生态系统的功能
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2023年3月20日发(作者：四季歌吉他)第29讲生态系统的结构和功能
考纲、考情——知考向核心素养——提考能
最新考
纲
1.生态系统的结构(Ⅰ)
2.生态系统中物质循环
和能量流动的基本规律
及应用(Ⅱ)
3.生态系统中的信息传
递(Ⅱ)
生命
观念
结构与功能观：生态系统
的组成、结构及其与各类
功能相适应
物质与能量观：物质的循
环总是伴随着能量的流动
全国卷
考情
2018·全国卷Ⅰ(29)、
2018·全国卷Ⅱ(31)、
2018·全国卷Ⅲ(32)、
2016·全国卷Ⅰ(5)、
2016·全国卷Ⅲ(5)、
2016·全国卷Ⅲ(31)、
2015·全国卷Ⅱ(31)
科学
思维
比较与分类：比较生产者、
消费者、分解者的不同特
点；模型与建模：根据生
态系统各成分的功能，构
建食物链和食物网模型、
能量流动及物质循环模型
等
社会
责任
联系物质循环失衡、温室
效应等所导致的危害，予
以解释和提出解决方案
考点一生态系统的结构
1.生态系统的概念
2.生态系统的成分
(1)非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。
(2)生物群落
类群
比较
生产者消费者分解者
营养方
式
一定为自养型捕食、寄生型异养腐生型异养
主要生
物
绿色植物动物等
营腐生生活的细菌
和真菌等
作用
制造有机物，储存
能量，为消费者提
供食物和栖息场所
加快生态系统的物
质循环，有利于植
物的传粉和种子的
传播等
分解有机物，供生
产者重新利用
3.生态系统的营养结构
(1)食物链(捕食链)
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不
会超过5个营养级且只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系为消费者级别＝营养级级别－1。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂
营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食
物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物
所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级，
食物网中生物种间关系可包括捕食、竞争。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
■助学巧记
食物网中4个“两”
1.下图为生态系统组成。请思考：
(1)图中X及a、b、c分别指什么？
(2)图中被誉为“生态系统基石”的是哪一环节？它是否一定是真核
生物？是否一定是自养型生物？
提示(1)X－生物群落a－消费者b－生产者c－分解者。(2)b
不一定为真核生物，可能为原核生物，但一定是自养型生物。
2.下图为某草原生态系统食物网，请思考。
(1)该生态系统的基石是________。
(2)图示食物网中包括几条食物链？其中猫头鹰占有哪些营养级？
(3)青蛙与蜘蛛之间是什么关系？
(4)此食物网中的一种生物减少，其他的生物都减少，这种生物是什
么？若蛇的数量减少，猫头鹰的数量变化如何？
(5)图示食物网中未包含的生态系统的成分是什么？
提示(1)草(2)8第三、四、五、六(3)捕食和竞争(4)草是生态
系统的基石，草减少，其他生物都减少；由于猫头鹰的食物来源较广
泛，蛇的数量减少不会明显影响到猫头鹰数量的变化。(5)图示食物网
中未包含的生态系统的成分是非生物的物质和能量及分解者。
围绕生态系统的概念及结构考查生命观念
1.(2015·天津理综，1)下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关
系。据图分析，下列叙述正确的是()
A.甲是生物进化的基本单位
B.乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C.丙是由生产者和消费者构成的
D.丁多样性的形成受无机环境影响
解析由图可知：甲为个体，乙为种群，丙为群落，丁为生态系统。
生物进化的基本单位是种群，A错误；种群数量达到环境容纳量后仍
会出现上下波动，B错误；群落包括生产者、消费者和分解者，C错
误。
答案D
2.下列有关生态系统结构的叙述，正确的是()
A.食物网中的生物构成了生态系统的生物成分
B.消费者代谢的产物不能被生产者重新利用
C.动物都属于消费者，其中食草动物为初级消费者
D.自养生物都属于生产者，并非都能进行光合作用
解析食物网中的生物只包括生产者和消费者，而生态系统中的生物
除了生产者和消费者，还包括分解者，A错误；消费者代谢的产物如
二氧化碳、水等，可以作为生产者进行光合作用的原料，B错误；食
草动物都为初级消费者，但动物不都是消费者，如营腐生生活的蚯蚓
属于分解者，C错误；自养生物都是生产者，都能把无机物转变成有
机物，包括光能自养型生物(如绿色植物)和化能自养型生物(如硝化细
菌)，D正确。
答案D
生态系统的成分常见误区辨析
错误说法特例
细菌都是分
解者
硝化细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于
特殊的消费者
动物都是消秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体为食的腐生动物
费者属于分解者
生产者都是
绿色植物
蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说
生产者包含绿色植物
植物都是生
产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
结合具体信息或情境，考查科学思维能力
3.(2018·海南卷，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，
鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是
()
A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B.消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
解析鲫鱼在不同的食物链中分别处于第二和第三营养级，既是初级
消费者又是次级消费者，A正确；能量流动是逐级递减的，由于鳜鱼
所处的营养级高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢
鱼，B正确；水中的需氧微生物能够分解有机物，通气可促进水体中
生物残骸分解为无机物，促进物质的循环，C正确；藻类固定的能量
不能百分百地流入次级消费者体内，因此藻类固定的能量高于流入次
级消费者的能量，D错误。
答案D
4.如图表示某生态系统各成分之间的关系，有关分析错误的是()
A.光能通过甲输入生态系统
B.参与构成捕食食物链的成分有甲和乙
C.碳元素在乙与丙之间以CO
2
形式传递
D.丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌
解析依据题意和图示分析可知，丁为非生物环境，甲为生产者，乙
为消费者，丙为分解者。光能通过生产者的光合作用输入生态系统，
A正确；参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B正
确；碳元素在乙和丙之间以有机物的形式传递，C错误；分解者主要
是指营腐生生活的细菌和真菌，D正确。
答案C
(1)生态系统中各成分的快速判断
(2)食物网中生物数量变化的分析与判断
①食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。
②“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随其数量增加，种内斗争加
剧，其种群密度还要下降，直到趋于稳定。
③若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体
食物链而定。大体遵循如下两原则
原则1.生产者数量相对稳定原则：即消费者某一种群数量发生变化时，
一般不考虑生产者数量的增加或减少。
原则2.最高营养级的生物种群数量相对稳定原则：即当处于最高营养
级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物
减少，该种群的数量则依靠其他食物链不会发生较大变化。举例如下：
考点二生态系统的能量流动
1.生态系统的能量流动过程、特点及意义
2.消费者的能量流动
注意：最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。
(1)从上述图解可以得到：摄入量＝同化量＋粪便量。
同化量＝呼吸量＋用于生长、发育、繁殖的能量。
(2)除最高营养级外某营养级同化能量均有4个去路：①通过呼吸作用
以热能的形式散失；②被下一营养级生物利用；③被分解者利用；④
未被利用，而最高营养级无②(填序号)途径。
1.由草、兔、狐组成的食物链中，兔所获得的能量，其去向不应包括
下列①～④中的哪一项？为什么？
①兔呼吸作用释放的能量
②由兔的粪便流入分解者体内的能量
③流入狐体内的能量
④由狐的粪便流入分解者体内的能量
提示②因为兔粪便中储存的能量是没有被兔同化的草的能量，不
属于兔同化的能量。
2.下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：
(1)依生态学原理看，同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人
口？为什么？
(2)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量
多，对吗？为什么？
(3)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲中的人与乙中的人体内
污染物浓度哪个更高？
(4)某研究小组对牛的能量流动情况进行了分析，结果如下表，据表分
析，牛同化的能量是多少？(写出算式)
摄入的能量
用于生长、发育
和繁殖的能量
呼吸作用
散失的能
量
粪便中的
能量
51.61.523.127
注：数字为能量值，单位是[kJ·(cm2·a)－1]。
提示(1)甲种营养结构，因为乙中人处于第三营养级，能量损耗加大，
养活的人口更少。
(2)不对。甲、乙营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，
并非“一个人”。
(3)乙中更高。
(4)同化量＝摄入量－粪便量＝51.6－27＝24.6[kJ·(cm2·a)－1]或用同化
量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸量＝1.5＋23.1＝
24.6[kJ·(cm2·a)－1]。
巧借生态系统能量流动的过程和特点考查物质和能量观
1.(2018·全国卷Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食
性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的
种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生
态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的
营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，
原因是_______________
____________________________________________________________
________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统
中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态
系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的
直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量
优势地位丧失的可能原因是__________________
____________________________________________________________
_________
____________________________________________________(答出一
点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区
野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生
这一结果的可能原因有
____________________________________________________________
_________
____________________________________________________________
__________(答出两点即可)。
解析(1)从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，
在能量流动过程中损失的能量就越多，因此，生态系统中的能量流动
一般不超过4～5个营养级。(2)根据题干信息“大型肉食性动物对低
营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用”，又这一种间关
系是建立在“威慑”和“恐惧”基础上的，且题干指出导致植食性动
物甲在数量上的优势地位丧失不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成
的，因此，甲的数量优势地位丧失的可能原因是顶级肉食性动物对甲
产生的“威慑”比乙高，甲因“恐惧”而逃离该生态系统的数量比乙
多。(3)根据题中“恐惧生态学”的观点可知，大型肉食性动物对野猪
有捕食和驱赶的作用，故某大型肉食性动物的重新出现可能会使野猪
的被捕食量增加，同时野猪也会因“恐惧”而减少采食，从而降低其
对农作物的破坏程度。
答案(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，
传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲
逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
界定三类生态金字塔
不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间
的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
能量金字塔数量金字塔生物量金字塔
形状
特点
正金字塔形即：能
量沿食物链流动过
程中具有逐级递减
的特性
一般为正金字塔
形，但可能出现
“倒置”，如“树
昆虫鸟”
一般为正金字塔形
即：生物有机物的
总质量一般沿食物
链升高逐级递减
结合能量流动的“分流模型”与“传递效率”计算考查
模型分析
2.(2018·经典高考)某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质
逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能量
金字塔(甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指
示能量流动方向)，图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的
能量)。请回答下列问题：
(1)图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是
________。
(2)图1所示食物网中，次级消费者是________，丁与丙之间的种间关
系是________。
(3)根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去
向还有
____________________________________________________________
________。
(4)结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的
传递效率________(在“大于”“小于”或“等于”中选择)7.6%。
(5)经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最
高的物种是________。
(6)从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是
_______________。
解析(1)根据题意可知，图1中遗漏的能量流动途径是水草→甲→丁。
(2)次级消费者属于第三营养级，故图1所示食物网中的次级消费者为
丙和丁；丁可以捕食丙，而丁和丙又均可以乙为食，故丁与丙之间的
种间关系是捕食和竞争。(3)乙在图中所示食物链中不是最高营养级，
所以乙的能量有三个去向：流向下一营养级(包括丁和丙)；流向分解
者；自身呼吸作用以热能形式散失。(4)因为乙同化的能量为1
900kJ/(m2·a)，生产者同化的能量为25000kJ/(m2·a)，1900/25
000×100%＝7.6%，而生产者同化的能量除了流向乙外还流向了甲，
所以第一营养级到第二营养级能量的传递效率大于7.6%。(5)由题意可
知，该农药可沿食物链或食物网富集，则该农药在处于最高营养级的
生物体内含量最高。(6)从生态学角度分析，每个生态系统都有一定的
自我调节能力，如果超过这个调节能力，则生态系统会崩溃。题中由
于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化，说明污染物排放已经
超过了河流生态系统的自我调节能力。
答案(1)水草→甲→丁(2)丙和丁捕食和竞争
(3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失
(4)大于(5)丁
(6)河流生态系统自我调节(自我修复)能力有限
考点三生态系统的物质循环和信息传递
1.生态系统的物质循环
(1)概念
(2)碳循环
①碳的存在形式与循环形式
a.在生物群落和无机环境间：主要以CO
2
形式循环。
b.在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
c.在无机环境中：主要以CO
2
和碳酸盐形式存在。
②碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
③碳返回无机环境的途径
a.生产者、消费者的呼吸作用；
b.分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；
c.化石燃料的燃烧。
(3)碳循环的破坏——温室效应
①形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的CO
2
含量迅速增加，
打破了生物圈中碳循环的平衡。
②影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，
进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
2.生态系统的信息传递
(1)信息的种类、特点、来源及实例(连线)
(2)信息传递的作用
(3)信息传递在农业生产中的应用
①提高农产品或畜产品的产量。
②对有害动物进行控制。
教材
VS
高考
1.高考重组判断正误
(1)某恢复中的生态系统，其生物多样性提高后某营养级的能量可全部
流入下一营养级(2018·海南卷Ⅲ，21D)()
(2)生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律(2016·全国卷
Ⅰ，5A)()
(3)碳可在森林群落和无机环境之间进行循环(2015·海南卷，
24A)()
(4)生态系统维持相对稳定离不开信息传递(2015·全国卷Ⅱ，4C)()
提示(1)×即使生物多样性提高，某营养级的能量也不会全部流入
下一营养级
(2)√(3)√(4)√
2.教材·拓展·拾遗
(1)(教材P104“基础题·4”改编)生物圈是不是一个在“物质”上自给
自足的系统？“能量”上呢？
提示生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为
物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用——它必须由生
物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
(2)(教材P104“拓展题”改编)氮元素在生物群落与无机环境间能否
循环利用？你如何解释需不断向农田中施加氮肥？
提示能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使
能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的，农田土壤中氮的含
量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输
出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥，这与物质
循环并不矛盾。
结合生态系统的物质循环考查生命观念
1.(2018·全国卷Ⅲ，32)如图是某农业生态系统模式图。
据图回答下列问题：
(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的________(填“有机
物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系
统中分解者的作用是
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__________________。
(2)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，
在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方
面，即______________
____________________________________________________________
________。
(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO－
3
。通常植物根系对NO－
3
的
吸收是通过________运输完成的。
解析(1)蚯蚓属于异养型生物，其生命活动所需的能量来自于生活垃
圾中的有机物，生态系统中分解者将动植物遗体残骸和动物的排遗物
中的有机物分解成无机物。(2)采用生物方法处理生活垃圾，利用的是
分解者的分解作用，需要考虑生活垃圾的成分及理化性质、分解者的
生物种类及异化类型、处理环境的理化条件等。(3)通常植物根系对
NO－
3
的吸收方式为主动运输。
答案(1)有机物将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物(2)
待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类，处理环境的理化条件
(3)主动
2.某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环的示意图，下列分析错误
的是()
A.碳循环中只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，所以三幅图
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.若图3中补充化石燃料燃烧产生CO
2
的过程，则该过程可能会打破
碳循环的平衡
解析在碳循环过程中，生产者与大气中二氧化碳库之间的传递是双
向的，而其他生物只能通过呼吸作用向大气中释放二氧化碳，由此可
知，图1～图3中属于生产者的分别是A、A、E，A错误；图1中C
为消费者，其作用是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，B和D为消费者，E是分解者，它们共同构成生
物群落，在生物群落内部碳以有机物的形式流动，C正确；化石燃料
的过度燃烧会导致空气中的二氧化碳增多，打破碳循环的平衡，引起
温室效应，D正确。
答案A
“三看法”快速确认碳循环的各环节解题模板
围绕生态系统的信息传递考查生命观念
3.(2018·海南卷，19)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一
只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于
该事件中信息传递的叙述，错误的是()
A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息
B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息
C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息
D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息
解析小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打是动物的特殊行为，
能够对于同种或异种生物传递某种信息，属于行为信息，激怒小鸟的
信息是直接来自镜子中的“小鸟”的物理信息和行为信息。
答案D
4.下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传
递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示()
A.能量流动、碳的循环、信息传递
B.能量流动、信息传递、碳的循环
C.碳的循环、能量流动、信息传递
D.信息传递、能量流动、碳的循环
解析生态系统的碳循环具有循环往返、全球性的特点，在生物群落
内是单向的，图甲可表示碳的循环；在生态系统内能量流动是单向的，
图乙可表示能量的流动；而生态系统的信息传递，不论在生物与无机
环境之间、生物与生物之间都是双向的，图丙可表示信息传递。
答案C
信息传递与能量流动、物质循环的比较
项目
区别
联系
来源途径特点范围
能量
流动
太阳能
食物链或
食物链或
食物
网
网
单向流
动，
逐级递减
食物链
各营养
级生物
间
生态系统的功
能主要包括能
量流动、物质循
环、信息传递三
个方面。能量流
动是物质循环
的动力，物质循
环是能量流动
的基础，信息传
递伴随能量流
动和物质循环，
三者共同把生
态系统各组分
联系成一个统
一整体，并调节
生态系统的稳
定性
物质循环
生态系
统
全球性，
反复循环
群落与
无机环
境之间
信息传递
生物或
无机环
境
多种途径
发生生理
或行为的
变化
生物与
生物之
间或生
物与无
机环境
之间
澄清易混易错·强化科学思维
[易错易混]
易错点1错将寄生生物和分解者列入食物链或计算营养级
点拨高中生物中的食物链，实际上是捕食食物链，它是由生产者和
消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者、寄生生物，也不包括非
生物的物质和能量。
易错点2因混淆“摄入量”“同化量”“粪便量”“尿液中能量”而
出错
点拨(1)摄入量≠同化量：“摄入量”－“粪便量”才是同化量，动
物的“粪便量”不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃
草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。
(2)粪便量≠尿液中能量：粪便量不属于动物同化量，但尿液中尿素所
含能量应属于动物同化量的一部分。
易错点3混淆“能量传递效率”与“能量利用率”
点拨能量传递效率≠能量利用率
易错点4错将“相邻两营养级”间的传递效率等同于“相邻两个生
物个体”间的传递效率，从而出现“一只狼捕获一只狐时获得了其
10%～20%能量”的错误
点拨能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即下一营
养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量×100%，而不是相
邻营养级中某个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时，
应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所
有狼”可获得“所有狐”的能量才是10%～20%。
[规范答题]
(2019·安徽六校摸底改编)巢湖是我国五大淡水湖泊之一，研究人员对
巢湖生态系统的结构和功能进行研究。图1为该生态系统各营养级之
间的能量流动关系图，图中相关数值表示有机物干物质量(单位：J·km
－2·a－1)。图2是该生态系统中能量流入浮游动物的示意图。请据图回
答下列问题：
(1)由图1分析，从生态系统组成成分的角度分析，巢湖中的植物是
____________，浮游动物是____________。
(2)如果一部分水生植物芦苇被加工为纸张，存在于纸中的能量属于
________。小型鱼虾的能量中，传递给肉食性鱼类的占________(保留
至小数点后一位)，小型鱼虾的能量除____________、呼吸散失和流向
有机碎屑外，其还流向人类的捕捞活动。
(3)由图2可知，A表示____________，B表示____________，C表示
____________。
(4)当该生态系统受到轻度污染后，能够迅速恢复，这是通过
____________调节机制来实现的，这说明生态系统具有________能力。
答卷采样错因分析
错因分析：混淆分解者的生活方式(腐生)误认为分解者
都是微生物。
正确答案：消费者、分解者
错因分析：混淆能量流动去向，误认为图中应该有流
向分解者的
正确答案：流向下一营养级
错因分析：忽略题干信息，图2表示能量流入第二营
养级的示意图
正确答案：摄入量同化量
随堂·真题&预测
1.(2016·全国卷Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食
物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并
栖息于林中。下列叙述正确的是()
A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
解析鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此
可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少，这导致蝉的天敌(螳螂)
的数量增加，进而导致蝉的数量减少，A错误；能量流动是沿着食物
链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能
流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有
改变该生态系统能量流动的方向，D错误。
答案C
2.(2020·高考预测)某果园生态系统，苹果树下进行了间种草菇的试验，
利用高湿度、低风速等环境条件，获得了良好的经济效益。
(1)区别该群落与其他普通果园群落的重要特征是________。
(2)草菇在该生态系统成分中属于________。苹果树的落叶可为草菇提
供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这种生产模
式体现了生态系统的________功能。
(3)长期间种草菇使该生态系统的营养结构趋于复杂，生态系统的
________能力将会增强，这也是人类为保护________进行的有益尝试。
(4)研究小组对某池塘生态系统中青鱼的能量流动情况进行了研究，据
下表分析，青鱼同化的能量是________kJ(cm2·a)。初夏池塘蛙声一片，
这属于________信息，它有利于________。
摄入的能量
[(kg/
(cm2·a)]
用于生长、发
育和繁殖的
能量[kg/
(cm2·a)]
呼吸作用散
失的能量
[kg/
(cm2·a)]
粪便中的能量
[kJ/
(cm2·a)]
51.61.523.127
答案(1)群落的物种组成
(2)分解者物质循环或物质循环和能量流动
(3)自我调节生物多样性
(4)24.6物理种群的繁衍
3.(2014·全国卷Ⅱ)某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、
丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间
的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。一年
内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群甲乙丙丁戊
能量
3.5612.8010.300.48
226.5
0
回答下列问题：
(1)请画出该生态系统中的食物网。
(2)甲和乙的种间关系是________；种群丁是该生态系统生物组分中的
________。
(3)一般来说，生态系统的主要功能包括________、________，此外还
具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在
________和________之间的循环主要以CO
2
的形式进行。
解析(1)生态系统的能量流动是逐级递减的，传递效率为10%～20%，
据表中能量值可以确定戊是第一营养级，乙和丙为第二营养级，甲为
第三营养级，丁为第四营养级，进而确定食物网应该是：
(2)由(1)中可知，甲和乙为捕食关系。在此食物网中戊是生产者，其他
种群乙、丙、甲、丁均为消费者。
(3)生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递，主要是物质
循环和能量流动。物质循环就是指组成生物体的元素如C、H、O、N、
P、S在生物群落和无机环境之间的循环流动，碳主要以CO
2
的形式在
生物群落和无机环境之间往复循环。
答案(1)
(2)捕食消费者
(3)物质循环能量流动生物群落无机环境
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(时间：35分钟)
1.(2019·广东惠州模拟)下列有关生态系统的叙述，正确的是()
A.一个完整的生态系统的结构包括生物群落及其无机环境
B.生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程
C.自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性越高
D.太阳能只有通过生产者才能输入生态系统的第一营养级中
解析生态系统结构包括生态系统的组成成分及食物链、食物网，A
不正确；生态系统能量流动包括生态系统能量的输入，转化、传递、
散失等过程，B不正确；自我调节能力越强的生态系统其抵抗力稳定
性越强，恢复力稳定性越低，C不正确。
答案D
2.(2019·山东潍坊市统考)下列关于生态系统组成成分的叙述，错误的
是()
A.自然生态系统需要源源不断地输入太阳能
B.土壤微生物都可作为生态系统的分解者
C.消费者能加快生态系统的物质循环
D.菟丝子等寄生植物不属于生产者
解析自然生态系统中的植物需要利用太阳能进行光合作用，故自然
生态系统需要源源不断地输入太阳能，A正确；土壤中的有些微生物，
如与大豆共生的根瘤菌不属于分解者，B错误；消费者能将有机物通
过呼吸作用分解为CO
2
，从而加速物质循环，C正确；菟丝子寄生在
植物体上依赖植物体内的营养物质生存，不属于生产者，D正确。
答案B
3.如图是毛白杨树林中两个营养级的能量流动图解，已知毛白杨树同
化的总能量为N，方框中字母代表能量。下列叙述错误的是()
A.B＝C＋D
B.D是指呼吸作用消耗的能量
C.B是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量
D.从毛白杨树输入下一营养级的能量传递效率为B/N
解析据图分析：A表示初级消费者摄入的能量，B表示初级消费者
同化的能量，C表示用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用
消耗的能量，E表示分解者利用的能量。B(初级消费者同化的能量)＝
C(用于生长、发育和繁殖的能量)＋D(呼吸作用消耗的能量)，A正确；
D表示呼吸作用消耗的能量，B正确；B是第二营养级同化的能量，
包括用于生长、发育和繁殖的能量和呼吸作用消耗的能量，C错误；
毛白杨树同化的总能量为N，B表示初级消费者同化的能量，故从毛
白杨树输入下一营养级的能量传递效率为B/N，D正确。
答案C
4.如图为某草原生态系统部分能量流动示意图(图中X代表呼吸作用散
失的热能)，下列叙述中错误的是()
A.图中X的存在是能量沿食物链逐级递减的原因之一
B.肉食性动物②中的能量不会经过微生物的分解流入草中
C.草食性动物粪便中的能量不属于其同化量中流向分解者的一部分
D.肉食性动物①和②之间数量的变化呈正相关
解析图中X代表呼吸作用散失的热能，能量以热能形式散失是能量
沿食物链逐级递减的原因之一，A正确；生态系统中能量是单向流动
的，B正确；草食性动物粪便中的能量属于生产者的同化量，不属于
其自身同化量中流向分解者的一部分，C正确；肉食性动物①和②之
间存在捕食关系，相互制约，肉食性动物①数量增加，会引起肉食性
动物②数量增加，而肉食性动物②数量增加，会引起肉食性动物①数
量减少，D错误。
答案D
5.关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是
()
A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分
B.多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用
C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持
畜产品的持续高产
D.“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提
高能量传递效率
解析“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，
使物质和能量得到多级利用，提高了整体的能量利用率，但不能提高
能量传递效率，D错误。
答案D
6.如图所示为自然界中碳循环示意图。回答下列相关问题：
(1)自然界中，除了绿色植物外，生产者还有________________(至少写
出两种生物)。
(2)若图中①、②分别表示动、植物部分同化能量的流向，则动物(兔子)
粪便中的能量属于________(填“①”或“②”)。
(3)图中③、④分别表示两种重要的生理反应，即________和________。
(4)生态系统的功能包括物质循环、________和信息传递，前两者之间
的关系可以概括为
____________________________________________________________
____
____________________________________________________________
________。
(5)化石燃料的大量燃烧不仅会导致温室效应，还会导致雾霾，而雾霾
可在一定时间内自行散去，这反映生态系统具有________________能
力。减少化石燃料的使用是缓解温室效应和雾霾的重要措施，除该措
施之外还可以__________________
____________________________________________________________
________。
答案(1)蓝藻、硝化细菌(答不全不给分，其他合理答案亦可)(2)②
(3)呼吸作用光合作用(4)能量流动物质作为能量的载体，使能量
沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落
和无机环境之间循环往返(或能量流动是物质循环的动力、物质循环是
能量流动的载体)(5)一定的自我调节大力植树造林、开发并使用洁
净能源等(一条即可)
7.(2019·广东模拟)某生态系统中，镉在沿着食物链转移的过程中产生
生物富集作用。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，各营养级
所积累的镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述错误的是()
A.上述四个营养级可以构成食物网
B.四个营养级中处于最高营养级的是丙
C.镉不属于该生态系统的组成成分
D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁>甲＋乙＋丙
解析镉应属于生态系统中“无机环境的组成成分之一”，C不正确。
答案C
8.如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图
分析不合理的是()
A.能量流动是伴随着物质利用进行的
B.图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量
C.该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而
未传递下去
解析能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，是伴随着物质
利用而进行的，A正确；图中甲是初级消费者的同化量，即第二营养
级所含有的能量，B正确；该图不够完善是因为缺少甲中因呼吸以热
能散失的能量，C正确；乙比甲的能量少的原因是因为呼吸散失了能
量，D错误。
答案D
9.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5cm左右)为实验材料，
研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况见下表。
下列有关叙述错误的是()
组
别
1组2组3组4组
土
壤
处
理
灭菌
不灭
菌
灭菌不灭菌
湿润湿润较干燥较干燥
A.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处
理
C.该实验的自变量为土壤是否进行灭菌处理，实验中的对照组是1组
和3组
D.预期结论是1组、3组的落叶不被分解，2组、4组中的落叶被不同
程度地分解
解析该实验中1组、2组是湿润土壤，3组、4组是较干燥土壤，2
组与4组对照，可以探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的
分解作用，A正确；该实验中对土壤采取了灭菌和不灭菌的处理，这
是对自变量的处理，落叶上存在的微生物属于无关变量，为了避免无
关变量对实验的干扰，应将各组的落叶进行灭菌处理，B正确；该实
验的自变量为土壤是否进行灭菌处理及土壤的湿度，实验中的对照组
是2组和4组，C错误；由于1组、3组的土壤进行了灭菌处理，土
壤中没有微生物，则1组、3组中的落叶不被分解，而2组、4组中有
微生物，但由于土壤湿度不同，微生物的分解作用有一定差异，因此，
2组、4组中的落叶被不同程度地分解，D正确。
答案C
10.(2019·甘肃重点中学联考)低碳生活已成为许多人的共同选择，如图
甲是农业生态系统模式图，图乙为碳循环示意图。以下说法错误的是
()
A.图乙中过程③主要发生在细胞的线粒体中
B.图甲中沼气池中的微生物是该生态系统中的分解者
C.图甲是农业生态系统模式图，多途径利用农作物，使能量能够循环
利用，提高了该系统的能量利用率
D.要减少温室效应，应调整图乙中的过程①⑤
解析图乙中过程③表示细胞经呼吸作用释放CO
2
的过程，主要发生
在细胞的线粒体中，A正确；图甲中沼气池中的微生物属于该生态系
统中的分解者，B正确；能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，
不能循环利用，C错误；要减少温室效应，主要增加植物对CO
2
的吸
收，并减少化石燃料的燃烧，即应调整图乙中的过程①和⑤，D正确。
答案C
11.(2019·河南名校二次联考)图甲为某自然生态系统的能量金字塔简
图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m
1
、m
2
代表不同形
式的能量；图乙表示该生态系统中的食物网；图丙代表某生态系统功
能随时间的变化曲线；图丁表示能量流经该生态系统某一营养级的变
化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图分析回答下列问题：
(1)除了图甲中的成分，生态系统的组成成分还包括________，图乙体
现了生态系统________的功能。
(2)y表示一个外来干扰对生态系统的影响，y越大，说明该生态系统
的抵抗力稳定性越弱，对该生态统来说，y越大，x________(填“相对
越大”，“相对越小”)。
(3)若草同化的能量不变，由于某种原因导致猫头鹰的食物来源中兔与
食虫鸟的比例由1∶1变为3∶1，则猫头鹰获得的能量是原来的
________倍(能量传递效率按10%计算)(小数点后保留两位数字)。
(4)图丁中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则c属于第
________营养级的能量。
解析(1)图甲为某自然生态系统的能量金字塔简图，图中只是显示了
生产者与各级消费者，除此之外，生态系统的组成成分还包括分解者
和非生物的物质和能量，图乙是生态系统的营养结构，图中体现了生
态系统的能量流动与信息传递功能。
(2)y表示一个外来干扰对生态系统的影响，y越大，说明该生态系统
抵抗力稳定性越弱；x越大，说明该生态系统恢复力稳定性越弱，因
此y越大，x相对越小。
(3)当食物来源中兔与食虫鸟的比例为1∶1时，设猫头鹰获得的能量
为x，则需要草的能量为(x/2÷10%÷10%)＋(x/2÷10%÷10%÷10%)＝
550x，当食物来源中兔与食虫鸟的比例为3∶1时，设猫头鹰获得的能
量为Y，则需要草的能量为(y×3/4÷10%÷10%＋
y×1/4÷10%÷10%÷10%)＝325y，由于草同化的能量不变，即550X＝
325Y，因此y/x≈1.69。即猫头鹰获得的能量是原来的1.69倍。
(4)图丁中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则c可表示
初级消费者的粪便量，其不属于初级消费者的同化量，而属于第一营
养级的能量。
答案(1)分解者和非生物的物质和能量能量流动和信息传递
(2)x相对越小(3)1.69(4)一
12.(科学探究)研究表明，蚯蚓体表分泌液中含有多种抗菌物质。为了
验证蚯蚓体表分泌液对土壤微生物具有抑制作用，实验过程如下：
①制备土壤稀释液，提取蚯蚓体表分泌液；
②制作牛肉膏蛋白胨培养基若干，平均分为两组，编号为A、B；
③在A组培养基上涂布蚯蚓体表分泌液，B组培养基上涂布等量的X
液体；
④进行相关操作；
⑤置于相同且适宜的条件下培养一段时间；
⑥观察统计各组的菌落种类和数目，并求平均值。
回答下列问题：
(1)设置B组的目的是
__________________________________________________，
X液体为________。
(2)步骤④的相关操作是指
_____________________________________________。
(3)实验结果及结论：
___________________________________________________。
(4)将A组的不同菌落接种到富含纤维素的培养基上，培养后用刚果红
染色，15分钟后，大部分菌落周围出现透明圈，这说明
______________________________，
是因为
____________________________________________________________
___。
答案(1)对照无菌水
(2)将等量的土壤稀释液分别涂布接种到两组培养基上
(3)A组菌落种类和数目比B组少，说明蚯蚓体表分泌液对土壤微生物
具有抑制作用
(4)蚯蚓体表分泌液对土壤中的纤维素分解菌无抑制作用蚯蚓常以
土壤中的秸秆为食，依靠纤维素分解菌帮助分解纤维素