高考生物二轮专题突破总复习 第九单元第31讲 能量流动和物质循环、生态系统的稳态及其调节随堂高考（含解析） 新人教版

2013年高考生物二轮专题突破总复习第九单元第31讲能量流动和物质循环、生态系统的稳态及其调节随堂高考（含解析）新人教版1．(2011·高考海南卷)关于生态系统的叙述，正确的是(　　)A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小解析：选A。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%，故A正确；生态系统的信息传递能够调节种间关系，以维持生态系统的稳定性，不可能只对捕食者有利；生态系统的食物链中营养级的高低与体型大小没有必然联系。2．(2011·高考福建卷)下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用右下图表示的是(　　)解析：选A。依据题干中提供的信息逐项分析：若甲为消费者，其呼吸作用产生的CO2释放到CO2库，CO2库中的CO2又可以通过生产者(丙)的光合作用固定到有机物中，消费者通过摄食，碳元素又可进入消费者，故A正确；若甲为血浆，根据题意中的箭头指向分析乙不可能为淋巴，故B错；若图表示生态系统的能量流向，分解者(丙)中的能量不可能被消费者(乙)利用，故C错；若图表示甲状腺激素分泌的分级调节，乙应该为垂体，丙为甲状腺，故D错。3．(2010·高考江苏卷)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是(　　)A．多吃肉食会增加心血管病的发病率B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平解析：选C。“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食，其生态学原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。4．(2010·高考山东卷)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是(　　)A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值8\nD．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物解析：选C。④/③的含义是有机物积累量/同化量，在同化量相同的情况下，由于恒温动物要维持自身的体温，所以其体内积累的有机物要少于变温动物，所以恒温动物的④/③值一般低于变温动物；③/①表示同化量/获取量，而不是能量传递率，能量传递率是后一营养级的同化量与前一营养级的同化量的比值；③/②表示同化量/食入量，圈养动物一般要求短时间内长大，例如养猪，育肥速度越快越好，同化量高就意味着长得快，这个比值高意味着用同样的饲料能够让圈养的动物长得更多；食草动物的食物中含有大量纤维素，纤维素绝大部分不能被同化，食肉动物的食物中，营养物质主要是蛋白质、脂肪等，绝大部分都可以被同化，即食肉哺乳动物的③/②值要高于食草动物。5．(2009·高考重庆卷)如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是(　　)A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等B．生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用D．流经该生态系统的物质和能量可循环利用解析：选B。分析题图，h为各生物呼吸消耗的有机物、i为流向下一营养级的有机物、k为各营养级的遗体或残枝落叶。生产者固定太阳能合成的有机物中储存的能量是流经该生态系统的总能量，故进入该生态系统的CO2量必然大于各营养级的呼吸作用释放的CO2量；流向分解者的遗体或残枝落叶中的有机物需要被分解者分解为CO2才能被生产者吸收利用；生态系统的能量流动特点是单向流动，逐级递减，不可循环。6．(2011·高考山东卷)6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明，共享绿色未来”，草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如下图所示。(1)图中食物网较简单，因此，该草原生态系统的______能力较差，其________稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外，该生态系统的生物组成成分还应有________才能保证其物质循环的正常进行。(2)如果图中草能提供10000kJ的能量，营养级间的能量传递效率为10%～20%，那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是________kJ和________kJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会________。若外来生物入侵该区，则会导致该草原的________锐减或丧失。(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是________和竞争。若某年兔种群的K值为1000只，且1只兔和4只鼠消耗的草量相等，其他条件不变的情况下，次年鼠的数量增加400只，则兔种群的K值变为________只。用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时，若部分标记个体迁出，则导致调查结果________(填“偏高”或“偏低”)。8\n(4)草原干旱时，兔摄取水分减少，体内细胞外液渗透压________，引起________渗透压感受器兴奋，增加抗利尿激素的释放，进而引起________对水的重吸收增加，减少排尿量，以保持体内水平衡。解析：(1)抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力。生态系统的自我调节能力有大有小，因此，抵抗力稳定性有高有低。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生物成分(生产者、消费者和分解者)，图中的生物组成成分缺少了分解者。(2)据图分析，鹰所在的食物链有三条，分别占据着第三营养级和第四营养级，它所获得的能量最低值要按照最长食物链(草→鼠→蛇→鹰)、最低能量传递效率(10%)来计算，即10000×10%×10%×10%＝10kJ；它所获得的能量最高值要按照最短食物链(草→鼠或兔→鹰)、最高能量传递效率(20%)来计算，即10000×20%×20%＝400kJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则兔的数量不变，而鼠的数量增多，去除蛇后，因为鹰的食物来源还有兔和鼠，且通过更短的食物链获得鼠的能量，故鹰的数量增多；若外来物种入侵到当地生态系统，外来物种会以当地物种为食物，或与当地物种竞争食物、空间等资源，会使当地生物多样性锐减甚至丧失。(3)图中兔与草、狐、鹰形成捕食关系，与鼠形成竞争关系，两种种间关系都影响到兔种群的数量变化；兔和鼠都以草为食，鼠的数量增加势必影响兔种群的繁殖，增加的400只鼠争夺了100只兔的食物，所以兔种群的K值是1000－100＝900只。标志重捕法是根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例来估计种群密度。其计算公式是M/N＝m/n(其中N表示种群内个体总数；M表示第一次捕捉到并标记个体数；n表示第二次捕捉数；m表示第二次捕捉个体中标记数)，则N＝Mn/m，若部分标记个体迁出，即m值偏小，N值会偏高。(4)动物机体缺水时体内细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑内的渗透压感受器产生兴奋，兴奋经反射弧传导到垂体，促进抗利尿激素的释放。抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿的排放，以保持体内水分平衡。答案：(1)自我调节(或反馈调节、负反馈调节)　抵抗力　分解者(2)10　400　增加　生物多样性(或物种多样性)(3)捕食　900　偏高(4)升高　下丘脑　肾小管和集合管1．如图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是(　　)A．生态系统的能量流动是循环进行的B．能量在沿食物链流动时逐级递减C．次级消费者属于第二营养级D．图中①代表呼吸作用所消耗的能量解析：选B。生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中①代表流向分解者的能量。2．如图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况。图中箭头表示能量流动的方向，单位为kJ/(m2·a)。下列说法错误的是(　　)A．此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量B．辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用8\nC．每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性解析：选A。考查能量流动的特点和去向等有关知识。A中有一部分能量进入无机环境，所以选项A错；被生产者利用的能量：(1500000－1485000)/1500000×100%＝1%，故B项正确；每个营养级固定的能量大部分用于自身的呼吸及被分解者利用，小部分进入下一个营养级，故C项正确。在生态系统中，能量流动是单向、逐级递减的，故D项正确。3．如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中各数字序号表达的含义分别为：①生产者呼吸释放量；②分解者呼吸释放量；③消费者呼吸释放量；④生产者光合作用消耗总量。下列有关叙述正确的是(　　)A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示B．②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多C．消费者同化作用的大小可用③表示D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等解析：选A。流经该农田生态系统的总能量就是生产者所固定的全部太阳能，④表示生产者光合作用消耗总量，即生产者总的光合作用的情况，故流经该农田生态系统的总能量可用④表示；有机肥料必须经过分解者的分解作用变成无机物，才能被生产者利用，故②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少；消费者同化作用的大小大于消费者呼吸释放量，故消费者同化作用的大小不能用③表示；该农田生态系统一年中CO2的释放量应小于消耗量。4．如图表示某水生生态系统的能量金字塔，下列叙述中正确的是(　　)A．此水生生态系统的能量传递效率不足10%B．该生态系统的全部食肉动物构成一个种群C．该生态系统的浮游生物、食草动物、食肉动物构成群落D．该生态系统能量流动和物质循环彼此独立解析：选A。此水生生态系统中全部的食肉动物包括多个物种，不能组成一个种群；群落应包括生态系统中全部的生物；该系统的能量由第一到第二、第二到第三营养级传递效率分别为6.8%、8%；生态系统的物质是能量的载体，而能量则是物质循环的动力，二者不可分割。5．如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为(　　)A．80g　　　　　　　　B．900gC．800gD．600g解析：选B。依图中食物关系分析，猫头鹰处于第三、四营养级。在食物链中，猫头鹰属第三营养级，可把此食物链简化为一条，即植物→鼠(兔)猫头鹰，最少消耗植物20g×÷20%÷20%＝400g。另一食物链“植物→鼠→蛇8\n猫头鹰”中，猫头鹰属第四营养级，最少消耗植物20g×÷20%÷20%÷20%＝500g，所以最少需要消耗植物900g。6．下列有关碳循环的叙述正确的是(　　)A．光合作用是CO2进入生物群落的唯一途径B．动物细胞的厌氧呼吸是大气CO2产生的途径之一C．没有分解者，碳循环仍可保持平衡状态D．初级消费者通过消化系统摄入生产者合成的含碳有机物解析：选D。考查生态系统中的碳循环。在碳循环过程中，CO2通过光合作用和化能合成作用进入生物群落；动物细胞只能通过需氧呼吸产生CO2进入大气；分解者的分解是大气中CO2的主要来源，可保持碳循环的平衡状态。7．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．①　　　　　　　　　　B．②C．③D．⑤解析：选D。根据①与③之间的双向箭头及①有三个箭头指出可判断：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：⑤是分解者。8．如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是(　　)A．图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落B．图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸C．缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行D．由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量解析：选D。甲、丁分别表示生产者、分解者，乙、丙表示消费者。图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落；c、d分别表示乙、丙同化的能量，b表示生产者的呼吸量；缺少丁类生物，物质循环将不能正常进行；乙同化的能量中有大部分通过呼吸作用散失，只有少部分用于乙的生长、发育、繁殖。9．某池塘演变早期，藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类数量减少，接着又引起水蚤减少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是(　　)A．早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节C．早期、后期均属于负反馈调节D．早期、后期均属于正反馈调节解析：选B。负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化，题干中所述的后期属于正反馈调节。10．下列调节过程属于负反馈调节作用的是(多选)(　　)A．人体血糖浓度上升引起胰高血糖素分泌减少B．大量猎杀草原食肉动物，导致食草动物的数量上升8\nC．寒冷时人体甲状腺激素和肾上腺激素分泌会增加D．湖泊受污染后鱼类数量减少，鱼体死亡腐烂进一步加重污染解析：选AB。血糖浓度上升使胰高血糖素分泌减少，抑制血糖浓度继续上升；杀死食肉动物使食草动物数量上升，从而抑制食草动物的继续减少；寒冷使甲状腺激素和肾上腺素分泌增加，产热增多，但产热增多不会影响两种激素的分泌量变化；污染使鱼体死亡，鱼体死亡不会抑制污染程度，而会使污染更严重，这属于正反馈调节。11．假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中(　　)A．水稻害虫密度将下降B．能量流动的营养级数减少C．水稻固定的太阳能增加D．物种多样性上升解析：选C。将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中营养结构趋向简单，稳定性降低，物种多样性下降。水稻能获得更多的营养和光照，固定的太阳能增加。12．如图表示粮桑渔畜生态农业系统的基本模式。根据图示判断，下列说法错误的是(　　)A．沼气池的建立既充分利用有机物，又防止了环境污染B．该模式提高了能量的传递效率C．该生态系统实现了物质和能量的多级利用D．上述生态农业系统通过改善生态系统的结构改善了生态系统功能解析：选B。该生态农业模式把物质和能量进行多级利用，通过改善流通环节提高了利用率，同时又防止污染环境，但该系统中并没有增加能量流动的环节和传递效率，只是使物质“废物资源化”。13．图1是某生态系统的碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内的各生物成分，1、2、3、4、5表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。请分析回答：图1　　　　　　　　　　　　图2(1)在图1中，C、B分别属于____________。碳元素在生物群落内部传递是沿______实现的。(2)图1中表示呼吸作用过程的是______(填序号)。A、C、D为B提供________________。(3)若图1中的C产生60mol氧气，则流入D的能量一般不超过相当于______mol葡萄糖的能量。如果A发生瘟疫，D发生的变化是________________。(4)在图2的食物链中，②/①的比值代表______(生物之间)的能量传递效率，③和④分别属于____________(生物)的同化量的一部分。解析：(1)大气中的CO2通过绿色植物的光合作用进入生物群落，生产者、消费者、分解者通过呼吸作用把CO2释放到大气中，因此C属于生产者，A、D属于消费者，B属于分解者。(2)1的生理过程是光合作用，2、3、4、5表示的生理过程是呼吸作用。A、C、D为B提供物质和能量。(3)图1表示的食物链是：C→D→A，C产生60mol氧气，产生的葡萄糖为10mol，因此流入D的能量一般不超过相当于10×20%＝2mol葡萄糖的能量。A如果发生瘟疫，D的数量应该先增加，然后减少，最后稳定。(4)①为兔的同化量，②为狼的同化量，所以②/①的比值代表兔流入狼的能量传递效率；③表示的能量存在于兔的粪便中，而粪便主要是草未被兔消化的残渣，故③为草的同8\n化量的一部分；④表示的能量存在于兔的遗体残骸中，故④为兔的同化量的一部分。答案：(1)生产者、分解者　食物链(2)2、3、4、5　物质和能量(3)2　数量先增加后减少最后稳定(4)兔→狼　草和兔14．气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。时期碳吸收量(kgC·a－1)碳释放量(kgC·a－1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014(1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。(2)表中__________时期的生态系统处于稳定状态，原因是________________________________________________________________________。(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的________，导致大气中________增加并引起全球气候变化。(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的______阶段；又如经改造的蓝细菌能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。解析：本题主要考查生态系统碳循环与气候变化的相关知识，如：光合作用、呼吸作用、温室效应以及生态系统的稳定性等知识。(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，CO2的吸收主要依靠光合作用实现，其次还有化能合成作用；CO2的释放主要依靠呼吸作用实现，其次还有化石燃料的燃烧。(2)表中A时期碳吸收量等于碳释放量，生态系统维持稳定，而B时期碳吸收量小于碳释放量，生态系统的稳定性遭到破坏。(3)过度的人工碳排放超过了生态系统的自我调节能力，生态系统的稳定性遭到破坏。CO2排放的增加导致温室效应，引起全球气候变化。(4)光合作用的光反应阶段发生在类囊体中，光合作用的产物是有机物和氧气，其中有机物(葡萄糖)可作为发酵的直接原料。答案：(1)光合　呼吸　(2)A　碳的释放量等于碳的吸收量　(3)碳平衡　CO2浓度　(4)光反应　有机物15．请回答下列有关生态系统的问题：(1)某生物小组为验证生态系统各种成分的重要性和不可缺少性，进行了如下实验设计：取同样形状、同样体积的锥形瓶三个，分别标记为1、2、3号，均加等量的水，3号加少许河泥，再在1、2、3号中加入数量相同生长发育状况相似的金鱼，2、3号中加入等量的金鱼藻，均用橡皮塞塞紧，然后放在阳光下。记录并统计，结果如下表所示：瓶号1号瓶2号瓶3号瓶瓶中金鱼平均生存的时间(周)31125①2号和3号锥形瓶相比较，2号锥形瓶中的金鱼平均存活时间较短，主要说明________是生态系统成分中不可缺少的。②________两个锥形瓶的实验结果相比较，说明生产者是生态系统成分中不可缺少的。③该实验的无关变量为________(最少答出两项)。(2)请继续设计实验探究阳光对生态系统的影响。方法步骤：第一步：取同样形状同样体积的第4号锥形瓶，第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：观察记录________________________________________________________________________。(3)推测最可能的实验结果：________________________________________________________________________。8\n解析：本题通过设计生态瓶考查对生态瓶原理的理解能力和实际操作能力。(1)①生态系统的主要成分包括四部分：非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。2号瓶与3号瓶条件的差异是2号没有河泥，而河泥可提供分解者，2号与3号瓶相比，瓶中金鱼存活时间比较短，说明了分解者是不可缺少的。②验证实验也要求单一变量原则，1号与2号瓶相比，前者没有生产者金鱼藻，两个实验现象的差异是后者金鱼存活时间明显长，说明生产者是生态系统必不可少的成分。③实验变量可分为三类：自变量、因变量、无关变量(指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量)，分析此实验的无关变量有很多，水(种类、量、温度)、金鱼(种类、数目、生理状况)、生态瓶(大小、颜色、密封性等)、观察者(观察时间、判断结果的标准)、光(性质、强度、时间、周期)等。(2)第一步：当实验需探究阳光这个自变量时，则可设置光照强度或光照时间或光照周期为自变量，如只要求设置一个对照实验，则一组有光照、另一组无光照。3号瓶有植物，在光下，则4号瓶应无光照(黑暗)，其他条件与3号完全相同。(3)由于4号瓶无光照，植物不仅不能为金鱼提供氧气，且自身也要呼吸消耗氧气，所以瓶内金鱼因缺乏氧气，平均生存时间肯定比第3号锥形瓶的金鱼要短得多。当无关变量有许多种时，可通过分类进行分析，这样可以比较全面的得出结果，并且也有利于记忆。答案：(1)①分解者　②1号和2号　③温度，金鱼的数目，金鱼藻的数目等(2)第一步：3第二步：第4号锥形瓶作遮光处理第三步：各瓶金鱼的存活时间，计算平均值(3)第4号锥形瓶中金鱼平均生存的时间比第3号锥形瓶的短8