２００９年高考對生態系統考查典例精析

山衛杰

生態系統中各種成分、結構、功能以及穩定性是歷年高考的重點，在生態系統信息流的基礎上，通過生態系統的物質循環、能量流動以及穩定性，極易考查學生的生態觀，尤其是應用生態學知識分析解決現實中的實際問題及熱點問題的能力。下面就2009年全國各地高考中對生態系統不同知識點的考查逐一剖析。

1生態系統的結構

1.1生態系統的成分包括非生物的物質和能量、消費者、生產者、分解者

[例1](廣東省基礎第51題)圖1為某一生態的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級．E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是()

AⅠ是初級消費者

BⅣ為分解者

CE1代表太陽能，E2為熱能

D．能量可在食物鏈中循環

答案：C。

解析：本題考查生態系統的成分、結構及功能。由能量金字塔可知食物鏈為：Ⅰ(生產者)→Ⅱ(初級消費者)→Ⅲ(次級消費者)→Ⅳ(三級消費者)。分解者不是食物鏈的成分，食物鏈中能量流動特點：單向流動、逐級遞減，不能循環利用。E1為生產者固定的太陽能，E2為生物通過呼吸作用散失的熱能。

[例2](重慶市第5題)圖2是某森林生態系統物質和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列敘述正確的是()

A進入該生態系統的量與各h產生的總量相等

B生產者i的量大于被初級消費者同化有機物的量

C流向分解者的k可被生產者直接吸收利用

D流經該生態系統的物質和能量可循環利用

答案：B。

解析：在生態系統中流經生態系統的總能量就是生產者所固定的太陽能，進人生態系統的CO2量就是生產者固定的CO2量，圖中h代表生產者、消費者、分解者不同成分呼吸作用的消耗量，由于不同營養級均有未利用的部分，各h產生的CO2的總量遠小于進入該系統的CO2量，故A錯誤；能量流動是逐級遞減的，所以初級消費者同化有機物的量小于生產者，故B正確；而c中流向分解者k需分解后物質可被生產者利用，故物質可循環，但能量不能循環，故C、D均錯誤。

1.2營養結構：食物鏈和食物網

[例3](廣東省第14題)圖3為南極某海域的食物鏈。據圖判斷正確的是()

A此食物網共有6條食物鏈

B硅藻既是生產者，又是分解者

C磷蝦在不同食物鏈上都屬于同一營養級

D嚴禁過度捕殺藍鯨由于其對該食物網影響最大

答案：C。

解析：此食物網共有8條食物鏈，硅藻是植物，屬于生產者，不是分解者，生產者遭到破壞對食物網的影響最大。而磷蝦在每一條食物鏈中都是第二營養級，所以C項對。

[例4](全國I卷第34題)(1)某種植玉米的農場，其收獲的玉米子粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產的牛和雞供人食用，人、牛、雞的糞便經過沼氣池發酵產生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據此回答(不考慮空間因素)：

(1)請繪制由雞、牛、玉米和人組成的食物網。

答案

解析：由題干可知玉米分別被雞、牛、人捕食，雞、牛又被人捕食，從而可以繪制出由雞、牛、玉米和人組成的食物鏈(網)如答案圖。

2生態系統的功能

2.1物質循環包括：C循環、N循環、S循環

[例5](北京市第30題)為研究森林群落在生態系統物質循環中的作用，美國一研究小組在某無人居住的落葉林區進行了3年實驗。實驗區是兩個毗鄰的山谷(編號1、2)，兩個山谷各有一條小溪。1965年冬，研究人員將2號山谷中的樹木全部砍倒留在原地。通過連續測定兩條小溪下游的出水量和硝酸鹽含量，發現2號山谷小溪出水量比樹木砍倒前升高近40％。兩條小溪中的硝酸鹽含量變化圖4所示。

請回答問題：

(1)t大氣中的N₂進入該森林群落的兩種途徑有_______。在森林群落中，能從環境中直接吸收含氮無機物的兩大類生物是_______。

(2)氮元素以N₂、NO₃和______的形式被生物吸收，進入細胞后主要用于合成_______兩類生物大分子。

(3)圖4中顯示，1號山谷溪水中的硝酸鹽含量出現季節性規律變化，其原因是不同季節生物________。

(4)1966年5月后，2號山谷溪水中的硝酸鹽含量急劇升高，主要的兩個原因是_______。

(5)硝酸鹽含量過高的水不宜飲用。在人體消化道中，硝酸鹽可轉變成亞硝酸鹽。NO₂能使DNA中C-G堿基對中的“c”脫氨成為“u”。上述發生突變的堿基對經兩次復制后，在該位點上產生的堿基對新類型是_______、_________。

(6)氮元素從森林群落輸出的兩種途徑是_________。

(7)該實驗結果說明森林群落中植被的兩個主要作用是______。

答案：(1)生物固氮、閃電固氮植物和微生物

(2)NH₄蛋白質、核酸

(3)對硝酸鹽的利用量不同

(4)①喪失了植物對硝酸鹽的吸收；②動植物遺體分解后。產生的硝酸鹽進入小溪

(5)T—A U—A

(6)通過細菌的作用將硝酸鹽最終變為N₂返回大氣、雨水的沖刷

(7)涵養水源、同化無機環境中的氮元素

解析：(1)大氣中N₂進入生物群落的主要途徑是生物固氮，另外還有閃電固氮。能夠固氮的生物有植物(如：大豆)和微生物(如：圓褐固氮菌和根瘤菌)。

(2)氮元素以N₂、NO₃和NH₄的形式被生物吸收，并參與生物體內蛋白質和核酸這兩類生物大分子的合成。生物體內的生物大分子有蛋白質、核酸、脂質、糖類，而N元素是核酸和蛋白質的重要組成元素。

(3)據圖4分析可知，1號山谷溪水中的硝酸鹽含量出現季節性規律變化，可能是不同季節生物對硝酸鹽的利用量不同。

(4)1966年5月后，2號山谷溪水中的硝酸鹽含量急劇升高。從來源和去路上分析：一個是因為硝酸鹽的去路減少，二是因為硝酸鹽的來路增加。根據題意，1965年冬，2號山谷中的樹木全部被砍倒留在原地，喪失了植物對硝酸鹽的吸收；動植物遺體分解后，產生的硝酸鹽進入小溪，導致小溪中硝酸鹽的含量急劇升高。

(6)通過細菌的作用將硝酸鹽最終變為N：返回大氣或雨水的沖刷，可以將N元素從森林群落中輸出。

。

(7)植物被砍倒，小溪中的硝酸鹽含量增加說明

植物可以同化無機環境中的N元素；將2號山谷中的樹木全部砍倒，發現2號山谷小溪出水量比樹木砍倒前升高近40％，說明植被還有涵養水源的作用。

[例6](廣東省第32題)為加強水體治理，珠江流域某城市構建了較大面積的人工濕地。

(1)當污染物隨水流進入該濕地時，濕地水體中碳元素的遷移和轉化途徑如圖5。請用箭頭和文字補充虛線框中的碳轉化途徑。

(2)一段時間后，濕地中出現了輪蟲等浮游動物，可控制綠藻等浮游植物的增殖；管理員還放養了一些魚和鴨，為城市增添自然氣息。請寫出可能存在食物鏈(兩條)。

(3)如果含有重金屬的工業廢水進入該系統，請根據生態學基本原理，指出可能產生哪些負面影響。

答案：(1)

(2)綠藻—輪蟲—魚黑藻—魚—鴨

(3)重金屬進入食物鏈，危害人體健康。重金屬無法降解。易發生二次污染。

解析：本題考查了生態系統的結構及功能的基礎知識，由圖5可知，可溶性有機碳可作為好氧細菌碳源，被好氧細菌分解利用，好氧細菌呼吸作用產生的二氧化碳等作為黑藻、綠藻等植物光合作用的原料，同時又是其呼吸作用的產物，這樣，在細菌、植物，無機環境之間形成了穩定的物質循環。根據第2小題的題干，梳理出2條食物鏈，重金屬鹽在食物鏈中有富集現象，對高營養級的人危害很大，而且難于降解，易發生二次污染。

2.2能量流動：單向流動，逐級遞減

[例7](江蘇省第17題)下列4種現象中，不適宜用生態系統中能量流動規律進行合理分析的是()

A虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種

B藍藻易在富營養化水體中爆發

C飼養牛、羊等動物，成本低、產量高

D巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食

答案：B。

解析：本題考查的是生態系統的能量流動。能量流動的特點：單向流動、逐級遞減，營養級越高，能量越少，A中虎等大型肉食動物處于最高的營養級，能量較少，而每個個體的能量較大，其數量有限，易成為瀕危物種；C中牛、羊均為第二營養級，飼養時以生產者為食，成本低、產量高；D中藍鯨以浮游動物為食，能量便由浮游動物流向了藍鯨，符合能量流動的規律。藍藻的爆發是由于水體污染造成水體中含有大量的N、P等元素，給藍藻提供營養物質，利于藍藻的生長，因此沒有體現生態系統中能量流動規律。故答案應選B。

[例8](全國I卷第34題)某種植玉米的農場，其收獲的玉米子粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產的牛和雞供人食用，人、牛、雞的糞便經過沼氣池發酵產生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據此回答(不考慮空間因素)：

(3)流經該農場生態系統的總能量來自____所固定的______，無機環境中的碳以_____形式進入該人工群落。

(4)假設該農場將生產玉米的1/3作為飼料養雞，2/3供人食用，生產出的雞供人食用。現調整為2/3的玉米養雞，1/3供人食用，生產出的雞仍供人食用。理論上，該農場供養的人數將_________(增多、不變、減少)，理由是__________。

答案：(3)玉米太陽能CO₂

(4)減少改變用途的1/3玉米被食用后，在雞這一環節散失了一部分能量，導致人獲得的能量減少

解析：(3)該農場生態系統的生產者為玉米。因而流經該生態系統的總能量即為全部玉米固定太陽能的總量。在無機環境以CO₂、碳酸鹽存在的碳只能以CO₂的形式進入該人工群落。

(4)玉米一人，人是第二營養級，能量損耗少；玉米一雞一人，人是第三營養級，能量損耗大。故當更多的玉米直接被人使用時，理論上，供養的人數應該多。

生態系統的信息傳遞：包括物理信息傳遞，化學信息傳遞和生物信息傳遞，是生命活動的正常進行離不開的。

[例9](廣東省第16題)下列不屬于生態系統信息傳遞的是()

A心猿意馬B飛蛾撲火

C花香引蝶D老馬識途

答案：A。

解析：生態系統的信息傳遞方式包括物理信息、化學信息、營養信息和行為信息，飛蛾撲火是飛蛾對光的反應，屬于物理信息；花香引蝶、老馬識途都是通過氣味，屬于化學信息。

生態系統的穩定性：生物種類越多，營養結構越復雜，生態系統的自我調節能力強，抵抗力穩定性越強，但恢復力穩定性較差。

[例10](天津市第5題)圖6表示氣候變化對甲、乙生態系統中種群類型數量的影響。

據圖分析，下列敘述正確的是()

①甲生態系統的抵抗力穩定性一定較乙生態系統強

②甲生態系統中生物群落的營養關系一定較乙復雜

③乙生態系統在s點后一定有新的物種產生

④乙生態系統在s點后一定經歷次生演替過程

A①③B①④

C②③D②④

答案：B。

解析：從圖6可以看出，甲生態系統種群類型數量較乙生態系統多，一般來說，生態系統中的組分越多，食物網越復雜，抵抗力穩定性越強，因此甲生態系統的抵抗力穩定性一定較乙生態系統強。群落是同一時間內在一定區域中各種生物種群的集合，這樣甲生態系統中生物群落的營養關系不一定較乙復雜；新的物種產生必須經過生殖隔離，乙生態系統在S點后不一定有新的物種產生；乙生態系統在S點時種群類型數量降到最低，而s點后種群類型數量又逐漸增加，可見S點后一定經歷過一個次生演替的過程。所以①④正確，選B。

[例11](福建省第2題)下列有關生態系統穩定性的敘述，不正確的是()

A生態系統具有自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎

B生態系統內部結構與功能的協調，可以提高生態系統穩定性

C生物多樣性對維持生態系統穩定性具有重要作用，體現了其間接價值

D生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統恢復力穩定性就越強

答案：D。

解析：生態系統所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力叫生態系統的穩定性，生態系統的自我調節能力是生態系統穩定性的基礎；生態系統內部結構與功能的協調，能提高生態系統穩定性；生物多樣性間接價值是對生態系統起到重要的調節功能；生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越強。所以D不正確。