生态系统的结构和功能 2025年高考生物基础复习

第十章生物与环境2025年高考地理专项复习第3节生态系统的结构和功能目录生态系统的结构壹生态系统的能量流动贰生态系统的物质循环叁生态系统的信息传递肆生态系统的结构壹教材知识萃取1.生态系统的概述2.生态系统的组成成分（1）各成分的作用及地位成分非生物的物质和能量生产者消费者分解者营养方式/异养异养组成光、热、水、空气、无机盐等①光合自养生物：绿色植物和蓝细菌等；②化能合成生物：硝化细菌等大多数动物、寄生植物、寄生细菌等营腐生生活的细菌和真菌、腐食动物等自养成分非生物的物质和能量生产者消费者分解者作用生物群落中物质和能量的根本来源加速生态系统的物质循环；帮助植物传粉和传播种子地位必要成分最活跃的成分、非必要成分关键成分、必要成分将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物基石续表（2）相互关系

生产者分解者深度思考1.动物园里的动物、植物、微生物及其非生物环境能构成生态系统吗?提示

动物园中的全部生物及其非生物环境不能说是一个生态系统,因为其中的动物分开饲养,不能体现生态系统的营养结构及相互联系,不能构成一个有机的统一整体,因此动物园不能构成一个生态系统。2.微生物的分解作用与细胞呼吸等同吗？请说明理由。提示

不完全等同。微生物分解作用是微生物分泌酶到细胞外,将细胞外的大分子有机物分解成小分子有机物（也可能生成无机物），然后再吸收进入细胞,微生物分解作用包括体外有机物分解和体内细胞呼吸作用。3.在不同的生态系统中，除生产者、消费者外还有哪些成分，它们对生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？提示

还有非生物的物质和能量、分解者。非生物的物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解为无机物，是生态系统的必需成分。3.食物链4.食物网5.食物链（网）中各营养级生物数量的变动分析方法（1）食物链的第一营养级的生物减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。（2）“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，长时间来看，会趋于稳定，简记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。（3）若处于中间营养级的生物数量减少，则其他营养级生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。可举例分析如图：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。6.模型法构建食物链（网）（1）依据捕食关系曲线构建食物链（网）（2）依据所含能量或生物量构建食物链（网）图2图3生物种类ABCD能量（有机物）15.9870.71.9141.0（3）依据生物体内富集物的有害物质浓度构建食物链（网）生物种类ABCD有机汞质量分数（%）（4）依据提供的食物信息,构建食物链（网）图4古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图，可得到图4所示食物网。深度思考1.生态系统的能量流动一般不超过5个营养级,其原因是什么？提示

在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,流经5个营养级后所剩下的能量不足以再维持一个种群生存的最小需要量。2.在一条食物链中,生产者的数量一定大于消费者的数量吗?试举例说明。提示

不一定。生产者的数量一般大于消费者的数量,例如,草→兔→狼;生产者的数量也可能小于消费者的数量,例如,树→虫→鸟。1.[链接人教版选必2

P51正文，2023全国甲卷]在生态系统中，生产者所固定的能量可以沿着食物链传递，食物链中的每个环节即为一个营养级。下列关于营养级的叙述，错误的是(

)

CA.同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级B.作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳C.作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级D.能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动【解析】某种动物在某条食物链中可能属于次级消费者，其在另一条食物链中可能属于三级消费者，即同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级，A正确；绿色植物可通过光合作用制造有机物，属于生产者，其固定的能量来源于太阳，B正确；作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第三营养级，C错误；在生态系统中，能量只能从食物链的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，D正确。教材素材变式2.[链接人教版选必2

P49思考·讨论]如图表示某湖泊生态系统中部分生物所组成的食物网，下列相关叙述正确的是(

)

A

3.[链接人教版选必2

P53科学·技术·社会]美国黄石国家公园中的灰狼种群在历史上曾被人为清除，导致马鹿等多种生物的生存受到严重威胁。20世纪末，公园管理者把灰狼重新引入黄石公园。研究者在马鹿被灰狼捕食的低风险区和高风险区，分别测量了杨树被马鹿啃食植株的比例与植株（幼苗）的平均高度。下列说法正确的是(

)

DA.引狼入园第4年时，低风险区杨树的现存生物量比高风险区更大B.引狼入园第4年时，高风险区杨树的生长比低风险区受到的抑制作用强C.题图结果体现三级消费者可间接控制生产者的数量变化D.引狼入园后，马鹿的种群结构得到优化，利于生物多样性的增加

4.[链接人教版选必2

P51图3-3，2023全国乙卷节选]某农田生态系统中有玉米、蛇、蝗虫、野兔、青蛙和鹰等生物，请从中选择生物，写出一条具有5个营养级的食物链：____________________________。

生态系统的能量流动贰教材知识萃取1.能量流动的概念一、能量流动的过程和特点（1）第一营养级能量的流动过程&3&

未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量。2.能量流动的过程（2）第二及其后营养级能量的流动过程3.能量流动的特点4.生态金字塔类型能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状____________________________________________________________________________________特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会呈现倒金字塔形一般为正金字塔形象征含义一般生物量随食物链中营养级的升高而减少逐级递减升高减少类型能量金字塔数量金字塔生物量金字塔每一级含义单位时间内各营养级所得到的能量数值每一营养级中生物个体的数量每一营养级所容纳的有机物的总干重特殊形状某些人工生态系统可呈现倒金字塔形如一棵树与树上昆虫及食虫鸟的数量关系：__________________在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物捕食，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量续表5.研究能量流动的实践意义深度思考1.某草原上存在食物链：草→兔→狐，某种蜣螂专门以兔的粪便为食，则兔这一营养级的能量是否传递给了蜣螂？为什么？狐粪便中的能量呢？提示

没有。因为该营养级的同化量＝该营养级的摄入量－粪便中的能量，兔处于第二营养级，其粪便中的能量不属于该营养级的同化量，而是上一营养级（草）的能量。狐粪便中的能量属于兔同化能量的一部分，但该蜣螂并不以狐粪便为食，所以狐粪便中的能量也未传递给蜣螂。2.能量传递效率等于能量利用率吗?试举例说明。

3.人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响?提示

人口数量日益增长，人类所需要的食物会增多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，这会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。4.从能量流动角度分析，将秸秆作饲料喂牲畜，牲畜的粪便用来制沼气，沼渣再作为肥料还田的目的是什么？提示

实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。5.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是什么？提示

调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。1.能量传递效率的计算公式2.能量传递效率的相关“最值”计算二、能量流动的相关计算3.能量传递效率的有关“定值”计算

（2）如果在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。

深度思考

变式1

生态金字塔1.[链接人教版选必2

P57~P58正文]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(

)

DA.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

教材素材变式

D

变式2

生态系统能量流动模型3.[链接人教版选必2

P55图3-6]如图为生态系统中能量流动的部分示意图，①~④代表一定的能量值。下列叙述正确的是(

)

DA.在人工饲养的高密度鱼塘中③一定大于初级消费者的同化量B.初级消费者的遗体残骸和粪便中的能量属于④C.将秸秆喂牲畜、牲畜粪便作为沼气池发酵原料均可提高①/③的值D.若该生态系统在较长时期内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃

植物田鼠鼬固定的太阳能摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量D

C

C项目净同化量（同化量-呼吸散失量）呼吸散失量流向分解者未利用农作物110702158鸡81023

7.[链接人教版选必2

P55图3-5，2023新课标卷节选]现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①、②、③表示生物的生命活动过程，其中①是__________；②是__________；③是____________。水鸟同化呼吸作用分解者利用【解题思路】

水鸟摄入的能量，一部分流入其体内，即水鸟同化，另一部分未被同化，以粪便的形式排出。水鸟同化的能量一部分通过自身的呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。粪便和遗体残骸中的能量会被分解者利用。8.[链接人教版选必2

P59~P60思维训练]如图是某生态学家对一块玉米田进行的能量流动研究，回答下列问题：

生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程食物链和食物网

太阳能转化成有机物中稳定的化学能、化学能转化为热能5.0

（2）已知该研究者是先计算出葡萄糖的含量，再折合成能量，说明能量流动和物质循环的关系是_____________________________________________。种植玉米的过程需要不断地除草，目的是_________________________________________________________。

物质是能量的载体，能量流动是物质循环的动力

调整能量流动的关系，使能量更多地流向对人类最有利的部分【解题思路】

物质是能量的载体，能量流动是物质循环的动力，所以可以先计算出葡萄糖的含量，再折合成能量。除草可以调整能量流动的关系，使能量更多地流向对人类最有利的部分。（3）若在该玉米田中同时种植甘薯，与单一种植玉米相比，其优点是_________________________________________________________________（答两点）。

提高光能利用率；增加作物产量；减少病虫害发生等（答出两点即可）【解题思路】

与单一种植玉米相比，玉米田中同时种植甘薯可提高光能利用率；增加作物产量；减少病虫害发生等。生态系统的物质循环叁教材知识萃取1.物质循环的概念和碳循环2.生物富集3.物质循环和能量流动的关系项目能量流动物质循环形式过程特点循环性、全球性范围生物圈太阳能→化学能→热能无机物↔有机物食物链（网）生物群落非生物环境单向流动、逐级递减各营养级项目能量流动物质循环联系载体动力续表比较项目参考案例1参考案例2实验假设土壤微生物能分解落叶使之腐烂土壤微生物能分解淀粉实验设计实验组A烧杯中加入土壤浸出液和淀粉糊对照组对土壤不做处理B烧杯中加入蒸馏水和淀粉糊自变量是否含有土壤浸出液实验现象在相同时间内实验组落叶的腐烂程度小于对照组AB灭菌微生物不变蓝产生砖红色沉淀变蓝无砖红色沉淀4.探究土壤微生物的分解作用比较项目参考案例1参考案例2结论分析土壤浸出液中的微生物能分解淀粉土壤微生物对落叶有分解作用续表情境应用氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？提示

农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥，这与物质循环并不矛盾。1.请从物质与能量观的角度解释大气中的碳被固定进入生物群落的过程中的物质变化和能量变化。

2.如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐，对生态系统的碳循环的影响是什么？

深度思考3.生物富集作用与能量流动的特点相同吗？提示

不相同。能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。4.生物圈是不是一个在物质、能量上自给自足的系统？为什么？提示

（1）生物圈是一个在物质上自给自足的系统。因为生物圈是指地球上的全部生物与其非生物环境的总和，通过物质循环构成一个在物质上自给自足的系统。（2）生物圈不是一个在能量上自给自足的系统。因为能量在生态系统中单向流动、逐级递减，因此生物圈必须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。5.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同?提示

不同。

能量流动的起点是生产者固定的太阳能,终点是散失的热能；而物质循环中物质在非生物环境与生物群落之间循环往返,无起点和终点。变式1

探究土壤微生物的分解作用1.[链接人教版选必2

P65探究·实践]下列有关“探究土壤微生物的分解作用”实验的叙述，错误的是(

)

BA.气候、环境条件等因素均会影响落叶分解的时间B.探究微生物对落叶的分解作用时，对照组的土壤要灭菌处理C.具有分解作用的土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌等多种类型D.探究土壤微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用【解析】气候、环境条件等因素均会影响落叶分解的时间，如在温暖的环境中，落叶分解较快，A正确。探究微生物对落叶的分解作用时，实验的自变量是有无土壤微生物，因变量是落叶是否腐烂，实验组的土壤要灭菌处理，对照组的土壤不进行处理（自然状态），B错误。具有分解作用的土壤微生物主要营腐生生活，主要包括细菌、真菌、放线菌等多种类型，C正确。探究土壤微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用，土壤浸出液中含有微生物，可用碘液或斐林试剂进行检测，D正确。教材素材变式变式2

生态系统的物质循环2.[链接人教版选必2

P63正文]氮循环是生物圈内基本的物质循环之一。下列叙述正确的是(

)

AA.氮循环具有全球性，海洋对氮循环有调节作用B.消费者参与氮循环过程，但会减缓氮循环速度C.氮循环中细菌只能作为分解者，将有机氮转化为无机氮D.氮循环指含氮化合物在生物群落和无机环境之间的循环【解析】消费者参与氮循环过程，能加快氮循环速度，B错误；氮循环中有些细菌能作为分解者，将有机氮转化为无机氮，有些细菌如硝化细菌能作为生产者，将无机氮转化为有机氮，C错误；氮循环中的氮指的是组成生物体的氮元素，而不是含氮化合物，D错误。

鱼的种类ABCD汞17.861.970.4117.0112.0铅27.334.952.584.375.8镉8.814.110.321.941.6C

【解析】根据“信息转换”可知，鱼A为草食性的鱼，鱼C为杂食性的鱼，A、B错误。生物富集现象指的是生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，故铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端，C正确。水生动物的分层现象既与食物有关，也与光照等其他因素有关，D错误。

碳循环的平衡（碳中和）

形成温室效应，加快极地和高山冰川的溶化，导致海平面上升，对人类和其他许多生物的生存构成威胁（使生物多样性锐减）

（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是_______________________________________________________，消费者通过食物网（链）取食利用，____________________________________________________。

分解者通过分解动植物遗体和动物的排泄物等获取碳元素

（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少_______________________和增加____________________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。

煤炭等化石燃料的燃烧绿色植物的光合作用

生态系统的信息传递肆教材知识萃取项目能量流动物质循环信息传递特点单向流动、逐级递减反复利用往往是双向的范围生态系统中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，形成一个统一整体2.生态系统功能之间的关系深度思考1.生态系统中的信息传递包括细胞之间的信息传递吗?为什么?提示

不包括。因为生态系统的信息传递是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的信息传递。2.信息传递在种群的繁衍过程中起什么作用？提示

通过信息传递，雌雄个体间能相互识别、交配，保证种群的繁衍。3.黑光灯诱杀害虫和施用信息素都能控制害虫数量,它们的原理相同吗?提示

不相同。黑光灯诱杀害虫靠的是物理信息,直接降低害虫种群密度。施用信息素靠的是化学信息,以降低害虫的出生率,进而降低害虫种群密度。1.[链接人教版选必2

P69、P71、P72正文，P70~P71思考·讨论]下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是(

)

DA.在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声求偶，这是一种行为信息B.某种鸟通过点头或鞠躬追求配偶，这一现象说明生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定C.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田，属于机械防治D.莴苣种子必须接收某种波长的光信息才能萌发，说明生命活动的正常进行离不开信息传递【解析】在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声求偶，叫声属于物理信息，A错误。鸟与其追求的配偶是同一个物种，而种间关系指的是不同物种之间的关系，某种鸟通过点头或鞠躬追求配偶，这一现象说明生物种群的繁衍离不开信息的传递，B错误。利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田，属于利用物理信息进行的生物防治，C错误。莴苣种子必须接收某种波长的光信息才能萌发，说明生命活动的正常进行离不开信息传递，D正确。教材素材变式2.[链接人教版选必2

P71正文]大棚种植常通过延长光照来调控植物花期，增加大棚作物产量，养鸡场也常通过延长光照来提高产蛋率，下列有关叙述正确的是(

)

BA.对于大棚作物和鸡而言，光既是直接能量来源，也是信息来源B.大棚作物可通过细胞内的光敏色素来感光，鸡则通过反射弧中的感受器来感光C.以上实例说明：光照作为生态系统的物理信息，对维持生物正常的生命活动是必需的D.利用秋水仙素诱导产生多倍体，这属于生态系统信息传递中化学信息的应用【解析】对于大棚作物来说光既是直接能量来源，也是信息来源，但对于鸡来说光只是信息来源，不是直接能量来源，A错误。光敏色素是一类蛋白质，大棚作物可通过细胞内的光敏色素来感光；反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成的，感受器是接受刺激的结构，鸡通过反射弧中的感受器来感光，B正确。题干中的实例体现的是生物种群的繁衍离不开信息传递，C错误。利用秋水仙素诱导产生多倍体属于个体水平的调节，不属于生态系统的信息传递，D错误。3.[链接人教版选必2

P70思考·讨论]狗是许多家庭喜欢饲养的宠物，狗叫声的轻快与强烈、摇尾巴和尾巴蜷缩在两腿之间、尿标记等均可传递信息；雄蛾通过雌蛾释放的性外激素完成交尾；蝗虫通过释放信息素完成聚集。下列关于信息传递的叙述错误的是(

)

AA.叫声、摇尾巴均属于物理信息，它们可在同种和不同种动物间传递B.狗尿的气味属于化学信息，可调节生物的种间关系C.利用人工合成