专题16生态系统及其稳定性-2022年高考生物考前知识回归教材与真题规范答题（原卷版）

专题16生态系统及其稳定性教材回归：1.生态系统（1）概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。（2）范围：生态系统的空间范围有大有小。生物圈是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境。2.生态系统的结构：包括生态系统的组成成分和食物链和食物网(营养结构)。3.生态系统的组成成分（1）非生物的物质和能量：如水、空气、无机盐等；能量：如阳光、热能。（2）生产者：自养(自养/异养)生物。主要是绿色植物，还包括光合细菌(如蓝细菌)、化能合成菌(如硝化细菌)。（3）消费者：属于异养(自养/异养)生物。捕食性动物、寄生生物(如菟丝子、蛔虫、肠道中的大肠杆菌、结核杆菌、病毒)。（4）分解者：能将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物，供生产者重新利用。属于异养(自养/异养)生物。主要是腐生性细菌、真菌及动物。4.生态系统的营养结构——食物链和食物网（1）食物链：生态系统中，各种生物之间因捕食关系而形成的一种联系。（2）食物网：生态系统中，许多食物链彼此相互交错，连接成的复杂食物网。5.能量流动的含义：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。6.能量的传递：呼吸呼吸作用呼吸作用呼吸作用遗体遗体遗体枯枝败叶(起点)未固定……呼吸作用呼吸作用太阳能生产者(植物)初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)(分解者(细菌、真菌等微生物)7.生态系统的物质循环（1）概念：组成生物体的化学元素，不断地在生物群落和无机环境之间循环流动的过程。（2）范围：生物圈。这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈。（3）特点：全球性、循环流动、反复利用。8.富营养化：指水体中N、P等植物必需的矿质元素增多，导致藻类植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。9.生物富集：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，称作生物富集。10.生态系统的三大功能：能量流动、物质循环和信息传递。11.生态系统的稳定性：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。12.生态系统的自我调节能力：负反馈调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在，不仅存在于生物群落内部，还存在于生物群落与无机环境之间。13.抵抗力稳定性和恢复力稳定性（1）抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状(不受损害)的能力。（2）恢复力稳定性：生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。解题技巧：1.生态系统中生物成分与类群的关系（1）生产者一定是自养型生物，但不一定是绿色植物，如能进行化能合成作用的硝化细菌。（2）消费者一定是异养型生物，但不一定都是动物，如寄生生物菟丝子、病毒等。（3）分解者一定是异养型生物，但不一定都是微生物，如腐生动物蚯蚓、蜣螂等。（4）植物可作为生产者(绿色植物)和消费者(菟丝子)。（5）动物可作为消费者(捕食性动物)和分解者(如腐生动物蚯蚓、蜣螂等)。（6）细菌可作为生产者(化能合成菌，如硝化细菌)、消费者(寄生菌，如结核杆菌、肺炎双球菌、肠道内的大肠杆菌等)和分解者(腐生菌，如枯草杆菌、泥土及粪便中的大肠杆菌等)。2.能量传递效率：一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%。公式：相邻两营养级间的能量传递效率＝eq\f(下一营养级同化量,上一营养级同化量)×100%计算：赛达伯格湖中：流入赛达伯格湖的总能量为464.6J/(cm2·a)。第一营养级和第二营养级间的能量传递效率为13.52%，第二营养级和第三营养级间的能量传递效率为20.06%。3.能量流动的相关计算规律（重在理解）（1）正推型：知低营养级(A营养级净重M)，求高营养级(D营养级增重多少)D营养级最多增重：选最短食物链，按20%(0.2)计算。D＝M×0.2×0.2×0.2＝M×0.23。D营养级最少增重：选最长食物链，按10%(0.1)计算。D＝M×0.1×0.1×0.1＝M×0.13。（2）逆推型：知高营养级(D营养级增重N)，求低营养级(消耗A营养级多少)最多消耗A营养级：选最长食物链，按10%(0.1)计算。A＝N÷0.1÷0.1÷0.1＝N÷0.13。最少消耗A营养级：选最短食物链，按20%(0.2)计算。A＝N÷0.2÷0.2÷0.2＝N÷0.23。真题重现：一、单选题1．（2021·天津·高考真题）富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是（

）A．磷是组成藻类细胞的微量元素B．磷是构成藻类生物膜的必要元素C．藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物D．生态系统的磷循环在水生生物群落内完成【答案】B【解析】【分析】1、组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。2、生态系统的物质循环是指组成生物体的元素在生物群落与非生物环境间循环的过程，具有全球性。【详解】A、磷属于大量元素，A错误；B、磷脂中含磷元素，磷脂双分子层是构成藻类生物膜的基本支架，故磷是构成藻类生物膜的必要元素，B正确；C、ATP由C、H、O、N、P组成，淀粉只含C、H、O三种元素，C错误；D、物质循环具有全球性，生态系统的磷循环不能在水生生物群落内完成，D错误。故选B。2．（2021·浙江·高考真题）下列关于生态金字塔的叙述，正确的是（）A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制【答案】A【解析】【分析】生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位。采用这些单位所构成的生态金字塔就可以分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。【详解】A、生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，A正确；B、生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级，不属于同一条食物链，B错误；C、生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，C错误；D、生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，并非生产量，D错误。故选A。3．（2021·湖南·高考真题）某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是（

）A．食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”型曲线B．图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C．该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关D．过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性【答案】B【解析】【分析】1、分析图形：食草动物与植物属于捕食关系，根据被捕食者（先增加者先减少）、捕食者（后增加者后减少）进行判断：二者的食物链之间的关系为：植物→食草动物。2、态系统具有一定的自我调节能力，而这种能力受生态系统中生物的种类和数量所限制，生态系统中的组成成分越多，营养结构就越复杂，生态系统的自动调节能力就越强，其抵抗力稳定性就越强，相反的其恢复力稳定性就越弱。【详解】A、早期食草动物进入草原生态系统，由于空间、资源充足，又不受其他生物的制约，所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”型曲线增长，A正确；B、环境容纳量是指在相当长一段时间内，环境所能维持的种群最大数量，即该种群在该环境中的稳定平衡密度。而图中a点的纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量，所以环境容纳量应小于a，B错误；C、从图中可以看出，食草动物过多会导致植物数量的下降，食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多，属于典型的负反馈调节，C正确；D、生态系统有自我调节能力，但有一定的限度，过度放牧使得草原生物的种类和数量减少，降低了草原生态系统的自动调节能力，致使草原退化，D正确。故选B。4．（2021·广东·高考真题）“葛（葛藤）之覃兮，施与中谷（山谷），维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”（节选自《诗经·葛覃》）。诗句中描写的美丽景象构成了一个（

）A．黄鸟种群 B．生物群落C．自然生态系统 D．农业生态系统【答案】C【解析】【分析】1、种群：在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群。2、群落：在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落。3、生态系统：生物群落与它的无机环境相互作用形成的统一整体。【详解】分析题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，故它们共同构成一个自然生态系统，C正确。故选C。5．（2020·海南·高考真题）研究人员在调查某沙地的植物群落演替时，发现其自然演替顺序为：一年生草本→多年生草本→多年生亚灌木→多年生灌木。下列有关叙述错误的是（）A．多年生草本群落在争夺阳光和空间方面比一年生草本群落更有优势B．与草本群落相比，灌木群落的垂直结构更加复杂C．多年生亚灌木群落里有草本和亚灌木，其自我调节能力比多年生灌木群落更强D．该沙地主要植被是多年生灌木，与其根系发达，抗风和吸水能力较强有关【答案】C【解析】【分析】(1)、空间结构有垂直结构和水平结构。随着演替的进行，单位面积灌木群落合成的有机物比草本群落多，原因是灌木群落垂直结构比草本复杂，植物对光的利用率高，光合作用强；(2)、沙地的优势种是耐风沙与干早的灌木。一般这类灌木的根茎干重比大于乔木，其适应性较强的原因灌木树冠低矮,具有很强的防风固沙的能力，根系发达，能从土壤中吸收较多水分。【详解】A、多年生草本因为在争夺阳光空间方面比一年生草本群落更有优势，因此多年生草本替代了一年生草本，A正确；B、灌木植物比草本植物更加高大，拥有更为复杂的垂直结构，B正确；C、多年生灌木群落里有草本和灌木，生物种类和空间结构更为复杂，自我调节能力更强，C错误；D、该沙地演替最后主要为多年生灌木，因为根系发达，有很好的抗风能力和吸水能力，更加适合在沙地生存，D正确。故选C。二、综合题6．（2021·天津·高考真题）黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分（雌花：仅雌蕊发育；雄花：仅雄蕊发育；两性花：雌雄蕊均发育）。位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用。F和M基因的作用机制如图所示。（+）促进（）抑制

*未被乙烯抑制时雄蕊可正常发育(1)M基因的表达与乙烯的产生之间存在__________（正/负）反馈，造成乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育。(2)依据F和M基因的作用机制推断，FFMM基因型的黄瓜植株开雌花，FFmm基因型的黄瓜植株开__________花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加__________（乙烯抑制剂/乙烯利）时，出现雌花。(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本，若要获得基因型为ffmm的植株，请完成如下实验流程设计。母本基因型：__________；父本基因型：__________；对部分植物施加适量__________【答案】(1)正(2)

两性

乙烯利(3)

FFmm

ffMM

乙烯抑制剂【解析】【分析】分析题意和图示可知，黄瓜的花受到基因型和乙烯的共同影响，F基因存在时会合成乙烯，促进雌蕊的发育，同时激活M基因，M基因的表达会进一步促进乙烯合成而抑制雄蕊的发育，故可推知，F_M_的植株开雌花，F_mm的植株开两性花，ffM_和ffmm的植株开雄花。(1)据图分析，M基因的表达会促进乙烯的产生，乙烯的产生又会促进M基因的表达，即二者之间存在正反馈，造成乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育。(2)由分析可知，FFmm基因型的黄瓜植株开两性花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加乙烯利时，较高浓度的乙烯会抑制雄蕊的发育，出现雌花。(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本，若要获得基因型为ffmm的植株，可以将FFmm（开两性花）作母本，ffMM（开雄花）作父本，后代F1基因型为FfMm（开雌花），再用F1作母本，对部分F1植株施加适量的乙烯抑制剂，使其雄蕊发育作父本，杂交后代即会出现基因型为ffmm的植株。【点睛】解答本题的关键是根据题干信息确定黄瓜花性别与基因型的关系，进而结合题意分析作答。7．（2021·河北·高考真题）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。回答下列问题：（1）池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为____________________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了____________________演替。（2）某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈__________型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了__________。（3）从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是____________________。（4）碳在池塘生物群落中主要以__________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是____________________。【答案】

群落的物种组成

次生

“S”

环境容纳量

生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快

含碳有机物

碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动【解析】【分析】1、分析柱形图，实验组温度比对照组温度高4℃，实验组中浮游植物和浮游动物的生物量均低于对