2025版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境高频考点进阶课5.生态系统的结构与功能教师用书

高频考点进阶课5.生态系统的结构与功能生态系统结构分析(2024·山东卷)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或削减化肥、农药的运用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了主动的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物状况如表所示。(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高养分级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括________________。某同学依据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其推断依据是_____________________________________________________________________________________。(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的__________结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为__________，依据是__________________。(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的缘由是________________________。(4)植食性线虫主要危害植物根系，探讨表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量削减，依据图中信息分析，主要缘由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)一个养分级的生物所同化着的能量一般用于4个方面：一是呼吸消耗；二是分解者分解；三是流入下一养分级；四是未利用的能量。依据题图可知，捕食性线虫处于最高养分级，因此与食细菌线虫相比同化能量的去向不包括流入下一养分级。依据生态系统的概念分析可知，土壤是由各类土壤生物组成的生物群落与土壤非生物环境相互作用构成的统一整体，因此属于生态系统。(2)群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，垂直结构的特点是分层现象，水平结构的特点是镶嵌分布，因此土壤深度不同，土壤动物的不同体现了明显的分层现象，属于群落的垂直结构。生态系统稳定性与自我调整实力有关，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越困难，其自我调整实力就越强，稳定性就越高，因此分析表中数据可知，有机农业土壤中生物组分多，食物网困难程度高，是土壤生态系统稳定性最高的农业模式。(3)生物富集作用指通过生态系统中食物链或食物网的各养分级的传递，某些污染物，如放射性化学物质和合成农药等，在生物体内逐步浓集增大的趋势。而且随着养分级的不断提高，有害污染物的浓集程度也越高，因此土壤中的污染物镉随着食物链延长渐渐积累，出现富集现象，在最高养分级生物捕食性线虫体内含量最高。(4)依据图中信息可知，长期施用有机肥后，土壤中腐生细菌数量增加，导致食细菌线虫数量增加，在食物网中引起捕食性线虫数量的增加，这使得植食性线虫由于被大量捕食而数量削减，且削减量多于因植物根系增长而增加的数量。答案：(1)流入下一个养分级土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体(2)垂直有机农业生物组分多，食物网困难程度高(3)镉随着食物链的延长渐渐积累(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而削减，削减量多于其因植物根系增长而增加的量1．辨析生态系统组成成分的三类“不肯定”和两类“肯定”(1)生产者不肯定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不肯定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。(2)消费者不肯定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不肯定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排泄物为食的腐生动物属于分解者)。(3)分解者不肯定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不肯定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。(4)生产者肯定是自养型生物，自养型生物肯定是生产者。(5)营腐生生活的生物肯定是分解者，分解者肯定是营腐生生活的生物。2．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养分级的生物(生产者)数量削减，整个食物链中的其他生物数量都会削减，简洁记为：“一级生物若削减，其他生物跟着跑。”(2)“天敌”一方削减，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，其数量会先增加后削减，最终趋于稳定，简洁记为：“假如天敌患了病，先增后减再稳定。”(3)若处于中间养分级的生物数量削减，则这种生物数量的变更视详细食物链而定：“中间生物被捕杀，不同状况要分家。”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更时，一般不考虑生产者数量的增加或削减。②最高养分级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高养分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削减，该种群的数量不会发生较大变更。③在食物网中，当某种生物因某种缘由而数量削减时，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依据。1．科学家在深海中的火山口四周发觉了热泉。经过对热泉生态系统的探讨，科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境相像。热泉喷出的海水中富含硫化氢和硫酸盐，硫细菌通过氧化硫化物和还原CO2来制造有机物。管蠕虫吞入硫细菌形成细菌囊，并不断将从海水中汲取的硫化氢等物质输送给囊中硫细菌，同时也从硫细菌获得能量。下列说法错误的是()A．硫细菌是自养生物，硫细菌与管蠕虫的种间关系为寄生B．探讨深海热泉生态系统，有助于了解生命的起源C．该生态系统的能量源头主要是硫化物氧化释放的化学能D．硫细菌与硝化细菌同化作用类型相同，都属于生产者A解析：硫细菌通过氧化硫化物和还原CO2来制造有机物，故同化作用类型是自养型；而“管蠕虫吞入硫细菌形成细菌囊，并不断将从海水中汲取的硫化氢等物质输送给囊中硫细菌，同时也从硫细菌获得能量”，说明硫细菌与管蠕虫的种间关系为互利共生，A错误。探讨深海热泉生态系统，有助于了解生命的起源，B正确。深海中几乎无光，该生态系统的能量源头主要是硫化物氧化释放的化学能，C正确。硫细菌与硝化细菌都是自养生物，都属于生产者，D正确。2．(2024·山东省试验中学质检)在美国西海岸的一个基岩质海岸的潮间带栖息着藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等几种动物，这些动物被海星所捕食。科学家将海星从试验小区中移除一段时间后，调查该小区中被捕食物种的数量由15种快速下降到8种，同时发觉藤壶和贻贝种群数量明显增加。下列相关叙述错误的是()A．小区中藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等动物构成一个生物群落B．海星可以位于第三养分级C．海星移除后，该小区物种数量下降的缘由是被捕食者之间竞争加剧D．试验结果说明捕食者的存在有利于维持生态系统物种多样性A解析：生物群落是指相同时间聚集在肯定地域中各种生物种群的集合，包括动物、植物和微生物，A错误；海星以藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等几种动物为食，可以是第三养分级，B正确；海星移除后，“该小区中被捕食物种的数量由15种快速下降到8种，同时发觉藤壶和贻贝种群数量明显增加”，说明被捕食者之间竞争加剧，而藤壶和贻贝在竞争中获胜，还说明捕食者的存在有利于维持生态系统物种多样性，C、D正确。3．下图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系，下列叙述错误的是()A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物B．第三养分级的生物有食草虫、线虫、海螺C．若大米草死亡，将导致藻类数量增加，沼蟹数量增加D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将削减B解析：细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物；食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为其次养分级；大米草与藻类之间存在种间竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增加，藻类数量增加会导致线虫数量增加，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增加；杀虫剂杀死食草虫，会导致蜘蛛的食物削减，进而导致蜘蛛数量削减。4．图1是一个草原生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分，a～d代表4种动物；图2是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图，A、B、C代表能量。请回答下列相关问题：(1)草原群落中的碳元素进入非生物环境的途径主要是________(填生理过程)，碳在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式是________。(2)请写出图1中存在的食物链(网)：____________________。(3)图2中B的含义为______________________________；若A中能量为m，B中能量为n，鼠的天敌同化的能量为p，则该生态系统中从鼠到其天敌的能量传递效率为______________。(4)每年的旱季来临时，草原的部分食草动物会迁徙到水草丰富的地带，这一过程体现了生态系统的________功能。解析：(1)草原群落中的碳元素进入非生物环境的途径主要是各种生物的呼吸作用；碳在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式是二氧化碳，在生物群落内传递的主要形式是含碳有机物。(2)分析题图1，由于生产者既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，因此其与大气之间的物质交换是双向的，由此可确定图中甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；食物链中只包括生产者和消费者，由于养分级之间的能量传递效率为10%～20%，因此a属于其次养分级，b、c属于第三养分级，d属于第四养分级。故该生态系统中的食物网为。(3)题图2是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图，其中A表示鼠同化的总能量，B表示鼠用于生长、发育和繁殖的能量，C表示被分解者利用的能量。依据题意知，A中能量为m，鼠的天敌同化的能量为p，则该生态系统中从鼠到其天敌的能量传递效率为p/m×100%。(4)每年的旱季来临时，草原的部分食草动物会迁徙到水草丰富的地带，体现了生态系统的信息传递功能。答案：(1)呼吸作用二氧化碳(2)(3)鼠用于生长、发育和繁殖的能量p/m×100%(4)信息传递生态系统功能分析(2024·全国卷Ⅲ)假设某种蓝藻(蓝细菌)(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能缘由是___________(答出2点即可)。(2)画出该湖泊生态系统能量流淌的示意图。(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够快速壮大，则C和B的种间关系是________。解析：(1)A是蓝藻(蓝细菌)，是该湖泊唯一的生产者，所以其种群密度极大的缘由可能有该水域污染，水体富养分化，造成蓝藻(蓝细菌)爆发和缺少其他生产者竞争。(2)该生态系统存在唯一一条食物链A→B，所以能量流淌关系如答案所示。(3)C和B都以A为食，所以二者是种间竞争关系。答案：(1)水体富养分化，没有其他生产者的竞争(2)如下图所示(3)种间竞争1．能量流经不同养分级示意图(1)植物光合作用与同化量之间的关系：真光合作用量＝同化量，净光合作用量＝用于生长、发育和繁殖的能量(因为真光合作用量＝净光合作用量＋呼吸消耗量；同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量)。(2)动物摄入量与同化量之间的关系：摄入量＝动物的同化量＋粪便量，即摄入的食物只有一部分被同化。(3)流入一个养分级的能量是指这个养分级的同化量。(4)某养分级同化量的“2个”“3个”“4个”去路①“2个”去路：同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量。②“3个”去路(定量不定时，在足够长的时间内能量的最终去路)：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一养分级的同化量。③“4个”去路(定量定时，即流入某养分级的肯定量的能量在肯定时间内的去路)：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一养分级的同化量＋未利用的能量。注：最高养分级的生物没有下一养分级的同化量。(5)未利用的能量：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．能量传递效率的计算公式3．能量传递效率的相关“最值”计算若题干中未做详细说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。(1)在食物链A→B→C→D中，则有注：①食物链越短，最高养分级获得的能量越多；②生物间的取食关系越简洁，生态系统的能量流淌过程中损耗的能量越少。(2)在食物网中则有1．下图是一个生态系统的能量流淌简图，甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落。下列有关说法正确的是()A．流入该生态系统的总能量为8.5×108J/(m2·a)B．能量在其次养分级和第三养分级之间的传递效率为20%C．图示表明生态系统能量逐级递减的缘由之一是每养分级中有部分能量流入丁D．图示仅呈现了能量沿食物链(网)传递这一路径C解析：题图中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落，则甲为生产者，乙、丙为消费者，丁为分解者。流入该生态系统的总能量是甲(生产者)固定的太阳能，即7.5×106J/(m2·a)，A错误；能量在其次养分级(乙)和第三养分级(丙)之间的传递效率是(2.7×105)/(1.5×106)×100%＝18%，B错误；题图表明各养分级都有一部分能量流向丁(分解者)，这是能量逐级递减的缘由之一，C正确；题图不仅展示了能量沿食物链(网)传递(即甲→乙→丙)，也展示了能量以遗体残骸等形式流向分解者(丁)，D错误。2．下图为生态系统中能量流淌图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述不正确的是()A．图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量B．在“草→兔→狼”这一条食物链中，狼粪便中的能量属于dC．若有未被利用的能量，则在g和i中有一处表示未被利用的能量D．初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100%D解析：分析题图可知，c表示初级消费者同化的能量，f表示初级消费者呼吸作用消耗的能量，A正确；在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼(次级消费者)同化，仍属于其上一个养分级(初级消费者)的能量，即属于d，B正确；g和i中有一处表示未被利用的能量，另一处表示流向分解者的能量，C正确；初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率＝(次级消费者同化量/初级消费者同化量)×100%，而图中b表示初级消费者的摄入量，c表示初级消费者的同化量，e表示次级消费者的摄入量，但不清晰次级消费者的同化量，所以无法计算能量传递效率，D错误。3．下图为某人工鱼塘生态系统的能量流淌过程中部分环节涉及的能量[单位为×103kJ/(m2·a)]，其中有机物输入是指人工饲喂过程中各养分级同化的能量，请回答有关问题：(1)图中①代表的生理过程是________，图中②代表的物质中的能量主要以__________________的形式储存。(2)该生态系统生产者固定的总能量为________kJ/(m2·a)，能量从其次养分级到第三养分级的传递效率约为______。(3)若该鱼塘对某类鱼的容纳量为8000尾，则捕捞后这种鱼的数量为________尾时可获得最大持续捕捞量。解析：(1)由题图可以看出，各养分级生物和分解者都有①过程，并且此过程的能量流出该生态系统，所以①过程应是呼吸作用，图中的②是人从鱼塘得到的各种产品，其能量主要以有机物中化学能的形式储存。(2)因为图中生产者流向初级消费者、初级消费者流向次级消费者的能量均没有给出，所以应先分析并计算次级消费者的总能量：2