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第20章 生态系统及其稳定性
第3节 生态系统的结构和功能
1. 说明不同生物之间通过捕食关系形成食物链和食物网，说明物
质和能量通过食物链在生物之间传递。
2. 从结构与功能的角度，阐明生态系统中的生产者、消费者、
分解者和非生物环境相互作用构 成有机整体，实现了物质循环和能
量流动。
各种生物之间存在着直接或间接的食物关系
1． 食物关系：在生态系统中， 与 之间、消
费者与 之间通过吃与被吃形成了食物关系。
2． 食物链：不同生物之间由于 关系而形成的链条式
联系。
生产者
消费者
消费者
食物
3． 捕食食物链的书写要求：起点是 (或活的植物)，没
有非生物环境和 。用“→”连接，箭头由被捕食者指向
，如草→蝗虫→食虫鸟→蛇→鹰。
生产者
分解者
捕食者
“螳螂捕蝉，黄雀在后”反映的是一条完整的食物链吗？
为什么？ 。
4． 食物网：生物之间由于食物关系构成的网状联系（许多
彼此交错，形成复杂的网状联系）。
5． 和 是生态系统的营养结构基础。生态系
统中的 通过食物链在生物之间进行运输和传递。
不是一条完整的食物链，因为该食物链缺少生产者
食物链
食物链
食物网
有机物和能量
能量流动和物质循环
1． 能量流动： 是所有生物生命活动的能量来源。在生
态系统中，能量是沿着 依次流动的。通常，一个环节只能把
所获能量的10%~20%传递给下一级。能量流动的特点是 流
动，逐级 。越向食物链的后端，生物数量越少，贮存的能量
也 ，就形成了 形的生物数量与能量的关系。
太阳能
食物链
单向
递减
越少
金字塔
在“草→羊→狼”食物链中，狼体内的能量最终来源于草
通过光合作用固定的 。
太阳能
2． 物质循环：是指组成生物体的物质在生物与 之间
的往返循环。组成生物体的各种物质来自无机环境。植物将从环境中获
得的各种物质构成植物体，并使其进入 。生物死亡后，其遗
体经 分解，这些物质又返回到无机环境中。
3． 通过 和 ，生态系统进行着物质循环和能
量流动。 和 是生态系统的重要功能。
无机环境
食物链
分解者
食物链
食物网
能量流动
物质循环
例 1 在一个相对封闭的生态系统中，四种生物类群所含能量的调
查结果如表所示，其中最可能为生产者的是 （　B　）
生物类群 甲 乙 丙 丁
能量
（/107KJ·m-2） 2.5 121.8 10.5 53.7
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
B
“营养级越高，所含能量就越高。”这种 说法不正确。
点拨1 一般情况下，由于能量沿食物 链流动时逐级递减，所以营
养级越高的生 物，获得的能量越少。
例 2 “草→兔→狐”是草原生态系统中常见的一条食物链，下列
有关的说法，正确的是（　D　）
A. 草是生产者，兔是消费者，狐是分解者
B. 若狐的数量发生改变不会影响草的数量
C. 在生态系统中，一种生物只能出现在一条食物链中
D. 土壤中的有毒物质可能会通过食物链不断积累在狐的体内
D
什么是生物富集现象？
点拨2 难以分解的物质（如重金属等）进入生态系统后，会通
过食物链不断积 累，故最高级消费者体内积累的难以分解 的物质
是最多的。
例 3 如图是某农田生态系统中的一条食物链，下列叙述错．误．的是
（　D　）
A. 能量沿着食物链流动
B. 太阳是该生态系统中能量的来源
C. 猫头鹰通过捕食田鼠获取物质和能量
D. 能量流动是可循环的
D
能量流动和物质循环的区别和联系是 什么？
点拨3 能量流动是单向不可逆的，逐级递减；物质循环周而复始，
可以循环。 二者同时进行，紧密联系，都通过食物 链和食物网来实
现，使生态系统的各种 成分构成一个统一的整体。
1． 关键词：食物关系、食物链、食物网、能量流动、物质循环。
2． 重要笔记
生产者通过光合作用把太阳能（光能）转化为化学能，然后通过
食物链（食物网）传递给消费者、分解者，在这个过程中进行着物质
循环和能量流动。
3． 本节重点
知识点1 各种生物之间存在着直接或间接的食物关系
1． [跨学科]下列语句中所蕴含的食物链书写正确的是（　D　）
A． 鹬蚌相争，渔翁得利：蚌→鹬→人
B． 草尽兔狐愁：草→兔→狐→细菌
C． 风吹草低见牛羊：草←羊←牛←人
D． 梁上有双燕，青虫不易捕：植物→青虫→燕子
D
2． [生活情境]大熊猫日常以竹子为食，偶尔也会吃竹鼠（竹鼠专
吃竹子的地下根），如图是相关生物的食物网。下列叙述正确的是
（　A　）
A． 食物网中的消费者有竹鼠和大熊猫
B． 竹鼠和大熊猫之间仅存在捕食关系
C． 最长的食物链是阳光→竹子→竹鼠
→大熊猫
D． 该食物网中还缺少细菌、真菌等分解者
A
知识点2 能量流动和物质循环
【主题】近年来，广东中山翠亨湿地公园经过生态修复，物种
数量稳步增长。如图为湿地公园内部分生物形成的食物网。请据此
完成3~5题。
3． [概念检测]湿地公园中能量的根本来源是（　B　）
A． 水生植物
B． 太阳能
C． 浮游动物
D． 细菌和真菌
B
4． [概念检测]下列有关该食物网中能量流动的说法，错．误．的是
（　C　）
A． 该食物网中能量流动起点为水生植物
B． 当鱼捕食虾时，鱼可以从虾中获得能量
C． 该食物网中的能量是可以循环流动的
D． 一般来说，浮游动物获得的能量多于鱼
C
【题4解析】在该食物网中，只有水生植物才能进行光合作用固定太阳
能，由此可见，能量流动的起点是水生植物，A正确；能量沿食物链单
向流动，逐级递减，故鱼捕食虾时，可以从虾中获得能量，B正确，C
错误；浮游动物的营养级比鱼的低，故浮游动物获得的能量多于鱼，D
正确。
5． [生活情境]若该食物网受农药DDT污染，则该食物网中的生物
体内含农药DDT量最多和最少的分别是（　C　）
A． 水生植物、鹭
B． 鱼、蟹
C． 鹭、水生植物
D． 浮游动物、虾
C
【题5解析】有毒物质通过食物链在生物体内不断积累，其含量随着营
养级的升高而逐步增加，故体内含农药DDT量最多的是鹭，最少的是水
生植物。
6． [生活情境]在乡村振兴计划中，政府提倡农民秸秆制肥料，把
秸秆通过发酵制成肥料，肥料还田增加土壤肥力。下列有关的叙述，
错．误．的是（　C　）
A． 秸秆还田遵循了自然界中的物质循环现象
B． 分解者参与了秸秆制成肥料的过程
C． 秸秆还田后秸秆中的能量又流向庄稼
D． 秸秆中的能量最终来自太阳能
【题6解析】秸秆中的能量在分解过程中以热能形式散失，不能被庄稼
直接利用。
C
7． [概念检测]为助力“双碳”目标，我国多个城市开展了“湿地碳
库”研究。湿地生态系统能够固定并储存大量二氧化碳，这主要体现了
生态系统的（　C　）
A． 能量流动功能
B． 信息传递功能
C． 物质循环功能
D． 资源开采功能
C
8． [核心素养]水族箱是个小型生态系统，如图所示。下列叙述
错．误．的是（　C　）
A． 图中的①和生物部分之间可进行物质循环
B． 植物的生活依赖从①中流入的光能
C． ②和①之间可进行能量循环
D． ②需要的能量来自植物和动物
C
9． [核心素养]我国西北塔拉滩曾寸草不生，光伏电站建成后出现
大面积长草现象。研究人员为探究其原因，选取光伏区和非光伏区为研
究对象，监测两组不同深度土壤的含水率，结果如表所示。请回答：
组别 土壤深度/m 平均含水量/％
光伏区 0.1 30.75
0.2 23.43
非光伏区 0.1 12.68
0.2 14.66
（1）塔拉滩曾是一个由 与环境组成的荒漠生态系统。光
伏电站建成后出现大面积长草现象，野草属于生态系统成分中的
，其根系可以固定土壤，防止水土流失，这体现了生物能
环境。
生物
生产者
影响
组别 土壤深度/m 平均含水量/％
光伏区 0.1 30.75
0.2 23.43
非光伏区 0.1 12.68
0.2 14.66
（2）土壤含水率达16％以上能满足野草生长需求，说明
是影响野草生长的非生物因素。对比数据可知， 区更适合
野草生长。
水
光伏
组别 土壤深度/m 平均含水量/％
光伏区 0.1 30.75
0.2 23.43
非光伏区 0.1 12.68
0.2 14.66
（3）若野草生长过旺，光伏电站将面临火灾威胁、发电量损失等
问题。牧民采取“牧光互补”模式，引入“光伏羊”吃草（如图），将光伏
羊销售至餐饮业。
①光伏羊与牧草的关系是 ；光伏羊的粪便可以为牧草生长
提供含氮的 ，这依赖于生态系统中 者的分解作用，
促进了生态系统的 。
②该模式中的食物链为 。
捕食
无机盐
分解
物质循环
草→羊→人
（4）“牧光互补”模式的优势是

（写出一点即可）。
减少人工除草成本，利用羊群进
行生物除草，节省人力物力（或提高经济效益，在发电的同时发展畜牧
业，增加额外收入，合理即可）
练易错字词
　　1． 概念检测 食物链的起点通常是（　C　）
A．食草动物 B．食肉动物
C．植物 D．微生物
C
　　2． 实践应用 “红树林里养贻贝，捞起贻贝喂青蟹，青蟹拉撒排入
海，滋养红树益贻贝。”在此生态种养耦合模式中，下列能正确表示该
生态系统中食物链的是（　A　）
A．浮游植物→贻贝→青蟹 B．粪便→红树→青蟹→贻贝
C．粪便←青蟹←贻贝←红树 D．水→红树→贻贝→青蟹
A
　　3．跨学科 下列根据成语书写的食物链，正确的是（　D　）
A．鹬蚌相争，渔翁得利：蚌→鹬→人
B．螳螂捕蝉，黄雀在后：蝉→螳螂→黄雀
C．大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米：植物←虾←小鱼←大鱼
D．草尽兔狐愁：草→兔→狐
D
　　4． 生活情境 某中学开展“校园微农场”项目，同学们收集一切可
能的有机物质，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，
施用到农田中，这种做法的优点是（　B　）
①改善土壤结构 ②培育土壤微生物
③实现土壤养分的循环利用 ④增加了食物链长度
A．②③ B．①②③ C．①③④ D．②③④
B
　　5． 实践应用 广东南岭地区发展“林下养殖”模式，禽类以林中的
昆虫和草籽为食，其粪便也作为肥料促进树木生长。下列叙述正确的是
（　C　）
A．林中昆虫和草本植物是生产者
B．能量最终来源于禽类的饲料
C．草本植物→昆虫→禽类为其中一条食物链
D．若要构成生态系统，图中还缺少分解者
C
　　6． 实践应用 林间草地放养鸡是一种生态循环发展模式。下列叙
述错．误．的是（　C　）
A．草和树都是生态系统的生产者
B．鸡粪被分解后可增加土壤肥力
C．鸡吃草完全实现了物质的循环
D．该系统能量的根本来源是太阳能
C
　　【题6解析】草和树都能通过光合作用，将无机物转化为有机物，
为自己和其他生物提供能量和有机物，属于生态系统的生产者，A正
确；分解者将鸡粪中含有的有机物分解为植物生长所需的无机盐，如
氮、磷、钾等，无机盐会进入土壤，增加土壤肥力，B正确；组成生物
体的物质在生物与无机环境之间的往返循环是生态系统的物质循环，鸡
吃草是物质在生物之间的流动，没有完全实现物质循环，C错误；无论
是草还是树，它们都是通过光合作用将太阳能转化为化学能，为生态系
统提供能量。可见，该系统能量的根本来源是太阳能，D正确。
　　7． 概念检测 如图表示某生态系统中的食物网。下列叙述错．误．的
是（　A　）
A．该食物网中共有4条食物链
B．该生态系统的生产者是水稻
C．最长的食物链中含有5种生物
D．体内积累有毒物质最多的是猫头鹰
A
　　【题7解析】图中共有5条食物链，分别是：水稻→田鼠→猫头
鹰，水稻→田鼠→蛇→猫头鹰，水稻→鸟类→蛇→猫头鹰，水稻→蝗
虫→鸟类→蛇→猫头鹰，水稻→蝗虫→青蛙→蛇→猫头鹰。
　　8． 核心素养 如表是几种生物体内农药含量的测定结果，这些生物
之间存在吃与被吃的关系。下列根据表格书写的食物链中，正确的是
（　C　）
生物种类 甲 乙 丙 丁 戊
单位体积中农药的含量/毫克 0.23 0.15 1.15 0.02 0.43
C
A．甲→乙→丙→丁→戊 B．甲→戊→丙→丁→乙
C．丁→乙→甲→戊→丙 D．丁→乙→戊→甲→丙
　　【题8解析】在生态系统中，有害物质沿着食物链积累，营养级别
越高，有毒物质含量越高；营养级别越低，有害物质含量越少。表格中
有害物质由少到多依次是丁、乙、甲、戊、丙，因此,这条食物链可表示
为：丁→乙→甲→戊→丙。
　　9．跨学科 森林生态系统中全部生产者所固定的太阳能总值为P，
全部消费者所利用的能量总值为M，全部分解者所利用的能量总值为
N。那么P、M、N三者之间的关系是（　D　）
A．P = M = N B．P = M + N
C．P < M + N D．P > M + N
D
　　10． 核心素养 随着城镇化推进和城市人口增长，人们的休憩、健
身需求同步增加。街角、小区门口等边角空地被改造成了环境优美的
“口袋公园”，如小型绿地、街心花园等，供人们使用。该公园内部分生
物的捕食关系如表所示。请回答：
生物间的关系 植物 蚜虫 瓢虫 蜘蛛
灰喜鹊 √ √ √
蜘蛛 √
瓢虫 √
蚜虫 √
　　（1）口袋公园可看成一个小型的人工生态系统。 为该
生态系统能量的源头，经 （填生态系统组成中的生物成
分）固定流入其中。
　　（2）在该公园内，与灰喜鹊存在捕食和竞争关系的生物是
，灰喜鹊获得能量最少的食物链是
。
太阳能
生产者
蜘
蛛
植物→蚜虫→瓢虫→蜘蛛→
灰喜鹊
　　（3）夏天，公园里郁郁葱葱的树木使空气变得清新凉爽，这体现
的生物与环境的关系是 。
　　（4）秋天，园艺工人常将落叶堆于树根周围并掩埋。土壤中
的 者将落叶分解产生水、无机盐、二氧化碳，这些物质又
被植物重新利用，促进了生态系统的 。其中碳以
形式在生物与无机环境之间循环。
生物影响环境
分解者
物质循环
二氧化
碳
　　11． 核心素养 “碳中和”是我国应对全球气候变暖的国家战略，它
是指在一定区域范围内或生态系统中二氧化碳的收支相抵，即二氧化碳
的排放量与吸收量相当，我国沿海地区利用海洋资源发展的“贝藻套养”
模式，通过多种途径降低大气中的二氧化碳浓度，图一展示了该模式的
一部分。请回答：
　　（1）影响贝类生存的浮游植物、浮游动物、水质等因素被称
作 。作为一个完整的生态系统，图一中未展示出的成分
是 。
生态因素
分解者和非生物部分
　　（2）为判断“贝藻套养”模式的效果，科研人员分别监测了养殖区
和非养殖区表层海水 的相对含量，结果如图二所示。
　　①据图二可知，“贝藻套养”模式可以显著 （填“提高”或
“降低”）表层海水该监测指标的相对含量。
二氧化碳
降低
　　②分析图一，导致该结果的原因主要有三点：一是
作为该生态系统的生产者，通过 过程吸收海洋中的
二氧化碳，制造有机物；二是贝类食性广泛，通过滤食浮游生物和海带
碎屑，促进有机物沿 传递，增加了碳的存储；三是贝类利
用碳酸盐构建的贝壳，其主要成分是碳酸钙，基本不会被微生物分解，
从而 （填“促进”或“抑制”）了碳循环。
浮游植物和海
带
光合作用
食物链
抑制
　　（3）图一中箭头表示碳元素传递的方向，根据上述原因，用箭头
把该模型补充完整。

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