高考生物必考热点——生态系统的结构与功能

2019高考生物必考热点——生态系统的结构与功能
（5年6考）
【命题角度及命题方式】
1、命题角度
（1）生态系统各成分间的关系
（2）生态系统各功能的特点
2、命题方式
（1）借助食物链和食物网考查生态系统物质循环与能量流动的关系；
（2）根据能力量流动特点判断各种群所属的营养级，要理清食物链，绘制出食物网；
（3）结合某一具体生态系统的食物网，分析生态系统的成分和种间关系，计算能量传递效率，分析能量流动的特点；
命题类型一：生态系统的结构
1、高频率考查知识点
（1）生态系统组成成分的判断、各成分的作用
（2）营养级及消费者等级的判断
2、典型例题
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、螳螂在该食物链中属于三级消费者
【答案】C
【解析】
鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰。鹰捕食黄雀，因此鹰的迁入会使该树林中黄雀（螳螂的天敌）的数量减少，故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，故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，鹰的迁入增加了食物链的长度，使该生态系统能量消耗环节增多，C项正确；营养级与消费者等级总是差一级，即消费者等级=营养级—1，螳螂属于第三营养级，故属于次级消费者
【特别提醒】
1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构（容易忽略营养结构）
2、根据生物类型判断其属于生态系统哪种组成成分的依据
（1）判断生产者的主要依据是否为自养型生物；
（2）判断消费者时要注意“异养型”“非腐生”等关键词；
（3）判断分解者的主要依据是能否把有机物分解为无机物，包括腐生微生物和腐生动物。
命题类型二：生态系统的功能
1、高频率考查知识点
（1）能量流动：同化量与摄入量的区别、能量传递效率的计算及能量流动的特点；

（2）物质循环：物质以什么形式循环、物质循环的范围及渠道；
（3）信息传递：信息类型的判断及信息传递的作用。
2、典型例题
例1、下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是(　　)
A.羊吃草，草中能量都流入羊体内
B.生态系统稳定时没有能量的输入，只有能量输出
C.生态系统的能量最终将以热能的形式散失
D.通过多级利用可以提高能量的传递效率
C
【解析】
羊吃草，未被消化吸收的食物残渣的能量就进入分解者体内，A错误；生态系统稳定时能量的输入和输出达到动态平衡，B错误；生产者固定的太阳能通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用最终以热能形式散失到环境中，C正确；通过多级利用可以提高能量的利用率，但不能提高传递效率，D错误。
【特别提醒】
通过多级利用可以提高能量的利用率，但不能提高传递效率

例2、有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙含多少能量(　　)

A.550 kJ　　　　　 B.500 kJ
C.400 kJ D.100 kJ
【答案】A
【解析】
庚的能量增加1 kJ，且庚从两条食物链获得的能量相等，则经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3=500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2=50(kJ)，即丙含的能量为500+50=550(kJ)。

例3、下面为生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是(　　)

A.④过程代表绿色植物的光合作用，③过程代表化能合成作用
B.图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C.碳循环是指碳元素在甲、乙、丙间以有机物的形式传递
D.图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
【答案】C
【解析】
由图示信息可知，甲代表分解者，乙代表生产者，丙代表消费者，④过程代表光合作用和化能合成作用，③过程代表呼吸作用；碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境间进行的循环；图中的生产者、消费者和分解者共同构成了生物群落。
【特别提醒】丙含能量为多少，题干中已经给出传递效率和各条食物链传递的能量，因此不用选择最短的食物链和最高的传递效率，对于此类题目直接进行计算就可以了。

例4、下面为某生态系统的“能量流动”图解，图中字母A、B、C、D、E表示生态系统的成分，字母a、b、c、d表示能量，序号表示生理过程或能量流动方向。请据图回答下列问题：

(1)流经该生态系统的总能量是通过________(填序号)过程实现的。食草动物排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量流入分解者体内的过程应是图示中的________(填序号)箭头所示。
(2)该生态系统必不可少的两种生物成分除A外，还有______(填字母)。图中生物构成的食物链有______个营养级。
(3)如果该生态系统受到DDT(一种有机磷农药)污染，体内DDT含量最高的是__________(填字母)。
(4)大豆、蓝藻、硝化细菌都属于A生产者，其中硝化细菌是以__________作用的方式合成有机物的。这三种生物中细胞结构相似的是____________________________，主要原因是_________________________________________________________________。
(5)图中释放的能量d是通过生物E的__________作用实现的。
【答案】
(1)①　⑤　(2)E　4　(3)D
(4)化能合成　蓝藻和硝化细菌　它们细胞中均无成形的细胞核　(5)呼吸
【解析】
(1)图中B、C、D、E分别代表初级消费者、次级消费者、三级消费者和分解者，流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量。(2)食草动物排出的粪便中的能量不属于食草动物的同化量，而是生产者的同化量。(3)生态系统必不可少的生物成分为生产者和分解者，该生态系统的食物链为A→B→C→D，营养级越高，体内富集的DDT含量越高。(4)蓝藻与硝化细菌都属于原核生物，细胞中均无成形的细胞核，蓝藻通过光合作用合成有机物，而硝化细菌通过化能合成作用合成有机物。(5)动植物遗体残骸等中的能量通过分解者的呼吸作用以热能的形式散失。
同步练习题
一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分)
1.在生态系统中，植食性动物属于(　　)
A.第一营养级，初级消费者
B.第二营养级，初级消费者
C.第二营养级，次级消费者
D.第三营养级，次级消费者
2.关于生态系统中分解者的叙述，正确的是(　　)
A.营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B.分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C.分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D.分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
3.下列关于生态系统的组成成分的叙述，正确的是(　　)
A.在生态系统中，生产者都是植物
B.细菌都属于异养生物，在生态系统中属于分解者
C.太阳光来自地球之外，不属于生态系统的成分
D.蛔虫为厌氧生物，在生态系统中属于消费者
4.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网，下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
①凡是细菌、真菌都是分解者
②凡是自养型生物都是生产者
③植物都是生产者
④动物都是消费者
⑤异养型生物都是消费者
A.②　　 B.②③　　 C.③④　　 D.①②⑤
5.某草原上生长着多种杂草和以杂草为食的食草动物以及小型食肉动物，各种生物数量在一定范围内保持相对稳定，关于该生态系统的叙述正确的是(　　)
A.该草原生态系统存在着“杂草→食草动物→小型食肉动物”这一条食物链
B.该草原生态系统中的杂草、食草动物、小型食肉动物构成了生物群落
C.食草动物和小型食肉动物能够加快该草原生态系统的物质循环
D.该草原生态系统的组成成分包括生产者、消费者和分解者
6.如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述，不正确的是(　　)

A.生态系统中，食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在不同的食物链中占有不同的营养级
B.该图中只体现生态系统的两种成分，未体现的成分是非生物的物质和能量、分解者
C.从理论上分析，维持一个生态系统存在的不可缺少的生物成分只有生产者——绿色植物
D.该食物网由7条食物链组成，鹰为最高营养级
7.环境问题是全世界人民密切关注的问题，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列说法正确的是(　　)
A.煤、石油和天然气的大量燃烧，致使大气中的CO2急剧增加
B.大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用
C.生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用
D.大力植树造林是缓解温室效应的唯一方法
8.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是(　　)
A.一种蜣螂专以大象粪便为食，则该种蜣螂最多能获得大象所同化能量的20%
B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级
C.生产者主要通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落
D.生态系统的能量传递效率只能在10%～20%
9.下表表示某生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，相关叙述不正确的是
(　　)
甲(生产者CO2 消耗量) 乙(分解者CO2 释放量) 丙(生产者CO2 释放量) 丁(消费者CO2 释放量)
CO2 相对值 100 21 30 11.5
A.甲可以表示流经该生态系统的总能量
B.乙释放CO2的方式不同于丙、丁
C.该森林生态系统的抵抗力稳定性可能正在上升
D.表格体现了无机环境和群落之间的碳循环
10.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(　　)

11.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中，正确的是(　　)
A.使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用
B.能量流动是在生物圈内循环进行的
C.碳在生态系统各成分之间传递不都是单向的
D.食物链中初级消费者数量越多，次级消费者能够获得的能量就越少
12.下面是某农业生态系统模式图，有关该系统的叙述错误的是(　　)

A.微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量
B.多途径利用农作物可提高该系统中能量的传递效率
C.沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用
D.食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓是该生态系统中的分解者
二、非选择题(共2小题，共40分)
13.(20分)如图是某农田生态系统的食物网示意图。请据图回答相关问题。

(1)该食物网中至少存在______条食物链，蛇占有______个营养级。
(2)对于该农田生态系统的组成成分而言，除图中所示成分外，还包括__________________。
(3)如果大量捕蛇，鼠种群的K值会________，会引起农作物产量________(填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)如果各营养级之间的能量传递效率均为10%～20%，则蛇增重1 kg，最多消耗绿色植物的量和最少消耗绿色植物的量分别为______。
(5)在研究该农田土壤中的小动物类群丰富度时，常采用________法进行采集、调查。土壤中小动物在该生态系统中的成分包括________。

14.(20分)某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。下图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103kJ/(m2·a)]，图2表示恢复过程中某种群的种群密度与种群的出生率和死亡率的关系。请回答：


(1)如图1所示，输入该生态系统的能量主要是________________，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为________(保留一位小数)。
(2)图1中A表示____________，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是____________。
(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是_________
________________________。计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值至少为________×103kJ/(m2·a)。
(4)由图2可知，种群密度在____________点时，种群数量的增长率最大；在____________点时，表示该种群已达到环境容纳量(K值)。
(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于____________演替。

同步练习答案及解析
一、选择题
1.【解析】选B。在生态系统中，植食性动物以植物为食，由于植物属于生产者，是第一营养级，所以植食性动物是初级消费者，为第二营养级。
2.【解析】选B。营腐生生活的细菌属于分解者，营寄生生活的细菌属于消费者，自养型的细菌属于生产者，A错误；分解者分解动植物遗体释放出来的能量，只能供给分解者自身的生命活动的需要，C错误；分解者不一定都是微生物，如营腐生生活的动物也属于分解者，D错误。
【易错提醒】
(1)自养型生物(包括光能自养型和化能自养型)一定是生产者。
(2)腐生型生物(包括腐生细菌、真菌及腐食动物等)一定是分解者。
3.【解析】选D。在生态系统中营自养生活的生物是生产者，包括绿色植物、化能合成生物和蓝藻等，A错误；细菌包括能进行化能合成作用的自养型细菌、异养型的腐生细菌和寄生细菌，在生态系统中分别属于生产者、分解者和消费者，B错误；太阳光能是输入生态系统的能量，属于生态系统成分中的非生物的物质和能量，C错误；蛔虫寄生在人体小肠中，从人体肠道中获取食物，属于消费者，D正确。
4.【解析】选A。化能合成细菌是生产者，①错误；自养型生物都是生产者，②正确；菟丝子是消费者，③错误；蚯蚓等腐食性动物是分解者，④错误；异养型生物包括消费者和分解者，⑤错误。
5.【解析】选C。该草原生态系统中，由多种杂草和以杂草为食的食草动物以及小型食肉动物构成了复杂的食物网，A错误；同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合构成生物群落，包括生产者、消费者和分解者，B错误；消费者能够加快生态系统的物质循环，C正确；该草原生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量，D错误。
6.【解析】选C。食物网形成的原因是同一生物在不同食物链中占据不同的营养级；食物链(网)由生产者和消费者构成，故食物网中未体现出分解者和非生物的物质和能量这两种成分；从理论上分析，维持一个生态系统存在的不可缺少的生物成分是生产者和分解者；此食物网由7条食物链组成，鹰分别占有第三、第四、第五、第六这四个营养级，鹰为最高营养级。
7.【解析】选A。近代工业的迅速发展，导致化石燃料大量燃烧，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中CO2急剧增加，因此减缓温室效应的重要措施是减少化石燃料的燃烧。光合作用和化能合成作用都能够固定大气中的CO2。动植物的呼吸作用和微生物的分解作用都能释放CO2。
8.【解析】选C。能量的传递发生在生产者和消费者之间，而专以大象粪便为食的蜣螂是分解者，A错误；当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第二营养级流入第三营养级，B错误；生产者主要通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落，C正确；生态系统的能量传递效率一般在10%～20%，可以少于10%，但一般不会超过20%，超过了容易导致生态系统被破坏，D错误。
9.【解析】选B。甲表示生产者通过光合作用和化能合成作用固定的CO2量，即产生的有机物的量，可以表示流经生态系统的总能量；乙、丙、丁都通过呼吸作用释放CO2；表中CO2消耗量大于CO2释放量，说明该生态系统一年中有机物积累量增加，生物种类或数量增多，抵抗力稳定性可能正在上升；无机环境中的CO2通过甲进入群落，乙、丙、丁通过呼吸作用将CO2释放到无机环境，因此该表格可以表示无机环境和群落之间的碳循环。
10.【解题指南】(1)题干关键词：“营养级”“能量金字塔”“数量金字塔”。
(2)关键知识：能量流动的特点；数量金字塔不同于能量金字塔。
【解析】选B。本题主要考查生态系统中不同营养级生物的数量关系。A图中，根据生态系统能量流动的特点是单向流动且逐级递减可知A项为能量金字塔。B图中，在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级的生物数量小于昆虫的数量，第四营养级的生物数量小于第三营养级的数量，故B项为栎林数量金字塔。C、D图中各个营养级之间的关系既不符合能量金字塔也不符合数量金字塔。
11.【解析】选C。植物只能利用太阳能，不能利用有机物中的能量，A错误；能量流动的特点是单向流动且逐级递减，B错误；碳在生产者和无机环境之间的传递是双向的，其他成分之间传递是单向的，C正确；次级消费者获得能量的多少与初级消费者的数量无直接关系，D错误。
12.【解析】选B。流经该生态系统的能量是生产者固定的太阳能总量，因此微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量；多途径利用农作物，可提高能量利用率，不能提高能量传递效率；沼渣、沼液肥田可以促进物质循环利用；营腐生生活的食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓都是该生态系统中的分解者。
二、非选择题
13、【解析】(1)据图可知，该食物网中至少存在6条食物链，蛇分别处于第三营养级、第四营养级。(2)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。(3)大量捕蛇后，鼠的天敌减少，鼠的数量会增加，会引起农作物减产。(4)当食物链最长、能量传递效率最低时，蛇消耗的绿色植物最多，即1÷10%÷10%÷10%=1 000(kg)；当食物链最短、能量传递效率最高时，蛇消耗的绿色植物最少，即1÷20%÷20%=25(kg)。(5)对土壤中的小动物类群丰富度调查通常采用取样器取样法。土壤中小动物有的属于消费者，有的属于分解者。
答案：(1)6　2
(2)分解者、非生物的物质和能量
(3)增大　减少　(4)1 000 kg、25 kg
(5)取样器取样　消费者和分解者
14、【解析】(1)生态系统的能量输入有两种方式：输入太阳能和人为输入有机物，从图1可知，该生态系统输入的太阳能为3+14+70+23=110×103kJ/(m2·a)，输入的有机物能量[植食动物和肉食动物补偿的能量之和，肉食动物需补偿的能量分析见(3)小题解析]为7×103kJ/(m2·a)，所以输入该生态系统的能量主要是生产者光合作用固定的太阳能，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为
14÷110×100%≈12.7%(保留一位小数)。(2)图1中A表示细胞呼吸(或呼吸作用)，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是有机物中的化学能。
(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是植被受损，光合作用能力减弱，流入该生态系统的能量减少；补偿能量输入可以减轻植被恢复的压力。从第二营养级流入第三营养级的能量为(14+2)-(0.5+4+9)=2.5×103kJ/(m2·a)，肉食动物需补偿输入的能量值至少为：(0.05+0.25+2.1+5.1)-
2.5=5×103kJ/(m2·a)。(4)由图2可知，种群密度在C点时，种群数量的增长率最大；在E点时，种群数量的增长率为0，表示该种群已达到环境容纳量(K值)。(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于次生演替。
答案：(1)生产者光合作用固定的太阳能　12.7%
(2)细胞呼吸(或呼吸作用)
有机物中的化学能
(3)植被受损，流入该生态系统的能量减少；减轻植被恢复的压力(答出前者即可)　5
(4)C　E　(5)次生