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培优点十九 分析碳循环
一、分析常见的碳循环模式图
应用1：一位消费者模式图
典例1. 如图是自然界碳循环的简图，据图分析下列叙述错误的是（ ）
A．甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者
B．①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C．④是绿色植物的光合作用
D．碳元素以有机物形式在丙→乙→甲所示的渠道中流动
【解析】根据丙和大气中的CO2之间存在双向箭头，可判断丙为生产者，根据围绕甲的箭头“多进一出”、围绕乙的箭头“一进多出”可判断甲为分解者，乙为消费者，A正确；①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中，B正确；④包括绿色植物的光合作用和硝化细菌等的化能合成作用，C错误；碳元素在食物链中以有机物形式流动，D正确。
【答案】C
应用2：二位消费者模式图
典例2. 下图是生态系统中碳循环示意图，箭头表示碳流动的方向。下列说法正确的是（ ）
A．图中A是生产者，C是分解者
B．图中的A、D、E为该生态系统的营养结构
C．碳在生物群落与C之间以有机物的形式流动
D．E每增加1kg的体重，至少需要25kg的A
【解析】
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据图分析，A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，A错误；生态系统的营养结构指的是食物链和食物网，图中A→D→E为该生态系统的营养结构，B错误；碳在生物群落与C之间以二氧化碳的形式流动，C错误；E每增加1kg的体重，至少需要A=1÷20%÷20%=25kg，D正确。
【答案】D
应用3：多位消费者模式图
典例3. 下图是生态系统部分碳循环示意图,对其分析错误的是（ ）
A．生产者是图中的A
B．图中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．碳在B、C、D、E、F之间，流动的形式是有机物
D．若完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
【解析】分析图示可知，A为大气中的CO2库，E为生产者， A错误；C为分解者，能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物归还到无机环境，供植物利用，因此能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；B为三级消费者， D为次级消费者， F为初级消费者，碳在B、C、D、E、F之间即在生物群落内部流动的形式是有机物，C正确；化石燃料燃烧产生CO2，也是碳循环的途径之一，需补充才能完整表示碳循环，D正确。
【答案】A
二、对点增分集训
1．如图为生态系统中碳循环的模式图，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．细菌在生态系统中只可以作为3所示成分
C．在食物链中占有碳元素最多的营养级是1所在营养级
D．碳元素的循环可以在任何一个结构完善的生态系统内独立进行
【解析】
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由图可知，1和4之间是双箭头，而且1、2和3都有箭头指向4，1和2都指向3。所以4是大气中的二氧化碳库、1是生产者、2是消费者、3是分解者。1是生产者，6可以代表光合作用或化能合成作用，5代表呼吸作用，A错误；在生态系统中，营自养的细菌是生产者、营腐生的细菌是分解者、营寄生的细菌是消费者，B错误；在食物链中占有碳元素最多的营养级是生产者，即1所在的营养级，C正确；D碳元素的循环具有全球性，D错误。
【答案】C
2．如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。下列分析错误的是（ ）
A．碳循环具有全球性，碳在生物群落内部主要以含碳有机物的形式存在
B．无机环境中的CO2可以来自细胞呼吸
C．④增多是温室效应产生的主要原因
D．生态系统中甲和丁是实现物质循环的关键因素
【解析】碳循环具有全球性，碳在生物群落内部主要以含碳有机物的形式存在，A正确。无机环境中的二氧化碳可以来自细胞呼吸，B正确。④是分解者的分解作用，温室效应产生的原因是因为二氧化碳的增多，是在短时间打破了碳平衡，碳元素回归到无机环境还有细胞呼吸和化石燃料的燃烧，C错误。甲生产者可以将碳元素从无机环境固定到生物群落，而分解者可以将碳从生物群落回归到无机环境，D正确。
【答案】C
3．下图为生态系统碳循环示意图，下列分析错误的是（ ）
A．丙是生态系统中的初级消费者和次级消费者
B．甲→丁中碳以含碳有机物的形式流动
C．生物的呼吸作用是温室效应产生的主要原因
D．图中缺少植物呼吸作用的箭头
【解析】丙参与构成的食物链有甲→丙、甲→乙→丙，因此丙是生态系统中的初级消费者和次级消费者，A正确；甲为生产者，丁为分解者，甲→丁中碳以含碳有机物的形式流动，B正确；温室效应产生的主要原因是：化学燃料短时间内大量燃烧，使大气中CO2含量增加，打破了碳循环的平衡，C错误；图中缺少植物呼吸作用的箭头，D正确。
【答案】C
4．红树林具有调节气候、保护海岸等作用，下图表示该生态系统碳循环的过程，其中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。下列叙述正确的是（ ）
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A．红树林调节气候的功能体现其直接价值
B．完成红树林碳循环的两个关键成分是A和E
C．碳循环过程中，能量也随之循环流动
D．CO2是生物群落与无机环境之间碳循环的主要形式
【解析】依题意并结合图示分析可知：A为大气中的CO2库，B为次级消费者，C为初级消费者，D为三级消费者，E为生产者，F为分解者。红树林调节气候的功能体现其间接价值，A错误；完成红树林碳循环的两个关键成分是生产者和分解者，即E和F，B错误；碳循环过程中伴随着能量的流动，但能量流动是单向的，不循环，C错误；碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2，D正确。
【答案】D
5．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．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
【解析】图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者，A错误；图1中C为消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A为生产者，C为无机环境，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；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，D正确。
【答案】A
6．图甲表示某生态系统碳循环示意图，图乙表示该生态系统中能量流动的部分示意图（N1～N4表示能量数值），下列说法错误的是（ ）
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A．图甲中B、C、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
B．图乙中的a表示初级消费者的同化量，b表示用于生长、发育和繁殖的能量
C．图乙中能量由初级消费者传递给次级消费者的传递效率为N4/N2×100%
D．能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递
【解析】由图甲可判断B是生产者，A是大气中二氧化碳库，其中B、C、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，A正确；图乙中的a表示初级消费者的同化量，b表示用于生长、发育和繁殖的能量，c表示用于呼吸作用的能量，B正确；图乙中能量由初级消费者传递给次级消费者的传递效率为次级消费者同化的能量/N2×100%，C错误；能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递，D正确。
【答案】C
7．下图一是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，①②③为特定的生理过程，图二表示该系统中部分生物间的食物关系。回答下列问题：
（1）图二中的生物对应图一中的__________(用字母表示）。在①③过程中碳以_________形式进行循环。该草原生态系统能维持相对稳定的原因是生态系统具有_______________。
（2）图二食物网中的丙和戊间除存在捕食关系外，还存在竞争关系，因为___________。图二中，除生产者外，___________的灭绝会导致另一种生物随之灭绝，该种生物灭绝后的食物网中有_________条食物链。
（3）若该草原上某大型肉食动物的能量有3/4来自食草动物，有1/4来自小型肉食动物，则该大型肉食型动物每获得10kJ能量，需要植物提供的能量至少为________kJ。
【解析】(1)分析图示可知，在图一中，D是生产者，B是消费者，C是分解者，A是大气中的CO2库；在图二中，构成食物网的只有生产者和消费者，即图二中的生物对应图一中的B、D。①为光合作用，③为微生物的分解作用，可见，在①③过程中碳以CO2
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形式进行循环。该草原生态系统能维持相对稳定的原因是生态系统具有自我调节能力。(2)图二显示：丙和戊均以乙、丁为食，说明二者存在竞争关系；丙的灭绝会导致己随之灭绝；丙灭绝后的食物网中有两条食物链，即甲→乙→戊、甲→丁→戊。(3)依题意可知，相关的食物关系分别是：植物→食草动物→某大型肉食动物、植物→食草动物→小型肉食动物→某大型肉食动物。若该草原上某大型肉食动物的能量有3/4来自食草动物，有1/4来自小型肉食动物，则该大型肉食型动物每获得10kJ能量，需要植物提供的能量至少为10×3/4÷20%÷20%＋10×1/4÷20%÷20%÷20%=500kJ。
【答案】（1）B、D CO2 自我调节能力
（2）丙和戊均可以以乙、丁为食 丙 两
（3）500
8．下图表示某生态系统中的碳循环过程，据图回答下列问题：
（1）图示甲～丁中，属于次级消费者的是___________，被称为生态系统基石的是___________。
（2）②表示的过程为___________，③④过程中碳的存在形式为___________。
（3）碳循环具有的特点是___________。（在a～d中选择填空）
a.全球性 b.逐级递减 c.反复利用 d.单向流动 e.循环流动
（4）图中化石燃料的大量燃烧，会引起______________________。
【解析】（1）根据甲与大气中的CO2之间存在双向箭头，可判断甲为生产者，是生态系统的基石；根据乙、丙周围的箭头“一进多出”，可判断乙、丙为消费者，其中丙属于次级消费者。（2）②表示生产者通过呼吸作用把有机物分解为CO2，③④过程代表捕食关系，碳元素以含碳有机物的形式存在于食物链中。（3）生态系统的碳循环指碳元素在生物群落与无机环境之间反复出现，循环流动。这里的生态系统是指地球最大的生态系统——生物圈，即碳循环具有全球性。选a、c、e。（4）图中化石燃料的大量燃烧，会引起大气中的CO2浓度升高，导致温室效应。
【答案】（1）丙 甲
（2）呼吸作用 含碳有机物
（3）a、c、e
（4）温室效应
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9．回答下列关于红树林生态系统的问题：
（1）红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于＿＿（填“间接”或“潜在”）价值。
（2）某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。
图中A表示＿＿＿，生物成分E表示＿＿＿＿。生物成分F表示＿＿＿＿，＿＿表示初级消费者。
【解析】（1）红树林具有调节气候、保护海岸的作用，属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。（2）分析图形可知，图中A是大气中CO2库，E与A之间为双向箭头，说明E是生产者；C以E为食是初级消费者，B是次级消费者，D是三级消费者；各种生物的能量均流向F，且F能将生物群落的有机碳分解为CO2释放到大气中，所以F是分解者。
【答案】（1）间接价值（也叫生态功能）
（2）大气中CO2库 生产者 分解者 C
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