第49课时生态系统的物质循环和生态系统的稳定性.docx
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第49课时生态系统的物质循环和生态系统的稳定性
第49课时生态系统的物质循环和生态系统的稳定性
对应训练
1.如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，其中代表分解者的是（）
A.①B.②C.③D.⑤
答案D
解析根据①与③之间的双向箭头判断：
①是生产者，③是大气中的CO2；根据①②④的碳都流向⑤，可进一步判断；②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
2.分析下面碳循环示意图并据图回答问题：
（1）从微观上看，过程①是在细胞内中进行的；过程③主要是在细胞内中进行的。
（2）岩石圈中的碳以形式储存，故不直接参与碳循环。
水圈中碳的存在形式是。
（3）由图中可见，碳循环带有性，属于气体型循环。
（4）碳从无机环境中进入生物群落的途径①是，除此之外，某些特殊的生态系统还可通过进入生物群落；②表示的是关系，其②内部之间还可存在关系；④表示。
（5）参与过程④的生物的新陈代谢类型是，它们与同区域中的动植物共同构成了。
（6）如果大气层中的CO2增多，则产生效应。
（7）从上图可知，减缓温室效应的关键措施是：
①；
②；
③。
（8）碳循环的进行伴随着，但由于生物体不能在代谢中利用，因而能量流动具有的特点。
答案
（1）叶绿体线粒体
（2）无机盐（碳酸盐）HCO3-（3）全球
（4）光合作用化能合成作用捕食竞争分解者的分解作用
（5）异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型生物群落
（6）温室
（7）①保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率
②严格控制化石燃料的燃烧，并提高能源利用率
③开发除化石燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，切实减少CO2的排放量
（8）能量流动热能单向流动、逐级递减
解析
（1）过程①是绿色植物利用大气、水中的CO2通过光合作用合成有机物，光合作用的场所是细胞内的叶绿体。
过程③通过动植物的细胞呼吸将碳返回到大气中去，细胞呼吸的主要场所是线粒体。
（2）碳在岩石圈中以无机盐（碳酸盐）的形式贮存，不能被植物直接吸收利用，不能直接参与碳循环，水圈中的碳以HCO3-形式存在，因为CO2+H2O
H2CO3
H++HCO3-。
（3）由图示可看出碳循环是全球性的，属于气体型循环。
（4）由图解可看出碳从无机环境进入生物群落是通过绿色植物的光合作用实现的。
极少数特殊生态系统中的碳进入生物群落是通过化能合成作用。
②表示生物群落中的捕食和竞争关系。
图示中④表示动植物尸体通过微生物的分解作用，把有机碳转化为无机碳返回无机环境中。
（5）参与④过程的微生物的同化类型是异养型。
异化作用类型为需氧型、厌氧型和兼性厌氧型。
生活在同一区域内的各种生物的总和称为生物群落。
（6）大气中CO2增多，则产生温室效应。
（7）从图中看出，导致大气中CO2增多的因素可能是①过程减弱或在一定程度上受阻，即绿色植物减少，也可能是⑤过程增强，即化石燃料的大量燃烧。
因此减少温室效应应从这两方面考虑。
（8）生态系统中的能量最终以热能的形式散失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，因而能量流动的特点是逐渐递减、单向流动。
3.（2006年广东生物，14）在自然生态系统中，物质是能量的载体。
下列叙述正确的是（）
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
答案A
解析生态系统的基本功能是物质循环和能量流动，完成这两项功能离不开食物链和食物网。
在物质循环过程中，能量起到驱动作用，但能量不能循环利用（能量流动是单向且逐级递减的，传递效率为10%-20%）。
生物数量金字塔可以倒置（如树→虫→鸟），而能量金字塔则不能倒置，一定是低营养级含有的能量多，高营养级含有的能量少。
4.到南极考察的科学工作者，为了保护环境，除了必须把塑料以及金属类废弃物带离南极外，还必须把人的尿液、粪便等废物带离南极，这是因为南极（）
A.缺乏必要的生活设施B.缺少生产者
C.没有消费者D.分解者很少
答案D
解析人体尿液、粪便须经分解者的分解作用才能转变成植物可利用的无机物。
5.（2009年武汉模拟）下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者种群数量的变化情况。
其中抵抗力稳定性最高的生态系统是（）
答案C
解析生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的抵抗力稳定性，图C初级消费者种群数量恢复到相对稳定的时间短，抵抗力稳定性最高。
6.下列食物网中，其营养结构最不易被破坏的是（）
答案D
7.某小组的同学准备制作一个生态瓶，为使它较长时间保持稳定，一位同学提出了如下几点建议，你认为不合适的是
（）
A.所用瓶子应是透明的，以便使瓶内生物得到充足光照
B.瓶内生物应包含生产者、消费者和分解者
C.瓶内绿色植物越多越好
D.瓶内各生物之间应存在营养上的联系
答案C
解析生态瓶制备时必须注意以下几点：
①置于透明瓶中，在光照充足的地方放置；②瓶内应包括生态系统中的各种生物成分，且它们之间可以构成食物链关系；③生态瓶不宜过大，投放的生物宜小不宜大，且数量不宜多等等。
8.为观察不同水质对生态系统稳定性的影响，设计并制作了小生态瓶。
与自然生态系统相比其特殊性表现在（）
A.不输入太阳能B.应封闭而不开放C.缺少分解者D.水进行物质循环
答案B
碳循环与光合作用、呼吸作用联系
【例1】下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
请据图回答：
（1）生态系统的碳循环是指碳元素在之间不断循环的过程。
（2）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是。
（3）大气中的CO2在甲中图示的处（在a~d中选择）合成有机物；含碳有机物在甲中图示的处（在a~d中选择）可以分解为CO2。
（4）化石燃料除燃烧外，还可以通过途径产生CO2。
答案
（1）生物群落与无机环境
（2）化能自养细菌（或硝化细菌等）有核膜包围的细胞核
（3）ca和b（4）微生物的分解
解析通过绿色植物光合作用或某些化能自养型生物的合成作用（常见的有硝化细菌等），把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。
生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。
生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸作用，又把二氧化碳释放到大气中。
生产者和消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。
另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。
由此可见，碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。
在植物细胞中，二氧化碳在叶绿体中被利用，又可通过呼吸作用在细胞质基质和线粒体中分解产生。
物质循环与能量流动的关系
【例2】生态系统多种多样，但在结构上有许多共同点，这可以用下图所示模型来表示。
请据图分析回答相关问题：
（1）该生态系统中，由（填字母）构成生物群落。
（2）图中的各个组成成分相互联系成为一个统一的整体，具有、和信息传递的作用，这三者是生态系统的基本功能。
（3）在该生态系统中，碳元素主要通过作用进入［］中，并以形式沿着（用图中的字母和箭头写出食物链）这条食物链进行传递。
（4）在某一段时间内，假如生产者固定的太阳能总量为M，消费者获得的总能量为m1，分解者获得的总能量为m2，则M的能量除提供给m1、m2外，还有的去向是。
若图中B2增加能量为a时，生产者需提供的能量最少为。
答案
（1）A、B、C
（2）能量流动物质循环
（3）光合A生产者含碳有机物A→B1→B2→B3
（4）被生产者自身的呼吸作用消耗25a
解析从生态系统模型上可知：
A为生产者，B为消费者，C为分解者。
能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能。
碳元素主要通过光合作用进入生产者中，并以有机物的形式传递。
生产者固定的太阳能除提供给了m1、m2外，还被自身消耗。
若图中B2增加能量为a时，生产者需提供的能量最少应按20%来计算。
1.（2008年广东文基，75）关于碳循环的叙述，错误的是（）
A.不依赖于水B.需要能量驱动
C.产生温室气体D.具有全球性
答案C
解析自然界中碳循环中产生的二氧化碳会被植物的光合作用重新利用，不会产生温室效应。
2.（2008年四川非延考区，3）下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（）
A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高
B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高
C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降
D.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高
答案B
解析通过管理提高某一种牧草产量，会影响其他植物的生长和种类增多，甚至影响某些动物的生长和种类增多，导致此生态系统抵抗力稳定性降低。
3.（2006年天津理综，3）下列有关干旱区域的生物与环境之间关系的叙述，正确的是（）
A.干旱区域的生态系统食物链少，抵抗力稳定性强
B.干旱区域的生态系统自动调节能力弱，恢复力稳定性强
C.经干旱环境长期诱导，生物体往往发生耐旱突变
D.种群密度是限制干旱区域生物种群数量增长的关键生态因素
答案B
解析干旱区域的生态系统营养结构相对简单，食物链较少，自动调节能力较弱，抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性较强。
生物发生耐旱突变不是因为环境干旱造成的，干旱环境只是将耐旱突变选择出来。
水是限制干旱区域生物种群数量增长的关键生态因素。
4.关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是（）
A.所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素
B.所说的生态系统指地球是最大的生态系统——生物圈
C.所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动
D.物质在循环过程中不断递减
答案D
解析由生态系统物质循环的概念可知，本题的A、B、C选项都是正确的。
物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，但不会消失。
5.（2007年广东理科基础，52）下列属于生态系统功能过程描述的是（）
①生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗②在植物→鼠→蛇这条食物链中，鼠是初级消费者、第二营养级③蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜④根瘤菌将大气中的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中
A.①②③B.①③④C.①②④D.②③④
答案B
解析生态系统的功能是物质循环、能量流动和信息传递，②为生态系统的结构，不是功能。
小生态瓶制作要求及注意问题
为观察生态系统的稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。
经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
生态系统组成
光
水草
藻类
浮游动物
小鱼
泥沙
生态
瓶编号
甲
+
+
+
+
-
+
乙
-
+
+
+
-
+
丙
+
+
+
+
-
-
丁
+
+
+
+
+
+
注：
“+”表示有，“-”表示无。
请回答以下问题：
（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为，原因是。
（2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是。
（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量，原因是。
（4）根据观测结果，得出结论：
①;
②。
答案
（1）下降缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长
（2）缺乏泥沙，分解者数量太少
（3）减少消费者较多，消耗较多的氧气（4）①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量（太阳能）②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定
解析密闭生态瓶的稳定性，取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。
生产者进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者——浮游动物和小鱼提供氧气和食物。
泥沙中含有微生物——分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。
乙瓶缺光，丙瓶缺分解者，两者都不能长久地维持稳定，甲瓶无小鱼较丁瓶有小鱼稳定，原因可能是生态瓶较小，小鱼的存在和长大会引起生物间的竞争加剧，打破原有的平衡。
变式训练
为验证生态系统成分的重要性和不可缺少性，某生物课外活动小组在老师的指导下进行如下实验设计。
（一）实验过程如图所示
（1）1、2、3号瓶相比较，相同的非生物因素有哪些？
（2）2号与3号瓶相比较，2号瓶中金鱼存活的时间短，说明什么问题？
（3）能说明生产者是生态系统成分不可缺少的实验是。
（4）3号瓶的金鱼最后也死亡，其原因是什么？
（二）请继续设计实验，探究阳光对生态系统的影响。
（1）方法步骤：
第一步：
取同样形状、同样体积的4号锥形瓶，4号锥形瓶的设计处理应该与号锥形瓶作对照。
第二步：
。
第三步：
观察并记录瓶中。
（2）推测最可能的实验结果是什么？
答案
（一）
（1）阳光、水分、空气、温度
（2）分解者是生态系统成分中不可缺少的
（3）1号和2号
（4）金鱼藻固定的太阳能不足以满足金鱼生存所需能量
（二）
（1）3对4号瓶作遮光处理金鱼生存的时间
（2）4号锥形瓶中金鱼生存时间比3号锥形瓶中金鱼生存时间短
1.要使动物长时间存活在一个处于平衡状态的封闭的生态缸中，必须提供（）
A.氧气B.水C.足够的有机物D.太阳能
答案D
解析动物长时间存活在一个处于平衡状态的封闭空间中，必须有外来的能量供给，即必须提供太阳能，使植物的光合作用得以顺利进行。
2.（2009年青岛模拟）下列生态系统中自动调节能力最强的是（）
A.温带阔叶林B.热带雨林
C.寒带针叶林D.温带草原
答案B
解析生态系统自动调节能力的强弱，取决于该生态系统的营养结构，即生物的种类和数量，营养结构越复杂，自动调节能力就越强。
在题目给出的4个生态系统中，热带雨林生态系统的营养结构最复杂，自动调节能力最强。
3.图示为生态系统中碳循环的模式图，1、2、3、4分别代表生态系统的不同成分。
下列相关叙述正确的是（）
A.1代表生产者，5可以代表化能合成作用
B.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C.在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是1
D.1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环
答案C
解析考查生态系统中碳循环的相关知识。
1代表生产者；2代表消费者；3是分解者；4是环境中的二氧化碳。
碳元素在1、2、3间以含碳有机物的形式传递。
1（生产者）是其他营养级的能量来源，因此含碳元素最多。
碳元素通过光合作用进入生物界。
4.（2009年淮南模拟）生态系统的物质循环中的“物质”是指（）
A.组成生物体的重要元素B.组成生物体的大量元素
C.组成生物体的所有元素D.组成生物体的微量元素
答案C
解析物质循环是指组成生物体的各种元素的循环，而非特定元素。
5.下图表示一个能够自我维持稳定的生态系统必须满足的条件，则字母X最可能代表（）
A.生物因素B.共生关系
C.非生物因素D.物质循环
答案D
解析生态系统能够自我维持稳态必须满足物质循环和能量流动的顺利进行，所以X代表物质循环。
6.下列关于生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系图中，正确的是（）
答案A
解析一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低；相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
而抵抗力稳定性越高的生态系统，恢复力稳定性就越低，反之亦然。
7.下列不属于保护生态系统稳定性的措施的是（）
A.禁止过量采伐森林B.控制污染物的排放量
C.草原上适当栽种防护林D.彻底消灭消费者，保护植被等生产者
答案D
解析消费者是生态系统的重要组成成分，对于生产者来说也是非常重要的，可以为生产者传粉等。
8.（2008年西城模拟）下图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述不正确的是（）
A.B是生态系统的主要成分B.③⑤⑧均属于细胞呼吸
C.A和B属于捕食关系D.温室效应主要是由⑦过程造成的
答案C
解析由物质循环的箭头指向可以看出B是生产者，在生态系统中处于主导地位。
同时可以看出A是分解者，不可能与B构成捕食关系。
9.下列哪项措施能提高一个生态系统的稳定性（）
A.减少捕食者和寄生生物的数量B.使生产者和消费者的数量保持平衡
C.适当增加物种数目D.限制生态系统中生产者的数量
答案C
解析此题主要考查学生对提高生态系统稳定性的理解。
因为生态系统的稳定性与物种数目的多少呈正比关系，即物种数目越多生态系统就越稳定，这是因为物种数目越多，生态系统中的能量流动路径和物质循环的渠道就越多，每个物种所起的作用就越小，部分物种的消失或灭绝对整个生态系统稳定性的冲击就越小，也就是生态系统的抗干扰能力就越强，实际上地球上稳定性最强的生态系统就是包含物种数目最多的热带雨林，而稳定性最差的生态系统就是包含物种数目最少的北极苔原和农田。
A项不对，因为减少捕食者和寄生生物的数量不仅减少了生态系统的物种数目，而且也干扰和破坏了原有生态系统的自然平衡，只能增加生态系统的不稳定性。
B项不对，因为B项措施只有利于保持生态系统原有的稳定性，而不能使稳定性进一步提高。
D项不对，因为限制生态系统中的生产者数量，不但不会提高生态系统的稳定性，反而会降低生态系统的稳定性。
10.关于生态系统中碳循环的说法，错误的是（）
A.各级消费者所利用的碳都直接或间接来自生产者
B.分解者在碳循环中起重要作用
C.碳在无机环境中仅以CO2形式存在
D.碳在无机环境与生物群落间是以CO2形式进行循环的
答案C
解析生态系统中，碳在无机环境中还能以碳酸盐的形式存在。
11.（2009年长沙模拟）设计制作小生态瓶应该遵循一定的原理和要求，下面列举的原理或要求中，合理的是（）
A.小生态瓶的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动
B.应该经常向小生态瓶中通气，从而保证瓶中生物的呼吸
C.小生态瓶中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些
D.应该将生态瓶放在阳光能够直接照射到的地方，以保证获得足够的能量
答案A
解析小生态瓶应该是密闭的，B选项错误；小生态瓶中投放的动物数量不宜过多，以免破坏食物链，C选项错误；小生态瓶放在有较强散射光的地方，不能放在阳光能够直接照射到的地方，否则会导致水温过高，从而使水草死亡，D选项错误。
12.（2009年济宁调研）如图为生态系统中碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落，箭头表示物质循环方向。
下列相关叙述错误的是（）
A.图中①过程可以表示绿色植物的光合作用
B.缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行
C.类群丙的无氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一
D.增加图中各营养级生物的种类可提高该生态系统的抵抗力稳定性
答案C
解析本题考查生态系统的碳循环。
由图可知，气体X为二氧化碳，类群乙为生产者，类群丙为消费者，其无氧呼吸不能产生二氧化碳；联系生物群落与无机环境的两种成分是生产者和分解者，图中甲为分解者，如果甲缺少，生态系统的物质循环将不能正常进行。
13.如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。
下列说法正确的是（）
A.图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者
B.该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量
C.该生态系统中食物网可表示为：
D.E每增加1kg的体重，至少需要25kg的A
答案D
解析图中A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是大气中的CO2库。
生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。
此图中的食物链为A→D→E，E要增加1kg的体重，至少需要1÷0.2÷0.2=25kg的A。
14.下图为物质循环简图，A为生产者，B为消费者。
下列叙述错误的是（）
A.①过程是光合作用B.⑤过程可以有分解者参与
C.⑦过程代表消费者的呼吸作用D.本图涉及碳和水的循环
答案C
解析⑦代表分解者或燃料燃烧，消耗O2，生成H2O，②④表示消费者的呼吸作用。
15.下列是关于生态系统成分的概念图（部分），①~⑦表示有关连线的序号，箭头⑦的意义是“C是生态系统的主要成分”。
请据图分析回答：
（1）图中C代表的是。
写出连线⑥上的联系词。
（2）若①~④表示碳循环的有关连线，则表示B通过作用提供原料给C。
若①~④表示能量流动的有关连线，则其中不应该画出的箭头联系是。
（3）生态系统的各种成分，通过紧密联系成一个统一的整体。
依据此原理，可以合理巧接食物链，实现农业生态系统内，以提高农产品的产量并减少环境污染。
答案
（1）生产者固定
（2）分解④（3）能量流动、物质循环和信息传递能量和物质的多级利用
解析根据题意，C与消费者属于同级概念，而且举例为小麦，可以推断C为生产者。
生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量。
结合题意可以推断⑥上的联系词为“固定”最合适。
16.请利用下面提供的材料和用品建立一个人工微型生态系统，并使其维持一定时间的运转。
材料用品：
小鱼、水蚤、水草、池泥、大试管、橡皮塞、培养皿、吸管、小鱼网和凡士林。
请完善步骤并回答问题：
（1）方法步骤
①在大试管底部铺上一层约10mm厚的池泥；
②沿大试管壁加池水至距试管口40mm处；
③往大试管中放入；
④大试管口；
⑤将试管放到。
（2）此生态系统的分解者存在于中。
（3）在小鱼的大小的选择上应选择体型的，原因是。
（4）该生态系统能建立能量的暂时平衡，原因是。
（5）如何设计实验证明生产者在生态系统中的作用？
答案
（1）③一些健壮的小草，适量的水蚤和一条活动能力强、体型相对小的鱼
④加橡皮塞后，用凡士林严密封口
⑤温度适宜、光照强度适宜的地方培养
（2）池泥和池水
（3）小可以减少氧气和养料的消耗，容易建立生态系统稳定性
（4）有稳定的能量来源（生产者为消费者和分解者提供有机物、能量和氧气，消费者和分解者为生产者提供光合作用所需要的CO2）
（5）另取一支同样的试管，其内部无水草，其他条件均与上述试管内的相同，观察水蚤和小鱼的存活时间
解析考查运用生态系统的基础知识进行实验设计的能力。
一个生态系统能否在一定时间内保持自身结构和功能的相对稳定，是衡量这个生态系统稳定性的一个重要方面。
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