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夯基提能练 31 生态系统的结构与能量流动
第一部分【夯实基础】
答案和解
1.(2019·全国卷Ⅱ，6)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并 析在卷尾
以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏
季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假
设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( )
A.前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C.前者为金字塔形，后者为金字塔形
D.前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
2.(2018·海南卷，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
3.(2022·广东揭阳调研)下列关于生态系统的成分的叙述，正确的是( )
A.动物都属于消费者，其中植食性动物属于第二营养级
B.细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
C.生产者属于自养生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D. 一类生物只能属于生态系统中的一种生物成分
4.(2022·安徽江淮十校联考)如图所示，a为自然生态系统的生态金字塔，b为
城市生态系统的生态倒金字塔，下列叙述错误的是( )A.组成a生态系统不可或缺的生物组分为生产者和分解者
B.流经a或b生态系统的总能量为各自生产者所固定的太阳能
C.b生态系统可以对a生态系统产生强烈的干扰
D.人类活动对b生态系统的发展起支配作用，其中分解者的分解作用相对较弱
5.(2022·广东中山调研)如图为农田生态系统中部分食物网的示意图。下列相
关叙述错误的是( )
A.甲主要是农作物等植物，属于生产者
B.丙和丁之间既有竞争关系，也有捕食关系
C.食物网中处于第三营养级且属于次级消费者的只有青蛙和丙
D.甲、乙、丙、丁物种差异产生的根本原因是DNA具有多样性
6.(2022·江西南昌调研)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第二部分【能力提升】
7.(2022·山东青岛调研)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·a)]，下列说法错误的是( )
A.图中A代表的生理过程是呼吸作用
B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%
C.该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104[kJ/(m2·a)]
D.捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
8.(2022·襄阳四中调研)茶树菇味道鲜美，常野生于油茶树枯朽的树桩上。某
林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。
下列相关叙述正确的是( )
A.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
B.茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
C.套种技术可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率
9.(2022·江西名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表
示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A.①是指由草流入兔的能量
B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率
C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分
D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的
10.(2022·河北石家庄调研)下列关于对生态系统中能量流动的理解和应用，正
确的是( )A.太阳能是地球的能量源头，进入生态系统中的能量，最终都将以热能形式散
失
B.流经某一个生态系统的总能量是该生态系统中所有生产者、消费者和分解者
体内的能量之和
C.“未利用”的能量是随着地壳运动掩埋在地下，经过长期的地质作用成为煤、
石油等化石燃料中的能量
D.在“桑基鱼塘”的生产方式中，蚕获得了桑叶中的能量，鱼获得了蚕粪中的
能量，桑树获得了塘泥里腐殖质中的能量
11.(2022·山东德州模拟)单向性集团内捕食作用是指不同天敌共享同一猎物，
其中一种天敌捕食共同猎物的同时还捕食另一种天敌，被称为集团内捕食者，
另一种天敌被称为集团内猎物。某生态系统中瓢虫与寄生蜂、蚜虫三者之间存
在单向性集团内捕食作用，其中寄生蜂既是猎物又是捕食者。下列有关说法正
确的是 ( )
A.瓢虫与寄生蜂之间存在竞争和捕食关系
B.瓢虫属于集团内捕食者，蚜虫属于集团内猎物
C.瓢虫通过寄生蜂获得的能量要比蚜虫通过植物获得的能量多
D.瓢虫在该生态系统中占据第二、三营养级
12.(2022·湖北八校联考)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，当某种大型肉食性动物迁入一个新的生态系统时，下列情
况不会出现的是( )
A.某种植食性动物可能在竞争中失去原有竞争优势
B.该生态系统中的生产者在一定程度上得到保护
C.大型肉食性动物通过捕食至少可获得第一营养级同化量的10%
D.该生态系统中原有食物链的营养级会增加，营养结构更复杂
第三部分【综合拓展】
13.(2022·河南安阳市调研)在丝瓜地生态系统中，丝瓜与两种昆虫构成一条食
物链。如图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。据图回答下列
问题。(1)在该生态系统中，除了丝瓜和昆虫所代表的两种成分外，还含有另外两种成
分，它们分别是_______________________________________________________。
(2)据图可知，在丝瓜与两种昆虫构成的一条食物链中，昆虫________处于第二
营 养 级 ， 其 流 向 分 解 者 的 能 量 主 要 包 括 两 种 途 径 ， 分 别 是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
。
(3)为了防治某种植食性害虫丙，农业技术人员使用性引诱剂 Y诱杀丙的雄性个
体，从而破坏丙种群的________________，导致其________降低，从而减轻丙
的 危 害 。 从 能 量 流 动 的 角 度 分 析 ， 防 治 害 虫 的 目 的 是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
。
14.(2022·河北衡水金卷)某研究小组对某人工鱼塘中部分生物的种群数量进行
了调查，并对其消化道内的食物组成分析后获得如图所示的食物网。研究发现，
适当提高光能利用率、增加饲料投放量，均可使鱼产量大幅度提高。回答下列
问题：
(1)流经该鱼塘生态系统的能量来自________________________，“青草鲢鳙”
四大家鱼混合放养，影响其分布的主要因素是________________。
(2)小龙虾属于杂食性动物，可取食浮游植物和其他水生植物，也捕食鱼塘中的
B，小龙虾与B的种间关系是________________，在小龙虾入侵该鱼塘后，如果
放 弃 对 该 鱼 塘 的 管 理 ， 预 期 小 龙 虾 的 种 群 数 量 将 出 现 的 变 化 是
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
。
(3)假设A的同化量以相同的比例来自各条食物链(相邻营养级之间的能量传递
效率均以20%计算)，当A同化129 kJ的能量时，则共需浮游植物和其他水生植物同化的能量为________kJ。
(4)在混合放养的鱼塘加入肉食性的乌鱼，从能量流动的角度分析是否有利，并
简要说明原因：__________________________________________________
____________________________________________________________________
。
15.(2021·全国甲卷，31)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生
态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题：
(1)在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意
义是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_(答出1点即可)。
(2)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条
食物链上能量流动的特点是________________________。
(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系
统能量流动特点的研究成果是以____________生态系统为研究对象得出的。
参考答案及解析
1.A解析 夏季草原生态系统中，作为第一营养级的牧草的个体数远大于作为第二营养级的羊的个体数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形。
而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为
第二营养级的昆虫个体，该生态系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形。
2.D解析 鲫鱼在不同的食物链中分别处于第二和第三营养级，既是初级消费
者又是次级消费者，A正确；能量流动是逐级递减的，由于鳜鱼所处的营养级
高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；水中的需
氧微生物能够分解有机物，通气可促进水体中生物残骸分解为无机物，促进物
质的循环，C正确；藻类固定的能量不能百分之百地流入次级消费者体内，因
此藻类固定的能量高于流入次级消费者的能量，D错误。
3.C解析 有的动物(如蚯蚓、蜣螂)属于分解者，植食性动物属于第二营养级，
A错误；多数细菌属于分解者，但有少数细菌(如硝化细菌)属于生产者，B错误；
生产者都是自养生物，是生态系统的基石，C正确；一类生物可能属于生态系
统中的不同生物成分，如细菌可属于生产者、消费者、分解者，D错误。
4.B解析 生产者是生态系统的基石，分解者是生态系统的关键成分，故生产
者和分解者是生态系统中不可缺少的生物组分，A正确；人类活动对城市生态系统的维持起重要作用，城市生态系统的生产者及分解者的作用均较弱，需不
断地向b(城市生态系统)输入物质和能量，将产生的垃圾运出b(城市生态系统)，
即b(城市生态系统)必须依赖其他生态系统(如a)才能维持正常的能量流动和物
质循环，故b生态系统可以对a生态系统产生强烈的干扰，B错误，C、D正确。
5.C解析 甲主要是农田中的农作物等植物，属于生产者，A正确；丙和丁都以
田鼠为食物，二者有竞争关系，丁也以丙为食物，二者存在捕食关系，B正确；
处于第三营养级且属于次级消费者的有青蛙、乙、丙和丁，C错误；甲、乙、
丙、丁的差异体现了物种的多样性，这些差异产生的根本原因是DNA具有多样
性，D正确。
6.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 正确；从乙到丙的能量传递效率＝
30/200×100%＝15%，B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错误。
7.C解析 由题图可知，图中A代表的是各种生物的呼吸作用，A正确；肉食
性动物从植食性动物获得的(同化的)能量＝5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，植食性动物的总同化量＝2.5＋4＋9＋0.5＝16×103[kJ/
(m2·a)]，则第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝2.5/16×100%≈15.6%，
B正确；该生态系统中能量的来源有两个：生产者固定的能量和有机物输入，
生产者固定的总能量＝9.6×104 kJ/(m2·a)＋流入植食性动物的能量，C错误；食
物链是以捕食关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性，
D正确。
8.A解析 生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者，A正确；茶
树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，
B错误；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；该林场的做法实现
了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是传递效率，D错误。
9C解析 ①是指兔的摄入量，③是指兔子粪便中的能量，没有被兔同化，属于
草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A错误，C正确；图中②/①代表
狐的摄入量与兔的摄入量的比值，B错误；生物之间的信息传递是双向的，D
错误。
10.A解析 太阳能是地球的能量源头，进入生态系统中的能量，最终都将以热能形式散失，A正确；一般来说，流经某一生态系统的总能量是该生态系统中
所有生产者固定的能量总和，B错误；“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，
也未被后一个营养级和分解者利用的能量，C错误；“桑基鱼塘”的生产方式
为桑叶养蚕，蚕沙喂鱼，塘泥肥桑，桑树利用了塘泥中的无机物，并未获得塘
泥里腐殖质中的能量，D错误。
11.A解析 根据题意写出食物网：
植物蚜虫瓢虫寄生蜂，则瓢虫与寄生蜂之间存在竞争和捕食关系，A正确；瓢
虫和寄生蜂都以蚜虫为食，同时寄生蜂被瓢虫捕食，所以瓢虫属于集团内捕食
者，寄生蜂属于集团内猎物，B错误；瓢虫捕食寄生蜂涉及的食物链较蚜虫捕
食植物涉及的食物链长，损失的能量多，所以瓢虫通过寄生蜂获得的能量要比
蚜虫通过植物获得的能量少，C错误；根据食物网进行分析，瓢虫属于第三和
第四营养级，D错误。
12.C解析 据题干信息“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”，可判断大型肉食性动物的迁入可能会导致某种植食性动
物在竞争中失去原有的竞争优势，A不符合题意；大型肉食性动物的迁入在一
定程度上有利于生产者生长，B不符合题意；大型肉食性动物以植食性动物与
低营养级肉食性动物为食，其通过捕食不可能获得第一营养级同化量的 10%，
C符合题意；大型肉食性动物的迁入会使食物链延长，营养级增加，营养结构
更复杂，D不符合题意。
13.答案 (1)非生物的物质和能量、分解者 (2)甲 通过昆虫甲的遗体残骸流向
分解者；通过乙的粪便流向分解者 (3)性别比例 种群密度(出生率) 合理调
整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
解析 (1)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和
能量，丝瓜和昆虫分别代表生产者和消费者。(2)据图分析可知，甲是被捕食者，
乙是捕食者，因此丝瓜和两种昆虫构成的食物链是丝瓜→昆虫甲→昆虫乙，昆
虫甲处于第二营养级，昆虫甲流向分解者的能量主要有两种途径，分别是通过
昆虫甲的遗体残骸流向分解者；通过昆虫乙的粪便流向分解者。(3)利用性引诱
剂Y诱杀害虫丙的雄性个体，可破坏丙种群的性别比例，使雌性个体不能完成
交配，从而使该种害虫的种群密度降低。从能量流动的角度分析，防治害虫的目的是合理调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
14.答案 (1)生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的能量 食物条件和栖
息空间 (2)捕食和竞争 先快速增加，后减少，最后趋于稳定 (3)2 365 (4)
不利，乌鱼捕食其他鱼类，增加了营养级，使流向人类的能量减少
解析 (1)该鱼塘生态系统属于人工生态系统，故流经该鱼塘生态系统的能量来
自生产者(浮游植物和其他水生植物)固定的太阳能和人工输入的有机物(饲料)。
影响动物垂直分层的主要因素是食物条件和栖息空间。(2)小龙虾属于杂食性动
物，既可取食水生植物，也对鱼塘中的B进行捕食，因而小龙虾与B的种间关
系是捕食和竞争。在小龙虾入侵该鱼塘后，如果放弃对该鱼塘的管理，小龙虾
的种群数量将出现的变化是先快速增加，然后减少，最后趋于稳定。(3)A同化
129 kJ的能量，1/3来自浮游植物→B→A：1/3来自其他水生植物→C→A：1/3
来自其他水生植物→A，能量传递效率为20%，则共需浮游植物和其他水生植
物同化的能量为 129×1/3÷20%＋129×1/3÷20%÷20%＋129×1/3÷20%÷20%＝2
365(kJ)。
15.答案 (1)保证被捕食者的能量能够持续流向捕食者，有助于捕食者的生存
(2)单向流动、逐级递减 (3)湖泊
解析 (1)捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是
所谓的“精明的捕食者”策略。(2)生态系统中能量流动是单向的，在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养
级，不可逆转，也不能循环流动。能量在流动过程中逐级递减，输入到一个营
养级的能量不可能百分百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中
是逐渐减少的。(3)美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛
达伯格湖的能量流动进行了定量分析，所以，林德曼关于生态系统能量流动特
点的研究成果是以湖泊生态系统为研究对象得出的。
