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2020版高考生物大一轮人教讲义：第九单元 第30讲 生态系统的结构与能量流动
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这是一份2020版高考生物大一轮人教讲义：第九单元 第30讲 生态系统的结构与能量流动，共23页。
考点一 生态系统的结构
1．生态系统的概述
(1)概念：生态系统是由生物群落与它的无机环境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生物圈。
(3)结构：由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)功能：进行物质循环、能量流动、信息传递。
2．生态系统的组成成分
(1)各成分的作用及地位
(2)相互关系
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
特别提醒 走出对生态系统成分认识的4个误区
3.生态系统的营养结构
(1)食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
1．有关生态系统成分的判断
(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境( × )
(2)生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者营异养生活，但未必都是动物( √ )
(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌( × )
(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石( √ )
(5)理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分( √ )
2．有关食物链与食物网的判断
(1)在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物( √ )
(2)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( √ )
(3)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上( × )
(4)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大( × )
(5)食物网中两种生物间只能有一种种间关系( × )
(6)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量( × )
(7)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件( √ )
某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析：
(1)该食物网中，共有6条食物链，鹰与鼬的种间关系为捕食和竞争。
(2)此食物网没有表示出的生态系统成分是什么？
提示 非生物的物质和能量、分解者。
(3)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响与鼬对鼠种群数量的影响，哪种影响大一些？
提示 后者影响大些。
1．生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分
①“自养型生物”＝“生产者”， 包括光能自养生物(如绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。
②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”， 其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物” ＝“分解者”， 其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。
(2)根据结构图判断生态系统的组成成分
如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为“消费者”和“分解者”；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C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”；最后根据D→A→B确定A为“消费者”、B为“分解者”。
2．构建食物链(网)的方法
(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：丁→乙→丙→甲。
(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：
(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。
①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：。
命题点一 生态系统组成成分的判定及相互关系的分析
1．(2018·邢台二中高三模拟)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是( )
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
答案 C
解析 在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者，A错误；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者，B错误；生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分，C正确；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者，D错误。
2.如图表示某生态系统各成分(丁为非生物环境)之间的关系，有关分析错误的是( )
A．光能通过甲输入生态系统
B．参与构成食物链的成分有甲和乙
C．碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递
D．丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌
答案 C
解析 依据题意和图示分析可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A项正确；参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B项正确；碳元素在乙和丙之间以含碳有机物的形式传递，C项错误；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D项正确。
命题点二 食物链(网)的有关图文分析
3．下图为某农田生态系统中的食物网简图，下列相关叙述错误的是( )
A．图中共有3条食物链
B．生物体内DDT浓度可沿食物链不断增加
C．图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向
D．当麻雀数量减少时，蛇捕食青蛙的量增加，这属于正反馈调节
答案 D
解析 食物链是生产者与消费者之间以捕食与被捕食的关系形成的链状结构，以生产者为起点，以最高营养级结束。由图可知，图中的食物网有3条食物链，分别是水稻→昆虫→青蛙→蛇、水稻→昆虫→麻雀→蛇、水稻→麻雀→蛇，A项正确；一些有毒物质(如DDT)在生物体内是难以分解、无法排出的，所以会沿食物链流动并逐级富集，营养级越低，有毒物质积累越少，营养级越高，有毒物质积累越多，B项正确；生态系统的能量流动就是沿着食物链和食物网的渠道进行的，所以图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向，C项正确；当麻雀数量减少时，蛇捕食青蛙的数量增加，这不属于反馈调节，D项错误。
4．下图所示为某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是( )
A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
答案 A
解析 鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降最后趋于稳定，相应地浮游植物总量先锐减后急升最后趋于稳定；能量流动是沿食物链逐级递减的，A项正确。
科学思维 食物链(网)中生物数量变动的分析方法
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物数量都会减少，简单记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，其数量会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路：
①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。
③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
考点二 生态系统的能量流动
1．能量流动的概念理解
eq \x(输入)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(源头：太阳能,流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳, 能总量))
⇓
eq \x(传递)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(途径：食物链和食物网,形式：有机物中的化学能))
⇓
eq \x(转化)—太阳能→有机物中的化学能→热能
⇓
eq \x(散失)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(形式：最终以热能形式散失,过程：自身呼吸作用))
2．能量流动的过程
(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲．生产者，乙．初级消费者，丙．次级消费者，丁．呼吸作用，戊．分解者。
(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向
①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。
②被下一营养级同化。
③残枝败叶等被分解者分解。
④未被利用。
3．能量流动的特点及意义
(1)能量传递效率：指相邻两个营养级之间同化量的比值。
(2)能量流动的特点：单向流动、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般约为10%～20%)。
(3)研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
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对人类最有益的部分。
1．有关能量流动过程的判断
(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( × )
(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( × )
(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量( × )
(4)生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落( √ )
(5)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量( √ )
2．有关能量流动特点、意义的判断
(1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的( × )
(2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%( × )
(3)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象( × )
(4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多( √ )
(5)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率( × )
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
提示 一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？
提示 肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2·y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2·y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·y)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留一位有效数字)
提示 生产者→植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%≈12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%≈15.6%。
(4)假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？
提示 肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为100÷15.6%÷12.7%≈5 047(kg)。
1．能量流动概念模型解读
(1)第二营养级能量流动的分析
①初级消费者摄入能量(a)＝初级消费者同化的能量(b)＋粪便中的能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。
②初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
③生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
(2)各营养级能量流动分析
①未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。
②一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
③动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。
④流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
2．能量流动的特点及原因
(1)单向流动的原因
①能量流动是沿食物链进行的，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，包括未被下一营养级生物利用的部分。
3．生态金字塔的类型及特点
命题点一 能量流动的过程分析
1．(2015·海南，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
答案 D
解析 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动，A项正确；分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，动物和植物构成食物链和食物网，所以分解者所需的能量可来自各营养级生物储存的能量，B项正确；地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来源于太阳能，通过生产者的固定使能量流入生态系统，经过食物链和食物网能量逐渐散失，不能重复利用，所以需要不断得到来自系统外的能量，C项正确；生产者固定的能量，去向有自身的呼吸消耗、流入下一营养级、流向分解者和未被利用的部分，D项错误。
2．(2018·安徽皖江名校联考)如图所示为某自然生态系统中能量流动图解，其中a、b、c、d为相应营养级同化的能量，e、f、g、h为流向分解者的能量(单位略)。下列相关叙述，正确的是( )
A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(b＋e)/a×100%
B．该图示可反映出生态系统的能量流动特点和物质循环特点
C．生产者都属于同一个营养级，有的消费者可属于不同营养级
D．消费者同化的能量都有一部分通过下一级消费者的粪便流向分解者
答案 C
解析 第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率＝第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝b/a×100%，A错误；该图示只能反映出生态系统的能量流动的特点，即单向流动和逐级递减，但不能体现出物质循环的特点，B错误；生产者属于第一营养级，有的消费者为杂食性动物，可属于不同营养级，C正确；最高营养级没有下一级消费者，因而其同化的能量就不可能通过下一级消费者的粪便流向分解者，D错误。
3．(2018·广东茂名五大联盟学校高三五月联考)下列关于能量流动的叙述，错误的是( )
A．各营养级同化的能量一般都会分为两部分流向分解者
B．各营养级呼吸作用散失的能量都不能被其他生物所同化
C．消费者粪便中的能量应属于上一营养级同化的能量
D．每种肉食性消费者同化的能量都来自不同营养级
答案 D
解析 各营养级同化的能量中流向分解者的能量常常分为两部分，即一部分形成尸体、残骸等，另一部分被下一营养级摄入后形成粪便，A正确；各营养级呼吸作用释放的能量一部分用于满足自身生命活动，一部分以热能的形式散失，其中散失的能量不能被其他生物所同化利用，B正确；消费者粪便中的能量由于没有被消费者同化，所以应属于上一营养级同化的能量，C正确；在特定的生态系统中，部分肉食性消费者同化的能量可能只来源于同一个营养级，D错误。
命题点二 能量流动的特点及应用分析
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案 C
解析 鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少，螳螂的数量增加，蝉的数量减少等系列变化，A项错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B项错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。
5．(2018·合肥一中高三期中考试)下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是( )
A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少
B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的
C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递效率
D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
答案 C
解析 在生态系统中，能量流动是逐级递减的，营养级越高的生物所同化的能量就越少，A项正确；由于捕食关系是长期进化的结果，是不可逆转的，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的，由于散失的热能不能被各营养级重新利用，所以生态系统的能量流动是逐级递减的，B项正确；充分利用作物秸秆可提高能量利用率，但不能提高相邻两个营养级间的能量传递效率，C项错误；能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网，D项正确。
6．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是( )
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
答案 C
解析 能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1 250(kJ)，A项正确；从乙到丙的能量传递效率＝eq \f(30,200)×100%＝15%，B项正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C项错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D项正确。
生命观念 能量传递效率与能量利用效率的比较
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，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约为10%～20%。
(2)能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高。
矫正易错 强记长句
1．生态系统结构分析的3个易错点
(1)并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。
(2)同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。
2．最高营养级能量去路只有3个，没有传递给下一营养级这一去路。
3．分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。
4．流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。
5．“相邻两营养级”的能量传递效率≠“相邻两个生物个体”间的能量传递效率。如“一只狼”捕获“一只狐”时，狼应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量的10%～20%。
1．生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
2．生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
3．[2016·全国Ⅲ，T31(2)]与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是低温下，分解者的分解作用弱。
4．[2016·全国Ⅲ，T31(3)]通常，生态系统的食物链不会很长，原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。
5．生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
6．生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。
7．生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
8．从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
重温高考 演练模拟
1．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案 D
解析 鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气有利于水体中分解者的呼吸作用，促进残骸分解为无机物，C正确；藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。
2．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
答案 B
解析 生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的，二者均具有各自的规律，A项正确。生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B项错误。“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C项正确。人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D项正确。
3．(2016·海南，21)在某一生态系统的下列组分中，能将太阳能转化为化学能的是( )
A．田螺 B．小球藻
C大肠杆菌 D．草鱼
答案 B
解析 田螺、大肠杆菌、草鱼均属于消费者，不能将太阳能转化为化学能；小球藻具有叶绿体，可以进行光合作用将太阳能转化为化学能。
4．(2014·海南，17)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
解析 在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物的数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量。
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________________________
_________________________________________________________________(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有______________________
_________________________________________________________________(答出两点即可)。
答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后，甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
解析 (1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一个营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
一、选择题
1．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。下列说法中错误的是( )
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、蓝藻、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 B
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，植物的生长需要从无机环境中吸收无机物质，A项正确；黑藻属于真核生物，B项错误；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项正确；生态系统的四种成分通过物质循环、能量流动和信息传递组成一个统一的整体，D项正确。
2．(2018·东北育才中学模拟)下图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是( )
A．a＞b＞c
B．c＞b＞a
C．c＝b＞a
D．a＞c＝b
答案 A
解析 从图中分析，落叶供给量大，土壤有机物的含量少，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度快；反之，落叶供给量小，土壤中有机物含量高，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度慢。图中所示a、b、c三地区森林土壤中有机物的含量a＜b＜c，落叶供给量a>b>c，所以分解者的作用强弱依次是a＞b＞c。
3．下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是( )
A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用
D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物
答案 D
解析 根据生态系统的能量传递效率约为10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6～17.2之间，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2～2.4之间，第三营养级有丙、丁，食物链有两条，故食物链至少两条，A项正确；若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8～19.6之间，而丙、丁的同化量只有2.0，故甲、乙不可能处于同一营养级，B项正确；第一营养级同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，还有一部分不能被下一营养级利用，第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C项正确；若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，则乙、丙同化量的10%～20%是1.31～2.62，与表中丁不符，故D项不可能。
4.如图表示某湖泊生态系统的部分生物所组成的食物网，相关叙述正确的是( )
A．丙和丁、乙和丁都存在竞争关系
B．若该湖泊受到DDT污染，则甲体内DDT浓度最高
C．丁每获得1 kJ能量，至少需要甲固定10 kJ太阳能
D．若丙的数量下降，则该生态系统稳定性将下降
答案 A
解析 甲为生产者，丙和丁都以乙为食物，乙和丁都以甲为食物，A项正确；若该湖泊受到DDT污染，则丁为最高营养级，由于生物富集效应，丁体内DDT浓度最高，B项错误；若求丁获得1 kJ能量，至少需要生产者固定多少能量，应选食物链最短且能量传递效率按最高计算，因此只考虑甲→丁这条食物链，能量传递效率按20%计算，则甲至少固定的太阳能是5 kJ，C项错误；若丙的数量下降，生态系统通过自我调节将维持稳定，D项错误。
5．(2018·武汉华大联盟高三质检)下列关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是( )
A．生产者固定的能量是光能或化学能
B．自然生态系统中，生物数量金字塔存在倒置情形，能量金字塔则不存在
C．与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率
D．在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
答案 C
解析 生产者是自养型生物，包括能通过光合作用固定光能的绿色植物，能利用无机物氧化释放的化学能进行化能合成作用的微生物(如硝化细菌)，A正确；自然生态系统中，生物数量金字塔可存在倒置情形(即生物数量随营养级数的增加而增加)，因能量流动逐级递减，所以能量金字塔不存在倒置情形，B正确；与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率，C错误；在农田中除草、捉虫，是人为地调整能量流动的关系，可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，D正确。
6．(2018·福建莆田一中高三期中考试)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100万千焦)。有关叙述正确的有( )
a．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
b．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6950万千焦
c．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%
A．b和c B．c和d C．b、c、d D．a、b、c、d
答案 B
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，而由于题中没有给出种群Ⅱ流向分解者的能量，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＝3.0÷15.0×100%＝20%，d正确。
7．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是( )
A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010 J/(hm2·a)
答案 D
解析 田鼠用于其生长发育和繁殖的比例为(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A项正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B项正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C项正确；田鼠同化量为1.05×1010－3.5×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%＝3.5×1010 J/(hm2·a)，D项错误。
8．(2018·宝鸡高三质检)如图所示是能量在生态系统中的变化形式，据所学知识判断下列说法错误的是( )
A．真核生物中过程①首先发生的场所是叶绿体类囊体薄膜，将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系
B．图中过程①是生产者的光合作用，它是流入生态系统总能量的主要来源
C．过程②主要通过各种生物的呼吸作用实现，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余少部分以热能的形式散失
D．图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点
答案 C
解析 真核生物中，过程①是光合作用，包括光反应和暗反应两个阶段，在真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体薄膜上进行的，所发生的能量变化是将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系，A正确；过程①是生产者的光合作用，流入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，B正确；过程②主要是通过各种生物的呼吸作用实现的，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余大部分以热能的形式散失，C错误；图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要是通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点，D正确。
9．(2018·石家庄高三模拟)生态学家林德曼在研究赛达伯格湖时发现，某种鱼因年龄不同而食性不同：幼年鱼主要以浮游生物为食，成年鱼主要以小鱼(包括其幼年鱼)、小虾为食。下列说法正确的是( )
A．该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间不存在竞争关系
B．该生态系统中生产者固定的能量大于所有消费者的同化量之和
C．该鱼的成年鱼和幼年鱼因食物来源不同而分布在不同水层，属于垂直结构
D．若大量增加湖中养殖物种的种类和数量，一定可以提高该生态系统的抵抗力稳定性
答案 B
10．假如某食物网中有一种大型杂食性的海洋鱼类，它的食物有1/2来自海洋植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的小型肉食性鱼类。下列有关叙述中正确的是( )
A．此食物网中包括四条食物链
B．这种杂食性鱼与小型肉食性鱼只有竞争关系
C．经测定此食物网的四种生物体内DDT浓度最高的是海洋植物
D．从理论上计算，杂食性鱼每增加1千克体重最多需要海洋植物280千克
答案 D
解析 此食物网中共包括海洋植物→大型海洋鱼类，海洋植物→草食性鱼类→大型海洋鱼类，海洋植物→草食性鱼类→小型肉食性鱼类→大型海洋鱼类3条食物链，A错误；这种杂食性鱼和小型肉食性鱼都捕食草食性鱼类，所以二者之间具有竞争关系，同时这种杂食性鱼又以小型肉食性鱼为食物，二者之间又具有捕食关系，B错误；由于食物链的富集作用，此食物链中的四种生物体内DDT浓度最高的是大型的杂食性海洋鱼，C错误；根据该杂食性鱼的食物结构可知该鱼的食物链有3条，当能量传递效率是10%时，消耗植物最多，故该鱼每增加1 kg体重，需消耗海洋植物最多为：1×1/4÷10%÷10%÷10%＋1×1/4÷10%÷10%＋1×1/2÷10%＝280(千克)，D正确。
二、非选择题
11．如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。请回答下列问题：
(1)图中丙属于该生态系统组成成分中的__________。图中鹰处于第________营养级。
(2)若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化________kJ的能量。
(3)发生火灾后的草原通过群落演替能够再次形成草原，这体现了生态系统具有__________稳定性。
(4)下表所示为该草原生态系统某年中流经鹰种群的能量分配情况：
这一年中鹰种群的同化量为____________，其中用于生长发育和繁殖的能量可以流向__________，也可以________________。
答案 (1)分解者 三、四 (2)75 (3)恢复力 (4)2×104 kJ 分解者 暂时不被利用
解析 (1)根据图中箭头的指向可以判断，甲是生产者，乙是无机环境，丙是分解者。从食物网来判断，鹰处于第三、四营养级。(2)鹰的捕食对象有鼠和蛇，若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化的能量为1×1/2÷20%÷20%＋1×1/2÷20%÷20%÷20%＝75(kJ)。(3)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫做恢复力稳定性。(4)同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长发育和繁殖的能量＝12×103＋8×103＝2×104(kJ)。一年中鹰种群用于生长发育和繁殖的能量可以流向分解者，也可以暂时不被利用。
12．下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：×102 kJ/(m2·a)
回答下列问题：
(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的？__________。判断依据是_______________________________________________________________________________。
(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为__________。
(3)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？________(填“是”或“否”)，原因是_________________________________________________________________________。
答案 (1)B B营养级所含能量最多，B为生产者
(2)5.7% (3)是 该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和
解析 首先根据表格、题干分析可知，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式计算从第三营养级到第四营养级的能量传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7×102 kJ/(m2·a)，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗的能量之和＝13.1＋501.3＋0.6＋79.1＋191.4＝785.5×102 kJ/(m2·a),因为870.7×102 kJ/(m2·a)＞785.5×102 kJ/(m2·a)，所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和，即该生态系统的总能量增加了。
13．下图1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2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。
(3)图2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。
答案 (1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级最高，可利用的能量最少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
解析 (1)M1是输入到生态系统中的总能量，是太阳光能。M2是系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能的形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)由图2看出，生态系统能量散失的途径有两条：①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物(或分解者)的分解作用散失。项目
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、热能、水、空气、无机盐等
自养生物，主要是绿色植物
异养生物，主要是动物
主要是营腐生生活的细菌和真菌
作用
生物群落中物质和能量的根本来源
将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中
加速生态系统的物质循环
分解动植物的遗体和动物的排遗物
地位
—
生态系统的基石
生态系统最活跃的成分
生态系统的关键成分
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；寄生细菌如结核杆菌属于消费者
动物都是消费者
以动植物遗体为食的腐食性动物属于分解者，如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等
生产者都是绿色植物
硝化细菌等自养生物也是生产者，正确的说法是生产者主要包括绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
种群
甲
乙
丙
丁
戊
重金属含量(μg/kg鲜重)
0.003 7
0.003 6
0.035
0.036
0.34
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
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
象征含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点
一般生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
分析
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减
成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：
浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量：
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例/%
86
12
1.1
0.9
项目
摄取量
粪便量
呼吸作用散失量
能量[J/(hm2·a)]
1.05×1010
3.50×109
4.55×109
项目
摄入的能量
呼吸消耗的能量
用于生长发育和繁殖的能量
能量(×103 kJ)
32
12
8
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
考点一 生态系统的结构
1．生态系统的概述
(1)概念：生态系统是由生物群落与它的无机环境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生物圈。
(3)结构：由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)功能：进行物质循环、能量流动、信息传递。
2．生态系统的组成成分
(1)各成分的作用及地位
(2)相互关系
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
特别提醒 走出对生态系统成分认识的4个误区
3.生态系统的营养结构
(1)食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
1．有关生态系统成分的判断
(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境( × )
(2)生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者营异养生活，但未必都是动物( √ )
(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌( × )
(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石( √ )
(5)理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分( √ )
2．有关食物链与食物网的判断
(1)在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物( √ )
(2)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( √ )
(3)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在同一营养级上( × )
(4)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大( × )
(5)食物网中两种生物间只能有一种种间关系( × )
(6)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量( × )
(7)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件( √ )
某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析：
(1)该食物网中，共有6条食物链，鹰与鼬的种间关系为捕食和竞争。
(2)此食物网没有表示出的生态系统成分是什么？
提示 非生物的物质和能量、分解者。
(3)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响与鼬对鼠种群数量的影响，哪种影响大一些？
提示 后者影响大些。
1．生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物类型判断生态系统的组成成分
①“自养型生物”＝“生产者”， 包括光能自养生物(如绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。
②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”， 其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物” ＝“分解者”， 其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。
(2)根据结构图判断生态系统的组成成分
如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为“消费者”和“分解者”；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C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”；最后根据D→A→B确定A为“消费者”、B为“分解者”。
2．构建食物链(网)的方法
(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：丁→乙→丙→甲。
(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：
(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。
①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：。
命题点一 生态系统组成成分的判定及相互关系的分析
1．(2018·邢台二中高三模拟)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是( )
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
答案 C
解析 在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者，A错误；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者，B错误；生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分，C正确；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者，D错误。
2.如图表示某生态系统各成分(丁为非生物环境)之间的关系，有关分析错误的是( )
A．光能通过甲输入生态系统
B．参与构成食物链的成分有甲和乙
C．碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递
D．丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌
答案 C
解析 依据题意和图示分析可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A项正确；参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B项正确；碳元素在乙和丙之间以含碳有机物的形式传递，C项错误；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D项正确。
命题点二 食物链(网)的有关图文分析
3．下图为某农田生态系统中的食物网简图，下列相关叙述错误的是( )
A．图中共有3条食物链
B．生物体内DDT浓度可沿食物链不断增加
C．图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向
D．当麻雀数量减少时，蛇捕食青蛙的量增加，这属于正反馈调节
答案 D
解析 食物链是生产者与消费者之间以捕食与被捕食的关系形成的链状结构，以生产者为起点，以最高营养级结束。由图可知，图中的食物网有3条食物链，分别是水稻→昆虫→青蛙→蛇、水稻→昆虫→麻雀→蛇、水稻→麻雀→蛇，A项正确；一些有毒物质(如DDT)在生物体内是难以分解、无法排出的，所以会沿食物链流动并逐级富集，营养级越低，有毒物质积累越少，营养级越高，有毒物质积累越多，B项正确；生态系统的能量流动就是沿着食物链和食物网的渠道进行的，所以图示箭头也可表示能量在几种生物间的流动方向，C项正确；当麻雀数量减少时，蛇捕食青蛙的数量增加，这不属于反馈调节，D项错误。
4．下图所示为某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是( )
A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
答案 A
解析 鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降最后趋于稳定，相应地浮游植物总量先锐减后急升最后趋于稳定；能量流动是沿食物链逐级递减的，A项正确。
科学思维 食物链(网)中生物数量变动的分析方法
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物数量都会减少，简单记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，其数量会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路：
①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。
③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
考点二 生态系统的能量流动
1．能量流动的概念理解
eq \x(输入)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(源头：太阳能,流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳, 能总量))
⇓
eq \x(传递)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(途径：食物链和食物网,形式：有机物中的化学能))
⇓
eq \x(转化)—太阳能→有机物中的化学能→热能
⇓
eq \x(散失)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(形式：最终以热能形式散失,过程：自身呼吸作用))
2．能量流动的过程
(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲．生产者，乙．初级消费者，丙．次级消费者，丁．呼吸作用，戊．分解者。
(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向
①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。
②被下一营养级同化。
③残枝败叶等被分解者分解。
④未被利用。
3．能量流动的特点及意义
(1)能量传递效率：指相邻两个营养级之间同化量的比值。
(2)能量流动的特点：单向流动、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般约为10%～20%)。
(3)研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
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对人类最有益的部分。
1．有关能量流动过程的判断
(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( × )
(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( × )
(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量( × )
(4)生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落( √ )
(5)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量( √ )
2．有关能量流动特点、意义的判断
(1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的( × )
(2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%( × )
(3)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象( × )
(4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多( √ )
(5)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率( × )
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
提示 一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？
提示 肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2·y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2·y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·y)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留一位有效数字)
提示 生产者→植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%≈12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%≈15.6%。
(4)假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？
提示 肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为100÷15.6%÷12.7%≈5 047(kg)。
1．能量流动概念模型解读
(1)第二营养级能量流动的分析
①初级消费者摄入能量(a)＝初级消费者同化的能量(b)＋粪便中的能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。
②初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
③生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
(2)各营养级能量流动分析
①未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。
②一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
③动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。
④流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
2．能量流动的特点及原因
(1)单向流动的原因
①能量流动是沿食物链进行的，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，包括未被下一营养级生物利用的部分。
3．生态金字塔的类型及特点
命题点一 能量流动的过程分析
1．(2015·海南，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
答案 D
解析 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动，A项正确；分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，动物和植物构成食物链和食物网，所以分解者所需的能量可来自各营养级生物储存的能量，B项正确；地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来源于太阳能，通过生产者的固定使能量流入生态系统，经过食物链和食物网能量逐渐散失，不能重复利用，所以需要不断得到来自系统外的能量，C项正确；生产者固定的能量，去向有自身的呼吸消耗、流入下一营养级、流向分解者和未被利用的部分，D项错误。
2．(2018·安徽皖江名校联考)如图所示为某自然生态系统中能量流动图解，其中a、b、c、d为相应营养级同化的能量，e、f、g、h为流向分解者的能量(单位略)。下列相关叙述，正确的是( )
A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(b＋e)/a×100%
B．该图示可反映出生态系统的能量流动特点和物质循环特点
C．生产者都属于同一个营养级，有的消费者可属于不同营养级
D．消费者同化的能量都有一部分通过下一级消费者的粪便流向分解者
答案 C
解析 第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率＝第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝b/a×100%，A错误；该图示只能反映出生态系统的能量流动的特点，即单向流动和逐级递减，但不能体现出物质循环的特点，B错误；生产者属于第一营养级，有的消费者为杂食性动物，可属于不同营养级，C正确；最高营养级没有下一级消费者，因而其同化的能量就不可能通过下一级消费者的粪便流向分解者，D错误。
3．(2018·广东茂名五大联盟学校高三五月联考)下列关于能量流动的叙述，错误的是( )
A．各营养级同化的能量一般都会分为两部分流向分解者
B．各营养级呼吸作用散失的能量都不能被其他生物所同化
C．消费者粪便中的能量应属于上一营养级同化的能量
D．每种肉食性消费者同化的能量都来自不同营养级
答案 D
解析 各营养级同化的能量中流向分解者的能量常常分为两部分，即一部分形成尸体、残骸等，另一部分被下一营养级摄入后形成粪便，A正确；各营养级呼吸作用释放的能量一部分用于满足自身生命活动，一部分以热能的形式散失，其中散失的能量不能被其他生物所同化利用，B正确；消费者粪便中的能量由于没有被消费者同化，所以应属于上一营养级同化的能量，C正确；在特定的生态系统中，部分肉食性消费者同化的能量可能只来源于同一个营养级，D错误。
命题点二 能量流动的特点及应用分析
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案 C
解析 鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少，螳螂的数量增加，蝉的数量减少等系列变化，A项错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B项错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。
5．(2018·合肥一中高三期中考试)下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是( )
A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少
B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的
C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递效率
D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
答案 C
解析 在生态系统中，能量流动是逐级递减的，营养级越高的生物所同化的能量就越少，A项正确；由于捕食关系是长期进化的结果，是不可逆转的，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的，由于散失的热能不能被各营养级重新利用，所以生态系统的能量流动是逐级递减的，B项正确；充分利用作物秸秆可提高能量利用率，但不能提高相邻两个营养级间的能量传递效率，C项错误；能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网，D项正确。
6．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是( )
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
答案 C
解析 能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1 250(kJ)，A项正确；从乙到丙的能量传递效率＝eq \f(30,200)×100%＝15%，B项正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C项错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D项正确。
生命观念 能量传递效率与能量利用效率的比较
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，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约为10%～20%。
(2)能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高。
矫正易错 强记长句
1．生态系统结构分析的3个易错点
(1)并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。
(2)同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。
2．最高营养级能量去路只有3个，没有传递给下一营养级这一去路。
3．分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。
4．流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。
5．“相邻两营养级”的能量传递效率≠“相邻两个生物个体”间的能量传递效率。如“一只狼”捕获“一只狐”时，狼应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量的10%～20%。
1．生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
2．生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
3．[2016·全国Ⅲ，T31(2)]与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是低温下，分解者的分解作用弱。
4．[2016·全国Ⅲ，T31(3)]通常，生态系统的食物链不会很长，原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。
5．生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
6．生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。
7．生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
8．从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
重温高考 演练模拟
1．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案 D
解析 鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气有利于水体中分解者的呼吸作用，促进残骸分解为无机物，C正确；藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。
2．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
答案 B
解析 生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的，二者均具有各自的规律，A项正确。生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B项错误。“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C项正确。人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D项正确。
3．(2016·海南，21)在某一生态系统的下列组分中，能将太阳能转化为化学能的是( )
A．田螺 B．小球藻
C大肠杆菌 D．草鱼
答案 B
解析 田螺、大肠杆菌、草鱼均属于消费者，不能将太阳能转化为化学能；小球藻具有叶绿体，可以进行光合作用将太阳能转化为化学能。
4．(2014·海南，17)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
解析 在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物的数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量。
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________________________
_________________________________________________________________(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有______________________
_________________________________________________________________(答出两点即可)。
答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后，甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
解析 (1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一个营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
一、选择题
1．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。下列说法中错误的是( )
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、蓝藻、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 B
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，植物的生长需要从无机环境中吸收无机物质，A项正确；黑藻属于真核生物，B项错误；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项正确；生态系统的四种成分通过物质循环、能量流动和信息传递组成一个统一的整体，D项正确。
2．(2018·东北育才中学模拟)下图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是( )
A．a＞b＞c
B．c＞b＞a
C．c＝b＞a
D．a＞c＝b
答案 A
解析 从图中分析，落叶供给量大，土壤有机物的含量少，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度快；反之，落叶供给量小，土壤中有机物含量高，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度慢。图中所示a、b、c三地区森林土壤中有机物的含量a＜b＜c，落叶供给量a>b>c，所以分解者的作用强弱依次是a＞b＞c。
3．下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是( )
A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用
D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物
答案 D
解析 根据生态系统的能量传递效率约为10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6～17.2之间，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2～2.4之间，第三营养级有丙、丁，食物链有两条，故食物链至少两条，A项正确；若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8～19.6之间，而丙、丁的同化量只有2.0，故甲、乙不可能处于同一营养级，B项正确；第一营养级同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，还有一部分不能被下一营养级利用，第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C项正确；若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，则乙、丙同化量的10%～20%是1.31～2.62，与表中丁不符，故D项不可能。
4.如图表示某湖泊生态系统的部分生物所组成的食物网，相关叙述正确的是( )
A．丙和丁、乙和丁都存在竞争关系
B．若该湖泊受到DDT污染，则甲体内DDT浓度最高
C．丁每获得1 kJ能量，至少需要甲固定10 kJ太阳能
D．若丙的数量下降，则该生态系统稳定性将下降
答案 A
解析 甲为生产者，丙和丁都以乙为食物，乙和丁都以甲为食物，A项正确；若该湖泊受到DDT污染，则丁为最高营养级，由于生物富集效应，丁体内DDT浓度最高，B项错误；若求丁获得1 kJ能量，至少需要生产者固定多少能量，应选食物链最短且能量传递效率按最高计算，因此只考虑甲→丁这条食物链，能量传递效率按20%计算，则甲至少固定的太阳能是5 kJ，C项错误；若丙的数量下降，生态系统通过自我调节将维持稳定，D项错误。
5．(2018·武汉华大联盟高三质检)下列关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是( )
A．生产者固定的能量是光能或化学能
B．自然生态系统中，生物数量金字塔存在倒置情形，能量金字塔则不存在
C．与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率
D．在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
答案 C
解析 生产者是自养型生物，包括能通过光合作用固定光能的绿色植物，能利用无机物氧化释放的化学能进行化能合成作用的微生物(如硝化细菌)，A正确；自然生态系统中，生物数量金字塔可存在倒置情形(即生物数量随营养级数的增加而增加)，因能量流动逐级递减，所以能量金字塔不存在倒置情形，B正确；与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率，C错误；在农田中除草、捉虫，是人为地调整能量流动的关系，可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，D正确。
6．(2018·福建莆田一中高三期中考试)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100万千焦)。有关叙述正确的有( )
a．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
b．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6950万千焦
c．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%
A．b和c B．c和d C．b、c、d D．a、b、c、d
答案 B
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，而由于题中没有给出种群Ⅱ流向分解者的能量，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＝3.0÷15.0×100%＝20%，d正确。
7．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是( )
A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010 J/(hm2·a)
答案 D
解析 田鼠用于其生长发育和繁殖的比例为(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A项正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B项正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C项正确；田鼠同化量为1.05×1010－3.5×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%＝3.5×1010 J/(hm2·a)，D项错误。
8．(2018·宝鸡高三质检)如图所示是能量在生态系统中的变化形式，据所学知识判断下列说法错误的是( )
A．真核生物中过程①首先发生的场所是叶绿体类囊体薄膜，将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系
B．图中过程①是生产者的光合作用，它是流入生态系统总能量的主要来源
C．过程②主要通过各种生物的呼吸作用实现，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余少部分以热能的形式散失
D．图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点
答案 C
解析 真核生物中，过程①是光合作用，包括光反应和暗反应两个阶段，在真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体薄膜上进行的，所发生的能量变化是将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系，A正确；过程①是生产者的光合作用，流入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，B正确；过程②主要是通过各种生物的呼吸作用实现的，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余大部分以热能的形式散失，C错误；图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要是通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点，D正确。
9．(2018·石家庄高三模拟)生态学家林德曼在研究赛达伯格湖时发现，某种鱼因年龄不同而食性不同：幼年鱼主要以浮游生物为食，成年鱼主要以小鱼(包括其幼年鱼)、小虾为食。下列说法正确的是( )
A．该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间不存在竞争关系
B．该生态系统中生产者固定的能量大于所有消费者的同化量之和
C．该鱼的成年鱼和幼年鱼因食物来源不同而分布在不同水层，属于垂直结构
D．若大量增加湖中养殖物种的种类和数量，一定可以提高该生态系统的抵抗力稳定性
答案 B
10．假如某食物网中有一种大型杂食性的海洋鱼类，它的食物有1/2来自海洋植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的小型肉食性鱼类。下列有关叙述中正确的是( )
A．此食物网中包括四条食物链
B．这种杂食性鱼与小型肉食性鱼只有竞争关系
C．经测定此食物网的四种生物体内DDT浓度最高的是海洋植物
D．从理论上计算，杂食性鱼每增加1千克体重最多需要海洋植物280千克
答案 D
解析 此食物网中共包括海洋植物→大型海洋鱼类，海洋植物→草食性鱼类→大型海洋鱼类，海洋植物→草食性鱼类→小型肉食性鱼类→大型海洋鱼类3条食物链，A错误；这种杂食性鱼和小型肉食性鱼都捕食草食性鱼类，所以二者之间具有竞争关系，同时这种杂食性鱼又以小型肉食性鱼为食物，二者之间又具有捕食关系，B错误；由于食物链的富集作用，此食物链中的四种生物体内DDT浓度最高的是大型的杂食性海洋鱼，C错误；根据该杂食性鱼的食物结构可知该鱼的食物链有3条，当能量传递效率是10%时，消耗植物最多，故该鱼每增加1 kg体重，需消耗海洋植物最多为：1×1/4÷10%÷10%÷10%＋1×1/4÷10%÷10%＋1×1/2÷10%＝280(千克)，D正确。
二、非选择题
11．如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。请回答下列问题：
(1)图中丙属于该生态系统组成成分中的__________。图中鹰处于第________营养级。
(2)若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化________kJ的能量。
(3)发生火灾后的草原通过群落演替能够再次形成草原，这体现了生态系统具有__________稳定性。
(4)下表所示为该草原生态系统某年中流经鹰种群的能量分配情况：
这一年中鹰种群的同化量为____________，其中用于生长发育和繁殖的能量可以流向__________，也可以________________。
答案 (1)分解者 三、四 (2)75 (3)恢复力 (4)2×104 kJ 分解者 暂时不被利用
解析 (1)根据图中箭头的指向可以判断，甲是生产者，乙是无机环境，丙是分解者。从食物网来判断，鹰处于第三、四营养级。(2)鹰的捕食对象有鼠和蛇，若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化的能量为1×1/2÷20%÷20%＋1×1/2÷20%÷20%÷20%＝75(kJ)。(3)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫做恢复力稳定性。(4)同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长发育和繁殖的能量＝12×103＋8×103＝2×104(kJ)。一年中鹰种群用于生长发育和繁殖的能量可以流向分解者，也可以暂时不被利用。
12．下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：×102 kJ/(m2·a)
回答下列问题：
(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的？__________。判断依据是_______________________________________________________________________________。
(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为__________。
(3)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？________(填“是”或“否”)，原因是_________________________________________________________________________。
答案 (1)B B营养级所含能量最多，B为生产者
(2)5.7% (3)是 该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和
解析 首先根据表格、题干分析可知，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式计算从第三营养级到第四营养级的能量传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7×102 kJ/(m2·a)，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗的能量之和＝13.1＋501.3＋0.6＋79.1＋191.4＝785.5×102 kJ/(m2·a),因为870.7×102 kJ/(m2·a)＞785.5×102 kJ/(m2·a)，所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和，即该生态系统的总能量增加了。
13．下图1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2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。
(3)图2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。
答案 (1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级最高，可利用的能量最少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
解析 (1)M1是输入到生态系统中的总能量，是太阳光能。M2是系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能的形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)由图2看出，生态系统能量散失的途径有两条：①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物(或分解者)的分解作用散失。项目
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、热能、水、空气、无机盐等
自养生物，主要是绿色植物
异养生物，主要是动物
主要是营腐生生活的细菌和真菌
作用
生物群落中物质和能量的根本来源
将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中
加速生态系统的物质循环
分解动植物的遗体和动物的排遗物
地位
—
生态系统的基石
生态系统最活跃的成分
生态系统的关键成分
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；寄生细菌如结核杆菌属于消费者
动物都是消费者
以动植物遗体为食的腐食性动物属于分解者，如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等
生产者都是绿色植物
硝化细菌等自养生物也是生产者，正确的说法是生产者主要包括绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者
种群
甲
乙
丙
丁
戊
重金属含量(μg/kg鲜重)
0.003 7
0.003 6
0.035
0.036
0.34
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
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
象征含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点
一般生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
分析
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减
成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：
浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量：
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例/%
86
12
1.1
0.9
项目
摄取量
粪便量
呼吸作用散失量
能量[J/(hm2·a)]
1.05×1010
3.50×109
4.55×109
项目
摄入的能量
呼吸消耗的能量
用于生长发育和繁殖的能量
能量(×103 kJ)
32
12
8
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
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