江苏省【最新】高一生物人教版必修3同步训练第5章第3节生态系统的物质循环

江苏省启东中学【最新】高一生物人教版必修3同步训练第5
章第3节生态系统的物质循环
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．为了验证土壤中的微生物可以分解淀粉，取两只烧杯甲和乙，都放入等量的淀粉溶液20 mL，甲中加入30 mL制备好的土壤浸出液，乙中放入等量的蒸馏水，在适宜的温度下放置7天。

然后从甲中取出等量的溶液放入A1、A2试管，从乙中也取出等量的溶液放入试管B1、B2，在A1、B1中加入碘液，在A2和B2中加入斐林试剂并加热。

下列对该实验结果的预测正确的是
A．A1和B1都会有蓝色出现，而且颜色深浅一致
B．A2有砖红色沉淀出现，B2无砖红色沉淀出现
C．A2和B2都有砖红色沉淀出现
D．以上结果都不正确
2．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．②
C．③D．⑤
3．如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述中正确的是()
A．图中B都是自养生物，细胞中不一定有叶绿体，但都含有色素
B．适度松土可以促进①过程，加快物质循环
C．②过程的加剧是造成温室效应的主要原因
D．达到平衡状态的生态系统，③和④的量基本相等
4．如图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，箭头表示各种成分之间的关系，下列相关叙述中正确的是()
A．a和c包含了所有生物群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．a的含量减少将减缓温室效应
5．下列有关物质循环的叙述，错误的是()
A．碳在生态系统中以二氧化碳的形式在生产者、消费者和分解者之间循环
B．无机环境中的C进入生物群落的主要过程为光合作用
C．化学燃料的大量燃烧，使大气中的CO2过多，导致温室效应
D．植物枝叶经过微生物的分解后其中的一些元素归还土壤中，属于物质循环的一部分6．我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳素循环如图，箭头和字母分别表示碳素传递方向和转移量。

下列选项正确的是
A．夏季：a＞b＋c＋e B．秋季：e＋f＜g
C．春季：g＝b＋e＋f D．冬季：d＞c＋f
7．下图是某生态系统物质和能量流向示意图。

下列有关叙述正确的是()
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器完成物质合成与能量转化B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．秋季Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
8．某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是()
A．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。

因此，3幅图中生产者都是A
B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
9．下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
二、非选择题
10．如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)上图中生产者是________，消费者是________，分解者是________(填代号)。

(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是：①________，③________，⑤________。

(3)C生物处于第________营养级，若要使C增加200 kg至少需要消费A________kg。

(4)若该图表示某温带草原生态系统，牧民为了提高畜牧产量，采取了如下措施，其中正确的做法是(多选)（____）
A．彻底捕杀狼等次级消费者，以保护牛、羊的安全
B．大力防治害虫和鼠对植被的破坏，使能量尽可能流向对人类有益的部分
C．加大对牧草的水肥管理
D．大量繁殖牛、羊
三、综合题
11．下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题：
(1)碳在大气圈中的主要存在形式是________，在生物群落中的主要存在形式是________。

(2)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示________过程，②表示的是________关系，过程③表示的生理活动主要是在细胞内________中完成的，④表示的是________作用。

(3)若图虚线框中的种类及相互间的关系如图所示，假设E种群中的能量是5.8×109 kJ，B种群中的能量为1.3×108 kJ，若能量的传递效率为10%～20%，则A种群中的能量至少是________kJ。

(4)碳循环等物质循环的进行伴随着____________，但由于生物体不能利用在代谢中产生的________能，因而使能量流动具有________的特点。

(5)如果大气层中的CO2增多，则会加剧________效应，减缓此效应的措施有(答出一项即可)________。

四、实验题
12．下列是对土壤微生物开展探究活动的两个案例，请在相应的空白处作答。

(1)案例Ⅰ：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)。

设计思路：
对实验组土壤应该进行________处理，尽可能排除________的作用。

(2)案例Ⅱ：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。

实验步骤：
①将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。

②另取两只烧杯，编号为A、B，加入等量的淀粉糊。

在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入______。

③在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20 mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10mL；
④在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入____________，并进行________处理。

⑤观察各试管的________，记录实验结果。

参考答案
1．B
【分析】
淀粉被微生物分解会产生还原糖，还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀，淀粉与碘反应变蓝。

根据题意，A1和A2试管中加有淀粉和土壤浸出液，淀粉会被分解产生还原糖；试管B1、B2中含加入的是淀粉和蒸馏水。

【详解】
A. A1中有淀粉和土壤浸出液，淀粉被分解产生还原糖；B1中含有的淀粉和蒸馏水，由于A1中淀粉被微生物分解，加入碘液后，若A1中还有淀粉残留，都会有蓝色出现，但颜色深浅不一致，A错误；
B. A2有还原糖产生，会出现砖红色沉淀，B2中无还原糖，无砖红色沉淀出现，B正确；
C. A2有砖红色沉淀出现，B2无砖红色沉淀出现，C错误；
D. 由分析可知，B是正确的，D错误。

2．D
【解析】
首先根据双向箭头可判断：①是生产者、③是无机环境(二氧化碳库)；其次判断分解者，分解者除了一个箭头指向无机环境外，其他箭头都指进来，因此⑤为分解者；其余均为消费者，即②④均为消费者。

由此可以推断：①生产者、②初级消费者、③无机环境、④次级消费者、⑤分解者，所以D选项正确。

3．C
【解析】从图示箭头方向可以判断：A为分解者，B为生产者，C为消费者。

①为消费者的呼吸作用，②表示化学燃料的燃烧，③为生产者的呼吸作用，④为光合作用或化能合成作用。

B为生产者，一定是自养生物，但细胞内不一定有色素，如硝化细菌，故A错误；①为消费者的呼吸作用，与松土没有关系，B错误；②表示化学燃料的燃烧，②过程的加剧会导致释放到大气中的CO2量过多，打破碳循环平衡，引起温室效应，C正确；达到平衡状态的生态系统，应是总光合作用=总呼吸作用，即④>③，D错误。

4．C
【解析】据图分析，先根据双向箭头确定a和b应为生产者和非生物物质和能量，再根据a→c，确定a属于生产者，c为消费者，剩下d为分解者，则b应为非生物物质和能量，包括二氧化碳。

群落是指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接的各种生物种群的总和，则包括生产者、消费者和分解者，而a表示生产者，c表示消费者，A错误；c1→c2→…表示的是消费者之间的捕食关系，按照能量流动效率一定来计算，c1的同化量越大，流向c2的能量就越多，B错误；d分解者可能是某些动物，因而不一定是原核生物，C正确；a是生产者，通过光合作用吸收CO2，可见，a的含量减少将加剧温室效应，D错误。

5．A
【解析】
生物群落之间，碳以含碳有机物的形式流动，以二氧化碳的形式循环是在无机环境与生物群落之间，A错误；无机环境中的碳主要通过光合作用进入生物群落,少数通过化能合成作用进入生物群落，B正确；化学燃料的燃烧可增加大气中的二氧化碳含量，从而导致温室效应，C正确；植物枝叶经过微生物的分解后，其中的一些元素归还土壤中，属于物质循环的一部分，D正确。

【点睛】注意：生物群落之间，碳以含碳有机物的形式流动。

6．A
【分析】
碳素在无机环境和生物群落之间的循环，离不开生产者（主要是绿色植物）．在题目所给出的生态系统中，a代表绿色植物通过光合作用固定的太阳能及合成的有机物，这是流经该森林生态系统的总能量，数量最大；b代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；c代表通过食物链流入到动物（各级消费者）体内的总能量；d代表动物的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳；e代表植物的残枝、落叶流入到分解者的能量；f代表动物流入到分解者的能量；g代表分解者的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳。

【详解】
A、根据生态系统能量流动的效率为10%～20%，在夏季，森林生态系统的同化作用占优势，即植物光合作用所固定的总能量a＞b植物呼吸作用所消耗的能量+c流入到动物体内的能量+e流入到分解者的能量，A正确；
B、在秋季，植物遗体、残枝败叶相对增多，动物粪便也相对增多，而土壤中的生物数量相对稳定，由于气温变低代谢变缓、繁殖变慢，因而g＜e+f，B错误；
C、春季，分解者分解的能量包括植物和动物流向分解者分解的能量，则g=e+f，C错误；
D、在冬季，动物呼吸作用加强以维持体温，故d值增大，而动物可摄入的有机物量相对减
少，即c值减少，对动物而言c、d、f三者的关系可能是d+f≤c，不可能是d＞c+f，D错误。

故选A。

7．C
【解析】
根据每个营养级的能量流动可知，图中X表示同化量，Y表示呼吸作用消耗的能量，Z表示流向分解者的能量。

X1表示光合作用和化能合成作用，光合作用进行的场所是叶绿体，叶绿体具有双层膜结构，而化能合成作用是在原核生物中进行的，无叶绿体参与，故A错误；当生态系统达到相对稳定时，生产者固定的总CO2量=消费者和分解者呼吸作用释放的CO2总量，故B错误；
X1表示生产者的同化量，X3表示次级消费者的同化量，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%，所以X3=(10%～20%)(10%～20%)X1=1%～4%X1，故C正确；秋季时会有很多残枝败叶，且此时分解者的分解作用较弱，会导致有机物的积累，即Z1、Z2、Z3等过程提供的有机物中的碳大于Z过程释放的CO2中的碳，故D错误。

8．A
【解析】
试题分析：在碳循环过程中，只有生产者能将大气中的二氧化碳转变成有机物进入生物群落，在生物群落内，沿着生物链（网）传递，图1、2中A表示生产者，图3中A代表二氧化碳库，故A错；图1中的C是消费者，能促进物质循环和能量流动，故B正确；群落是指某一地域的所有生物，因此图2中的A、B、D、E能组成生物群落，碳在生物群落内部以有机物的形式传递，故C正确；大气中二氧化碳的来源除了各种生物的呼吸作用，还有化石燃料的燃烧，故D正确。

考点：本题主要考查生态系统的物质循环，意在考查考生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。

9．C
【详解】
沼气池中的微生物能够利用农作物秸秆中有机物存储的能量，说明微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量，A正确；沼气池中的微生物如产甲烷杆菌能将人畜粪便、农作物秸秆中的有机物分解产生甲烷（沼气的成分之一），此时的微生物属于该生态系统的分解者，B正确；沼渣、沼液作为肥料还田，可提高土壤有机质含量和提高土壤肥力或供肥能力，但能量只能单向流动，逐级递减，而不能循环利用，C错误；农作物为人类提供食物，为家畜
提供饲料，产生的秸秆可以用来生产沼气，这种多途径利用农作物的方式，大大提高了生态系统中的能量利用效率，D正确。

故选C。

10． A B、C D 光合作用呼吸作用分解作用三5000 BC
【解析】试题分析：分析图示可知，A为生产者，B为初级消费者，C为次级消费者，D为分解者；图中①为大气中CO2的固定过程，A有残枝败叶，所以①为光合作用，②③④⑤都表示各类生物通过呼吸作用释放CO2的过程；
（1）上图中A是生产者，B、C是消费者，D是分解者。

（2）根据前面的分析可知，①表示光合作用，③表示呼吸作用，⑤表示分解作用。

（3）由图可知，A是生产者，则C生物处于第三营养级，若要使C增加200kg至少需要消费A为200÷20%÷20%=5000kg。

（4）彻底捕杀次级消费者应改为适当捕杀，因为存在着捕食者对于牛羊来说可以淘汰体质弱的个体，有利于物种的繁衍，A错误；大力防治害虫和鼠对植被的破坏，使能量尽可能流向对人类有益的部分，B正确；为了保持生态平衡，防治土壤板结，在对牧草的管理中，不应大量使用化肥，同时进行合理灌溉等，C正确；大量繁殖牛羊应改为适当繁殖，只有合理的利草原才能实现可持续发展，D错误。

【点睛】关键点：C为次级消费者，处于第三营养级，能量在各营养级之间的传递效率为10%-20%，若要使C增加200kg则至少需要消耗A多少，关键词是“至少”，则传递效率要按最大20%计算。

11．CO2有机物光合作用捕食线粒体分解者的分解(分解者的呼吸作用) 4.5×107能量流动热单向逐级递减温室保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率，严格控制化学燃料的燃烧，并提高能源利用率；开发除化学燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，减少CO2的排放量
【解析】
试题分析：图1所示了生物圈中的碳循环，生态系统的组成中生物成分在碳循环中的作用。

图中①是光合作用、②是捕食关系、③是动植物的呼吸作用、④代表分解者的分解作用；绿色植物呼吸和动物的呼吸(过程③)呼出二氧化碳释放到大气中，绿色植物通过光合作用将空气中的二氧化碳和水转变储存能量的有机物并释放出氧气(过程①)。

(1)碳在大气圈中的主要存在形式是CO2，在生物群落中的主要存在形式是含碳有机物。

(2)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示光合作用过程，②表示的是捕食关系，过程
③表示动植物的呼吸作用，主要是在动植物细胞内的线粒体中完成的，④表示的是分解者的
分解作用。

(3)根据图2中的食物关系可知：E是生产者，其余生物是消费者。

E种群中的能量是5.8×109KJ；B种群中的能量为1.3×108KJ，则D和C种群中的能量最少是5.8×109×10%－1.3×108=4.5×108，所以A的能量最少是4.5×108×10%=4.5×107KJ。

(4)物质循环伴随着能量流动，每个营养级的生物体不能利用在代谢中产生的热能，因而使
能量流动具有单向逐级递减的特点。

(5)温室效应主要是因为大气中CO2含量的增多引起的，减缓温室效应的最关键措施是：保
护植被(植树种草)，增加CO2的吸收；减少化石燃料的使用，减少CO2的排放，并提高能源利用率。

【点睛】注意：计算某营养级获得能量最少，需要选择最低的传递效率（10%）进行计算。

12．灭菌土壤微生物30mL(等量)蒸馏水(无菌水) (等量的)斐林试剂水浴加
热颜色变化
【解析】
试题分析：案例Ⅰ的实验目的是“探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)”，自变量是土壤微生物，因变量是落叶的腐烂程度，所以在设计实验时，对照实验的设计是把土壤进行灭菌处理。

案例Ⅱ的实验目的是“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”，变量也是否含有微生物，但是根据案例Ⅱ中的实验步骤来看，消除土壤中微生物的影响不是进行灭菌处理，而是加入等量的无菌水。

让土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原糖在加热的条件下，能够将斐林试剂还原成砖红色。

(1)案例Ⅰ中根据题目表格中的提示：对土壤进行处理的方式是灭菌，目的是排除土壤中的
微生物的影响。

(2)A烧杯和B烧杯进行对照，目的也是排除土壤中微生物的影响，根据题目中加入等量的
溶液，所以在B烧杯中应该加入等量的无菌水。

土壤中的微生物将淀粉水解后，生成的糖
具有还原性，能够将斐林试剂还原成砖红色的氧化亚铜，而淀粉就不具有还原性，还原糖和斐林试剂在反应时需进行水浴加热。

【点睛】分析解决实验题的关键是要抓住实验目的，分清自变量和因变量，同时注意控制无关变量干扰实验结果，严格按照实验设计的对照性原则和单一变量原则，完善实验步骤，预测实验结果，得出对应的实验结论。