【步步高】2022届高考生物一轮集训真题与练出高分9.34生态系统的能量流动和物质循环新人教版题组一 生态系统的能量流动1．(2022·海南卷，19)下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是( )A．甲是生产者，乙是消费者B．该生态系统是一个开放的系统C．能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出D．甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量答案 D解析 根据题中简图可知，甲能够固定太阳能，为生产者，乙从甲获取能量，为消费者，A正确；该生态系统需要从外界获得能量，同时能量也可以扩散到外界，是一个开放的生态系统，B正确；能量通过光合作用固定并进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，C正确；输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量，D不正确。2．(2022·山东卷，6)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D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物答案 C解析 恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，④/③值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%～20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率表示为③/(①＋未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高③/②值，这样才能促使有机物积累；食肉哺乳动物与食草哺乳动物的③/②值无法比较。3．(2022·江苏卷，11)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9\n答案 C解析 从食物链中的能量流动特点来看，营养级越高，在能量流动过程中损失的能量越多。多吃素食，是将人放在初级消费者的层次上，只经过一次能量传递，这样人获得的能量最多，消耗的粮食总量最少。题组二 物质循环与能量流动的综合4．(2022·重庆卷，5)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i的量大于被初级消费者同化有机物的量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答案 B解析 进入该生态系统的CO2量应该包括各h产生的CO2总量和未利用部分的总和，A项错误；能量流动是逐级递减的，所以生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量，B项正确；能量流动是单向的，所以流向分解者的k不能被生产者直接吸收利用，C、D项错误。5．(2022·安徽卷，30Ⅱ)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。植物田鼠鼬固定的太阳能摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量2.45×10111.05×1097.50×1087.15×1082.44×1072.25×1072.18×107(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是______。(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是________只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果__________。(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量只有3%～5%用于____________________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够__________________________________，维持生态系统的稳定。答案 (1)3% (2)80 偏高 (3)生长、发育、繁殖等生命活动 (4)调节生物的种间关系9\n解析 (1)田鼠的同化量是7.50×108J/(hm2·a)，鼬的同化量是2.25×107J/(hm2·a)，故能量传递效率为(2.25×107)/(7.50×108)×100%＝3%。(2)设1hm2的范围内种群数量为M，则40/M＝15/30，M＝80。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。(3)某一营养级的能量，一部分用于呼吸作用(细胞呼吸)，一部分用于自身的生长、发育和繁殖。田鼠和鼬都属于恒温动物，进行呼吸作用用于维持体温需消耗大量能量，还有部分能量用于自身的生长、发育和繁殖。(4)由题意知，通过信息传递，鼬和田鼠的数量基本稳定，可见信息传递可调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。6．(2022·广东卷，26)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；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。答案 (1)光合 呼吸 (2)A 碳的吸收量等于碳的释放量 (3)碳平衡 CO2浓度 (4)光反应 有机物解析 (1)光合作用吸收CO2，呼吸作用释放CO2，生态系统中的碳循环主要是通过光合作用和呼吸作用实现的。(2)生态系统中的碳吸收量等于碳释放量时，说明该生态系统处于相对稳定状态。(3)过度的人工碳排放使得碳释放量大大超过碳吸收量，从而破坏了生态系统的稳定性。向大气中排放大量的CO2会引起温室效应，导致全球气候变化。(4)光合作用的光反应阶段中，对光能的吸收和转化发生在叶绿体的类囊体薄膜上。蓝藻光合作用的产物是糖类(有机物)，经酒精发酵可生成乙醇。【组题说明】考 点题 号错题统计错因分析能量流动2、4、7、8、9、10、11物质循环3、6、12、15能量流动与物质循环的综合1、5、13、149\n1．图中甲、乙、丙分别代表热带雨林生态系统中的三大功能类群。下列说法正确的是( )A．丙处于两个营养级，是杂食性动物B．图中表示出了两条食物链C．图中的箭头可以表示物质和能量的传递方向D．乙→丙的能量传递效率为10%～20%答案 C解析 本题的关键词为“三大功能类群”，即生产者、消费者与分解者，分解者不属于食物链中的营养级。据图分析，甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者。2．在生态系统中，能量可以通过食物链在生物群落中流动。随着营养级的升高，其获得的总能量越来越少。下列解释错误的是( )A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量D．能量金字塔顶层的生物生命活动需要的能量少答案 D解析 能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，其原因是各营养级中总有一部分能量被分解者利用；一部分以热能形式散失；还有一部分用于维持自身的生命活动。能量金字塔顶层的生物个体通常较大，其生命活动需要的能量相对较多。3．若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表大气中的CO2库，则图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是( )答案 B解析 生产者从大气中吸收CO2进行光合作用，合成的有机物一部分被消费者利用，一部分被分解者利用，一部分未被利用，还有一部分用于呼吸作用产生CO2释放到大气中；消费者只能从生产者获得有机物，一部分用于呼吸作用产生CO2释放到大气中，一部分传递给分解者，一部分未被利用，还有一部分传递给下一级消费者(最高营养级除外)；分解者可以从生产者、消费者中获得有机物，最终通过呼吸作用产生CO2释放到大气中。4．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是( )A．生态系统的能量流动是指能量随着物质循环而循环B．生态系统的能量流动是指生物体内的能量代谢过程C．生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程D．生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少答案 C9\n解析 生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的。物质循环是能量流动的载体，而能量流动是物质循环的动力，生态系统的能量流动不能随着物质循环而循环。生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多。5．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( )A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的答案 C解析 兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，故A错误；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，故B错误；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，故C正确；生态系统中的能量是单向流动的，最终都会以热能的形式散失，故D错误。6．如图所示是碳循环过程示意图，下列叙述正确的是( )A．图中①～⑤所表示的生理过程是生物圈维持稳态的重要因素B．增加图中A、D、E等各营养级生物的数量可提高该生态系统的抵抗力稳定性C．图中的食物链只有3条D．大气中C的含量增多是造成温室效应的主要原因，通过控制B、D、E的活动和增加A的数量能得到缓解答案 A解析 参与碳循环的生理过程主要是生产者的光合作用、生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用，都是生物圈维持稳态的重要因素，故A正确；生态系统中，生物种类越多，食物链和食物网的结构越复杂，生态系统越稳定，故B错误；图中的A、D、E只是代表营养级，所以不能确定图中食物链的数目，故C错误；图中参与碳循环过程的生物有生产者A，消费者D、E，分解者B，C为大气中的CO2库，造成温室效应的原因是大量化学燃料的燃烧，使大气中二氧化碳增多，缓解的措施主要是减少化学燃料的使用，其次是植树造林、开发新能源等，故D错误。7．某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是( )A．M1一定不是a种群固定的太阳能总量B．若M1<5M2，则生态系统稳态可能遭到破坏C．d个体所含的有机物的质量应比c个体的小D．若M2大量增加，一般会导致M1减少、M3增加9\n答案 C解析 生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C错误；一定时间内，M2大量增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D正确。8．对下列两条食物链的分析正确的是( )①玉米→人 ②玉米→牛→人A．一个吃玉米的人获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级升高而逐级递减C．长期坚持素食可缓解世界粮食短缺问题D．若种植玉米的土壤中含相同浓度的某重金属盐，则②中的人比①中的人重金属元素积累少答案 C解析 能量的传递效率是10%～20%，与营养级高低没有直接关系，故B错误；长期坚持素食，可减少能量传递过程中的损失，有利于缓解世界粮食短缺问题，故C正确；重金属元素在食物链中流动时存在富集现象，营养级越高，富集作用越强，所以②中的人体内重金属元素积累相对较多，故D错误。9．如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中，正确的是( )A．图中A＝D，B＝E，C＝FB．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D答案 B解析 图中应是A>D，B>E，C>F；食物链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。10．如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)( )9\nA．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量D．初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的答案 D解析 由图可知，c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。b＋c＋d＋e为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中。11．一只羊在一年内吃了100kg的草，排出20kg的粪，长了10kg的肉(不考虑其他散失)，下列有关说法不正确的是( )A．该羊一年的同化量是80kgB．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%C．20kg的粪属于羊未同化的能量D．该羊一年的呼吸量是70kg答案 B解析 羊一年的同化量＝摄入量－粪便量＝80kg。粪便是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有机物积累量＝70kg。题干中未指出草的同化量，故不能计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率。12．如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是( )A．图中B能实现光能→电能→化学能的转化B．碳元素在B→C→D中以有机物的形式流动C．B、E是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节D．B、C、D被E食用，E处于第二、三、四营养级答案 D解析 由图可以看出A为无机环境、B为生产者、C为初级消费者、D为次级消费者、E为分解者，所以B能实现光能→电能→化学能的转化；B、E是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节；而E表示分解者，不占营养级。13．某山区于25年前发生森林火灾，焚毁所有林木。该地区25年间没有人类活动的干扰，经过演替形成相对稳定的森林生态系统。请回答下列问题：9\n(1)火灾后，群落的演替类型是____________。整个过程中，生物种类、数量及有机物含量的变化趋势是__________(填“增加”、“减少”或“不变”)，生态系统的____________稳定性提高。(2)严重的森林火灾会破坏生态平衡，但适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶，对该生态系统是有利的，其原因是___________________________________________________________________________。(3)调查人员在该地区发现了有药用价值的五味子，可食用的榛蘑、榆黄蘑，以及矮鹿、狼等多种生物。请写出该地区的一条捕食链：_______________________________。(4)该生态系统中的生产者合成的有机物除了供自身呼吸作用消耗外，还能够提供给____________和流入________________________。答案 (1)次生演替 增加 抵抗力(2)加速生态系统的物质循环(3)五味子→矮鹿→狼(4)分解者 下一营养级(或初级消费者)解析 (1)森林发生火灾后，还保留土壤、植物根等，故火灾后发生的群落演替是次生演替。在次生演替过程中，生态系统的营养结构趋于复杂化，生态系统的抵抗力稳定性提高。(2)“地面火”会将地面落叶焚烧，加快生态系统中物质的循环，故对生态系统有利。(3)狼捕食矮鹿，矮鹿捕食植物，比如五味子等。注意书写食物链时起点一定是生产者。(4)生产者同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中，其中构成植物体的有机物中的能量又可流向初级消费者和分解者。14．如图是生态系统中部分成分及彼此间的关系，根据图示回答下列关于生态系统的问题：(1)图中由于缺少____________________和____________，故不能构成生态系统。(2)图中食物网中仙人掌属于生态系统的______________(成分)，鹰和蛇的种间关系是__________________。(3)该食物网中碳元素以________________的形式流动，动力是________________________________________________________________________。(4)若该图是食物网内能量流动的图解，①～⑥表示相关过程的能量流动量，则流入该食物网中的总能量是____________________________________，⑥/②的值表示__________________________。答案 (1)非生物的物质和能量 分解者(2)生产者 捕食和竞争 (3)有机物 能量流动(4)仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能 蚂蚁→老鼠的能量传递效率9\n解析 生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。仙人掌和矮灌木是生产者。鹰捕食蛇，同时鹰和蛇又都捕食金花鼠和老鼠，故二者的种间关系为捕食和竞争关系。食物网、食物链中碳元素以有机物的形式流动，动力是能量流动。仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能是流入该食物网中的总能量。⑥是老鼠从蚂蚁中同化的能量，②是蚂蚁从矮灌木中同化的能量，故⑥/②的值是老鼠和蚂蚁之间的能量传递效率。15．下面是生态系统的碳循环示意图，请据图回答：(1)生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的________________。(2)图中分解者通过____________或____________方式将生物组织内的碳释放到大气中。(3)图示A中的碳，除碳酸盐外，通过____________作用回到大气中。(4)在无机环境与生物群落之间，碳元素主要以__________的形式进行循环，循环始终与____________结合在一起进行。碳元素在生物群落中以______________的形式存在。答案 (1)光合作用 (2)有氧呼吸 无氧呼吸 (3)燃烧(4)CO2 能量流动 有机物解析 (1)无机环境中的碳一般通过绿色植物的光合作用进入生物群落。(2)分解者能够通过有氧呼吸或无氧呼吸将生物组织内的碳释放到大气中。(3)图示A中的碳，除碳酸盐外，一般通过化学燃料燃烧的形式返回到大气中。(4)碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环；物质循环往往伴随着能量流动。在生物群落中，碳主要以有机物的形式存在。9
