2020届高考生物一轮复习讲义 第9单元 第31讲生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
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1、第31讲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()。2.生态系统中的信息传递()。3.生态系统的稳定性()。考点一生态系统的物质循环1概念2碳循环(1)碳循环及存在形式在生物群落和无机环境间:主要以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)碳进入生物群落的途径:生产者的光合作用和化能合成作用。(3)碳返回无机环境的途径生产者、消费者的呼吸作用。分解者的分解作用(实质是呼吸作用)。化石燃料的燃烧。3碳循环的破坏温室效应(1)形成原因:化石燃料的大量燃烧,导致大气中的CO2含量迅速增加,打破
2、了生物圈中碳循环的平衡。(2)影响:使气温升高,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。(3)解决思路减少化石燃料的使用,开发清洁能源。大力植树造林。4物质循环与能量流动的区别与联系(1)比较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)联系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。物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动。能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成
3、与分解等过程。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。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。1有关碳循环的判断(1)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环()(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)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
4、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库,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?提示碳在甲、乙、丙之
5、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代表呼吸作用,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。命题点一碳循环的过程分析1(2018山东实验中学调研)如图为某生态系统的碳循环示意图(表示生态系统的成分,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过程实现的C图中以CO2的形式进行的过程有过程,以含碳有机物的形式进行的过程有D图中由生产者、和构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的答案B解析图中、分别为大
6、气中的CO2库、初级消费者、次级消费者和分解者。图中缺少、直接到的碳循环路径(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过程(如光合作用)固定的,B项正确;图中过程以CO2的形式进行,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,D项错误。2某生态系统碳循环的部分示意图如下:回答下列问题:(1)图中的字母_表示大气中的CO2库,由于许多因素的影响,使其含量夏季_(填“高于”或“低于”)冬季。(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落,再被图中的A、B的_和C的分解作用以及E的燃烧,转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处
7、在正常演替过程中,生产者吸收的CO2量_(填“大于”或“小于”)整个生物群落排放的CO2量。(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图,可将D的含义改为_,其他字母及文字代表的含义不变,还需要修改之处有:增加“光A”、取消“ED”、_。答案(1)D低于(2)呼吸作用大于(3)无机环境取消“DA”解析(1)题图显示:A、B、C、E均有箭头指向D,说明D表示大气中的CO2库。A、D之间是双向箭头,A、B死的有机物可被C利用,说明A是生产者,C是分解者,进而推知:B是消费者,E为化石燃料的燃烧。由于许多因素的影响,特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛,使夏季大气中CO2的含量低于冬季。(2)CO
8、2被生产者吸收,通过光合作用转变成体内的含碳有机物进入生物群落,再被图中的A所示的生产者、B所示的消费者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化石燃料的燃烧,转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中,则随着演替的进行,生物的种类和数量,特别是生产者的种类和数量逐渐增多,因此生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量。(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图,可将D的含义改为无机环境,其他字母及文字代表的含义不变。因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动,所以还需要修改之处有:增加“光A”、取消“ED”、取
9、消“DA”。科学思维碳循环图解中各成分的判定方法(1)图中双向箭头代表生产者、大气中的CO2库,其中其他所有成分都指向的为大气中的CO2库,即C为大气中的CO2库,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AD,图乙蕴含的食物链为ADE,图丙蕴含的食物链为ADEF。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
10、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、5C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,/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1中的过程3是分解者的分解作用,其实质也是呼吸作用,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D的数量会增加,增加后会导致生产者数量减少,D又会因食物减少而数量减少,最后趋于相对稳定状态,C项正确;图2中的和代表兔和狼的摄入量而不是
11、同化量,所以/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(2018西安一中期末考试)分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是()A能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量B能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返C物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动D碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的答案A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)3信息传递在生态系统中的作用及应用(1)变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信
12、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
13、向传递的特点。命题点一信息传递的类型和作用分析1(2018海南,19)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜前,对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述,错误的是()A小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息C小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息答案D解析激怒小鸟的信息是直接来自非生物的物理信息,D错误。2(2018银川一中高三二模)下列有关生态系统信息传递及应用的叙述,不正确的是()A利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用B利用昆虫信息素诱捕或警
14、示有害动物,降低害虫种群密度,属于化学防治C信息的传递能够调节生物种间关系,维持生态系统的稳定D短日照作物黄麻,南种北移可延长生长期,提高麻皮产量,是对物理信息的合理利用答案B解析用黑光灯诱捕来调查昆虫的种群密度,是利用昆虫的趋光性特点,这属于生态系统中物理信息传递的应用,A正确;利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度,属于生物防治,B错误;信息的传递能够调节生物种间关系,维持生态系统的稳定是生态系统中信息传递的意义之一,C正确;短日照作物黄麻,南种北移可延长生长期,是“日照长短”这个物理信息对黄麻植物的刺激引起的,D正确。科学思维生态系统中信息类型的辨析方法(1)涉及声音、颜色、
15、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
16、、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、碳的循环答案C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
17、种形式的信息传递答案A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循环流动、反复利用,信息传递往往是双向的。生命观念能量流动、物质循环和信息传递的关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。(2)特点:生态系统的自我调节能力是有限的,当
18、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(1)生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力,叫做抵抗力稳定性。(2)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,叫做恢复力稳定性。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。归纳整合抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较项目抵抗力稳定性恢复力稳定性实质保持自身结构、功能相对稳定恢复自身结构、功能相对稳定核心抵抗干
19、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,抵抗力稳定性越强一般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5.设计和制作生态缸设计要求相关分析生态缸一般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,成分齐全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;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(1)生物多样性高有利于提高生态系统的自我调节
20、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
21、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)热带雨林生态系统与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于(填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。(2)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大说明该稳定性越弱。(3)TS与生态系统总稳定性之间的关系是怎样的?提示TS可作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。命题点一生态系统内反馈调节实例的分析1生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。下列哪项不属于负反馈调节()A草原鼠的数量上
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