2026届高三生物二轮复习讲义专题七　第15讲　生态系统和生态工程 考向1 生态系统的结构和功能

该高中生物学讲义聚焦生态系统结构与功能核心考点，涵盖生物成分、食物链、碳循环及能量流动等内容，按知识奠基-真题研析-分层训练逻辑架构知识网络。通过考点梳理（如生物成分“四定六不定”规律）、方法指导（碳循环环节关联）、真题讲解（2025年黑吉辽等多地高考题），帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 资料以科学思维培养为核心，采用“串珠成链”整合碳循环与生物富集知识，结合实验分析题（如荒漠生态系统分解作用实验）提升探究实践能力。设置研考题、加固训练、素养提升三级练习，精准对接高考难度，助力学生高效掌握高频考点，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第15讲　生态系统和生态工程 考向1 生态系统的结构和功能 【通考源·知识奠基】 一、生态系统的结构 1.生态系统的生物成分: 【提醒】 (1)四个“一定”:生产者一定为“自养型”,“自养型”一定为生产者;分解者一定为“腐生生物”,“腐生生物”一定为分解者。 (2)六个“不一定”:生产者不一定是植物,植物不一定是生产者;消费者不一定是动物,动物不一定是消费者;分解者不一定是微生物,微生物不一定是分解者。 2.食物链: 二、归纳总结碳循环与生物富集 1.碳循环: 存在形式 非生物环境中:CO2和碳酸盐 生物群落内部:含碳有机物 流动形式 生物群落与非生物环境之间:CO2 生物群落内部:含碳有机物 进入生物群落的途径 光合作用、化能合成作用 返回非生物环境的途径 ①生产者、消费者的呼吸作用 ②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧 碳循环各环节之间的关联 2.生物富集: 【串珠成链】 【研考题·方法领悟】 1.(2025·黑吉辽内蒙古高考)如图为某森林生态系统的部分食物网。下列叙述正确的是(　　) A.图中的生物及其非生物环境构成生态系统 B.野猪数量下降时,虎对豹的排斥加剧 C.图中的食物网共由6条食物链组成 D.树木同化的能量有10%~20%流入野猪 【解析】选B。在一定的地域内,生物与非生物环境所形成的统一整体叫生态系统,图中的生物只有生产者和消费者,缺少分解者,所以图中的生物及其非生物环境不能构成生态系统,A错误;野猪数量下降时,虎和豹会竞争剩余的食物资源(如野兔、梅花鹿),竞争加剧可能导致排斥加剧,B正确;分析题图可知,图中的食物网共由8条食物链组成,分别是树木→野猪→虎、树木→梅花鹿→虎、树木→梅花鹿→豹、草→野猪→虎、草→梅花鹿→虎、草→梅花鹿→豹、草→野兔→虎、草→野兔→豹,C错误;能量在相邻的营养级之间的传递效率是10%~20%,树木同化的能量会分配给不同的初级消费者(野猪、梅花鹿),而不仅仅是野猪,因此流入野猪的比例不一定是10%~20%,可能更少,D错误。 2.(2025·浙江1月高考)由于DDT严重危害生物的健康且不易降解,许多国家禁用DDT。但DDT能杀灭按蚊,有效控制疟疾的传播,因此2006年世界卫生组织宣布允许非洲国家重新使用DDT,使得非洲疟疾的新增病例大幅下降。下列叙述不合理的是(　　) A.喷施低浓度的DDT,也会在生物体内积累 B.DDT不易降解,不会在生物圈中大面积扩散 C.在严格管控的情况下,DDT可以局部用于预防疟疾 D.与第二营养级相比,第三营养级生物体内的DDT含量更高 【解析】选B。DDT严重危害生物的健康且不易降解,能够沿着食物链逐渐在生物体内聚集,且营养级越高的生物体,其体内富集的DDT含量就越高,因此喷施低浓度的DDT,也会在生物体内积累,与第二营养级相比,第三营养级生物体内的DDT含量更高,A、D正确;物质循环具有全球性,DDT不易降解,可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,若使用不当,可能会导致DDT在生物圈中大面积扩散,B错误;由“DDT能杀灭按蚊,有效控制疟疾的传播”可知,在严格管控的情况下,DDT可以局部用于预防疟疾,C正确。 【加固训练】 (2025·山东高考)某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①,一段时间后,此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②,此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③,这段时间内死亡个体的有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入迁出,无个体被捕食,估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时,应使用的表达式为(　　) A.②-①+④ B.②-①+③ C.②-①-③+④ D.②-①+③+① 【解析】选A。据题意可知,种群所有存活个体的有机物中的总能量②为最终存活个体能量,包括初始存活个体的最终能量和新出生并存活个体的能量,某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量①为初始总能量,包括起初所有个体的总能量。④为这段时间内死亡个体在死亡时的有机物能量,包括初始个体死亡和新出生但死亡个体的能量。③是代谢过程中呼吸散失的能量,用于维持生命活动,不直接用于生长、发育和繁殖,因此不包括在净生产量中。在无迁入迁出、无个体被捕食的条件下,种群用于生长、发育和繁殖的总能量(即净生产量)可通过生物量的净变化和死亡个体的损失能量来表示,即②-①反映了种群生物量的净生产量,表示存活种群的能量变化,④为死亡个体的有机物中的总能量,代表死亡个体的损失能量。故用于该种群生长、发育和繁殖的总能量的表达式为②-①+④,A正确,B、C、D错误。 3.(2025·甘肃高考)凤眼蓝原产于美洲,最初作为观赏花卉引入我国。数十年后,凤眼蓝逃逸到野外,在湖泊、河流蔓延,造成河道堵塞、水生生物死亡,变成外来入侵种。关于此现象,下列叙述错误的是(　　) A.外来物种可影响生态系统,但不一定都成为外来入侵种 B.凤眼蓝生物量的快速增长,有利于水生生态系统的稳定 C.凤眼蓝扩散到湖泊、河流,改变了水生生态系统的结构 D.凤眼蓝蔓延侵害土著生物,影响群落内物种的相互关系 【解析】选B。外来物种进入新的生态系统后,有的可能被生态系统中的生物和环境所制约,不会大量繁殖破坏生态平衡,所以不一定都成为外来入侵种,A正确;凤眼蓝作为外来入侵种,其生物量快速增长会占据大量空间和资源,导致其他水生生物生存空间和资源减少,造成河道堵塞、水生生物死亡,不利于水生生态系统的稳定,B错误;凤眼蓝扩散到湖泊、河流,大量繁殖改变了原有的生物种类和数量分布,进而改变了水生生态系统的结构,C正确;凤眼蓝蔓延会与土著生物竞争资源等,侵害土著生物,从而影响群落内物种的相互关系,比如种间竞争、捕食等关系,D正确。 4.(2025·湖北高考)在荒漠生态系统中,螨虫、跳虫等小型节肢动物对凋落物和有机碎屑的分解发挥着重要作用,这种作用主要是通过取食真菌、传播真菌孢子和捕食噬菌线虫来完成的。基于此,科研人员开展了以下两个相关实验: 实验①:分别使用杀真菌剂和杀虫剂(杀灭小型节肢动物)对荒漠灌木植物柠条的凋落物和有机碎屑进行处理,发现使用杀真菌剂后,分解作用减少了29%;使用杀虫剂后,分解作用减少了53%。 实验②:清除柠条凋落物和有机碎屑中的小型节肢动物(主要是螨虫),使得噬菌线虫(取食细菌等)数量增加、细菌数量减少,分解作用减少40%;而清除噬菌线虫和小型节肢动物,使细菌数量增加。 回答下列问题: (1)区别荒漠群落和森林群落的重要依据是____________。  【解析】(1)群落的物种组成是区别不同群落的重要依据,所以区别荒漠群落和森林群落的重要依据是物种组成。 答案:(1)物种组成 (2)上述荒漠生态系统中,排除小型节肢动物后,噬菌线虫种群增长曲线呈____________形;清除线虫和小型节肢动物后,生态系统抵抗力稳定性的变化是:____________(填序号)。  ①变强　②不变　③变弱　④无法判断 【解析】(2)在自然条件下,由于资源和空间有限,种群增长曲线一般为“S”形。排除小型节肢动物后,噬菌线虫由于缺少捕食者,食物相对充足,但环境资源依然有限,所以其种群增长曲线是“S”形。清除线虫和小型节肢动物后,生态系统的营养结构变简单,自我调节能力减弱,抵抗力稳定性降低,即③。 答案:(2)S　③ (3)根据上述材料分析,螨虫通过直接调节____________的种群大小,从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。 【解析】(3)根据实验②,清除柠条凋落物和有机碎屑中的小型节肢动物(主要是螨虫),使得噬菌线虫数量增加、细菌数量减少,说明螨虫通过直接调节噬菌线虫和细菌的种群大小,从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。 答案:(3)噬菌线虫和细菌 (4)从生态系统功能的角度,评价杀虫剂等农药对生态系统的影响: __________________________________________________________________。  【解析】(4)从生态系统功能的角度,杀虫剂等农药会杀灭小型节肢动物,使生态系统的分解作用减弱,物质循环和能量流动受阻;同时可能会对其他生物造成影响,破坏生态系统的营养结构,进而影响生态系统的稳定性。 答案:(4)杀虫剂等农药会使生态系统的分解作用减弱,物质循环和能量流动受阻,破坏生态系统的稳定性 【练考向·素养提升】 1.(2025·汕头模拟)玉米螟是玉米田中的常见害虫,玉米螟的幼虫蛀茎,咬食破坏茎秆组织,影响养分运输,使植株受损,严重时茎秆遇风折断。引入步行虫能有效治理玉米螟,步行虫可捕食玉米螟。科研人员研究了一块玉米田生态系统的能量流动关系,结果如图。下列叙述错误的是(　　) A.玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食 B.步行虫粪便中的能量属于玉米螟同化量中部分流入分解者的能量 C.种植玉米的过程中不断地除草,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分 D.该玉米田生态系统中玉米种群固定的太阳能为8.5×109 kJ 【解析】选D。根据玉米螟幼虫咬食破坏玉米茎秆组织、步行虫可捕食玉米螟可知,玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食,A正确;步行虫粪便中的能量属于上一营养级(玉米螟)同化量中部分流入分解者的能量,B正确;种植玉米的过程中不断地除草,减少杂草与玉米竞争阳光和无机盐,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分,C正确;玉米种群固定的太阳能为(3.272×108+8.955×107+7.638×106)≈4.244×108 kJ,D错误。 2.(2025·北京二模)对某森林公园生态系统连续9年的碳输入、输出观测显示,该森林生态系统能够吸收和固定CO2,利于减少大气CO2含量,表现为“碳汇”。在极端干旱年份,其“碳汇”能力降低。下列叙述正确的是(　　) A.碳以有机物的形式在生物群落和非生物环境之间循环 B.该生态系统中,生产者固定的CO2量等于所有生物呼吸释放的CO2量 C.观测期间该森林生态系统输入的总能量低于其散失的总能量 D.干旱导致树木光合速率下降,降低该生态系统的“碳汇”能力 【解析】选D。碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环,在生物群落内部以有机物的形式传递,A错误;因为该森林生态系统表现为“碳汇”,说明生产者固定的CO2量大于所有生物呼吸释放的CO2量,这样才能吸收和固定CO2,减少大气中CO2含量,B错误;该森林生态系统能吸收和固定CO2,说明其处于生长、发育阶段,输入的总能量应高于其散失的总能量,C错误;根据题意,在极端干旱年份,“碳汇”能力降低,干旱会导致树木光合速率下降,从而使吸收和固定CO2的能力降低,即降低该生态系统的“碳汇”能力,D正确。 【加固训练】 生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。下图表示利用生态学相关原理,将种植业、养殖业和渔业进行有机整合而形成的稻田生态系统能量流动过程与人类干预环节。下表为稻田生态系统中部分能量流动情况[单位: 106 kJ/(cm2·a)]。 生物类型　 X 传递给分解者的能量 未利用的能量 传递给下一营养级的能量 外来有机物输入的能量 生产者 62 8.3 —— 23.0 0 初级消费者 12.5 2.5 13.0 Y 8.0 次级消费者 7.4 — 6.2 Z 15.0 三级消费者 4.7 0.8 3.3 1.8 8 (1)稻田中许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,所以常用______的方法进行采集和调查。在用标记重捕法调查鱼的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,可能会使估算的种群密度比实际____(填“偏大”或“偏小”)  【解析】(1)对于稻田中活动能力较强且身体微小的土壤动物,常采用取样器取样法进行采集和调查,这是因为该方法适合调查这类不易被直接观察和捕捉的小型土壤动物。在用标记重捕法调查鱼的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,根据计算方法:N表示种群数量,n表示重捕个体数,m表示重捕中标记数,M表示初次捕获标记数,N=(n÷m)×M,会导致m偏小,从而导致计算结果偏大。 答案:(1)取样器取样　偏大 (2)表中X代表的能量为______,Y代表的能量值等于____kJ/(cm2·a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为__________。  【解析】(2)根据能量流动过程,同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,其中用于自身生长、发育和繁殖的能量=传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,结合表中信息可得,X代表的能量为呼吸作用散失的能量;根据题目信息可知,此生态系统有人类干预,因此流入消费者的能量有两个来源:从上一营养级同化+外来有机物输入,消费者的能量计算公式为:外来有机物输入+同化量=呼吸作用散失的能量+传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,依据表中数据可得,第二营养级(初级消费者)能量计算等式为:23+8=12.5+2.5+13+Y,计算可得Y=3×106kJ/(cm2·a)。结合(2)分析表中数据可得:第三营养级(次级消费者)传给下一营养级的能量Z=4.7+0.8+3.3+1.8-8=2.6×106kJ/(cm2·a),第三营养级的同化量=15+Y=18×106kJ/(cm2·a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率=Z/(15+Y)×100%=2.6/18×100%=14.4%。 答案:(2)呼吸作用散失的能量　3×106　14.4% (3)研究发现,适宜的人类干预可有效提高农田生态系统中主体生产者的产量,请结合图示,从种间关系的角度分析其原因__________________________(答出2点)。  【解析】(3)从种间关系的角度来看,在稻田生态系统中,通过除草剂、人工与鱼鸭除草,减少了杂草等其他生产者的数量,降低杂草等其他生产者与主体生产者(水稻)之间的竞争,使水稻能够获得更多的资源,如阳光、水分、无机盐等;同时,通过捕杀、释放天敌和养殖鱼鸭等方式,降低了以生产者为食的有害的初级消费者(如二化螟等水稻虫害动物)的数量,减少了水稻被捕食的压力,使水稻生长良好,从而有效提高了农田生态系统主体生产者的产量。 答案:(3)通过减少其他生产者与主体生产者之间的种间竞争,使水稻生长良好;通过减少以主体生产者为食的有害初级消费者的数量,使水稻生长良好 - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $