第31讲 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性

基础知识巩固考点互动探究考例考法直击教师备用习题,第31讲生态系统的物质循环、信息传递及稳定性,考试说明,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实验：探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替。,2实例碳循环图10311,一、生态系统的物质循环1概念(1)物质：组成生物体的_，如C、H、O、N、P、S等。(2)范围：生物群落和_之间。(3)特点：具有_。,链接教材,化学元素,无机环境,全球性,分解,呼吸,光合,生产者,分解者,链接教材,3与能量流动的关系(1)物质作为能量的_，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为_，使物质能够不断在生物群落和无机环境之间循环往返。(2)二者_进行，彼此_，不可分割。,二、生态系统的信息传递1信息的种类,载体,动力,同时,相互依存,cCaAbB,链接教材,2信息传递在生态系统中的作用,生命活动,繁衍,生物的种间关系,链接教材,3应用(1)提高_的产量。(2)对_进行控制。三、生态系统的稳定性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：_。4两个方面：抵抗力稳定性和_。5提高生态系统稳定性的措施(1)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_。(2)对人类利用强度较大的生态系统，实施相应的_投入，保证生态系统_的协调。,农产品或畜产品,有害动物,保持或恢复,自我调节,负反馈调节,恢复力稳定性,干扰,自我调节能力,物质、能量,内部结构与功能,衔接课堂,1正误辨析(1)生态系统的物质循环是指各种化合物在生物群落与无机环境之间往返循环。()(2)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。()(3)光照条件下，生态系统的能量流动和物质循环才可同时进行。()(4)生态系统的物理信息只来自无机环境。()(5)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息。()(6)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕田鼠，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。()(7)城市生态系统不具有自我调节能力，抵抗力稳定性低。()(8)生态系统中物种丰富度越高，食物网越复杂，其自我调节能力越强。()(9)荒漠生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较弱。(),答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9),解析(1)生态系统的物质循环是指组成生物体的各种基本元素在生物群落与无机环境之间往返循环。(3)非光照条件下，能量流动和物质循环也同时进行。(4)生态系统的物理信息是通过物理过程来传递的，如光、声、温度、湿度、磁力等，其既可来源于环境，也可来源于生物。(5)变色龙善于随环境的变化而改变自己的体色，既利于躲避敌害，又利于捕捉猎物，属于物理信息，并不是同类生物之间进行信息传递。(7)城市生态系统也具有自我调节能力。,衔接课堂,2联系生活(1)生态系统中的物质是循环的，为什么农民种田时还需要经常施肥？说出你的理由。(2)在田间施放大量人工合成的性引诱剂属于生物防治还是化学防治？说出你的理由。,答案(1)提示：物质循环具有全球性，是在生物圈内进行的。农田是一个相对范围较小的生态系统，其物质不一定能实现循环，同时农田中不断有粮食作物的输出，因此需要不断施加肥料。(2)提示：生物防治。在田间施放大量人工合成的性引诱剂，干扰害虫正常交尾，达到降低害虫数量的目的，属于生物防治，化学防治是指利用化学药物杀死害虫。,考点一生态系统的物质循环,碳循环的过程(1)碳的存在及循环形式在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。,(2)大气中CO2的来源和去路(3)温室效应的产生原因化石燃料的大量燃烧，产生二氧化碳。植被破坏，降低了对大气中二氧化碳的调节能力。其实质是大气中CO2来源和去路的动态平衡被打破，导致大气中CO2浓度升高。,2能量流动与物质循环的关系,考向1碳循环的过程及特点分析12016江西赣州考前冲刺关于生态系统的碳循环，下列说法错误的是()A碳循环具有全球性B碳在生物群落和无机环境间往复循环C碳只能通过动植物的呼吸作用返回到无机环境D碳从无机环境进入生物群落要通过生产者,典例追踪,答案,解析碳循环在整个生物圈进行循环，具有全球性；碳以二氧化碳形式在生物群落与无机环境之间往复循环；碳能通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧等形式返回到无机环境；碳从无机环境进入生物群落要通过生产者的光合作用或化能合成作用。,2图10312是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是()图10312,典例追踪,A生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足BA是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递C对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡D碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体,答案B,解析生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足；A是消费者，C是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式传递，在生物群落和无机环境之间以二氧化碳的形式循环；E为化石燃料，若对此过度开发利用会导致温室效应的产生；能量是物质循环的动力，物质是能量的载体。,方法突破“三看法”判断碳循环的各环节图10313,考向2能量流动与物质循环的综合分析32016陕西咸阳模拟下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中，正确的是()A使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用B物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的C碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的D食物链中初级消费者数量越多，次级消费者能够获得的能量就越少,典例追踪,答案,解析使用粪便作肥料，其被微生物分解产生的物质可以被植物利用，实现了物质的循环再生，但能量散失到大气中，A项错误。生态系统的能量是单向流动，不可循环利用的，B项错误。碳元素在生物群落与无机环境之间以二氧化碳的形式循环，C项正确。次级消费者能够获得的能量多少与初级消费者数量无关，D项错误。,42016辽宁丹东二模图10314为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图。据图分析回答下列问题：图10314,典例追踪,(1)图中表示_。(2)模式图中处箭头是否正确？_，理由是_。(3)如图中所示，鱼A在此农业生态系统中的成分是_。(4)生态农业比单一农业经济效益高，从能量流动的角度来看，是因为生态农业_。(5)在生态农场中，把蚕的排泄物经处理后作为农作物肥料，可以减少化肥的使用，使农作物增产，请从光合原理解释农作物增产的原因_。,答案(1)植物(桑)光合作用固定的太阳能(2)正确这一箭头表示池塘中的植物光合作用固定的太阳能(3)分解者(4)实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率(5)蚕排泄物中的有机物被土壤中微生物分解，产生二氧化碳(和无机盐)促进植物的光合作用,解析(1)图中“桑”表示植物(桑)光合作用固定的太阳能，能量由此流入生态系统(2)“池塘”指的是池塘中的植物光合作用固定的太阳能，这一箭头是正确的。(3)如图中所示，鱼A以蚕粪为食，属于分解者。(4)生态农业比单一农业经济效益高，从能量流动的角度来看，是因为生态农业实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。(5)在生态农场中，蚕排泄物中的有机物被土壤中微生物分解，产生二氧化碳(和无机盐)促进植物的光合作用，这样可以减少化肥的使用，使农作物增产。,考点二生态系统的能量流动的过程与特点分析,1.生态系统信息传递的“三点”归纳(1)范围：信息传递存在于生态系统各成分之间，如同种生物不同个体之间、不同种生物之间、生物与无机环境之间都可进行信息传递。(2)来源：信息可来自于无机环境，也可来自于生物。(3)方向：信息传递通常是双向的。,2.生态系统功能的比较,12016湖南株洲一模下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是()A任何生命形式，如果没接受信息，处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境B在农业生产中利用信息传递，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行杀灭C延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用D在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的,典例追踪,答案,解析生命活动的正常进行，离不开信息的作用，A项正确。信息传递在农业中的应用主要是提高农产品或畜产品的产量、对有害动物进行控制，但不能直接杀灭有害动物，B项错误。要提高黄麻产量应促进其营养生长而抑制其生殖生长，延长光照时间不利于短日照植物开花，因此有利于提高产量，C项正确。能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能，它们共同把生态系统的各个组分联成一个统一整体，D项正确。,方法突破判断信息传递的类型(1)若涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物的皮肤、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。(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。(3)若涉及“肢体语言”均属行为信息。,22016福建漳州二模下列属于对生态系统功能描述的是()生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗在植物鼠蛇这条食物链中，鼠是初级消费者、第二营养级蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜根瘤菌将大气中的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中ABCD,典例追踪,答案,解析生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗，属于生态系统的能量流动功能，正确；在植物鼠蛇这条食物链中，鼠是初级消费者、第二营养级，这里分析的是营养结构，不是生态系统的功能，错误；蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜，属于生态系统的信息传递功能中的行为信息，正确；根瘤菌将大气中的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中，属于生态系统的物质循环功能，正确。,考点三生态系统的稳定性,稳定性表现(1)结构相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般而言，相关种群数量呈周期性变化。(2)功能相对稳定：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。(3)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。,(2)负反馈是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，其结果有利于生态系统保持相对稳定。如图乙所示甲乙图10316,2生态系统稳定性的形成图10315说明：(1)正反馈是加速最初发生变化的那种成分所发生的变化，其结果是常使生态系统远离稳态。如图甲所示。,3两种稳定性的比较,考向1生态系统稳定性及其基础的分析12016广东湛江二模某自然保护区的生态系统能长时间保持相对稳定，则该生态系统最可能的状况是()A群落演替比较活跃B抵抗力稳定性较弱C食物链和食物网比较复杂D消费者的能量多于生产者的能量,典例追踪,答案,解析生态系统相对稳定，说明群落演替到顶极群落，物种丰富度高，有比较复杂的食物链和食物网，抵抗力稳定性较强，生产者的能量多于消费者的能量。,2图(A)为某草原生态系统中的反馈调节示意图，图(B)为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，下列分析不正确的是()图10317,典例追踪,A一个完整的生态系统，除了图(A)中所示的成分外，还应该包括分解者以及非生物的物质和能量B甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙甲丙C图(B)所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态D图(A)是负反馈调节，图B是正反馈调节,答案,解析图(A)所示为一条食物链，组成是乙甲丙，它们表示的是负反馈调节机制，而图(B)为正反馈调节，它会使生态系统偏离原有的稳态。,考向以曲线为载体分析生态系统稳定性的类型3图10318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。y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间；曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列说法错误的是()图10318,典例追踪,Ay值大小可作为生态系统抵抗力稳定性的定量指标B在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类有关，与数量也有一定的关系C一般情况下，对同一个生态系统来说，y值和x值之间呈正相关DTS值越大，这个生态系统的总稳定性越大,答案,解析y表示一个外来干扰使生态系统的功能偏离正常范围的大小，y值大小可作为生态系统抵抗力稳定性的定量指标，A项正确。x、y值的大小与生物种类和数量有关，生态系统中生物的种类和数量越多，营养结构(食物网)越复杂，自我调节能力越强，其抵抗力稳定性越强，B项正确。y的大小反映了生态系统的抵抗力稳定性大小，x表示生态系统受到干扰后功能恢复正常所需时间，对于同一个生态系统来说，y越大，抵抗力稳定性弱，则恢复到原来状态所需要的时间越长，C项正确。TS值是生态系统遭到破坏后偏离正常水平的程度，该值越小，则表示生态系统总稳定性越大，D项错误。,考点四实验：设计并制作生态缸，观察其稳定性,实验流程铺垫细沙注水放置动植物，密封生态缸将生态缸放置在室内通风、光线良好的地方观察记录生态缸内的生物种类与数量变化2设计要求及分析,3生态缸稳定性观察与分析(1)可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。,1为探究人工生态系统的稳定性，设计制作了生态瓶，相关的原理叙述错误的是()A要用无色透明玻璃瓶，保证能量能输入生态瓶B要定期通气，以保证各种生物的正常呼吸C要放在散射光处，以避免瓶内的温度过高D水量不能充满容器，以使瓶内储备一定量的空气,典例追踪,答案,解析要用无色透明玻璃瓶，保证能量能输入生态瓶，A项正确。生态系统的物质能够自给自足，故不需要定期通气，B项错误。要放在散射光处，以避免瓶内的温度过高，C项正确。瓶中的水量应为容器的4/5，要留出一定的空间，以使瓶内储备一定量的空气，D项正确。,22016湖北八校联考现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件见下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。下列有关说法正确的是()注：“”表示有，“”表示无。,典例追踪,A两个生态瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落BA瓶应放置在通风且光线良好，但避免阳光直射的位置C实验结果发现A瓶持续时间比B瓶长，原因是A瓶的物质和能量能自给自足D两组生态瓶进行对比实验，说明光照是所有生态系统必需的成分,答案,解析一定区域中全部生物的总和构成生物群落，因此A生态瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落，B生态瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了另一个生物群落；A瓶应放置在通风且光线良好，但避免阳光直射的位置；A瓶的能量不能自给自足；两组生态瓶进行对比实验，说明光照是这两个生态系统必需的成分，并不能说明是所有生态系统必需的成分。,12016全国卷在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是()A生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用C“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准,答案,解析本题以人与环境的和谐统一为素材，主要考查考生对生态系统的结构与功能等相关知识的理解。生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律，如物质循环在生物圈范围内循环往复，而能量流动则沿着食物链单向传递、逐级递减，A项正确。生态系统中的能量是不能反复利用的，B项错误。退耕还林、还草是为了处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展道路，体现了人与自然的和谐统一思想，C项正确。人可以改造和利用自然，但要以保持生态系统的稳定为前提，D项正确。,22014海南卷将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中，密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述，错误的是()A植物为鱼的生存提供氧气B鱼可为植物的光合作用提供CO2C能量流动可以从植物到鱼，也可以由鱼到植物D若该玻璃缸长期置于黑暗中，鱼和植物将会死亡,答案,解析植物光合作用产生的氧气可为鱼的生存提供条件，A项正确。鱼是异养需氧型生物，呼吸作用产生的CO2可为植物光合作用提供原料，B项正确。在玻璃缸中，能量来源于植物的光合作用，由植物流向小鱼，不能逆向流动，C项错误。生物的生存离不开能量的供应，而一个生态系统的能量来源于植物的光合作用，故长期黑暗，鱼和植物均会死亡，D项正确。,1生态系统自我调节能力的强弱取决于()A生产者和消费者的数量B生态系统营养结构的复杂程度C非生物的物质和能量水平D生产者和分解者的数量及种类,解析B食物网越复杂，处于同一营养级的物种就越多，当其中某一物种大量减少时，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种其他生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态，故生态系统中的营养结构越复杂，其自我调节能力就越强。,2下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是()A无机环境中的物质可以被生物群落反复利用B物质循环和能量流动互不相关C物质循环流动、能量单向流动D碳循环具有全球性,解析B物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程；能量流动和物质循环是生态系统的两大功能，二者是同时进行，彼此相互依存，不可分割的；生态系统中物质循环流动，而能量沿食物链流动是单向传递、逐级递减的；物质循环具有全球性。,3下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是()A自然生态系统常常趋向于稳态的方向发展B自我调节能力是生态系统实现稳态的基础C生态系统保持稳态不需要外界的能量输入D生态系统营养结构越复杂自我调节能力越强,解析C生态系统具有保持或恢复自身结