1、1生态系统与环境保护【2019 年高考考纲解读】1.近五年课标卷对生态系统的考查难度较小，侧重考查生态系统的结构、物质循环和能量流动特点以及稳定性的类型、高低的判断等。2题目常借助简洁的文字材料或者结合具体的食物链、食物网考查生态系统的结构及三大功能，填充内容注重教材中的相关科学名词及结论性语句的考查。3备考时可从以下 4 个方面入手：(1)分析、理解各种组成成分在生态系统中的地位和作用。(2)借助图解分析能量流动的过程及特点。(3)识记生态系统稳定性的类型、大小、破坏及对稳定性的保护措施等。(4)运用实例识记生物多样性的价值和保护措施。【网络构建】【重点、难点剖析】一、生态系统的组成与结构1
2、根据下面表格中的误区类型，举出相应的特例予以纠正误区类型 特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者动物都是 秃鹰、蚯蚓、原生动物等是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者2消费者生产者都是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要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2.分析并填充有关食物链与食物网(1)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。中间的任何停顿都不能算完整的食物链。分解者不构成食物链。(2)食物链中的捕食关系是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
3、。(3)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是某一种群。(4)同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如图中鹰可在不同的食物链中分别占有第三、第五和第六营养级，这就是说鹰在该食物网中可占有三个不同的营养级。(5)在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如上图中食虫鸟与蜘蛛，二者之间既是捕食关系，又是竞争关系。(6)食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。(7)食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类而非生物数量。 中的一条食物链，计算某一生物获得的最
4、多(或最少)的能量。三、碳循环的过程和信息传递项目 能量流动 物质循环 信息传递来源 太阳能 生态系统 生物和无机环境途径 食物链和食物网 多种途径特点 单向流动，逐级递减 反复利用，循环流动，全球性 双向性区别范围 食物链各营养级生物间 生物圈 生物与生物或生物与环境之间联系 共同把生态系统各成分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性【特别提醒】任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递的功能，它们是生态系统的基本功能，三者密不可分，但各有不同。能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向和状态。3四、生态系统的稳态与环境保护1图解生态系统
5、稳定性的调节(1)生态系统稳定性的调节结构稳定：生态系统中生产者、消费者、分解者在种类和数量上能较长时间地保持相对稳定。功能稳定：生态系统中的物质和能量的输入和输出基本相等。相对稳定：生态系统的结构和功能总是处在动态变化过程中。(2)生态系统的自我调节能力生态系统能保持动态平衡，是因为生态系统具有一定的自我调节能力，其基础是负反馈调节。生态系统的成分单纯营养结构简单自我调节能力弱；生态系统的成分复杂营养结构复杂自我调节能力强。2多样性成因的分析(1)从分子水平看DNA(基因)的多样性 蛋白质多样性性状多样性 转 录 翻 译(根本原因) (直接原因) (生物多样性)(2)从进化角度看物种多样性和
6、生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。【题型示例】题型一 生态系统的结构与功能 例 1. （2018 海南卷，19）某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是（ ）A小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息4C小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息【答案】A 【解析】小鸟啄击扑打的动作本身一种行为信息，A 正确；小鸟的眼睛能够感 受镜子发出的物理信息，B 正确；小鸟把镜子传递的信息当作来自入
7、侵者的信息，C 正确；激怒小鸟的信息是直接来自非生物的 物理信息，D 错误。【变式探究】 （2017 年海南卷，18）在某一农田生态系统中，大面积单一种植某种农作物（甲）可导致害虫 A 的爆发，改成条带状合理地间作当地另一种农作物（乙）后，乙生长良好，害虫 A 的爆发也受到了抑制。对此，不合理 的解释是（ ）A新的种间关系不利于害虫 AB新的群落空间结构不利于害虫 AC乙的出现使害虫 A 的环境容纳量下降D乙和害虫 A 存在互相抑制的竞争关系【答案】D【变式探究】 （2016 新课标卷.31）冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色，有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地” 。回答
8、下列问题：（1）由于温度的限制作用，冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指 。（2）与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是 。（3）通常，生态系统的食物链不会很长，原因是 。【答案】 （1）群落中物种数目的多少（2）低温下，分解者的分解作用弱（3）能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的【解析】 （1）丰富度是指群落中物种数目的多少。（2）由于冻原生态系统中的温度较低，不利于土壤中微生物（分解者）对土壤有机物的分解，即分解者的分解作用弱，所以与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累。5（3）在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗
9、的能量就越多，所以生态系统中的食物链一般不超过 45 个，不会很长。【变式探究】下列有关生态系统的叙述，错误的是( ) A.生态系统的组成成分中含有非生物成分 B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失 C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递 D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定 解析 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、分解者，A 正确；生态系统相对稳定时能量的输入输出(散失)，B 错误；生态系统的信息传递能调节种间关系，有利于生态系统的稳定性，C 正确；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础， 有利于生态系统保持稳定，D 正确。 答案 B 【变式探究】某生态系统总面积
10、为 250 km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物，乙种动物种群的 K 值为 1 000 头，回答下列问题： (1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为 550 头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为_；当乙种动物的种群密度为_时，其种群增长速度最快。 (2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是_。 (3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量_(填“大于” “等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。 答案 (1)2.2 头/km 2 2 头/km 2 (2)由于乙动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少
11、，从而导致甲种植物数量增加 (3)大于 题型二、生态系统的成分及食物链、食物网 例 2. （2018 海南卷，20）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（ ）6A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【变式探究】 （2016天津卷.3）在丝瓜地生态系统中，丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。下图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。下列叙述正确的是A.该丝瓜地的碳循环在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成B.依
12、据随机取样原则统计成虫数量可计算出昆虫种群密度C.乙与甲的数量比值代表两种昆虫间的能量传递效率D.乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量 【答案】D【解析】碳循环在生物群落和无机环境之间进行，而生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，所以丝瓜地的丝瓜和昆虫不能代表该生态系统的生物群落，A 项错误；种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数量，包括该种群的全部个体，而不只是成年个体，故 B 项错误；能量传递效率指的是相邻两个营养级同化能量的比值，而不是相邻两个营养级个体数量的比值，C 项错误；根据题意和图示可推知丝瓜、昆虫甲和昆虫乙构成的食物链为丝瓜昆虫甲昆虫乙，乙数量的增
13、加会导致甲种群个体数量减少，进而会减少甲种群对丝瓜的摄食量，故 D 项正确。 。下列分析正确的是( )7A.生物 a 固定的太阳能是流经该生态系统的总能量 B.生物 b 同化的能量大约有 50%传递给生物 f C.生物 f 在该食物网中占有 4 个营养级 D.生物 d 与 f 之间存在竞争关系 解析 分析食物网图，a、b 为生产者，故 a、b 固定的太阳能是流经生态系统的总能量，故 A 错误；生物 b 同化的能量流向 f 的最多有 20%，故 B 错误；生物 f 占有的营养级是第二、第三、第四营养级，共三个营养级，故 C 错误；生物 d 和 f 都以 b 为食物，因此它们存在竞争关系，故 D
14、正确。 答案 D 题型三、生态系统的能量流动分析【例 3】 （20 17 年海南卷，28）回答下列与生态系统稳定性有关的问题：（1）生态系统的稳定性是指_。（2）在广袤的非洲草原上，食草动物如同“割草机”一样，通过迁徙在不同的草场上采食，这一现象年复一年地进行着，然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性，这是由于该生态系统具有_。（3）草蚱蜢青蛙蛇鹰是草原生态系统的一条食物链，在这条食物链中，次级消费者是_，在生态系统中消费者的作用有_（答出两点即可） 。【答案】 （1）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。 （2）自我调节的能力 （3）青蛙 消费者是实现生态系统物质循
15、环和能量流动的重要环节；调节种间关系；维持种群和生态系统的稳定性【变式探究】 （2016 新课标卷.5）我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若8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. 鹰的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. 鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的方向【答案】C【解析】鹰迁入该树林后，形成了食物链：植物蝉螳螂黄雀鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中蝉的数量减少，故 A 项错误；该生态系统中的生产者的能量来自太阳光能和进行化能合成作用时利用
16、的化学能（体外环境中某些无机物氧化时所释放的能量） ，且能量流动是沿着食物链进行的，所以细菌不论作为生态系统的何种成分（生产者、消费者或分解者） ，其能量产生均不能流向生产者，B 项错误；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，鹰的迁入增加了该生态系统食物链的营养级，所以也就增加了能量消耗的环节，C 项正确；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有增加该生态系统能量流动的方向，D 项错误。【变式探究】 （2016 江苏卷.20）为修复长期使用农药导致有机物污染的农田，向土壤中投放由多种微生物组成的符合菌剂。下列相关叙述错误的是A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性，提高土
17、壤生态系统的稳定性B.该菌剂减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环C.土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度D.农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值【答案】B【举一反三】关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是( ) A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程 B.分解者所需的能量可来自各营养级 生物所储存的能量 C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量 D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级 解析 生产者固定的能量，去向有自身的呼吸，流入下一营养级，残枝败叶流向分解者，D 错误。 9
18、答案 D 【变式探究】在某水生生态系统中，分布有水鸟、藻类、芦苇等动植物，某些水鸟具有秋季迁移的习性。下列叙述错误的是( )A该水生生态系统的物种数量随季节而发生变化B减少芦苇和藻类后，输入该水生生态系统的能量维持不变C藻类和芦苇等生产者固定的能量是流经该生态系统的总能量D该水生生态系统动植物残体被微生物分解后可产生含氮化合物【答案】B【解析】一般春夏季，水中生物种类较多，冬季较少，水生生态系统的物种数量随季节而发生变化，A 正确；芦苇和藻类属于生产者，减少芦苇和藻类后，输入该水生生态系统的能量减少，B 错误；流经该生态系统的总能量是指生产者固定的能量，C 正确；该水生生态系统动植物残体中也含
19、有蛋白质、核酸等含氮成分，被微生物分解后可产生含氮化合物，D 正确。【变式探究】下表为一条食物链中能量流动的数值单位：J/(hm 2a)。下列叙述错误的是( )。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2.4510111.051097.501087.151082.441072.251072.18107A.田鼠摄入的能量中未同化的有 3.00108 J/(hm2a)B田鼠到鼬的能量传递效率约为 2.3%C鼬同化量中用于生长、发育、繁殖的不到 5%D该食物链各营养级之间存在负反馈调节【答案】B【变式探究】 目前，粮食安全是世界各国面临的重大问题，甚至影响了社会的稳
20、定。(1)在如图所示的食物网中，若人体要得到 1 kJ 的能量，玉米至少要固定_kJ 的太阳能。10(2)如果将原来的膳食结构为鸡肉粮食13，改为膳食结构为鸡肉粮食15，理论上，玉米供养的人数将会_(填“增多” “不变”或“减少”)。人类要最大限度地获得能量，应该采取的措施是_。(3)在一年中，玉米通过光合作用固定的能量的去向，除图中所示外，还将有 3 条去路，它们分别是_、_和未被利用。【答案】(1)5 (2)增多 消灭害虫，停止用粮食喂养鸡，利用玉米秸秆养牛、生产食用菌或发酵产生沼气等能源(至少写出两项) (3)被自身呼吸作用消耗 被分解者利用【解析】 应该从能量的具体传递过程和传递效率入
21、手解答该题，解题时要注意“至少”这一词眼。(1)由题中“至少”一词可知，应该按最大传递效率 20%、最短食物链来计算，因此玉米至少要固定5(kJ)的能量。(2)调整后的膳食结构中，植物性食物所占比例增加，动物性食物所占比例减少。在120%植物提供的能量不变的情况下，人获得的能量增加，供养的人数将会增多。可通过缩短食物链，减少竞争，使能量尽可能多地流向人。(3)图中显示了玉米的部分能量流到下一营养级，能量的其余 3 条去路分别是被自身呼吸作用消耗、被分解者利用和暂时未被利用。【变式探究】 某生态系统中存在如图所示的食物网，若将 C 的食物比例由 AB11 调整为 21，能量传递效率按 10%计算
22、，则该生态系统能承载 C 的数量是原来的( )。A1.875 倍 B1.375 倍C1.273 倍 D0.575 倍【答案】B【变式探究】如图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。请据图回答以下问题。(1)流经图中生态系统的总能量为_(填字母)，桑树呼吸作用所散失的热能可用图中的11_(填字母)来表示，图中的 C 和 B1C 1D 1可分别表示桑树和蚕用于_的能量。(2)蚕同化的能量 D_(填字母)。正常情况下 的比值_(填“大于” 、 “小于”或“等于”DC)10%。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第_营养级所含的能量，桑树到蚕的能量传递效率是
23、_。(3)人工建立该生态系统的目的是实现对能量的_，从而提高能量的_。【答案】(1)A B 自身生长、发育、繁殖等生命活动(2)A1B 1C 1D 1 大于 一 100% (3)多级利用 利用率DA【解析】 (1)流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量，即 A；生产者桑树所固定的太阳能总量有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，即图中的 B，另一部分则储存在生产者体内的有机物中用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，即图中的 C；图中 D 表示蚕同化的能量，DA 1(B 1C 1D 1)，A 1表示蚕以呼吸作用散失的热能，B 1C 1D 1表示蚕用于自身生长、发育和繁
24、殖等生命活动的能量。(2)能量从第一营养级桑树流向第二营养级蚕的传递效率为 ，一般来说， 在DA DA10%20%之间，而 的比值要大于 ，因此， 大于 10%；蚕粪便中的能量属于生产者(第一营养级)所含的能DC DA DC量。桑到蚕的能量传递效率是 100%。(3)桑叶可以喂蚕，蚕沙可以喂鱼，蚕和鱼可以供人类利用，该人DA工生态系统实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。题型四、物质循环和信息传递【例 4】 （2017 年江苏卷，26）某地因采矿导致地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园，一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳
25、定的生物群落。下图是该公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题：（1）该公园生物群落的变化属于_演替。 （2）图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有_。12（3）在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种_信息求偶;雌蛙通常在近岸水深 1030 cm 的草丛间产卵，可采用_法了解该蛙卵块的密度。（4）因该水域有些渗漏，补水时曾不慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡。水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速增殖的是_。 （5）图中既含有初级消费者，又含有次级消费者的生物类群有_。若蛙类与猛禽之间还存在 1 个营养级，请写出该营养级中 2 类不同纲的生物：_。 【答案】 （1）次生 （2）捕食和竞争 （
26、3）物理 等距取样 （4）浮游生物类（5）底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类 蛇类、肉食性鱼类、鼠类（任写其中两类）【解析】 （1）荒地存在土壤，适于植物生长，则该群落的演替属于次生演替。 （2）杂食性鱼类以昆虫为食，同时二者又有共同的食物水草，所以二者间存在捕食和竞争关系。 （3）青蛙的叫声属于物理信息，1030cm 的草丛呈长方形，则调查蛙卵密度的方法是等距取样法。 （4）水草和浮游生物都处于第一营养级，表现为竞争关系，当水草腐烂后，则浮游生物类最先快速增殖。 （5）由图可知，既是初级消费者，又是次级消费者的生物有底栖动物类、杂食性鱼类和滤食性鱼类。蛙处于第三营养级，猛禽与蛙类之间存在 1 个营养级，则该营养级为第 四营养级，处于该营养级的生物有蛇类、鼠类、肉食性鱼类等。 【变式探究】 下列与生物多样性有关的叙述不正确的是( )。A保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础B植物和动物以及它们拥有的全部基因构成了生物多样性C过度的人为干扰会导致生物多样性降低D生物多样性具有重要的直接价值和间接价值【答案】B【解析】生物圈内所有植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同13构成了生物多样性，B 错误。
