基础演练

一、选择题

1．从物质循环的角度看，人体内的碳元素根本来源是(　　)

A．食物中的碳

B．大气中的CO₂

C．燃料中的碳

D．非生物环境中的碳

解析：生物体内的碳元素究其根源都是来自生产者从大气中固定的CO₂。

答案：B

2．下列关于碳循环的叙述中，正确的是(　　)

①全过程在生物群落中进行　②碳元素只能通过光合作用进入生物群落　③生物群落的碳元素通过分解者回归无机环境　④其循环过程中伴随着能量的转换

A．①②

B．③④

C．①③

D．②④

答案：B

3．若用甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表大气中的CO₂库。下图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是(　　)

解析：本题考查了碳循环中各成分之间的关系以及应用相关知识分析判断的能力和识图能力。碳在生物群落与无机环境之间是以CO₂形式循环的，在生物群落内部以含碳有机物形式流动，CO₂进入群落要通过生产者的光合作用(或化能合成作用)，而离开群落则可通过各功能类群生物的呼吸作用。

答案：B

4．当今地球上大气中的CO₂浓度增高，地球温度也有所升高，这将导致沙漠化等恶果。造成CO₂浓度增高的原因是(　　)

A．自然因素破坏了生态系统的自我调节能力

B．人口剧烈增加，呼出的CO₂增多

C．工业生产中化学燃料的大量燃烧和自然资源的不合理利用

D．生产者同化CO₂的效率低

解析：大气中CO₂浓度过高的主要原因是工业生产中化学燃料的大量燃烧和自然资源的不合理利用造成的。

答案：C

5．某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处是：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。哪种实验方案能达到目的(　　)

A.方案一                               B．方案二

C．方案三                            D．三个方案都不能达到

解析：欲证明树叶的分解是由“某种细菌”所引起的，应先将树叶灭菌排除其他微生物对实验结果的干扰，同时应将灭菌后的树叶分两组，一组接种该细菌，另一组不接种，两组均置于适宜条件下培养，以便对比分析得出结论。

答案：C

6．在自然生态系统中，物质是能量的载体。下列有关两者的叙述正确的是(　　)

A．能量可驱动物质循环

B．物质和能量可循环利用

C．能量只能在食物链中流动

D．能量和生物数量金字塔均可倒置

解析：生态系统的基本功能是物质循环和能量流动，完成这两大功能离不开食物链和食物网。在物质循环中，能量起到驱动作用，但是能量却是单向传递、逐级递减。生物数量金字塔有时可以倒置，但能量金字塔都是正立的，一定是低营养级所含能量多，而高营养级所含能量少。

答案：A

二、简答题

7．如右图是生态系统中的碳循环示意图，请据图回答：

(1)此生态系统的能量流动是从[　]________固定太阳能开始的。

(2)碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以________形式进行的，在生态系统各成分中A为________，B为________。

(3)图中D→C过程主要是通过________作用实现的，C→D过程是通过________作用实现的，B→D过程是通过________作用实现的。

(4)生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以____形式储藏在地层中。碳在无机环境中主要以____________和____________形式存在。

(5)碳循环始终与________结合在一起。

解析：该题考查了生态系统中碳循环的有关知识。正确解答该题首先确定图示中字母的含义，然后再根据所学知识作出正确的解答。

解答本题的关键是正确判断A、B、C、D分别属于生态系统的什么成分，其中图中的双向箭头是识图的突破点，可以确认C和D中一个代表生产者，一个代表无机环境，再根据C是很多箭头的起点，所以代表的是生产者，D是箭头的终点，所以代表的是无机环境。依次类推问题就迎刃而解了。

答案：(1)C　生产者　(2)CO₂　消费者　分解者

(3)光合　呼吸　分解

(4)化学燃料　CO₂　碳酸盐

(5)能量流动

8．下图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：

(1)对物质循环起关键作用的生态系统的成分是[　]________和[　]________。

(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是：①________，③________，⑤________。

(3)C生物处于第________营养级，若要使C增加200 kg至少需要消耗A________kg。

(4)(多选)若该图表示某温带草原生态系统，为了提高畜牧产量，牧民采取了如下措施，其中正确的做法是(　　)

A．彻底捕杀狼等次级消费者，以保护牛羊的安全

B．大力防治害虫和鼠对植被的破坏，使能量尽可能流向对人类有益的方向

C．加大对牧草的水肥管理

D．大量繁殖牛羊

解析：据生态系统的能量流动和物质循环的原理可知A为生产者，①是光合作用；B是初级消费者；C为次级消费者，②③④为呼吸作用；D为分解者，⑤为分解作用。按照能量逐级递减的原则，若使C增加200 kg至少需要A的量为200×5×5＝5 000 kg。根据生态系统可持续发展原理，要提高畜牧产量必须维持生态系统的平衡。

答案：(1)A　生产者　D　分解者

(2)光合作用　呼吸作用　分解作用

(3)三　5 000　(4)BC

能力提升

一、选择题

1．在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是(　　)

A．微生物的分解作用

B．绿色植物的光合作用和微生物的分解作用

C．动物的呼吸作用

D．煤和石油的燃烧

解析：生态系统中的碳在生物群落和无机环境之间是以CO₂的形式循环的，而无机环境中的CO₂必须通过生产者的光合作用转化为有机物，才能被消费者利用。生产者和消费者中的有机物一部分可以通过自身的呼吸作用将碳回归到无机环境中。通过微生物的分解作用，将动植物遗体、排出物和残落物中的有机物分解成CO₂，返回无机环境。因此选B。

答案：B

2．生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素，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。这个过程(　　)

A．不具有全球性

B．不受能量的驱动

C．都依赖于水的循环

D．只依赖光合作用和呼吸作用

解析：生态系统的物质循环，具有全球性的特点；物质循环和能量流动是同时进行的，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力；N、P等元素在植物体内的运输离不开水。

答案：C

3．如图表示生物圈中碳元素的循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分，下列有关叙述正确的是(　　)

A．③过程代表绿色植物的光合作用

B．A、B分别代表消费者和生产者

C．⑦是温室效应的主要原因

D．疏松土壤可以加快⑤过程

解析：本题主要考查生态系统中物质循环中的相关知识，解答本题应突破以下几点：

关键点

在碳循环示意图中与大气中CO₂有双向关系的为生产者(B)，而B、C共同指向的(A)为分解者，C为消费者。③为植物呼吸作用产生CO₂返回大气的过程。⑥过程为化学燃料燃烧，是造成温室效应的主要原因。⑤是分解者的分解作用，疏松土壤能提供充足的O₂会促进此过程。

答案：D

4．右图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是(　　)

A．①代表生产者，5可以代表化能合成作用

B．碳元素在①②③④间以含碳有机物的形式传递

C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是①

D．图中最长的食物链是①→②→③，其中③为第三营养级

解析：生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、分解者、消费者。首先需要确定这四种成分，①箭头指向②③④可以确定①是生产者，因为生物群落总能量流动的起点是生产者。由于生产者联系了无机环境和生物群落，所以确定④为无机环境。然后根据生产者和消费者都有箭头指向分解者，确定③为分解者。5代表生产者的呼吸作用产生二氧化碳。碳元素在①和④间，是以二氧化碳形式传递的。①②③之间是以有机碳的形式传递的。①是生产者，所含有的有机物最多。③是分解者，不参与食物链的构成。

答案：C

5．为了了解土壤微生物能否分解农药，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中正确的是(　　)

A．向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间

B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变

C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好

D．再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同

解析：本题考查实验基本原理和设计思路。实验组为a组，对照组为b组，控制单一变量，故A正确。B项中的a应该是不变，b可能会部分减少。C不正确，因为典型土壤中含微生物多，所以用几种典型土壤混合后的最好。D项没有必要再加一个对照组，和本实验无关。

答案：A

6．下列关于生态系统能量流动和物质循环关系的叙述中，不正确的是(　　)

A．二者是密切联系、不可分割的两个过程

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．从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统

答案：D

二、简答题

7．如图是某生态系统中，能量与物质流动关系示意图，据图作答。(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)从生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是

____________________________________。

(2)图中无机物箭头是指________和CO₂等物质的流动过程。图中D是________，通过它们的________________两种分解方式，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_________________________。

(3)流经该生态系统的总能量是________kJ/cm²·a。

(4)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________________特点。

(5)在生态系统中，碳循环始终与________结合在一起进行。

(6)从物质循环的角度看，存在于无机环境中的有毒物质，通过________在生物体内大量积累，因此________越高的生物受害越大。

解析：此题考查生态系统的主要功能以及能量流动和物质循环两者之间的联系。在能量流动中生产者固定太阳能是起点，流经生态系统的总能量即为生产者固定的太阳能，是自身呼吸热能(97)及流入下一营养级(63)能量与被分解者分解(306)能量的总和。在物质循环中，生产者也是联系无机环境与生物群落的枢纽，通过分析可以知道，物质循环始终与能量流动结合在一起，物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。

答案：(1)能量流动、物质循环的基础

(2)H₂O(或水、无机盐)　分解者　有氧呼吸和发酵(或无氧呼吸)　保证物质的再利用

(3)466

(4)13.5%　17.5%　呼吸作用　热能　逐级递减、单向流动

(5)能量流动

(6)食物链　营养级

8．物质循环与能量流动是生态系统的两个重要功能。下图的甲图中的A、B、C和生产者表示生态系统中的生物成分，乙图中的A、B、C则与甲中的相对应。请根据下列图示建立生态系统的物质循环与能量流动模型。

(1)在甲图中建立能量流动的模型，以箭头表示能量流动方向。

(2)在乙图中建立生态系统的碳循环模型。

(3)写出物质循环和能量流动之间的关系。

解析：建立物质循环和能量流动模型的关键在于能梳理清能量流动以及物质循环之间的关系。注意能量是单向流动的，物质是循环的。

答案：(1)如图丙

(2)如图丁

(3)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。

研究学习

学科素养提高系列之五：温室效应与低碳经济

温室效应气体是指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分，包括对太阳短波辐射透明(吸收极少)、对长波辐射有强烈吸收作用的二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氟氯烃等30余种气体。

1．“温室气体”的成因：

2.什么是低碳经济呢？

就是发展以低能耗、低污染、低排放为基本特征的经济，通过降低经济发展对生态系统中碳循环的影响，实现经济活动中人为排放二氧化碳与自然界吸收二氧化碳的动态平衡，维持地球生物圈的碳元素平衡，减缓气候变暖的进程、保护臭氧层不致蚀缺。

生态系统的物质循环重点考查碳的循环，考查的知识点涉及物质循环的概念、碳循环的过程、能量流动与物质循环的关系等。考查形式有选择题，也有与光合作用、细胞呼吸、微生物的分解作用等综合在一起的非选择题。因此本节知识适合于命制综合性强的题目，而且还常与温室效应、环境污染等热点问题相联系。

2009年“哥本哈根气候变化大会”全球瞩目，“低碳生活”将成为人类共同的选择。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析不正确的是(　　)

 

 

     

 

A．参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者

B．②过程增强后①过程随之增强故不能通过增强②减少大气中CO₂

C．生物群落内部碳循环的物质形式是含碳的有机物

D．人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施

解析：(1)生物群落由生产者、消费者和分解者组成，它们通过呼吸作用(分解作用)分解有机物，释放CO₂进入无机环境。(2)生活中可以通过植树造林、退耕还林(草)等途径增强植物的光合作用，固定CO₂，减少生物群落排放到大气中的CO₂量。(3)C在生物体内(生物群落内)主要以含碳有机物的形式存在。(4)目前，化学燃料的燃烧是导致大气中CO₂含量急剧上升的主要原因，因此，可以通过减少化学燃料的燃烧缓解温室效应。

答案：B