生态系统的物质循环

第 3 节 生态系统的物质循环 1．生物地球化学循环是指组成生物体的基本元素( ) A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程 B．在能量流经生态系统各营养级时的逐级递减的全过程 C．在组成生态系统的生物群落的生物体内的反复循环运动 D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动 答案 D 解析 生态系统的物质循环的定义是：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，这就是生态系统的物质循环又称为生物地球化学循环。因此从定义中可看出 生物地球化学循环是指组成生物体的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之 间的反复循环运动。 2．下列关于生态系统碳循环的叙述，不正确的是( ) A．碳在生物群落与无机环境之间主要以 CO2 的形式循环 B．生态系统的各种成分都参与碳循环过程 C．大气中的 CO2 要合成有机物进入生物群落只有通过光合作用才能完成 D．如果碳循环过程不能进行，生态系统将会被破坏 答案 C 解析 碳在生物群落与无机环境之间通过生产者以CO2的形式进入生物群落， 通过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用又以 CO2 的形式返回无机环 境，A、B 正确；大气中的 CO2 要合成含碳有机物进入生物群落，可以通过绿色植 物或光合细菌的光合作用，也可以通过某些微生物的化能合成作用，C 错误；如果 碳循环过程不能进行，物质是能量的载体，那么能量流动也就无法进行，所以生 态系统将会被破坏，D 正确。 3．在一般情况下，生态系统中物质循环的主要渠道是图中的( ) 答案 A 解析 生产者通过光合作用或化能合成作用将无机物合成为有机物，这样无 机环境中的物质进入生物群落，经各级消费者利用，最后经分解者的分解作用和 生产者、消费者的呼吸作用，又将有机物转化成无机物归还无机环境。 4．如图所示是生态系统中某元素循环的模式图，该图不可以说明( ) A．该图主要体现的是碳元素的循环 B．A 与 B 两种生物成分是生态系统不可缺少的 C．图中生理过程②③进行的主要场所是线粒体 D．该物质循环带有全球性 答案 B 解析 从物质循环的过程可以判断，A 是生产者，B、C 是消费者，D 是分解 者，M 是 CO2，N 是 O2。生态系统不可缺少的成分是 A、D，B 错误。过程①主 要是指光合作用，过程②③是呼吸作用，主要在线粒体中进行。 5．右图是碳循环过程示意图，下列叙述正确的是( ) A．图中①～⑤所表示的生理过程是维持碳平衡的重要因素 B．图中 A 为 CO2 库 C．图中的食物链只有 3 条 D．大气中 C 的含量增多是造成温室效应的主要原因，通过控制 B、D、E 的 活动能得到缓解 答案 A 解析 参与碳循环的生理过程主要是生产者的光合作用，生产者、消费者和 分解者的呼吸作用以及分解者的分解作用，都是生物圈维持稳态的重要因素，A 正确；图中参与碳循环过程的生物有生产者 A，消费者 D、E，分解者 B，C 为大 气中的 CO2 库，图中的 A、D、E 只是代表营养级，所以不能确定图中食物链的数 目，B、C 错误；造成温室效应的原因是大量化石燃料的燃烧，使大气中 CO2 增多， 缓解的措施主要是减少化石燃料的使用，其次是植树造林、开发新能源等，D 错 误。 6．下图为碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分，下列叙述 正确的是( ) A．碳循环是指二氧化碳在甲与丙之间不断循环的过程 B．乙在该生态系统中均处于第二营养级 C．甲、乙、丙共同组成生态系统 D．生物 X 可能不具有细胞核，生物 Y 可能含有线粒体 答案 D 解析 图中甲表示生产者，乙表示消费者，丙表示分解者。碳循环是指碳元 素在生物群落与无机环境之间不断循环的过程，A 错误；消费者在该生态系统中 可能处于不同的营养级，B 错误；甲、乙、丙只表示生态系统中的生物成分，缺少 非生物成分，不能构成生态系统，C 错误；生物 X 可表示自养型微生物，如硝化 细菌，没有细胞核，生物 Y 可表示腐生真菌、腐生动物，含有线粒体，D 正确。 7．某同学完成了“土壤微生物的分解作用”的对照实验，对照组( ) A．土壤不做处理，自然状态 B．土壤进行处理 C．排除土壤微生物的作用 D．尽可能避免土壤理化性质的改变 答案 A 解析 土壤微生物的分解作用的实验中自变量是土壤微生物的有无，因变量 是有机物的分解情况。对照实验中的对照组，就是接近于自然状态的一组，即不 施加变量处理的一组，实验组是灭菌处理的土壤。 8．下列关于生态系统能量流动和物质循环关系的叙述，不正确的是( ) A．二者是密切联系的两个过程 B．在能量流动过程中，物质是能量的载体 C．能量是物质循环的动力 D．生物圈在物质和能量上是一个自给自足的系统 答案 D 解析 能量流动与物质循环是密不可分的，它们将生态系统的各个成分紧密 地联系在一起，但能量是单向流动的、逐级递减的，不能自给自足。 9．如图为某生态系统的部分物质循环简图，下列相关叙述不正确的是( ) A．若 M 表示大气中的 CO2，则碳在过程④中以含碳有机物的形式传递 B．直接参与碳循环的细胞器有线粒体和叶绿体 C．能量通过光合作用进入该生态系统，也可通过热能的形式输出 D．图中分解者可以促使物质和能量尽快地循环利用 答案 D 解析 M 表示大气中的 CO2，则碳在过程①②③中以二氧化碳的形式进行传 递，在过程④中以含碳有机物的形式进行传递，A 正确；碳元素通过光合作用和 化能合成作用进入生物群落，通过生物群落的呼吸作用以二氧化碳的形式进入无 机环境，直接参与碳循环的细胞器有线粒体和叶绿体，B 正确；理解生态系统的总 能量是生产者通过光合作用固定的太阳能，生态系统中的能量最终以热能的形式 散失，C 正确；图中分解者可以促使物质尽快地循环利用，能量不能循环利用，只 能单向流动，D 错误。 10．有关生态系统能量流动和物质循环的叙述不正确的是( ) A．能量流动和物质循环是生态系统的两个主要功能 B．能量流动和物质循环是沿食物链进行的 C．正常的生态系统中的能量和生物数量金字塔均可倒置 D．能量流动是伴随着物质循环进行的，但为单向流动 答案 C 解析 物质是循环的而能量是单向流动的；正常的生态系统中的生物数量金 字塔在个别营养级之间可能出现倒置，而能量金字塔不会倒置。 11．下图中的图 1 是某生态系统碳循环的示意图，图 2 表示该生态系统部分 种群的食物关系。请据图分析回答： (1)图 1 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，而在生物群落内部则主要是以________的形 式进行流动。 (2)图 2 中 d 和 c 的种间关系是________。若 a 固定的能量不变，d 减少，则 c 可利用的能量________。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 2 中 a 同 化 的 能 量 除 呼 吸 消 耗 外 ， 其 余 的 能 量 用 于 自 身 的 __________________。 (4)据图 1 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 有机物(碳) (2)竞争 增加 4.5×107 (3)生长、发育和繁殖 (4)①减少化石燃料的使用 ②植树造林，增加植被(或开发水能、太阳能等新 能源)(答案合理即可) 解析 (1)由图 1 可推知，A 为生产者，B 为分解者，C、D 为消费者，E 为无 机环境，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进行流动。 (2)图 2 中，d 和 c 都以 e 为食，属于竞争关系；a 以 d、c 为食，若 a 固定的能 量不变，d 减少，必然要从 c 获取更多的能量，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%，则 a 种群中的能量至少为(5.8×109 －1.3×108×10)×10%×10%＝4.5×107 (kJ)。 (3)图 2 中 a 同化的能量用于自身的呼吸作用和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。 12．如图是某生态系统中，能量流动与物质循环关系示意图，看图作答。[图 中△为有毒物质浓度(百万分之一，即 10－6)，能量单位：kJ/(cm2·a)] (1) 从 完 成 生 态 系 统 功 能 的 角 度 ， 简 要 说 明 生 产 者 的 重 要 作 用 是 ________________________________________________________________。 (2)流经该生态系统的总能量是________kJ/(cm2·a)。 (3)根据图中数值计算能量从 A 到 B、由 B 到 C 的传递效率依次是________、 ________，其余的能量最终通过生物的________散失，由于生物不能在代谢中再 利用________，因此能量流动具有________________的特点。 (4)图中无机物箭头是指________和 CO2 等物质的流动过程。图中 D 是 ________，通过有氧呼吸和无氧呼吸，将生物组织内的碳释放回空气中，由此可 见 D 在物质循环中的重要作用是________________。 (5)从物质循环的角度看，存在于________中的有毒物质，通过________在生 物体内大量积累，因此________越高的生物受害越大。 答案 (1)能量流动、物质循环的基础 (2)466 (3)13.5% 20.6% 呼吸作用 热能 单向流动、逐级递减 (4)H2O 分解者 保证物质的再利用 (5)空气、水、土壤(或无机环境) 食物链 营养级 解析 流经该生态系统的总能量即生产者 A 固定的太阳能。这些能量一部分 经呼吸作用以热能的形式散失；一部分被初级消费者 B 摄入体内，另一部分随着 残枝败叶等被分解者 D 分解而释放出来，即 97＋63＋306＝466；能量从 A 到 B 的 传 递 效 率 ＝ 63/466×100%≈13.5% ， 能 量 从 B 到 C 的 传 递 效 率 ＝ 13/63×100%≈20.6%；图中的无机物除了空气中的 CO2 外，还包括水等，分解者 的作用是将有机物分解成无机物，返还到无机环境中去。 对应《刷知识》P19 一、生态系统物质循环的概念 组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，不断地在无机环境到生物群落之 间进行循环。 二、碳循环 1．碳进入生物群落的途径是生产者的光合作用和化能合成作用，碳在生物群 落内部以有机物形式，通过食物链、食物网渠道传递。 2．碳通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧返回到无 机环境，碳在生物群落和无机环境之间以 CO2 形式循环，在无机环境中以 CO2 和 碳酸盐形式存在。 三、能量流动和物质循环的关系 1．能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，彼此相 互依存，不可分割。 2．能量的固定、储存、转移和释放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，使物质不断地在生物 群落和无机环境之间循环往返。 四、温室效应 1．形成原因：主要是化石燃料短时间内大量燃烧使大气中 CO2 含量迅速增加， 打破了生物圈碳循环的平衡。 2．危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他 许多生物的生存构成威胁。