高三一轮复习生物生态系统的物质循环信息传递和稳定性课件

第32讲生态系统的物质循环、

信息传递和稳定性[课标要求]1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。5.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。6.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。7.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定。8.实验：设计并制作生态瓶，观察和比较不同生态瓶中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因。考点要求考题统计考情分析物质循环、信息传递2023，辽宁、江苏、北京、山东、湖南、湖北、广东、全国，2023，北京、浙江，填空,2022，天津、辽宁、北京、山东、湖南、浙江、广东2022，天津、江苏、北京、湖北，填空本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关生态系统的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。生态系统的稳定性2023，浙江，选择2023，天津、全国、浙江，填空2022，江苏、河北，选择构思维导图生态系统的信息传递生态系统的稳定性考点一生态系统的物质循环目录CONTENTS考点二考点三重温高考真题演练考点四实验:设计制作生态缸,观察其稳定性

1．生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环(）

2．与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等。()

3．非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。 ()

4．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。

()×√√√5．利用性外激素诱杀害虫属于化学防治。

()6．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。

()7．一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高。()8．就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数。

()×√××课前小热身思考：人呼出的二氧化碳能到哪里去,又是怎样进入人体内的？食物人体的细胞呼吸大气CO2库植物的光合作用考点一

生态系统的物质循环任务一、阅读教材P62第一段及碳循环示意图，讨论完成下列问题？1.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？2.碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？（请用关键词、线段、箭头、方框等构建碳循环的模型。）3.你如何看待人类活动对碳循环的影响？主要是CO2和碳酸盐、含碳有机物大气中的CO2水圈中的CO2燃烧光合作用呼吸作用植物动物摄食分解作用呼吸作用

煤、石油等化石燃料化能合成作用生产者消费者分解者动植物的遗体和排出物→←化石燃料的开采和使用人类活动增加或减少大气中二氧化碳含量增加减少天然林保护工程垃圾分类回收退耕还林还草沙漠治理行动无废弃物农业发展清洁能源（2）进入生物群落的途径：（3）碳在生物群落内传递的途径：食物链（网）生产者的光合作用、化能合成作用（1）流动形式：①生物群落与非生物环境之间：CO2、碳酸盐②生物群落内部：含碳有机物CO2(5)碳循环的形式：（4）碳返回非生物环境的途径：分解者的分解作用生产者、消费者的呼吸作用化石燃料的燃烧非生物环境（CO2）生物群落（有机物）光合作用、化能合成作用呼吸作用、分解作用1、碳循环考点一

生态系统的物质循环(1)概念：

组成生物体的

等基本元素，在不断进行着从

到

，又从

的循环过程。非生物环境C、H、O、N、P、S生物群落生物群落到非生物环境循环往复，全球性(2)循环特点：无机环境生物群落组成生物体的C、H、ON、P、S等化学元素强调：这里的生态系统是指生物圈2、物质循环(3)温室效应

秸秆还田，增加农田土壤储碳量引起全球性的气候变化世界范围内,化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放,加剧了温室效应。

减少化石燃料的燃烧；开发清洁能源解决思路危害原因温室效应大力植树种草,提高森林覆盖率①途径：

(网)。生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或

的化合物，使其在机体内浓度

环境浓度的现象，称作生物富集。难以降解超过食物链②实例——铅的富集过程①最终积累在食物链

。②全球性。顶端3、生物富集(1)生物富集的概念(3)富集的过程(4)特点(2)条件化学性质稳定；能够被生物体吸收；不易被排出(5)常见物质：重金属，如Pb、Cd、Hg等；化学农药，如DDT、六六六等。任务二、阅读教材P65，列表比较它们的关系？项目能量流动物质循环生物富集范围生态系统________生物圈生态系统________特点______________________________________________________________形式_________________________________不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物过程沿食物链(网)________________________________沿食物链(网)各营养级各营养级单向流动，逐级递减全球性、循环往复利用单向流动、逐级积累、全球性光能→化学能→热能无机物↔有机物在生物群落与非生物环境间往复循环4、能量流动、物质循环和生物富集的关系联系①在群落中它们的流动渠道都是

，且__________

；②能量的

，离不开

；③物质是

，能量是______________

；④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集食物链和食物网相互联系，同时进行、相互依存，不可分割固定、储存、转移和释放物质的合成和分解能量沿食物链(网)流动的载体物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力，也是生物富集的动力项目案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A烧杯中加入30mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理(自然状态)B烧杯中加入30mL蒸馏水自变量土壤中是否含微生物溶液中是否含有分解淀粉的微生物实验现象在相同时间内实验组叶腐烂程度小于对照组碘液A1不变蓝B1变蓝斐林试剂A2产生砖红色沉淀B2不产生砖红色沉淀结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉5、探究土壤微生物的分解作用拓展：运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双箭头。生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。除大气中的CO2库外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。生产者大气中的CO2库消费者分解者生产者大气中的CO2库初级消费者

次级消费者分解者生产者大气中的CO2库三级

次级

初级消费者分解者考向1结合碳循环过程及特点，考查科学思维1．(2022·山东泰安)我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国将力争于2030年前实现碳达峰(CO2排放量达到峰值)，2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下图是生物圈碳循环示意图(图中生态系统的组成成分完整，但缺少部分途径)。下列相关分析错误的是(

)A．增加E对CO2的吸收量是实现碳中和的重要举措B．若增加途径“A→E”，则成分C表示分解者C．碳在E、D、B间主要以有机物的形式沿食物链单向流动D．增加途径“C→A”和“A→E”后即可表示完整的碳循环DB体内有机物两者消化吸收的能力和呼吸消耗的能量不同空间和资源有限下降(3)消费者能促进植物的传粉和种子传播，加快生态系统的__________。研究发现，N＋8年初级消费者的生物量远比N－1年的小，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。物质循环加拿大一枝黄花缺乏天敌，不能被初级消费者利用，且使本地生产者种类和数量减少，初级消费者因缺少食物，生物量减少①人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。②生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。考点二

生态系统的信息传递1.信息的概念：人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息2.信息的种类、特点、来源及实例(连线)：种类特点来源实例①物理信息

②化学信息③行为信息a.动物特殊行为b.物理过程传递c.信息素传递Ⅰ.动物代谢活动Ⅱ.动物异常表现行为Ⅲ.无机环境或生物A.生物碱、有机酸B.求偶炫耀C.光、声、温度、湿度考点二

生态系统的信息传递物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体！昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体都存在能传递信息的化学物质—信息素鲜艳颜色芳香气味嗅觉器官眼植物花朵蜜蜂光空气物理信息化学信息舞蹈眼侦察蜂其他蜜蜂光行为信息信息源信道信息受体信息的产生者信息的传输者信息的接收者生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生和交流，能够形成信息传递，即信息流。信息传递大多具有双向性的特点。3.信息传递的过程考点二

生态系统的信息传递热图分析据图分析生态系统的信息传递模型：(1)生态系统中的信息来源于_________

。(2)生态系统的信息传递的范围_______(填“包括”或“不包括”)细胞之间的传递。生物和非(3)生态系统的信息传递既存在于

，也发生在________

。信息传递的方向一般是

的。生物环境不包括同种生物之内不同生物之间双向矿质元素吸收和水分吸收的关系生命活动繁衍种间4.信息传递作用5.信息传递在农业生产中的应用(1)提高_________的产量。如利用模拟的_________吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉效率和结实率。(2)对_________进行控制。如利用___________诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。农畜产品动物信息有害动物昆虫信息素有害动物的防治项目能量流动物质循环信息传递特点__________________全球性、循环性往往是双向的途径______________多种地位生态系统的动力生态系统的基础决定能量流动和物质循环的方向和状态联系同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体单向流动、逐级递减食物链和食物网模式图归纳总结生态系统三大功能的关系(P69旁栏思考拓展)信息传递与物质循环、能量流动存在哪些差异？请详细说明。提示：三者的差异主要体现在以下3个方面：①途径不同。物质循环与能量流动主要通过食物链(网)进行，信息传递通过多

种途径进行。②特点不同。物质循环具有循环性、全球性的特点，能量流动具有单向流动、

逐级递减的特点，信息传递往往是双向的。③范围不同。物质循环的范围是整个生物圈，能量流动的范围是食物链(网)的

各营养级，信息传递的范围是生物与生物之间、生物与非生物环境之间。考向1结合信息传递的类型和作用，考查科学思维1．(2022·湖北五市联考)最新研究发现，蟋蟀通过求偶鸣叫辨认发出叫声的蟋蟀是否来自同一物种，并根据鸣叫质量选择交配对象，但交通噪音可使雌性双斑蟋对交配对象的选择变得不那么“挑剔”。相关叙述错误的是(

)A．同一地区的蟋蟀可能不止一个物种，不能自由交配和繁衍B．双斑蟋鸣叫求偶，体现了信息传递具有调节种间关系、维持生态系统稳定的功能C．噪音干扰最终可能降低双斑蟋的基因多样性，甚至导致种群灭绝D．噪音污染也可能影响人的行为选择和身心健康等B摄入量同化量呼吸量1.65×1097.80×1087.50×108该种群同化的能量中只有________%(保留小数点后一位)用于生长发育繁殖。3.8(2)单只沙漠蝗(一种短角蝗虫)单独生存时，其颜色为浅棕色，造成的破坏相对较小。然而，当环境适宜时，尤其是在大雨和龙卷风之后，大量蝗虫会聚集在同一地点，其颜色会转为粉红色(未成熟)，接着再转为黄色(成熟)，并形成虫群。这一过程被称为“群聚化”。从生态系统功能的角度分析，有序蝗群的形成与生态系统的________有关，生态系统的这一功能还能够调节____________________以维持生态系统的稳定。蝗虫能释放信息素促使蝗虫聚集，聚集的蝗虫导致信息素的释放量增加，进一步加剧了蝗虫的聚集，这种调节方式属于__________调节(填“正反馈”或“负反馈”)。(3)人类目前还没有对付大群蝗虫的可靠办法。虫群的出没和移动难以预测，它们往往会以非常快的速度横越辽阔且偏远的地区。人们可以通过飞机或无人机向虫群喷洒杀虫剂，且最佳战术是在蝗虫开始群聚前就喷洒杀虫剂，该方法杀虫率高、信息传递生物的种间关系正反馈灭杀范围广，缺点是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)。从生态系统能量流动的角度分析，消灭蝗虫可保证农业和畜牧业良性发展的意义是____________________________________________________________________。使蝗虫抗药性增强、农药药效降低、蝗虫天敌减少、环境污染加剧、破坏生态平衡等调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分生态平衡概念特征调节机制收支平衡功能平衡结构平衡生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态生态系统的各组分保持相对稳定

生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新。

在某生态系统中,植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。

在生态系统中普遍存在,是生态系统具有自我调节能力的基础，在生物群落与非生物环境之间也存在负反馈调节。

负反馈调节考点三

生态系统的稳定性1.生态平衡与生态系统的稳定性①定义：群落演替到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态，演替就不再进行了。此时的群落称为这个环境下的顶级群落。②特点：群落中各主要种群的出生率等于死亡率群落中能量的输入和输出相等。顶级群落比较项目正反馈调节负反馈调节调节方式结果实例分析加速最初发生变化的那种成分所发生的变化抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化常使生态系统远离稳态有利于生态系统保持相对稳定生态系统调节中正反馈和负反馈的比较①结构平衡②功能平衡③收支平衡特征生态平衡负反馈调节自我调节能力生态系统的稳定性原因基础生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。（教材P74黑体字）自我调节能力是有限的自我调节能力的大小与什么有关？生态系统营养结构越复杂，反馈调节的路径越多，调节就越精细，生态系统抵抗干扰的能力就越强。考点三

生态系统的稳定性1.生态平衡与生态系统的稳定性项目抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质

自身的结构与功能相对稳定

自身的结构与功能相对稳定核心

影响因素生态系统中物种丰富度

，营养结构越复杂，抵抗力稳定性

生态系统中物种丰富度

，营养结构越简单，恢复力稳定性______联系①相反关系：抵抗力稳定性

的生态系统，恢复力稳定性

，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。如图所示：保持恢复抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状越大越强越小越强弱强2.生态系统稳定性的类型特例：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系易错提醒大小大抵抗弱强总稳定性小恢复力小力(1)控制对生态系统的

强度，在不超过

的范围内，

利用生态系统。(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的

的投入，保证

的协调。干扰生态系统自我调节能力合理适度地物质、能量生态系统内部结构与功能3.提高生态系统稳定性的措施考点三

生态系统的稳定性(选择性必修2P76正文拓展)某地农业部门在防治棉铃虫的问题上提出了两种方案——Ⅰ.喷洒高效农药；Ⅱ.放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性？说明理由。放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度大爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从长远角度看，方案Ⅱ有利于提高农田生态系统的稳定性。生态系统稳定性的4个易混点

①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。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。②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。③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。④抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析：某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。考向1结合生态系统稳定性的分析，考查科学思维1．(2022·广东韶关)生活污水的科学治理是加快推进美丽乡村建设的重要环节。右图是某乡村河流随生活污水的流入，其溶解氧量(DO)、生物耗氧量(BOD)、无机物(富含N、P)的浓度变化情况。回答下列问题：(1)受到轻微污染时，河流能通过物理沉降等方式消除污染，但若持续排放生活污水会使下游水质不断恶化并难以恢复，这体现了生态系统的__________________是有一定限度的。(2)与B处相比，A处有机物浓度________。AB段水体中DO值上升的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________(答出一点即可)。(3)浮萍可作为家畜和家禽饲料，也可用于污水处理。浮萍属植物中有一种紫萍，不仅可以进行光合自养，还可以利用有机碳源进行异养。环保科研团队研究了三种营养模式下紫萍的有机物积累状况和紫萍对氮、磷的吸收率，实验设计以及结果如下表。自我调节能力较高藻类等生物数量增加，通过光合作用释放氧气(有机物减少，需氧型细菌数量下降，对溶解氧的消耗量减少)实验组编号营养模式培养液环境条件淀粉产量/(g·m－2)蛋白质产量/(g·m－2)氮吸收率/(mg·m－2)磷吸收率/(mg·m－2)1自养无机盐溶液16h光照8h黑暗6.4110.93133.628.12异养？？50.6113.84359.934.93自养与异养混合无机盐溶液、葡萄糖16h光照8h黑暗54.2140.59687.937.28①上表中编号2实验组培养液以及环境条件的设置应依次为____________________________。②结合表中数据分析可知，最有利于提高紫萍应用价值的营养模式是___________。环保部门尝试指导村民在下游BC段湖泊放养紫萍治理污水并获取家畜和家禽饲料，这一举措利用了生物多样性的____________________________________________价值。无机盐溶液、葡萄糖，24h黑暗自养与异养混合直接和间接考点四

设计制作生态缸,观察其稳定性1.小型生态缸(瓶)实验流程设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者)使生态缸中的生态系统能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间便于操作，且使缸内储备一定量的空气生态缸的采光应用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择的动物不宜过多，个体不宜太大减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量2.设计和制作生态缸的要求提醒：①观察稳定性，可通过观察动物、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由于生态缸极为简单，自我调节能力极差，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。考向2围绕设计并制作生态瓶，考查科学探究2．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。下列分析合理的是(

)生态瓶编号光照含微生物的泥沙浮游藻类水草浮游动物A＋＋＋＋＋B－＋＋＋＋注：“＋”表示有，“－”表示无。A．A瓶中的所有生物组成了食物网，而B瓶中所有生物组成一条食物链B．A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头C．B瓶浮游动物种群密度降低只是因为缺乏食物D．当A瓶中能量的输入≥能量的散失时，A瓶的生态系统处于稳定状态D1.(2021·北京，11)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是A.种植此类草本植物可以减少水土流失B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移重温高考真题演练B2.(2020·全国Ⅲ，6)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是A.消费者没有参与碳循环的过程B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节D.碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环A3.(2021·湖南，4)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是A.食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈

“J”形曲线B.图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间

的负反馈调节有关D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性B4.(2022·湖南卷)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使