通关卷31 生态系统的结构与能量流动（解析版）-2025年高考生物一轮复习（新教材新高考）

通关卷31生态系统的结构与能量流动

要点速记

1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）,其中组成成分包

括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者.生产者通过光合作用,将太阳能固定在它

们所制造的有机物中;消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物;分解者能将动

植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物。

2.食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠

道进行的。

3.能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。自然生态系统输入的总能

量指生产者固定的太阳能,而人工生态系统还包括人工输入的能量。

4.能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系，由于能量在流动过程中总是逐

级递减,因此能量金字塔通常都走上窄下宽的金字塔形。

5.从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义是实现了对能量的多级利用，从而大大提高

了能量的利用率。养鱼时，合理确定鱼的放养量，才能保证鱼的持续高产，这说明研究能量流

动的意义是帮助人们合理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。

固定答句

1.通常，生态系统的食物链不会很长，原因是：能量沿食物链流动的过程中是逐级递减的，随

着食物链的延长，能量不能满足顶级消费者的需求。

2.在生态系统中消费者的作用是加快生态系统的物质循环：对于植物的传粉和种『的传播等具

有重要作用；调节种间关系；维持群落和生态系统的稳定性。

3.生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的，三者在生态系统的地位分别是隹道是

生态系统的基石、上要成分：消费者是生态系统最活跃的成分；分解者是生态系统的关键成分、

必爰成分。

4.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：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，

5.生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转;

生产者不能再利用散失的热能。

6.生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有

一部分被分解者利用，还有一部分能量未被利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。

考点一生态系统的结构

(1)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的

基询J)

(2)在食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物(J)

(3)自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级(J)

(4)在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在••条食物链的固定位置上(X)

(5)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(X)

考点二生态系统的能量流动

⑴生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程(X)

(2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%(X)

(3)一种蜕螂专以象粪为食，则该种蜕螂最多能获取大象所同化能量的20%(X)

(4)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%〜20%(X)

(5)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象(X)

(6)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(X)

(7)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可提高生态系统的能量传递效率(X)

通关集训

一、单选题

1.土壤生物在土壤形成和发育过程中起主导作用。如图表示自然林地土壤与农耕地土壤的有

机物供给情况。下列叙述正确的是()

自然林地农耕地

A.自然林地的土壤小动物都属于生态系统组成成分中的消费者

B.农耕地的土壤中有机物蓄积少，只与农作物的产品输出有关

C.若要探究土壤微生物而落叶的分解作用，实验组土壤应保持自然状态

D.除草除虫可调整农耕地的能量流动关系，使能量更多流向对人类最有益的部分

【答案】D

【分析】生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体。生态系统的组成包括非生

物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。食物链中只包含牛.产者和消费者，不包括分解者

和非生物部分；食物链以生产者开始，以最高营养级结束。生态系统中生物之间的最重要联系

是通过食物链和食物网联成一个整体，所以食物链和食物网是生.态系统中能量流动和物质循环

的主渠道。

【详解】A、自然林地的土壤小动物不全都是消费者，还有分解者，A错误；

B、农耕地的土壤中有机物蓄积少，不仅与农作物的产品输出有关，还通过除草等手段将妨碍

作物生长的杂草等植物去掉，不允许在农耕地大量生长，还有人们对农耕地进行整地翻土，让

土壤变得松软，土壤微生物更加活跃，促进有机物的分解，B错误；

C、若要探究土壤微生物对落叶的分解作用，对照组土壤应保持自然状态，C错误；

D、除草除虫可调整能量流动的关系，使能量更多流向对人类最有益的部分，D正确。

故选Do

2.下图为成都白鹭湾生态湿地公园水生作物区部分生物关系图，假设春季白鹭直接从鲫鱼、

草虾、蜘蛛中获得的能量比例为5：4；1,秋季该比值变成4：5；1,能量传递效率为10%。

下列相关叙述错误的是（）

A.白鹭位于第三、四营养级

B.若鲫鱼被人类大量垂钓，则短期内食草虫会增多

C.图中生物与非生物物质、能量相互作用，组成生态系统

D.若让白鹭能量增加10kJ,则春季消耗的草虾的能量是秋季的L2倍

【答案】C

【分析】生态系统的组成成分包括：生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。

【详解】A、图示所示食物网共有3条食物链：浮游植物一食草虫-蜘蛛一白鹭，浮游植物-

草虾-白鹭，浮游植物-草虾-鲍鱼t臼鹭，A正确：

B、当鲫鱼被人类大量垂钓时，臼鹭消耗的草虾和蜘蛛的数量增多，导致蜘蛛数量减少，食草

虫数量增多，B正确；

C、图示食物网中只包括生产者和消费者，不包括消费者，故图中生物与非生物物质、能量，

不能组成生态系统，C错误；

D、春季时消耗草虾的量为10x5/10-10%-10%+10x4/10-10%=540kg,秋季时消耗草虾的量为

10x4/10+10%v10%+10x5/10+10%=450kg,540-450=1.2,即春季消耗的草虾的能量

是秋季的L2倍，D正确。

故选Co

3.某地规划了农村综合发展型生态工程，种植业收获的农作物经加工供应给养殖业和人，此

过程产生的废弃物和作物秸秆可生产加工为饲料、肥料及其他再生产品。养殖业产生的粪便经

沼气池发酵产生能源，沼液和沼渣用于肥田。下列叙述正确的是（）

A.该生态系统的结构由生产者、消费者、分解者以及非生物物质和能量组成

B.由于养殖业产生的粪便中含有的能量多于沼渣，所以粪便肥田的效果更好

C.该工程必须不断得到系统外的物质和能量补充，以便维持系统的正常功能

D.废弃物的再加工主要是运用了生态工程的自生原理，提高了该系统的生产力

【答案】C

【分析】现代农业生态工程可以实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。研究生

态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效

地流向对人类最有益的部分。

【详解】A、该生态系统的结构由生产者、消费者、分解者以及非生物物质和能量组成以及食

物链、食物网等构成，A错误；

B、虽然畜牧业产生的粪便中含有的能量多于沼渣，但用于肥田时，这部分能量会被分解者以

呼吸作用扩散到周围环境中，而肥田起作用的是其中的营养物质，例如所含的氮磷钾等元素，

因此粪便肥田的效果并不一定好，B错误；

C、由于农田生态系统一直在产出农产品，源源不断消耗农田土壤中的元素等营养物质，因此

该生态系统必须不断得到系统外的物质和能量补充，以便维持生态系统的正常功能，C正确；

D、废弃物产业链的设计主要是利用了生态工程的循环原理，遑高了该生态系统的生产力和能

量利用率，D错误。

故选Co

4.微生物广泛存在于自然界中。下列关于土壤微生物的叙述，正确的是（）

A.土壤微生物只通过微生物的分解作用参与生态系统的物质循环

B.土壤中的硝化细菌是异养生物，因而其不属于生产者

C.秸秆中的化学能经土壤微生物作用后能被农作物吸收利用

D.与豆科植物共生的根瘤菌能进行固氮作用，属于异养生物

【答案】D

【分析】1、生态系统的成分有生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。

2、二壤微生物包括大量的细菌、放线菌和真菌等，在这些微生物中自养型的微生物，如蓝藻、

硝化细菌等光能或化能合成的细菌属于生态系统中的生产者，营腐生生活的细菌、真菌属于分

解者，还有少量寄生于植物和土壤动物的微生物属于分解者。

【详解】A、土壤微生物可以通过微生物的分解作用、固氮作用等参与生态系统的物质循环，

A错误；

B、土壤中的硝化细菌可通过化能合成作用合成有机物，是自养生物，属于生产者，B错误；

C、秸秆中的化学能只能提高分解者的分解作用以热能的形式散失，不能被农作物再吸收利用，

C错误；

D、与豆科植物共生的根瘤菌能法行固氮作用，不能自己将二氧化碳等无机物合成有机物，为

异养生物，D正确。

故选D。

5.东安湖公园作为天府蓝网示范项目，生态修复成效显著。下图为东安湖公园中某一生态系

统部分能量流动示意图，数值表示能量［单位是J/（cm2.a）］。下列相关叙述错误的是（）

A.第三营养级的同化量为184〃（cm%）

B.第二营养级中未被利用的能量为615J/（cm2.a）

C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为14%

D.该生态系统第一营养级同化的能量最少为13400〃（cm%）

【答案】D

【分析】生态系统能量流动的概念是生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，一般

来说输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用

以热能形形式散失，流入人工生态系统的总能量还包括人工输入的能量。

【详解】A、由题图可知，第三营养级（次级消费者）摄入量为219〃（cm2.a）,粪便中的能量

为35〃（cm2・a）,因此第三营养级（次级消费者）的同化量为219-35=184〃（cm"a）,A正确；

B、第二营养级（初级消费者）的同化量（A）为423+917=1340〃（cm2.a）,用于生长、发育、

繁殖的能量为917J/（cm2.a）,流入下一营养级的量219J/（cm%）,被分解者利用的能量为83/

（cm2-a）,未被利用的能量=917-219-83=615〃（cm2-a）,B正确；

C、第二营养级的同化量为1340J/（cm2.a）,第三营养级的同化量为184J/（cm2-a）,故第二营

养级到第三营养级的能量传递效率为184/1340xl00%=13.7%,约为14%,C正确；

D、第二营养级的同化量为1340〃（cm2.a）,则该生态系统第一营养级同化的能量最少为

13404-20%=6700J/（cm2-a）,D错误。

故选D.

6.研究人员对某地“草3田鼠1副’的能量流动进行研究，得到的能量金字塔如图所示。下列

分析不合理的是（）

A.该能量金字塔反映了能量是单向流动、逐级递减的

B.该能量金字塔能显示这三种生物之间的捕食与被捕食的关系

C.•只鼬从一只田鼠中获得的能量比例是10%~20%

C.由图可知，这三种生物的总干重的大小关系为草〉田鼠＞鼬

【答案】C

【分析】生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，其中能量金字塔不会出现

倒置情况，因为生态系统的能量流动表现为单向流动、逐级递减的特征。

【详解】A、能量金字塔表现为塔基宽大，且随着营养级的升高，逐渐形成塔尖，其反映了能

量是单向流动、逐级递减的，A正确；

B、草分田鼠1鼬之间依次表现为捕食关系，且它们分别属于不同的营养级，因此它们的捕食

关系可通过能量金字塔显示出来，B正确；

C、能量传递效率发生在营养级之间，不能说明一只鼬从一只田鼠中获得的能量比例是10%~20%,

C错误；

D、在食物链草玲田鼠3鼬中，它们分别处于第一、第二、第三营养级，因此这三种生物的总

干重的大小关系为草＞出鼠＞鼬，D正确。

故选Co

7.如图为某生态系统的能量流动过程图解，M、刈、N3表示同化能量值。下列叙述正确的是

()

A.流经该生态系统的总能量为Ni

B.图中A表示“未利用〃，指未被生物自身呼吸作用消耗的能量

C.将动物粪便作为肥料还田，从而提高能量传递效率

D.人为输入的条件下，生产者到消费者的能量传递效率约为M/NixlOO%

【答案】D

【分析】生态系统的能量流动：（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，

称为生态系统的能量流动。（2）过程：某一营养级的同化量=摄入量-粪便量=呼吸作用中以热

能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+流

向分解者的能量+流向下一营养级的能量+未被利用的能量（3）特点：单向流动、逐级递减。

【详解】A、流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和人工补偿输入的能量，即为M.N3,

A错误；

B、图中A表示“未利用”，指未被生物自身呼吸作用消耗、未流向下一个营养级，也未流向分

解者的能量，B错误；

C、将动物粪便作为肥料还田，实现了能量的多级利用，不能提高该系统的能量传递效率，C

错误；

D、生产者的同化量为Ni，生产者传递给消费者的能量为N?.生产者到消费者的能量传递效率

约为N2/N1XIOO%,D正确。

故选D。

8.1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到的数据如下图所示，请据

图判断该玉米田固定的太阳能是（）

A.8.5x109uB.1.3972xl08kJC.3.272xl07kJD.1.07xl08kJ

【答案】B

【分析】1、生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

2、每一营养级固定的能量最终去向：（1）通过呼吸作用以热能形式散失；（2）被下一营养级同化

（最高营养级除外）；（3）被分解者利用。

【详解】输入某一生态系统的总能量就是生产者固定的总能量，故该玉米出固定的太阳能是玉

米种群利用的能量1.3972x108kJ,玉米种群固定的能量最终去向：通过呼吸作用以热能形式散

失、被下一营养级同化（最高营养级除外）、被分解者利用，B符合题意。

故选B。

9.下表是6个生态系统不同监测指标的相对数据，其中净初级生产量是指植物光合作用固定

的能量扣除呼吸作用消耗掉的部分。下列叙述正确的是（）

生态系统类型冻原北方森林温带落叶林温带草地桶树草原热带雨林

净初级生产量1.57.511.57.59.550

生物量102003501845300

枯叶输入量1.57.511.57.59.530

枯叶现存量443515535

A.由表中数据推测热带雨林同定的能量最高

B.表中显示，不同生态系统的净初级生产量与生物量呈正相关

C.冻原生态系统枯叶现存量高的主要原因是分解者的分解作用弱

C.表中生物量越大的生态系统，枯叶输入量也越大

【答案】C

【分析】生产者固定的总能量为总初级生产量，总初级生产量•呼吸消耗量=净初级生产量。

【详解】A、热带雨林固定的能量为总初级生产量，而表格中呈现的仅是热带雨林的净初级生

产量最大,因此无法确定是否热带雨林固定的能量最高.A错误：

B、据图分析，北方森林净初级生产量等于温带草地，但北方森林的生物量远大于温带草原，B

错误；

C、据图分析，冻原的枯叶输入量很小，但枯叶现存量很大，原因是温度过低，分解者的分解

作用弱，C正确：

D、据图分析，温带落叶林的生物量最大，但热带雨林的枯叶输入量最大，所以并不是生物量

越大的生态系统，枯叶输入量也越大，D错误。

故选Co

10.生态金字塔常包括能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。人类位于食物链的顶端，从

能量金字塔来看，人口的FI益增长，会对地球现有的生态系统造成重大影响，下列相关叙述错

误的是（）

A.能量金字塔能直观地反映出生态系统各营养级间的能量关系

B.能量金字塔通常都是上窄下宽，而生物量和数量金字塔有可能出现倒置情况

C.立体化农业、发展循环经济等措施能相对缓解人口日益增长对现有生态系统的压力

D.从生物量金字塔角度，人应位于金字塔最顶端

【答案】D

【分析】生态系统各生物之间通过一系列的取食与被取食关系，不断传递着生产者所固定的能

量，这种单方向的营养关系，叫做食物链。营养级是指处于食物琏同一环节的全部生物的总和。

各营养级之间的某种数量关系可用金字塔来表示，如能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。

【详解】A、能量金字塔是把生态系统各个营养级有机体的能量按营养级的顺序由低到高排列

起来，因此能量金字塔能直观地反映出生态系统各营养级间的能量关系，A正确；

B、能量流动的特点是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽，但生物量和数量金字塔

有可能出现倒置情况，B正确；

C、立体化农业、发展循环经济等措施能实现能量、物质的多级利用，从而能相对缓解人口FI

益增长对现有生态系统的压力，C正确；

D、人类不是位于食物链的顶端（最高营养级），因此从生物量金字塔角度，人也不应位于金字

塔最顶端，D错误。

故选D。

二、多选题

11.在塑料制品生产和使用过程中会产生大量的微塑料（直径小于5mm的含碳有机物），它们

以颗粒等形态释放到环境中，影响动植物生长及人类健康。微塑料易被动物误食，且无法消化，

长期累积使动物产生饱腹感而减少摄食，导致动物营养不良。下列叙述正确的是（）

A.从生态系统的组成成分分析，环境中的微塑料属于非生物的物质和能量

B.微生物进入土壤后，土壤生态系统短期内未受到显著影响，说明生态系统具有较强的恢

复力稳定性

C.微塑料不易降解，营养级越高的生物，微塑料含量越少

D.推广使用非塑料购物袋是减轻微塑料污染的有效措施之一

【答案】AD

【分析】生态系统的结构包括两部分内容：

（1）生态系统的成分：由非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成；

（2）生态系统的营养结构：食物链和食物网。

【详解】A、从生态系统的组成成分分析，环境中的微塑料属于非生物的物质和能量，通常微

生物难于将其分解，A正确；

B、微生物进入土壤后，土壤生态系统短期内未受到显著影响，一方面是由于微塑料不容易被

分解，另一方面说明生态系统具有较强的抵抗力稳定性，B错误；

C、微塑料不易降解，进入生物体中之后会在生物体内富集，表现为营养级越高的生物，微塑

料含量越多，C错误；

D、微塑料易被动物误食，且无法消化，进而可能对人类健康造成影响，因此，推广使用非塑

料购物袋是减轻微塑料污染的有效措施之一，D正确。

故选ADo

12.天鹅洲长江故道现为江豚自然保护区，如图为该保护区的部分食物网示意图。相关叙述错

误的有（）

A.图中保护区生态系统中长江江豚占据第三、第四和第五营养级

B.保护区生态系统的结构处于相对稳定状态时即达到J'生态平衡

C.建立自然保护区恢复江豚数量主要应用了生态工程的自生原理

D.可适度去除大中型鱼类以提高小型鱼类到江豚的能量传递效率

【答案】BD

【分析】生态位是指一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况

以及与其他物种的关系等，因此要研究长江江豚的生态位要研究其所处空间位置、占用资源情

况、与其他物种的关系。

【详解】A、结合图示可知，该生态系统中长江江豚占据第三、第四和第五营养级，A正确；

B、保护区生态系统的结构和功能处于相对稳定状态时即达到了生态平衡，包括结构平衡、功

能平衡和收支平衡，B错误；

C、建立自然保护区恢复江豚数量主要应用了生态工程的自生原理，该过程是通过生态系统的

自我调节能力实现的，C正确；

D、可适度去除大中型鱼类以提高小型鱼类到江豚的能量利用率，减少了能量散失，但不能提

高能量传递效率，D错误。

故选BDo

13.某稻田生态系统中存在一条食物链：水稻今卷叶螟今青蛙，下图是能量流经卷叶螟的本意

图。下列叙述错误的是（）

A.稻田生态系统利用碳的主要方式是光合作用

B.甲代表卷叶螟用于生长、发育和繁殖的能量

C.卷叶螟粪便中的能量属于乙流向丁中的能量

D.卷叶螟与青蛙之间的能量传递效率为9.6%

【答案】BCD

【分析】1、一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。

生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。

2、题图分析：依题意，图示能量流经卷叶螟的过程，其中甲是卷叶螟同化的能量，乙是卷叶

螟用于生长、发育及繁殖的能量，丙是卷叶螟通过呼吸作用散失的能量，丁是经分解者分解散

失的能量。

【详解】A、稻田生态系统中主要生物是水稻，水稻利用二氧化碳进行光合作用合成有机物，

因此，稻田生态系统利用碳的主要方式是光合作用，A正确；

B、据图可知，甲代表卷叶螟的同化量，乙代表卷叶螟用于生长、发育和繁殖的能量，B错误；

C、卷叶螟粪便中的能量属于上一营养级即水稻的同化量中流向分解者的能量，C错误；

D、据图无法得知青蛙的同化量，且能量传递效率是两个营养级之间的比值，卷叶螟与青蛙只

是该生态系统中某一条食物链上的两种生物，因此无法计算出卷叶螟与青蛙之间的能量传递效

率，D错误。

故选BCDo

三、非选择题

14.草地贪夜蛾，原产地为美洲，是一种被联合国粮农组织全球预警的粮食作物重大致灾害虫，

主要危害玉米。其适应能力强，迁飞扩散快，繁殖能力强，群体作战，可把整块玉米地植株心

叶、叶片啃光，然后迁移到下一片地，号称“行军虫〃。自2018年年底从缅甸入侵我国云南，

至今已对全国22个省份的农田造成威胁，各地多措并举开展对草地贪夜蛾的防治工作。

⑴在虫害发生初期，草地贪夜蛾种群数量增长趋势近似于。这时通常可选用荀虫威、乙

酰中胺磷等药剂进行化学防治，但效果会随着施药期的延长而下降，原因是o

⑵能量流动是指o玉米田里的龟纹瓢虫除了会捕食玉米蛎虫之外，对草地贪夜蛾

的卵和低龄幼虫具有较强的捕食能力，龟纹飘虫摄食草地贪夜哦后，其能量有一部分被,

还有一部分流向o从能量流动角度分析，人们进行农田治虫的主要目的是o利用

生物种间的相互关系，对害虫进行防治的措施被称为o

⑶如图为某遭遇虫害的玉米田中碳循环和能量流动的部分示意图，图中甲~戊代表不同组成成

分，I啕表示过程，虚线箭头表示流经丙的能量流动情况，A、B、C代表能量流经丙所处营养

级的去向，其中数字代表能量值，单位为J/(cm2.a)。

—

1":口ji

Iw।

①图中属于异养生物的有(用“甲~戊”表示)。

*23

②图中乙具有的总能