专题22 生态系统及其稳定性【考情探究】课标解读考情分析备考策略考点考向1生态系统的结构生态系统的成分(1)考查内容:本专题主要考查生态系统的结构、功能和稳定性。其中生态系统的成分、能量流动和物质循环的过程分析及应用是高频考点。(2)命题规律:命题落脚点多为生态系统的能量流动特点和相关分析、碳循环途径和信息传递等,常结合生态系统的案例进行考查(如2020山东,24)。(3)命题趋势:预计2022年高考命题将聚焦特定生态系统的结构和功能分析这一视角,引导学生运用生态观分析影响生态系统结构、功能和稳定性的原因,培养运用逻辑思维分析问题的能力(1)复习时应通过建模方法加深对生态系统结构和功能的理解,并结合实例深入分析能量流动和碳循环的过程,形成结构与功能观、物质和能量观、稳态与平衡观。(2)数学模型的构建及分析、对比归纳和规律总结是有效的复习方法食物链和食物网2生态系统的功能生态系统的能量流动生态系统的物质循环生态系统的信息传递3生态系统的稳定性生态系统稳定性的概念提高生态系统稳定性【真题探秘】命题立意①核心考点生态系统的概念、结构和功能,生态系统稳定性大小判断等。②核心素养试题设计体现了对生命观念素养中物质与能量观、结构与功能观等要素的考查。③命题特点以土壤生态系统为背景综合考查生态系统的结构、功能和稳定性,试题设计重视基础性和综合性,也有知识点的延伸和迁移。解题指导①审题关键
解题时需注意生态系统的判断方法、生态系统稳定性判断方法、生物数量变化的分析角度等。②易混易错若对生态系统稳定性大小理解不到位则不能准确作答而失分。基础篇【基础集训】考点一 生态系统的结构1.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.一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分D.生产者属于自养型生物,是生态系统中最基本、最关键的生物成分答案 D 2.某生态系统的食物网如图所示,下列有关叙述错误的是( )A.该食物网中最长的食物链存在五级消费者B.蛇在该食物网中分别占据了第三、四、五营养级C.就食物而言,蛇与食虫鸟存在捕食和种间竞争关系D.若该生态系统受到镉污染,则鹰受毒害最深答案 C 考点二 生态系统的功能3.下列有关生态系统能量流动的叙述,错误的是( )A.通过物质多级利用可以提高能量的利用率B.处于稳定状态的生态系统能量输入与输出相对稳定C.自然生态系统中太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道D.通过兔子的粪便流入分解者体内的能量属于兔子通过同化作用获得的能量的一部分答案 D 4.某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”,如图表示松毛虫摄入能量的流动方向,图中字母代表能量值,下列叙述正确的是( )A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔形B.松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用表示
C.由松毛虫流入分解者的能量可用C+D+F表示D.若迁走全部杜鹃,松毛虫的种群数量将呈“J”形增长答案 B 5.关于生态系统碳循环的说法错误的是( )A.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的B.大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动,因此,碳循环具有全球性C.大力植树造林,利用植物大量吸收二氧化碳,可以从根本上治理温室效应D.化石燃料除燃烧外,还可通过微生物的分解途径产生CO2答案 C 6.如图表示某生态系统的碳循环示意图,图中箭头表示碳流动的方向。下列有关分析错误的是 ( )A.丙和乙的种间关系为捕食和种间竞争B.若缺少甲和丁,该生态系统将会崩溃C.该生态系统的碳循环有其自身的运行规律D.照射在甲上的太阳能是流经该生态系统的总能量答案 D 7.蚜虫的粪便是含有糖分的黏液,称为“蜜露”。蚂蚁非常喜欢吃“蜜露”,常用触角拍打蚜虫背部,通过拍打产生的振动频率促使蚜虫分泌“蜜露”。蚜虫受到其天敌瓢虫袭击时,会从尾部发出报警信息素,将危险信息通知给其他蚜虫,同时蚂蚁接收到报警信息素就会赶来驱除蚜虫天敌。下列相关叙述不正确的是( )A.蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率属于物理信息B.蚂蚁吃“蜜露”,蚜虫同化量的一部分传递到蚂蚁C.化学信息可以在同种或异种生物间传递D.信息能调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定答案 B 考点三 生态系统的稳定性8.生态平衡指生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态。下列有关处于生态平衡状态的生态系统的说法,错误的是( )A.具有结构平衡、功能平衡、收支平衡三个特征B.生态系统的各组分保持相对稳定C.生态系统的稳定性强调的是生态系统维持生态平衡的能力D.负反馈调节保证了生态系统的稳定性永不被破坏答案 D 9.甲、乙两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后,其结构和功能的曲线变化情况如图所示,由图不能得出的结论是( )A.同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
B.同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则b点左移C.若甲生态系统的干扰强度增大,则c点右移D.乙生态系统b点后一定有新的物种产生答案 D [教师专用题组]【基础集训】考点一 生态系统的结构1.(2020吉林二调,19)下列对于生态系统的成分的说法,正确的是 ( )A.细菌都是生态系统中的分解者,是生态系统中最早出现的成分B.蓝藻都是生态系统中的生产者,改变了地球上原始气体的组成C.植物都是生态系统中的生产者,原始蕨类是最早的登陆生物D.动物都是生态系统中的消费者,其存在能够加快生态系统的物质循环答案 B 细菌不都是生态系统中的分解者,如硝化细菌属于生产者,A错误;蓝藻能吸收二氧化碳进行光合作用,制造有机物并释放氧气,因此蓝藻是生态系统中的生产者,改变了地球上原始气体的组成,B正确;植物不都是生态系统中的生产者,如菟丝子属于消费者,C错误;动物不都是生态系统中的消费者,如蚯蚓属于分解者,D错误。2.(2020届黑龙江大庆实验中学开学考,43,1分)在生态系统中,以植食性动物为食的动物称为( ) A.第二营养级B.三级消费者C.次级消费者D.初级消费者答案 C 生态系统中绿色植物等是第一营养级,植食性(以植物为食)动物为第二营养级(初级消费者),以植食性动物为食的动物称为第三营养级(次级消费者)。3.(2020届安徽江淮十校一联,25,2分)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答案 B 本题以生态金字塔及倒金字塔为信息载体,考查理解和综合运用能力;试题通过对自然生态系统与城市生态系统的分析,体现了生命观念中的稳态与平衡观。生产者和分解者分别是生态系统物质循环中物质进入生物群落的入口和有机物离开生物群落的出口,故生产者和分解者是生态系统中不可缺少的组分,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。4.(2020届河南中原名校二联,24,2分)如图表示三种可构成一条食物链的生物(营养级不同)在某河流不同深度的分布情况。下列有关分析错误的是( )
A.三种生物构成的食物链是物种甲→物种乙→物种丙B.若物种甲表示绿藻,它在不同水深处的个体数量不同,主要是温度的原因C.物种乙的数量突然增加,短时间内物种丙的数量也会增加D.若物种丙表示肉食性鱼,该种群营养级高,所含能量较少答案 B 根据三个物种的个体数量可知,三种生物构成的食物链是物种甲→物种乙→物种丙,A正确。绿藻在不同水深处的个体数量不同,主要原因是光照不同,B错误。由于物种乙是物种丙的食物,所以当物种乙数量突然增加,短时间内物种丙的数量也会增加,C正确。物种丙属于第三营养级,相比第一、二营养级,第三营养级所含的能量较少,D正确。5.(2020届吉林长春外国语学校期中,30,2分)如图表示某生态系统中的3种生物的二氧化碳释放速率(相对值)的曲线图,下列说法错误的是( )A.a曲线代表的生物可能是消费者或分解者B.b、c可以说是生态系统的基石C.a、b、c都有可能是细菌D.b曲线代表的生物可能是任何一种生产者答案 D 本题以曲线图为信息载体,考查理解及获取信息能力;试题通过分析生态系统中不同成分的代谢特点,体现了科学思维素养中的归纳与概括要素。a代表的生物只有CO2释放,无CO2消耗,说明该种生物为异养型生物,可能是分解者或消费者,A正确;曲线b代表的生物可吸收、释放CO2,说明该种生物可进行光合作用,曲线c代表的生物消耗CO2,且在一天不同时段CO2消耗速率不变,说明该生物为化能自养型生物,即b、c为生产者,是生态系统的基石,B正确,D错误;自养型细菌为生产者,异养型细菌可能是消费者或分解者,C正确。考点二 生态系统的功能6.(2020福建仙游一中月考,13)如图为某草原生态系统部分能量流动示意图,相关叙述正确的是( )A.流入该生态系统的总能量是草固定的太阳能B.能量流动的过程总是伴随着物质循环,二者同时进行C.若图中X代表呼吸作用散失的热能,则X4>X3>X2>X1D.草食性动物和肉食性动物①之间数量的变化呈正反馈调节答案 B 流入该生态系统的总能量是包括草在内的所有生产者固定的太阳能,A错误;能量流动的过程总是伴随着物质循环,二者同时进行,彼此相互依存,不可分割,B正确;若图中X代表呼吸作用散失的热能,则X4<X3<X2<X1,C错误;草食性动物和肉食性动物①之间数量的变化呈负反馈调节,D错误。
7.(2020届安徽A10联盟摸底,24)果树下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊环境条件,有利于草菇的生长。果农在科研人员的建议下,在果树下人工栽培草菇并取得较好的经济效益。培养草菇的材料由农民种植的玉米秸秆加工而来,下列相关叙述正确的是( )A.流入该果园生态系统的总能量大于果树同化的太阳能B“玉米→草菇→人”,这条捕食食物链提高了能量的传递效率C.草菇是该果园内的分解者,而蚯蚓和昆虫是该果园内的消费者D.各种消费者的存在有利于生态系统的能量流动,但不利于物质循环答案 A 本题以实际的果园生态系统为素材,考查利用所学生物学知识解决实际问题的能力;试题通过分析果园生态系统结构,体现了社会责任素养中的生态意识。流入该果园生态系统的总能量是生产者(果树和草等)固定的太阳能以及玉米秸秆中的能量,A正确;玉米与草菇之间不是捕食关系,进而“玉米→草菇→人”不能构成捕食食物链,B错误;蚯蚓是分解者,C错误;消费者具有促进生态系统物质循环,并维持生态平衡的作用,D错误。8.(2020届河南天一测试一,18,2分)下列有关生态系统中信息传递的叙述,正确的是( )A.利用音响设备发出信号诱捕有害动物属于机械防治B.鸟类通过鸣叫与同类进行通讯利用的是行为信息C红外线和紫外线不可见,故二者不属于物理信息D.信息可来自生物,也可来自无机环境答案 D 利用音响设备发出信号诱捕有害动物属于物理防治,A错误;鸟类通过鸣叫与同类进行通讯利用的是物理信息,B错误;红外线和紫外线属于物理信息,C错误。9.(2020届江西名师联盟联考,16)下列关于生态系统结构和功能的叙述,错误的是( )A.草原生态系统比农田生态系统的结构复杂B.生物多样性降低是生态系统功能退化的重要原因C.若甲虫通过分解土壤中的落叶获得养分,则可推测甲虫属于初级消费者D.若加强管理某块草地以提高某种牧草的产量,则该草地的抵抗力稳定性可能降低答案 C 草原生态系统比农田生态系统物种丰富度高,结构复杂,A正确;生物多样性降低,生态系统营养结构趋于简单,功能发生退化,B正确;若甲虫通过分解土壤中的落叶获得养分,则其为分解者,C错误;若加强管理某块草地以提高某种牧草的产量,则草原生态系统物种丰富度可能降低,营养结构趋于简单,抵抗力稳定性降低,D正确。10.(2020届皖江名校一联,25)植树造林是实现天蓝、地绿、水净,实践“绿水青山就是金山银山”,增进民生福祉的重要途径。下列叙述正确的是( )A.植树造林能降低大气的CO2浓度,也是降低温室效应最有效的方法B.在天蓝、地绿、水净的过程中,生态系统的自我调节能力在不断增强C.桑基鱼塘是通过延长食物链的方法提高能量利用率,同时获得更多的产品D.森林生态系统无需不断得到来自系统外的能量补充,也能维持其正常功能答案 B 降低温室效应最有效的方法是减少化石燃料的燃烧,A错误;桑基鱼塘能提高能量的利用率,但并没有延长食物链,而是通过废物资源化途径实现的,C错误;能量流动是物质循环的动力,森林生态系统也要源源不断获得太阳能,才能维持其正常功能,D错误。11.(2020河南三市二联,6)某地大力发展粪肥产沼气,沼渣养蚯蚓,蚯蚓养家禽,秸秆种菇,桑基鱼塘等生态农业。下列关于农业生态系统的叙述,错误的是( )A.实现对能量的多级利用是设计农业生态系统的基本原理B.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C.“蚯蚓养家禽”模式中,蚯蚓体内的能量被家禽同化后部分用于自身生长D.农业生态系统的正常运转还需要系统外能量的补充答案 B 农业生态系统可实现对能量的多级利用,提高了能量的利用率,但不能改变能量在营养级之间的传递效率,A正确,B错误;蚯蚓体内的能量被家禽同化后一部分能量用于自身的呼吸消耗,另一
部分能量用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动,C正确;任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能,D正确。12.(2020江西名师联盟二联,21)某生态系统的营养结构如图所示,有关叙述不正确的是( )A.图中为生态系统能量流动的渠道B.②和③之间存在着捕食和竞争关系C.如按最高传递效率计算,③通过该营养结构获得的能量大于①所同化能量的1/25D.若图中②由于某种原因而灭绝,则③的数量一定会减少答案 D ①是生产者、②和③是消费者,食物链、食物网是能量流动的渠道,A正确;该食物网中,③作为第二营养级时与②之间为竞争关系,③作第三营养级时,与②之间为捕食关系,B正确;若按最高传递效率计算,③作为第三营养级同化的能量为①同化能量的1/25,③还可以直接从①获得能量,故③通过该营养结构获得的能量大于①所同化能量的1/25,C正确;若图中②由于某种原因而灭绝,③处于第二营养级,相对此前营养级降低,③的数量相对此前可能会增加,因此③的数量不一定减少,D错误。考点三 生态系统的稳定性13.下列有关生态系统稳态的叙述,正确的是( )A.轻度污染的河流通过正反馈调节来恢复稳态B.生态系统的稳态是通过自我调节实现的C.围湖造田扩大耕地增加了生态系统的稳定性D.大量引进外来物种有利于生态系统稳态的维持答案 B 生态系统的稳态是靠生态系统的自我调节来实现的,B正确;轻度污染的河流是通过负反馈调节来恢复稳态的,A错误;围湖造田会减少生态系统的生物种类数,降低了生态系统的稳定性,C错误;大量引进外来物种,可能会降低生物多样性,不利于生态系统稳态的维持,D错误。14.(2020湖北天门、仙桃、潜江联考,27)下列有关生态系统稳定性的叙述正确的是( )A.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础B.生态系统稳定性的高低可通过种群内个体数目的多少来体现C.同等强度干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统恢复速度慢D.“野火烧不尽,春风吹又生”,体现了生态系统的抵抗力稳定性答案 A 负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统自我调节能力的基础,A正确;生态系统稳定性的高低可通过生物种类的多少来体现,B错误;草原生态系统恢复力稳定性比沙漠强,故同等强度干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统恢复速度快,C错误;“野火烧不尽,春风吹又生”,体现了生态系统的恢复力稳定性,D错误。15.(2020届安徽合肥零模,20,2分)下列关于生态系统的稳态及生物多样性的叙述,正确的是( )A.人工种植的杨树林比自然杨树林的抵抗力稳定性高B.生态系统的稳定性即生态系统保持自身结构和功能相对稳定的能力C.过度的人为干扰可导致全球范围内生物多样性降低D.名胜景区的观赏性体现了生物多样性的间接价值答案 C 人工种植的杨树林的组成成分和营养结构比自然杨树林简单,故人工种植的杨树林比自然杨树林的抵抗力稳定性低,A错误;生态系统的稳定性即生态系统保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,B错误;过度的人为干扰可导致全球范围内生物多样性降低,生态系统的稳定性降低,C正确;名胜景区的观赏性体现了生物多样性的直接价值,D错误。16.图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间;曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列说法正确的是( )
A.在正常作用范围内,生态系统中生物的种类和数量一直保持不变B.对同一个生态系统来说,y值和x值之间呈正相关C.在遭到干扰时,x、y值的大小与生物种类有关,与数量无关D.TS值越小,这个生态系统的总稳定性越小答案 B 在正常作用范围内,生态系统中生物的种类和数量处于一个相对稳定的状态,而不是保持不变,A错误;y的大小反映了抵抗力稳定性大小,x表示生态系统的恢复力稳定性高低,对于同一个生态系统来说,y越大,说明受到干扰后偏离正常作用范围就越大,则恢复到原来状态所需要的时间就越长,B正确;x、y值的大小与生物种类和数量都有关,C错误;TS值表示生态系统总稳定性,该值越小,则表示生态系统总稳定性越大,D错误。综合篇【综合集训】提升一 生态系统的营养结构分析与构建1.(2021届湖南长郡中学月考一,33)某陆地生态系统中,除分解者外仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。每个种群只处于一个营养级。一年内各种群同化的能量相对值如表。以下相关分析不正确的是( )种群甲乙丙丁戊能量相对值3.5612.8010.300.48226.50A.甲、乙、丙、丁都属于该生态系统中的消费者B.输入该生态系统的总能量相对值为226.50与戊的呼吸消耗量的相对值之和C.第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率约为15.4%D.该生态系统中的能量最终以热能形式散失到环境中答案 B 2.(2020广东潮州期末,6)如图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。下列有关叙述正确的是( )A.三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→ⅢB.不同营养级之间的能量流动以有机物为载体C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为14%D.种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量为5.45´107kJ答案 B 提升二 常考易错的物质循环模型与能量流动模型3.(2019云南曲靖一中月考一,6)如图是某生态系统的部分能量流动示意图,其中E1是流入生产者的总能量,下列叙述错误的是( )
A.第一营养级传递给分解者的总能量是E4+E7B.E1、E2、E6中的能量主要以稳定化学能的形式存在C.第一营养级和第二营养级之间能量的传递效率是E6/E1×100%D.E7可直接为绿色植物提供物质和能量答案 D 4.(2021届江西奉新一中月考一,26)图A、B、C、D表示某生态系统的四种成分,箭头表示各种成分之间的关系,下列相关叙述正确的是( )A.生态系统的结构是指A、B、C、D和非生物环境B.C1的同化量是流经该生态系统的总能量C.在食物链C1→C2→……中C1为第一营养级生物D.A一定是自养型生物,D不一定是微生物答案 D 提升三 “典例法”归纳食物网中能量流动的基本计算思路 5.(经典题)某生态系统中存在如图所示的食物网,如将丙的食物比例由甲∶乙=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,理论上该生态系统能承载丙的数量是原来的( )A.1.375倍B.1.875倍C.1.273倍D.0.575倍答案 A [教师专用题组]【综合集训】提升一 生态系统的营养结构分析与构建1.(科学思维—模型与建模)如图表示某生态系统中构成一条食物链的甲、乙、丙、丁4个种群的数量变化,下列说法错误的是( )A.甲种群在该食物链中是次级消费者,第三营养级B.ab段甲种群数量下降的原因是乙减少,丙增多
C.甲、乙、丙、丁4个种群占据不同的位置,体现了群落的空间结构D.由于丁种群在4个种群中相对数量最多,因此其丰富度最大答案 D 甲、乙、丙、丁4个种群之间是捕食关系,被捕食者先增加先减少,捕食者后增加后减少,所以由这4个种群构成的食物链为丁→乙→甲→丙。甲种群在该食物链中是次级消费者,第三营养级,A正确;ab段乙种群数量减少、丙种群数量增多,导致甲种群数量下降,B正确;甲、乙、丙、丁4个种群占据不同的位置,体现了群落的空间结构,C正确;丰富度是指群落中物种数目的多少,D错误。2.(2019江苏泰州一模,17)某研究小组从某湖泊中选取了4种不同的生物,并对其消化道内食物组成进行了分析,其分析结果如表所示。下列说法正确的是( )生物种类鱼甲河虾鱼乙水蚤消化道内食物组成鱼乙、河虾水蚤、小球藻水蚤、河虾小球藻A.小球藻、水蚤在生态系统中属生产者B.表中5种生物全部个体构成一个群落C.河虾与水蚤的种间关系是捕食和竞争D.属于第三营养级的生物只有鱼甲和鱼乙答案 C 本题主要考查信息处理、转换与建模等。水蚤是浮游动物,它的消化道内有小球藻,说明它捕食小球藻,在生态系统中属消费者,A错误;群落指在同一时间内占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合,表中5种生物全部个体不能构成一个群落,B错误;据表中信息可知,河虾捕食水蚤,同时河虾和水蚤都以小球藻为食物,故河虾与水蚤的种间关系是捕食和竞争,C正确;根据表中的信息可推断,属于第三营养级的生物有鱼甲、鱼乙、河虾,D错误。名师点睛 (1)判断某一生物种群的集合是否是群落可分析其内部三种生物成分(即生产者、消费者和分解者)是否齐全。只有三种生物成分都齐全才能称为群落。(2)本题中选项C、D在判断之前可以先依据表中信息写出食物链或食物网。3.(2019浙江嘉兴联考,17)以下是某水域DDT的污染状况:不同成分水底泥水生植物浮游动物底栖动物鲫鱼乌鳢DDT含量(μg/kg)0.10.76.321.037.919.4124.4下列叙述错误的是( )A.表中数据表明DDT具有生物放大现象B.表中所列消费者中乌鳢的营养级最高C.DDT在生物群落各营养级间循环往复D.鲫鱼摄入的DDT有部分随代谢产物排出体外答案 C 表中数据表明,DDT沿食物链逐渐累积和浓缩,体现了生物放大现象,A正确;表中乌鳢的营养级最高,B正确;DDT沿着食物链移动和浓缩,C错误;鲫鱼摄入的DDT有一部分随代谢产物排出体外,D正确。4.(科学思维—模型与建模)某陆地生态系统碳循环示意图如图所示,其能量流动的调查结果如表[单位为103kJ/(m2·y)],请回答:同化能量贮存能量呼吸消耗A900300600B18060120C15213D1001585
(1)图中B属于生态系统成分中的 ,该系统以 食物链为主。 (2)表中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 (保留一位小数),据表推测,该生态系统的有机物总量会 (填“增加”“减少”或“不变”)。 (3)该生态系统受到一定程度的外界干扰时,仍然能够维持结构和功能的相对稳定,这是因为它具有 能力, 调节是该能力的基础。 答案 (1)分解者 腐食 (2)11.1% 增加 (3)自我调节 负反馈解析 (1)图中A为生产者,C、D为消费者,B为分解者,E是大气中的CO2,该系统以腐食食物链为主。(2)表中的第一营养级到第二营养级的能量传递效率=D的同化能量/A的同化能量×100%=[1×105kJ/(m2·y)]/[9×105kJ/(m2·y)]×100%≈11.1%,流入该生态系统的总能量是9×105kJ/(m2·y),呼吸消耗的能量之和小于9×105kJ/(m2·y),所以该生态系统能量有积累,有机物总量会增加。(3)生态系统具有自我调节能力,负反馈调节是该能力的基础,使得生态系统结构和功能保持相对稳定。提升二 常考易错的物质循环模型与能量流动模型5.(科学思维—模型与建模)如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析错误的是( )A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足B.a是消费者,c是生产者,碳在各成分间以CO2的形式循环C.对e过度开发利用会打破生物圈中的碳平衡D.碳循环过程需要能量驱动,同时碳等物质又可作为能量的载体答案 B 图中a是消费者,b是分解者,c是生产者,d是无机环境(大气中的CO2),生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足,A正确;碳在生物群落内部以有机物的形式传递,在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环,B错误;e为化石燃料,化石燃料燃烧过度会打破生物圈中的碳平衡,C正确;能量是物质循环的动力,物质是能量的载体,D正确。6.(科学思维—模型与建模)某生态系统中存在如图所示的食物网,若将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,则该生态系统能承载C的数量是原来的( )A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍答案 B 设C的能量为x,则当食物比例为A∶B=1∶1时,消耗A的能量为x×10+x×10×10=55x,而当食物比例为A∶B=2∶1时,消耗A的能量为x×10+x×10×10=40x,所以调整比例后生态系统承载C的数量为原来的=1.375倍。7.(科学思维—演绎与推理)某自然保护区地震后,据不完全统计,植被毁损达30%以上。如图为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为kJ/(m2·a)],下列叙述正确的是( )
A.A表示细胞呼吸,其中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.5%B.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能C.营养级较高的生物,在这场地震中受到的影响较大D.各级消费者同化量中都有一小部分能量通过粪便流入分解者答案 C 图中A表示呼吸作用,流入第二营养级的能量为14kJ/(m2·a)+2kJ/(m2·a)=16kJ/(m2·a),第三营养级同化的总能量为14+2-4-9-0.5=2.5[kJ/(m2·a)],所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2.5÷16×100%≈15.6%,A错误;由图可知,输入该生态系统的能量是生产者固定的太阳能和输入的有机物中的化学能,B错误;在地震中营养级较高的生物,由于食物来源受到的影响较大,因此自身受到的影响也较大,C正确;各级消费者产生的粪便中的能量属于上一个营养级同化的能量,D错误。8.(2020届江西名校大联考,29)美国生态学家、微生物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,结果如图所示,图中数字为能量数值,单位是J/(cm2·a)。下列相关叙述错误的是( )A.图中生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量B.植食性动物粪便中的能量将流向分解者,其包含在图中的“2.1”中C.赛达伯格湖的生物分属三个营养级,至少存在一条食物链D.从长期来看,“未利用”的能量仍将流向分解者答案 B 图中生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量,A正确;植食性动物粪便中的能量属于生产者的能量,应包含在“12.5”中,B错误;图中有三个营养级,但每个营养级的种群可能不止一个,所以至少含有一条食物链,C正确;从长期来看,“未利用”的能量仍将流向分解者,D正确。9.(20205·3原创题)如图所示为一个小型农场的结构模式图以及该小型农场中农作物和鸡的部分能量值(单位:104kJ),请根据图和表格分析,下列说法不正确的是( )项目净同化量呼吸消耗量流向分解者未利用农作物110752158鸡71013A.流经该小型生态系统的总能量不等于此生态系统中的农作物所同化的能量B.据表可知,该小型生态系统中通过食物网流向人的能量值应为1.7×105kJC.该小型生态系统的结构包括农作物、鸡、人、微生物等生物成分和阳光空气、水等非生物成分D.该小型生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为16.8%答案 C 一般来说,养鸡场需人为提供饲料,且人会获取除鸡和农作物外的其他物质和能量,故流经该小型生态系统的总能量不等于此生态系统中的农作物所同化的能量,A正确;净同化量是指用于自身生长、发育和繁殖的能量,包括流向分解者的能量、流向下一营养级的能量(最高营养级无此部分)和未利用的能量,总同化量=净同化量+呼吸消耗量,故人从该系统中获取的能量是
[110-21-58-(7+10)+(7-1-3)]×104kJ=1.7×105kJ,B正确;该小型生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,C错误;第一营养级与第二营养级的能量传递效率应为农作物流向鸡和人的能量值比农作物同化的能量值:(110-21-58)/(110+75)×100%≈16.8%,D正确。易混易错 能量传递效率与能量利用率(1)能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,单向流动、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一般为10%~20%。(2)能量利用率:通常考虑的是人类可利用的能量(即流入目标环节的能量)占生产者固定能量的比值。如通过建“沼气池”等实现废物资源化,就可提高能量利用率。10.(2020北京西城期末,11)我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断以下说法正确的是( )A.输入该生态系统的总能量为846795MJ/hm2,是植物实际光合量之和B.第一、二营养级间能量传递效率是蚕和鱼同化量与植物净光合量之比C.生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质和能量的循环利用D.该生产模式把单个生产系统优化组合,大大提高了系统生产力答案 D 输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和鱼饲料中的化学能,桑和浮游植物固定的太阳能是846795MJ/hm2,则输入该生态系统的总能量大于846795MJ/hm2,A错误;第一、二营养级间能量传递效率是蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比,B错误;生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质循环利用和能量的多级利用,C错误;该生产模式把单个生态系统优化组合,大大提高了系统生产力,D正确。11.(2020山东泰安一模,10)图1为某森林生态系统部分生物关系示意图,图2为该生态系统中第二营养级(甲)和第三营养级(乙)的能量流动示意图,其中a~e表示能量值,下列有关叙述正确的是( )图1图2A.该生态系统的分解者主要是大型真菌B.杂食性鸟位于第三和第四营养级C.乙粪便中的能量属于c中能量的一部分D.a+e表示甲用于生长、发育和繁殖的能量
答案 C 该生态系统的分解者有大型真菌和跳虫等,A错误;杂食性鸟分别位于第二、第三和第四营养级,B错误;乙粪便中的能量没有被乙同化,属于甲同化量中进入分解者的部分能量,即c中能量的一部分,C正确;a+c表示甲用于生长、发育和繁殖的能量,D错误。解后反思 分析本题中的图示,图1中:草本植物、乔木等为生产者,蝗虫、蜘蛛、杂食性鸟等为消费者。图2中:e表示第二营养级呼吸作用散失的能量,c表示第二营养级流向分解者的能量,a表示流向第三营养级的能量,b表示第三营养级呼吸作用散失的能量,d表示第三营养级流向分解者的能量。提升三 “典例法”归纳食物网中能量流动的基本计算思路12.(2020届安徽江淮十校一联,24,2分)某农场中存在甲、乙、丙三种生物,三者(不都是消费者)的数量变化曲线如图1所示;该农场中的能量流动简图如图2所示,其中a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量。d1和d2为摄入的饲料量。下列相关叙述,正确的是( )图1图2A.甲、乙、丙构成了农场的营养结构,碳循环沿着甲、乙、丙进行B.图1中丙、乙分别属于第二、第三营养级,且乙和丙的种间关系为捕食C.图2中第二、第三营养级粪便中的能量分别来自a3+d1、b2+d2D.该农场中第一和第二营养级之间的能量传递效率为(a2+d1)/(a1+a2+a3)×100%答案 C 甲、乙、丙仅为农场营养结构的一部分,A错误;图1中乙、丙应均为第二营养级,二者之间的关系为竞争,B错误;图2中第二营养级粪便中的能量来自第一营养级流向分解者的能量a3和饲料量d1,第三营养级粪便中的能量来自第二营养级流向分解者的能量b2和饲料量d2,C正确;该农场中第一和第二营养级之间的能量传递效率为a2/(a1+a2+a3)×100%,D错误。易错警示 易错选D,人工输入的能量不属于从上一营养级同化的能量,计算能量传递效率时,应除去该部分。13.(2020届江西九校联考,6,6分)某人工生态果园中害虫的能量流动情况如图所示,据图判断,下列说法错误的是( )A.流经害虫的总能量为568kJ,害虫呼吸散失的能量是499.84kJB.果园中以粪便为食的蜣螂获得的害虫的能量为1402kJC.图中X可代表害虫流向下一营养级的能量D.引入天敌是防治虫害的一项重要措施,体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关答案 B 本题以生态系统中能量流动图为载体,考查理解、综合运用能力;试题通过对能量不同去路间关系的分析,体现了科学思维素养中的模型与建模要素。流经害虫的总能量指的是同化量(摄入量与粪便量差值),即为1970kJ-1402kJ=568kJ,害虫呼吸散失的能量=568kJ(同化量)-68.16kJ(用于生长、发育、繁殖的能量)=499.84kJ,A正确;粪便中的能量属于上一个营养级,果园中以粪便为食的蜣螂获得害虫的能量未在图中用具体数字体现,B错误;图中X可代表害虫流向下一营养级的能量,C正确;引入天敌是防治虫害的一项重要措施,体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关,D正确。
14.(2020湖南长沙长郡中学第一次月考,34)如图为某生态系统的能量流动情况,箭头表示能量的流动方向,单位为kcal/(m3·年)。下列叙述正确的是( )A.分解者可利用来自各营养级转移到A中的所有能量B.该生态系统第二、三营养级间的能量传递效率约为13.9%C.生产者与各级消费者的能量输出均为三条途径D.消费者的营养级别越高,可利用的总能量越多答案 B A中包括各营养级的呼吸作用,呼吸所产生的能量有一部分以热能形式散失,该部分能量不会被分解者利用,A错误;图中第二、三营养级之间的能量传递效率为250÷1800×100%≈13.9%,B正确;生产者与各级消费者的能量输出途径有呼吸消耗散失的能量、流入下一营养级(顶级消费者不含此项)、被分解者利用、未利用的能量,C错误;消费者的营养级别越高,可利用的总能量越少,D错误。
