第2讲生态系统的物质循环、信息传递和稳定性

第2讲生态系统的物质循环、信息传递和稳定性考点定标1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。2．举例说明利用物质循环，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．解释生态系统具有维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。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．活动：(1)设计制作生态缸，观察其稳定性；(2)设计提高生态系统稳定性的方案。考情解码1.生态系统的物质循环2025·黑吉辽内蒙古卷·T23;2024·广东卷·T1;2024·安徽卷·T6；2023·广东卷·T13;2023·辽宁卷·T23;2023·天津卷·T132.生物富集2024·甘肃卷·T13;2023·湖北卷·T93.生态系统的信息传递2025·山东卷·T11;2024·广东卷·T8;2024·湖北卷·T7；2024·湖北卷·T7;2023·湖南卷·T4;2023·河北卷·T114.生态平衡及生态系统的稳定性2025·河北卷，T10;2024·湖南卷·T13;2023·湖南卷·T13；2023·全国乙卷·T31考点一生态系统的物质循环 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(2024·安徽卷，6D)磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环。()(2)(2024·甘肃卷，12)热带雨林物种组成和结构复杂，物质循环相对封闭。()(3)(湖北卷，7)水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放。()(4)(湖北卷，9C)通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级。()(5)(湖北卷，7B)水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放。()(6)(全国卷Ⅲ，6B、C)生产者的光合作用和微生物的呼吸作用都是碳循环的重要环节。()(7)(全国卷Ⅲ，6D改编)碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环。()(8)(北京卷，11)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．生态系统物质循环的概念2．碳循环(1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以________的形式循环。(2)过程图解(3)碳的存在形式及循环途径(4)参与碳循环的四种成分的判断判断的关键是找到具有双向箭头的两种成分，多个内指箭头可判断为大气中的二氧化碳库(不能写成“非生物环境”)，另一成分为生产者，然后再逐步分析，得出答案。师说解惑与物质循环有关的几个易误点(1)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。(2)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。(3)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)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。3．生物富集师说解惑图解温室效应和生物富集4．物质循环与能量流动的区别与联系师说解惑能量流动与物质循环的联系(1)生物群落中的物质和能量最终都来自非生物环境。(2)连接生物群落和非生物环境的两大成分是生产者和分解者；某些生产者还可以利用化学能进行化能合成作用(如硝化细菌)。(3)两者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物，固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链(网)一起进行。(4)能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。(5)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。(6)能量作为动力，使物质在生物群落和非生物环境之间不断地循环往返。(7)总体上来说，两者是同时进行、相互依存、不可分割的。5．探究土壤微生物的分解作用(1)实验原理土壤中存在的细菌、真菌等微生物是分解者，它们的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。(2)实验流程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__________处理A烧杯中加入30mL土壤浸出液对照组对土壤__________处理B烧杯中加入30mL蒸馏水自变量________________________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落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生__________BB1变蓝B2不产生__________结论分析微生物对落叶有________作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。(3)实验结论：土壤中的微生物具有分解作用。任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修2P63“与社会的联系”拓展)化石燃料的开采和使用大大增加了________的排放，加剧了________，引起________的气候变化。2．(选择性必修2P63“相关信息”延伸)DDT不易分解，易溶于脂肪并积累在动物________中，很难被排出体外，因此会______________________，使高营养级的生物体内含有较高浓度的DDT，科学家在南极的企鹅体内发现了DDT的存在，说明DDT参与了________，其具有________这一特点。3．(选择性必修2P67“拓展应用”T2)氮元素在生物群落与非生物环境间________(填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．(选择性必修2P64有关生物富集的延伸思考)(1)简述参与生物富集的物质及生物富集的途径。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以铅为例简述生物富集的原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)生物富集的特点是什么？它与能量流动有什么区别？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修2P63“与社会的联系”素材分析)生态系统碳平衡取决于生产者光合作用固定碳量与各种生物成分呼吸作用释放碳量的消长关系。若碳的固定量大于释放量，则该生态系统为碳汇；反之则该生态系统为碳源。下列叙述错误的是()A．碳在生物群落内部以含碳有机物的形式传递B．碳汇造林在一定程度上可以“抵消”全球的碳排放C．加快化石燃料的开采和使用是减少碳源的有效措施D．将农作物秸秆还田可以提高农田土壤中储碳量2.过程评价·考向题组练经典考向1结合碳循环过程，考查生命观念1．(全国卷Ⅲ，6改编)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二氧化碳形式循环2．下图是某生态系统的碳循环示意图，箭头表示碳流动的方向。下列叙述错误的是()A．碳在生物群落内主要以含碳有机物的形式流动B．甲固定的能量除呼吸消耗外，其余都流入下一营养级C.丙和乙的种间关系为捕食和种间竞争D．若缺少甲和丁，该生态系统将会崩溃考向2结合生物富集作用，考查科学探究3．(2024·甘肃卷，13)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照(镉含量0.82mg·kg－1)。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如表。下列叙述错误的是()镉浓度/(mg·kg－1)地上生物量/(g·m－2)地下生物量/(g·m－2)植物体镉含量/(mg·kg－1)植物A植物B植物A植物B植物A植物B对照120.7115.123.518.02.52.72101.642.515.27.210.15.55105.235.214.34.112.97.41097.428.312.12.327.411.6A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集B．与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物C．在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大D．若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大4．(2023·湖北卷，9)胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是()A．水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用B．在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降C．通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级D．在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态考点二生态系统的信息传递 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(河北卷，11A)幼年蜜蜂学习采蜜技巧，依赖生态系统中的信息传递。()(2)(湖南卷，4A)“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞”。油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶。()(3)(江苏卷，9C)在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。()(4)(海南卷，25A)某岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物。()(5)(江苏卷，6D)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。()(6)(2024·山东卷，11C)提高棉花体内某次生代谢物(对棉蚜有一定的毒害作用)的含量用于防治棉蚜属于化学防治。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．生态系统中信息的种类师说解惑判断信息种类的两种方法及辨析(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳、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)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。如蜜蜂跳舞。(4)若在影响视线的环境(如深山密林)中，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。(5)若在噪声嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种行为信息进行交流。2．信息传递的过程提醒①信息可以来源于非生物环境，也可以来源于同种生物，还可以来源于不同种生物。②生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。3．信息传递的作用4．信息传递在农业生产中的应用(1)应用和实例(2)控制动物危害的技术方法比较任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修2P70“思考·讨论”)莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长，说明________________________________。2．(选择性必修2P71正文拓展)狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修2P72“课外实践”探究应用)草原上某些雌性蛾类能通过特殊腺体分泌信息素，信息素可以通过空气传播来吸引雄蛾。该信息素在生态系统中的作用是______________________。利用以下实验材料及用具，设计实验验证昆虫之间存在化学信息的传递。实验材料及用具：空白的滤纸，放置过雌蛾的滤纸，敞口的玻璃瓶20个，雄蛾40只。(简要写出实验设计思路并预期实验结果)设计思路：________________________________________________________________________。预期结果：______________________________________。2.过程评价·考向题组练经典考向1围绕生态系统的信息传递，考查生命观念1．(2024·湖北卷，7)研究发现，某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征，相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征，在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是()A．芦鹀的鸣唱声属于物理信息B．求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果C．芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体D．和求偶有关的鸣唱特征的差异，表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离考向2围绕生态系统的信息传递的类型、作用及应用，考查社会责任2．(2024·广东卷，8)松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析错误的是()A．该过程中松树释放的信息应是化学信息B．3种生物凭借该信息相互联系形成食物链C．松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作D．该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定考点三生态平衡与生态系统的稳定性 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(2024·河北卷，17C)种植水生植物使白洋淀区食物网复杂化后，生态系统抵抗力稳定性增强。()(2)(2024·甘肃卷，12改编)热带雨林水热条件较好，在遭到严重砍伐退化后恢复相对较快。()(3)(海南卷，5B)珊瑚生态系统具有抵抗不良环境并保持原状的能力，这是恢复力稳定性的表现。()(4)(河北卷，12C)相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。()(5)(辽宁卷，11D)与自然草地相比，物种比较单一的人工草坪自我维持结构和功能相对稳定的能力较低。()(6)(河北卷，12C)湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。()(7)(江苏卷，15B)我国生物多样性较低的西部沙漠地区的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．生态平衡2．生态系统的稳定性3．生态系统稳定性的两种类型师说解惑1．与生态系统稳定性有关的5个易错点(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。一般来说，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)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。(4)抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关。在某些特殊生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。(5)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，如河流轻度污染后的净化；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。2．生态系统抵抗力稳定性大小的判断4．提高生态系统稳定性的措施5．设计和制作生态缸师说解惑(1)观察稳定性，可通过观察生态缸内生物种类及数量的变化、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。任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修2P73“问题探讨”延伸)紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，在入侵地却能疯长蔓延，导致入侵地生态平衡遭到破坏的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(选择性必修2P75正文拓展)一块管理良好的棉田与内蒙古草原上的草场相比，哪个抵抗力稳定性高？试说明判断理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(选择性必修2P76正文拓展)对于单一的农田生态系统，要想保持其相对稳定，需采取哪些措施？(至少写出两条)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．(选择性必修2P78“探究·实践”拓展)设计和制作生态缸时，需要考虑的生态系统的各组成成分有________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修2P77“拓展应用”变式训练)某江南水乡小城，曾经是一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上游淘米洗菜，在下游洗澡洗衣，河水的水质一直保持良好。20世纪70年代，由于大量生活污水和工业废水排入河道，水质恶化。20世纪90年代，当地采取多种措施进行控制，水质仍然较差。请基于对生态系统稳定性的认识，选出不正确的选项()A．生态系统的稳定性表现在两个方面：抵抗力稳定性和恢复力稳定性B．生态系统的结构处于相对稳定状态时即达到了生态平衡C．当地百姓在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍能保持清澈的原因是生态系统具有一定的自我调节能力D．20世纪90年代当地采取的措施没有明显的效果，可能原因是生态系统被破坏后，生物种类减少，营养结构越来越简单，生态系统稳定性难以恢复2.过程评价·考向题组练经典考向结合生态系统的稳定性分析，考查生命观念1．(2024·河北卷，17)通过系统性生态治理，如清淤补水、种植水生植物和投放有益微生物等措施，白洋淀湿地生态环境明显改善。下列叙述正确的是()A．清除淀区淤泥减少了系统中氮和磷的含量，可使水华发生概率降低B．对白洋淀补水后，可大力引入外来物种以提高生物多样性C．种植水生植物使淀区食物网复杂化后，生态系统抵抗力稳定性增强D．水中投放能降解有机污染物的有益微生物可促进物质循环2．生态平衡是一种动态平衡，包括结构和功能上的相对稳定。图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态。下列说法不正确的是()A．自然生态系统中，能量的输入依赖AB．一般而言，A、B