第3節生態系統的物質循環一、選擇題1.“豬—沼—茶”是華南山地丘陵地區常見的生態農業模式,由種植(茶樹)、養殖(豬)、農戶(人)和沼氣生產(微生物)四個子系統構成。該生態農業模式()A.是由茶樹、豬、人和微生物組成的生態系統B.實現了物質和能量在系統中的多級循環利用C.使整個生產過程進入了廢物資源化的良性循環D.留意系統內部的自身調整作用,不需要外部投入答案:C2.下列關于生態系統中碳循環的說法,錯誤的是()A.各級消費者所利用的碳都直接或間接來自生產者B.分解者在碳循環中起重要作用C.碳在無機環境中僅以CO2形式存在D.碳在無機環境與生物群落間是以CO2形式進行循環的解析:生態系統中,碳在無機環境中還能以碳酸鹽的形式存在。答案:C3.下列關于生態系統物質循環的敘述,不正確的是()A.所指的物質是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學元素B.所說的生態系統是指地球上最大的生態系統——生物圈C.所說的循環是指物質在生物群落與無機環境之間反復消滅、循環流淌D.物質在循環過程中不斷遞減解析:由生態系統物質循環的概念可知,本題的A、B、C三項都是正確的。物質在循環過程中是不會遞減的,由于物質只能進行轉移和變化,但不會消逝。答案:D4.利用泥漿生物反應器處理污染土壤,原理是將污染土壤用水調成泥漿狀,同時加入部分養分物質和菌種等,在有氧條件下猛烈攪拌,使污染物快速分解。由此推知,該反應器()A.能夠實現物質循環B.主要處理有機污染C.可看作一個小型生態系統D.存在能量輸入、傳遞、轉化和散失解析:依據題意,該菌種是需氧型微生物,“同時加入部分養分物質”又說明它不是自養型微生物。該反應器沒有生產者,不行看作一個小型生態系統,也就無法實現物質循環和能量流淌。該微生物主要處理有機污染。答案:B5.依據下面的碳循環示意圖進行分析,不正確的是()A.碳從無機環境進入生物群落的途徑只有通過光合作用B.參與過程④的生物與同區域中的動物、植物共同構成了群落C.該區域的各種生物之間以及生物與無機環境之間要不斷地進行物質循環、能量流淌D.若綠色植物的優勢種為草本植物,將來可能會演替為森林生態系統答案:A6.下圖表示生物圈中元素的循環過程,下列有關敘述中正確的是()A.③過程代表綠色植物的光合作用B.圖中A、B分別代表消費者和生產者C.溫室效應主要是由⑦過程造成的D.農業生產中的松土可以增大⑤過程解析:B是生產者,C是消費者,A是分解者;④是光合作用,③⑤是呼吸作用,⑧是微生物的分解作用,⑦是化學燃料的燃燒作用,①②是指碳元素以有機物形式分別由生產者、消費者流向分解者,⑥是碳元素以有機物的形式由生產者流向消費者。答案:C7.生態系統中C、N等元素活動的特點是()A.單向的B.循環地、反復地消滅,由一種形式轉變成另一種形式C.逐級遞減的D.快速運動的解析:在生態系統中,組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學元素,不斷進行著從無機環境到生物群落,又從生物群落回到無機環境的循環過程。循環過程中,元素的存在形式會由一種形式轉變為另一種形式。答案:B8.從物質循環的角度看,人體內的碳元素究其根源是來自()A.食物中的碳B.大氣中二氧化碳中的碳C.燃料中的碳D.非生物環境中的碳解析:人在生態系統中是消費者,所需要的碳是直接或間接地來自生產者,但是生產者中的碳都是通過光合作用固定大氣中的二氧化碳。答案:B9.某生態系統中各成分之間存在著如右圖所示的關系。下列說法正確的是()A.該生態系統的捕食鏈可表示為:甲→乙→丙B.該生態系統中流經乙的能量最多C.全部箭頭表示的含義可以是物質的循環D.全部箭頭表示的含義可以是能量在食物鏈中的流淌解析:題圖中甲是生產者,丙是消費者,乙是分解者。分解者不參與食物鏈的構成。任何一個生態系統中總是流經生產者的能量最多。該圖中箭頭可以表示物質的循環過程但不能表示能量的流淌過程。答案:C10.下圖為生態系統中碳循環過程示意圖,箭頭表示物質循環方向。下列相關敘述正確的是()A.圖中乙、丙、丁構成了該生態系統的生物群落B.圖中②③④過程均可表示不同生物的呼吸作用C.缺少類群甲則生態系統的物質循環不能正常進行D.由于呼吸作用的消耗,丁對食物的同化量遠小于攝入量解析:依據圖中箭頭指向推斷,乙為生產者,甲為分解者,丙為初級消費者,丁為次級消費者。甲、乙、丙、丁構成了該生態系統的生物群落。圖中②過程表示呼吸作用,③和④過程表示捕食的過程。缺少甲,則碳元素無法完全從生物群落返回無機環境。同化量小于攝入量是由于食物中有一部分不能被消化吸取,與呼吸作用無關。答案:C11.大氣中CO2過多與碳循環失衡有關。2009年哥本哈根世界氣候大會所提倡的低碳生活獲得普遍認同。依據下圖所作出的推斷不正確的是()A.增加自養生物種類和數量有利于降低大氣中的CO2含量B.大氣中CO2的增加主要與異養生物②的數量增加有關C.該生態系統中的自養生物與全部異養生物構成了生物群落D.該圖能表示物質循環過程,不能精確?????表示能量流淌方向解析:自養生物可以固定大氣中的CO2,因而增加其數量可降低大氣中的CO2。大氣中CO2的增加主要與人類過量燃燒化學燃料有關。能量只能單向流淌,不能循環,因而該圖只能表示物質循環過程。答案:B12.據下圖推斷,下列敘述不符合生態學原理的是()A.物質經過多級利用,實現了良性循環B.每一級生產環節都獲得產品,提高了生態經濟效益C.由于食物鏈延長,能量逐級損耗,系統總能量利用率降低D.由于各級廢物都可以再利用,削減了廢物和污染解析:圖示生態農業并沒有延長食物鏈,而是實現物質和能量的多級利用,提高了系統總能量的利用率,避開了環境污染,實現了物質的良性循環。答案:C二、非選擇題13.爭辯發覺,每升自然?水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的殺蟲劑,就會對人體造成危害。某爭辯小組開展了對某湖泊中環境問題的爭辯。他們首先選取了該湖泊中5種不同的生物A、B、C、D、E,并對其進行消化道內食物組成的分析;然后又請當地湖泊爭辯所的專家對這5種生物體內2種污染物的含量進行了測定,如下表所示。分析回答下列問題。生物種類消化道內食物組成千克體重污染物含量/mg汞某種殺蟲劑A魚(甲)魚(乙)7896B河蚌水蚤、小球藻2557C小球藻/35D魚(乙)水蚤1031E水蚤小球藻515(1)表中生物可能形成的食物鏈(網)為,河蚌(B)和水蚤(E)的關系是。

(2)若C中的能量不變,將B的食物比例由C∶E=1∶1調整為2∶1,能量傳遞效率按10%計算,該生態系統傳遞給B的能量是原來的倍。

(3)上圖為該湖泊生態系統參與碳循環的示意圖,甲、乙、丙、丁代表生態系統的4種成分,圖中以CO2形式流淌的是(填序號),①的生理作用主要是,該生態系統中丙的成分為。

(4)分析上表,你認為這一湖泊面臨的主要環境問題是什么?。針對這一問題,你將提出什么樣的愛護或改善建議?。

解析:(1)先確定小球藻為生產者,再依據消化道中的食物組成確定消費者的類型(初級、次級……),最終寫出具體的食物鏈(網)。(2)B的食物比例為C∶E=1∶1時,設B中的能量為x,則需要C的能量為1/2x÷0.1+1/2x÷0.1÷0.1=55x;B的食物比例為C∶E=2∶1時,設B中的能量為y,則需要C的能量為2/3y÷0.1+1/3y÷0.1÷0.1=40y;據題意C中的能量不變,則55x=40y,y/x=1.375。(3)據圖可知甲為生產者,乙為消費者,丙為分解者,丁為非生物成分(大氣中的CO2)。①過程為生產者的光合作用,②為生產者的呼吸作用。在生產者和大氣中的CO2之間是以CO2形式循環的,即①②是以CO2形式循環的,消費者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式進入大氣中,即⑥和⑤以CO2的形式進入大氣中。(4)依據表格可知,污染物為重金屬離子(汞)和殺蟲劑污染。可以從源頭上、污染后的處理方法等方面考慮。此空為開放性的問題,只要合理即可。答案:(1)捕食和競爭(2)1.375(3)①②⑤⑥光合作用分解者(4)重金屬離子(汞)和殺蟲劑污染防止重金屬離子、殺蟲劑等有害物質進入水體(其他合理答案也可)14.氣候變化與生態系統的碳循環親密相關。下表為A、B兩個不同時期陸地生態系統與大氣環境的碳交換狀況。時期碳吸取量/(kgC·a-1)碳釋放量/(kgC·a-1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014(1)生態系統碳的吸取主要是通過作用實現的,碳的釋放主要是通過作用實現的。

(2)表中時期的生態系統處于穩定狀態,緣由是。

(3)由于過度的人工碳排放,破壞了生態系統的,導致大氣中增加并引起全球氣候變化。

(4)人們正在樂觀開發新能源以削減碳排放。如“葉綠素太陽能電池”是仿照類囊體吸取光能的特性而制造的,類囊體吸取光能的過程發生在光合作用的階段;又如經改造的藍藻能在細胞內將光合作用產生的直接發酵轉化為燃料乙醇。

解析:(1)生態系統主要通過生產者的光合作用吸取CO2,而碳的釋放主要是通過生物的呼吸作用實現的。(2)A時期的生態系統碳吸取量與碳釋放量相等,應當處于穩定狀態。(3)過度的人工碳排放會破壞生態系統內正常的碳循環過程,導致大氣中溫室氣體CO2增加,從而引起全球氣候變化。(4)光能的吸取過程發生在光合作用的光反應階段。光合作用的直接產物葡萄糖可經無氧呼吸產生乙醇(酒精)。答案:(1)光合呼吸(2)A碳吸取量等于碳釋放量(3)碳平衡CO2(4)光反應有機物15.下圖為生態系統碳循環示意圖,其中甲、乙、丙表示生態系統中的三種成分。請據圖回答問題。(1)生態系統的碳循環是指碳元素在

之間不斷循環的過程。

(2)X與甲中圖示生物類群的能量來源不同,X代表的生物為。

(3)大氣中的CO2在甲中圖示的處(在a~d中選擇)合成有機物;含碳有機物在甲中圖示的處(在a~d中選擇)可以分解為CO2。

(4)除化學燃料燃燒外,還可以通過