生态系统的结构与能量流动\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一 生态系统的概念、范围和类型1．概念：在一定空间内，由生物群落与它的相互作用而形成的统一整体。2．范围：有大有小，地球上最大的生态系统是。3．类型：一般可分为自然生态系统和两大类。非生物环境生物圈人工生态系统\n知识点二 生态系统的结构1．生态系统的组成成分：（1）非生物环境：非生物的物质和能量。（2）生物成分自养腐生细菌和真菌物质循环\n2．营养结构食物食物链生产者五营养级物质循环能量流动\n知识点三 生态系统的能量流动1．生态系统能量流动的概念理解太阳能生产者食物链和食物网化学能热能\n特别提醒生态系统能量流动的两个易混点①流经生态系统的总能量强调关键词是“固定”而不是“照射”。②10%～20%是相邻两个营养级的传递效率，不是两个个体之间的传递效率。\n2．能量流动的过程（以能量流经第二营养级为例）由流程图看出，流入每一营养级的能量有三个去路：（1）自身。（2）流向（最高营养级除外）。（3）被分解利用。热能同化量下一营养级呼吸消耗下一营养级分解者\n3．能量流动的特点及研究意义单向流动，逐级递减最有效能量流动\n基能过关——问题化一、判一判（判断正误并找到课本原话）（一）生态系统的结构1．生态系统中的生产者是自养生物，主要是绿色植物。（选择性必修2P50正文）（ ）2．分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解为无机物，只包含细菌。（选择性必修2P50正文）（ ）3．生产者是生态系统的基石，消费者的存在能够加快生态系统的物质循环。（选择性必修2P50正文）（ ）4．直接以玉米为食的植食性动物是初级消费者，属于第一营养级。（选择性必修2P51正文）（ ）5．一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越差。（选择性必修2P52正文）（ ）√√×××\n（二）生态系统的能量流动1．初级消费者摄入的能量分为分解者利用和次级消费者同化两部分。（选择性必修2P55正文）（ ）2．能量在流动过程中，依次经过各营养级，不可逆转，但可循环流动。（选择性必修2P56正文）（ ）3．任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。（选择性必修2P57正文）（ ）4．能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔，统称生态金字塔。（选择性必修2P57正文）（ ）××√√\n二、连一连1．生态系统的组成成分\n2．生态系统中的成分与食物链和营养级的关系\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．[选择性必修2P49“思考·讨论”发掘]（1）不同生态系统中，除食物链之外还有哪些成分？它们对生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？提示：(1)还有非生物的物质和能量、分解者。非生物的物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，是生态系统的必需成分。\n（2）参照一般系统的结构模式图（下图），尝试画出生态系统的结构模型。\n提示：(1)还有非生物的物质和能量、分解者。非生物的物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，是生态系统的必需成分。\n2．[选择性必修2P52图3－4拓展]读图并回答以下问题：\n（1）图中含营养级最多的食物链是哪条？（写出一条即可）（2）写出图中未包含的生态系统的成分。提示：(1)草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰(或草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→蛇→猫头鹰)。提示：(2)非生物的物质和能量、分解者。\n3．[选择性必修2P53“科学·技术·社会”发掘]（1）黄石公园灭狼后生态系统恶化的原因说明了什么问题？（2）重新引入狼后，黄石公园的马鹿数量和种群结构都发生了改变，该变化一定是由引入的狼引起的吗？（3）黄石公园灭狼与引狼入园的启示是什么？提示：(1)生物之间相互作用，一种生物发生变化可导致多种生物发生改变。提示：(2)不一定。人类的捕杀、气候改变等因素也可引起马鹿数量和种群结构发生改变。提示：(3)生态系统本身具有维持稳定的机制，人类不尊重生态规律的荒唐行为，得到的一定是教训。\n4．[选择性必修2P54“科学方法”延伸思考]（1）如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？如果将种群作为一个整体来研究能量流动，又会遇到什么问题？（2）如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动的情况，有什么优点？提示：(1)以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大等。以种群为研究对象，能量的流动渠道为食物链(或食物网)，在分析时，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。提示：(2)将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。\n5．[选择性必修2P55图3－5拓展]思考并回答以下问题：（1）初级消费者的摄入量、粪便量和同化量之间具有怎样的等量关系？（2）初级消费者同化的能量有几个去向？（3）初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级粪便中的能量呢？提示：初级消费者的摄入量＝粪便量＋同化量。提示：三个，自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一营养级。提示：初级消费者粪便中的能量属于第一营养级的能量，第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的能量。\n6．[选择性必修2P57和P58“旁栏问题”发掘思考]（1）人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？提示：从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗大量能量，随着人口数量增长，对资源的消耗越来越多，地球的生态环境可能会越来越恶化，甚至会崩溃。\n（2）生物量指的是在某一调查时刻前，该营养级积累的有机物的量（干重），通常用g/m2表示。为什么在海洋中生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的？提示：在海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量，这时就出现了上宽下窄的倒置金字塔。\n高效课堂\n考点一 生态系统的组成成分任务驱动·探究突破任务1完善生态系统中四种成分相互联系的图示\n(1)由上图可知：________________是生态系统中生物群落物质和能量的最终来源。(2)生产者通过________把太阳能转变为化学能，固定在有机物中，从而可以被生物所利用。(3)从理论上讲，________不会影响生态系统的根本性质。(4)如果一个生态系统中没有________的话，动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山，生态系统就会崩溃。(5)由图示可知四种成分的关系分别是：①基础：_______________；②桥梁：____________；③主导(基石)：______。非生物的物质和能量光合作用消费者分解者非生物的物质和能量生产者、分解者生产者\n生态系统生物成分的判断方法(1)判断生产者：主要依据为是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者，包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌以及化能合成细菌等。(2)判断消费者：特别注意“异养型、非腐生”等关键词，植物、微生物也有可能是消费者，但是必须排除腐生生物的可能性。(3)判断分解者：主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，分解者是腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。\n[误区辨析](1)植物≠生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。(2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。(3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者。\n任务2完善生态系统各类成分的关系分解者生物群落生态系统\n[解法指导]生态系统四种组成成分的判断技巧①根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者。②根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量。③根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。\n任务3完善构建食物链(网)的方法\n(1)根据图1构建食物链：①信息：营养级越低，生物数量往往越多；营养级较低者，先出现波峰。②食物链：_______________。(2)根据图2构建食物网：①信息：能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。②食物网如图所示：__________________丁→乙→丙→甲\n(3)根据重金属、农药的含量构建食物网：某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。种群甲乙丙丁戊重金属含量(μg·kg－1鲜重)0.00370.00360.0350.0360.34\n①信息：重金属(农药、一些难于降解的物质)随着食物链富集，营养级越高，含量越高，甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。②食物网如图所示：__________________\n(1)数食物链的规则：生产者→最高营养级，不中断、不漏掉。(2)寄生、腐生生物及非生物的物质和能量不在食物链(网)中。(3)数量波动变化应以就近原则，且以捕食关系进行判断。\n任务4归纳总结食物链(网)中各营养级生物数量变化规律(1)食物链中第一营养级的生物数量减少对其他生物数量变动的影响若处于食物链中第一营养级的生物数量减少，直接以其为食物的第二营养级的生物因食物缺乏而数量____，又会引起连锁反应，整个食物链中的其他生物数量都会____。(2)“天敌”一方减少对被捕食者数量变动的影响“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会________，但随着其数量的______，种内竞争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要____。减少减少增加增加大\n(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。③处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多食其他生物来维持其数量基本不变。(4)同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将____。②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将____。增加减少\n考向分类·对点落实考向一生态系统的概念和范围1.[江苏卷]下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是()A．五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度B．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类C．就生态系统的结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数D．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息答案：B解析：蜘蛛活动能力弱、活动范围小，且行道树呈长条形分布，故等距取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度，A错误；杂食性鸟类由于食物范围广，受环境影响较小，其数量波动小于其他食性的鸟类，B正确；就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性主要取决于生产者、消费者和分解者的合理搭配，并非物种数目越多越稳定，C错误；变色龙的体色变化是基于和环境同步，主要是保护自己免受天敌捕食并非向同类传递行为信息，D错误。\n2．[天津卷]如图表示生态系统、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答案：D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；生态系统的多样性受无机环境的影响，D正确。\n考向二生态系统的成分的考查3.[海南卷]下列关于土壤微生物的叙述，错误的是()A．土壤微生物参与生态系统的物质循环B．土壤微生物可作为生态系统的分解者C．秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用D．土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者答案：D\n4．(不定项选择)生态系统是由生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量组成的统一整体。下列说法中正确的是()A．非生物的物质和能量为生物的生存提供了必备条件B．生产者除绿色植物外，还包括黑藻、蓝细菌、硝化细菌等原核生物C．消费者和分解者都是异养生物，但它们获取营养的方式有区别D．生态系统的组成成分在物质循环、能量流动和信息传递方面紧密联系答案：ACD\n解析：非生物的物质和能量中，太阳能是植物光合作用的能量来源，植物的生长需要从非生物环境中吸收无机物质，A正确；黑藻属于真核生物，B错误；消费者从活的生物体中获取营养物质，分解者从动植物遗体中获取营养物质，C正确；生态系统的四种成分通过物质循环、能量流动和信息传递形成一个统一的整体，D正确。\n考向三结合能量流动图或物质循环图判断生态系统的组成成分5.下图表示生态系统中四种成分(甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分)之间的关系，以下相关叙述，正确的是()A．甲、乙和丙所包含的所有种群构成群落B．戊不一定是微生物C．图中存在竞争关系的只有乙2和丙2D．丁的含量增加将导致臭氧层被破坏答案：B\n解析：由图可知，甲是生产者，乙和丙是消费者，戊是分解者，丁是非生物的物质和能量。群落包含该区域内所有的生物，即包括生产者、消费者和分解者；戊是分解者，有些动物(如蚯蚓)也是分解者；图中乙1和丙1有共同的食物来源甲，乙2和丙2有共同的食物来源丙1，都存在竞争关系；由图知丁不会导致臭氧层破坏，导致臭氧层被破坏的主要是含氟的气体。\n6．[2022·南京市高三学情调研]如图为部分碳循环示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代表不同生物类群，①②代表相关的生理过程，相关叙述不正确的是()A.图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共同构成生物群落B．该生态系统通过捕食关系构成的联系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．经过②过程释放的能量会重新经过①过程进入生物群落D．碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以含碳有机物的形式传递答案：C\n解析：图中Ⅰ是生产者，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是消费者，Ⅴ是分解者，它们共同构成了生物群落，A正确；分解者不参与构成食物链，该生态系统中的捕食关系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，B正确；能量是单向流动的，不能循环重复利用，C错误；碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，D正确。\n考向四食物链及食物网的分析7.如图为某草原生态系统的食物网，下列有关叙述正确的是()A．该食物网共有5条食物链，图示中所有生物构成群落B．狐和鹰、鹰和蛇之间都存在竞争和捕食关系C．为使草原生态系统更稳定，最好大量捕杀鼠D．环境中有害重金属通过食物链在生物体内进行积累，鹰积累量可能最大答案：D\n解析：图示食物网共有5条食物链，生物群落是生态系统中所有种群的集合，而图中生物只有生产者和消费者两种成分，A错误；狐和鹰之间只有竞争关系，鹰和蛇之间存在竞争和捕食关系，B错误；生态系统的稳定性与营养结构的复杂程度有关，大量捕杀鼠，会导致生物多样性降低，营养结构变简单，稳定性降低，C错误；环境中有害重金属通过食物链在生物体内进行积累，由于鹰的食性最复杂，营养级最高，积累量有可能是最大的，D正确。\n8．(不定项选择)如果一个生态系统中有4种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这4种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量如图所示。下列叙述错误的是()A．该食物链是：丙→甲→乙→丁B．丙种群数量增加，甲、乙、丁的种群数量均减少C．丁的体型最大，单个个体占有的能量最多D．在其他食物链中，乙和丁之间也可能存在竞争关系答案：BC\n解析：由题图可知，丙种群的有机物总量最多，应是该食物链的第一营养级，所以4种生物构成的食物链是丙→甲→乙→丁，A正确；丙种群数量增加，甲、乙、丁的种群数量都随丙的增加而增加，B错误；丁的营养级最高，但是体型不一定最大，单个个体占有的能量也不一定最多，C错误；不同的食物链中，同一种动物占有的营养级可能不同，在其他食物链中，乙和丁之间也可能存在竞争关系，D正确。\n考点二 生态系统的能量流动任务驱动·探究突破任务1能量流动的过程分析(1)能量流经第二营养级的过程分析①过程图解：\n②相关分析：a．摄入量(a)＝________(b)＋粪便量(c)b．同化量(b)＝________－粪便量(c)＝______________＋净同化量(e)(生长、发育、繁殖量)＝________________＋流入下一营养级(i)＋被分解者利用(f)c．净同化量(e)＝同化量(b)－____________＝________________＋被分解者利用(f)同化量摄入量(a)呼吸消耗量(d)呼吸消耗量(d)呼吸消耗量(d)流入下一营养级(i)\n(2)流入某一营养级能量的来源和去路①能量来源②能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：❶定量不定时(能量的最终去路)\n❷定量定时(流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路)a．自身呼吸消耗；b．流入下一营养级(最高营养级除外)；c.________________；d．未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。被分解者分解利用\n生态系统能量流动的几个易混点(1)流经生态系统的总能量强调关键词是“固定”而不是“照射”。(2)动物的同化量不等于摄入量①同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。②摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。(3)生态系统的能量传递效率不等于能量利用率①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般为10%～20%，不是两个个体之间的传递效率。其计算公式为能量传递效率＝(一个营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。②能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。合理调整能量流动的方向，可提高能量的利用率。\n任务2对生态金字塔的分析不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、个体数量之间的关系，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一般为正金字塔形一般为正金字塔形\n象征含义能量沿食物链流动过程中具有________的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而________一般生物有机物的总质量沿食物链升高________每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量特殊形状无极少逐级递减逐级递减逐级递减\n任务3完善能量流动的特点及意义(1)能量传递效率：是指____________之间________的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为________。(2)能量流动的特点：①单向流动原因：食物链中各营养级的顺序是长期________的结果，生物之间的捕食关系是一定的，不能逆转，而能量则以______的形式散失，不能再被生产者利用。②逐级递减原因：某个营养级同化的能量，________要消耗一部分，还有一部分被________利用，所以不能将全部的能量流入下一营养级。相邻两个营养级同化量10%～20%自然选择热能自身呼吸分解者\n(3)研究意义①帮助人们科学规划、设计___________，使能量得到________的利用。②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向____________的部分。人工生态系统最有效对人类最有益\n任务4与能量传递相关的“最值”计算(1)如食物链A→B→C→D①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝________，最多需要A营养级的能量＝________。②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝________，最少能量＝________。M÷(20%)3M÷(10%)3N×(20%)3N×(10%)3\n(2)在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：最长÷10%最短÷20%\n有关能量传递效率的定值计算方法(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值法”计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。(2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。(3)人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量，在求算该营养级与上一营养级间的传递效率时则不考虑人工输入的能量；而在求算该营养级与下一营养级间的传递效率时，则考虑人工输入的能量。\n考向一生态系统能量流动的过程考查1.[福建卷]下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图[图中数字为能量数值，单位是(J·m－2·a－1)]。下列叙述正确的是()A．该食物网中最高营养级为第六营养级B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357(J·m－2·a－1)D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统答案：B\n解析：该食物网中最高营养级为第五营养级，A错误；第二营养级同化的能量为3780＋4200＝7980(J·m－2·a－1)，第一到第二营养级的能量传递效率为7980/31920×100%＝25%，B正确；因不知太阳鱼流入分解者的能量值，所以太阳鱼呼吸作用消耗的能量无法计算，C错误；人工鱼塘中的所有生物与无机环境共同构成一个生态系统，D错误。\n考向二能量流动过程中的相关计算2.[经典模拟]在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则()A．羊同化的能量为64%nB．贮存在羊体内的能量为52%nC．由羊流向分解者的能量为16%nD．由羊流向下一营养级的能量为64%n答案：A解析：羊同化的能量为：n－36%n＝64%n，A正确；贮存在羊体内的能量为：n－36%n－48%n＝16%n，B错误；根据题意，由羊流向分解者的能量为其同化量的一部分，小于16%n，C错误；由羊流向下一营养级的能量为其同化量的10～20%，D错误。\n3．如表所示是能量流经某种植食性动物时的情况，下列说法正确的是()A.X表示的能量为200J/(cm2·a)B．流向第三营养级生物的能量至多为40J/(cm2·a)C.该植食性动物同化的能量中有20%通过呼吸作用散失掉D．表中四个量之间没有一定的数量关系项目摄食量粪便量呼吸消耗量用于生长发育和繁殖的能量能量/[J/(cm2·a)]530330X110答案：B\n解析：同化量＝摄入量－粪便量＝530－330＝200[J/(cm2·a)]，同化量有两个去向，即同化量＝呼吸消耗量＋生物用于生长发育和繁殖的能量，即200＝X＋110，因此，X表示的能量为90J/(cm2·a)，A错误；流经某种植食性动物(第二营养级)的能量为200J/(cm2·a)，按最高的传递效率20%来计算，则流向第三营养级的能量至多为200×20%＝40J/(cm2·a)，B正确；该植食性动物同化的能量通过呼吸作用散失的百分比是90÷200×100%＝45%，C错误；表中四个量之间有一定的数量关系，D错误。\n4．下图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。下列有关叙述，正确的是()A．①⑤之和为输入到生态系统的全部能量B．植食动物粪便中的能量包含在⑦中C．⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量D．④占②的百分比为能量传递效率答案：B\n解析：输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，等于植物呼吸消耗量与①⑤之和，A错误；植食动物粪便中的能量属于植物同化量的一部分，并未被植食动物同化，B正确；⑧表示植食动物呼吸消耗的能量，并没有流向分解者，C错误；能量传递效率为相邻两营养级间同化量的比值，而植物同化量未知，故无法计算，D错误。\n5．(不定项选择)下图是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是100万kJ)。有关叙述正确的有()A．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→ⅢB．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6950万kJC．不同营养级之间能量以有机物形式流动D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20%答案：CD\n解析：三个种群的同化的能量由大到小依次是Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，结合能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，A错误；种群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被种群Ⅰ同化的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量＋流向分解者的能量＝5.45×107kJ，而由于题中没有给出流向分解者能量，因此种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量也无法求出，B错误；不同营养级之间能量以有机物形式流动，C正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为3.0÷15.0×100%＝20%，D正确。\n考向三关于生态金字塔的考查6.[高考改编]用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是()答案：B\n解析：在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级的生物数量小于昆虫的数量，第四营养级的数量小于第三营养级的数量。\n7．(不定项选择)如图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述不正确的是()A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分B．该图所示的食物网中只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．E1表示的能量主要是通过光合作用所固定的能量D．能量可在食物链中循环利用答案：ABD\n解析：图中Ⅰ代表生产者，则E1表示的能量主要为生产者通过光合作用固定的能量；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者；每一营养级的生物种类可能有很多，该图所示的食物网可能由很多条食物链组成；生态系统中能量流动是单向的，能量不能循环利用，D错误。\n考向四对能量流动的综合考查8.(不定项选择)如图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103kJ/(m2·a)]。\n下列说法正确的是()A．流经城市生态系统的总能量包括了城市生态系统中的生产者固定的太阳能以及从外围的农田生态系统等补偿输入的能量B．计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为5×103kJ/(m2·a)C．流经该生态系统的总能量是1.29×105kJ/(m2·a)D.在人为干预下，能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14.6%答案：ABC\n解析：城市生态系统虽然是人为建立的，但还是要依赖自然系统，其能量输入除生产者固定的太阳能外还有外围的其他系统补偿输入的能量，才能维持平衡。肉食动物同化量为16－4－9－0.5＝2.5，所以补偿输入量为(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)－2.5＝5。流经该生态系统的总能量为23＋70＋3＋14＋2＋5＋12＝129。能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14/(23＋70＋3＋14)×100%＝12.7%。[注：以上计算单位均为103kJ/(m2·a)]\n课堂总结\n[网络建构提升]食物网食物链\n[长句应答必备]1．生态系统的四种成分：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。2．生产者、消费者和分解者的地位(1)生产者是生态系统的基石。(2)消费者是生态系统最活跃的部分。(3)分解者是生态系统的关键成分。3．食物网中可体现的两种种间关系：捕食关系和种间竞争关系。4．食物链和食物网的特点和功能(1)特点：在食物链中，第一营养级总是生产者，各种动物在不同的食物链中所处的营养级可能不同。(2)功能：食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。\n5．由于能量沿食物链流动时是逐级递减的，所以食物链一般不超过五个营养级。6．太阳能经过生产者的固定进入生物群落，在食物链中以化学能的形式流动，以热能的形式散失。7．生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。8．生态系统中的能量传递效率一般约为10%～20%。\n历届真题\n[等级选考研考向]1．[2021·广东卷]“葛(葛藤)之覃兮，施与中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个()A．黄鸟种群B．生物群落C．自然生态系统D．农业生态系统答案：C解析：分析题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，故它们共同构成一个自然生态系统，C正确。\n2．[2020·浙江卷]下列关于营养级的叙述，正确的是()A．营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多B．自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级C．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和D．食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的答案：B解析：由于能量在流动过程中逐级递减，所以营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越少，A错误；自然生态系统中的所有绿色植物都能进行光合作用，将无机物转化为有机物，将光能转化为化学能，所以属于生产者营养级，B正确；营养级是指处于食物链同一环节上的所有生物，包括同种和不同种生物，C错误；食物链中相邻两个营养级之间的能量传递效率不一定相同，D错误。\n3．[2021·浙江6月选考]下列关于生态金字塔的叙述，正确的是()A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制答案：A解析：生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，采用这些单位构成的生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔，A正确、D错误；生态金字塔中每个营养级可含有多种生物，并不一定属于同一食物链，B错误；生态金字塔中的营养级按营养级别高低依次排列，C错误。\n4．[2020·海南卷]在生态系统中，植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其中一部分用于自身的呼吸消耗，余下部分称为净初级生产量。表为4个生态系统的研究实例。类别玉米地荒地湖泊Ⅰ湖泊Ⅱ太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能)1.6%1.2%0.4%0.1%呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量)23.4%15.1%22.3%21.0%净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量)76.6%84.9%77.7%79.0%\n下列有关叙述错误的是()A．与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，净初级生产效率也低B．若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地C．两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地D．两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关答案：A\n解析：玉米地的太阳能利用率高于荒地，而玉米地的净初级生产效率却低于荒地，A错误；若入射太阳能相同，4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地，因为玉米地的太阳能利用率最高，B正确；由实验数据可知，两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地，C正确；两个湖泊中有很多的水生植物，而这些植物接受的太阳能需要穿过水层，据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关，D正确。\n5．[2021·山东卷]海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。\n(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是__________________________。(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为_______kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为____%(保留一位小数)，该生态系统中的能量________(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是__________________________________________________。(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是_____________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是________________________________________________________________________。海参活动能力弱，活动范围小24886.3不能由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低能充分利用空间和资源维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)\n解析：(1)样方法适用于调查植物及活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度。(2)M用于生长、发育和繁殖的能量＝M同化的能量－M呼吸作用散失的能量，即3281＋2826－3619＝2488[kJ/(m2·a)]；由M到N的能量传递效率为N同化的能量÷M同化的能量×100%＝386÷(3281＋2826)×100%＝6.3%。一般情况下，生态系统中的能量单向流动、逐级递减，不能循环流动。(3)海带和小型浮游植物均属于生产者，两者之间存在种间竞争关系，如果养殖的海带数量过多，海带和小型浮游植物之间的竞争会加剧，会使浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低。(4)将群落的空间结构原理运用到海水立体养殖模式中，能充分利用空间和资源。构建海水立体养殖生态系统时，应当考虑养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，以确定每种生物之间的合适比例，目的是维持生态系统的稳定性、持续获得较高的收益。\n6．[江苏卷]如图是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题：\n(1)生态系统最基本的生物成分是_______。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中，杂食性鸟分别处于第__________营养级。(2)从图1所示的营养关系分析，属于分解者的有_______________。有机碎屑被彻底分解产生的_________________(至少写出两类)等供生态系统循环利用。(3)由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有______结构。生产者二、三、四大型真菌、跳虫无机盐、CO2、H2O水平\n解析：(1)生态系统中生产者是最基本的生物成分，在乔木→杂食性鸟与草本植物→杂食性鸟这两条食物链中，杂食性鸟均属于第二营养级；在草本植物→蝗虫→杂食性鸟这条食物链中，杂食性鸟属于第三营养级；在草本植物→蝗虫→蜘蛛→杂食性鸟这条食物链中，杂食性鸟属于第四营养级。(2)分析题图中各成分可知，大型真菌和跳虫属于分解者。有机碎屑被彻底分解可产生无机盐、二氧化碳和水等。(3)该地表在水平结构上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布，题中地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有水平结构。\n(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有________(填序号)。①空间分布②迁入率③互利共生④物种丰富度⑤种群密度(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在____(填图2中字母)中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为______(用图2中字母和计算符号表示)。①②⑤ca－b解析：(4)题中属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有空间分布、迁入率和种群密度。(5)乙粪便中食物残渣的能量属于上一营养级(甲)所同化的能量，且包含在甲流向分解者的能量(c)中。根据题图可知，乙用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为a－b。\n[国考真题研规律]7．[全国卷Ⅰ，节选]某果园中存在A、B两种果树害虫，果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫；使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题：(1)果园中包含害虫A的一条食物链是____________。该食物链的第三营养级是____。果树→A→CC解析：(1)由题干信息可知，A、B是果树害虫，鸟(C)可以捕食这两种害虫，故果园中包含害虫A的一条食物链是果树→A→鸟(C)，其中鸟(C)处于第三营养级。\n8．[全国卷Ⅱ，节选]回答下列与生态系统相关的问题。(1)在森林生态系统中，生产者的能量来自于________，生产者的能量可以直接流向____________________(答出2点即可)。太阳能初级消费者、分解者解析：(1)生态系统中生产者的能量来自其自身光合作用所固定的太阳能。生产者的能量可直接流向初级消费者和分解者。
