导学教程高考生物一轮复习 第9单元 生态系统与环境保护 第4讲 生态系统的物质循环、信息传递与稳定性课件.ppt

第4讲生态系统的物质循环 信息传递与稳定性 考纲要求 1 生态系统中物质循环的基本规律及应用 2 生态系统中的信息传递 3 生态系统的稳定性 4 探究水族箱 或鱼缸 中群落的演替 实验 1 物质循环 1 概念 组成生物体的 在无机环境与生物群落间不断地循环的过程 2 循环的物质 组成生物体的 等元素 3 特点 反复利用 考点1生态系统的物质循环 各种元素 c h o n p s 全球性 循环流动 4 与能量流动的关系 二者 进行 相互 不可分割 5 意义 通过能量流动和物质循环 使生态系统中的 紧密地联系在一起 形成一个统一的整体 同时 依存 各种组成成分 2 碳循环 1 无机环境中存在形式 和碳酸盐 2 生物群落中存在形式 主要 3 循环过程 碳从无机环境到生物群落是通过 作用 作用实现的 从生物群落到无机环境则是通过 和 实现的 co2 含碳有机物 光合 化能合成 呼吸作用 微生物分解 正误判断 1 无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 2014 江苏卷 2 土壤微生物参与生态系统的物质循环 2014 海南卷 3 光合作用推动碳循环过程 促进了生物群落中的能量循环 2013 天津卷 4 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以co2的形式进行 5 植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 6 由于过度的人工碳排放 破坏了生态系统的碳平衡 导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化 1 观察下面碳循环过程图 回答相关问题 图中 1 碳进入生物群落的途径 生产者的 2 碳返回无机环境的途径 生产者 消费者的呼吸作用 分解者的 化学燃料的 光合作用 呼吸作用 摄食 呼吸作用 燃烧 分解作用 光合作用或化能合成作用 分解作用实质是呼吸作用 燃烧作用 3 分析温室效应产生的原因 4 概括物质循环的特点 物质循环的范围是生物圈 物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用 化学燃料的大量燃烧 产生co2 植被破坏 降低了对大气中co2的调节能力 全球性 往复循环 重复利用 2 能量流动和物质循环之间的关系 以化学元素形式流动 单向流动 逐级递减 生物圈 全球性 易错警示 与物质循环有关的2个注意点 1 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 2 物质循环中所说的 生态系统 并不是一般的生态系统 而是指地球上最大的生态系统 生物圈 因此物质循环具有全球性 考向一生态系统物质循环的特点及应用1 2016 重庆模拟 如图表示生物圈中碳循环过程 其中a b c表示生态系统的不同成分 下列有关该图的分析正确的是 a 图中生态系统中的食物链是a b cb 碳从生物群落进入无机环境的途径是 c 碳循环具有全球性 磷循环不具有全球性d 提高 过程有利于维持大气中的碳 氧平衡解析从图中看出 a为分解者 生态系统中的食物链是b c 碳从生物群落进入无机环境的途径是 生产者的呼吸作用 分解者的分解作用和 消费者的呼吸作用 碳循环具有全球性 磷循环也具有全球性 提高 过程使大气中的co2含量增加 会破坏大气中的碳 氧平衡 答案b 2 2015 唐山模拟 如图为生态系统中碳循环的模式图 相关叙述正确的是 a 1代表生产者 5可以代表化能合成作用b 碳元素在1 2 3 4间以含碳有机物的形式传递c 在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1d 1 2 3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环 解析首先需要确定这四种成分 1箭头指向2 3 4可以确定1是生产者 因为生物群落总能量流动的起点是生产者 由于生产者联系了无机环境和生物群落 所以确定4为无机环境 然后根据生产者和消费者都有箭头指向分解者 确定3为分解者 5代表生产者的呼吸作用产生二氧化碳 碳元素在1和4之间是以二氧化碳的形式传递的 在1 2 3之间是以有机物的形式传递的 1是生产者 所含有的有机物最多 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 答案c 走出误区 巧辨图形判断参与碳循环的四种成分 1 图1 先根据双向箭头确定a和b应为生产者和非生物的物质和能量 不能写 无机环境 也不能写 生物类别 再根据a d 确定d为分解者 剩下c为消费者 2 图2 根据a与c之间是双向箭头判断 a和c一个是生产者 一个是非生物的物质和能量 根据a b d的碳都流向e 可进一步判断 a是生产者 b是初级消费者 c是非生物的物质和能量 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 一个是大气中的co2库 又因为其他各个成分都有箭头指向a 所以a为大气中的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 整个图解中 食物链是e f d b 考向二物质循环与能量流动的关系3 图1是某生态系统碳循环示意图 其中a b c d是生态系统内各生物成分 1 2 3 4 5表示有关的生理过程 图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况 下列说法正确的是 a 图1中 b位于食物链的第四营养级b 图1中过程1只代表光合作用 2 3 4 5过程是呼吸作用c 在图2的食物链中 的比值代表兔与狼 生物之间 的能量传递效率d 在图2中 和 是兔同化量的一部分 解析图1中 b为分解者 不属于生态系统的营养结构 a错误 图1中过程1代表光合作用或化能合成作用 2 3 4 5过程是呼吸作用 b错误 在图2的食物链中 的比值代表兔与狼 生物之间 的能量传递效率 c正确 在图2中 表示兔未同化的能量 表示兔流向分解者的能量 d错误 答案c 考向三土壤微生物的分解作用4 为证明土壤微生物对植物遗体的分解作用 某班同学提出了四种实验方案 四种实验方案的共同点是 将同一种树的落叶分成等量的甲 乙两组 实验过程中滴加蒸馏水 使树叶保持湿润 请你判断 下列哪一方案更能说明问题 a 甲组放在烧烤过的土壤中 乙组放在自然条件下的土壤中b 甲组灭菌后放在烧烤过的土壤中 乙组放在自然条件下的土壤中c 将树叶灭菌后再分组 甲组放在烧烤过的土壤中 乙组放在自然条件下的土壤中d 将树叶灭菌后再分组 甲组放在烧烤过的土壤中 乙组接种上细菌后放在自然条件下的土壤中 解析因为实验目的是研究土壤微生物对植物遗体的分解作用 所以应杀灭落叶原有的杂菌 并且不能接种其他细菌 也就是控制细菌来自土壤 答案c 5 多选 2013 江苏高考 将江苏某地当年收获的小麦秸秆剪成小段 于7月20日开始分别进行露天堆放 水泡和土埋3种方式的处理 3次重复 每隔15天检测一次秸秆腐解残留量 结果如图 下列分析合理的是 a 秸秆还田后翻耕土埋应是利用秸秆的合理方法b 土壤中的空气和水分条件有利于多种微生物对秸秆的分解c 如果将处理开始时间提早30天 则3条曲线的位置将呈现上移趋势d 从堆放 水泡2条曲线可以推测好氧性微生物分解能力高于厌氧性微生物 解析由图可知 土埋方式下秸秆残留量下降最快 即分解最快 因此秸秆还田后翻耕土埋是利用秸秆的合理方法 a项合理 微生物分解作用的实质是细胞呼吸 土壤中的空气和水分条件有利于细胞呼吸的进行 b项合理 图中纵坐标为秸秆残留量的百分比 因此提前处理 曲线位置不会上移 c项不合理 堆放时氧气相对充足 但残留物的减少速率最慢 可推测好氧性微生物的分解能力弱于厌氧性微生物 d项不合理 答案ab 知识拓展 土壤微生物的分解作用 1 实验原理 土壤中存在种类 数目繁多的细菌 真菌等微生物 它们在生态系统中的成分为分解者 分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物 其分解速率与环境中的温度 水分等生态因子有关 2 实验流程 1 概念 是指日常生活中 可以传播的消息 情报 指令 数据与信号等 2 信息的种类 特点 来源及实例 连线 考点2生态系统的信息传递 3 观察信息传递的模型 回答相关问题 1 信息传递的范围 2 信息传递的方向 4 信息传递在生态系统中的作用 1 个体 的正常进行 离不开信息的作用 2 种群 生物种群的 也离不开信息的传递 3 群落和生态系统 信息还能调节生物的 关系 以维持生态系统的 信息传递存在于生态系统各成分之间 包括生物与生物之间的信息传递和生物与无机环境之间的信息传递 信息传递通常为双向传递 生命活动 繁衍 种间 稳定 5 信息传递在农业生产中的应用 1 提高 的产量 2 对 进行控制 农产品或畜产品 有害动物 正误判断 1 拟水狼珠是稻田中卷叶螟 褐飞虱两种主要害虫的天敌 害虫与拟水狼珠间的信息传递 有利于维持生态系统的稳定 2013 四川卷 2 当食草动物看到青草明显减少时 部分个体会另觅取食地 这体现了生态系统的信息传递功能 2012 山东卷 3 成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记 这种行为传递的信息类型属于化学信息 4 蜘蛛在蜘蛛网上捕食昆虫所利用的信息种类是物理信息 能量流动 物质循环与信息传递的区别与联系 单向流动 逐级递减 生物圈 生物之间 生物与无机环境之间 食物链和食物网 易错警示 与信息传递有关的4个注意事项 1 生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同 如孔雀开屏 如果通过行为传递信息给对方 则属于行为信息 如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方 则属于物理信息 2 鸟类或其他动物报警 若通过声音 尖叫 则属于物理信息 若通过特殊的动作 突然飞起 则属于行为信息 3 涉及声音 颜色 植物形状 磁力 温度 湿度这些信号 通过动物感觉器官皮肤 耳朵 眼或植物光敏色素 叶 芽等感觉上述信息 则判断为物理信息 4 若涉及化学物质挥发性这一特点 则判断为化学信息 考向一生态系统信息传递类型及作用1 萤火虫通过闪光来识别同伴 草原上的鸟在发现天敌后 雄鸟急速起飞 扇动翅膀为雌鸟发出信号 某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物 如将这类物质在作物播种前施入土中 就可以使休眠孢子提前发芽 使其找不到寄主而死亡 以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用 a 物理信息 行为信息 行为信息b 物理信息 行为信息 化学信息c 行为信息 行为信息 化学信息d 物理信息 物理信息 行为信息解析光属于物理信息 翅膀的扇动属于行为信息 而分泌的化合物属于化学信息 答案b 2 下列有关信息传递的说法错误的是a 动物园内 雌孔雀看到正在开屏的雄孔雀停止进食是行为信息 小朋友看到孔雀漂亮的羽毛欢呼起来是物理信息b 胰岛b细胞释放胰岛素 胰岛素作用于肝脏细胞 促进肝糖原的合成 胰岛素属于生态系统的化学信息c 鹿总是随着秋天短日照的到来而进入生殖期 它们在秋天交配刚好能使它们的幼仔在春天条件最有利时出生 说明生物种群的繁衍 离不开信息的传递d 生态系统的信息传递是生态系统实现反馈调节的前提 解析孔雀开屏是雄孔雀的求偶行为 雌孔雀对此行为作出反应 停止了进食 小朋友看到的是开屏后孔雀漂亮的羽毛 是对颜色的反应 属于物理信息 生态系统的信息传递存在于生物与生物之间以及生物与无机环境之间 生物体内部的信息传递不能称为生态系统的信息传递 短日照属于物理信息 短日照促进鹿的性腺发育 可见日照长短对生物的繁殖有很大的影响 实现反馈调节 离不开信息传递 答案b 技法提炼 判断生态系统信息传递种类的方法 1 从信息传播的途径判断 如涉及声音 颜色 温度等物理因素 可判断为物理信息 涉及的信息载体为化学物质 可判断为化学信息 涉及特殊行为 可判断为行为信息 2 从文字表述的着重点判断 孔雀开屏如果是通过行为传递给对方 则属于行为信息 如果通过羽毛的颜色等传递给对方 则属于物理信息 考向二生态系统信息传递在生产中的应用3 生态系统中信息的传递方式多种多样 如毒蜂身上斑斓的花纹 地甫鸟发现天敌后 雄鸟急速起飞 扇动翅膀向雌鸟发出信号 迅速将一只椿象杀死 尽管做得干净无声 但还是引起了其他椿象的逃跑 下列相关说法错误的是 a 以上信息分别属于物理信息 行为信息和化学信息b 生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥作用的c 种间关系的调节和种群的繁衍等离不开信息的传递d 信息传递有利于维持生态系统的稳定 解析生态系统中信息的种类有物理信息 化学信息和行为信息 由题干信息可知 毒蜂身上斑斓的花纹属于物理信息 雄鸟扇动翅膀发出信号属于行为信息 一只椿象无声被杀死仍会引起其他椿象逃跑属于化学信息 a正确 生态系统中物理信息可来自无机环境 如光 湿度 磁力等 也可来自生物 如颜色 形状等 b错误 在个体水平上 信息传递有利于生命活动的正常进行 在种群水平上 信息传递有利于种群的繁衍 另外 信息传递有利于调节种间关系 以维持生态系统的稳定 c d正确 答案b 1 概念 生态系统所具有的 自身结构和功能相对稳定的能力 2 原因 生态系统具有一定的 能力 3 调节基础 调节 4 特点 调节能力有一定的 考点3生态系统的稳定性 保持或恢复 自我调节 负反馈 限度 5 生态系统的稳定性 1 生态系统稳定性的种类 连线 2 提高措施 控制对生态系统 的程度 对生态系统的利用应该适度 不应超过生态系统的自我调节能力 对人类利用强度较大的生态系统 应实施相应的 投入 保证生态系统 的协调 思考 如果一个生态系统的抵抗力稳定性很低 其恢复力稳定性是否一定很高 提示不一定 如北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低 干扰 物质 能量 内部结构与功能 1 正误判断 1 在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行菌根真菌接种 提高了该试验区生态系统的稳定性 其原因是物种丰富度升高 生态系统营养结构复杂 自我调节能力升高 2013 天津卷 2 某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌 植物 旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节 2012 浙江卷 3 与自然池塘相比 人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高 4 生态系统中的组成成分越多 食物网越复杂 生态系统恢复力稳定性就越强 2 反馈调节实例模型对比分析 1 类型 属于正反馈调节的是 属于负反馈调节的是 2 调节方式 实例一进一步增强效应 实例二抑制或减弱效应 3 调节结果 实例一使生态系统 平衡状态 实例二使生态系统 平衡状态 实例一 实例二 远离 达到并保持 4 举例归类 血液凝固 体温调节 排尿排便 血糖调节 胎儿分娩 甲状腺激素分泌调节 生态系统中害虫数量与食虫鸟数量平衡 1 生态系统稳定性的具体表现 1 由下面的图示可得出生态系统在 相对稳定 结构上 2 生物群落的能量输入与输出相对平衡 物质的输入与输出保持相对平衡 可得出生态系统在 相对稳定 功能上 2 生态系统的自我调节能力 1 完善调节实例 河流 物理 化学 不会受到明显影响 森林 增加 下降 减少 增加 2 由以上图示看出 生态系统自我调节的基础是 调节 在生态系统中普遍存在 3 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系 负反馈 保持 恢复 抵抗干扰 保持原状 恢复原状 自我调节 强 弱 4 生态系统抵抗力稳定性与自我调节能力的大小关系 简单 弱 弱 复杂 强 强 易错警示 与生态系统稳定性有关的6个易错点 1 对于极地苔原 冻原 由于物种组分单一 结构简单 它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低 2 生态系统的稳定性主要与生物种类有关 还要考虑生物的个体数量 3 生态系统的稳定性不是恒定不变的 因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度 4 负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性 而是使最初发生的那种变化向相反方向发展 使生态系统达到并保持相对稳定 5 任何生态系统 包括生物圈 的自我调节能力都是有一定限度的 只是大小不同而已 6 强调 生态系统稳定性高低 时 必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性 因为二者一般呈负相关 考向生态系统稳定性的调节 判断和应用1 2015 福建模拟 为探究废水污染对农田土壤动物类群的影响 在距受污染河流同侧不同距离的农田进行调查 结果如表所示 下列叙述错误的是 a 在调查点中间段的农田恢复力稳定性最强b 土壤污染物浓度越高 动物类群的丰富度越小c 受污染的农田土壤中仍存在动物 说明该生态系统具有一定的抵抗力稳定性d 水污染会降低土壤动物的种群数和个体总数 解析由表中信息可知 随着离污染河流距离的增加 污染程度降低 动物种群数和个体总数均呈现增加趋势 抵抗力稳定性越强 恢复力稳定性越弱 a错误 由表中信息可知 离污染河流的距离越近 土壤污染物浓度越高 动物种群数越少 动物类群的丰富度越小 b正确 受污染的农田土壤中仍存在动物 说明该生态系统具有一定的抵抗力稳定性 c正确 由表中信息可知 离污染河流的距离越近 农田土壤动物的种群数和个体总数越少 说明水污染会降低土壤动物的种群数和个体总数 d正确 答案a 2 组合改编题 如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后 生态系统稳定性的变化 下列说法错误的是 a 在受到干扰之前 曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力b 在受到干扰后 曲线偏离正常范围越晚和幅度越小 说明生态系统的抵抗力稳定性越高c s2所代表的面积越大 生态系统的恢复力稳定性越高d s3所代表的面积越小 生态系统的稳定性越高 解析由于生态系统具有一定的自我调节能力 因此 生态系统具有一定的稳定性 a正确 生态系统的抵抗力稳定性越高 受到干扰后 曲线偏离正常范围的时间越晚 幅度越小 b正确 生态系统的恢复力稳定性越高 受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短 曲线围成的面积s2越小 c错误 读图可知 s3所代表的面积越小 生态系统的稳定性越高 d正确 答案c 1 实验原理 1 生态缸中必须包括生态系统的 成分 特别需要注意必须有足够的 2 各种生物之间以及生物与无机环境之间 必须能够进行 3 生物之间要有合适的食物链结构 生物的数量 4 生态缸必须是 的 这样可保证生态缸中能获得充足的太阳能 当然 生态缸一定要 防止外界生物或非生物因素的干扰 考点4设计并制作生态缸 观察其稳定性 四种 分解者 物质循环和能量流动 不宜过多 透明 封闭 2 实验流程 特别提醒 考向实验分析1 为观察生态系统的稳定性 设计4个密闭 透明的生态瓶 各瓶内的组成和条件见表 经过一段时间的培养和观测后 发现甲瓶是最稳定的生态系统 注 表示有 表示无 请回答以下问题 1 乙瓶中 藻类的种群密度变化趋势为 原因是 2 丙瓶比甲瓶有较多的有机物 原因是 3 丁瓶与甲瓶相比 氧气含量 原因是 4 根据观测结果 得出结论 解析 1 乙瓶缺少光 藻类的种群密度将减小 2 丙瓶与甲瓶相比缺少泥沙 即缺少分解者 无法将更多的有机物进行分解 所以有机物会大量积累 3 丁瓶与甲瓶的条件相比惟一区别是丁瓶中含有小鱼 因为小鱼进行呼吸要消耗部分氧气 所以丁瓶中氧气含量较低 4 生态瓶的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配 在光照条件下 水草 藻类作为生产者进行光合作用 消耗水中的二氧化碳 释放出氧气 同时将无机物转化成有机物 为消费者 浮游动物和小鱼提供氧气和食物 泥沙中含有微生物 分解者 可将水中的有机物分解成无机物 实现瓶内的物质循环 答案 1 减小缺乏光照 生产者无法进行光合作用 2 没有微生物的分解作用 3 少小鱼呼吸要消耗部分氧气 4 生产者和分解者是生态系统的重要组成成分 光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件 2 某生物兴趣小组的同学用河水 池泥 水藻 植食性小鱼 广口瓶 凡士林等材料制作了3个生态瓶 如下图所示 下列说法中错误的是 a 甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少b 乙瓶中的生物存活的时间相对较长c 丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中d 若想维持生态平衡 丙瓶不应放在黑暗中解析甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多 答案a 1 2015 江苏高考 下列关于种群 群落和生态系统的叙述 正确的是a 五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度b 就食性而言 杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类c 就生态系统结构而言 生态瓶的稳定性取决于物种数d 变色龙变化体色 主要是向同类传递行为信息 真题集训 解析蜘蛛种群密度的调查适于使用标志重捕法 五点取样法属于样方法 a错误 杂食性鸟类由于食物范围广 受环境影响较小 其数量波动小于其他食性的鸟类 b正确 就生态系统结构而言 生态瓶的稳定性主要取决于生产者 消费者和分解者的合理搭配 并非物种数目越多越稳定 c错误 变色龙的体色变化是基于和环境同步 并非向同类传递行为信息 d错误 答案b 2 2015 新课标全国卷 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以及生物成分 a项不符合题意 生态系统相对稳定时 仍有能量的输入和散失 b项符合题意 信息传递能调节生物的种间关系 以维持生态系统的相对稳定 c项不符合题意 负反馈调节使生态系统达到和保持相对稳定的状态 d项不符合题意 答案b 3 2015 重庆高考 欧洲兔曾被无意携入澳洲大草原 对袋鼠等本地生物造成极大威胁 据题图回答下列问题 1 0 起始年 a年 欧洲兔种群数量每年以一定的倍数 增长 若起始年种群数量为24只 则a年种群数量na 若不加以防治 将导致该草原生态系统的 锐减 2 a年引入狐狸防治兔灾 据a b年欧洲兔和袋鼠数量的变化推测 狐狸和袋鼠的种间关系为 3 c年控制狐狸数量 并引入仅对欧洲兔致命的黏液瘤病毒后 草原生态系统逐渐恢复稳定 这体现了生态系统具有自我调节能力 其调节方式是 4 d年后 欧洲兔种群数量回升 最可能的原因是 解析本题主要考查了种群 j 型增长的数学模型 生态系统稳态 种间关系 生态系统的负反馈调节 定向选择与生物进化等知识 1 依据公式 na n0 t na 24 t a 故a年种群数量na 24 a 若不对欧洲兔加以防治 随着欧洲兔数量的剧增 将会破坏草原生态系统的稳定性 导致草原生态系统的生物多样性锐减 2 分析题图可知 在a年时 引入狐狸防治兔灾 欧洲兔种群数量得到有效控制 缓解了袋鼠的竞争压力 但袋鼠的种群数量仍为下降趋势 由此推测狐狸与袋鼠之间为捕食关系 3 欧洲兔数量剧增 生态平衡被破坏 引入黏液瘤病毒 欧洲兔