选必2 第10单元 第3讲 第一课时 系统主干知识，夯实备考基础 （课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

生态系统的结构和能量流动 第3讲 学习目标 1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体；　 2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构；　 3.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律；　 4.举例说明利用生态系统能量流动的规律，在生产实践中能够合理提高能量利用率；　 5.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 建构知识体系 目录 主题研习（一） 主题研习（二） 生态系统的结构 生态系统的能量流动 课时跟踪检测 系统主干知识，夯实备考基础 第一课时 主题研习(一)　生态系统的结构 (基础•自学型) (一)生态系统及其组成成分 1．对生态系统的理解 概念 在一定空间内，由__________与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体 范围 有大有小，地球上最大的生态系统是_______ 结构 由_________和__________ (食物链和食物网)构成 功能 进行__________、___________、信息传递 生物群落 生物圈 组成成分 营养结构 物质循环 能量流动 2．生态系统的组成成分 (1)非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。 (2)生物群落 组分 生产者 消费者 分解者 营养方式 ____________________ 异养 异养 生物 类型 光合自养生物：绿色植物和蓝细菌等 化能自养生物：硝化细菌等 大多数动物、寄生植物(如菟丝子)、寄生细菌(如结核分枝杆菌) 腐生细菌、真菌、腐食动物 自养 地位 生态系统的基石，主要成分 生态系统最活跃部分，但非必要成分 生态系统的关键成分，必要成分 作用 ①合成有机物，储存能量 ②为消费者提供食物和栖息场所 ①加快生态系统的_________ ②帮助植物传粉和传播种子 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，供生产者重新利用 续表 物质循环 (3)生态系统各成分的相互关系图解 (二)生态系统的营养结构 1．食物链 (1)食物链中的营养级 (2)食物链的特点 ①食物链起点是________，终点是不被其他动物所食的动物 (最高营养级)。 ②食物链中的捕食关系是经长期___________形成的，通常不会逆转，具有单向性。 ③食物链中的营养级一般不超过____个。 ④某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。 生产者 自然选择 5 2．食物网 物质循环和能量流动 [微点判断] (1)(2023·浙江1月选考)由荒漠改造成的枸杞园与原荒漠相比，食物链和食物网基本不变。 ( ) (2)(2022·浙江6月选考)归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级。 ( ) (3)生产者都是绿色植物，分解者都是微生物。 ( ) × √ × (4)自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级。 ( ) (5)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在一条食物链的固定位置上。 ( ) (6)食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。 ( ) √ × × 题点(一)　生态系统的组成成分及相互关系 1．(2024·淮安期中)鲸落是鲸鱼死亡后沉入深海形成的一种特殊生态系统，其演化分为四个阶段：鲨鱼、螃蟹等取食鲸鱼的柔软组织→海蜗牛、蠕虫等无脊椎动物以残余鲸尸为食→鲸骨腐烂产生硫化氢，硫细菌等从硫化氢中获取能量→鲸骨的矿物遗骸作为礁岩成为生物的聚居地。下列相关叙述正确的是(　 ) A．鲸落中的各种动物和微生物共同构成了上述特殊生态系统 B．特殊生态系统——鲸落中硫细菌属于分解者 C．鲸落的形成演化会改变鲸落所在地的环境和生物种群分布 D．鲸骨礁岩上演化出充满生机的珊瑚礁的过程属于初生演替 √ 解析：生态系统是由生物群落和非生物环境构成，各种动物和微生物并不能构成生态系统，A错误； 特殊生态系统——鲸落中的硫细菌从无机物中获取能量，属于生产者，B错误； 鲸落属于特殊的生态系统，鲸落的形成演化会改变鲸落所在地的环境和生物种群分布，C正确； 因为鲸骨的矿物遗骸作为礁岩成为生物的聚居地，故礁岩上发生的演替属于次生演替，D错误。 2．调查发现某种蜣螂不仅吃粪便，还取食蜈蚣、千足虫等。与普通蜣螂相比，这种蜣螂后腿卷曲，便于捕猎，头部窄而长，便于进食千足虫等昆虫的内脏。由此得出的结论不恰当的是(　 ) A．该种蜣螂在生态系统中既是消费者又是分解者 B．该种蜣螂与千足虫之间的种间关系只有捕食关系 C．该地区的所有生物和非生物环境构成了生态系统 D．该种蜣螂作为进化研究的材料体现了生物多样性的直接价值 √ 解析：根据题干信息“某种蜣螂不仅吃粪便，还取食蜈蚣、千足虫”，说明该种蜣螂在生态系统中既是消费者又是分解者，A不符合题意； 该种蜣螂与千足虫之间存在捕食关系，但两者均作为分解者时可能存在共同的食物，因此也可能存在种间竞争关系，B符合题意； 该地区的所有生物和非生物环境构成了生态系统，C不符合题意； 该种蜣螂作为进化研究的材料是科研价值的体现，因此体现了生物多样性的直接价值，D不符合题意。 题点(二)　食物链和食物网 3．下列有关生态系统中食物网和食物链的叙述，错误的是(　 ) A．生产者和消费者是食物网中必不可少的两类生物 B．一般食物网越复杂的生态系统其抵抗力稳定性越强 C．种间竞争和捕食关系是食物网中常见的种间关系 D．营养级越多的食物网中食物链的条数就越多 √ 解析：生产者和消费者这两类生物通过捕食关系构成了食物链，食物链彼此相互交错连接成食物网，食物网可呈现出捕食和种间竞争关系，A、C正确； 生态系统的抵抗力稳定性与其营养结构的复杂程度呈正相关，而营养结构的复杂程度又可体现食物网的复杂程度，B正确； 营养级多的食物网中的食物链之间交叉捕食的关系可能较少，这样的食物网中的食物链相对较少，D错误。 4．如图表示某草原生态系统部分生物关系示意图，下列有关说法正确的是(　 ) A．若食物链的第一营养级生物减少，则第二及以后营养级的相关生物不一定会减少 B．该图只缺少生态系统组成成分中的分解者 C．若青蛙突然减少，理论上兔和食草鸟的数量将增加 D．图中存在3条食物链，鹰属于第三和第五营养级 √ 解析：由于第一营养级的生物是其他营养级生物直接或间接的食物来源，则若食物链的第一营养级生物减少，则第二及以后营养级的相关生物都会减少，A错误； 图中绿色植物属于生产者，其余动物均为消费者，该图缺少生态系统组成成分中的分解者、非生物的物质和能量，B错误； 若青蛙突然减少，一方面会导致蛇减少，鹰为了维持自身数量稳定，对兔和食草鸟的捕食将增加，另一方面会导致食草昆虫增加，进而导致绿色植物减少，因缺少食物，兔和食草鸟的数量将减少，C错误； 分析题图可知，图中存在3条食物链，鹰属于第三和第五营养级，D正确。 1．辨析生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定” 三类 “不一定” ①生产者不一定是植物(如蓝细菌等是原核生物)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。 ②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等属于分解者)。 ③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者) 两类 “一定” ①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。 ②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物 续表 2．食物网中生物数量变化的分析 (1)食物链的第一营养级生物数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。 (2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内竞争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。 (3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下： 若青蛙突然减少，一方面以它为食的 蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟来 维持自身的能量和物质需求，另一方面 会导致食草昆虫增加，进而导致绿色植物减少，因缺少食物， 从而导致兔、食草鸟减少。因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。 主题研习(二)　生态系统的能量流动 (深化•提能型) (一)能量流动的概念理解(一般情况下) 光合作用 食物链和食物网 化学能 化学能 热能 (二)能量流动的过程及特点 1．第一营养级能量流动图解 呼吸作用 分解者 2．第二营养级能量流动过程分析 (1)粪便中的能量(c)________ (填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分，则输入该营养级的总能量是指图中的___ (填字母)。 (2)初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋__________ ___________________。 不属于 b 用于生长、 发育和繁殖的能量(e) 3．能量流动的特点 (1)单向流动：能量只能沿着食物链由___营养级流向____营养级。 (2)逐级递减：相邻两个营养级间的能量传递效率一般为__________。 低 高 10%～20% (三)生态金字塔的类型及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 (一般情况) (一般情况) 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量 每一营养级生物所含的有机物的总干重 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有_________的特点 一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下，生物体的总干重随营养级升高而逐级_____ 特征 上窄下宽的正金字塔形 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 逐级递减 递减 续表 (四)研究能量流动的实践意义 1．帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 2．帮助人们科学地规划和设计_____________，使能量得到最有效的利用。 3．帮助人们合理地调整生态系统中的____________关系，使能量持续高效地流向________________的部分。 人工生态系统 能量流动 对人类最有益 (一)能量流动的过程分析 [例1]　[多选](2024·淮安检测)下图甲表示草原生态系统中某条食物链能量流动的情况，图乙表示兔的能量来源与去向。下列叙述错误的有(　 ) A．流入该生态系统总能量只有草固定的太阳能 B．兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便中的能量 C．图乙中B1表示兔用于生长、发育和繁殖的能量 D．图乙中兔到下一营养级的能量传递效率为D1/W1×100% √ √ √ [解析]　流经该生态系统的能量主要是生产者固定的太阳能，该生态系统中的生产者不仅有草，A错误； 兔排出来的粪便不属于兔流向分解者的能量，而属于上一营养级流向分解者的能量，B错误； 图乙中的W1为兔的同化量，A1为兔呼吸作用消耗的能量，C1为兔流向分解者的能量，D1为兔流向下一营养级的能量，据此可推知B1为暂时未利用的能量，C错误； 图乙中兔到下一营养级的能量传递效率为D1/W1×100%，D正确。 [例2]　(2023·全国新课标卷，节选)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①②③表示生物的生命活动过程，其中①是水鸟同化；②是__________；③是_______________。 [解析]　水鸟摄入的能量，一部分流入其体内，即水鸟同化，另一部分未被同化，以粪便的形式排出。水鸟同化的能量一部分通过自身的呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。粪便和遗体残骸会被分解者分解。 [答案]　呼吸作用(细胞呼吸)　分解者分解 “拼图法”分析能量流动过程 |认|知|生|成| (1)W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未被利用的能量。 (2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。 (3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。 (4)利用“拼图法”可得关系式： (二)能量流动的特点分析与应用 [例3]　(2024·如皋检测)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，下图为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：×104 kJ)。下列说法正确的是(　 ) 项目 净同化量 (同化量—呼吸消耗量) 呼吸消耗量 流向分解者 未利用 农作物 110 70 21 58 鸡 8 10 2 3 A．该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构 B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.0×105 kJ C．该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为17.2% D．与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量传递效率 √ [解析]　生态系统的结构包括生物成分、非生物的物质和能量及营养结构(食物链和食物网)，A错误。 该小型生态系统的食物链有两条，①农作物→人，②农作物→鸡→人，农作物流向下一营养级的能量为110－21－58＝31(单位是×104 kJ，以下皆同)，其中农作物流向鸡的能量为鸡的同化量＝8＋10＝18，则可计算农作物流向人的能量为31－18＝13； 鸡流向下一营养级即人的能量＝8－2－3＝3，因此，该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为13＋3＝16，即1.6×105 kJ，B错误。 该生态系统中第一营养级(农作物)的同化量＝110＋70＝180，农作物流向下一营养级的能量为110－21－58＝31，由此可计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率＝31÷180×100%≈17.2%，C正确。 与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量的利用率，D错误。 1．能量单向流动的原因 (1)能量流动是沿食物链进行的，一般来说，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。 (2)各营养级通过呼吸作用所散失的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。 |认|知|生|成| 2．能量逐级递减的原因 (1)各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。 (2)各营养级的能量都会有一部分流入分解者，还有未被下一营养级生物利用的部分。 题点(一)　能量流动的过程及特点 1．(2023·江苏高考)在江苏沿海湿地生态系统中，生态位重叠的两种动物甲、乙发生生态位分化，如图所示。甲主要以植物a为食，乙主要以植物b为食，两者又共同以植食性动物c为食。下列相关叙述错误的是(　 ) A．a、c分别处于第一、二营养级，其生态位重叠 B．a、b中的能量沿着食物链单向流动、逐级递减，最终以热能形式散失 C．生物群落中物种的生态位受生物因素影响，也与非生物因素有关 D．生态位分化是经自然选择形成的生物适应性，提高了生物对环境资源的利用率 √ 解析：a为植物，c为植食性动物，a、c分别处于第一、二营养级，由于a为生产者，c为消费者，故两者生态位并不重叠，A错误； a、b为植物，两者通过光合作用固定的太阳能在被植食性动物取食后，在食物链中单向流动、逐级递减，当食物链中的生物进行呼吸作用等生命活动以及排遗物和动植物遗体被微生物分解时，这些能量最终以热能的形式散失，B正确； 生物群落中物种的生态位既受生物因素的影响，也受温度、水分等非生物因素的影响，C正确； 生态位分化是不同生物在长期自然选择下形成的生物适应性，提高了生物对环境资源如栖息空间、食物等的利用率，D正确。 2．[多选](2024·南通检测)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。下列分析正确的是(　 ) A．图中M用于生长、发育和繁殖的能量为2 488 kJ/(m2·a) B．由M到N的能量传递效率约为11.7% C．海水立体养殖模式充分体现了群落的垂直结构 D．该生态系统实现了能量的多级利用，可有效减少废物排放和环境污染 √ √ √ 解析：M同化的能量＝3 281＋2 826＝6 107 kJ/(m2·a)，其用于生长、发育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝6 107－3 619＝2 488 kJ/(m2·a)，A正确； 由M到N的能量传递效率为386÷6 107×100%≈6.3%，B错误； 海水立体养殖利用了群落空间垂直结构的特点，分层养殖，充分利用空间和资源，C正确； 立体养殖模式由于不同层次生活的生物不同，实现了物质和能量的多级利用，可有效减少废物排放和环境污染，D正确。 题点(二)　生态金字塔的类型及特点 3．生态金字塔可表示自然生态系统中食物链和食物网各营养级间某种比例关系。下列有关叙述正确的是(　 ) A．生态金字塔的最顶层代表的是分解者 B．生物量金字塔可表示每个营养级所容纳的有机物的总鲜重之间的关系 C．能量金字塔和数量金字塔均不会出现倒置的金字塔形 D．生态金字塔启示人们人类的活动必须遵循自然规律才能实现可持续发展 √ 解析：生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级，分解者不参与生态金字塔的构建，A错误； 生物量金字塔可表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，B错误； 数量金字塔可能会出现倒金字塔形，例如在森林生态系统中，乔木等植物的数量比昆虫等小动物的数量少，C错误； 生态金字塔告诉人们，大自然的负载能力是有限的，绝不可能超过负载能力去供养金字塔顶端的消费者，人类的活动必须遵循这个自然的法则，才能实现可持续发展，D正确。 题点(三)　能量流动原理的应用 4．(2024·大连模拟)立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食的鲢鱼，中层主要是以水生植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图，图中的英文字母表示能量。 (1)据图可知，生产者输入该生态系统的能量值为________，该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入，原因是________________。 (2)图中字母d表示______________。 (3)鱼塘的人工管理十分重要，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是______________________。在夏季，可利用昆虫的趋光性，用________诱捕池塘上空的飞蛾为鱼类补充食物。 (4)秧藕养鱼立体生态种养模式在生产实践中获得了较高的经济效益，从群落水平阐述其原理主要是______________________________ ________________________________________________________。 解析：(1)生产者输入该生态系统的能量值为植物固定的太阳能a；该生态系统生产者固定的太阳能不足以供应该生态系统输出及呼吸作用散失的能量，因此需要有机物的不断输入。 (2)图中的d来自生产者和消费者的同化量，表示流向分解者的能量。 (3)根据题目信息可知鲢鱼主要是以浮游植物为食物，而莲藕与浮游植物为种间竞争关系，若莲藕数量过多，由于莲藕的竞争使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少，则会造成鲢鱼减产；利用昆虫的趋光性可采用黑光灯诱捕池塘上空的飞蛾为鱼类补充食物。 (4)原理见答案。 答案：(1)a　该生态系统输出及呼吸作用散失的能量大于生产者固定的能量　(2)流向分解者的能量　(3)由于莲藕的竞争使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少　黑光灯　(4)鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构，充分利用了池塘水体的空间资源，也提高了能量的利用率 [反思·收获]　 (1)动物的同化量不等于摄入量 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，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。 (2)生态系统的能量传递效率不等于能量利用率 能量传递效率是能量在相邻两个营养级之间的传递效率；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。　　　　 辨析能量流动的两个“不等于” |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1．(人教版选择性必修2 P52“拓展应用”变式训练)如图是某海洋生态系统中，生产者固定太阳能(E)与水深(h)的关系曲线。下列说法不正确的是(　 ) A．在远洋水域，从水深30 m处开始，随着水深增加固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的主要非生物因素是光 B．在水深小于20 m的水域中，近海中生产者固定的太阳能比远洋水域中生产者固定的太阳能多，主要是因为近海水体中矿质元素多 C．近海水域水深为10 m左右时，生产者的数量可能最多 D．生活在水深100 m以下的生物，从生态系统的组成成分看，只能是分解者 √ 解析：从水深30 m处开始，随着水深增加光照强度减弱，由题图可知，水生植物固定太阳能的数量也逐渐减少，故影响这一变化的主要非生物因素是光，A正确； 在水深小于20 m的水域中，近海中矿质元素多，植物数量较多，因此生产者固定的太阳能比相同水深的远洋海域中生产者固定的太阳能多，B正确； 从表中数据可以看出，近海水域水深10 m左右处，生产者固定的太阳能最多，故该处生产者的数量可能最多，C正确； 生活在水深100 m以下的生物，从生态系统的成分看除分解者外，还有消费者，D错误。 2．(苏教版选择性必修2 P80“问题与讨论”拓展分析)生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，关于生态金字塔的叙述，错误的是(　 ) A．生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级，其中不包括分解者 B．海洋中某时刻可能会出现如图甲所示的上宽下窄倒置的生物量金字塔 C．消费者个体大，生产者个体小的生态系统常出现如图甲所示的数量金字塔 D．根据能量流动的特点，生态系统通常出现如图乙所示的上窄下宽的能量金字塔 √ 解析：生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级，包括生产者和消费者，但不包括分解者，A正确； 图甲可为生物量金字塔，如海洋浮游植物的生物量在某一时刻小于浮游动物，但浮游植物繁殖速度很快，B正确； 甲类型的数量金字塔出现倒置的原因是消费者个体小，生产者个体大，比如树和昆虫，C错误； 能量流动具有逐级递减的特点，营养级越高所含的能量越少，若乙为能量金字塔，根据能量流动逐级递减的特点，能量金字塔通常是上窄下宽的，D正确。 (二)科学思维“融会通” 3．(人教版选择性必修2 P60“拓展应用T1”建模分析)下图是两个农业生态系统的模式图，图a中农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量，都与图b相同。据图回答下列问题： (1)请写出图a中含有的食物链：_________________________。 (2)上图______(填“a”或“b”)生态系统的能量能够更多地被人类利用，因为设计人工生态系统，能实现能量的__________，从而大大提高__________。 (3)受环境影响，农田不同地段同种农作物生长情况不同，________(填“能”或“不能”)体现了群落的空间结构，解释原因：_______________________________________________________。 (4)图b中沼气池燃烧产生的CO2进入大棚的意义是____________________________________________________________。 解析：(1)图a中含有的食物链是农作物→人，农作物→家禽、家畜→人。 (2)由于图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类利用，所以图b所示生态系统的能量能够更多地被人类利用，即该生态系统实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率。 (3)受环境影响，农田不同地段同种农作物生长情况不同，不能体现群落的空间结构，因为同种农作物不能构成群落，所以不能体现群落的空间结构。 (4)生活燃料燃烧产生的CO2进入大棚后可以提高大棚中CO2的浓度，为植物的光合作用提供原料，促进农作物的光合作用，提高产量。 答案：(1)农作物→人，农作物→家禽、家畜→人　(2)b　多级利用　能量利用率　(3)不能　同种农作物不能构成群落，所以不能体现群落的空间结构　(4)为植物的光合作用提供原料，促进农作物的光合作用，提高产量 |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1．生态系统中，捕食者的捕食行为会下行传递，直接或间接影响更低营养级生物，称为营养级联。在甲、乙两个相邻的湖泊中，食物链均为浮游植物→浮游动物→食浮游动物鱼类→食鱼动物。研究人员将甲中90%食鱼动物移入乙，同时将90%的食浮游动物鱼类从乙移向甲，若甲、乙两个湖泊存在明显的营养级联，则可能出现的结果是(　 ) A．甲中浮游植物增加，乙中浮游植物减少 B．甲中浮游植物不变，乙中浮游植物不变 C．甲中浮游动物增加，乙中浮游动物不变 D．甲中浮游动物增加，乙中浮游动物减少 √ 解析：将甲中90%食鱼动物移入乙，同时将90%的食浮游动物鱼类从乙移向甲，甲中食鱼动物减少，食浮游动物鱼类增多，会导致浮游动物减少，进一步导致浮游植物增多；乙中食鱼动物增多，食浮游动物鱼类减少，会导致浮游动物增多，进一步导致浮游植物减少，A正确。 2．在畜禽养殖业中，料肉比是指动物增重1 kg所消耗的饲料质量，比如猪、牛和羊以玉米种子和秸秆做成的饲料为食物，其料肉比为2∶1～3∶1。下列关于饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量的原因分析错误的是(　 ) A．玉米生长过程中，通过细胞呼吸消耗一部分能量 B．投喂饲料时，部分饲料并未被畜禽摄入体内 C．畜禽摄入的食物中，有一部分以粪便形式排出体外 D．畜禽生命活动过程中，通过细胞呼吸消耗一部分能量 √ 解析：玉米生长过程中，通过细胞呼吸消耗的一部分能量，并未储存在饲料中，因此不会导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量，A错误； 投喂饲料时，部分饲料并未被畜禽摄入体内，会导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量，B正确； 由于同化量＝摄入量－粪便中的能量，因此畜禽摄入的食物中，有一部分以粪便形式排出体外，导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量，C正确； 畜禽同化的能量有一部分通过呼吸作用散失，使其同化的能量不能全部用于生长发育，导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量，D正确。 3．“营养级联”是指在具有3个或更多营养级的生态系统中，一个营养级受压制后，会通过食物链的传递，间接引起其他非相邻营养级物种种群明显变化的现象。某海底海藻森林生态系统存在“海獭—海胆—海藻”营养级联。海獭消失与存在对鱼类丰富度和白头海雕的食物组成的影响如图。据图分析，下列推断错误的是(　 ) A．海藻森林中，某营养级的变化可影响到其他多个营养级 B．海獭以海胆和海藻为食，为该区域的初级、次级消费者 C．海獭消失区域，白头海雕主要以鸟类为食可能是因鱼类减少 D．该海藻森林中可能还存在“白头海雕—某鱼类—海藻”营养级联 √ 解析：据图可知，海獭活动区的鱼类丰富度明显高于海獭消失区，且对于白头海雕的食物组成有明显影响，说明海藻森林中，某营养级的变化可影响到其他多个营养级，A正确； 分析题意，海底海藻森林生态系统存在“海獭—海胆—海藻”营养级联，而“营养级联”是指一个营养级受压制后，间接引起其他非相邻营养级物种种群明显变化的现象，据此推测海獭、海胆、海藻属于非相邻营养级，则海獭不是该区域的初级、次级消费者，B错误； 结合图示可知，海獭消失区域的鱼类丰富度明显降低，据此推测海獭消失区域的白头海雕主要以鸟类为食可能是因鱼类减少，C正确； 由题干中“营养级联”定义可知，若白头海雕与某种鱼类和海藻三者之间为非相邻营养级，则该海藻森林中可能还存在“白头海雕—某鱼类—海藻”营养级联，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 一、选择题 1．(2024·南通一调)下列有关生态系统的结构和功能的叙述，错误的是(　 ) A．生态系统由生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量组成 B．食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道 C．碳在生态系统各成分之间总以CO2的形式循环，并具有全球性 D．负反馈调节机制是生态系统具有自我调节能力的基础 √ 6 7 8 9 10 11 12 解析：碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式进行循环，在生物群落内部以有机物的形式流动，物质循环具有全球性和循环性的特点，C错误。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2．(2024·徐州第一中学质检)我国“蛟龙”号载人 潜水器在深海底发现了多个热泉生态系统，热泉生态 系统的营养结构十分简单，主要食物网如图所示。下列有关叙述正确的是(　 ) A．图示食物网中的所有生物构成一个生物群落 B．输入热泉生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 C．热泉生态系统的生物之间只有捕食关系，没有竞争关系 D．一旦深海热泉停止喷发，该热泉生态系统可能会逐渐消失 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：生物群落包括该生态系统中所有的生产者、消费者和分解者，图示食物网只包括部分生产者和消费者，A错误； 深海海底没有太阳光，输入热泉生态系统的总能量是硫细菌经化能合成作用固定的化学能，B错误； 热泉生态系统的生物之间既有捕食关系，也有竞争关系，C错误； 一旦深海热泉停止喷发，缺少硫细菌进行化能合成作用的物质，没有能量的输入，该热泉生态系统可能会逐渐消失，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 3．(2024·泰州期末)野生草本植物多根系发达、生长较快、抗逆性强，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣还可作肥料或饲料。下列相关叙述正确的是(　 ) A．草本植物保持水土属于生物多样性的直接价值 B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用 C．食用菌属于生态系统组成成分中的分解者 D．食用菌属于消费者，草本植物给食用菌提供碳源和氮源 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：草本植物保持水土属于生物多样性的间接价值，A错误； 能量不能循环利用，B错误； 食用菌为真菌，属于分解者，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 4．如图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。已知种群c是自养生物，下列说法错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A．该生态系统简单食物链可表示为c→b→a B．种群b在第3～7年个体数下降是由于a的增加和c的减少 C．b和a的存在能加快该生态系统的物质循环 D．一定自然区域内，a、b、c三个种群中全部的生物构成生物群落 解析：根据题图分析可知，c是生产者，a和b都是消费者，且b的数量先于a的数量减少和增加，说明b是初级消费者，a是次级消费者，则该生态系统简单食物链可表示为c→b→a，A正确； 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 根据a、b、c三个曲线可知，种群b在第3～7年，由于食物的减少和捕食者的数量增加，导致数量下降，B正确； b和a都是消费者，消费者能够加快生态系统的物质循环，C正确； a、b、c三个种群不能代表一定自然区域内的所有生物种群，故不能构成生物群落，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 5．(2022·江苏高考)采用原位治理技术治理污染水体，相关叙述正确的是(　 ) A．应用无土栽培技术，种植的生态浮床植物可吸收水体营养和富集重金属 B．为了增加溶解氧，可以采取曝气、投放高效功能性菌剂及其促生剂等措施 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 C．重建食物链时放养蚌、螺等底栖动物作为初级消费者，摄食浮游动、植物 D．人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率 解析：根据生态浮床的原理可知，以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，通过植物吸收水中的N、P等生长所必需的营养元素，以减少水体富营养化，此外，植物还起富集水中重金属的作用，A正确； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 采取曝气可以增加水体的溶氧量，但是投放高效功能性菌剂及其促生剂等措施会导致耗氧量增加，B错误； 蚌、螺等底栖动物作为初级消费者，无法摄食浮游动物，C错误； 根据生态系统的能量流动规律，调整生态系统营养结构有利于调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类有益的部分，可以提高能量的利用率，但是不能改变能量传递效率，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 6．(2024·苏州中学一模)在某些地区，人们用网笼养殖鲑鱼(三文鱼)，鲑鱼的排泄物顺水而下，为海带等藻类和贝类提供养料。这种养殖方式被称为多营养层次综合水产养殖法(IMTA)。下列相关叙述，错误的是(　 ) A．海带利用的是鲑鱼的排泄物，因而海带属于该生态系统中的分解者 B．IMTA有利于生物对环境资源的充分利用 C．IMTA提高了能量的利用率，使人类获得更多的产品 D．该生态系统能量流动的终点是热能散失到非生物环境中 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：鲑鱼的排泄物经分解者分解后产生无机物和二氧化碳可以供海带等藻类利用，海带可以进行光合作用将无机物合成有机物，属于生态系统中的生产者，A错误； 结合题干“人们用网笼养殖鲑鱼(三文鱼)，鲑鱼的排泄物顺水而下，为海带等藻类和贝类提供养料”可知，IMTA有利于生物对环境资源的充分利用，B正确； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 鲑鱼的排泄物能为海带等藻类和贝类提供养料，提高了能量的利用率，实现了物质的多级利用，使人类获得更多的产品，C正确； 能量流动的起点是生产者固定的太阳能，能量流动的终点是以热能的形式散失到非生物环境中，不能循环利用，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 7．下图是某人工湖生态系统中能量流动的部分图解，其中字母表示同化量。下列叙述正确的是(　 ) 2 3 4 √ A．浮游动物和鱼类作为消费者，在生态系统中可加快物质和能量的循环 B．甲种鱼和乙种鱼之间的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100% 1 5 6 7 8 9 10 11 12 C．向该人工湖中投放的饲料越多，甲种鱼和乙种鱼的数量就越多 D．该生态系统中每种生物的能量去向都有呼吸作用散失和流入下一营养级 解析：浮游动物和鱼类作为消费者，在生态系统中可加快物质循环，但能量不能循环，A错误； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 相邻营养级间的能量传递效率＝某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，乙种鱼从甲种鱼处同化的能量为d，而甲种鱼同化的能量为b＋c＋e，则甲种鱼和乙种鱼间的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100%，B正确； 向该人工湖中投放的饲料过多，可能导致水质变差，鱼类减少，C错误； 最高营养级无流入下一营养级的能量，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 8．现有两个不同类型的陆地自然生态系统Ⅰ和Ⅱ，各营养级生物数量的相对值如图所示，若流入Ⅰ和Ⅱ的总能量相同，据图分析相关说法正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A．Ⅰ和Ⅱ的生态金字塔形状相同，均无倒置情况 B．若Ⅰ、Ⅱ处于平衡状态，则Ⅰ、Ⅱ第一营养级制造的有机物大于各营养级消耗的有机物之和 C．Ⅰ中现存消费者的总能量小于Ⅱ中现存消费者的总能量 D．Ⅰ和Ⅱ之间的抵抗外界干扰能力的大小关系是Ⅰ小于Ⅱ 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：生态系统Ⅱ第一营养级数量比第二营养级少，出现了生态金字塔中的数量金字塔倒置的现象，A错误； 若Ⅰ、Ⅱ处于平衡状态，则第一营养级制造的有机物大于各营养级消耗的有机物之和，保证自身呼吸消耗和对其他营养级的能量供应，B正确； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 由于两营养级生产者数量不同，其自身消耗的能量不同，且营养级之间能量传递效率未知，因此生态系统Ⅰ中现存的消费者的总能量与生态系统Ⅱ中现存的消费者的总能量大小无法比较，C错误； 据图无法判断Ⅰ和Ⅱ两个生态系统的生物多样性及食物网的复杂程度，因此无法判断Ⅰ和Ⅱ抗外界干扰能力的大小关系，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 9.[多选]如图是某个海岛上部分生物之间的食物关系图， 相关叙述错误的是(　 ) A．图中显示了5个生物种群组成的4条食物链 B．碳在图中生物之间以有机物的形式循环流动 C．信息传递在图中生物之间可以双向进行 D．图中生物的能量可流向分解者，但分解者的能量不能流向这些生物 2 3 4 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：图中的植物多种多样，不同种植物属于不同的种群，因此图中的种群数量远远多于5个，A错误； 碳在图中生物之间以有机物的形式顺着食物链单向流动，不能循环流动，B错误； 信息传递在图中生物之间可以双向进行，C正确； 当图中的生物以分解者为食物时，能量就从分解者流向图中所示的生物，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 10．[多选]下表为某草原生态系统中甲、乙、丙三种生物构成的一条食物链的能量流动情况，单位为J/(hm2·a)。分析表中数据，下列有关叙述错误的是(　 ) 2 3 4 甲 乙 丙 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× 1011 2.44× 107 2.25× 107 2.18× 107 1.05× 109 7.25× 108 7.15× 108 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.甲为生态系统的基石，乙为初级消费者，处于第二营养级 B．同化量小于摄入量是因为有部分能量随粪便传递给生产者 C．丙用于个体生长、发育、繁殖的能量值为107 J/(hm2·a) D．能量在第二营养级和第三营养级之间的传递效率约为3% 2 3 4 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：能量逐级递减，由同化量大小可知，三种生物构成的食物链为甲→丙→乙，乙为次级消费者，处于第三营养级，A错误； 同化量与粪便量之和等于摄入量，而粪便中能量可传递给分解者，不能传递给生产者，B错误； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 丙用于生长、发育、繁殖的能量＝同化量－呼吸散失的能量＝7.25×108－7.15×108＝107 J/(hm2·a)，C正确； 由表中数据可知，能量在乙和丙两种生物之间的传递效率为(2.25×107)÷(7.25×108)×100%≈3%，但乙和丙不能代表该生态系统的两个营养级，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 二、非选择题 11．洞庭湖曾经经历过几次大规模围垦造田，湖域面积大幅减小，生物多样性锐减，蓄洪调水能力大大降低，而导致湖区及长江流域洪水泛滥时有发生。后来，政府施行相关政策，大力退耕还湖，洞庭湖生态环境日益好转，沙鸥翔集，锦鳞游泳，重现一派鱼米之乡的新景象。图甲表示洞庭湖某滩涂上生物间的关系，图乙表示能量流经昆虫的部分途径，请据图回答下列问题。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)从生态系统的结构来看，该洞庭湖滩涂生态系统除图甲内容外，还应包括____________________。 (2)从围湖造田到退耕还湖，滩涂生物群落发生很大变化，这种现象属于________演替。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)若黄鼠狼通过捕食鸟和鼠获得的能量比例为1∶4，则黄鼠狼的同化量增加5 kg，至多需要消耗草________ kg。 (4)图乙中，B表示__________________的能量；除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分的流向是________。 (5)大力退耕还湖，洞庭湖生态环境日益好转，洞庭湖具有强大的蓄水功能，对于调节河川径流、拦截地表径流、控制洪水具有巨大作用，这体现了生物多样性的________价值。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：(1) 生态系统包含非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。该洞庭湖滩涂生态系统除图甲中的生产者和消费者外，还应包括非生物物质和能量、分解者。 (2)从围湖造田到退耕还湖，因为原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，属于次生演替。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)黄鼠狼分别通过两条食物链获得能量，若黄鼠狼通过捕食鸟和鼠获得的能量比例为1∶4，则黄鼠狼的同化量增加5 kg，当能量传递效率为10%时，消耗草最多，此时需要消耗草5×4/5÷10%÷10%＋5×1/5÷10%÷10%÷10%＝1 400(kg)。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (4)图乙中，B表示昆虫用于生长、发育、繁殖的能量，第二营养级同化的能量流向：一部分在其呼吸作用中以热能的形式散失，一部分以遗体残骸的形式被分解者利用，如果被次级消费者捕食，一部分能量就流入了第三营养级，剩下的一部分是未利用的能量。因此除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分的流向是未利用。 (5)题干信息体现了生物多样性的间接价值。 答案：(1)非生物的物质和能量、分解者　(2)次生　(3)1 400　(4)昆虫用于生长、发育和繁殖　未利用　(5)间接 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 12．(2024·连云港联考)“给这片海做个三维透视，才能看出奥秘。”山东威海荣成海域(近海)的“耕种大海”的人们，如今在碳汇产业上有了新探索——浅海多营养层次生态养殖模式：上层养殖海带、裙带、龙须藻等藻类，中层养殖贝类，底层是人工鱼礁，养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。下图表示该生态养殖模式的能量流动示意图，M、N表示营养级。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)海参在生态系统组成成分中属于__________________________。海带等藻类在生态系统中的地位是____________________________。 (2)荣成海域的上、中和底层的生态养殖模式，体现该群落具有明显的________结构。随着时间的推移，该群落可能会发生演替。下列哪几项会引起群落发生演替______。(A.核污水的排放　B．近海种植大量海草　C．近海搁浅的鲸鱼被人类送回深海　D．人们放弃对该生态养殖模式的管理) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)若M为海参，其同化的能量为______________，生产者到M的能量传递效率是____________。(保留小数点后一位) (4)海参捕食底栖微藻摄入体内的能量大于海参从底栖微藻处同化的能量，原因可能为_____________________________________________ ___________________________________________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (5)由于污水的排放，该生态养殖系统曾遭到严重破坏，经治理后在较短时间内又迅速恢复，从生态系统的结构分析，原因是____________ ___________________________________________________________。 解析：(1)海参以底栖微藻为食表明海参是消费者，当以生物遗体残骸等为食时海参充当分解者；海带等藻类作为生产者是生态系统的基石。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)荣成海域的上、中和底层的生态养殖模式利用了群落空间垂直结构的特点，分层养殖，充分利用空间和资源。群落演替是指一个群落被另一个群落代替的过程，发生群落演替的原因为群落内部或外界环境条件的改变。因此核污水的排放污染了生存环境、近海种植大量海草以及人们放弃对该生态养殖模式的管理致使外界环境改变，都可能引起群落发生演替。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)M同化的能量为4 281＋1 626＝5 907 kJ/(m2·a)。图中生产者呼吸作用消耗8 966 kJ/(m2·a)的能量，传递给M 4 281 kJ/(m2·a)，遗体残骸8 768 kJ/(m2·a)，生产者到M的能量传递效率是4 281/(8 966＋4 281＋8 768)×100%≈19.4%。 (4)海参捕食底栖微藻摄入体内的能量要减去它排出的粪便中的能量才是海参从底栖微藻处同化的能量，因此海参捕食底栖微藻摄入体内的能量大于海参从底栖微藻处同化的能量。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (5)该生态系统的生物种类少，营养结构简单，在遭到破坏后其恢复原状比较容易，因此经治理后在较短时间内又迅速恢复。 答案：(1)消费者和分解者　生态系统的基石　(2)垂直　ABD　(3)5 907 kJ/(m2·a)　19.4%　(4)海参捕食底栖微藻摄入体内的能量要减去它排出的粪便中的能量才是海参从底栖微藻处同化的能量(摄入量－粪便量＝同化量)　(5)该生态系统的生物种类少，营养结构简单，遭到破坏后恢复原状比较容易 2 3 4 $$