届高考生物一轮复习第九单元生物与环境第33讲生态系统的物质循环信息传递及其稳定性备考一体学案Word文件下载.docx
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（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）化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因（ √ ）
（4）如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环（ √ ）
（5）低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡（ √ ）
2．有关物质循环的判断
（1）生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环（ ×
（2）物质循环的范围是生物圈（ √ ）
（3）物质循环和能量流动是两个相对独立的过程（ ×
（4）生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的（ ×
（5）物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力（ √ ）
如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。
请据图分析：
（1）甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？
并简述判断的理由。
提示 甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2，甲为生产者；
甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
（2）碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？
在甲（或乙或丙）与丁之间的流动形式又是什么？
提示 在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲（或乙或丙）与丁之间的流动形式是CO2。
（3）图中的字母分别表示什么过程？
提示 b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表细胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。
1．物质循环与能量流动的区别
项目
能量流动
物质循环
形式
太阳能→化学能→热能
过程
沿食物链（网）单向流动
在无机环境与生物群落之间反复循环
范围
生态系统各营养级
全球（生物圈）
特点
单向流动、逐级递减
全球性、反复循环
2.物质循环与能量流动的联系
（1）生物群落中的物质和能量最终来自无机环境。
（2）连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者；
图示中未标出某些生产者还可以利用化学能进行化能合成作用。
（3）二者均开始于生产者，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无机环境之间不断地循环往返。
（7）总体上来说，二者之间是相互依存、不可分割，并且同时进行的关系。
命题点一 碳循环的过程图解分析
1．如图为某生态系统的碳循环示意图（Ⅰ～Ⅳ表示生态系统的成分，①～⑧表示相关过程），下列叙述正确的是（ ）
A．图示的碳循环路径是完整的
B．流经该生态系统的总能量是通过①过程实现的
C．图中以CO2的形式进行的过程有①⑥⑦⑧过程，以含碳有机物的形式进行的过程有②③④⑤
D．图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向、逐级递减的
答案 B
解析 图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为大气中CO2、初级消费者、次级消费者和分解者。
图中缺少Ⅱ、Ⅲ直接到Ⅰ的碳循环路径（第二营养级和第三营养级的呼吸作用），故A项错误；
流经该生态系统的总能量是生产者通过①（如光合作用）固定的，B项正确；
图中①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以含碳有机物的形式进行，C项错误；
食物链中不包括分解者Ⅳ，D项错误。
2.（2018·
银川质检）如图为生物圈循环过程示意图，甲～丁表示生态系统的成分，①～⑦表示过程。
下列叙述正确的是（ ）
A．①、⑤、⑥表示呼吸作用
B．①和②的速率基本相等
C．甲→丙→丁构成捕食食物链
D．③、④、⑦过程中碳以有机物的形式传递
答案 D
解析 ①是碳元素进入生物群落的光合作用或化能合成作用，⑤、⑥表示呼吸作用，A项错误；
若碳循环能保持平衡，则①和②⑤⑥的速率基本相等，B项错误；
丁是分解者，不能和其他生物构成捕食食物链，C项错误；
③、④、⑦是群落内部的碳的流动，以有机物的形式传递，D项正确。
辨析碳循环过程中生态系统的各成分
（1）图中双向箭头代表生产者、大气中的CO2，其中其他所有成分都指向的为大气中的CO2，即C为大气中的CO2，A是生产者。
（2）除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。
（3）三个图的模式其实一致，复杂的地方在于消费者的划分，图甲中消费者只有D，图乙中消费者有D、E，图丙中消费者有D、E、F。
（4）图甲蕴含的食物链为A→D，图乙蕴含的食物链为A→D→E，图丙蕴含的食物链为A→D→E→F。
命题点二 物质循环和能量流动的关系分析
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、6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．在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者
B．图1中能表示细胞呼吸过程的只有2、4、5
C．如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定
D．在图2的食物链中，②/①的比值代表兔与狼（生物之间）的能量传递效率
答案 C
解析 图1中C是生产者，B是分解者，D是初级消费者，A是次级消费者，A项错误；
图中的过程3是分解者的分解作用，其实质也是细胞呼吸，B项错误；
如果次级消费者A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而使其数量减少，最后趋于相对稳定状态，C项正确；
图2中的①和②代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以②/①的比值不能代表兔与狼（生物之间）的能量传递效率，D项错误。
4．如图表示某生态系统（部分）的组成及物质和能量流向情况（秃鹫以动物尸体为食），下列叙述正确的是（ ）
A．M代表光能，N代表热能，P代表无机盐、CO2
B．共有4条捕食食物链，秃鹫所占有的营养级最多
C．图中狼与秃鹫之间能量传递效率一般为10%～20%
D．群落内部的负反馈调节维持着该生态系统的稳定性
解析 依据题意可知，该图表示某生态系统的组成及物质和能量的流向情况，所以M应表示光能和CO2等无机物，N表示生产者、消费者通过细胞呼吸散失的热能和CO2，P表示由分解者分解释放的热能和CO2等，A项错误；
秃鹫以动物尸体为食，说明秃鹫属于分解者，不参与捕食食物链的构成，因此图中只有1条捕食食物链，B项错误；
能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般为10%～20%，但秃鹫属于分解者，C项错误；
群落内部的负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，维持着该生态系统的稳定性，D项正确。
考点二 生态系统的信息传递
1．信息的概念：
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）
拓展延伸 生态系统信息传递类型的辨析
（1）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。
（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”者均属于行为信息。
（4）若在影响视线的环境中（如深山密林），生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
（5）若在噪音嘈杂的环境（如洪水、瀑布旁），生物多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。
3．信息传递在生态系统中的作用及应用
归纳整合 能量流动、物质循环和信息传递的关系
信息传递
循环流动、反复利用
往往是双向的
途径
食物链和食物网
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
（1）变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息（ ×
（2）能量流动是单向的，物质循环和信息传递都是双向的（ ×
（3）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（ √ ）
（4）羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定（ √ ）
（5）通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量（ √ ）
据图分析生态系统的信息传递模型
（1）图中“信息”可来自何处？
提示 生物或无机环境。
（2）从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？
提示 不是，在生物与生物之间以及生物与无机环境之间都能发生信息传递。
（3）从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？
提示 具有双向传递的特点。
命题点一 生态系统信息传递的判断
1．信息传递在生态系统中具有重要作用。
下列对信息传递的表述错误的是（ ）
A．雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾属于行为信息
B．鸟类的鸣叫声属于物理信息
C．金钱豹尿液所散发出的气味属于化学信息
D．信息传递可以双向进行
答案 A
解析 雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾属于化学信息，A项错误；
鸟类的鸣叫声属于物理信息，B项正确；
金钱豹尿液散发出气味是通过化学物质传递的，属于化学信息，C项正确；
信息传递可以双向进行，D项正确。
2．（2017·
济南模拟）下列关于生态系统的信息传递的叙述中，正确的是（ ）
A．动物的特殊行为能够对同种或异种生物传递信息
B．生态系统中物理信息的来源只能来自无机环境
C．动物通过嗅觉发现天敌属于行为信息的传递
D．利用昆虫信息素诱捕有害动物属于化学防治
解析 生态系统的信息传递发生在生物与生物之间或生物与无机环境之间，动物的特殊行为能够对同种或异种生物传递信息，A项正确；
生态系统中物理信息的来源是无机环境或生物，B项错误；
动物通过嗅觉发现天敌属于化学信息的传递，C项错误；
利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治，D项错误。
命题点二 生态系统的能量流动、物质循环和信息传递的比较
3．如图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则图甲、图乙、图丙可依次表示（ ）
A．能量流动、碳的循环、信息传递
B．能量流动、信息传递、碳的循环
C．碳的循环、能量流动、信息传递
D．信息传递、能量流动、碳的循环
解析 生态系统的碳循环具有循环往复、全球性的特点，在生物群落内是单向的，图甲可表示碳的循环；
在生态系统内能量流动是单向的，图乙可表示能量流动；
而生态系统的信息传递，不论是在生物与无机环境之间还是在生物与生物之间都是双向的，图丙可表示信息传递。
4．如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是（ ）
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递
C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
解析 能量流动的特点是单向流动、逐级递减，而物质循环的特点是反复出现、循环流动的，信息传递往往是双向的。
考点三 生态系统的稳定性
1．概念：
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2．形成原因：
生态系统具有一定的自我调节能力。
（1）基础：
负反馈调节，在生态系统中普遍存在。
生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。
3．类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身的结构与功能相对稳定
恢复自身的结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
影响
因素
生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强
生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强
二者联系
①相反关系：
抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，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：
4.提高生态系统稳定性的措施
（1）控制对生态系统干扰的程度，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。
（2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
5．设计和制作生态瓶
设计要求
相关分析
生态瓶一般是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态瓶中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全
生态瓶中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态瓶的材料必须透明
为光合作用提供光能；
保持生态瓶内温度；
便于观察
生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应适宜，要留出一定的空间
便于操作；
瓶内储备一定量的空气
生态瓶的采光用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
（1）生物多样性高有利于提高生态系统的自我调节能力（ √ ）
（2）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（ √ ）
（3）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（ ×
（4）自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高（ ×
（5）生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强（ ×
（6）森林生态系统的抵抗力稳定性要比草原生态系统高（ √ ）
（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）极地苔原由于物种组成单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低（ √ ）
（9）河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性（ ×
（10）落叶阔叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低（ ×
下图表示受到干扰后，生态系统功能的变化图，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，请分析：
（1）图中y的含义是什么？
提示 y表示受到干扰时偏离正常范围的大小，偏离的越大，抵抗力稳定性越弱，反之，抵抗力稳定性强。
（2）x含义是什么？
与稳定性有何关系？
提示 x表示恢复到原状态所需的时间；
x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。
（3）TS与生态系统总稳定性之间的关系是怎样的？
提示 TS可做为总稳定性的定量指标，面积越大，生态系统的总稳定性越低。
命题点一 反馈调节实例的分析
1．某海域随着气温升高，藻类大量繁殖，食藻浮游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少；
由于石油泄漏导致该海域大量海鱼死亡，进而加重了污染，导致更多水生生物死亡。
关于上述过程的叙述，正确的是（ ）
A．温度升高引起的变化不属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化属于负反馈调节
B．温度升高引起的变化属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化不属于负反馈调节
C．温度升高和石油泄漏引起的变化均属于负反馈调节
D．温度升高和石油泄漏引起的变化均不属于负反馈调节
解析 温度升高导致藻类大量繁殖，食藻浮游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少，调节的结果是藻类和浮游动物都恢复到最初的数量，维持相对稳定状态，属于负反馈调节；
石油泄漏引起大量海鱼死亡，进而加重了污染，导致更多水生生物死亡，水生生物的数量偏离了最初的状态，没有维持相对稳定，不属于负反馈调节。
2．（2018·
东莞模拟）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（ ）
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成分
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
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，即乙的增加会促使甲、丙的增加，甲、丙的增加会抑制乙的增加，而图B为正反馈调节，它会使生态系统偏离原有的稳态。
命题点二 生态系统稳定性的判断与分析
3．生态系统的一个重要特点是它常常趋向于稳态。
下图甲代表载畜量对草原中生产者的净生产量的影响（净生产量即生产者光合作用所制造的有机物总量与自身呼吸消耗量的差值）。
图乙表示生殖数量、死亡数量与种群大小的关系。
下列说法错误的是（ ）
A．从图甲可知，C点以后生态系统的稳态将受到破坏
B．从图甲可知，适量的放牧不会破坏草原生态系统的稳态
C．从图乙可知，P点时种群的年龄结构为衰退型
D．从图乙可知，F点表示该环境所能维持的种群最大数量
解析 根据图甲可知，C点以后生产者的净生产量小于A点，生态系统的稳态将受到破坏，A项正确；
由图甲可知适量的放牧使生产者的净生产量增加，不会破坏草原生态系统的稳态，B项正确；
根据图乙可知P点时种群的出生率等于死亡率，其年龄结构为稳定型，C项错误；
F点表示该环境所能维持的种群最大数量，即“S”型曲线中的K值，D项正确。
4．如图为某一生态系统的稳定性图解，对此图理解不正确的是（ ）
A．一般情况下，b可代表恢复力稳定性
B．一般情况下，自我调节能力与a曲线相似
C．抵抗力稳定性与营养结构呈正相关
D．所有生态系统都符合这一数学模型
解析 一般情况下，营养结构越复杂，恢复力稳定性越弱，A项正确；
一般情况下，营养结构越复杂，自我调节能力越强，与a曲线相似，B项正确；
营养结构越复杂，抵抗力稳定性越大，二者呈正相关，C项正确；
北极苔原生态系统，营养结构简单，抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性也弱，不符合这一模型，D项错误。
判断生态系统稳定性的方法
（1）抵抗力稳定性强弱的判断
（2）恢复力稳定性强弱的判断：
一般与抵抗力稳定性成反比，但是也有例外，如极地苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱。
矫正易错 强记长句
1．物质循环的“物质”和“范围”
（1）参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。
（2）循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。
2．生态系统中物质循环和能量流动的起点和终点不同：
能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是热能散失；
而物质循环中的物质在无机环境与生物群落之间循环往返，无起点和终点。
3．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无机环境之间的传递。
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．引入新的物种不一定都会增强生态系统的抵抗力稳定性，如果引入的物种造成了生物入侵现象，生态系统反而会遭到破坏，从而降低生态系统的抵抗力稳定性。
1.生态系统的物质循环是指：
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。
2．碳元素在无机环境和生物群落之间是以CO2的形式循环的，在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。
3．生态系统中的物质是循环的，但农田生态系统还需要经常施肥的原因是：
农田中的农作物合成有机物（如蛋白质、磷脂等）时利用了土壤中的氮、磷等元素，这些元素随着粮食、瓜、果等输出农田生态系统，因此需要不断施入含氮、磷、钾等元素的肥料。
4．生态系统中的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。
5．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，一般情况下，二者呈负相关。
6．生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
重温高考 演练模拟
1．（2015·
高考题重组改编）下列关于生态系统稳定性的叙述中，正确的是（ ）
A．就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数
B．草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
C．负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
D．生态系统相对稳定时无能量的输入和散失
解析 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，A项错误；
与灌木阶段的群落相比，草本阶段的群落物种数目较少，自我调节能力较弱，B项错误；
生态系统相对稳定时，仍有能量的输入和散失，D项错误。
2．（2014·
广东，2）以下过程一定存在反馈调节的是（ ）
①胰岛素分泌量对血糖浓度的影响 ②运动强度对汗腺分泌的影响 ③降雨量对土壤动物存活率的影响 ④害虫数量对其天敌鸟类数量的影响
A．①②B．②③C．③④D．①④
解析 反馈调节是指在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作的调节方式。
血糖浓度的变化会作为信息调节胰岛素的分泌，①正确；
汗腺分泌的变化不能作为信息调节运动强度，②错误；
土壤动物存活率的变化不能作为信息调节降雨量，③错误；
害虫增多，其天敌鸟类数量增多，而鸟类的增多又可使害虫减少，即天敌鸟类数量的变化能作为信息调节害虫的数量，④正确。
故①④存在反馈调节，D项正确，A、B、C项错误。
3．关于生态系统的叙述，正确的是（ ）
A．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
B．生态系统中信息的种类包括：
物理信息、化学信息、生物信息
C．持续高温干旱能使农田生态系统固定的能量增加
D．正反馈调节能使生态系统保持平衡和稳态，而负反馈调节使生态系统失去了平衡状态
解析 生产者通过光合作用将无机物合成有机物，将太阳能转变为有机物中的化学能，这样能量就从无机环境进入到了生物群落，A项正确；
生态系统中的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息，B项错误；
持续高温干旱会导致农田生态系统固定
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