1、生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环 学考达标 知识点一 物质循环的实例 1下图是地球上各种水体相互转化的示意图。请从生态系统的角度考虑，指出该图体现的生 态系统功能是( ) A能量流动 B物质循环 C信息传递 D物质更新 答案 B 解析 生态系统的主要功能是物质循环和能量流动。该图表示水的全球循环过程，能体现的 是物质循环。 2在碳循环中，非生物环境和生物群落相联系的生理作用是( ) 光合作用 呼吸作用 蒸腾作用 化能合成作用 A B C D 答案 C 解析 生产者能从非生物环境中固定二氧化碳，固定二氧化碳的生理过程有光合作用和化能 合成作用；生产者、消费者和分解者的呼吸作用都能产生二氧
2、化碳，释放到无机环境中。 3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 答案 B 解析 生态系统中的碳在生物群落和非生物环境之间主要以 CO2的形式循环，而非生物环境 中的 CO2必须通过生产者的光合作用或化能合成作用转化为有机物，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非生物环境中。还必须 通过微生物的分解作用，将动植物遗体、排遗物和残落物中的有机物分解成 CO2，返回非生 物环境。因此选 B。 知识点二 能量流动与物质循环的关系 4下列关于生态系
3、统中物质循环和能量流动的叙述，不正确的是( ) A生态系统中能量的输入、传递、转化和输出的整个过程为生态系统中的能量流动 B生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落 C物质是能量流动的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 D碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以 CO2的形式进行的 答案 C 解析 生态系统中能量只能是单方向流动，不能循环。 5下列叙述不正确的是( ) A生态系统中的能量可随物质循环而循环流动 B物质是能量流动的载体 C能量是物质循环的动力 D能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的 答案 A 解析 生态系统的物质是循环流动的，而能量是单向
4、流动、逐级递减的，A 错误；能量储存 在有机物中，因此物质是能量流动的载体，B 正确；能量是生态系统的动力，因此能量是物 质循环的动力，C 正确；能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的，每一级大 约减少 80%90%，D 正确。 6分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是( ) A物质作为能量流动的载体，使能量沿着食物链(网)流动 B能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返 C能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量 D碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以 CO2的形式进行的 答案 C 解析 生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同
5、化量，的总和与生产者所固定 的太阳能总量无法比较。生态系统的物质循环与能量流动紧密联系、缺一不可，物质作为载 体，能量作为动力。 高考提能 7.如图为生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是( ) A物质循环伴随着能量的流动 B能完成该循环的生物一定含有叶绿体或线粒体 CA、B 所示的物质循环具有全球性 D进行 A 过程的生物是自养型生物 答案 B 解析 物质循环和能量流动是同时进行的， 能量是物质循环的动力， 物质是能量流动的载体； 能完成 A 过程的生物不一定具有叶绿体， 能完成 B 过程的生物能进行呼吸作用但不一定具有 线粒体；物质循环具有全球性；能进行 A 过程将 CO2转化成
6、有机物的生物是自养型生物。 8图中 a、b、c、d 表示某生态系统的四种成分，箭头表示各成分之间的关系，下列有关叙 述正确的是( ) Aa 和 c 所包含的所有种群构成群落 Bc1的同化量越大，流向 c2的能量就越少 Cd 不一定是原核生物 Db 的含量增加将减缓温室效应 答案 C 解析 已经知道 a、b、c、d 表示某生态系统的四种成分，根据箭头的指向可以确定：a 为生 产者，b 为非生物环境，因为 a 和 b 有箭头相互指向，非生物环境的物质进入生物群落是通 过生产者实现的，而生产者代谢产生的物质也会进入非生物环境。非生物环境只有一个箭头 指向生产者，而 a、c、d 的箭头都指向非生物环境
7、，即生产者、消费者、分解者代谢产物都 会进入非生物环境。生物群落包括生产者 a、消费者 c、分解者 d。根据能量流动特点，c1的 同化量越大，流向 c2的能量就越大。d 一般是细菌和真菌，其中真菌就是真核生物。b 是生 态系统的无机物，它的含量增加只会加重温室效应而不会减缓温室效应。 9下列有关物质循环的叙述，正确的是( ) A无机环境中的物质只有通过植物的光合作用才能进入生物群落 B无机环境中的物质只能通过微生物的分解作用才能返回无机环境 C物质循环与能量流动先后进行 D无机环境中的物质可以被生物群落反复利用 答案 D 解析 硝化细菌的化能合成作用也可以使无机环境中的物质进入生物群落； 消费
8、者、 分解者、 生产者的呼吸作用都可以产生 CO2；生态系统的物质循环与能量流动同时进行，相互依存， 不可分割。 10下图是生态系统中碳循环示意图，其中“”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是 ( ) A在碳循环过程中，同时伴随着能量流动 B由于某种原因造成图中 E 生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数 量发生的变化是 D 增多，F 减少 C该生态系统的消费者包括图中的 D、E、F、B DAC 过程中碳主要以 CO2的形式进行循环，FB 以含碳有机物的形式进行流动 答案 C 解析 分析图形，A、B、D、E、F 均有箭头指向 C，则 C 是无机环境中的二氧化碳库。A、 C 之间
9、为双向箭头，A 为生产者。A、D、E、F 均有箭头指向 B，则 B 为分解者，D、E、F 为消费者。图示中包含的食物链为 ADEF，故 E 减少，短时间内 D 增多，F 减少。碳 在生物群落与非生物环境之间主要以 CO2的形式循环，在生物群落内部是以有机物的形式流 动。 11.下图是生态系统中碳循环示意图，图中 D 为大气，请据图回答下列问题： (1)此生态系统的能量流动是从C_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DC过程主要是通过_作用实现的， CD过程是通过_作用实现的， BD 过程是通过_
10、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 在无机环境中以_和_形式存在。 (5)碳循环始终与_结合在一起。 答案 (1)生产者 (2)CO2 消费者 分解者 (3)光合 呼吸 分解 (4)化石燃料 CO2 碳酸盐 (5)能量流动 解析 在无机环境中，碳以二氧化碳或碳酸盐的形式存在；在生物群落中，碳主要以含碳有 机物的形式存在。在无机环境与生物群落之间，碳主要以 CO2的形式进行循环。碳从无机环 境进入生物群落的途径主要为绿色植物的光合作用，碳从生物群落回到无机环境的途径为生 物的呼吸作用、化石燃料的燃烧。 12下图是自然界中氮循环示意图，请据图回
11、答下列问题： (1)大气中的氮主要通过 _进入生物群落，其次通过 _、 _等 途径也可少量供给植物氮素。 (2)图中 A 物质代表_， 可被土壤中的微生物分解形成 B 物质。 B 物质在土 壤中硝化细菌的作用下形成 C，C 物质代表_。 (3)将 B 物质转化成 C 物质的细菌，其新陈代谢的类型属于_。 (4)在_的情况下， 一些细菌可将 C 物质最终转化成_返回到大气中， 由此可见， 土壤中这些微生物在包括氮循环在内的自然界中的_中起着重要作用。 (5)目前，全世界每年施用的氮素化肥大约有 8107t，这样做对环境可能带来的负面影响是 _。据你所学的知识，提出一种既不会影响环境，又能满足农作
12、物对氮 素需求的方案或设想： _ _。 答案 (1) 生物固氮 光电固氮 工业固氮 (2)尿素及动植物遗体 硝酸盐 (3)自养需氧型 (4)氧气不足 氮气 物质循环 (5)水体的富营养化 将固氮微生物的固氮基因分离出或人工合成后导入农作物中，并使之表 达 解析 (1)大气中的氮主要通过生物固氮进入生物群落，其次是光电固氮和工业固氮。(2)图中 A 物质来自动植物，它代表的是动物体内的一部分蛋白质在分解中产生的尿素等含氮物质， 以及动植物遗体中的含氮物质。它们被土壤中的微生物分解后形成 B 物质氨，氨经过土 壤中硝化细菌的作用，最终转化成 C 物质硝酸盐。(3)硝化细菌能利用氨氧化成硝酸盐过 程
13、中释放的化学能，将 CO2和 H2O 合成有机物，因此从同化角度看，它属于自养型。硝化细 菌需在有 O2条件下生存，因此从异化角度看，它属于需氧型。(4)在氧气不足的情况下，土 壤中的另一些细菌(反硝化细菌)可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气返回大气中。 氮循环属于自然界中的物质循环。(5)大量施用氮肥，容易引起水体的富营养化。要减少氮素 进入水体，又要满足植物对氮素的需求，可借助基因工程，将固氮基因导入农作物中。 个性拓展 13如图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统的物质循环示意图；表丙是对图甲中生态系 统各组成成分的能量流动情况调查结果；图乙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况
14、 部分示意图。请据图回答问题： (单位：102 kJ m 2 a1) Pg Pn R X 870.7 369.4 501.3 Y 211.5 20.1 191.4 Z 141.0 61.9 79.1 丙 (1)大气中二氧化碳的来源有三个，分别是动植物的呼吸作用、_、 _。若图甲中的“”仅表示二氧化碳的流动方向，则不会 存在的过程有_。 (2)若图甲表示碳循环示意图， 则 D 指的是生态系统中的_， 过程表示的是 _。 (3)表丙中的 Pg 表示同化作用固定的总能量，Pn 表示生物体内贮存的能量，则 R 表示的生物 学含义是_ _。 每平方米每年流经该生态系统的总能量为_102 kJ。 (4)图乙表示人类在草原上放养牲畜的目的是调整生态系统中的_关系。 答案 (1)微生物的分解作用 化石燃料的燃烧 (2)大气中的二氧化碳库 光合作 用 (3)生态系统中各生物成分的呼吸量 870.7 (4)能量流动 解析 大气中二氧化碳的来源有三个：动植物的呼吸作用，微生物的分解作用和化石燃料的 燃烧；能直接利用二氧化碳的只有生产者；各营养级生物所同化的总能量除了在自身体内贮 存外，还用于呼吸作用、传递给下一营养级和分解者，但最终都通过呼吸作用散失；生产者 固定太阳能的总量是流经该生态系统的总能量；人工生态系统的特点是使能量流向对人类最 有益的部分，提高能量的利用率。
