生态系统的物质循环信息传递及其稳定性.docx
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生态系统的物质循环信息传递及其稳定性
[考纲要求] 1.生态系统中物质循环的基本规律及应用(Ⅱ)。
2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)。
3.生态系统的稳定性(Ⅱ)。
考点一 生态系统的物质循环
1.碳循环
(1)碳循环及存在形式
①在无机环境中:
主要以________________的形式存在。
②在生物群落内部:
以________________的形式传递。
③在生物群落和无机环境之间:
以________的形式循环。
(2)碳出入生物群落的途径
①碳进入生物群落的途径:
生产者的________________________________作用。
②碳返回无机环境的途径
(3)温室效应
①形成原因:
大量化石燃料的燃烧,大气中的______含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡。
②影响:
导致________________,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
2.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循环的过程。
(2)特点:
____________、反复利用、________________。
(3)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。
1.判断常考语句,澄清易混易错
(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( )
(2)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( )
(3)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,所以物质和能量都是循环往复的( )
(4)与碳循环有关的生理活动有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用等( )
(5)减少化石燃料的燃烧和大力植树造林都可以有效地缓解温室效应( )
2.分析命题热图,明确答题要点
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。
请据图思考下列问题:
(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。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(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?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)图中的字母分别表示什么过程?
________________________________________________________________________
1.物质循环与能量流动的不同
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)生物群落中物质和能量最终来自无机环境。
(2)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。
(3)连接生物群落和无机环境的两大成分——生产者和分解者;图示中未标出生产者还可以利用化学能进行化能合成作用。
(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,物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动。
(5)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。
命题点一 碳循环的过程及特点分析
1.(2016·湛江普通高考测试)下面为生态系统碳循环示意图,图中甲、乙、丙代表生态系统的成分,数字表示碳的流动。
有关叙述正确的是( )
A.图中生产者、乙、丙、甲构成了两条食物链
B.①②⑥⑦为CO2形式,③④⑤为有机物形式
C.③④⑤⑥⑦之和等于生产者同化的碳的总量
D.经③流向乙的碳全部储存于乙体内的有机物中
2.如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析不正确的是( )
A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B.a是消费者,c是生产者,各成分间以CO2的形式传递碳元素
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
碳循环图解中各成分的判断方法
先找双向箭头,具有双向箭头的是生产者和大气中的CO2库,二者中向内箭头多的是CO2库,向外箭头多的是生产者;再根据生产者和消费者均有箭头指向分解者,从而确定分解者和消费者,注意消费者可能会出现多级。
如:
图1—先根据双向箭头判断:
A和B应分别为生产者和大气中CO2库,再根据A→C判断:
C为消费者,D为分解者。
图2—根据A与C之间的双向箭头判断:
A是生产者,C是大气中CO2库。
根据A、B、D的箭头都流向E可进一步判断:
B是初级消费者,D是次级消费者,E是分解者。
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中能表示呼吸作用过程的只有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
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),该生态系统中( )
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
考点二 生态系统的信息传递
1.信息的概念:
指日常生活中,可以________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)
3.信息传递的作用
(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:
信息还能够调节生物的__________关系,以维持生态系统的________。
4.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。
1.判断常考语句,澄清易混易错
(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( )
2.分析命题热图,明确答题要点
如图为生态系统的信息传递模型,请据图思考下列问题:
(1)图中传递的“信息”来源有___________________________________________________。
(2)与生态系统的能量流动相比,信息传递在方向上有何特点?
________________________________________________________________________
(3)从图中看,信息传递的范围有哪些?
________________________________________________________________________
命题点一 信息种类的判断及应用分析
1.下列信息的传递中,与其他三种不属于同一类型的是( )
A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后,会发出聚集信息素,召唤同类来共同取食
B.榆树通过分泌一种化学物质,与栎树产生相互拮抗的现象
C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D.群居动物通过群体气味与其他群体相区别
2.下列关于生态系统中信息传递的叙述,正确的是( )
A.生态系统中的信息只能来源于同种或异种生物
B.植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息
C.动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息
D.牧草生长旺盛时,为食草动物提供采食信息,这对食草动物有利,对牧草不利
巧判生态系统信息传递的类型
(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。
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
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
能量流动、物质循环和信息传递的区别与联系
项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动、逐级递减
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
考点三 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,叫做生态系统的稳定性。
2.原因:
生态系统具有________________能力。
3.调节基础:
__________________。
4.特点:
调节能力有一定的________。
5.两种类型的比较
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
二者
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:
6.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,应实施相应的________________投入,保证生态系统________________________的协调。
7.设计和制作生态缸
设计要求
相关分析
生态缸一般是______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________,成分______
生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须______
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______不宜____,缸中的水量应__________,要留出一定的________
便于操作;缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的________光
防止水温过高导致水生植物死亡
1.判断常考语句,澄清易混易错
(1)害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节( )
(2)落叶阔叶林、针阔叶混交林和针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( )
(3)生态系统中组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强( )
(4)污染的湖泊,鱼类大量死亡,腐生细菌增多,进一步加重污染,这种调节是负反馈调节( )
(5)下图每种生物的数量不是绝对不变的,而是在一定范围内波动,说明生态系统结构的稳定是相对的( )
2.分析命题热图,明确答题要点
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?
热带雨林和草原相比,谁的y值更大?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)x含义是什么?
与稳定性有何关系?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)TS与生态系统总稳定性之间的关系是怎样的?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
命题点一 反馈调节的实例分析
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
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( )
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
生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
比较
项目
正反馈调节
负反馈调节
调节
方式
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
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
实例
分析
命题点二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
3.如图所示为不同生态系统在相同的环境条件变化下,甲和乙两个生物群落所表现出来的反应。
据图分析,下列说法正确的是( )
A.甲生物群落的生物多样性高于乙生物群落的
B.甲和乙群落所在生态系统稳定性不同,生物种类完全不同
C.不同群落内部的负反馈调节维持着不同生态系统的稳定性
D.甲所在的生态系统抵抗力稳定性弱,则其恢复力稳定性一定强
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
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。
命题点三 生态缸的制作和稳定性的判断
5.(2014·海南,9)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CO2
C.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
6.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
在“设计并制作生态瓶,观察生态系统稳定性”的研究活动中,甲、乙两组同学分别进行了如下实验。
请分析回答:
(1)甲组同学设计了3个密封、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表。
经过一段时间的培养和观察后,发现①瓶生态系统是最稳定的。
生态系统组成
光
水草
藻类
小金鱼
泥沙
生态瓶编号
①
+
+
+
+
+
②
-
+
+
+
+
③
+
+
+
+
-
注:
“+”表示有,“-”表示无。
a.本实验的自变量是____________、____________。
b.本实验的观察指标最好选择观察___________________________________________。
c.本实验可以得出的结论是________________________________________。
(2)乙组同学为了探究某玻璃厂排出的废水对生态系统稳定性的影响,利用下列材料进行探究。
实验材料:
废水、带盖的透明玻璃瓶(500mL)、水草、小金鱼、泥沙、凡士林、纯净水。
实验方案:
①取三个相同的洁净的透明玻璃瓶,并__________。
②向1、2号瓶内注入1cm厚的同种泥沙,再加入300mL废水,3号瓶内注入1cm厚的同种泥沙,再加入__________________。
③向每只瓶内放入相同的新鲜水草、1条小金鱼。
④在瓶盖周围涂上凡士林,盖紧瓶口,再在瓶口周围涂上一层凡士林。
⑤放置在________________的、有______________的地方培养,注意不要移动位置。
⑥每隔一段时间观察并作记录。
实验结果及结论:
①如果________________________________________________________________________,
则说明废水能破坏生态系统的稳定性。
②如果1、2、3号玻璃瓶中的水草和小金鱼生存正常,则说明__________________________。
1.实验设计方案
2.实验设计的一般步骤
(1)取材、分组、编号:
取材时要注意数量和生理及发育状态相同,用具要相同等。
(2)相同处理和不同处理:
根据实验变量设置对照(注意:
单一因素不同,其他因素相同且适宜)。
(3)进一步的相同处理:
其他因素相同且适宜的继续处理。
(4)检测、观察、统计、比较:
必须找出具体的观察和记录对象,观察、记录、统计、比较实验数据和现象。
有人认为黄河中下游流域水体富营养化的原因与水质中富含N、P等矿质元素有关。
为了证明水体富营养化是由氮和磷引起的,因此设计了下面实验:
从泛着绿色的池塘中取水,并进行如下处理:
A.静置4小时,倒去上清液,留下藻类,加清水。
如此重复3次;
B.再加水至1000mL,混匀后分装于甲、乙、丙、丁四个烧杯中;
C.在甲烧杯中加0.3g洗衣粉(含P);在乙烧杯中________________;在丙烧杯中加0.15g洗衣粉和0.15g尿素;丁烧杯中________________________________________;
D.将甲、乙、丙、丁四个烧杯置于向阳的窗台上培养5天,取得水样。
请完成以上实验过程,并回答以下问题:
(1)“A”步骤处理的目的是__________________________________________________。
(2)你预计甲、乙、丙、丁四个烧杯中藻类密度最大的是__________,理由是____________
_________________。
[构建知识网络]
[必背答题语句]
1.生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种元素在无机环境和生物群落之间循环往复的现象。
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.生态系统的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。
4.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,二者呈负相关。
5.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.为修复长期使用农药导致有机物污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。
下列相关叙述中错误的是( )
A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性,提高土壤生态系统的稳定性
B.该菌剂减少了残留农药进入农作物,一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C.土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度
D.农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值
2.(2015·全国Ⅱ,4)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
3.下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,正确的是( )
A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点
B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C.食物链各营养级中10%~20%的能量会被分解者利用
D.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
4.(2014·天津,3)如图a、b分别为农村和城市生态系统的生物量(生命物质总量)金字塔示意图。
下列叙述正确的是( )
A.两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系
B.两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成
C.城市生态系统不
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