专题15  生物和环境
易错点1  对种群的数量特征及生长曲线理解不透彻
1．图甲是种群数量特征的概念图，图乙所示为某地人口出生率和死亡率的变化曲线。下列相关叙述中错误的是

 
A．图甲中的c是种群密度，指的是某种群的总数量
B．图甲中的a和b分别是性别比例和年龄组成
C．图乙所示种群的年龄组成由稳定型变成增长型
D．并非全部的生物种群都具有图甲中的a特征
 
【错因分析】对种群的“J”型和“S”型增长曲线的含义、环境容纳量等基础知识掌握不牢，都易出现问题。
【试题解析】1、种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中，种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用；年龄组成可以预测一个种群数量发展的变化趋势。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布。
2、分析题图：图甲中，a是性别比例；b是年龄组成；c是种群密度；图乙是某地人口出生率和死亡率的变化曲线，出生率大于死亡率时种群密度增大，反之，种群密度下降。
图甲中的c是种群密度，指的是某种群单位面积或单位体积的数量，A错误；性别比例可影响出生率，年龄组成可影响出生率和死亡率，所以图甲中的a和b分别是性别比例和年龄组成，B正确；图乙中开始时出生率等于死亡率，年龄组成为稳定型，一段时间后出生率大于死亡率，年龄组成变为增长型，所以图乙所示种群的年龄组成由稳定型变成增长型，C正确；并非全部的生物种群都具有图甲中的a性别比例特征，如大肠杆菌菌落，D正确。
【参考答案】A
 
 
1．种群的“J”型增长和“S”型增长
项目
“J”型增长
“S”型增长
前提条件
理想状态：食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害
现实状态：食物和空间有限、气候多变、存在敌害
种群数量增长模型

 

 
形成原因
无种内斗争，缺少天敌
种内斗争加剧，天敌数量增多
有无K值
无K值
有K值
种群增长率和增长速率模型
 


 
联系
 

两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同
2．K值的不同表示方法

 
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
3．“S”型曲线中K值与K/2值的分析与应用
（1）K值与K/2值的分析

 
（2）K值与K/2值的应用

 4．种群增长的“S”型曲线变化分析
（1）K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。
（2）K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即环境不被破坏的前提下一定空间中所能维持的种群最大数量，如图所示：

 
（3）当环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。
 
1．如图为某天鹅种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出，下列有关叙述不正确的是
 
A．建立自然保护区，改善其栖息环境，可使K值提高
B．对该种群密度的取样调查可以采用标志重捕法
C．bc段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率
D．比较曲线Y与曲线X，表明自然状态下种群最长增大速率无法超出理想状态下的最大增长速率
【答案】C
【解析】“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就使种群的出生率降低，死亡率增高，有时会稳定在一定的水平，形成“S”型增长曲线，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称为环境容纳量，又称为K值。
同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响，当生物生存的环境改善，K值会上升，A正确；天鹅活动能力强，活动范围广，一般采用标志重捕法，B正确；
bc段种群增长率大于0，但出生率仍然大于死亡率，C错误；比较曲线Y表明自然状态种群数量的增长，曲线X表示理想状态的种群数量增长，则曲线Y表明，在自然状态下，由于空间和资源条件有限，所以种群无法实现最大增长率，D正确。
 
易错点2  不能准确分析生态系统的组成成分与食物网
 
2．太平洋中大量的塑料废物被分解成微观粒子后会被浮游动物吞食，而塑料中含有某些难以分解的致癌化学成分。下图为海洋食物网的部分示意图，下列有关叙述正确的是

 
A．该海洋食物网中的所有生物构成一个群落
B．该食物网中共有3条食物链，水母为三级消费者
C．若磷虾大量被人类捕食，则水母数量会大量增加
D．塑料中含有的某些致癌成分在人类中积累量最高
 
【错因分析】对种间关系、食物链等知识掌握不牢，出现分析错误；读图识图不准确，不能正确分析营养级、数量变化等也会出现错误。
【试题解析】分析题图可知，生产者为浮游植物，初级消费者为浮游动物，次级消费者为磷虾和水母，三级消费者为金枪鱼和人，四级消费者为人。其中磷虾和水母为竞争关系，金枪鱼和人为捕食和竞争关系。食物网中的生物一般不包括分解者。
太平洋中的所有生物构成一个群落，其中包括分解者，A错误；该食物网中共有3条食物链，水母为次级消费者，B错误；若磷虾大量被人类捕食，金枪鱼会大量捕食水母，则水母数量会大量减少，C错误；根据生物富集作用，塑料中含有的某些致癌成分在人类中积累量最高，D正确。
【参考答案】D 
 
 
1．生态系统中各成分的判断

 
（1）根据双向箭头A?D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。
2．对生态系统成分认识的误区
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者
动物都是消费者
秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体为食的腐食性动物属于分解者
生产者是绿色植物
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
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。

 
2．生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
【答案】C
【解析】本题主要考查了生态系统的组成成分的相关知识。
比较项目
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
组成内容
阳光、热能、空气、水分、无机盐等
主要是绿色植物，也包括化能自养型微生物（如硝化细菌等）
包括营捕食生活和寄生生活的各种生物（如菟丝子）
营腐生生活的微生物及腐食性的动物（如蚯蚓、蜣螂等）
作用
为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础
无机物→有机物；光能、无机物中的化学能→有机物中的化学能；为消费者提供食物和栖息场所
加快生态系统中的物质循环；有利于植物的传粉和种子的传播
通过分解作用将生物遗体、排泄物分解为无机物，供生产者重新利用
生物同化类型
自养型
异养型
异养型
地位
必备成分
主要成分（基石）
最活跃的成分
物质循环中的关键成分
联系
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，生产者和各级消费者以捕食关系建立的食物网是能量流动和物质循环的渠道
在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者，A错误；多数细菌是分解者，但硝化细菌铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者，B错误；生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分，C正确；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者，D错误。
 
易错点3  分析能量流动图解及解决能量流动问题的能力不足
 
3．如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是
 

A．①是流入该生态系统的总能量
B．图中②/①的比值代表草到兔的能量传递效率
C．分解者获得的能量最少
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
 
【错因分析】对摄入量与同化量、能量传递效率与能量利用率等基本概念混淆不清；对能量流动过程中能量的来源和去向等基础知识掌握不牢等出现错误的判断。
【试题解析】1．据图分析，①表示草流入到兔体内的能量，②表示兔同化的能量流入到狐，③兔产生粪便的能量属于上一营养级的能量，④兔子流入分解者的能量。2．能量的来源：生产者的能量主要来自太阳能，其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量；能量去路：自身呼吸消耗、流向下一营养级、被分解者分解和未被利用的能量。
①是流入兔这一营养级的能量，流入该生态系统的总能量是草固定的太阳能总量，A错误；图中②/①的比值代表第二营养级到第三营养级的能量传递效率，B错误；最后动植物尸体的能量全部流入分解者，分解者获得的能量不是最少，C错误；③是兔食草后未吸收的残渣，④是兔子的遗体，它们分别属于草和兔同化量的一部分，D正确。
【参考答案】D
 
 
1．能量在营养级之间流动过程图解

（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．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：

（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
D净增重M
至少需要A的量Y
Y（20%）3＝M
最多需要A的量Y
Y（10%）3＝M
A净增重N
D最多增重的量Y
N（20%）3＝Y
D至少增重的量Y
N（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

3．下图为某湖泊生态系统的生物关系（a～d示能量数值），下列各项叙述错误的是

 
A．流经该湖泊生态系统的总能量为a
B．图中d包含第二营养级所排粪便中的能量
C．生产者流向初级消费者的能量传递效率为b/a×100%
D．消费者的存在可加快生态系统的物质循环
【答案】B
【解析】流经该湖泊生态系统的总能量为生产者固定的总能量，即a，A正确；图中d不包含第二营养级所排粪便中的能量，因为第二营养级所排粪便中的能量为第一营养级固定的能量，B错误；生产者流向初级消费者的能量传递效率是同化量的比值，即b/a×100%，C正确；消费者的可以传播种子等，其存在会加速生态系统的物质循环，D正确。
 
易错点4  应对物质循环和能量流动综合题的能力不足
 
4．下图所示为某生态农场生产流程，据图分析下列说法正确的是

 
A．该图可表示生态系统中物质与能量的循环过程
B．图中作物→家畜→大型菌类之间的能量传递效率在10%～20%之间
C．由于生态农场相对封闭，能完成物质的自我循环
D．此生态系统的优点是能实现能量的多级利用，从而大大提高了能量利用率
 
【错因分析】对物质循环和能量流动的知识掌握不牢，对能量流动和物质循环的特点混淆不清，不能正确分析生态系统的结构。
【试题解析】能量流动的特点是单向流动，逐级递减。能量传递效率是指在相邻两个营养级之间的传递效率。物质循环是指在生物圈中完成的循环，该生态农场中由于不断有产品输出，所以不能完成物质的自我循环过程。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。
图示某生态农场生产流程，能量是沿食物链和食物网单向流动的，不能循环，A错误；选项中的箭头所示不是一条食物链，大型菌类是分解者，而能量传递效率是指在相邻两个营养级之间的传递效率，B错误；生态系统的物质循环是生物地球化学循环，其中生态系统是指生物圈，生态农场中存在产品的输出，所以不能完成物质的自我循环，C错误；此生态系统的优点是能实现能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率，D正确。
【参考答案】D 
 
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
过程
沿食物链（网） 单向流动
在无机环境和生物群落间往复循环
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．碳循环模式图及变式
（1）碳循环过程示意图

 
（2）将上图换成字母，有以下三种变式

 
图形解读：
①图1，先根据双向箭头确定A和B应为生产者或大气CO2库，再由多个单向箭头可判断B为大气CO2库（不能写“无机环境”），再根据A→D，C→D，确定D为分解者，剩下的C为消费者。
②图2，根据A与C之间的双向箭头及C有多个单向箭头判断：A和C分别是生产者和大气CO2库。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。
③图3，首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。
 
关于物质循环的2个易混易错点
（1）误认为在生物群落中碳都是以CO2的形式进行循环的：在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式循环，其含义是指碳元素从无机环境进入生物群落以及由生物群落返回无机环境是以CO2的形式进行的，但在生物群落内碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。
（2）误认为能量伴随着物质循环而循环：物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。
 
4．下图为某生态系统碳循环的过程。下列有关叙述错误的是

 
A．d表示大气中的CO2，由于许多因素的影响其含量夏季低于冬季
B．通过a的吸收，a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧，实现碳循环
C．在正常演替过程中，生产者固定CO2量大于整个生物群落排放CO2量
D．只需将d的含义改为热能，图即可表示为该生态系统的能量流动示意图
【答案】D
【解析】据图分析可知：d代表大气中的二氧化碳，b代表消费者，c代表分解者，a代表生产者，e可表示化石燃料的燃烧。d→a的过程主要是通过光合作用实现的，c→d的过程是通过分解者的分解作用实现的。
d表示大气中的CO2，由于夏季植物的光合作用能力强于冬季等因素的影响其含量夏季低于冬季，A正确；碳循环是指以二氧化碳的形式在无机环境和生物群落之间的往返运动，即通过a的吸收，a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧，可实现碳循环，B正确；若此生态系统中的生物群落处在朝复杂化演替的过程中，生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量，C正确；由于能量只能单向流动、逐级递减，且植物不能利用热能，所以即使将d的含义改为热能，题图也不可表示为该生态系统的能量流动示意图，D错误。
易错点5  对生态系统的稳定性和生物多样性分析不到位
 
5．下列关于生态系统自我调节能力的叙述，错误的是
A．森林中，害虫数量增多时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节
B．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
C．自我调节能力强的生态系统，其稳定性也高
D．当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会减弱
 
【错因分析】对生物多样性、生态系统的稳定性等基础知识掌握不牢固，理解不到位，易出现错误。
【试题解析】本题主要考查了生态系统稳定性相关的知识。
生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。一般来说，营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强，而恢复力稳定性越弱，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
森林中，害虫数量增多时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节，A正确；负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础，B正确；自我调节能力强的生态系统，其抵抗力稳定性也高，但恢复力的稳定性低，C错误；当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会减弱，D正确。
【参考答案】C
 
 
1．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构功能相对稳定
恢复自身结构功能相对稳定
核心
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
特点
调节能力有一定限度，超过限度，自我调节能力遭到破坏
生态系统在受到不同的干扰后，其恢复速度与恢复时间是不一样的
影响因素

 
二者联系
①一般呈相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，反之亦然；
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定；
③二者与营养结构复杂程度的关系，如图所示：

 
2．通过曲线图辨析抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系

 
图形解读：
（1）图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
（2）y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。
（3）x可以表示恢复到原状态所需的时间：x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性强。
（4）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。
3．生物多样性的价值
（1）直接价值：指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。
（2）间接价值：指对生态系统起到重要调节作用的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
（3）潜在价值：指目前人们还不清楚的但肯定具有的巨大的使用价值。一种野生生物一旦从地球上消失，一个基因库就消失了，就无法再生，它的各种潜在的使用价值也就不复存在了。
4．生物多样性的保护
（1）生物多样性锐减的原因：生存环境的改变和破坏；掠夺式地开发和利用；环境污染；外来物种入侵或引种到缺少天敌的地区。
（2）保护生物多样性的措施：①就地保护：主要指建立自然保护区或风景名胜区，这是最有效的保护措施。②易地保护：从原地迁出，在异地建立植物园、动物园、濒危动物繁育中心。③加强教育和法制管理：是生物多样性保护的根本。
（3）保护生物多样性的现代观点：两避免、两坚持
避免盲目掠夺式开发利用，坚持可持续发展的观念。避免禁止开发和利用，坚持合理开发是最好的保护，如规定禁渔期和禁渔区、退耕还林（草、湖）等。
 
5．下列关于生物多样性及其保护的叙述，错误的是
A．生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值
B．建立自然风景区可对生物多样性进行最有效的保护
C．保护野生生物资源是保护生物多样性的一个重要方面
D．生物多样性的形成是生物与无机环境之间共同进化的结果
【答案】D
【解析】生物多样性包括物种多样性、基因多样性、生态系统多样性。保护措施有①就地保护，建立自然保护区；②易地保护，为濒临灭绝的物种提供最后生存的机会，利用生物技术对濒危物种基因进行保护。协调好人与生态环境之间的关系是关键，反对盲目地掠夺式开发利用。
生物多样性的直接价值包括可直接获得的价值，如粮食等，生物多样性的间接价值指生物多样性在自然界的物质循环、净化环境、改良土壤、涵养水源及调节气候等方面的作用，故生态多样性的间接价值明显大于直接价值，A选项正确；建立自然风景区属于就地保护生物多样性的措施，是最有效的保护措施，B选项正确；众多的野生生物相互关联形成了生态系统的多样性，故保护野生生物资源是保护生物多样性的一个重要方面，C选项正确；生物多样性的形成是生物与生物、生物与无机环境共同进化的结果，D选项错误。
 
 
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．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。
3．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。
4．生态金字塔——能量流动模型
类型
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形态
 


 

 
特点
正金字塔形
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形
正金字塔形
象征含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而递减
生物量（现存生物有机物的总质量）沿食物链流动逐级递减
每一阶含义
每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级生物的总生物量
特殊形状
无
 

极少
5．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）。
 
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。
6．流经某营养级的能量来源和去向分析（以初级消费者为例）
具体含义
定量关系
1个来源
初级消费者同化（注意不是初级消费者摄入）的能量
某营养级同化的能量＝摄入的能量－粪便中的能量
2个去向
呼吸作用消耗，用于生长、发育和繁殖，即储存在该个体的有机物中
同化的能量＝呼吸作用消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量
3个去向
呼吸作用消耗、次级消费者同化、流向分解者
同化的能量＝呼吸作用消耗的能量＋次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量；用于生长、发育和繁殖的能量＝次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量
4个去向
呼吸作用消耗、次级消费者同化、流向分解者、未被利用
同化的能量＝呼吸作用消耗的能量＋次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量；
用于生长、发育和繁殖的能量＝次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量
7．利用“拼图法”解决能量流动问题
输入第一营养级的能量（W1）被分为两部分：
如图所示。

 
一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了（A1），一部分则用于生产者的生长、生育和繁殖（B1＋C1＋D1）。而后一部分能量包括现存的植物体中的能量（B1）、流向分解者的能量（C1）、流向下一营养级的能量（D1）。流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1（呼吸作用消耗的缘故）。
8．碳循环过程分析

 
由图可知：
（1）碳的存在形式与循环形式
①在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。
②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
（2）碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
（3）碳返回无机环境的途径有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。
（4）碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他成分之间的传递都是单向的。
由以上分析，碳循环过程可归纳为：

 
9．生物多样性的三个层次

 
10．生物多样性成因分析
（1）从分子水平看

（2）从进化角度看：物种多样性与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。
 
 
1．（2019全国卷Ⅰ·6）某实验小组用细菌甲（异养生物）作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3 h、10 h、23 h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是   

 
A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物
B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同
C．在培养到23 h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的
D．培养基更新时间间隔为23 h时，种群增长不会出现J型增长阶段
2．（2019全国卷II·6）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
3．（2019江苏卷·6）下列关于种群和群落的叙述，正确的是
A．种群是生物进化的基本单位，种群内出现个体变异是普遍现象
B．退耕还林、退塘还湖、布设人工鱼礁之后都会发生群落的初生演替
C．习性相似物种的生活区域重叠得越多，对资源的利用越充分
D．两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系
4．（2018海南卷）将相等数量的硝化细菌和大肠杆菌分别接种到含铵盐的无机盐培养液中，在适宜温度下振荡培养。若用虚线表示大肠杆菌的生长趋势，实线表示硝化细菌的生长趋势，则下图中能正确表示两种菌体生长趋势的是

 
5．（2018全国Ⅰ卷）种群密度是种群的数量特征之一，下列叙述错误的是
A．种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果
B．某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同
D．培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱
6．（2018海南卷）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
7．（2017新课标1）假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家禽，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是

 
A．甲点对应的种群数量
B．乙点对应的种群数量
C．丙点对应的种群数量
D．丁点对应的种群数量
8．（2017北京卷）酸雨指pH小于5．6的大气降水。在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现，楝树的高度比对照组低约40%，而樟树的高度没有明显差异。结合生态学知识所作的合理推测是
A．酸雨对楝树种群中个体的株高影响较明显
B．酸雨对樟树种群密度的影响比对楝树的大
C．森林生态系统物种丰（富）度不受酸雨影响
D．楝树生长的群落中，其他树种都不耐酸雨
9．（2017江苏卷）江苏省徐州市多年来围绕 “一城青山半城湖”理念，实施了一系列生态建设工程，生态效应逐渐显现。下列有关该生态工程的分析评价不合理的是
A．使物种多样性程度显著提高
B．使生物群落的组成更为复杂
C．使生态系统的类型更为多样
D．其主要目的是提高生物多样性的直接价值
10．（2017江苏卷）下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是
A．调查草地某种蜘蛛种群密度时，要选择草多的地方，否则结果偏低
B．西双版纳热带雨林生态系统的自我调节能力强于三北防护林
C．一只猛禽追逐另一只抓握着鼠的猛禽，这两只猛禽属于捕食关系
D．一棵树上不同高度的喜鹊巢，不能反映动物群落的垂直结构
11．为防治农田鼠害，研究人员选择若干大小相似、开放的大豆田，在边界上每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，为肉食性猛禽提供栖息场所。设桩一段时间后，测得大豆田中田鼠种群密度的变化如图所示。下列叙述错误的是

 
A．该生态系统中田鼠的种群密度主要是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的
B．b点以后田鼠种群密度大幅上升，其可能的原因是株冠形成有利于躲避天敌
C．与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅰ所示环境中猛禽的密度更小
D．大豆田中田鼠种群数量增长方式的数学模型总体上不符合Nt=N0λt
12．图是某生态系统的食物网示意图，甲---庚代表不同的生物，箭头表示能量流动的方向和食物联系。下列叙述正确的是

 
A．此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级
B．戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量
C．丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和
D．向此生态系统大量引入外来物种，可增强该系统的稳定性
13．如图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养（或饲养）两种生物的实验结果，下列相关叙述错误的是

 
A．豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示
B．噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示
C．图甲、图乙、图丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系
D．图丙中实验初期，种内互助与竞争并存，后期X的种内斗争加剧
14．种群在理想环境中呈“J”型曲线增长（如曲线甲），在有环境阻力条件下呈“S”型增长（如曲线乙）。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是

 
A．若乙表示某害虫种群增长曲线，则在种群数量达到C点时防治，防治成本最低
B．图中C点时，环境阻力最小，种群增长速率最快
C．种群数量达K值以后，种群的基因频率不会发生变化
D．若乙表示一段时间内酵母菌种群增长曲线，通过镜检观察统计的结果可能比实际值低
15．（2019全国卷Ⅰ）某果园中存在A、B两种果树害虫，果园中的鸟（C）可以捕食这两种害虫；使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题。
（1）果园中包含害虫A的一条食物链是_________________。该食物链的第三营养级是_____________。
（2）A和B之间存在种间竞争关系，种间竞争通常是指_________________。
（3）性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于_________________。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的_________________，导致_________________降低，从而减轻B的危害。
16．（2019全国卷II）回答下列与生态系统相关的问题。
（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于_________，生产者的能量可以直接流向_______（答出2点即可）。
（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内_____________；C与B的差值表示这段时间内_____________；A与B的差值表示这段时间内_________。
17．（2019全国卷III）回答下列与种群数量有关的问题。
（1）将某种单细胞菌接种到装有10 mL液体培养基（培养基M）的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为_________型，且种群数量为时_________，种群增长最快。
（2）若将该种菌接种在5 mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量（K值）_________（填“增大”“不变”或“减小”）。若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值_________（填“增大”“不变”或“减小”），原因是_________。
18．（2017新课标2）林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域（苗圃）进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：
（1）在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈___________型。
（2）在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是___________。
（3）理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天地。天敌和山鼠之间的种间关系是_________。
（4）通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄结构等。那么种群的年龄结构是指_______。
19．（2017江苏卷）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_______________。
（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10~30 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：_______________。
20．湿地是地球之肾，红树林是我国海岸防护典型的湿地生态系统，其不仅是潮间带多种贝类、甲壳类、鱼类的栖息地，也是多种水鸟营巢繁殖的处所。但近年来，由于人类不合理的开发利用，其面积日益缩小。请回答下列问题：
（1）生物多样性是指。红树林湿地生态系统的生物多样性非常丰富，在减缓台风侵蚀海岸、调节气候、减少环境污染等方面起着十分重要的作用，体现出其具有价值。
（2）该湿地由于人类的活动如过度捕捞，渔业资源逐渐萎缩，生态系统逐渐退化，则保护其生物多样性最有效的措施是。
（3）科学家们提出“在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要”，它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展即。
（4）现在很多环境问题并不只在某一个小区域内发生，而具有全球性，全球性生态环境问题主要包括（答出三项即可）。
 
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