2025年高考生物二轮复习解密21 生态系统的结构和功能（讲义）

解密21生态系统的结构和功能

高考考点考查内容三年高考探源考查频率

1．掌握生态系统各种成分

生态系统的概念及组成成

的作用以及每种成分包含★★★★☆

分分析

的主要生物；2020全国Ⅲ卷·9

2．掌握数一个食物网中食2020江苏卷·15

对食物链和食物网的分析★★★★☆

物链条数的方法：从第一2018海南卷·19

营养级到最高营养级，中2018海南卷·20

间不能断；全国Ⅱ卷

生态系统中能量流动分析2018·31

．掌握能量流动和物质循全国Ⅲ卷★★★★☆

与计算32018·32

环的区别与联系；2018浙江卷·29

4．理解信息传递在生态系2018江苏卷·28

生态系统的物质循环、信

统中的作用和在农业生产★★★★☆

息传递及稳定性

中的应用。

核心考点一生态系统的概念及组成成分分析

1．生态系统中四种成分的联系

（1）非生物的物质和能量——生态系统的基础

如果没有非生物的物质和能量，生物群落根本不可能存在。它是生态系统中生物群落的物质和能

量的最终来源。

（2）生产者——生态系统的主要成分，是生态系统存在和发展的基础

①是沟通无机环境与生物群落的桥梁：唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能

量的成分。

②是形成食物链和食物网的基础。

③绿色植物的多样性和空间分布，决定一个生态系统的形成和结构的复杂程度，决定生态系统稳

定性的大小。

（3）消费者——生态系统最活跃的生物成分

对维持生态系统的稳定性有重要作用。单从物质循环的角度看，消费者不是生态系统的必要成分，

但消费者的存在能加快生态系统的物质循环，因此在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者

都是紧密联系、缺一不可的。

（4）分解者——物质循环中的关键成分

将动植物遗体分解成无机物，归还给无机环境，是沟通生物群落到无机环境的桥梁。植物同化的

CO2等物质，大约90%需经分解者的分解作用归还无机环境，然后被生产者重新利用。因此从物

质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。

2．生态系统中各成分的判断

（1）根据双向箭头AD确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者；

（2）根据箭头指向判断各成分

①A有三个指出，应为生产者；

②D有三个指入，为非生物的物质和能量；

③B和C一个为消费者，另一个为分解者，A（生产者）和B均指向C，则C为分解者。

【易混易错】

对生态系统成分认识的误区

错误说法特例

硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于

细菌都是分解者

消费者

秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体为食的腐食性动

动物都是消费者

物属于分解者

蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该

生产者是绿色植物

说生产者包含绿色植物

植物都是生产者菟丝子营寄生生活，属于消费者

考法一

（2015·天津高考真题）下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析，下列叙述正确的

是（）

A．甲是生物进化的基本单位B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动

C．丙是由生产者和消费者构成的D．丁多样性的形成受无机环境影响

【答案】D

A、甲是个体，而生物进化的基本单位是种群，A错误；

B、乙是种群，种群数量达到最大值后，将会在该值上下波动一段时间，B错误；

C、丙是群落，是由所有生产者、消费者和分解者构成的，C错误；

D、丁是生态系统，生态系统由生物群落及其生活的无机环境组成,所以生态系统的多样性受无机环境影响，

D正确。

故选D。

考法二

（2020·江苏高考真题）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”“争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭”……这些诗句

描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是（）

A．荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统

B．采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数

C．挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构

D．影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动

【答案】C

【分析】

生态系统的结构：生态系统的组成成分（生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量）和营养结构（食

物链和食物网）。

【详解】

A、完整的生态系统还应包括非生物的物质和能量，A错误；

B、五点取样法只能估算生物种类数，B错误；

C、挺水的莲、浮水的睡莲和沉水水草体现了池塘群落的垂直结构，C正确；

D、影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是食物和栖息空间，D错误。

故选C。

1．生态系统的结构是（）

A．生物群落和无机环境

B．非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者

C．物质循环和能量流动

D．生态系统的组成成分和食物链、食物网

【答案】D

【分析】

生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。

【详解】

生物群落和无机环境相互作用形成生态系统，但生态系统的结构是指生态系统的组成成分以及食物链和食

物网，A错误，D正确。生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，这只

是生态系统结构的一部分，B错误。物质循环和能量流动是生态系统的功能，C错误。

2．钓鱼岛是中国的固有领土！！！我们美丽富饶的钓鱼岛和钓鱼岛周围海域中所有的巴浪鱼，在生命系统的

结构层次中分别属于（）

A．生态系统和群落B．群落和种群

C．生态系统和种群D．群落和个体

【答案】C

【详解】

我国美丽富饶的钓鱼岛包含了该海域的所有生物及无机环境，构成了一个生态系统，而海域中的所有巴浪

鱼构成了一个种群，C正确。

故选C。

3．下列各项中，阐述生态系统的是（）

A．一定区域内各种生物种群的总和

B．地球上全部生物的总和

C．一定区域内同种生物个体的总和

D．生物群落与无机环境相互作用的自然系统

【答案】D

【详解】

A.一定区域内各种生物种群的总和是群落；错误。

B.地球上全部生物的总和是群落；错误。

C.一定区域内同种生物个体的总和是种群；错误。

D.生物群落与无机环境相互作用的形成生态系统，通过能量流动与物质循环而相互作用的一个自然系统；

正确。

故选D

4．如图表示某生态系统中的三种类型生物二氧化碳消耗量(相对量)的曲线图，下列正确的是

A．b曲线代表的生物可能是任何一种生产者

B．a、b、c都有可能是细菌

C．a曲线代表的生物一定是消费者

D．由a、b、c三种生物可组成一个生态系统

【答案】B

【分析】

生态系统的结构包括：生态系统的成分和营养结构，成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和

能量；后者包括食物链和食物网。

图中a二氧化碳的释放量为正值且保持不变，一定不是生产者，可能是消费者或分解者；b生物一天中二氧

化碳的释放量会随光照强度发生变化，说明该生物是能进行光合作用的生产者；c二氧化碳的释放量为负值

且不随光照强度发生变化，说明该生物是化能合成作用的生产者。

【详解】

b曲线二氧化碳释放量随光照强度的变化而变化，可以代表进行光合作用的生产者，A错误；a可能是寄生

细菌，b可能是光能自养型细菌，c可能是化能合成型细菌，如硝化细菌，B正确；a曲线代表的生物可能

是消费者或分解者，C错误；生态系统的成分包括生物成分和无机环境，D错误。故选B。

5．某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙

述，错误的是（）

A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者

B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼

C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物

D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量

【答案】D

【分析】

本题结合图解，考查生态系统的结构和功能，要求考生识记生态系统的组成成分，掌握各组成成分之间的

关系，掌握能量流动的特点，能结合所学的知识准确答题。

【详解】

鲫鱼在食物链藻类→鲫鱼→鳜鱼中是初级消费者，在食物链藻类→水蚤→鲫鱼→鳜鱼中是次级消费者，A

正确；鳜鱼的营养级高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气后，分解者的

有氧呼吸增强，所以可促进水体中生物残骸分解为无机物，C正确；能量流动是逐级递减的，藻类固定的能

量大于流入次级消费者的能量，D错误。故选D。

核心考点二对食物链和食物网的分析

1．对食物链的分析

食物链草→鼠→蛇→鹰

所属类型绿色植物植食性动物小型肉食动物大型肉食动物

成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者

营养级第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级

（1）食物链的起止点：每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，即最高营养

级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。

（2）某一营养级生物的含义：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，

也不一定是某种群。

（3）食物链的不可逆性：食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是

由上一营养级指向下一营养级。

（4）不参与食物链组成的成分：分解者和非生物的物质和能量不参与食物链的组成。

2．对食物网的分析

（1）模型图示

（2）相关说明

①由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔

是初级消费者，第二营养级。

②食物网越复杂，最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源。

③同一消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼在该食物网中分别位于第三、第四

营养级。

④在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。

3．食物网中生物数量变化的分析与判断

（1）第一营养级的生物减少对其他物种的影响

第一营养级的生物（生产者）减少时，则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因

为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。

（2）“天敌”一方减少，对被捕食者数量变化的影响

一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量变化是先增加后减少，最后趋于稳

定。

（3）复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析

①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。

②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考

虑生产者数量的增加或减少。

③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他

食物而维持其数量基本不变。

（4）同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析

食物链中某一种群的数量变化，导致另一种群的营养级连锁性发生变化，因为能量在食物链（网）

中流动时只有10%～20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类连锁变

化的规律是：当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加；若导致b

种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。

4．营养结构的确定方法

（1）根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。

（2）根据能量传递效率10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右，若能量相差不多，则

应列为同一营养级，如据图1四种生物同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图2所示。

考法一

（2016·全国高考真题）我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和

黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是

A．鹰迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量

B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者

C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节

D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向

【答案】C

【详解】

由题意可知鹰可以捕食黄雀，而黄雀是螳螂的天敌，黄雀减少螳螂会增加，而螳螂又是蝉的天敌，所以蝉

的数量下降，所以鹰的迁入增加了该树林中蝉的天敌的数量，减少了蝉的数量，A错误。能量是单向流动

逐级递减的，不能反复利用，B错误。鹰的迁入又增加了营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节，C正

确。能量流动的方向是从生产者到消费者，鹰的迁入并没有改变生态系统能量流动的方向，D错误。

考法二

（2017·浙江高考真题）下列关于食物链和食物网的叙述,正确的是

A．食物网中的植食动物属于不同的营养级

B．陆地生态系统中通常以捕食食物链为主

C．捕食食物链由生产者、消费者和分解者组成

D．难降解的有害物质会沿着食物链转移和富集

【答案】D

【解析】

【分析】

一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分，而生物部分由生产者（植物）、消费者（动物）和分解者

（细菌、真菌）组成。食物链反映的是生产者与消费者之间吃与被吃这种关系，所以食物链中不应该出现

分解者。食物链的正确写法是：生产者→初级消费者→次级消费者，注意起始点是生产者。能量沿着食物

链、食物网流动并逐级递减；一些重金属及有毒物质可沿着食物链富集。

【详解】

食物网中的植食动物属于第二营养级，A错误；陆地生态系统中通常以腐生食物链为主，海洋生态系统中

通常以捕食链为主，B错误；捕食食物链由生产者、消费者组成，不包含分解者，C错误；一些重金属离子

或者不被降解的有机物通过食物链中的营养级在生物体内不断转移与富集，称为生物富集作用，D正确。

6．如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这四种生物（甲、乙、丙、丁）

所含有机物的总量如图所示。在一段时间内（）

A．如果乙的数量增加，则会引起甲、丙数量增加

B．如果乙大量捕食甲，就会降低甲种群的丰富度

C．丁的数量发生变化，不会影响乙的环境容纳量

D．甲与乙之间存在反馈调节，以维持其相对稳定

【答案】D

【分析】

生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，据此依题意和图示分析可知：由图中甲、乙、丙、

丁四种生物所构成的食物链为：丙→甲→乙→丁。

【详解】

A、根据前面的分析可知：由图中甲、乙、丙、丁四种生物所构成的食物链为：丙→甲→乙→丁。如果乙的

数量增加，则甲因天敌（乙）的增加而导致其数量下降，丙因天敌（甲）的减少而导致其数量增加，A错

误；

B、丰富度是指群落中物种数目的多少，如果乙大量捕食甲，则会降低甲种群的个体数量，而不是降低丰富

度，B错误；

C、环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，会随着环境的变

化而发生改变，丁的数量发生变化，说明乙的生存环境发生了变化，因此会影响乙的环境容纳量，C错误；

D、甲的数量增加会引起乙的数量增加，而乙的数量增加会导致甲的数量减少，说明甲与乙之间存在反馈调

节，以维持其相对稳定，D正确。

故选D。

7．甲图为某草原上仓鼠种群数量变化图（K0表示仓鼠种群在无天敌进入时的环境容纳量），乙图为甲图中

仓鼠所摄入能量的去路（字母示相应能量)。据图分析，下列说法错误的是

A．K0表示仓鼠种群在无天敌进入时的环境容纳量，即仓鼠种群在理想条件下所能维持种群最大数量

B．当某种天敌进入一段时间以后，仓鼠种群数量会达到相对稳定的状态，则天敌最可能进入的时间为c时

C．从甲图可知，在捕食压力下，仓鼠种群的环境容纳量由K0降到了K2-K3之间

D．乙图中A不属于仓鼠的同化量，图中仓鼠→B→C→某种天敌也不能表示一条食物链

【答案】A

【解析】

【分析】

据图甲分析，种群数量先增加后处于动态平衡，在K2-K3附近波动；图乙中，仓鼠摄入量=仓鼠同化量（B）

+粪便量（A），仓鼠同化量（B）=呼吸作用散失量+生长、发育和繁殖（C），生长、发育和繁殖（C）=流

向分解者D+某种天敌摄入。

【详解】

A.K0表示仓鼠种群在无天敌进入时的环境容纳量，但种群在理想条件下的增长曲线为J型，没有环境容纳

量，A错误；

B.根据图示仓鼠的种群数量在开始时连续增长，从c点后种群数量上升速度减慢，说明环境阻力加大，所

以，天敌侵入最可能是在c点，B正确；

C.根据图甲种群数量变化的柱形图可知种群数量呈S型增长，在捕食压力下，仓鼠种群的环境容纳量降在

K2-K3之间，C正确；

D.乙图中A是流向分解者的能量，不属于仓鼠的同化量，图中仓鼠→B→C→某种天敌不含生产者，不能

表示一条食物链，D正确。

8．下列关于海洋生态系统的叙述，正确的是()

A．海洋生态系统以捕食食物链为主，陆地生态系统也是如此

B．海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔也是倒置的

C．海洋中的含碳量高于大气圈，但CO2还能通过扩散作用从大气圈得到补充

D．由于海洋面积约占地球的71%，该生态系统的初级生产量高于陆地生态系统的三倍

【答案】C

【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。数量金字

塔和生物量金字塔一般为正金字塔。自然条件下，能量金字塔一定是正金字塔。

【详解】

海洋生态系统以捕食食物链为主，陆地生态系统通常以腐食食物链为主，A错误；海洋生态系统的生物量

金字塔倒置时，其数量金字塔不一定是倒置，例如在英吉利海峡，浮游植物的生物量小于浮游动物和底栖

动物的生物量，但其数量大于浮游动物和底栖动物的数量，B错误；海洋中的含碳量是大气圈含碳量的50

倍，但CO2在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用而相互交换，如果大气圈的CO2发生局部短缺，水圈溶

解态的CO2就会更多地进入大气圈，同样，如果水圈里的碳酸氢根离子被植物光合作用耗尽，也能及时从

大气圈中得到补充，C正确；虽然海洋面积约占地球的71%，但其初级生产量却只有陆地的一半，D错误。

故选C。

9．如图为国家森林公园中的某山洼中的食物网结构模式图。下列有关叙述错误的

①该食物网中共有6条食物链

②辛占据3个营养级

③丁和辛、丙和乙、乙和丁之间存在竞争和捕食关系

④如在该生态系统中使用DDT，则这种杀虫剂在甲和戊中浓度最高

⑤此生态系统中甲和戊都是生产者，是该生态系统的主要成分

⑥若丙种群数量下降20%，辛种群不会发生明显变化

A．①②⑤B．③⑥

C．②③⑤D．①④

【答案】D

【分析】

据题文和选项的描述可知：该题考查学生对生态系统的营养结构、种间关系、生物的富集作用等相关知识

的识记和理解能力。

【详解】

分析图示可知：该食物网中共有8条食物链，分别为甲→乙→辛、甲→丙→丁→辛、甲→丙→乙→辛、甲

→丙→乙→丁→辛、甲→丙→己→庚、戊→丁→辛、戊→己→庚，甲→乙→丁→辛，①错误；②辛分别占

据第三、四、五这3个营养级，②正确；丁和辛、丙和乙、乙和丁之间存在竞争和捕食关系，③正确；DDT

会沿着食物链在生物体内富集，营养级越高，其体内积累的DDT越多，如在该生态系统中使用DDT，则这

种杀虫剂在辛中浓度最高，④错误；生产者处于第一营养级，所以此生态系统中甲和戊都是生产者，是该

生态系统的主要成分，⑤正确；若丙种群数量下降20%，辛可通过增加捕食乙来维持其数量的相对稳定，

因此辛种群不会发生明显变化，⑥正确。综上分析，供选答案组合，A、B、C均错误，D正确。

10．某生态系统总面积为250km2。假设该生态系统存在食物链甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物

种群的K值为1000头。下列说法不正确的是

A．丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加

B．某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，此时种群增长率比K/2时小

C．该食物链中信息传递的方向是甲种植物→乙种动物→丙种动物

D．当乙种动物种群密度为2头/km2时，其种群增长速率最大

【答案】C

【解析】

【分析】

据题文和选项的描述可知：该题考查学生对种群特征、种群数量的变化、生态系统的营养结构和信息传递

等相关知识的识记和理解能力。

【详解】

依题意可知：丙种动物捕食乙种动物，而乙种动物以甲种植物为食，可见，丙种动物的数量增加，会导致

乙种动物的数量减少，进而导致甲种植物数量的增加，A正确；乙种动物种群的K值为1000头，说明其种

群数量呈“S”型增长，K/2＝500头，而呈“S”型增长的种群，其增长率随种群数量的增加而减小，因此当乙

种动物的种群数量为550头时，种群增长率比K/2时小，B正确；该食物链中信息传递的方向是双向的，C

错误；当乙种动物的种群数量为K/2时，其种群增长速率最大，此时种群密度为500头÷250km2＝2头/km2，

D正确。

核心考点三生态系统中能量流动分析与计算

1．能量在营养级之间流动过程图解

能量①生产者的能量主要来自太阳能

（1）

来源②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量

（2）能量去向分析

①消费者摄入能量＝消费者同化能量＋粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能

量，应为上一个营养级固定或同化能量。

②消费者同化能量＝呼吸消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量。

③生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一营养级同化的能量＋未被利用的能量。

2．能量流动的特点及其原因

（1）单向流动

①能量流动是沿食物链进行传递的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是

不可逆转的。

②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。

（2）逐级递减

①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。

②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。

3．生态金字塔——能量流动模型

类型

能量金字塔数量金字塔生物量金字塔

项目

形态

一般为正金字塔形，有时

特点正金字塔形正金字塔形

会出现倒金字塔形

生物个体数目在食物链生物量（现存生物有机

能量沿食物链流动过程

象征含义中一般随营养级升高而物的总质量）沿食物链

中具有逐级递减的特性

递减流动逐级递减

每一阶含每一营养级生物所含能每一营养级生物个体的每一营养级生物的总生

义量的多少数目物量

特殊形状无极少

4．能量流动原理的应用

人们根据生态系统的结构与功能，结合各地的自然条件、生产技术和社会需要，可以设计出多种农业生

态系统；建立生态农业的目的是设法调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，最大限度地

提高能量利用率（实质上是充分利用了流向分解者的能量，而不是提高了能量的传递效率）。

5．能量传递效率的计算

（1）相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：

下一营养级同化量

能量传递效率＝×100%。

上一营养级同化量

（2）食物链中能量的最值计算

设食物链A→B→C→D，分情况讨论（如下表）：

①能量传递效率未知时

已知问题思路求解

至少需要A的量YY（20%）3＝M

D净增重M

最多需要A的量YY（10%）3＝M

D最多增重的量YN（20%）3＝Y

A净增重N

D至少增重的量YN（10%）3＝Y

②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、

c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。

（3）在食物网中分析

在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一

般从两个方面考虑

选最短食物链

获得能量最多

按×20%计算

①知低营养级

选最长食物链

求高营养级获得能量最少

按×10%计算

选最短食物链

需最少能量

按÷20%计算

②知高营养级

选最长食物链

求低营养级需最多能量

按÷10%计算

【易错警示】

能量流动中的3个易混易错点

（1）能量传递效率针对各营养级之间的能量传递。

（2）能量传递效率≠能量利用率。能量传递效率：能量沿食物链流动，以营养级为“单位”，传递效率为

10%～20%。能量利用率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值；考虑分解者的参与，以实

现能量的多级利用。

（3）摄入量≠同化量。摄入量指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。同化量指动物经过消化

和吸收后转化为自身的能量。关系：同化量＝摄入量－粪便量。同化量才是真正流经某营养级的

总能量。粪便中的能量不是该营养级同化的能量，而是上一个营养级同化量的一部分，例如羊吃

草，羊粪便中的能量是草同化的能量，并不属于羊。

考法一

（2019·全国高考真题）如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数

作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统（假设第一营养级是牧草，第二营养级

是羊）和森林生态系统（假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫）数量金字塔的形状最可能是

A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形

B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形

C．前者为金字塔形，后者为金字塔形

D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形

【答案】A

【分析】

1、生态金字塔包括三种类型：能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。2、能量金字塔是以能量为单位

构成的生态金字塔；数量金字塔是以数量为单位构成的生态金字塔；生物量金字塔是以生物量为单位构成

的金字塔。3、生物量金字塔和数量金字塔有正金字塔形，也有倒金字塔形，而能量金字塔只有正金字塔形。

【详解】

如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金

字塔，则可能出现正金字塔形，也可能出现倒金字塔形。只有两个营养级的夏季草原生态系统（假

设第一营养级是牧草，第二营养级是羊），则牧草的数量比羊多，绘制的数量金字塔为正金字塔形；

森林生态系统（假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫），一棵树上可以有很多昆虫，因此，

昆虫的数目比乔木的数量多，绘制的数量金字塔为倒金字塔形。综上分析，前者为金字塔形，后者

为倒金字塔形，A正确，B、C、D均错误

考法二

（2019·北京高考真题）为减少某自然水体中N、P含量过高给水生生态系统带来的不良影响，环保工作者

拟利用当地原有水生植物净化水体。选择其中3种植物分别置于试验池中，90天后测定它们吸收N、P的

量，结果见下表。

植物种类单位水体面积N吸收量（g/m2）单位水体面积P吸收量（g/m2）

浮水植物a22.301.70

浮水植物b8.510.72

沉水植物c14.612.22

结合表中数据，为达到降低该自然水体中N、P的最佳效果，推断应投放的两种植物及对该水体的生态影

响是

A．植物a和b，群落的水平结构将保持不变

B．植物a和b，导致该水体中的食物链缩短

C．植物a和c，这两种植物种群密度会增加

D．植物a和c，群落中能量流动方向将改变

【答案】C

【分析】

由图可知，植物a单位水体面积氮的吸收量最大，植物c单位水体面积P的吸收量最大，a、b、c均为生产

者。

【详解】

三种植物中，a对N的吸收量最大，c对P的吸收量最大，故为达到降低自然水体中的N、P的最佳效果，

应该投放植物a和c，投放后生物的种类有所增加，会改变群落的水平结构和食物链的数目，而这两种植物

吸收N、P，其种群密度会增大，但不会改变群落中能量流动的方向。综上所述，ABD不符合题意，C符合

题意。因此，本题答案选C。

11．下图为部分碳循环示意图，下列叙述正确的是()

A．图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向、逐级递减的

B．生产者为第一营养级，①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量

C．根瘤菌与豆科植物互利共生时，其生命活动所需的有机碳来自⑥过程

D．①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行

【答案】D

【分析】

本题以“部分碳循环示意图”为情境，考查学生对生态系统的物质循环及能量流动等相关知识的识记和理解能

力，以及识图分析能力。明辨图示中的数字所蕴含的生物学信息，Ⅰ～Ⅳ所示生态系统的成分，进而对各

选项的问题情境进行分析判断。

【详解】

图中Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别表示初级消费者、次级消费者和分解者，由生产者、Ⅱ和Ⅲ构成的食物链中，能量流

动是单向、逐级递减的，A错误；流经该生态系统的总能量是生产者通过①过程固定的能量，B错误；根瘤

菌与豆科植物互利共生时，其生命活动所需的有机碳来自①过程，C错误；碳由无机环境进入生物群落的过

程①和由生物群落返回无机环境的过程⑦⑧均以CO2的形式进行，碳在生物群落内的流动过程②③④⑤⑥

都以有机物的形式进行，D正确。

12．常规区稻田生态系统碳元素转移示意图如下，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列分

析不正确的是

A．调查丁中的小动物类群丰富度常用取样器取样法

B．水稻生长期，该生态系统碳元素转移量为a＞（b＋c＋e）

C．图中乙、丁两生物成分在碳循环过程中起着关键作用

D．e中包括未利用的能量，能被土壤微生物通过呼吸作用利用

【答案】D

【分析】

根据题意和图示分析可知：a表示植物的光合作用、b表示植物的呼吸作用、c表示捕食关系、d表示动物的

呼吸作用、e和f表示动植物的遗体等被分解者利用、g表示分解者的分解作用。

【详解】

A.调查丁中的小动物类群丰富度常用取样器取样法，A正确。

B.水稻在生长期通过光合作用产生有机物多余消耗，B正确。

C.碳循环过程中起着关键作用的是生产者和分解者，即图中乙、丁两生物成分，C正确。

D.e中不包括未利用的能量，D错误。

13．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+E7

B．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

【分析】

输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；一部分用于生产者的生长、

发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量，一部分随着残枝败叶

等被分解者分解而释放出来；另一部分则被初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了第二营养级。

【详解】

第二营养级粪便中的能量属于第一营养级同化的能量，因此第一营养级传递给分解者的总能量是E4+E7，A

正确；E1、E2、E6中的能量是储存在有机物中的，主要以稳定化学能的形式存在，B正确；据图分析，E1

是流入第一营养级的总能量（即第一营养级同化的总能量），而第二营养级同化的能量为E6，因此，第一营

养级和第二营养级之间的能量传递效率是E6/E1×100%，C正确；E7是粪便中的能量，不能直接为绿色植物

提供物质和能量，绿色植物光合作用的能量来自于光能，D错误。

14．下列关于生态系统相关的说法，正确的有几项

①生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者

②所有生态系统必须有生产者、消费者及分解者才能维持其稳定

③组成生物体的C、H、O、N等元素，不断在无机环境和生物群落之间进行循环的过程，叫生态系统的物

质循环

④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

⑤植物生长素对植物生长的调节属于生态系统的信息传递中的化学信息

⑥信息传递对于个体、种群、群落、生态系统的稳定都有重要作用

A．一项B．两项C．三项D．四项

【答案】C

【解析】

【分析】

1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者）和营养结

构（食物链和食物网）．

2、生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递．

3、生态系统的稳定性表现在两个方面：一方面是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，叫做抵抗力稳定性．另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能

力，叫做恢复力稳定性．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往往就越弱。

【详解】

生态系统的结构包括非生物成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）和营养结构两部分，

①错误；理论上，生态系统只要有生产者、分解者就可以能持其稳定，②错误；组成生物体的C、H、O、

N等元素都不断从生物群落到无机环境，又从生物群落到无机环境，这就是生态系统的物质循环，其特点

是具有全球性，③正确；由于能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此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，④正确；生态系统的信息传递，它可发生在同一

物种之间的不同个体或不同物种之间的，而植物激素的作用是在个体的体内，不属于信息传递，⑤错误；

生态系统的信息是生命活动不可缺少的，且可以调节生物种间关系，维持个体、种群、群落、生态系统稳

定，⑥正确。故选C。

15．在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，

并形成了一些生态学思想，如人与自然和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是

A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律

B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用

C．“退耕还林、还草”是体现人与自然和谐统一思想的实例

D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自身的消耗标准

【答案】B

【详解】

生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，前者具有全球性、可以被生物群落反复利

用，后者是单向流动、逐级递减，不能反复利用，二者都有其自身的运行规律，A正确、B错误；

“退耕还林、还草”是提高并保持生态系统稳定性的重要措施，是体现自然与人和谐统一思想的实例，

C正确；

人类的活动应该遵循生态系统的客观规律，应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标

准，D正确。

核心考点四生态系统的物质循环、信息传递及稳定性

1．能量流动与物质循环之间的关系

（1）区别

项目能量流动物质循环（以碳循环为例）

形式以有机物为载体主要是无机物

在无机环境和生物群落间往

过程沿食物链（网）单向流动

复循环

特点单向流动、逐级递减全球性、循环性

范围生态系统各营养级生物圈（全球性）

（2）联系

①两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。

②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落

和无机环境之间循环往返。

2．信息传递的作用及应用

作用或应用

个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息的作用

在生态系统

种群水平：生物种群的繁衍，也离不开信息的传递

中的作用

群落和生态系统水平：调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定

在农业生产

提高农产品或者畜产品的产量；对有害动物进行控制

中的应用

3．信息传递与生态系统其他功能的比较

能量流动物质循环信息传递

特点单向流动，逐级递减循环运动，反复利用往往是双向的

生物之间，生物与无机环境

范围生态系统中各营养级生物圈

之间

决定能量流动和物质循环的

地位生态系统的动力生态系统的基础

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

【易错警示】

信息传递的2个易混易错点

（1）误认为生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递：生态系统的信息传递不包括细胞之间的信

息传递，而是指种群内部个体之间，种群之间以及生物与无机环境之间的传递。

（2）误认为生态系统的物理信息只来源于环境：物理信息既可以来源于环境，如光、电、波等；也可

以来源于生物，如花的颜色、鸟的鸣叫。

考法一

（2014·江苏高考真题）下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,正确的是

A．富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点

B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能

C．食物链各营养级中10%~20%的能量会被分解者利用

D．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用

【答案】D

【分析】

物质作为能量的载体，使得能量沿着食物链流动；能量作为动力，使得物质能够不断的在生物群落和无机

环境之间循环往复，能量流动和物质循环之间互为因果，相辅相成，不可分割。

【详解】

A、富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明物质循环的特点，故A选项错误；

B、生态系统中能量的初始来源主要是太阳能，也可以是化学能，故B选项错误；

C、食物链各营养级中10%～20%的能量会被下一个营养级生物利用，故C选项错误；

D、碳在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的，故D选项正确。

故选D。

考法二

（2019·天津高考真题）多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸，启动抗虫反应，如分泌杀虫物质、产生吸

引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白，该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的

抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错．误．的是

A．植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能

B．植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果

C．Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快

D．开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施

【答案】C

【分析】

1、信息传递在生态系统中的作用：①生命活动的正常进行，离不开信息的作用；②生物种群的繁衍，也离

不开信息的传递；③信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

2、共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。通过

漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统。

3、目前控制动物危害的技术大致有化学防治、生物防治和机械防治等。这些方法各有优点，但是目前人们

越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治。生物防治中有些是利用信息传递作用。

【详解】

植物产生挥发性物质，如吸引昆虫天敌的挥发性物质，可以吸引天敌捕食昆虫，这体现了化学信息传递调

节种间关系的功能，A正确；由于任何一个物种都不是单独进化的，因此，植食性昆虫以植物为食和植物

抗虫反应是长期共同进化的结果，B正确；Bt56蛋白随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，

使烟粉虱数量迅速增长，若Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长会减少，而Bt56基因表

达未被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量会增加，C错误；开发能水解Bt56蛋白的转基因植物能够抑制烟

粉虱的数量增长，为控制烟粉虱提供防治措施，D正确；因此，本题答案选C。

16．生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是（）

A．消费者没有参与碳循环的过程

B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节

C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节

D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环

【答案】A

【分析】

生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，

又从生物群落到无机环境的循环过程。

【详解】

A、消费者能通过呼吸作用将有机物中