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考点39 生态系统的结构
一、生态系统
1. 概念：在一定空间内，由
与它的
相互作用而形成的统一整体。
2. 地球上最大的生态系统：
。
3. 生态系统的结构：生态系统的
及生态系统的
（食物链和食物网）。
（1）生态系统的组成成分
①各种组成成分及其功能
成分
各成分的组成
在生态系统中的作用
非生物的物质的能量
光、热、水、空气、无机盐等
生物群落中的物质和能量的
来源
生产者
绿色植物；光合细菌；化能合成型细
菌
合成有机物，
；为消费者
提供
.
消费者
绝大多数动物；寄生植物、寄生细菌
加快生态系统的
；帮助
植物
.
分解者
腐生生活的细菌和真菌；腐食动物，
如蚯蚓、蜣螂等
把动植物
和动物
中的
有机物分解成无机物
②各种成分之间的关系
1
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（2）生态系统的营养结构：食物链和食物网
食物链
概念
在生态系统中，各种生物之间由于
而形成的一种联系
基本模式
.
食物网
概念
在生态系统中，食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系
功能
食物链和食物网是生态系统
.
同一消费者在不同食物链中可以占有不同的营养级，故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，又是种间竞争关系。
消费者级别=营养级级别-1，第一营养级为生产者。
某一营养级的生物是指该营养级的所有生物，不是单个生物体，也可能不只是一个种群。
考法1 生态系统组成成分的关系及判断
1. 有关生态系统组成成分的理解误区与特例分析
误区
特例
细菌都是分解者
光合细菌、硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者
动物都是消费者
蚯蚓、蜣螂、秃鹫及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生生物，属于分解
者
生产者都是绿色植物
蓝细菌、硝化细菌等自养型原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物
植物都是生产者
菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者
2. 关系图中4 种成分的判断方法
先找双向箭头，确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再判断两者中有“3”个指出箭头的为“生产
者”，有“3”个指入箭头的为“非生物的物质和能量”，最后根据指入箭头最多的为“分解者”，剩余的
为“消费者”
【典例1】 （2022 秋•洛阳期末）下列关于生态系统结构的叙述，正确的是（ ）
A．动物都属于消费者，它对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用
B．自养生物都是生产者，只能通过绿色植物的光合作用固定太阳能
C．细菌都属于分解者，能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
2
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D．生态系统中的生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的
【典例2】 （2023•乐清市校级模拟）“零落成泥碾作尘，只有香如故”，体现了生态系统中的分解作用，
下列叙述错误的是（ ）
A．分解者的分解作用有助于生态系统的能量和物质的循环
B．沼泽淤泥因缺氧导致分解作用弱，可用于开发有机肥料
C．若没有细菌、真菌等分解者的分解作用，生态系统就会崩溃
D．温带落叶林气温较高，故其分解者的分解作用强于北方针叶林
【典例3】 （2023 春•云南月考）如图为某亚热带生态系统的结构模式图，其中①②③④表示相关生理
过程，a～d 表示生态系统的组成成分。下列有关说法错误的是（ ）
A．流经该生态系统的能量主要来自生理过程①光合作用
B．②③④过程都进行细胞呼吸，但细胞呼吸的场所可能存在差异
C．能够保证此生态系统物质循环正常进行的关键成分是a 和b
D．由种群a、b、c、d 构成的食物链和食物网可能较为复杂
【变式1】 （2023 春•泸县校级期末）生态系统中的生物成分按其在生态系统中的作用可划分为三种：生
产者、消费者和分解者。下列叙述正确的是（ ）
A．生产者是生态系统的基石，其都能将光能转化成化学能
B．分解者主要是细菌和真菌，但也可能是某些动物
C．植食性动物称为初级消费者，肉食性动物称为次级消费者
D．大多数动物属于消费者，而寄生动物属于分解者
【变式2】 （2023 春•仓山区校级期末）关于生态系统中分解者的叙述，正确的是（ ）
A．专门营腐生生活的细菌也不一定是分解者，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，可以供生产者再利用
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．微生物不一定都是分解者，分解者一定都是微生物
考法2 有关生态系统营养结构的分析
3
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1. 食物链（网）中生物的种群数量的变动分析
（1）食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。
（2）“天敌”减少，被捕食者数量将增加，随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度将会下降，直
到趋于稳定，但最终种群数量比原来要多。
（3）“中间”营养级生物减少的情况
①生产者相对稳定的原则：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相对稳定原则：当处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链
中生物减少，该最高营养级的生物种群的数量一般不会发生较大变化。
③在食物网中，分析某种生物因某种原因数量减少对另一种生物数量造成的影响时，若沿不同食物链分析
结果不同，则应以中间环节少的食物链作为分析依据。
2. 构建食物链（网）的几种题型分析
（1）图形形式
图1 图2 图3 图4
图1 和图2 以每个营养级中有机物的多少为依据，图1 中的食物链可能是丙→甲→乙→丁；图2 中的食物
链可能是丙→甲→乙→丁。
图3 是依据“先升先降为被捕食者”，所以食物链可能是乙→丙→甲。
图4 是生态系统的物质循环图解，D 是生产者，C 是非生物环境，A 是消费者，B 是分解者，其中食物链
是D→A。
（2）以表格数据形式直接呈现
①数据为能量值（能量单位相同）
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量
3.56
12.80
10.30
0.48
226.5
根据各种群能量多少和传递效率10%~20%（若两种生物能量差距过小，则很可能位于同一营养级）可以确
定食物链（网）：
丁
甲
丙
乙
戊
4
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②数据为重金属含量
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度(mg·L－1)
0.05
7
0.51
68
0.39
重金属存在生物富集现象，即随着营养级的增加，重金属含量升高，故食物链（网）为：
【典例1】 （2023 春•龙岩期末）“营养级联”是指在具有3 个或更多营养级的生态系统中，一个营养级
受压制后，会通过食物链的传递，间接引起其他非相邻营养级物种种群明显变化的现象。某海底海藻森林
生态系统存在“海獭—海胆—海藻”营养级联。海獭消失与存在对鱼类丰富度和白头海雕的食物组成的影
响如图。据图分析，下列推断错误的是（ ）
A．海藻森林中，某营养级的变化可影响到其他多个营养级
B．海獭以海胆和海藻为食，为该区域的初级、次级消费者
C．海獭消失区域，白头海雕主要以鸟类为食可能是因鱼类减少
D．该海藻森林中可能还存在“白头海雕—鱼类—海藻”营养级联
【典例2】 （2023 春•龙陵县校级期末）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
有关分析正确的是（ ）
A．瓢虫属于集团内猎物，寄生蜂属于集团内捕食者
5
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B．瓢虫在该生态系统中占据第二、第三营养级
C．若移走寄生蜂，瓢虫获得的能量可能会增加
D．瓢虫通过寄生蜂获得的能量要比通过蚜虫获得的多
【典例3】 （2023 春•茂名期末）某小组调查某河流的食物链和生物体内的汞（Hg）含量，选取某一河段，
获取数据如表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
生物种类
消化道内的食物
Hg 含量（mg/kg 体重）
鱼A
鱼B
70
鱼B
水蚕
40
河蚌
水蚕、小球藻
20
水蚕
小球藻
5
小球藻
2
A．根据表中生物摄食关系，可组成4 条食物链
B．据表分析，鱼B 与河蚌种间关系是捕食和种间竞争
C．一般生物所处营养级越低，体内汞的含量越高
D．根据调查结果分析，河蚌占据第二、第三营养级
【变式1】 （2023•济宁二模）稻虾共作生态系统是在传统稻田生态系统中放养小龙虾，小龙虾以稻田的稻
飞虱、杂草及某些生物的遗体残骸等为食，同时排便给稻田增肥。下列关于稻虾共作生态系统的叙述，正
确的是（ ）
A．小龙虾的粪便能为水稻提供物质和能量
B．小龙虾属于分解者和消费者，可处于二、三营养级
C．放养小龙虾后，该稻田稻飞虱的环境容纳量增加
D．输出的有机物高于传统稻田，且不需要施用肥料
【变式2】 （2023 春•重庆期末）如图表示某生态系统的食物网，下列有关说法正确的是（ ）
A．图中共有8 条食物链，其中鹰为第三、四、五营养级
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B．生态系统的物质循环、能量流动和信息传递都是经食物链和食物网进行的
C．处于食物链某一环节上的全部生物的总和称为营养级
D．图中只体现生态系统的生物成分，未体现的成分是非生物的物质和能量
【变式3】 （2023 春•五华区校级期中）如图曲线a、b、c 分别表示某生态系统中三种生物的CO2释放量
变化，下列说法错误的是（ ）
A．a 曲线代表的生物可以是消费者或分解者
B．曲线a、b、c 都可以代表细菌的CO2释放量变化
C．b、c 曲线代表的生物可以说是生态系统的基石
D．c 曲线代表的生物对植物的传粉和种子的传播具有重要作用
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考点40 生态系统的功能
一、生态系统的功能
1.
是生态系统的动力。
2.
是生态系统的基础。
3.
决定能量流动和物质循环的方向和状态。
二、能量流动
1. 生态系统的能量流动包括生态系统的能量的输入、传递、转化和散失。
输入
源头
流经生态系统的总能量
生理过程
和
作用
传递
途径
形式
有机物中的化学能→热能
转化
→
→
散失
形式
最终以
形式散失
过程
自身
作用
流经人工生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量+人工投入的有机物中的能量。
2. 能量流动的过程
（1）各营养级的能量来源
①生产者的能量几乎都来自
。
②其余各营养级的能量来自
。
（2）各营养级能量去路
图中流入某一营养级的能量，在足够长的时间内的去路有三条：
；
；
。
图中最高营养级的能量去路只有两条，没有“流入下一营养级”这一去路。
流入每一个营养级的一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失；只有生产者源源不断地固定
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太阳能，才能保证生态系统中能量单向流动的正常进行。
生产者的能量来自太阳能，分解者的能量来自生产者和消费者。
（3）特点
①
：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。
原因：食物链中生物间的
不可逆；能量以热能形式散失后，
利用。
②
：能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。
原因：能量除流入下一营养级外，还包括
、
、
。
能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量只有10%~20%传到下一营养级，因此食物链越长，能量损失越多；营养
级越高，生物获得的能量越少。
（4）生态金字塔
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量
每一营养级生物所含的有机物总
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
一般情况下，生物个体数量在食
物链中随营养级升高而逐级递减
一般情况下，生物体内有机物的
总量随营养级升高而逐级递减
特征
正金字塔形
一般为正金字塔形，但可能出现
“倒置”
一般为正金字塔形
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棵大树
上时，该数量金字塔的塔形发生
变化，如树→昆虫→鸟
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可能低于
浮游动物的生物量
（5）研究能量流动的实践意义
实践意义
实例
①帮助人们将生物在
上进行合理配置，
流入
某个生态系统的总能量。
间种套作、多层育苗等立体农业
②帮助人们科学地
人工生态系统，使能量
得到
的利用。（即实现了对能量的多级利用，从而大
大提高能量的利用率）
用秸秆饲养牲畜，牲畜粪便生产沼气，
沼渣作肥料还田；桑基鱼塘
③帮助人们合理地调整生态系统中的
关系，使
能量
地流向对人类最有益的部分。
合理确定草场的载畜量
三、物质循环
1. 概念辨析
（1）循环的对象：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是具体化合物。
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（2）循环的过程：从
到
，又从
到
。
（3）循环的范围：
。
2. 特点：
；
、反复利用。
3. 实例——碳循环
（1）碳进入生态群落的途径：
作用。
（2）碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的
作用；分解者的
作用；化石燃料的
。
（3）碳的存在形式：非生物环境中碳可以
形式存在；生物群落中碳主要以
形式存在。
（4）碳的循环或传递形式：在生物群落与非生物环境间的循环主要是以
的形式进行的；在生物群
落内部的传递形式主要是
。
分解者分解作用主要指呼吸作用，但实际为包含碎化、讲解和淋溶在内的复杂过程。分析能量流动时一般用分解者的
呼吸作用，分析物质循环时一般用分解者的分解作用。
4. 碳循环的失衡——温室效应加剧
原因
①化石燃料的大量燃烧，排放过量CO2
②植被破坏，降低了绿色植物对CO2含量的调节能力
危害
气候变暖，冰川、雪山融化，海平面上升，对人类等的生存构成威胁
防治
①减少化石燃料燃烧，开花新能源
②大力推进植树种草，提高森林覆盖率；提倡秸秆还田
3. 生物富集
（1）概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或
的化合物，使其在机体内浓度超过环境
浓度的现象。
（2）特点
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①
：有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
②沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的
。
（3）发生富集的物质
①元素：铅、镉、汞等重金属；
②人工合成的有机化合物：DDT、六六六等；
③一些放射性物质。
四、信息传递
1. 信息
（1）概念：日常生活中可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
（2）信息流：生态系统中的
之间，以及它们
都有信息的产生与交换，能够形成信息传
递。
（3）传递过程：①
为产生信息的部位；②
为信息传播的媒介；③
为信息接收
的生物或其部位。
2. 信息的种类
物理信息
化学信息
行为信息
定义
自然界中的光、声、温度、湿
度、磁场等，通过
传递
的信息
生物产生的可以传递
信息的
.
动物的特殊行为，主要指
，这些动作也能够向同种或异种生物
传递某种信息，即动物的行为特征可
以体现为行为信息
实例
蜘蛛网的振动频率、狼的呼叫声
等
植物的生物碱、有机
酸等代谢产物，以及
动物的性外激素等信
息素
孔雀开屏、蜜蜂跳舞等
3. 信息传递的范围：同种生物之间、异种生物之间和生物与非生物环境之间。
4. 信息传递的方向：往往是
的。
5. 信息传递在生态系统中的作用
层次
作用
举例
个体
，离不开
信息的作用
①海豚、蝙蝠的回声定位
②莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信
息，才能萌发生长
种群
，离不开信息的传
递
①植物开花需光信息刺激
②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
群落和生
态系统
在森林中，狼能够依据兔留下的气味或声音去猎捕
兔，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕
考法1 能量流动的过程、计算与应用
1. 能量流动某一营养级的图示分析（以初级消费者为例）
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①消费者摄入量(a)＝消费者同化量(b)＋粪便量(c)，即动物粪便中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消费者同化量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于自身生长、发育和繁殖(e)。
③生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(f)＋下一营养级同化(h)＋未被利用(g)。
④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形式被储存起来的能量。
流入某一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。
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”。
某一营养级流入分解者的能量包括该营养级的遗体残骸和下一营养级的粪便中的能量。
（1）小总结
（2）“拼图法”分析能量流动过程
2. 有关能量传递效率的计算与应用
（1）能量传递效率=
（2）在食物网中，某一营养级的生物同时从上一营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则计算能量
传递效率时按照各条食物链分别进行计算后再合并。
（3）由于能量流动是逐级递减的，食物链越长，能量损失越多，所以营养级越高的生物，所获得的的能
量越少。有关食物链中各营养级能量“最值”的计算方法，总结如下：
生产者
最少消耗
选最短食物链
获得最多
消费者
未被利用
流入分解者
流入下一营养级
用于生长、发育和繁殖
呼吸作用以热量形式散失
粪便量
同化量
摄入量
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选最大传递效率20%
最大消耗
选最长食物链
获得最少
选最小传递效率10%
同一食物链各营养级之间的能量传递效率往往不完全相同，若各营养级所固定的能量数据已知，则不能按10%或20%
计算，而需按具体数值计算。
（4）能量传递效率与能量利用率的辨析
能量传
递效率
能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的，能量在两个营养级之间的传递效率为10%~20%
能量利
用率
一般是指流入人类（最高营养级）的能量占生产者所固定的总能量的比值。由于能量沿食物链流
动的过程中是逐级递减的，所以食物链越短，能量利用率越高。有时需考虑分解者的参与，使营
养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。
【典例1】 （2023 春•龙岩期末）某同学在研究能量流动时，构建了如图所示的简易概念图。下列相关叙
述正确的是（ ）
A．若A 代表个体，则其粪便中的能量包含在c 中
B．若A 代表种群，则不同种群获得a 的方式相同
C．若A 代表营养级，则b 占a 中能量总量的10%～20%
D．若A 代表生态系统，可通过负反馈调节使a 与c 趋于平衡
【典例2】 （2023 春•福建期末）组织生长效率是指生物的净生产量（生物体可被其他生物利用的有机物
量）与同化量的比值，下列叙述错误的是（ ）
A．通过提高肉牛的组织生长效率可以提高牛肉的产量
B．组织生长效率同能量流动一样具有逐级递减的特点
C．净生产量相当于生物体生长、发育和繁殖的有机物量
D．植物的净生产量相当于植物净光合作用的有机物总量
【典例3】 （2023 春•荆门期末）初级生产力是生态系统中自养生物在单位时间、单位面积上所固定有机
物质的总量，净初级生产力是自养生物在单位时间、单位面积上所固定有机物质的总量减去自养生物细胞
呼吸损耗有机物的总量。如图是温带地区7 种栖息地中初级生产力及鸟类平均物种数，下列说法不正确的
是（ ）
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A．草原和沼泽栖息地的鸟类多样性低可能是因为其结构相对较为简单
B．森林栖息地结构最复杂，鸟类多样性最大
C．初级生产力是自养生物用于自身生长、发育、繁殖的能量
D．净初级生产力的能量沿着食物链和食物网进行流动
【典例4】 （2023•武汉模拟）生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。下列叙述错误的
是（ ）
A．由于生态系统中能量流动是逐级递减的，故能量金字塔为上窄下宽型
B．浮游植物个体小寿命短且不断被浮游动物捕食，生物量金字塔可能倒置
C．如果消费者的个体小而生产者的个体大，数量金字塔可能为上宽下窄型
D．如果生物量金字塔或数量金字塔倒置，则对应的能量金字塔也会倒置
【典例5】 （2023 春•兴庆区校级期末）假如一杂食海鱼的食物有
来自植物，
来自草食性鱼类，
来
自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼干重增加4kg，共需海洋植物
干重（ ）
A．28kg
B．280kg
C．16kg
D．160kg
【典例6】 （2023 春•福建期末）某农场建立了秧藕养鱼的池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以
浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以水生植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。除此之
外，该农场还采取了玉米秸秆还田替代传统秸秆焚烧的措施，以减少环境污染。该农场地池塘生态系统能
量流动如右图，图中的英文字母表示能量（单位：kJ）。回答下列问题：
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（
1
）
据
图
可
知
，
输
入
该
池
塘
生
态
系
统
的
能
量
来
自
。植食性鱼类同化的总能量为 ，植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为
。
（2）鱼塘的人工管理十分重要，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，
原因是 。
（3）玉米秸秆中的碳元素主要来源于 。与燃烧相比，将秸秆还田可以在一
定程度上减缓温室效应并增加农田的储碳量，原因是
。
（4）用玉米秸秆加工成易消化的精饲料喂牛，可提高 与摄入饲料中所含能量的比值，从而提
高产肉量。牛排出的粪便作为沼气池发酵的原料，沼渣再作为肥料还田，从生态系统功能角度分析这样
做的意义是 。
【变式1】 （2023 春•驻马店期末）研究人员对宿鸭湖生态系统的营养关系进行了初步分析，结果如表所
示（单位：t•km
2
﹣•a
1
﹣）。下列说法错误的是（ ）
营养级
同化量
未利用
分解者分解
呼吸量
Ⅳ
1.42
0.42
0.19
0.81
Ⅲ
？
15.00
11.94
39.31
Ⅱ
3825.37
1986.70
547.00
1224.00
Ⅰ
23804.42
3252.00
2877.00
13850.05
A．该生态系统生产者固定的太阳能的总量为23804.42t•km
2
﹣•a
1
﹣
B．从第一营养级到第二营养级的能量传递效率大约为16%
C．第三营养级的同化量为66.25t•km
2
﹣•a
1
﹣
D．该生态系统需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持该生态系统的正常功能
【变式2】 （2023 春•靖远县校级期末）稻一蟹共作是以水稻为主体，适量放养蟹的生态种养模式，同时
可使用灯光诱虫、杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气；蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，且其粪便可作为水
稻的肥料。下列叙述正确的是（ ）
A．该生态系统不需要外界能量的输入
B．蟹的粪便作为水稻的肥料可实现物质和能量的循环利用
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C．该种养模式提高了各营养级间的能量传递效率
D．采用灯光诱虫、杀虫利用了物理信息的传递
【变式3】 （2023•江西模拟）图1 为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组
成成分，A、B、C、D 是丙中关系密切的四种生物。图2 为某生态系统的能量金字塔简图，其中
①②③④分别代表不同的营养级。图3 为能量流经图2 所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的
单位为kJ，下列说法不正确的是（ ）
A．若图1 表示碳循环，图中一共有3 条食物链
B．若图2 中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是16%
C．分析图3 中能量关系可知，代表第二营养级用于生长发育繁殖的能量的是乙
D．第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量
【变式4】 （2023 春•琼山区校级期中）某渔民远洋捕捞时捕获一条6kg 重的杂食性海洋鱼，假如该杂食
性海洋鱼的食物有
来自植物，
来自食草鱼类，
来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类，那么按能量传
递效率20%来计算，理论上该杂食性鱼从出生到被捕获共需要海洋植物（ ）
A．300kg
B．310kg
C．340kg
D．360kg
【变式5】 （2023•大同三模）明代归安县《沈氏农书》记载：“池畜鱼，其肥土可上竹地，余可雍桑、鱼，
岁终可以易米，畜羊五六头，以为树桑之本。”由此说明我国传统的“桑基鱼塘”养鱼模式在明代已基本
成型。如图为某地“桑基鱼塘”农业生态系统的局部能量流动过程，图中字母代表相应能量。回答下列问
题：
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（1）图中B 表示 ，蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量是 （用
图中字母表示），代表未利用能量的是 （填字母）。
（2）若对蚕进行一定能量投入，假设投入能量为M，则桑树到蚕的能量传递效率为 （用
图中字母表示）×100%。从能量流动的角度分析，建立“桑基鱼塘”的意义是
。
（3）“池畜鱼，其肥土可上竹地，余可雍桑”，有人认为该模式下桑树长得好是由于肥土时鱼粪便中
的能量流入了桑树，你对此的评价是
。
考法2 物质循环的特点和应用
1. 辨析碳循环过程中生态系统的各成分
（1）图中双向箭头两端代表生产者、非生物的物质和能量，其中其他所有成分都指向的为非生物的物质
和能量；除非生物的物质和能量外，有最多指入箭头的为分解者，剩余的为消费者。
（2）图形分析
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
图甲
A
B
C
D
图乙
A
C
B、D
E
图丙
B
A
D、E、F
C
2. 能量流动和物质循环的关系
能量流动
物质循环
形式
以有机物为载体
以化学元素形式流动
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环往复运动
范围
生态系统各营养级
生物圈
联系
物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，二
者同时进行、相互依存、不可分割
物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。
物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具
有全球性。
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【典例1】 （2023 春•绍兴期末）生态系统中的物质循环包括水循环、碳循环和氮循环等类型，下列有关
叙述正确的是（ ）
A．生产者固定的CO2多于其呼吸作用释放的CO2，是碳循环持续进行的保证
B．碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式双向传递
C．氮循环是指氮气在生物群落和无机环境之间的循环过程
D．生物成分在三类物质循环中的作用都很大
【典例2】 （2023 春•蚌埠期末）中国政府在第七十五届联合国大会上提出，将通过植树造林、节能减排
等形式，努力争取2060 年前实现碳中和，即二氧化碳“零排放”。图中甲、乙、丙代表生态系统不同的生
物成分，①﹣⑤代表碳循环中的5 个基本过程，下列叙述错误的是（ ）
A．碳中和主要依靠有效减少①②③途径来实现
B．可以通过植树造林等方式增强④途径的作用
C．“零排放”不等于“不排放”，简单来说就是“人为碳排放”≤“人为碳移除”
D．化石燃料的燃烧是CO2的排放主要来源之一，这一过程也属于生态系统碳循环
【典例3】 （2023•长沙二模）我国古诗词中蕴含着丰富的生物学原理。下列相关理解错误的是（ ）
A．“离离原上草，一岁一枯荣”体现了群落的季节性更替
B．“天苍苍，野茫茫。风吹草低见牛羊”体现了种群的水平结构
C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统的循环原理
D．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”体现了生态系统的信息传递
【典例4】 （2023•广东二模）CO2等温室气体排放导致的全球气候变暖及相应的气候灾难日益严重，海洋
在调节全球气候变化，特别是吸收二氧化碳等温室效应气体方面具有巨大作用，利用海藻制取的生物柴油
被认为是一种CO2零排放的能源而成为全球可再生能源的研究热点。如图为有关的碳循环的示意图。回答
下列问题：
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（1）碳循环具有全球性、 的特点。
（2）从生态系统的组成成分看，图中的异养微生物属于 。珊瑚礁有“海底热带雨林”之称，
珊瑚虫以海藻为食，从生态系统的营养结构来看，它处于 营养级。珊瑚虫分泌的石灰质骨骼聚结
而成珊瑚。
（3）研究发现，气候变暖会加快海洋中异养微生物的分解作用，将进一步加剧温室效应，这是一种
调节机制一科研人员在海底采集了大量中新世中期（约1500 万年前）岩芯，发现有机碳的含量
非常高，据此作出当时全球气候变冷的结论，其理由是
。
（4）请你结合图中信息，提出两条缓解温室效应的措施：
。
【变式1】 （2023 春•兴庆区校级期末）关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是（ ）
A．所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
B．物质循环过程中，物质是可反复出现循环流动的
C．物质在生物群落内部也可循环
D．这里的物质指的是构成生物体的C、H、O、N、P、S 等元素
【变式2】 （2023 春•北海期末）如图为某生态系统的部分碳循环简图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．M 表示大气中的CO2
B．碳元素在图中④过程中主要以有机物的形式沿着食物链和食物网传递
C．碳元素可在生物群落中反复循环利用
D．图中少画了消费者指向M 的箭头
【变式3】 （2023 春•荆门期末）氮在自然界中以多种形式存在，它们在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈
之间不断迁移变化。氮元素是蛋白质的基本成分，是一切生命结构的重要原料，氮循环对人类和其他生物
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都具有重要意义，如图是氮循环示意图。下列说法正确的是（ ）
A．植物从土壤中吸收含氮类无机盐，可用来合成蛋白质、脂质、纤维素等物质
B．往农田中适当地施加氮肥违背了生态系统的物质循环
C．硝化细菌能通过化能合成作用合成有机物，属于生态系统中的生产者
D．氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环过程
【变式4】 （2023 春•钦北区校级期中）我国古诗词博大精深，许多诗歌里面蕴含了丰富的生物学知识，
下列有关叙述错误的是（ ）
A．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了微生物的分解作用，以及物质的循环再生
B．“野火烧不尽，春风吹又生”，体现了草原生态系统的抵抗力稳定性
C．“燕燕于飞，差池其羽”，燕子表达的是行为信息
D．“睹一蝉，方得美荫而忘其身，螳螂执翳而搏之，见得而忘其形；异雀从而利之，见利而忘其真”，
体现的是生物之间的捕食关系
【变式5】 （2023 春•湖北期中）森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中的CO2固定在植被与土壤
中，从而减少大气中CO2浓度的过程。碳汇造林是实现“碳中和”的重要举措，推进“碳中和”对全球气
候治理具有极其重要的意义。
（1）碳汇造林一定程度上可以“抵消”全球的碳排放，实现“碳中和”，这体现出物质循环具有
特点。森林植物光合作用固定的能量，一部分通过自身呼吸作用以热能形式散失，另外一部分用于
等生命活动。
（2）“碳中和”的最终目标是实现二氧化碳的“零排放”，实现“碳中和”的两个决定因素是碳减排
（减少二氧化碳排放）和碳增汇，碳减排的核心是 ；而在碳增汇的方面，可
以采取的措施有 。
（3）碳在生物群落中以 形式传递，生物体内的碳返回无机环境的途径有
（写出3 点即可）。
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（4）若管理不善发生森林火灾，森林也可能成为一种碳排放源。轻度林火干扰对植被碳密度影响差异
不显著，但是林火干扰能提高草本植物的碳密度，其主要原因是
。
考法3 生态系统信息传递的作用及应用
1. 判断生态系统信息的类型
（1）涉及声音、颜色、植物性状、磁场、温度、湿度等信号，通过动物感觉器官（皮肤、耳朵、眼）或
植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息，则判断为物理信息。
（2）若涉及化学物质挥发性（如性外激素等）这一特点，则判断为化学信息。
（3）凡涉及“肢体语言”，均属于行为信息。
（4）在影响视线的环境中（如深山密林），生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
（5）在嘈杂的环境中（如瀑布旁），生物多以“肢体语言”这种行为进行信息交流。
2. 信息传递在农业生产中的应用
（1）提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结
实率。
（2）对有害动物进行控制。目前控制动物危害的技术方法大致有3 中：化学防治、生物防治、机械防治。
如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。
生物防治的优点：不污染环境，能长期将害虫控制在较低水平。
3. 能量流动、物质循环与信息传递的关系
项目
能量流动
物质循环
信息传递
来源
太阳能或化学能
生态系统
生物或非生物环境
特点
单向流动、逐级递减
循环流动、反复利用
往往是双向的
范围
生态系统各营养级
生物圈
生物之间，生物与非生物环境之间
途径
食物链和食物网
多种
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，形成统一整体
【典例1】 （2023 春•汉中期末）下列诗句中蕴含的生态系统的信息种类与其他三项不同的是（ ）
A．遥知不是雪，为有暗香来
B．天街小雨润如酥，草色遥看近却无
C．春色满园关不住，一枝红杏出墙来
D．人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
【典例2】 （2023 春•绍兴期末）某种短日照植物开花的临界日长是10 小时，在下列甲～丁四个光周期处
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理中，此短日照植物能正常开花的处理有（ ）
A．1 个
B．2 个
C．3 个
D．4 个
【典例3】 （2023 春•福建期末）生态系统中信息的传递方式多种多样。例如，蝉在夏天鸣唱，萤火虫通
过闪光来识别同伴；地甫鸟的雄鸟在发现天敌后急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号；森林中野兔根据狼
留下的气味躲避猎捕。下列相关叙述错误的是（ ）
A．以上实例中传递的信息分别属于物理信息、行为信息和化学信息
B．生态系统中的信息是由生物发出并通过相互传递而发挥其作用的
C．在农业生产中可以利用模拟的动物信息吸引昆虫传粉，提高产量
D．信息传递可以调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
【典例4】 （2023 春•福州期末）自开启农耕文明以来，农田成为人类从自然界获取食物的重要来源。人
类不断探索，利用自然规律解决农田危机。回答下列问题：
（1）《汉书》中记载“种谷必杂五种，以备灾害。”其中“杂五种”利用了 （填“遗传”
“物种”或“生态系统”）多样性，以降低病原菌的变异速度，保证谷类的产量。书中又建议“田中不
得有树，用妨五谷”，请从能量流动的角度解释其原因：
。
（2）阴生植物三七的根部是一种常用的中药材。科研人员开展了思茅松林下三七有机种植试验研究，
提高了三七的品质。
①思茅松林下为三七提供了适宜的环境。一方面，松针掉落于土壤，经微生物的分解作用增加了
（至少答两种物质）的含量，有利于三七光合速率的提高；另一方面，思茅松分
泌的某些化感物质对病原菌有较强的抑制作用，说明信息传递在生态系统中的作用是
。
【典例5】 （2023•万州区校级模拟）蝗灾对农牧业和经济构成严重威胁。蝗虫从低密度的散居型向高密度
的群居型的转变是蝗灾暴发的重要生物学基础，群聚信息素是蝗虫聚集的最关键因素。我国科学家对可能
是群聚信息素的几种气味化合物进行了相关研究。
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（1）是否为群聚信息素，首先要判断该气味化合物对蝗虫有无吸引性。蝗虫从初始位点进入矩形活动
空间后，会自由选择在该空间内的活动范围。持续输送的空气会将挥发出来的气味化合物带进矩形活动
空间的右侧，而装置左侧只有持续输送进来的空气。据图1 结果推测，BA、4VA 这两种气味化合物中
可能是群聚信息素的物质是 ，依据为
。
（2）科研工作者用相同方法对上述可能为群聚信息素的物质（以下称其为X）做了进一步实验，结果
如图2：
图2 结果 （填“支持”或“不支持”）物质X 是群聚信息素，理由是
。
（3）研究发现，群居型蝗虫可以释放物质X，而散居型蝗虫聚集至大于一定数量后，才会释放物质
X。请根据提供的材料设计实验，探究散居型蝗虫释放物质X 所需要的最小聚集数量（已知该数量小于
或等于6 只）。
材料：散居型蝗虫若干只、可饲养蝗虫并能测定物质X 的小笼子若干。
实验设计思路：
。
（4）除了人工合成物质X 诱捕蝗虫以外，根据物质X 的作用，请再提出一种防治蝗虫的措施：
。
【变式1】 （2023 春•中山市期末）小龙虾又名克氏原鳌虾，繁殖能力非常强，广泛分布于淡水水域。雌
虾求偶期间，会将尿液射向雄虾，雌虾尿中含有性激素，尿的“味道”越大，越能吸引配偶。小龙虾求偶
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过程传递的信息属于（ ）
A．物理信息
B．化学信息
C．行为信息
D．生物信息
【变式2】 （2023 春•龙陵县校级期末）下列关于生态系统信息传递的说法中，不正确的是（ ）
A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可
避免地要被自然所淘汰
B．信息传递在农业生产中的应用可提高农产品或畜产品的产量，也可对有害动物进行控制
C．利用农药消灭蝗虫属于运用生态系统的信息传递原理
D．信息传递的作用与能量流动、物质循环一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节生态
系统稳定性的作用
【变式3】 （2023 春•宁蒗县校级期末）如图是生态系统中各成分之间的关系，
下列有关叙述正确的是（ ）
A．图中可表示信息传递往往是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．分解者所获得的能量是各种动植物总能量的10%～20%
C．信息传递与物质循环、能量流动同时进行，相互依存、不可分割
D．生态农业利用了能量多级利用的原理，提高了能量在各营养级间的传递效率
【变式4】 （2023•海南模拟）生态学家W.C．Allee 提出，群聚性生活的动物种群通常都有一个最适的种
群密度，在最适的种群密度时群体存活力最高，种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用，这
一现象被称为阿利氏规律。种群的群体存活力及其部分影响因素如图所示，请回答下列问题：
（1）野鸽、蜜蜂均属于群聚性生活的动物种群，这些种群中有明确的分工。如当“站哨”的野鸽发现
鹰时，会发出有规律的叫声提醒同伴躲避鹰的捕食；蜜蜂发现“蜜源”时，会通过“跳舞”动作“告
诉”同伴去采蜜。野鸽的“叫声”、蜜蜂“跳舞”分别属于 信息；“站哨”的野鸽
发
出
叫
声
提
醒
同
伴
躲
避
鹰
的
捕
食
体
现
了
信
息
传
递
具
有
功能。
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（2）当种群密度过低时，群体存活力较低，种群灭绝风险大大增加，据图分析，导致群体存活力较低
的原因是 。结合所学知识分析，种群密度过高会导致
，使种内竞争加剧，群体存活力迅速下降。
（3）研究和应用阿利氏规律具有重要的现实意义，例如，将某动物种群引入其他地区时，需要保证
；在规划、建设和发展城市时，对城市人口密度的要求是
，过疏或过密都会产生不良后果。
（4）天敌作为捕食者会影响被捕食者的种群数量，但捕食者的存在客观上可促进被捕食者种群的发展，
原因是
。
【变式5】 （2023•辽宁一模）菜粉蝶嗜食十字花科植物，尤其偏嗜叶面光滑的甘蓝、花椰菜，球茎甘蓝等，
是一种常见的蔬菜害虫。
（1）人们发现植物产生的某些化学物质可以影响昆虫的繁殖，欲验证从番茄中提取的某种挥发性次生
代谢物对菜粉蝶成虫具有驱避作用，使其不能在叶片上产卵。请完善下列实验内容：
①以新鲜番茄植株为材料获得挥发性次生代谢物，用50%丙酮溶液配制成质量浓度为1000mg/mL 的溶
液；
②将生长状态良好的若干甘蓝苗随机均分为A、B 两组，在A 组的叶片上涂抹适量的上述提取物溶液，
B 组的处理为 。
③向A、B 两组甘蓝苗中接种等量的待产卵的雌虫若干，一段时间后，分别统计菜粉蝶在植物上的产卵
量；
④预期结果： 。
（2）研究发现，甘蓝与番茄的间作比例会影响对菜粉蝶的防治效果，为探究甘蓝、番茄的最佳间作比
例，科研人员在某试验田进行了相关实验并得出如图结果，据此回答问题：
①分析上述结果，在甘蓝生产时人们选择甘蓝：番茄＝4：1 的间作比例进行种植，请说出选择的依据：
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。
②甘蓝与番茄间作控制菜粉蝶危害的技术属于 防治；可见信息能够 ，
进而维持生态系统的平衡与稳定。
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