3.3生态系统的物质循环 同步练习 2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2
2026-09-08
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摘要:
**基本信息**
高中生物学同步练聚焦生态系统物质循环,分层覆盖基础概念到综合应用,通过图解分析与情境题培养物质与能量观、科学思维及生态保护态度责任。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础|碳/氮循环过程、生态系统成分|多图解选择题(如碳循环图解判断),强化结构与功能观|
|中档|能量传递效率、物质与能量关系|含计算与实验分析(如能量流动数据计算),发展科学思维|
|拔高|碳中和、生态工程应用|结合现实情境(如农业生态模式分析),体现态度责任|
内容正文:
3.3生态系统的物质循环
第1课时 生态系统物质循环的过程
1 下图为某稻田生态系统的碳循环图解,数字表示碳的流动过程。下列叙述正确的是( )
A. 碳在①②④⑤过程中以CO2形式传递
B. ①过程固定的CO2等于⑥+⑦过程释放的CO2即可实现碳中和
C. a可表示大气中的CO2库,碳元素在生物群落中循环利用
D. c属于分解者,群落中的其他生物可为它提供物质和能量
2 如图是自然界碳循环简图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 甲为分解者,乙为消费者,丙为生产者
B. ①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C. ④表示大气中CO2通过真核生物的固定进入生物群落
D. 碳元素以有机物的形式沿着丙→乙→甲所示的渠道流动
3 如图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,①②③④⑤⑥表示有关的生理过程。下列叙述正确的是( )
A. c是自养生物,可能是原核或真核生物
B. ②③④⑤等过程加剧是形成温室效应的主要原因
C. d粪便中的物质和能量是由d自身合成和同化的
D. 一个生态系统中没有b成分也可以维持正常的结构和功能
4 如图为生态系统碳循环的部分过程示意图,其中a、b、c、d构成了生物群落,①~⑦表示过程。下列叙述正确的是( )
A. 生物群落的碳元素返回无机环境的途径是①②③⑦
B. 土壤中某些难以分解的物质在a中的含量比在b中的要低
C. 去除图中的d,可以减少CO2的排放,有利于维持生态系统的稳定
D. 碳元素主要以有机物形式在生物群落内流动
5 如图1表示某淡水养殖湖泊中生物之间的捕食关系,图2表示碳循环过程,其中a~d代表生态系统的相关成分。下列相关分析正确的是( )
图1 图2
A. 图1的各种生物构成了一个完整的生物群落
B. 图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④
C. 流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能
D. 若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾类,则理论上乌鱼每增加100 g体重,至少需要消耗水草28 000 g
6 生态系统碳汇是指降低大气中二氧化碳的过程、活动或机制。碳循环是实现“固碳增汇”的重要基础。下列相关叙述错误的是( )
A. 无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落
B. 人类对土地的耕作方式与管理等不影响农田生态系统的碳汇
C. 推进天然林资源保护能提高生态系统的碳汇能力
D. 秸秆还田能提高土壤碳储量,松土能加快CO2释放从而利于作物生长
7 下图为生态系统碳循环示意图,其中字母表示生态系统的组成成分,序号①~⑤和⑦表示CO2的排出量或吸收量。下列有关说法正确的是( )
A. 大气中的CO2由于许多因素的影响其含量夏季高于冬季
B. 达到碳中和时④=①+②+③+⑤
C. 碳达峰是CO2排放量达历史最高后经平台期保持稳定的过程
D. 在正常演替过程中,生产者固定CO2量大于整个生物群落排放CO2量
8 如图所示是生态系统氮循环的部分过程。下列叙述错误的是( )
A. ⑤为固氮过程,进行该过程的生物可以是消费者,也可以是分解者
B. ③为硝化过程,进行该过程的生物一般是分解者
C. ④和⑦过程可表示植物从土壤中同化氮元素
D. 在生物群落内部,氮元素一般以有机氮的形式通过食物链、食物网进行传递
9 如图表示某水域生态系统在一年之内的能量流动情况[单位:103 kJ/(m2·a)]。下列叙述错误的是( )
A. 该区域内的所有生物通过复杂的食物关系实现了物质循环
B. 流经该水域生态系统的总能量为2 081×103 kJ/(m2·a)
C. 第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为16.19%
D. 如果该水域发生重金属污染,则顶级肉食动物体内的重金属含量最高
10 图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,a、b、c、d是丙中关系密切的4种生物。图2为该生态系统某种类型的金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。下列说法正确的是( )
图1 图2
A. 物质循环往复意味着任何生态系统在物质和能量上都是自给自足的
B. 图1中有a→b→d、a→c、a→d三条食物链
C. 图1中的d处于图2中的③④营养级
D. 图2中的金字塔可以表示能量金字塔,但不能表示生物量金字塔
11 生态系统中尿素氮的保留和循环利用是减少氮损失和提高氮利用效率的关键。研究者用15N标记羊尿液,研究尿素氮在植物、土壤、地下水之间的分配。下列叙述错误的是( )
A. 生物圈中氮元素可以做到自给自足
B. 土壤微生物可以促进氮循环的进行
C. 氮循环是指尿素在生物群落和非生物环境的循环流动
D. 土壤中的尿素会被某些细菌分解成NH3,并能再转化为NO、NH等
12 (多选)图1是农业生态工程模式图,图2为碳循环示意图。下列说法错误的有( )
图1 图2
A. 图2中过程③一定发生在细胞的线粒体中
B. 图1中沼气池中的微生物是该生态系统中的分解者
C. 图1是农业生态系统模式图,多途径利用农作物,使能量循环利用,提高了该系统的能量利用率
D. 要减少温室效应,应调整图2中的过程①⑤
13 (多选)如图所示为某处于相对稳定状态的森林生态系统的碳循环示意图,图中字母代表该生态系统的部分组成成分,序号代表相应的生理过程或生产活动。若b中的能量不变,能量传递效率按10%计算,下列叙述错误的有( )
A. 图中参与构成该生态系统食物网的成分仅有a、b、c、d
B. 碳元素在c与d之间以含碳有机物的形式进行传递
C. 大力开展植树造林和开发新能源是解决温室效应的良好措施
D. 若d的食物来源由b∶c=1∶1调整为3∶1,则传递给d的能量是原来的2倍
14 如图表示生物圈氮循环的部分过程。图中①~④指微生物参与的物质转化过程,过程④可由一类厌氧菌——反硝化细菌来完成。请回答下列问题。
(1) 过程①的完成使微生物为与其共生的植物提供了氮素,而植物也为该类微生物主要提供了________(填营养物质)。
(2) 硝化细菌是一种需氧菌,在氮循环中的作用主要体现为图中的________(填序号)。硝化细菌与植物一样都能将无机物CO2合成糖类,但合成糖类所需的能量来源是_________________________________________。
(3) 动物能合成含氮有机物,却属于异养型,原因是_____________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) 农业上,常进行中耕松土,能增加土壤肥力,请结合以上氮循环的有关内容加以解释:_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5) 土壤中不同营养物质的相对量也会影响微生物的生长,如碳氮比。将秸秆粉碎后还田,并向秸秆表面施尿素等氮肥,能较快分解秸秆,原因是秸秆粉碎后______________________________,同时施加的氮有利于微生物的增殖。从以上推测土壤中这些微生物生长所需的碳氮比比秸秆碳氮比要________(填“大”或“小”)。
第2课时 能量流动和物质循环的关系
1 下列关于生态系统能量流动的叙述,不正确的是( )
A. 生产者固定的能量是光能或化学能
B. 自然生态中,生物数量金字塔存在倒置情形,能量金字塔则不存在
C. 与传统鱼塘相比,桑基鱼塘可实现物质和能量的循环利用
D. 在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
2 如图是物质循环示意图,下列关于该图以及能量流动的叙述,正确的是( )
A. 图中a均能利用光能或有机物中的化学能将CO2制造成有机物
B. 图中d表示分解者,f的同化量以遗体残骸、粪便的形式流入d
C. 若该生态系统含有难降解的重金属,则该物质可能在f、g体内含量最高
D. 图中共有5条食物链,最长的食物链含有4个营养级
3 稻田中养鱼和蛙的稻—鱼—蛙种养结合农业新模式展现了“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”的生动场景。蛙的食物主要是蛾类等农业害虫,杂食性鱼类主要以蛙粪以及水体中的有机碎屑、浮游生物和水生虫类等为食。下列叙述正确的是( )
A. 该种养模式可实现物质和能量的循环利用
B. 鱼、蛙的粪便可为水稻的生长提供物质和能量
C. 在稻田中养鱼和蛙,提高了能量的传递效率
D. 稻—鱼—蛙种养结合的稻田群落存在季节性
4 “螳螂捕蝉,黄雀在后”这句谚语形象阐释了生物之间的捕食关系。如图表示某生态系统部分成分之间的关系。下列相关叙述错误的是( )
A. 分解者是生态系统的必要成分,其不一定是营腐生生活的生物
B. 若生产者固定的能量不变,将黄雀食物比例由蝉∶螳螂=1∶1调整为1∶3,能量传递效率按20%计算,则黄雀获得的能量是原来的3/4
C. 该图显示了生态系统具有能量流动、物质循环的功能
D. 若人为大量捕捉螳螂后,黄雀的数量将会减少
5 某小组开展了“验证土壤微生物的分解作用”实验。一组土壤灭菌,另一组土壤不做处理,检测土壤中落叶的分解情况,下列对实验的分析,正确的是( )
A. 落叶也可以灭菌,以避免落叶表面的微生物对实验的影响
B. 土壤理化性质属于该实验的无关变量,对实验结果没有影响
C. 实验组落叶的分解速率明显高于对照组的分解速率
D. 该实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落
6 碳中和要求碳的排放量等于吸收量,实现碳中和的对策可分为4种途径:碳循环(人工碳转化和森林固定CO2)、碳减排(减少碳的排放)、碳替代(清洁能源替代化石能源)、碳封存(收集CO2,实施地质封存,使化石能源的碳回归地层)。下列叙述错误的是( )
A. 碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在
B. 达到碳中和时,生物圈内所有生物呼吸释放的CO2等于CO2的吸收量
C. 碳封存使部分碳脱离碳循环,碳替代可弥补能源的不足,实现碳减排
D. 通过大量植树造林增加CO2的吸收量是实现碳中和的主要途径之一
7 玉米螟是玉米田中的常见害虫,引入步行虫能有效地治理玉米螟。科研人员研究了玉米田生态系统的能量流动关系,结果如下表[单位为kJ/(cm2·a)]。下列叙述正确的是( )
玉米同化的能量
玉米螟摄入的能量
玉米螟粪便中的能量
玉米螟呼吸作用散失的能量
玉米螟流入步行虫的能量
179.5
89.6
43.2
35.7
4.58
A. 玉米、玉米螟和步行虫之间能进行能量流动和物质循环
B. 玉米螟用于生长、发育和繁殖的能量值为10.7 kJ/(cm2·a)
C. 玉米螟粪便中的能量属于玉米螟同化量中部分流入分解者的能量
D. “玉米→玉米螟→步行虫”食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
8 氮和碳都是组成氨基酸、蛋白质、核酸的主要成分,是构成生物有机体的重要元素。两者的主要贮存库都是大气,但是氮循环和碳循环存在若干方面的不同。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 氮循环和碳循环一样都是具有全球性的
B. 氮是通过生物固氮的途径进入生物群落的
C. 氮在生物群落中的传递是以含氮化合物的形式进行
D. 生物群落中的氮最终通过反硝化作用返回大气中
9 下列关于生态系统中物质循环的叙述,错误的是( )
A. 物质循环和能量流动是同时进行的
B. 非生物环境中的二氧化碳都是通过光合作用进入群落的
C. 温室效应的产生与生物群落和非生物环境间碳循环的平衡被打破密切相关
D. 对于一个正在恢复中的生态系统,适当的物质和能量输入可以加快其恢复
10 下图为某生态系统碳循环的过程。下列有关叙述正确的是( )
A. a~e依次为生产者、消费者、分解者、大气中的CO2、化石燃料
B. 碳循环仅通过a的吸收和a、b的呼吸作用实现
C. 在正常演替过程中,生产者固定CO2量小于整个生物群落排放CO2量
D. 该图也可表示生态系统的能量流动示意图
11 (多选)为了研究水生生物对富营养化水体中磷的去除作用,研究人员从某城市内河中取水样分别设置水葫芦、鲢鱼、“水葫芦+鲢鱼”等不同处理组进行实验,分别取样检测水体中总磷浓度变化,结果如图。下列相关叙述正确的有( )
A. 对照处理的水体中不含水生生物,总磷浓度上升
B. 检测结果显示水葫芦单独处理能降低总磷浓度
C. 为保护内河生态环境稳定,需控制水葫芦和鲢鱼的投放数量
D. “水葫芦+鲢鱼”的处理方法,对水体中磷去除效果要优于水葫芦单独处理
12 2022年我国曾成功举办了《湿地公约》第十四届缔约方大会,向世界展示了我国生态文明建设的成果。人类生产生活同湿地有着密切联系,但目前一些河流、湖泊等仍然面临严峻的生态问题。请回答下列问题。
图1 图2
(1) 图1表示某湖泊中部分生物的食物关系,其中初级消费者包括_____________________________________________________________________,
鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类与轮虫、枝角类等浮游动物之间的种间关系包括_____________________________________________________________________。
(2) 图2表示该湖泊中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值),其中A表示的能量去向是____________,a的数值是____,能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为________(保留整数)。
(3) 水体富营养化会引起蓝细菌的爆发性增殖,其中微囊蓝细菌会分泌毒素,一段时间后图1中__________体内的毒素浓度将最高,会引起一系列生态问题。生态学家提出“投放一定数量的肉食性鱼类”的经典治理方案,该方案可抑制蓝细菌数量增长的机理是_________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4) 为了提高经典治理蓝细菌方案的效果,科学家又提出第二种方案:“投放一定数量的滤食性鱼类”。图3表示在放养一定数量鲢鱼后的相关实验结果(用高氮、低氮模拟水体污染程度)。
图3
①高氮实验条件下,优势物种发生了改变,改变情况是________________,造成该变化的原因可能是______________________________________________。
②根据实验数据分析,放养一定数量的鲢鱼在________条件下对经典治理方案促进作用更明显。
第3节 生态系统的物质循环
第1课时 生态系统物质循环的过程
1. D 碳在生物与无机环境之间①②过程中以CO2形式传递,而在群落内部④⑤以含碳有机物形式传递,A错误;实现碳中和需要①固定的CO2=⑥+⑦+②+人类对煤、石油等的利用,B错误;a可表示大气中的CO2库,碳循环指的是碳元素在生物群落和无机环境之间往返的过程,C错误;c是分解者,群落中的其他生物(包括生产者、消费者)的遗体残骸等会流向分解者,均可为它提供物质和能量,D正确。
2. C 图示是自然界碳循环的简图,生产者可以通过光合作用吸收CO2,也能通过呼吸作用释放CO2,消费者和分解者都可以通过呼吸作用释放CO2,生产者和消费者的代谢废弃物及遗骸都会被分解者分解,最终归还无机环境,因此图中甲是分解者、乙是消费者、丙是生产者,A正确;①②③表示甲、丙、乙通过呼吸作用释放CO2回归到大气中,B正确;④是光合作用或化能合成作用,是大气中CO2通过生产者光合作用或化能合成作用进入生物群落的途径,即生产者不一定是真核生物,也可能是原核生物,C错误;碳元素以有机物的形式在生物群落内部即在甲、乙、丙之间流动,D正确。
3. A c是生产者,生产者都是自养生物,如原核生物的蓝细菌、真核生物的绿色植物,A正确;形成温室效应的主要原因是化石燃料的燃烧,B错误;d粪便中的物质和能量属于上一营养级,C错误;b是分解者,如果一个生态系统中没有分解者,动植物遗体残骸就会堆积如山,生态系统就会崩溃,D错误。
4. D 由图可知,生物群落中的碳元素返回无机环境的途径有①②③⑤的消费者、生产者的呼吸作用和分解者的分解作用,A错误;土壤中某些难以分解的物质被植物吸收后,沿着食物链传递富集,在a中的含量比在b中的要高,B错误;图中的d是分解者,生态系统中不能没有分解者,C错误。
5. B 生物群落是一定区域所有生物的集合,图1中不包括分解者,不能构成一个完整的生物群落,A错误;由于生产者和大气CO2之间为双箭头,并且所有生物均进行呼吸作用产生CO2,因此图2中a是大气CO2库,b是生产者,图2中碳元素以CO2形式在生物群落和无机环境之间流动,包括图中的①②③④,B正确;该淡水养殖湖泊生态系统属于人工生态系统,流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和人工输入的能量,C错误;图1表示食物网,底栖动物和虾类均以水草为食,虾类又以底栖动物为食,若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾类,则理论上乌鱼每增加100 g体重,能量传递效率按照20%计算,则至少需要消耗水草100×1/5÷20%÷20%÷20%+100×4/5÷20%÷20%=4 500 g,D错误。
6. B 碳循环中无机碳CO2通过光合作用和化能合成作用进入生物群落,A正确;人类活动会改变土壤微生物的呼吸作用,导致CO2释放增加,会影响农田生态系统的碳汇,B错误;天然林保护是实现碳中和的重要措施,推进天然林资源保护能降低大气中CO2,从而提高生态系统的碳汇能力,C正确;秸秆还田能提高土壤碳储量,松土能促进植物根系等的呼吸,加快CO2释放从而利于作物生长,D正确。
7. D 由于夏季植物的光合作用能力强于冬季等因素的影响,CO2含量夏季低于冬季,A错误;达到碳中和时④=①+②+③+⑤+⑦,B错误;碳达峰是指CO2排放量达到历史最高位,然后经历平台期进入持续下降的过程,是CO2排放量由增转降的历史拐点,C错误;在正常演替过程中,有机物的积累量增加,则生产者吸收的CO2的量大于整个生物群落排放的CO2量,D正确。
8. B ⑤为固氮过程,进行该过程的生物可以是消费者,如根瘤菌,也可以是分解者,如自生固氮微生物圆褐固氮菌,利用土壤中的腐殖质参与固氮,A正确;③为硝化过程,进行该过程的生物一般是生产者,如硝化细菌,B错误;④和⑦过程可表示植物从土壤中吸收无机盐,并同化氮元素成有机物,C正确;在生物群落内部,氮元素一般以有机氮的形式通过食物链、食物网进行传递,D正确。
9. A 物质循环具有全球性,且发生在生物群落与无机环境之间,该区域的所有生物通过复杂的食物关系不能实现物质循环,A错误;流经该水域生态系统的总能量为生产者固定的能量,即为1 320+324+100+14+58+38+227=2 081×103 kJ/(m2·a),B正确;第一营养级(生产者)同化的能量为2 081×103 kJ/(m2·a) ,第二营养级同化的能量为(14+58+38+227) ×103=337×103 kJ/(m2·a),故第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为(337×103) ÷(2 081×103 ) ×100%=16.19%,C正确;食物链中不易分解的物质有富集现象,营养级越高,含量越高,故该水域发生重金属污染,则顶级肉食动物体内的重金属含量最高,D正确。
10. C 一个完善的生态系统不需要外界的物质补给能够自给自足,但并不是任何生态系统都能自给自足,如农业生态系统中农作物不断地输出,需要不断地补充矿质元素,A错误;根据甲、乙之间双向箭头及乙、丙、丁均有指向甲的箭头可知,乙为生产者,食物链应该从生产者乙开始,B错误;乙为生产者,是第一营养级,图1中的d可以a为食,也可以b为食,因此d处于图2中的③(第三营养级)、④(第四营养级)营养级,C正确;能量金字塔一定是正置的,生物量金字塔可以是正置也可以是倒置的,图2中的金字塔可以表示能量金字塔、生物量金字塔,D错误。
11. C 生态系统中的氮循环属于生态系统的物质循环范畴,生物圈中氮元素可以做到自给自足,A正确;土壤微生物可以通过分解作用将含氮的有机物转化为含氮的无机物,因此能够促进氮循环的进行,B正确;氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境的循环,C错误;土壤微生物可以通过分解作用将含氮的有机物转化为含氮的无机物,土壤中的尿素会被某些细菌分解成NH3,并能再转化为NO、NH等, D正确。
12. AC
13. AD 图中参与构成该生态系统食物网的成分有p、a、b、c、d,A错误;碳元素在c与d之间即生物群落之间以含碳有机物的形式进行传递,B正确;开展植树造林和开发新能源是解决温室效应的良好措施,C正确;若d的食物来源由b∶c=1∶1调整为3∶1,设d的食物比例改变前传递给d的能量为x,则x来自b,x来自c,能量传递效率按10%计算,需要b的能量为x÷10%+x÷10%÷10%=55x,设d的食物比例改变后传递给d的能量为y,则y来自b,y来自c,需要b的能量为y÷10%+y÷10%÷10%=32.5y,则55x=32.5y,该生态系统传递给d的能量是原来的y/x=55/32.5=22/13,D错误。
14. (1) 碳源(或有机物) (2) ③ 体外无机物(NH3)氧化所释放出的化学能 (3) 判断是否是异养型生物是看碳的来源,而不是氮的来源。动物不能将无机物合成自身的有机物,只能利用吸收的有机物合成或转化成自身的有机物 (4) 促进某些固氮微生物的代谢,有利于氨的形成;促进硝化细菌的代谢,有利于氨形成硝酸盐;抑制反硝化细菌的代谢,减少土壤中氮素的散失等 (5) 能接触更多土壤微生物 小
第2课时 能量流动和物质循环的关系
1. C 生产者是自养型生物,包括能通过光合作用固定光能的绿色植物,能利用无机物氧化释放的化学能进行化能合成作用的微生物(如硝化细菌),A正确;自然生态中,生物数量金字塔可存在倒置情形(即生物数量随营养级数的增加而增加),因能量流动逐级递减,所以能量金字塔则不存在倒置情形,B正确;与传统鱼塘相比,桑基鱼塘实现了生态系统物质的循环利用,能量单向流动,不能循环利用,C错误;在农田中除草、捉虫,是人为地调整能量流动的关系,可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,D正确。
2. C 图中a是生产者,能利用光能或无机物氧化释放的化学能(化能合成作用)将CO2制造成有机物,不是利用有机物中的化学能,A错误;图中d表示分解者,f(消费者)的同化量一部分以遗体残骸以及下一营养级粪便的形式流入d,B错误;难降解重金属会通过食物链富集作用,f、g是高营养级生物,因此该生态系统含有难降解的重金属可能在f、g体内含量最高,C正确;图中的a是生产者,c、e、f、g是消费者,b是无机环境,d是分解者,因此图中有a→c→f、a→e→f、a→e→g 共3条食物链,最长的食物链含有3个营养级,D错误。
3. D 能量不能循环利用,A错误;鱼、蛙的粪便中的有机物需要经分解者分解成无机物后才能被水稻吸收利用,但粪便不能为水稻生长提供能量,B错误;在稻田中养鱼和蛙,提高了能量的利用率,能量的传递效率通常不能提高,C错误;稻—鱼—蛙种养结合的稻田群落的组成和外貌随季节的变化而发生改变,水稻生长期,稻田中一片绿色,水稻收获时期,稻田一片金黄,该稻田群落存在季节性,D正确。
4. D 分解者是生态系统的必要成分,营腐生生活的生物一定是分解者,但分解者不一定是营腐生生活的生物,A正确;设当黄雀食物为蝉∶螳螂=1∶1时,黄雀获得的能量为x,则需要生产者固定的能量为x÷20%÷20%+x÷20%÷20%÷20%=75x;设当黄雀食物为蝉∶螳螂=1∶3时,黄雀获得的能量为y,则需要生产者固定的能量为y÷20%÷20%+y÷20%÷20%÷20%=100y。由于两种情况下,生产者固定的能量不变,所以75x=100y,则y=0.75x,B正确;该图显示了生态系统具有能量流动、物质循环的功能,C正确;人为大量捕捉螳螂后,食物链会变短,会使黄雀获得的能量增多,从而使黄雀的数量增多,D错误。
5. A 该实验采取以带有落叶的土壤为实验材料,自变量是土壤微生物的有无,但落叶表面的微生物对实验结果有影响,因此落叶也可以灭菌,以避免落叶表面的微生物对实验的影响,A正确;自变量是土壤微生物的有无,因变量是落叶的腐烂程度,因此土壤的理化性质例如温度、pH属于无关变量,但对实验结果有影响,B错误;实验组由于缺乏土壤微生物的作用,其落叶的腐烂程度明显低于对照组,C错误;该实验所用土壤中的所有生物而不是微生物构成了一个微型的生物群落,D错误。
6. B 碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在,A正确;达到碳中和时,碳的排放量等于吸收量,而碳的排放量不只是生物圈内所有生物呼吸释放的CO2,还有化石燃料的燃烧释放的CO2等,B错误;由题意可知,碳替代指清洁能源替代化石能源,碳封存使部分碳脱离碳循环,碳替代可弥补能源的不足,实现碳减排,C正确;通过大量植树造林增加CO2的吸收量是实现碳中和的主要途径之一,D正确。
7. B 玉米、玉米螟和步行虫可形成食物链,生态系统中的能量沿着食物链流动,但物质循环指元素在生物群落与无机环境之间反复利用、循环往返,A错误;玉米螟用于生长、发育和繁殖的能量为同化量-粪便量-呼吸作用散失的能量=89.6-43.2-35.7=10.7 kJ/(cm2·a),B正确;玉米螟粪便中的能量属于其上一营养级玉米同化的能量,不属于玉米螟同化量中流入分解者的能量,C错误;在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同,如玉米是通过光合作用利用光能将无机物转变为储存能量的有机物,而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物进而同化作用得到能量,D错误。
8. B 9. B 10. A 11. BCD
12. (1) 浮游动物、 滤食性鱼类 捕食和种间竞争 (2) 流向分解者 1 518.8 3% (3) 肉食性鱼类 肉食性鱼类捕食滤食性鱼类,导致浮游动物数量增加,可以大量捕食藻类,从而抑制藻类数量的增加 (4) ①优势种由枝角类变成桡足类 高氮条件下鲢鱼对枝角类的捕食较多 ②低氮
解析:(1) 初级消费者是指植食性动物,为第一营养级, 由图可知,初级消费者包括浮游动物、滤食性鱼类。鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类,轮虫、枝角类等浮游动物均会采食蓝细菌、绿藻,形成了种间竞争关系,而鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类会捕食轮虫、枝角类等浮游动物,形成了捕食关系,所以滤食性鱼类和浮游动物之间的种间关系包括捕食和种间竞争。(2) 由图可知,同化的能量=呼吸作用消耗的能量+产品输出的量+流入下一营养级的能量+流入分解者的能量,其中A表示的能量去向是流向分解者的能量,由公式计算出Ⅰ流向下一营养级的能量=3.6+2.3+20.8+40.1=66.8,a=Ⅰ同化的能量-呼吸作用消耗的能量-产品输出的量-流入下一营养级的能量=(2 200+44.4)-21.5-637.3-66.8=1 518.8。能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为66.8/(2 200+44.4) ×100%=3%。(3) 毒素会通过生物富集作用沿着食物链累积,所以一段时间后在最高营养级肉食性鱼类体内的毒素浓度将最高,投放一定数量的肉食性鱼类,由于肉食性鱼类捕食滤食性鱼类,导致浮游动物数量增加,可以大量捕食蓝细菌,从而抑制蓝细菌数量的增加,利用生物的种间关系起到相互制约的作用。(4) ①由图可知,高氮组随着培养天数的增加,桡足类的数量在增加,枝角类的数量在减少,说明优势种由枝角类变成桡足类,可能是因为高氮条件下鲢鱼对枝角类的捕食较多。②根据实验数据分析,在低氮的条件下,蓝细菌数量降得更低,所以放养一定数量的鲢鱼在低氮条件下对经典治理方案促进作用更明显。
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