生态系统的物质循环

第三章第3节生态系统的物质循环

一、单选题

1.下图为某生态系统的物质循环和能量流动简图。A表示生产者，B、C表示消费者，D表示分解者，能

量①和④表示热能。结合简图判断，下列叙述错误的是（）

大

气

中

co;

大气中CO2

A.能量流动是指太阳能经A输入，经B、C、D传递、转化和散失

B.能量在流动过程中逐级递减的原因之一是由于能量通过呼吸作用以①④的形式散失

C.碳以CO2的形式进出群落，以有机物的形式在群落中传递

D.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动

【答案】A

【分析】1、输入生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和有机物输入的化学能。

2、某■个营养级（最高营养级除外）能量的去向包括：自身呼吸作用消耗、流入下••个营养级、被分解者

分解利用和未被利用；由此可见，未利用的能量是指未被各营养级生物自身呼吸作用消耗，也未被后一个

营养级和分解者所利用的能量。

【详解】A、能量流动是指太阳能经A输入，即经光合作用把光能转化为有机物中的化学能，在A中也伴

随着能量的转化和散失，能量经B、C、D的传递、转化和散失，完成能量的流动，A错误；

B、能量在流动过程中逐级递减的原因之一是每个营养级都会发生呼吸作用，在此过程中，能量以热能的形

式散失，①④表示热能，B正确；

C、碳以CO?的形式通过光合作用进入群落，再以有机物的形式在群落中传递，最后以C02的形式返回无

机环境，C正确；

D、物质是能量的我体，使能量以有机物中的化学能的形式沿着食物链（网）流动，能量是物质循环的动力,

推动物质在生物群落和无机环境之间循环往复，D正确。

故选Ao

2.为了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”（一种除草剂）进行实验：取

等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是（）

①何a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间

②检测“敌草隆”的消失情况，预计a中的“敌草隆”含量不变，b中的全部消失

③只用砂土，实验效果不如用几种典型土壤混合后的好

④各再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同

A.①B.@@C.①③D.①③④

【答案】C

【分析】1、生物实验中的变量：实验过程中可以变化的因素称为变量：自变量：想研究且可人为改变的变量称为自变量：因

变量：随着自变量的变化而变化的变量称为因变量：无关变量：在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，

能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

2、分析题干可知，本题是通过实验探冗上壤微生物能否分解农药，a组高压灭菌，没有微生物，b组不灭菌，存在土壤微生

物，所以a组为实验组，b组为对照组,

【详解】①本实验的自变量是有无土壤微生物，而“敌草隆”的使用量和培养条件是无关变量，无关变量应保持一致且适宜，

所以应向a、b中喷入等量“敌草隆”，再置于同•恒温箱中培养相同时间，①正确；

②a组土壤经过高压灭菌，不含微生物，不能将“敌草:隆”分解，预计a中的“敌草隆”含量基本不变，b组不灭菌，存在土壤微

生物，可能将“敌草隆”分解，预计b中的“敌草隆”含量减少，但不会全部消失，②错误；

③不同十壤中微生物的种类和数量不同，只用砂十实验效果不如几种典型十雄混合后的好，③正确：

④本实验是探究土壤中的微生物是否对农药“敌草隆”具有分解作用，若不喷入“敌草隆”，则不能得出结论，④错误。

综上，①③正确。

故选C。

3.生物富集的效率可以用生物富集系数（bio-concentrationfactor,BCF）进行量化，计算公式如下：BCF=

生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，以下有关叙述错误的是（）

A.生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的

B.生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响

C.BCF数值越大，说明该物质越容易在生物体内分解

D.污染物沿着营养级传递过程中，其浓度在较高营养级中不一定增大

【答案】C

【分析】分析题意：生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度反映生物富集的效率，生物体中某种

物质的浓度/环境中同种物质的浓度比值越高，说明相关物质越不容易在生物体内分解。

【详解】A、食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道，可知生物富集的过程一般是沿着食物链和食物

网诳行的，A正确：

B、根据生物富集的特点可知，生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响，B正确；

C、生物富集系数的计算公式为生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，生物富集系数数值越大,

说明该物质越难在生物体内分解，从而不断富集，C错误；

D、污染物沿着营养级传递过程中，其浓度在较高营养级中不一定增大，与生物的捕食特性、污染物的性质

有美，D正确。

故选C。

4.物质循环属于生态系统的功能之一，下列与物质循环相关的叙述中，正确的是（）

A.在生态系统的氮循环中起重要作用的生物是微生物

B.在生物群落内，碳以碳水化合物的形式存在

C.乳酸菌可将有机碳分解为无机碳

D.碳在大气圈内的主要存在形式是二氧化碳，其循环与氮循环不同，具有全球性

【答案】A

【分析】碳循环全过程是在生物圈中进行，碳元素以光合作作或化能合成作用进入生物群落，生物群落中

的碳元素通过呼吸作用、分解作用或燃烧回归到无机环境。

【详解】A、在生态系统的氮循环中起重要作用的生物是微生物（硝化细菌、固氮微生物），A正确；

B、在生物群落内，碳以有机物（主要是碳水化合物）或碳酸盐的形式存在，B错误：

C、乳酸菌只能进行无氧呼吸，产物只有乳酸，没有二氧化碳，所以乳酸菌不能将有机碳分解为无机碳，C

错误；

D、碳在大气圈内的主要存在形式是二氧化碳，碳循环与氮循环等物质循环都具有全球性，D错误。

故选Ao

5.下列有关生态系统物质循环的叙述，错误的是（）

A.沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用

B.化石燃料的大晟燃烧是造成温室效应的主要原因

C.碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分间一般是

单向的

D.用秸秆发酵产生的工业酒精燃烧会产生大量二氧化碳，所以不能作为缓解温室效应的清洁能源

【答案】D

【分析】温室效应的原因：温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石汕和天然气，这些燃料

燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。

【详解】A、沼渣、沼液作为肥料还田，使物质多级利用，并能够循环利用，A正确；

B、化石燃料的大量燃烧使空气中二氧化碳浓度增大，是造成温室效应的主要原因，B正确：

C、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，其他成分间都

是单向的，即生产者传递给消费者，生产者和消费者传递给分解者，C正确；

D、清洁能源是指燃烧时不产生对人体和环境有害的物质，或有害物质十分微量，工业酒精燃烧只会产生少

量的二氧化碳，属于清洁能源，D错误。

故选D。

6.我国农业谚语和古代诗词中蕴藏着丰富的生态学知识，下列相关叙述错误的是（）

A.“种田无它巧，粪是庄稼宝”，农家肥中的物质和能量可被农作物循环利用

B.“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，生命活动的正常进行离不开信息的作用

C.“捕蛾一个，增产一算“，调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分

D.“牛马草场不足，山羊草场有余”，需适度放牧

【答案】A

【分析】生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再

依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。能量在流动过程中逐级递减。输入到•个营养

级的能量不可能百分之百地流入卜一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。

【详解】A、农家肥中的物质可以循环利用，而能量是不循环的，A错误：

B、“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，强调温度等物理信息对生命活动的影响，B正确；

C、“捕蛾”调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，C正确；

D、“牛马草场不足”是指牛马大型动物食用草过多超过了草自身的更新速度，超过草原生态系统的自我调节

能力，恢复原状需要漫长时间，由此可知需适度放牧，D正确。

故选Ao

7.在生态系统中，物质循环和水循环的关系密不可分。水循环是物质循环的基础，在水循环的推动下，才

实现了物质在各生态系统成分之间的转移。下列相关叙述正确的是（）

A.物质循环和水循环均以分子形式完成在生物群落与无机环境间的循环

B.物质循环过程中物质进入和离开生态系统的过程与水循环完全相同

C.物质循环具有富集作用，沿着食物链的延长各物质在生物体内的积累增加

D.如果人类过多干扰物质循环的某个环节，就会造成环境污染甚至生态失衡

【答案】D

【分析】生物富集：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或疑以降解的化合物，使其在机体内浓度超过

环境浓度的现象，称为生物富集。由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,

因此，这种现象也是全球性的。

【详解】A、物质循环是指元素的循环，水循环以分子的形式循环，循环的形式不同，A错误：

B、物质循环过程中物质进入和离开生态系统的过程与水循环不完全相同，如水可以通过蒸腾作用进入无机

环境中，B错误；

C、具有富集作用的物质是难分解的有机物或者重金属离子，不是所有物质都会沿着食物链的延长而积累，

C错误；

D、如果人类过多干扰物质循环的某个环节，就会影响循环过程中物质的来源或去路，当两者的量差异很大

时就会造成环境污染甚至生态失衡，如温室效应、酸雨等，D正确。

故选D。

8.“碳中和”是指排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消。“碳循环”是实现“碳中和”

的科学路径之一。下列有关生态系统中的“碳循环”说法错误的是（）

A.碳循环是指CCh在生物群落和非生物环境间的循环过程

B.化石燃料的燃烧使C02的全球平衡受到严重干扰

C.与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和细胞呼吸等

D.植树造林、采用低碳等生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡

【答案】A

【分析】I、全球环境问题也称国际环境问题或者地球环境问题，指超越主权国国界和管辖范围的全球性的

环境污染和生态平衡破坏问题。主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、

海洋污染和生物多样性锐减等。

2、碳中和是在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消

自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。

【详解】A、碳在群落和无机环境之间主要以CO』的形式循环，而碳循环是指C元素在生物群落和无机环

境间往复循环的过程，A错误；

B、化石燃料的燃烧使CO?的全球平衡被打破，从而引起温室效应，是生产、生活受到严重干扰，B正确；

C、在碳循环过程中，通过光合作用、化能合成作用实现了碳元素进入生物群落的过程，而通过细胞呼吸可

以使碳元素从生物群落返回到无机环境，因此，与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和细

胞呼吸等，C正确：

D、植树造林、采用低碳等生活方式可缓解温室效应，有助于维持生物圈中碳循环的平衡，D正确。

故选Ao

9.下列古诗句中体现生态系统物质循环功能的是（）

A.有心栽花花不开，无意插柳柳成荫B.落红不是无情物，化作春泥更护花

C.竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知D.人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开

【答案】B

【分析】生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体。生态系统的组成包括非生物部分和生

物部分。

【详解】在自然界中动物、植物的遗体、遗物不会一直保留着，因为大量的腐生细菌、真菌等会把动物、

植物的遗体遗物分解成二氧化碳、水和无机盐等，归还土壤，供植物重新利用，可见它们作为分解者促进

了自然界中的物质循环。如题中叙述的把“落红”化作"春泥”，其原因就是被土壤中的腐生细菌等微生物给分

解掉了。故“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现生态系统物质循环。

故选B。

10.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列错误的是（）

A.能量流动和物质循环在生态系统中相依相伴进行

B.图中②可表示热能，⑤既能表示能量流动也能表示物质循环

C.不易被分解的有害物质沿③，④传递会表现出生物富集作用

D.若图中物质循环表示氮循环，则氮在③④过程的传递形式主要为含氮有机物

【答案】B

【分析】①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能，②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量,

③④表示捕食关系以及能量流动的方向，⑤表示消费者、分解者通过呼吸作用产生的二氧化碳被生产者利

用。

【详解】A、能量流动和物质循环可借助牛.物之间的取食过程（如捕食关系）相依相伴进行，能量流动是物

质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，A正确；

B、图中②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量，⑤表示消费者、分解者通过呼吸作用产生的二

氧化碳被生产者利用，能后流动是单向的，故只能表示物质循环，B错误；

C、③④表示捕食关系以及能量流动的方向，不易被分解的有害物质沿③、④传递会表现出生物富集作用，

营养级越高，有害物质积累越多，C正确；

D、若图中物质循环表示氮循环，则氮在生物群落中的传递形式主要为含氮有机物，D正确。

故选B。

11.如皋某中学生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤为实验材粒，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作

用。土壤的处理情况见下表，将处理后的土壤与落叶混合进行实验。相关叙述错误的是（）

1组2组3组4组

灭菌不灭菌灭菌不灭菌

JL壤处理

湿润湿润较干燥较干燥

A.每组的落叶量以及实验温度需相同B.实验所需落叶也应进行灭菌处理

C.该实验设计没有遵循单一变量原则D.预期第2组中落叶分解程度最高

【答案】C

【分析】单一变量原则即控制唯一变量血排除其他因素的干扰从血验i止唯一变量的作用。实验变量是指在

实验中会发生变化的相关量，在实验中若有多个变化量，就要采用控制变量法来进行实验观察，总结规律。

【详解】A、研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，土壤的处理方式属于自变量，每组的落叶晟和温度

为无关变量，必须控制相同，A正确；

B、为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶（可能存在微生物）也应进行灭菌处理，B正确；

C、该实验的变量有两个，分别是灭菌与否及土壤的干燥程度，在湿润条件下1、2形成对照，在干燥条件

下3、4形成对照，所以1、3分别是两组对照实验的对照组，该实验遵循单一变量原则，C错误；

D、预期结果是1、3组的落叶不被分解（灭菌后，没有微生物），2、4组中的落叶被不同程度的分解，由

于2组湿润，因此分解程度最高，D正确。

故选C。

12.下列关于生态系统的物质循环的说法，正确的是（）

A.非生物环境中的氮元素无法被生物群落反复利用

B.各种化合物在生物群落与非生物环境之间可以往复循环

C.碳元素在非生物环境和生物群落之间主要以碳酸盐的形式循环

D.减少化石燃料的燃烧和植树造林可有效缓解温室效应

【答案】D

【分析】物质循环指的是组成生物体的C、H、0、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落,

又从生物群落到无机环境的循环过程；物质循环具有全球性、循环性的特点。

【洋解】A、在物质循环过程中，无机环境中物质的循环具有全球性，所以无机环境中的氮元素可以被生物

群落反复利用，A错误；

B、生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种化学元素在生物群落与无机环境之间往匏循环，而不是各

种化合物，B错误；

C、碳元素在无机环境和生物群落之间主要以二氧化碳的形式循环，C错误；

D、控制温室效应就是减少空气中二氧化碳的含量，减少化石燃料的燃烧和植树造林可有效缓辞温室效应，

D正确。

故选D。

13.下列关于生态系统的物质循环的叙述，俏送的是（）

A.消费者能够加快生态系统的物质循环

B.缺少分解者则生态系统的物质循环不能正常进行

C.非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用

D.从能量流动和物质循环的角度来看，生态系统是一个自给自足的系统

【答案】D

【分析】生态系统包括生物成分和非生物成分，牛.物成分包括生产者、消费者、分解者。生产者是指绿色

植物，能利用光能，通过叶绿体，制造有机物：消费者是指各种动物，不能自己制造有机物，只能直接或

间接地以植物为食；分解者是指生物圈中靠分解动植物的尸体或是粪便为食的细菌和真菌。

【详解】A、消费者是生态系统中最活跃的成分，能够加快生态系统的物质循环，A正确；

B、分解者能把动、植物残体中复杂的有机物，分解成简单的无机物，释放在环境中，供生产者再一次利用，

如果缺少分解者则生态系统的物质循环不能正常进行，B正确；

C、物质循环指的是各种化学元素在生物群落与非生物环境之间往复循环，非生物环境中的物质可以通过多

种途径被生物群落反复利用，C正确；

D、绝大部分情况下，生态系统中所有的能量都最终来源于太阳能，因此能量显然不能是自给自足，D错误。

故选Do

二、非选择题

14.下图为氮循环示意图。据图回答下列问题:

（1）氮是构成和两类最重要的生物大分子的主要元素之一。

（2）据图分析，最重要的固氮途径是,腺陋发挥作用的途径是______（填序号），能把无机物合成有机

物的过程有绿色植物和（填序号）过程。

（3）在自然生态系统中，一方面通过各种固氮作用使氮可以被生物所利用，另一方面又通过______作用使氮

不断重返大气，从而使氮的循环处于一种平衡状态。

（4）如果氮循环平衡破坏，会导致生态环境问题日益突出，请举例：°（至少写出两点）

【答案】（1）蛋白质核酸

⑵生物固氮②③

（3）反硝化

（4）全球各地普降酸雨、水体污染（或富营养化）

【分析】氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经微

生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无

穷。构成陆地生态系统氮循环的主要环节是；生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用

和固氮作用。

【详解】（1）蛋白质和核酸是细胞内的大分子，蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成

是C、H、0、N、P,两者都含有N。

（2）结合图示可知，最重要的固闻途径是生物固氮，是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程；W

酶是一种催化尿素水解成氨和二氧化碳的酶，发挥作用的途径是图中的②；绿色植物能把C0：通过光合作

用转变为糖类等有机物，③为硝化作用，是指叁基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细

菌的作用转化为硝酸的过程，该过程中释放的能量可以把无机物（CO2）转变为有机物。

（3）反硝化作用，是指在厌氧条件下，微生物将硝酸盐及亚硝酸盐还原为气态氮化物和氮气的过程，是活

性氮以氮气形式返回大气的主要生物过程。

（4）如果氮循环平衡破坏，会导致全球各地普降酸雨（主要为硫酸和硝酸）、水体污染（或富营养化），富

营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。

15.我国公布了国内的碳中和计划。在2030年之前实现碳达峰，在2060年之前实现碳中和这一目标。按

照整体部署、系统推进、分类施策、重点突破的原则，加快构建碳达峰、碳中和力+N”政策体系，深入推进

二氧化碳排放达峰行动，推动经济社会发展建立在资源高效利用和绿色低碳发展的基础之上，加快实现生

产和生活方式绿色变革，推动2030年前全国碳达峰FI标如期实现。下图是我国的碳的迁移变化图，结合相

关知识，回答下列问题:

大气圈

60

陆地植物8

AC光合作用呼吸作用化石燃料燃烧

土壤微生物\陆地）

呼吸作用［植被；90

海洋植

与分解作用0.990

植被破坏2海洋植