高中生物：第23讲 生态系统的结构、能量流动与物质循环

第23讲生态系统的结构、能量流动

与物质循环

基础过关

下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是（）«

A.太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分

B.硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者

C.病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者

D.蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者

【解析】太阳光属于生态系统的非生物的物质和能量部分;病毒没有细胞结构，营寄生生

活,属于消费者;蚯蚓在生态系统中属于分解者。

【答案】B

下图表示一个简单的食物网，下列相关叙述正确的是（）.

兔子---►狐狸

草V蝗虫

A.该食物网中的各种生物构成生物群落

B.兔子是初级消费者，属于第二营养级

C.狐狸与蝗虫之间是竞争关系

D.草所固定的能量至少有4%流入了狐狸

【解析】生物群落包括生产者、消费者和分解者，但食物网中没有分解者;兔子和蝗虫之

间是竞争关系;草固定的能量至多有4%流入狐狸。

【答案】B

下图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不吓碉的是（）.

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，各成分间以C02的形式传递碳元素

C.对e的过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡

D.碳循环过程需要能量驱动，同时物质又是能量的载体

【解析】图中a为消费者,b为分解者,c为生产者,d为大气中的C02库,e为化石燃料。

碳元素在生物群落与无机环境之间以C02的形式循环，在生物群落内部以含碳有机物的形式

传递。

【答案】B

下图表示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不

正碉的是（）.

A.如果Q表示蚕传递给分解者的能量，则必表示未被利用的能量

B.图中6表示桑树呼吸作用散失的能量

C.图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量

D.图中血。可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率

【解析】图中第一营养级到第二营养级的能量传递效率可以表示为第二营养级到

第三营养级的能量传递效率可以表示为44

【答案】D

假如某食物网中有一种大型杂食性的海洋鱼，它的食物有1/2来自海洋植物,1/4来自草食

性鱼,1/4来自以草食性鱼为食的小型肉食性鱼。下列有关叙述中正确的是（）。

A.此食物网中包括四条食物链

B.这种杂食性鱼与小型肉食性鱼只有竞争关系

C.经测定此食物网的四种生物体内DDT浓度最高的是海洋植物

D.从理论上计算，杂食性鱼每增加1kg体重最多需要海洋植物280kg

【解析】此食物网中共包括海洋植物一大型海洋鱼，海洋植物-草食性鱼一大型海洋鱼,

海洋植物一草食性鱼一小型肉食性鱼一大型海洋鱼三条食物链,A错误。这种杂食性鱼和小

型肉食性鱼都捕食草食性鱼，所以二者之间具有竞争关系;同时这种杂食性鱼又以小型肉食性

鱼为食物,二者之间又具有捕食关系,B错误。由于食物链的富集作用，此食物链中的四种生物

体内DDT浓度最高的是大型杂食性海洋鱼,C错误。根据该杂食性鱼的食物结构可以知道有

三条食物链，当能量传递效率是10%时，消耗植物最多,故该鱼每增加1kg体重,需消耗海洋植

物最多为1XQ/4H10%+10%+10%+1XQ/4H10%+10%+（1/2）+10%=280kg,D正确。

【答案】D

制|考能突破

下列关于生态系统能量流动的叙述，不耳碉的是（）。

A.生产者固定的能量是光能或化学能

B.自然生态中，生物数量金字塔存在倒置情形，能量金字塔则不存在倒置情形

C.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

D.在农田中除草、杀虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分

【解析】生产者是自养型生物，包括能通过光合作用固定光能的光合自养型生物以及能

利用无机物氧化释放的化学能进行化能合成作用的化能自养生物（如硝化细菌）,A正确;自然

生态中，生物数量金字塔可存在倒置情形（生物数量随营养级数的增加而增加）,因能量流动逐

级递减，所以能量金字塔不存在倒置情形,B正确;与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量

的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率（不正确;在农田中除草、杀虫,是人为

地调整能量流动的关系,可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,D正确。

【答案】C

松土是农作物栽培的传统耕作措施，下列相关说法不合理的是（）.

A.可以增加土壤的透气性促进植物对无机盐的吸收

B.能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解

C.容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素

D.降低土壤微生物的呼吸作用强度，减少二氧化碳排放

【解析】中耕松土能够增加土壤的通气量，有利于植物的根系进行有氧呼吸，并能促进其

吸收土壤中的无机盐,A正确;中耕松土能够增加土壤的通气量，促进微生物的有氧呼吸，增加

二氧化碳排放，因而能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解,B正确,D不合理;中耕

松土容易造成水土流失，因而可能成为沙尘暴的一种诱发因素,C正确。

【答案】D

下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析[图中所示数值的单位是J/(cm2.a)],G为植

物,H为植食性动物,C为肉食性动物。下列相关叙述不无碉的是()。

、、、分解12.5分解2.1分解微量

呼吸未利用呼吸未利用呼吸未利用

定即96.3293.118.829.37.55.0

A.与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构

B.由G到H的能量传递效率为13.51%,由H到C的能量传递效率为20.06%

C.从生态学的观点来看,G、H和C所包含的所有生物构成生物群落

D.H包括多种动物，这些动物之间构成竞争关系，竞争时可能通过行为信息表达

【解析】图中G、H和C构成的食物网为生态系统的营养结构，营养结构越复杂,生态系

统的抵抗力稳定性越高,A正确;C固定的能量为12.6J/(cm2.a),H固定的能量

=12.6+29.3+18.8+2.1=62.8J/(cm2a),G固定的能量=62.8+12.5+293.1+96.3=464.7

J/(cm2.a),因止匕由G至!jH的能量传递效率=(62.8+464.7)xl00%=13.51%,由H至C的能量

传递效率=(12.6+62.8)xl00%=20.06%,B正确;群落是生活在一定的自然区域内，相互之间

具有直接或间接关系的各种生物种群的总和,该生物群落在题图食物网的基础上，还应该包括

这个环境中的所有其他生物（如分解者）,C不正确;H包括多种植食性动物，它们之间表现为竞

争关系，竞争时可能通过行为信息表达,D正确。

【答案】C

下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是（）。

A.生态系统的能量流动和信息传递都是沿着食物链和食物网渠道进行的

B.植物的花可以为传粉昆虫传递物理信息或化学信息

C.利用植物生长素类似物除草体现了信息传递的作用

D.按照信息来源可以将信息划分为物理信息、化学信息和生物信息

【解析】生态系统的能量流动和物质循环都是沿着食物链和食物网渠道进行的，而信息

传递中信息来源可能是无机环境，信息可能在生物与非生物之间双向传导，所以生态系统中信

息传递不都是沿食物链和食物网的渠道单向进行的,A错误;植物花的颜色可以为传粉昆虫传

递物理信息,植物花分泌的气味物质可以为传粉昆虫传递化学信息,B正确;利用植物生长素类

似物除草没有体现信息传递过程,因为生长素类似物是给植物体内的细胞传递信息，不是生物

与无机环境或者生物与生物之间传递信息,C错误;生态系统中信息按来源可以划分为物理信

息、化学信息和行为信息,D错误。

【答案】B

某桑基鱼塘中养殖有多种鱼，不同种类的鱼生活在鱼塘的不同水层,食性也有很明显的差

异，其中生活在下层的一些鱼可以食用蚕沙（蚕的粪便）。下列叙述正确的是（）。

A.决定不同种类鱼在鱼塘中垂直分布的主要因素是光照强度

B.蚕沙和鱼体内的碳元素都能以C02的形式进入生产者体内

C.蚕同化的能量通过蚕沙流动到鱼体内的部分为10%~20%

D.桑基鱼塘通过能量的多级利用来提高桑树对光能的利用率

【解析】决定不同种类鱼在鱼塘中垂直分布的主要因素是食物,A错误;蚕沙中的含碳有

机物和鱼体内的含碳有机物可分别通过微生物的分解作用和鱼的呼吸作用以C02的形式释

放到大气中,进而被生产者用于光合作用，可见，蚕沙和鱼体内的碳元素都能以C02的形式进

入生产者体内,B正确;蚕沙（蚕的粪便）中的能量不属于蚕同化的能量,C错误;通过人们的科学

规划，桑基鱼塘中的能量得到高效利用，但不能提高桑树对光能的利用率,D错误。

【答案】B

下列关于食物链和食物网的叙述，错误的是（）.

A.一个草原生态系统只含一个食物网

B.以植食动物为食的肉食动物属于三级消费者

C.在生态系统中一般都存在着捕食食物链和腐食食物链

。一般说来，营养级越高，该营养级中的生物种类、数量和能量就越少

【解析】食物网是指一个生态系统中，许多食物链彼此交错连接的复杂营养关系，因此一

个草原生态系统中只有一个食物网,A正确;以植食动物为食的肉食动物属于次级消费者，第三

营养级,B错误;在生态系统中一般都存在着捕食食物链和腐食食物链,C正确;生态系统的能量

流动具有逐级递减的特点，一般说来，营养级越高，该营养级中的生物种类、数量和能量就越少,

当少到一定程度时，就不可能再维持另一个营养级的存在了，因此，食物链上一般不超过五个

营养级,D正确。

【答案】B

下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正睇的是（）。

能量单位:U

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1050kJ

B.从乙到丙的能量传递效率分别为15%

C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，不能提高能量的利用率

D.食物链的营养关系T殳不可逆,这决定了能量流动的单向性

【解析】能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定

的太阳能，175+200+875=1250kJ,A不正确；从乙到丙的能量传递效率是

30+200xl00%=15%,B正确;将乙和丙的粪便作为有机肥还田,能量通过分解者的分解作用

以热能的形式散失，没有提高能量利用效率,C正确;食物链的捕食关系一般不可逆，因此能量

只能从上一营养级流向下一营养级，这就决定了能量流动的单向性,D正确。

【答案】A

下图是自然界碳循环的简图，据图分析下列叙述错误的是（）.

A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者

B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中

C.④是绿色植物的光合作用

D.碳元素以含碳有机物形式在丙一乙一甲所示的渠道中传递

【解析】根据丙和大气中的CO2之间存在双向箭头，可判断丙为生产者，根据围绕甲的箭

头“多进一出”、围绕乙的箭头“一进多出”可判断，甲为分解者，乙为消费者,A正确;①②③

表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中,B正确;④包括绿色植物的光合作用和硝化

细菌等的化能合成作用,C错误;碳元素在生物群落中以含碳有机物的形式传递,D正确。

【答案】C

下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是()«

A.通过消费者的粪便流入分解者体内的能量属于本级消费者同化作用所获得的能量的一部

分

B.能量的流动特点说明自然界中的能量是不守恒的

C.生产者可通过光合作用合成有机物，并使能量从无机环境流入生物群落

D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了该被捕食者的10%~20%的能量

【解析】消费者的粪便属于上一营养级生物的遗体，属于上一级消费者同化作用所获得

的能量的一部分△错误;自然界中的能量是守恒的,B错误;生产者通过光合作用把光能转化为

化学能，通过呼吸作用把化学能转变为热能,使能量从无机环境流入生物群落,C正

确;10%~20%的能量传递效率是指两个营养级之间的传递效率，而不是两个个体之间的传递

效率,D错误。

【答案】C

研究者对某水域浮游生物群落进行调查，绘制出如下能量金字塔。下列有关说法正确的是

()。

分解者次级消费者12kJ

930kJ11

初级消费者142kJ

生产者8690kJ

A.该群落共有4个营养级，各营养级之间的生物是捕食关系

B.该群落中各营养级之间的能量传递效率在10%~20%

C.调查该群落中浮游生物的数量一般用的方法是抽样检测法

D.该水域受到酱油厂的污染后，生产者的数量最先增加

【解析】该群落只有生产者、初级消费者、次级消费者三个营养级，分解者不在食物链

中,A错误；根据图中数据计算，第一、二营养级之间的能量传递效率

=(142-8690)xl00%=1.63%,第二、三营养级之间的能量传递效率

=(12+142)x100%=8.45%,B错误;该群落中浮游生物的体积较小，一般采用抽样检测法调

查其数量,C正确;该水域受到酱油厂废水的污染后，最初生产者的数量可能会明显减少,D错

误。

【答案】C

下图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，箭头

表示碳传递方向,字母表示碳传递途径.下列各项叙述正确的是()。

A.碳从植物体流入动物体、从动植物流向土壤中的生物的主要形式是含碳的有机物和二氧化

碳

B.若图中的字母表示碳元素传递的量，一年中若a>b+d+g,则该系统的抵抗力稳定将会增强

C.a途径是通过光合作用实现的,b、d、g、f途径是通过呼吸作用实现的

D.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳形式进行的，包括图中的a、b、c、

d、g等过程

【解析】碳元素以含碳有机物的形式被动物摄食，并使得能量流入动物体内，动植物流向

土壤中生物的主要是遗体、粪便及枯枝败叶等含的有机物,A错误;据图分析可知,a表示植物

的光合作用、b表示植物的呼吸作用、d表示动物的呼吸作用、g表示分解者的呼吸作用,

一年中若a>b+d+g,说明固定的能量总量大于生物群落呼吸消耗的能量，物种会越来越丰富,

该系统的抵抗力稳定将会增强,B正确;a途径是通过光合作用实现的,b、d、g途径是通过呼

吸作用实现的,f是代表动物遗体和粪便流向分解者,C错误;a代表植物的光合作用,b、d、g

代表生物的呼吸作用,c代表捕食,e、f代表动植物的残枝败叶、遗体和粪便流向分解者，在生

物群落和无机环境之间碳以C02的形式循环，如图中的a、b、d、g等过程，在生物群落内部

以含碳有机物的形式传递，如图中的c、f、g等过程,D错误。

【答案】B

刷［综合提分

某研究小组在野外观察到下列四个物种在一天中的平均活动时间（活动时间以％表示）：

与其他物种斗潜行寻

休息进食

争找配偶

大鼠20%15%追逐小鼠55%吃植物种子10%

25%被大鼠追

小鼠20%45%吃植物种子10%

逐

浣熊75%/15%吃大鼠10%

北美75%

/20%吃浣熊5%

郊狼

（1）大鼠和小鼠的关系是，它们的同化效率（填"高于”或“低于”）浣熊、北

美郊狼，原因是O

（2）根据观察数据，北美郊狼处在第营养级上。

（3）由于北美郊狼数量的不断增多，严重影响了当地居民的生活。为了保障人们安全，居民们开

始毒杀北美郊狼，导致其种群数量显著减少。那么，在短时间内，小鼠种群数量将，原因

是，植物种子的数量将（填“增加"”减

少”或“不能确定”）.

I解析】Q）大鼠:小鼠都以植物种子为食,大鼠和小鼠的关系是竞争;植物性食物含有纤

维素，不易被消化吸收,脂肪、蛋白质等营养成分的含量相对较低，故大鼠和小鼠的同化效率较

低。（2）分析数据可知存在食物链:植物一大鼠一浣熊T北美郊狼。可见北美郊狼处在第四营

养级上。（3）毒杀北美郊狼，导致其种群数量显著减少，短时间内,浣熊数量增多，大鼠数量减少,

大鼠与小鼠的竞争减弱，小鼠种群数量将增加;大鼠虽减少，但小鼠增多根据题述信息不能判

断出植物种子的数量变化。

【答案】Q）竞争低于植物性食物含有纤维素，不易被消化吸收,脂肪、蛋白质等营养

成分的含量相对较低（2）四（3）增多大鼠种群数量减少,大鼠和小鼠的竞争压力减弱

不能确定

机场飞行跑道及场内小路多是大片草地，有多种动物栖息。下图是某机

场生态系统食物网的主要部分。请回答下列问题：

（1）图1还缺少生态系统的组成成分中的。

（2）图1食物网中，共有条食物链，小型猛禽分别处于营养级。

（3）机场内的小鸟初遇稻草人十分惊恐，这种反应属于反射。

⑷为了进一步驱鸟，某机场先铲除原有杂草，而后引种了虫和鸟都不爱吃的“驱鸟草”，机场

内小鸟大为减少，之后“驱鸟草”逐渐被杂草“扼杀”，这种生物群落的变化过程属于

演替。

⑸对机场内调查蜗牛种群密度，调查人员随机布设的某样方内蜗牛分布示意图如图2所示,

该样方的蜗牛数应记为0

【解析】（1）图1还缺少生态系统的组成成分中的分解者和非生物的物质和能量。（2）图

1食物网共有12条食物链。在该机场生态系统食物中，小型猛禽在不同食物链中所处的营养

级不同，如在“草一昆虫一小型猛禽”中处于第三营养级;而在“草一昆虫一杂食性小鸟一小

型猛禽"中处于第四营养级;而在“草一昆虫一杂食性小鸟一蛇一小型猛禽”中处于第五营

养级。所以此食物网中，小型猛禽分别处于第三、第四、第五营养级。（3）机场内的小鸟初遇

稻草人十分惊恐,是后天学习或生活经验中形成的条件反射活动。⑷在本题中虽然人为铲除

杂草，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，因此属于次生演替。

⑸样方的计数原则:其数目为统计样方内所有个体数和相邻两边及其顶角的个体数;在本样

方内共6只蜗牛，内+左上=7;内+左下=7;内+右下=7;内+右上=6,故该样方的蜗牛数应记为

6或7。

【答案】Q）非生物的物质和能量和分解者（缺一不可）（2）12第三、第四、第五（3）

条件⑷次生⑸6或7

在很多淡水湖泊中，藻类是鲤鱼及沼虾的食物来源,其中沼虾也是鲤鱼的

食物。下图表示该湖泊中不同体长鲤鱼的食性比例。回答下列问题：

食性相对值

植食性比例

0.75

0.5肉食性比例

0.25

1.42.84.26.6体长(cm)

⑴从能量流动的角度看，湖泊中以藻类为代表的生态系统成分,在生态系统中的作用

是o按照图中的食性比例分析，若体长为4.2cm的鲤鱼群体增加100kJ

的能量，理论上至少需要藻类提供kJ的能量。

（2）为了治理湖水的富营养化,可先养殖藻类吸收水体中的N、P等元素，再养殖鲤鱼快速去除

藻类，若要让藻类的能量更多更快流向鲤鱼，据图分析，投放到湖泊中的鲤鱼对体长的要求应

该