1、高考 4 道主观题命题点之(四)生态系统的结构、功能及其稳定性检测（二十一）“生态系统的结构、功能及其稳定性”主观题 点击链接 高考命题分析考什么、怎么考 难度 1.结合种群的特征和数量变化考查生态系统的能量流动 2015卷T31 容易 2.结合群落的结构和演替考查生态系统的稳定性 2016卷T31；2017天津卷T7 容易 3.生态系统的营养结构与能量流动过程分析 2014卷T31；2017江苏卷T26；2015卷T31 较难 4.生态系统的物质循环 2015海南卷T28(2)；2014卷T31(3)较难 5.生物多样性的价值 2015海南卷T28(1)容易 二轮复习怎么办 通过分析近几年高
2、考试题可看出，高考多结合种群和群落的内容考查生态系统的结构和功能。其中结合食物链和食物网对能量流动、物质循环和信息传递进行考查是命题的重点。试题难度不大，注重基础的考查。在复习时，应在打牢基础的前提下、适度拓展、联系实际，并注意归纳总结能量流动的相关计算类试题的解题规律。一、理清基础知识1澄清生态系统成分的四个误区(填表)特例 误区类型 菟 丝 子 营 寄 生 生 活，属 于_ 植物都是生产者 _等原核生物也是生产者 生产者都是绿色植物 蚯蚓、蜣螂等属于_ 动物都是消费者 硝化细菌是；寄生细菌属于_ 细菌都是分解者 生产者消费者分解者蓝藻、硝化细菌消费者2有关生态系统能量流动的三点提醒(1)流
3、经生态系统的总能量强调关键词是“固定”而不是“照射”。(2)10%20%是的传递效率，不是两个个体之间的传递效率。相邻两个营养级(3)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，传递效率约为 10%20%。能量利用率：能够被人类利用的能量占能量的比值。生产者3图解碳循环的过程(1)碳 进 入生 物群 落 的途 径：生 产者 的或_作用。光合作用化能合成(2)碳返回无机环境的途径a.生产者、消费者的b.分解者的实质是呼吸作用c.化石燃料的燃烧呼吸作用分解作用4生态系统中的信息传递及作用(填图)5生态系统营养结构与抵抗力稳定性和自我调节能力的关系(填图)6关注生物多
4、样性的“三、三、四”(1)三个层次：多样性(同物种内)、多样性、_多样性。基因 物种 生态系统(2)三种价值：价值：工业原料、药用、食用、文学艺术创作、旅游观赏、科学研究。价值：防风固沙、调节气候、涵养水源、保持水土。价值：目前尚不清楚的价值。直接 间接 潜在(3)四类保护：就地保护、生物技术保护、法制保护。易地保护 7掌握有关生态系统三大功能关键词(1)能量流动：单向、逐级递减，范围为。食物链各营养级(2)物质循环：元素反复利用、循环流动，范围为。生物圈(3)信息传递：往往具有双向性，范围为及_。生物与生物 生物与无机环境(一)正确分析常见的能量流动模型二、突破“能量流动”类试题1输入某一级
5、消费者的能量是同化量还是摄入量的判断(1)方法：看该消费者是否有“”指向粪便。(2)实例：图甲中箭头指的是；若没有箭头，则代表的是。摄入量 同化量 2某一营养级指向的能量去向图甲中能量(摄入量)兔子中现存能量；图乙中能量 W1为该营养级的，等于_(其中 B1为现存量)。同化量A1B1C1D13某营养级同化能量的两种分析方法典例 1 如图是生态系统的能量流动图解，N1N6 表示能量数值。请回答下列有关问题：(1)流经该生态系统的总能量为_(用 N1N6 中的字母表示)。(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为_。(3)图中 N3表示_。(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为_。(用 N1N6
6、中的字母表示)。(5)生态系统具有自我调节能力的基础是_。若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为_。解题示范规范解答(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)(N5/N2)100%(5)负反馈调节 增加各营养级的生物种类相邻两营养级间的能量传递效率(某一营养级同化量/上一营养级同化量)100%关键3 粪便中能量不属于排粪者的同化量 关键2 流经某生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量 关键1 蜣螂所利用的能量N6来自初级消费者“粪便”信息3 初级消费者同化量为N5 信息2 生产者同化量为N2 信息1 失分提醒解答此类问题应明确几个“量”的关系(1)摄入量同化量
7、粪便量，其中粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级的同化量。(2)同化量呼吸消耗的能量用于生长、发育和繁殖的能量。(3)用于生长、发育和繁殖的能量分解者利用的能量下一营养级摄入量未被利用的能量。(二)熟练掌握能量流动中四类计算题的解题技巧 题型 1 没有限制能量来源或分配比例的计算典例 2 在如图所示食物网中，鹰要增加 20 g 体重，最多消耗植物_g，最少消耗植物_g。解析 最多消耗应选取最长食物链，能量传递效率按 10%计算；最少消耗应选取最短食物链，能量传递效率按 20%计算。答案 20 000 500在没有限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，按最长食物链、最低能量
8、传递效率计算；当求最少需求量时，按最短食物链、最高能量传递效率计算。题型技巧题型 2 限制能量来源或分配比例的计算典例 3 若某草原生态系统只存在下面的食物关系，尝试完成以下问题：(1)假如猫头鹰的食物有 2/5 来自兔，2/5 来自鼠，1/5 来自蛇，那么，猫头鹰若要增加 20 g 体重，最少需要消耗的植物为_。(2)假如植物有 2/5 被兔所食，有 3/5 被鼠所食；鼠有 2/3 直接被猫头鹰捕食，有 1/3 被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么，猫头鹰若要增加 20 g 体重，最少需要消耗的植物为_。(精确到个位数)解析(1)在生态系统中，能量传递效率为 20%时，能量在流动过程中损失最小，可
9、消耗最少的植物，为最高营养级提供最多的能量。因此，若计算使猫头鹰增加 20 g 体重至少消耗的植物质量，则能量按 20%传递。设猫头鹰从不同食物链消耗的植物分别为 a、b、c，可写出：植物20%兔20%猫头鹰 a 202/5 g植物20%鼠20%猫头鹰 b 202/5 g植物20%鼠20%蛇20%猫头鹰 c 201/5 g列方程式得：a20%20%202/5，b20%20%202/5，c20%20%20%201/5。解得：a200(g)、b200(g)、c500(g)，abc900(g)。(2)设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为 e、f、g，植物固定的总能量为 h。根据题意，可绘图如下：植
10、物20%兔20%猫头鹰 2h/5 e 植物20%鼠20%猫头鹰3/52/3h f 植物20%鼠20%蛇20%猫头鹰3/51/3h g列方程式得：2h/520%20%e，(3/5)(2/3)h20%20%f，(3/5)(1/3)h20%20%20%g，efg20(g)。解得：h595(g)。答案 900 g(2)595 g题型技巧(1)限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算；当求最少需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。(2)计算时注意当限制能量来源比例时，由高营养级向低营养级逐级递推。当限制能量分配比例时，假设出
11、低营养级的需求量，由低营养级向高营养级逐级递推。同时要注意分配比例。题型 3 能量来源比例改变的计算典例 4 回答以下有关能量计算的问题：(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是 11，将此食物结构改为 41，能量流动效率按 10%计算，则调整后可供养的人口是前者的_倍。(2)若植物向动物及向人提供的能量比例由 11 调整为14，能量流动效率按 10%计算，则调整后供养的人口是前者的_倍。(3)如图所示的食物网中，戊的食物有 1/2 来自乙，1/4 来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为 10%，从消费者到消费者的能量传递效率为 20%。若戊体重增加 20 g，需要消耗
12、植物()A1 125 g B1 600 gC2 000 g D6 500 g解析(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是11，如下左图，共需植物性食物的相对值为 55；如果动物性食物与植物性食物的比例是 14，则共需植物性食物的相对值是 28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的 1.96 倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的 1.96 倍。(2)设植物能量为 M，则调整前，人所得能量为：M1210%M12(10%)2M20M2011M200，调整后人所得能量为M4510%M15(10%)22M25 M50041M500，则调整后调整前比值为41M500/11M200 1.49，即调
13、整后供养的人口是调整前的 1.49 倍。(3)甲为生产者，戊共有以下食物链：甲乙戊，戊增加 201210(g)，需要乙 1055(g)，需要甲 5010500 g；甲丙戊，戊增加 20 g145 g，需要丙 5525 g，需要甲 2510250 g；甲丙丁戊，戊增加 20145(g)，需要丁 5525(g)，需要丙 255125(g)，需要甲 125101 250(g)，故共需要甲 5002501 2502 000(g)。答案(1)1.96(2)1.49(3)C题型技巧在具体计算时务必先澄清分流比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以为例：(1)若已知“植物同化量”(A
14、)，并告知其“传向动物与直接传向人比例由 11 调整为 12”，求解人最多增重变化(M)，计算时宜“顺推(用乘法)”调整前：A1215A12152M1调整后：A2315A13152M2(2)若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由 11 调整为 21”，求解最少需要植物量(A)，计算时应“逆推(用除法)”调整前调整后M1215M12152 A1M2315M13152 A2 题型 4 具有人工能量输入的计算典例 5 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值单位为 103 kJ/(m2a)，请回答有关问题：(1)图中 A 代表的生理过程是_。(2)第二营养级到第三
15、营养级的能量传递效率是_；第一营养级到第二营养级的传递效率是_。(3)流入该生态系统的总能量是_kJ/(m2a)。解析题型技巧人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量，在求算该营养级与上一营养级间的传递效率时则不考虑人工输入的能量；而在求算该营养级与下一营养级间的传递效率时，则考虑人工输入的能量。三、突破“碳循环”类试题正确区分碳循环模型中的各种成分(1)首先找出两个成分之间具有双向箭头的，一个为生产者，一个是大气中的 CO2 库。其他各个成分都有箭头指向大气中的 CO2库。模型解读(2)然后观察剩余的几个成分，其中箭头都指向的是分解者，剩余的成分为消
16、费者。分析如下：典例 6 如图为某草原生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成部分，A、B、C、D 是丙中具有捕食关系的四种生物，其有机物量所占比例如图所示。下表为该生态系统能量流动数据统计表(不考虑未利用的能量)。请回答下列有关问题：生物类群 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 分解者从上一营养级 固定的能量/kJ 141.0 15.9 0.9 221.7 呼吸消耗的能量/kJ 501.2 79.1 13.2 0.5 192.6(1)图中 A 生物的下一营养级生物为_(填字母)。过程中碳的传递形式是_。(2)据 表 分 析 A 与 下 一 营 养 级 的 能 量
17、 传 递 效 率 为_(保留小数点后一位)。由绿色植物流入分解者的能量除包含遗体、残枝落叶中的能量外，还包含_中的能量。(3)此草原正向森林演替，在演替过程中，生产者固定的CO2 量_(填“大于”“等于”或“小于”)整个生物群落排出的 CO2量，生态系统_稳定性逐渐增强。解题示范A是第二营养级，与下一营养级能量传递效率为15.9/141.0100%11.3%关键3 关键2 据单双箭头可确定乙是生产者，丙是消费者，丁是分解者，甲是CO2库 关键1 扇形面积代表有机物量所占比例 信息3 A、B、C、D是四种具有捕食关系的生物 信息2 甲、乙、丙、丁是生态系统的组成部分 信息1 据 有 机 物 量
18、所 占 比 例 可 确定 食 性 关 系 为规范解答(1)BC 有机物(2)11.3%草食动物(A)的粪便(3)大于 抵抗力失分提醒解答此类问题既要判断碳循环的各个成分，又需明确碳循环的形式(1)快速确认碳循环的各个环节：一看：双箭头。双箭头一方为“生产者”，另一方为“大气中的 CO2库”。二看：多箭头。图示中各环节均有箭头指来，则被指向方为“大气中的 CO2库”。三看：“生产者”“消费者”以及指向。生产者指向消费者，生产者、消费者均指向分解者。(2)碳循环形式的判断：碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是 CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为含碳有机物
19、。对点训练某地为解决生活污水(以有机物为主)的净化问题，而建立了一个人工湿地，该人工湿地中的生物主要有芦苇、荷花、藻类、轮虫以及人工放养的鱼和鸭等。如图为该人工湿地生态系统的碳循环图解，请据图回答问题：(1)流经该人工湿地的总能量是_。(2)图中的 A、B、D 共同构成了_，碳在两个过程中分别主要以_的形式进行传递。解析(3)鱼类属于图中的_(填字母)，常用_法调查鱼类的种群密度。(4)人工湿地中的芦苇、荷花属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有_结构。(5)当人工湿地遭到生活污水的轻微污染时，主要通过_、_和微生物的降解作用消除污染，河流中的生物种类和数量不
20、会受到明显的影响。1下图 1 为某生态系统部分碳循环示意图，图 2 所示为研究者对种群乙 1跟踪调查 30 年绘制出的 值变化曲线。请据图回答下列问题：(1)图 1所示的甲戊中能出现在能量金字塔中的有_。碳在甲与丁之间以_的形式流动，在乙 1 与乙 2 之间以_的形式流动。(2)若保持生产者的生产量不变，乙 2的食物构成中，取食丙 2的比例由 1/4 调整为 1/2，则乙 2获得的能量是原来的_倍(能量传递效率按 10%计算，结果精确到小数点后两位)。(3)图 2 中，种群乙 1在 1520 年间的年龄组成为_型。种群乙1 在第 10 年的种群数量_(填“大于”“小于”或“等于”)第 20 年
21、的种群数量。种群乙1 的数量变化说明_。解析2下图 1 所示为某农场几种生物之间的数量变化曲线(甲是生产者)，图 2 为其中的能量流动简图。请据图回答下列问题：(1)图 1 中对应图 2 第二营养级的是_。(2)图 2 中流入该农场的总能量是_，人工补充饲料的目的是_，能量在第二营养级和第三营养级间传递的效率是_。解析(3)分解者分解生产者和消费者的遗体、残骸等有机物，释放的能量_(填“能”或“不能”)被生产者利用，原因是_。(4)丙依据乙的气味去猎捕乙，乙依据丙的气味躲避猎捕，这说明信息传递的方向往往是_，丙和乙的这种关系说明信息能_。3如图表示某生态系统食物网，表中是食物链 ABC 中，各
22、种群一年内能量单位：109 J/(m2a)的同化、利用和传递等的统计数据。请分析回答下列问题：种群 输入的总能量 生长发育和繁殖的能量 呼吸消耗 传递给分解者 传递给下一营养级 未被利用的能量 A 65.5 3.0 15.0 41.5 B 15.0 5 0.5 2.5 C 2 0.6 1.4 微量(不计)无 解析(1)研究小组要估算该生态系统中某种双子叶植物的种群密度，常采取_法；取样的关键是_。(2)图中食物网有_条食物链；在整个食物网中，猫头鹰占有_个营养级；此图缺少生态系统组成成分中的_和_两种成分。(3)当看到青草明显减少时，鸟和田鼠会另觅食地，这体现了信息传递在生态系统中的作用是_。(4)由表可知，输入到种群 A 的总能量为_，种群 B 呼吸消耗的能量为_，能量从种群 B 到种群 C 的传递效率约为_。“课后加练”见“课后检测(二十二)”(单击进入电子文档)
