资源简介

生态系统的结构与功能
考点分析
高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
生态系统的概念及组成成分分析
1．掌握生态系统各种成分的作用以及每种成分包含的主要生物；
2．掌握数一个食物网中食物链条数的方法：从第一营养级到最高营养级，中间不能断；
3．掌握能量流动和物质循环的区别与联系；
4．理解信息传递在生态系统中的作用和在农业生产中的应用。
2018海南卷·19
2018海南卷·20
2018全国Ⅱ卷·31
2018全国Ⅲ卷·32
2018浙江卷·29
2018江苏卷·28
2016全国卷Ⅰ·5
2016全国卷Ⅲ·5
2016全国卷Ⅲ·31
2017江苏卷·26
2017海南卷·28
★★★★☆
对食物链和食物网的分析
★★★★☆
生态系统中能量流动分析与计算
★★★★☆
生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
★★★★☆
考点1 生态系统的概念及组成成分分析
1．生态系统中四种成分的联系
（1）非生物的物质和能量——生态系统的基础
如果没有非生物的物质和能量，生物群落根本不可能存在。它是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。
（2）生产者——生态系统的主要成分，是生态系统存在和发展的基础
①是沟通无机环境与生物群落的桥梁：唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量的成分。
②是形成食物链和食物网的基础。
③绿色植物的多样性和空间分布，决定一个生态系统的形成和结构的复杂程度，决定生态系统稳定性的大小。
（3）消费者——生态系统最活跃的生物成分
对维持生态系统的稳定性有重要作用。单从物质循环的角度看，消费者不是生态系统的必要成分，但消费者的存在能加快生态系统的物质循环，因此在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系、缺一不可的。
（4）分解者——物质循环中的关键成分
将动植物遗体分解成无机物，归还给无机环境，是沟通生物群落到无机环境的桥梁。植物同化的CO2等物质，大约90%需经分解者的分解作用归还无机环境，然后被生产者重新利用。因此从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。
2．生态系统中各成分的判断
（1）根据双向箭头A??D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者；
（2）根据箭头指向判断各成分
①A有三个指出，应为生产者；
②D有三个指入，为非生物的物质和能量；
③B和C一个为消费者，另一个为分解者，A（生产者）和B均指向C，则C为分解者。
【易混易错】
对生态系统成分认识的误区
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者
动物都是消费者
秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体为食的腐食性动物属于分解者
生产者是绿色植物
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
调研1 可可西里国家级自然保护区有高等植物202种，以矮小的草本和垫状植物为主，木本植物极少；另外，还生活着藏羚羊、野驴、秃鹫、猎隼、细菌、真菌等。关于以上生物的叙述，不正确的是
A．它们共同构成了一个复杂的群落，但分层现象不及热带雨林明显
B．它们中的细菌属于异养型生物，扮演着生态系统分解者角色
C．它们中的动物属于消费者或分解者，其中食草动物属于第二营养级
D．它们中的植物能将光能转变成化学能，是最重要的生产者
【答案】B
【解析】一定自然区域内相互间有直接或间接联系的所有生物称为生物群落，因此题干中的所有生物共同构成一个生物群落，但是分层现象不及热带雨林明显，A正确；它们中的大多数细菌属于异养型生物，为生态系统的分解者，也有少部分细菌可以作为生态系统的生产者或消费者，B错误；它们中的动物属于消费者或分解者（秃鹫），其中食草动物属于第二营养级，C正确；它们中的植物能将光能转变成化学能，是最重要的生产者，D正确。
调研2 如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是
A．甲是生产者，包括全部的植物和部分细菌
B．所有的动物在生态系统中都属于丙1或丙2
C．理论上，一个生态系统没有丙1和丙2也可以正常行使其功能
D．甲和乙是一个生态系统的基石
【答案】C
考点2 对食物链和食物网的分析
1．对食物链的分析
食物链
草→鼠→蛇→鹰
所属类型
绿色植物
植食性动物
小型肉食动物
大型肉食动物
成分
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
（1）食物链的起止点：每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。
（2）某一营养级生物的含义：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某种群。
（3）食物链的不可逆性：食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。
（4）不参与食物链组成的成分：分解者和非生物的物质和能量不参与食物链的组成。
2．对食物网的分析
（1）模型图示
（2）相关说明
①由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，第二营养级。
②食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源。
③同一消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼在该食物网中分别位于第三、第四营养级。
④在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。
3．食物网中生物数量变化的分析与判断
（1）第一营养级的生物减少对其他物种的影响
第一营养级的生物（生产者）减少时，则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。
（2）“天敌”一方减少，对被捕食者数量变化的影响
一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。
（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，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他食物而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
食物链中某一种群的数量变化，导致另一种群的营养级连锁性发生变化，因为能量在食物链（网）中流动时只有10%～20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类连锁变化的规律是：当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加；若导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。
4．营养结构的确定方法
（1）根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。
（2）根据能量传递效率10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，如据图1四种生物同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图2所示。
调研1 如图为非洲某草原生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是
A．该食物网中共有6条食物链
B．狮子在这个食物网中占据三个营养级
C．狮子和野狗的关系是捕食和竞争
D．蛇的数量减少，狮子的数量不会发生明显的变化
【答案】A
调研2 以虫治虫是生态农业的重要内容，如图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。假设这四种生物只构成一条食物链。请问在一段时间内，如果甲的种群数量增加，其可能引起的后果是
A．乙和丁的种群数量都增加
B．乙和丁的种群数量都减少
C．乙和丙的种群数量都减少
D．乙和丙的种群数量都增加
【答案】D
考点3 生态系统中能量流动分析与计算
1．能量在营养级之间流动过程图解
（1）
（2）能量去向分析
①消费者摄入能量＝消费者同化能量＋粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。
②消费者同化能量＝呼吸消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量。
③生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一营养级同化的能量＋未被利用的能量。
2．能量流动的特点及其原因
（1）单向流动
①能量流动是沿食物链进行传递的，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产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
（2）逐级递减
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，包括未被下一营养级生物利用的部分。
3．生态金字塔——能量流动模型
类型
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形态
特点
正金字塔形
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形
正金字塔形
象征含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而递减
生物量（现存生物有机物的总质量）沿食物链流动逐级递减
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
每一营养级生物的总生物量
特殊形状
无
极少
4．能量流动原理的应用
人们根据生态系统的结构与功能，结合各地的自然条件、生产技术和社会需要，可以设计出多种农业生态系统；建立生态农业的目的是设法调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，最大限度地提高能量利用率（实质上是充分利用了流向分解者的能量，而不是提高了能量的传递效率）。
5．能量传递效率的计算
（1）相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：
能量传递效率＝×100%。
（2）食物链中能量的最值计算
设食物链A→B→C→D，分情况讨论（如下表）：
①能量传递效率未知时
已知
问题
思路求解
D净增重M
至少需要A的量Y
Y（20%）3＝M
最多需要A的量Y
Y（10%）3＝M
A净增重N
D最多增重的量Y
N（20%）3＝Y
D至少增重的量Y
N（10%）3＝Y
②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，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%。
（3）在食物网中分析
在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑


【易错警示】
能量流动中的3个易混易错点
（1）能量传递效率针对各营养级之间的能量传递。
（2）能量传递效率≠能量利用率。能量传递效率：能量沿食物链流动，以营养级为“单位”，传递效率为10%～20%。能量利用率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值；考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
（3）摄入量≠同化量。摄入量指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。同化量指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。关系：同化量＝摄入量－粪便量。同化量才是真正流经某营养级的总能量。粪便中的能量不是该营养级同化的能量，而是上一个营养级同化量的一部分，例如羊吃草，羊粪便中的能量是草同化的能量，并不属于羊。
调研1 某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是
A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量
B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等
C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2
D．图中D的能量不全部来自B生物
【答案】C
调研2 如图甲为某湖泊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，m1、m2代表不同的能量形式。图乙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。请据图作答：
（1）图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为______________、______________，在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是能量在各营养级之间的传递具有________的特点。
（2）图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________，C表示________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则该系统营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________（用图中所给字母的表达式表示）。
（3）图乙中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________实现的。
（4）若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各只有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图。若甲能量的直接提供给丙，则要使丙能量增加8 kJ，至少需要消耗甲的能量是________kJ。
（5）与稻田生态系统比较，湖泊生态系统的抵抗力稳定性________（填“高”“低”或“相同”），原因是该生态系统________。
【答案】（1）太阳能 热能（或呼吸作用散失的热能） 有机物 逐级递减
（2）Ⅱ所同化固定的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100%
（3）分解者的分解（或呼吸）作用
（4）100
（5）高 营养结构复杂
若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。（3）能量通过各营养级生物及分解者的呼吸作用以热能形式散失到大气中。（4）假设至少需要消耗甲的能量为a，则丙从甲→丙途径获得的能量为a××20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为a×（1－）×20%×20%，根据题干中的条件可知：a××20%＋a×（1－）×20%×20%＝8，因此a＝100。（5）抵抗力稳定性与营养结构复杂程度呈正相关。
考点4 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
1．能量流动与物质循环之间的关系
（1）区别
项目
能量流动
物质循环（以碳循环为例）
形式
以有机物为载体
主要是无机物
过程
沿食物链（网） 单向流动
在无机环境和生物群落间往复循环
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈（全球性）
（2）联系
①两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。
②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。
2．信息传递的作用及应用
作用或应用
在生态系统中的作用
个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息的作用
种群水平：生物种群的繁衍，也离不开信息的传递
群落和生态系统水平：调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
在农业生产中的应用
提高农产品或者畜产品的产量；对有害动物进行控制
3．信息传递与生态系统其他功能的比较
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动，逐级递减
循环运动，反复利用
往往是双向的
范围
生态系统中各营养级
生物圈
生物之间，生物与无机环境之间
地位
生态系统的动力
生态系统的基础
决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系
同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
【易错警示】
信息传递的2个易混易错点
（1）误认为生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递：生态系统的信息传递不包括细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间，种群之间以及生物与无机环境之间的传递。
（2）误认为生态系统的物理信息只来源于环境：物理信息既可以来源于环境，如光、电、波等；也可以来源于生物，如花的颜色、鸟的鸣叫。
调研1 图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是
A．在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者
B．图1中能表示呼吸作用过程的只有2、4、5
C．如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定
D．在图2的食物链中，②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率
【答案】C
【解析】图1中C是生产者，B是分解者，D是初级消费者，A是次级消费者，A错误；图中的过程3是分解者的分解作用，其实质也是呼吸作用，B错误；如果次级消费者A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而数量减少，最后趋于相对稳定状态，C正确；图2中的①和②代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以②/①的比值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率，D错误。
调研2 运用生态系统信息传递的原理，可以有效提高农畜产品的产量。下列措施不属于此项原理的是
A．人们将农作物秸秆粉碎作为饲料饲养家禽家畜提高能量利用率
B．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾
C．延长家禽的光照时间，提高产蛋率
D．人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的
【答案】A

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