第3章 第3节 生态系统的物质循环-【成才之路·练案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步新课程学习指导(人教版)

练案[10] 第3章 第3节 学业考达标练 一、选择题 1.下列有关生物圈中碳循环的叙述，错误的是 A.碳在非生物环境中主要以C0,和碳酸盐的 形式存在 B.消费者的存在使生物圈中的碳循环过程 加快 C.碳元素只能通过蓝细菌、绿色植物等的光 合作用进入生物群落 D.碳在生物群落中沿着食物链（网）流动 2.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的过程 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.碳在非生物环境与生物群落之间主要以 CO2的形式循环 3.我国力争在2060年前实现“碳中和”(C02排 放量与减少量相等)。如图为生物圈碳循环的 部分示意图。下列叙述错误的是 化石燃料①·大气中的0☒ 生物群落 ③ A.①过度排放可打破自然界碳循环的平衡 B.当“碳中和”时，③的强度大于②的强度 C.大气中的CO,增多，使大气捕获的热能 增多 D.碳元素主要以有机物形式在群落内部循环 流动 4.DDD是一种杀虫剂，在生物体内很难降解且 不易被排出。某湖泊曾经使用过DDD,现检 测出该水体中的DDD浓度为0.02g·kg, 生活在该水体中的生物甲、乙、丙、丁体内DDD 浓度依次为0.10ug·kg、0.53ug·kg1、 15.50g·kg、16.10g·kg。下列叙述 错误的是 A.生物甲可能处于最低营养级 B.生物丙、丁很可能处于同一营养级 C.DDD能扩散到全球 D.DDD在生物甲~丁间的传递过程可看作是 物质循环 生态系统的物质循环 5.下列关于生态系统物质循环和能量流动过程 的说法，错误的是 ) A.生物圈中的物质可以循环利用，但能量不 能循环利用 B.能量流动和物质循环是同时进行的，彼此 相互依存，不可分割 C.任何生态系统都需要不断得到来自系统外 的能量补充 D.导致水体富营养化的磷沿食物链在生物体 内聚集，最终积累在食物链顶端 6.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的 叙述，错误的是 A.秸秆作饲料喂牲畜，粪便还田后能量可直 接流向植物，实现了对能量的多级利用 B.物质作为能量的载体，能量作为动力，能量 流动和物质循环是同时进行的 C.没有物质输出的生态系统，也需要来自系 统外的能量补充才能维持功能正常 D.因农产品的输出使氨元素等不能归还农田 生态系统，这与物质循环并不矛盾 7.某小组为探究土壤微生物的分解作用，进行了 相关实验。下列相关叙述错误的是 A.本实验设置的因变量是土壤中微生物的种 类以及数量 B.根据土壤中同种落叶的腐烂程度可以判断 土壤微生物的作用 C.将带有落叶的土壤在60℃恒温箱中处 理1h的目的是杀死土壤中的微生物 D.实验中土壤的含水量、落叶的种类和大小 都应保持相同且适宜 二、非选择题 8.近年来大气中C0,含量持续增长，成为当前人 们最关心的环境问题之一，科学工作者利用动 植物遗体和动物的排遗物，在没有O,的情况 下高温处理，制成“生物炭”。“生物炭”可以 稳定地固定碳元素长达数百年，且具备土壤改 良功能。如图为生态系统的碳循环示意图。 据此回答下列问题： 大气中的C0,库 @ 动植物 ③ ④遗体和 绿色植物 动物的 排遗物 ② 动物 ⑤ 化石燃料 2 (1)“生物炭”固定碳元素的过程类似于图中 的 当前人类提倡的“低碳生活” 主要指减少图中 的C02排放。 (均填序号) (2)图中③过程释放的能量大部分去向是 研究认为人类倡导 素食有利于减少生态系统的能量损耗，从 营养结构的角度分析，原因是 (3)土壤中的“生物炭”，在化石燃料大量消耗 后可作为发电燃料和原油代替品，实现能 量的充分利用，从而提高了 0 选择考提升练 一、选择题 1.如图是碳循环示意图，下列叙述错误的是 大气中的C0,库 ① ②③ 1⑤ 消费者生产者 遗体、排泄物 化石燃料 A.碳在生物群落内部以CO,的形式存在 B.⑤过程加剧了温室效应 C.碳循环具有全球性和循环往复的特点 D.碳循环和能量流动相互依存、不可分割 2.碳循环是生物地球化学循环的重要组成部分。 目前全球范围出现的厄尔尼诺现象等都与全 球碳循环有着或多或少的关系，每一个人都应 从自我做起关心碳循环。下列关于目前全球 碳循环的叙述，错误的是 A.生物群落能够反复利用生物地球化学循环 中的碳 B.二氧化碳浓度在生物圈中的持续升高可引 起温室效应 C.工业化加速了碳排放，不利于生物圈中碳 循环的平衡 D.植物光合作用固定碳的速率远大于生物圈 中释放碳的速率 3.凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾 种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物 1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全 取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物 质循环过程见下图。下列叙述正确的是 163 人工饵料 对虾→收获 碎 屑 N、P等无机盐 细菌 藻类 浮游动物 沉 型 物 A.1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化 程度会减轻 B.1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍 处于主要地位 C.浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于 消费者 D.异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提 供营养 4.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系 图，相关叙述错误的是 ( ② ① 生产者 ⑤ ②气1 ↓③ 初级消费者 碎屑 ②1 ④ ⑤ 次级消费者 分解者2 三级消费者 ⑤ A.图中白色箭头具有循环往复的特点，黑色 箭头具有单向流动的特点 B.若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④ ⑤过程中以CO,的形式传递 C.①过程和②过程分别表示该生态系统能量 的输入和散失 D.不易分解的有害物质沿着③④过程传递会 表现出生物富集现象 5.佩戴口罩可在一定程度上减少病原微生物通 过飞沫在人与人之间的传播，而废弃口罩中含 有微塑料。通常将直径小于5mm的塑料碎片 定义为微塑料，微塑料污染可在生物体内富集 而引起生物体损伤和毒性效应。某研究小组 对某生态系统的水生生物体内的微塑料含量 进行了研究，实验结果如图所示。下列有关说 法错误的是 () 100 26.95 10 2.84 1.71 1.52 0.1 浮游生物 贻贝 牡蛎 鱼类 注：生物富集系数=生物体内微塑料浓度/水 体中微塑料浓度， A.浮游生物的生物富集系数大于贻贝，因此 其会捕食贻贝 B.牡蛎体内的微塑料可来自食物和水体中微 塑料的吸附 C.人类活动可加速微塑料的循环，改变其在 环境中的分布 D.鱼类被人类食用后，微塑料会在人体内富 集起来 6.1949年，美国加利福尼亚州瘿蚊肆虐，为了防 治瘿蚊，人们在清湖喷洒杀虫剂双对氯苯基二 氯乙烷(DDD)。该杀虫剂在生物体内很难降 解，使用初期效果显著，后期效果下降。1954 年，科学家检测了清湖的水体和几种生物体内 DDD的浓度（见下表）。下列叙述正确的是 检测对象 水 A B C D DDD浓度 0.0215.516.10.10.53 (ug·kg1) A.该湖泊生态系统的结构是指生物群落和非 生物环境 B.DDD的使用导致瘿蚊幼虫产生抗药性突变 C.据表中数据可推测生物B处于最低营养级 D.DDD存在生物富集现象且该现象具有全 球性 7.“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年 前实现碳中和”，这是中国向全世界的郑重承 诺，彰显了大国责任。碳中和是指C0,吸收量 和C02排放量达到平衡，实现C02的“零排 放”。碳循环是实现碳中和的重要途径。下列 说法错误的是 A.植树造林、增加绿地面积有助于降低大气 中的CO,浓度 B.生态系统中生产者固定的C0,量可能大于 生物群落排出的CO2量 164 C.水电、风电和光伏等清洁能源技术的应用 有利于减少CO2的排放 D.少吃蔬菜，多吃肉，有利于实现“碳中和” 二、非选择题 8.二氧化碳(CO,)、甲烷(CH4)和氧化亚氮 (N,0)是大气中主要的温室气体。我国力争 在2060年前实现碳中和(C0,排放量与减少 量相等)。 (1)碳在生物群落与非生物环境之间的循环 主要以 的形式进行。通常 绿色植物可通过光合作用将光能转变为 ,体现了其在生态系统 的功能中具有重要作用。 (2)研究表明，稻田是温室气体排放的主要来 源。为协同实现南方双季稻区粮食丰产 与稻田温室气体减排，科研人员进行了相 关实验，结果如图所示。 生物炭由农业废弃物在高温、稀氧条件 下，经高温裂解制备而成，是资源优化利 用的重要方式，本实验生物炭化原料为小 麦秸秆。 对照组：不施生物炭 生物炭组：早稻稻田翻耕前7d施用生物炭 。对照组 15 ·生物炭组 10 5 4/105/106/107/108/109/1010/10 一早稻季 一晚稻季 日期（月/日） 60 .ON) 40 20 0 -20 -40 4/105/106/107/108/109/1010/10 早稻季 晚稻季 日期（月/日） 由图可知，与对照组相比， (3)除施加生物炭，还可通过 (答出两点即可) 等措施促进水稻增产。练案[10] 学业考达标练 1.C碳元素除了通过蓝细菌、绿色植物等的光合作用进入生物 群落之外，还可通过硝化细菌等的化能合成作用进入生物群 落，C错误。 2.A碳循环是指碳元素在非生物环境与生物群落之间的循环 过程，消费者通过捕食或寄生获得生物有机物中的碳，再通过 呼吸作用将有机物氧化分解，碳元素以C0,的形式被释放到 非生物环境，所以消费者的存在能加快物质循环，A错误。 3.D①化石燃料燃烧产生的CO,的过度排放可打破自然界碳 循环的平衡，A正确：“碳中和”时，CO,的排放量与吸收量相 等，即生产者所固定的C02量大于所有生物呼吸作用释放的 CO,量之和，③的强度大于②的强度，B正确：大气中的C0 增多，使大气捕获的热能增多，C正确：碳元素主要以有机物 形式在群落内部流动，不能循环，碳循环是指碳元素在生物群 落和非生物环境间循环往复的过程，D错误。 4.D生物甲体内的DDD浓度为0.10ug·kg,在甲、乙、丙 丁四种生物中浓度最小，而生物富集现象中，营养级越高，有 毒有害物质浓度越高，所以生物甲可能处于最低营养级，A正 确；生物丙DDD浓度为15.50ug·kg,生物丁DDD浓度为 16.10g·kg,两者浓度相似，所以生物丙、丁很可能处于 同一营养级，B正确；这种有害物质会随着生物的转移而出现 全球性，所以DDD能扩散到全球，C正确；物质的循环发生在 生物群落和非生物环境之间，DDD在生物甲~丁间的传递过 程并不能体现物质循环，D错误。 5.D生物圈中的物质可以循环利用，但能量单向流动、逐级递 减，A、C正确：能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载 体，故能量流动和物质循环两者彼此相互依存，不可分割，B 正确；水中磷可被生产者吸收利用，生物体内的含磷化合物会 被分解，不会积累在食物链顶端，D错误。 6.A植物不能直接利用粪便中的能量，粪便中的能量传递给分 解者，A错误：生态系统中的物质是能量的载体，同时能量可 以为物质的循环提供动力，能量流动和物质循环是同时进行 的，B正确；物质是可以循环利用的，但生态系统需要太阳能 源源不断地输入才能维持功能正常，C正确；因农产品的输出 使氮元素等不能归还农田生态系统，这与物质循环并不矛盾， 物质循环是在全球范围内进行的，D正确。 7.A本实验设置的因变量是落叶的腐烂程度，A错误：土壤中 同种落叶的腐烂程度可以作为检测的指标，B正确；放在60℃ 恒温箱中处理1h的目的是灭菌，同时避免土壤的理化性质 改变，C正确：实验中土壤的温度和含水量、落叶的种类和大 小属于无关变量，无关变量应保持相同且适宜，D正确。 8.(1)⑥⑤ (2)以热能的形式散失食物链缩短，减少了能量散失 (3)能量利用率 【解析】(1)题干中明确说明利用动植物遗体和动物的排遗 物，在没有O2的情况下高温处理，制成“生物炭”，所以“生物 炭”固定碳元素的过程类似于图中的⑥；当前提倡的“低碳生 活”主要指减少图中⑤化石燃料燃烧产生的C0,排放 (2)生态系统物质循环常伴随着能量的流动，图中③过程释放 的能量大部分以热能的形式散失；倡导素食可以缩短食物链 2 减少能量散失，有利于减少生态系统能量损耗。(3)土壤中的 “生物炭”，在化学燃料大量消耗后可作为发电燃料和原油代 替品，从而提高了能量利用率。 选择考提升练 1.A碳在生物群落内部以含碳有机物的形式存在，A错误；引 起温室效应的主要原因是⑤化石燃料的燃烧，B正确；物质循 环的特点：循环往复、反复利用，具有全球性，即碳循环具有全 球性和循环往复的特点，C正确；能量流动和物质循环是同时 进行的，相互依存，不可分割，物质是能量的载体，能量的固 定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解过程，能量是 物质循环的动力，D正确。 2.D物质循环中碳元素以二氧化碳的形式在生物群落与非生 物环境中进行循环，故生物群落能够反复利用生物地球化学 循环中的碳，A正确：二氧化碳浓度在生物圈中的持续升高会 打破碳平衡，可引起温室效应，B正确：工业化进程中，人类活 动大量利用煤、石油等化石燃料，造成大量二氧化碳排放，打 破了生物圈中碳循环的平衡，C正确：一般情况下，植物光合 作用固定碳的速率与生物圈中释放碳的速率大致相同，但工 业化等过程加速了碳排放，植物光合作用固定碳的速率可能 低于生物圈中释放碳的速率，D错误。 3.B1周后开始投喂人工饵料，虾池中有机碎屑含量增加，水 体中N、P等无机盐增多，水体富营养化程度会加剧，A错误； 藻类作为生产者，在物质循环中处于主要地位，B正确；浮游 动物摄食藻类，同时浮游动物摄食细菌和有机碎屑，属于消费 者和分解者，C错误：异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物 和有机碎屑提供营养，D错误。 4.B图中白色箭头表示物质循环过程，具有循环往复的特点， 黑色箭头表示能量流动过程，具有单向流动的特点，A正确； 若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④过程中以含碳有机 物的形式流动，B错误；①过程表示流入该生态系统的能量， ②过程表示热能散失的过程，C正确；不易分解的有害物质会 随着食物链和食物网即③④过程进行积累，表现出生物富集 现象，D正确。 5.A虽然浮游生物的生物富集系数大于贻贝，但是贻贝通常捕 食浮游生物，而不是浮游生物捕食贻贝，A错误；牡蛎可通过 捕食关系获得食物中的微塑料，也可通过身体对水体中的微 塑料进行吸附，B正确；人类使用口罩等塑料用品，加速了微 塑料的循环，改变了其在环境中的分布，C正确：鱼类被人类 食用后，微塑料会沿着食物链在人体内富集起来，D正确。 6.D该湖泊生态系统的结构是指生态系统的组成成分（包括 非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构 (食物链和食物网)，A错误；瘿蚊幼虫本身就存在抗药性突 变，DDD只是对抗药性突变起选择作用，B错误；由于DDD很 难分解，因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累 增加，B含有DDD的量最多，可能是最高营养级，C错误；有害 物质通过食物链在生产者和消费者体内不断积累，且这种有 害物质会随着生物的转移而出现全球性，因此DDD存在生物 富集现象且该现象具有全球性，D正确。 7.D大气中的CO,主要通过绿色植物的光合作用进入生物群 落，植树造林、增加绿地面积有助于绿色植物通过光合作用吸 收更多的CO2,降低大气中CO2浓度，A正确；生态系统中生 产者固定的C0,量可能大于生物群落排出的C0,量，因为生 产者需要通过光合作用合成有机物进行生长发育，B正确：大 气中C0,的主要来源为化石燃料的燃烧，水电、风电和光伏等 新能源的利用有利于减少化石燃料的燃烧从而减少CO2排 放，C正确；与生产蔬菜类食品相比，生产肉食的过程会增加 C02的排放，故多吃蔬菜，少吃肉，有利于实现“碳中和”，D 错误。 8.(1)CO,有机物中的化学能能量流动 (2)施用生物炭处理的CH4排放通量普遍低于不施生物炭处 理组（对照组），且在早稻中后期、晚稻前期表现较明显：N,O 排放通量未发现明显规律 (3)科学选种、使用水稻增产菌、病虫害防治、科学移栽、合理 灌溉、除草、增施叶面肥、使用植物生长调节剂、防倒伏（答出 任意两点即可) 【解析】(1)碳不断以CO,的形式由非生物环境进入生物群 落，同时又以CO2的形式由生物群落返回到非生物环境中，这 就是碳循环的过程，即碳在生物群落和非生物环境之间的循 环主要以CO,的形式进行。通常绿色植物可通过光合作用将 光能转变为有机物中稳定的化学能，从而完成了非生物环境 中的能量进入生物群落中的过程，该过程体现绿色植物在生 态系统能量流动中作为起点的重要作用。(2)由图可知，与对 照组相比，施用生物炭处理的CH,排放通量普遍低于不施生 物炭处理组（对照组），且在早稻中后期、晚稻前期表现较明 显。而N2O排放通量未发现明显规律，说明生物炭的使用对 CH4的排放量减少有明显效果，而对N,O的排放量减少儿乎 无效果。(3)除施加生物炭，还可通过科学选种（高产品种）、 使用水稻增产菌、病虫害防治（调整能量流动方向）、合理灌 溉（提高光合产量）、除草（调整能量流动关系）、增施叶面肥 (提高光能利用率)等措施来促进水稻增产。 练案[11] 学业考达标练 1.D蝙蝠依据回声定位属于物理信息，A正确：蜜蜂跳舞、孔雀 开屏均属于行为信息，B正确；性外激素是动物分泌到体外的 化学物质，属于化学信息，C正确；光属于物理信息，D错误。 2.D镜子传递的信息激怒小鸟，此信息是来自非生物的物理信 息，D错误 3.A由题意可知，蚜虫受到攻击时释放的化学物质属于化学信 息；该化学物质能帮助邻近的蚜虫迅速逃避敌害，这属于种内 互助。 4.B信息源可以是生物也可以是非生物环境，A错误：信息的 传递需要有信道作为信息传递的媒介，B正确；生态系统的信 息传递也需要信息受体，C错误；一种生物可以产生多种信息 类型，如鸟类既可以产生物理信息，也可以产生化学信息和行 为信息，D错误。 5.D生态系统中的信息主要包括物理信息、化学信息和行为信 息，A错误；生态系统中的信息来源于生物群落中的各种生物 和非生物环境，B错误；牧草生长旺盛时，为食草动物提供采 食信息，这对食草动物有利，对牧草也有利，这样可以调节生 物的种间关系，维持生态系统的稳定，C错误。 6.B性信息素属于化学信息，利用昆虫信息素诱捕有害动物属 于生物防治，交配迷向技术属于生物防治技术，A错误：信息 传递可发生在生物与生物个体之间，也可发生在生物与环境 2 之间，B正确：交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的正常 交配达到防治的目的，该过程中其性别比例不变，C错误；性 信息素影响茶小卷叶蛾的交配，说明种群的繁衍离不开信息 的传递，D错误 7.A蝙蝠“回声定位”和狗外出时的“频频撒尿”分别体现了物 理信息、化学信息，A错误；生态系统中的信息能在不同种生 物之间以及非生物环境与生物之间进行传递，也能在同种生 物之间进行传递，B正确：牧草生长旺盛，为食草动物提供采 食信息，这体现了生态系统的信息传递能够调节生物的种间 关系（牧草与食草动物之间），以维持生态系统的平衡与稳 定，C正确；信息传递在农业生产中的应用包括两个方面：一 是可以提高农产品和畜产品的产量，二是对有害动物进行控 制，D正确 8.(1)行为 (2)性激素 (3)繁衍 (4)物理信息、化学信息、行为信息种间稳定性 【解析】招潮蟹的挥螯行为是一种求偶的行为信息，利于生 物种群的繁衍。“绿色”属于物理信息，气味属于化学信息，行 为特征属于行为信息，这些信息可在不同生物之间调节种间 关系，维持生态系统的稳定性。 选择考提升练 1.B能量是单向流动的，物质是循环往复的，信息传递在生物 与生物之间和生物与非生物环境之间一般是双向的，B错误。 2.D温风吹拂、蟋蟀翅膀发声和老鹰鸣叫涉及温度、声音，都属 于物理信息，A错误：蟋蟀和老鹰都属于消费者，能加快生态 系统的物质循环，是生态系统最活跃的成分，B错误；气温对 蟋蟀和老鹰的影响，体现了生命活动的正常进行离不开信息 的作用，C错误；保护老鹰的根本措施是改善其生存环境，提 高环境容纳量，从而增加种群数量，D正确。 3.C弗里希提出的蜜蜂跳“圆圈舞”或“8字舞”，是具有特殊 意义的行为，属于行为信息，A正确；温纳所说的气味，是蜜蜂 产生的化学物质，为同伴提供了化学信息，B正确：弗里希发 现了蜜蜂真正获取食物地点的方式，证明了生命活动的正常 进行离不开信息传递，C错误：蜜蜂个体既能接收信息，又能 传递信息，故蜜蜂不同个体之间的信息传递具有双向性，D 正确。 4.A影响群落演替的因素有群落外界环境的变化，生物的迁 人、迁出，群落内部种群相互关系的发展变化，以及人类的活 动等。他感作用是种间关系的一部分，因此他感作用是影响 群落演替的因素，A错误；由他感作用可知，在农业生产中，可 以利用植物的他感作用进行作物间种来提高作物产量、改善 品质和抵御病虫害等，B正确；北美黑胡桃抑制离树干25m 范围内植物的生长，其根抽提物含有化学物质，可杀死紫花苜 蓿和番茄类植物等，依据此现象，在生产实践中，可分离某些 引起他感作用的物质用作除草剂，C正确；依题意可知，他感 作用表明信息传递能调节生物的种间关系，进而维持生态系 统的平衡与稳定，D正确。 5.B日照时间的长短属于物理信息，日照时间的长短决定植物 的开花期，体现了生物种群的繁衍离不开信息传递，A正确： 蝴蝶起舞可能是一种行为信息，该信息可向同种生物或异种 生物传递，B错误；黄莺的鸣叫声属于物理信息，物理信息可