新人教生物一轮复习学案：第33讲 生态系统的物质循环（教师版）

新人教生物一轮复习学案
第33讲 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
【素养目标】　1.通过分析物质循环的过程及生态系统的稳定性，建立结构与功能相统一的观点及生命系统的物质和能量观。(生命观念)　2.通过分析物质循环过程图解、抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线，培养运用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)　3.通过碳循环过程的学习，认识温室效应的形成原因，形成减少碳排放的生活意识。(社会责任)
考点一　生态系统的物质循环
1．碳循环
(1)碳循环过程解读
(2)碳的存在形式与循环形式
(3)碳循环途径
【拾遗补缺】　(1)源于选择性必修2 P63“与社会的联系”：温室效应
①成因：世界范围内，化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。
②我国措施：一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，这在吸收和固定二氧化碳方面发挥了重要作用。
(2)源于选择性必修2 P67“练习与应用·拓展应用2”：氮元素在生物群落与非生物环境间能(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：农产品源源不断地从农田生态系统输出，其中的氮元素并不能全部归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
2．物质循环的概念
3．生物富集
(1)生物富集的概念
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。
(2)富集的过程
①途径：食物链(网)。
②实例——铅的富集过程
(3)特点
①最终积累在食物链顶端。
②全球性。
4．能量流动、物质循环和生物富集的关系
项目 能量流动 物质循环 生物富集
范围 生态系统各营养级 生物圈 生态系统各营养级
特点 单向流动，逐级递减 全球性、反复利用(循环性) 单向流动、逐级积累、全球性
形式 光能—化学能—热能 无机物有机物 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) 在生物群落与非生物环境间往复循环 沿食物链(网)
联系 ①在群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同时进行、相互依存，不可分割； ②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解； ③物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是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； ④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集
【拾遗补缺】　源于选择性必修2 P67“练习与应用·拓展应用1”：生物圈是(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统，不是(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
(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)碳在生物群落和非生物环境之间主要以有机物形式循环(　　)
(3)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(　　)
(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返的(　　)
(5)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集，营养级越高，浓度也越高(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
[典例剖析]
如图为生态系统物质循环与能量流动示意图，其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分，1～4是乙中的四种生物。下列分析正确的是(　　)
A．碳在生物群落内部的传递形式是CO2
B．生态系统的主要成分是乙
C．该生态系统的营养结构是
D．联系非生物环境和生物群落的关键成分是甲、丙
D　[碳在生物群落内部的传递形式是有机物，A错误；生态系统的主要成分是甲生产者，B错误；生态系统的营养结构是食物链和食物网，包括生产者和消费者，即除了消费者1、2、3、4外还应包括生产者甲，C错误；联系非生物环境和生物群落的关键成分是甲生产者、丙分解者，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：生态系统物质循环与能量流动＋题图
信息2：甲、乙、丙是生态系统中的三种成分，1～4是乙中的四种生物＋生态系统的营养结构
信息3：联系非生物环境和生物群落的关键成分
信息转化 1.据图可判断甲、乙、丙分别为生产者、消费者、分解者
2.“食物链”和“食物网”
3.生产者、分解者
素养考查 生命观念：稳态与平衡观 科学思维：建构模型能力
【角度转换】　提升语言表达能力
图中乙在生态系统中的作用是加快物质循环，帮助植物传粉和传播种子。
考向一　碳循环的过程分析
1．(2022·泰安高三模拟)我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国将于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在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
D　[E表示生产者，主要表示植物，生产者能吸收二氧化碳，减少植被的破坏，增大植被数量的面积，是有效实现碳中和的途径之一，A正确；若增加途径“A→E”，指生产者通过光合作用利用二氧化碳形成有机物进入生物群落，成分C表示分解者，B正确；E表示生产者，D表示初级消费者，B表示次级消费者，E→D→B形成食物链，碳在E、D、B间主要以有机物的形式沿食物链单向流动，C正确；增加途径“C→A”和“A→E”后，还需要增加化石燃料、柴薪等燃烧途径才能表示完整的碳循环，D错误。]
2．(2022·本溪高三检测)下图1是生态系统的碳循环部分示意图，其中甲、乙、丙、丁组成了生物群落；图2为相关食物网。下列说法正确的是(　　)
A．图1中缺少两个箭头，分别是“无机环境→丁”以及“甲→丙”
B．图1中的丁、丙分别和图2中的A、E相对应
C．图1中的甲对应图2中的D、C、B、E
D．Pb、Hg等有害物质因生物富集在乙和E中积累相对较多，生物富集只能通过吃与被吃的关系发生
A　[图1中，丁是生产者，甲和乙是消费者，丙是分解者，因此图中还缺少无机环境→丁的光合作用过程和甲→丙的分解作用过程，A正确；图1中的丁是生产者、丙是分解者，图2中的A是生产者、E是消费者，丁、丙与A、E不相对应，B错误；图1中的甲是消费者，对应图2中的消费者D、C、B，C错误；Pb、Hg等有害物质在高营养级积累最多，所以在上图中乙和E中积累相对较多，生物富集并非只能通过吃与被吃的关系发生，如植物从环境中吸收有害物质，D错误。]
考向二　生物富集
3．(2022·哈尔滨高三检测)生物富集的效率可以用生物富集系数进行量化，计算公式如下：BCF＝生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，以下有关叙述错误的是(　　)
A．生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的
B．生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响
C．BCF数值越大，说明该物质越容易在生物体内分解
D．污染物沿着营养级传递过程中，其浓度在较高营养级中不一定增大
C　[食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道，可知生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的，A正确；根据生物富集的特点可知，生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响，B正确；生物富集系数的计算公式为生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，生物富集系数数值越大，说明该物质越难在生物体内分解，从而不断富集，C错误；污染物沿着营养级传递过程中，其浓度在较高营养级中不一定增大，还与生物的捕食特性、污染物的性质有关，D正确。]
4．(2022·盐城高三模拟)多氯联苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有机物，有强致畸性，青岛近海海域及生物体内PCB的含量如下表。下列相关叙述错误的是(　　)
采样点 海域PCB平均含量(ng/g) 肌肉组织PCB平均含量(ng/g)
鱼类 软体类 虾类
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A．PCB在生物体内积累造成生物富集现象
B．根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C．PCB扩散到远海水域体现污染具有全球性
D．PCB污染说明生态系统缺乏自我调节能力
D　[由题可知，PCB不容易被降解，在生物体内积累造成生物富集现象，A正确；有毒物质会沿食物链流动并逐级积累，营养级越低有毒物质积累越少，营养级越高有毒物质积累越多，由表可知，鱼体内有毒物质含量最多，所以鱼的营养级别最高，B正确；物质循环具有全球性、循环性，因此PCB扩散到远海水域体现污染具有全球性，C正确；PCB不能被降解，生态系统不能通过自我调节能力将污染消除，并不能证明生态系统缺乏自我调节能力，D错误。]
考向三　物质循环和能量流动的关系分析
5．(2022·葫芦岛高三检测)下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，相关叙述错误的是(　　)
A．能量流动和物质循环是沿着生态系统的营养结构进行的
B．图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物质循环过程
C．②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量
D．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2
D　[能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程(即捕食关系)相依相伴进行，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，故能量流动和物质循环是沿着生态系统的营养结构进行的，A正确；图中黑色箭头①②③④单向流动，可表示能量的流动过程，白色箭头⑤循环往复，可表示物质的循环过程，B正确；通过分析可知，②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量，C正确；碳在③④之间是以含碳有机物的形式流动的，D错误。]
6．(2022·潍坊高三检测)林德曼对雪松湖各营养级之间的能量传递效率进行了统计，结果发现：生产者固定的太阳能只相当于该湖区入射光能的0.1%左右，食草动物同化的能量约占生产者的13.3%，而次级消费者同化的能量只约占食草动物的22.3%，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．生产者主要是绿色植物，它们通过光合作用固定太阳能
B．食草动物属于初级消费者，可加快生态系统的物质循环
C．次级消费者呼吸消耗和粪便排出等原因导致其同化量仅占食草动物的22.3%
D．物质是上述能量流动过程的载体，能量流动又驱动了物质在生态系统中循环
C　[生产者指的是自养生物，自养生物主要是绿色植物，绿色植物能通过光合作用固定太阳能，A正确；食草动物属于初级消费者，消费者的存在可加快生态系统的物质循环，B正确；次级消费者呼吸消耗的能量属于其同化量的部分，次级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，由于食草动物自身的呼吸消耗，以及遗体残骸等难以被次级消费者利用，造成了次级消费者的同化量仅占食草动物的22.3%, C错误；物质循环与能量流动之间是相互依存的，物质是能量流动过程的载体，能量流动又驱动了物质在生态系统中循环，D正确。]
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)
【拾遗补缺】　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生物和非生物环境。
(2)生态系统的信息传递的范围不包括(填“包括”或“不包括”)细胞之间的传递。
(3)生态系统的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。信息传递的方向一般是双向的。
3．信息传递过程
4．信息传递在生态系统中的作用
5．信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息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)对有害动物进行控制。如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。
6．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 全球性、循环性 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，以维持生态系统的平衡与稳定(　　)
(5)通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高农畜产品的产量(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
[典例剖析]
烟草植株在4～10月开花，开花需要光信息刺激。当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫，夜晚又可以驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。相关叙述或推断合理的是(　　)
A．光信息刺激植物开花，体现生命活动的正常进行离不开信息的传递
B．“深山密林，猿声尖啼”所体现的信息类型与信息素相同
C．信息素只能作用于不同种生物，维持生态系统的平衡与稳定
D．信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系
D　[光信息刺激植物开花，体现了种群的繁衍离不开信息的传递，A错误；“深山密林，猿声尖啼”所体现的信息是声音，属于物理信息，与信息素(化学信息)不同，B错误；信息素可以作用于同种生物，也可以作用于不同种生物，C错误；信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：光信息刺激植物开花
信息2：“深山密林，猿声尖啼”所体现的信息类型
信息转化 1.生物种群的繁衍
2.声音属于物理信息
素养考查 生命观念：稳态平衡观 科学思维：分析与综合能力
【角度转换】　提升语言表达能力
研究者发现，只有蛾幼虫的口腔液才能引起损伤的烟草植株产生和释放该信息素，而人为损伤的植株是不产生和释放该信息素的。请用人为损伤的烟草植株进行实验，以验证上述结论：分别用等量蛾幼虫的口腔液和清水处理人为损伤的烟草植株，检测有无该信息素的释放(写出实验思路即可)。
考向一　信息传递的类型和作用分析
7．(2022·锦州高三检测)甜菜夜蛾是一种世界性顽固害虫，对农业生产危害很大。当甜菜夜蛾啃食植物叶片时，植物会产生一些萜类和吲哚类物质，并释放到空气中吸引小茧蜂，小茧蜂可以在甜菜夜蛾的幼虫体内产卵，卵利用其体内营养物质孵化。同时在农业生产中，为了防治甜菜夜蛾的危害也可以采用黑光灯诱捕和喷洒甲维盐等化学药剂等措施。根据以上信息，判断下列叙述正确的是(　　)
A．当甜菜夜蛾啃食时，植物将萜类和吲哚类物质释放到空气中吸引小茧蜂属于行为信息
B．小茧蜂与植物之间的关系属于捕食关系
C．化学药剂甲维盐的使用可以提高甜菜夜蛾抗药性突变的频率，从而提高对甲维盐的抗药性
D．黑光灯诱捕运用的原理是甜菜夜蛾的趋光性
D　[当甜菜夜蛾啃食时，植物将萜类和吲哚类物质释放到空气中吸引小茧蜂，属于化学信息，A错误；由题意可知，小茧蜂不以植物为食，故小茧蜂与植物之间的关系不属于捕食关系，B错误；甜菜夜蛾本身就有抗药性突变存在，而不是化学药剂甲维盐诱导产生的，化学药剂甲维盐的使用起到选择作用，C错误；黑光灯诱捕运用的原理是昆虫的趋光性，因此黑光灯诱捕运用的原理是甜菜夜蛾的趋光性，D正确。]
8．(2022·漳州高三检测)野猪以尿液划分领地，通过“哼哼”的叫声进行交流。人类对野猪进行人工驯化，逐步培育出多个品种的家猪。下列说法错误的是(　　)
A．长期人工驯化使猪的种群基因频率发生了定向改变
B．不同品种的家猪之间产生生殖隔离
C．尿液、“哼哼”的叫声分别属于化学信息和物理信息
D．家猪和野猪的亲缘关系可用DNA分子杂交技术鉴定
B　[长期人工驯化的过程中有人工选择的作用，故种群基因频率发生定向改变，A正确；生殖隔离是新物种形成的标志，不同品种的家猪属于同一个物种，因此不同品种的家猪之间没有产生生殖隔离，B错误；尿液中的化学物质起到了信息传递作用属于化学信息；猪叫声，这里的声音是一种物理刺激，属于物理信息，C正确；不同的生物DNA结构不同，DNA分子为双链结构，互补配对，当家猪和野猪的DNA单链进行杂交时，形成杂合双链区的部位越多，说明亲缘关系就越近，所以可用DNA分子杂交技术鉴定家猪和野猪的亲缘关系，D正确。]
【方法技巧】　生态系统中信息类型的辨析方法
(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、芽等感觉到的信息，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”的，则判断为行为信息。
(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)，生物间多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。
考向二　生态系统三大功能的比较
9．(2022·重庆高三检测)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列相关分析正确的是(　　)
A．在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环
B．如果要研究某生态系统中流入第二营养级的能量去向，则只需研究第二营养级的呼吸消耗量和生长量
C．信息传递和能量流动都是单向的，信息传递能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D．生态系统的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
A　[在生态系统中，能量流动是物质循环的动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环，A正确；如果要研究某生态系统中流入第二营养级的能量去向除了研究第二营养级的呼吸消耗量和生长量以外，还需研究第二营养级生物的遗体、遗骸的量和被下一营养级同化的能量，B错误；能量流动是单向的，信息传递一般是双向的，信息传递能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，C错误；信息传递不是沿食物链进行的，D错误。]
10．(多选)(2022·长沙高三模拟)稻田养鱼以草鱼为主，也搭配一些鲤鱼和罗非鱼等。在有适口的动物性食物时，草鱼鱼苗优先取食动物性食物后取食植物性食物，体长10 cm以后，以食高等水生植物为主。目前稻田里所知的常见杂草有30～50种，其中轮叶黑藻、苦草等植物的茎叶都是草鱼最喜欢吃的天然饵料。草鱼在没有喜食型的植物性食物时，其他水生植物也都可摄食，即所谓迫食型食物。此外，草鱼也很喜食商品饲料。下列叙述错误的是(　　)
A．稻田里的水稻等植物和草鱼等动物共同构成了稻田生物群落
B．增加草鱼喜食型的植物性食物有利于草鱼的生长
C．草鱼的能量只能来自植物性食物和动物性食物
D．鱼眼睛看到的茎叶颜色与形状属于物理信息
AC　[稻田里的水稻等植物和草鱼等动物以及微生物等全部生物共同构成了稻田生物群落，A错误；增加草鱼喜食型的植物性食物有利于草鱼更多地摄入和消化食物，有利于草鱼的生长，B正确；草鱼的能量可来自植物性食物、动物性食物和商品饲料，C错误；茎叶的颜色与形状属于物理信息，D正确。]
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)生态平衡
(2)生态系统的稳定性
2．生态系统稳定性的类型
(1)类型
(2)联系：二者一般呈负相关，如图所示，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。
【注意】　特例：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。
(3)影响因素
3．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统的干扰强度，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，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
4．设计和制作生态缸
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
(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。
(1)生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡(　　)
(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)森林生态系统的抵抗力稳定性要比草原生态系统高(　　)
(5)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(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
[典例剖析]
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．图A中甲、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
C　[生态系统成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量，因此图A中缺少分解者、非生物的物质和能量，A正确；由图A中种群数量的变化，可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙，B正确；图B所示调节导致的最终结果是破坏该生态系统原有的稳态，C错误；图A是负反馈调节，图B是正反馈调节，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：某草原生态系统中的反馈调节＋图A
信息2：某湖泊生态系统中发生的某种调节活动＋图B
信息转化 1.乙→甲→丙组成一条食物链
2.鱼类死亡→污染加剧→鱼类死亡
素养考查 生命观念：稳态与平衡观 科学思维：建构模型能力
【角度转换】　提升语言表达能力
图B中湖泊生态系统最终遭到严重破坏，这说明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，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。
考向一　生态系统稳定性的分析
11．(2023·西安高三检测)陕西丹江源国家湿地公园是生物多样性和稳定性较高的湿地生态系统，拥有众多野生动植物资源，具有重要的生态功能，下列说法错误的是(　　)
A．减少人类对湿地的干扰能提高其抵抗力稳定性
B．湿地营养结构复杂程度与抗干扰能力呈正相关
C．负反馈调节是生态系统维持稳态的主要机制
D．生态系统的稳态是指其成分的种类及数量稳定不变
D　[减少人类对湿地的干扰，有利于增加生态系统的物种数目，使营养结构复杂化，提高其抵抗力稳定性，A正确；湿地营养结构复杂程度与抗干扰能力呈正相关，湿地营养结构越复杂，其抗干扰能力越强，B正确；负反馈调节是自我调节能力的基础，是生态系统实现稳态的基础，C正确；生态系统的稳态是生态系统的结构与功能保持相对稳定的状态，包括各种成分的种类及数量保持相对稳定，而不是恒定不变，D错误。]
【方法技巧】　生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
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
12.(2022·淮安高三模拟)“牵一发而动全身”，生态系统中的每一个结构的变化都有可能引起整个系统的改变。下表为1960～2002年太湖生态系统相关特征的变化情况，其中“连接指数”是反映系统内部联系复杂程度的指标，“平均路径长度”指每个循环流经食物链的平均长度。以下说法错误的是(　　)
食物网连接指数 下降13.49%
食物网平均路径长度 下降28.12%
物质循环指数 下降55.71%
A．食物网连接指数越大说明生态系统的抵抗力稳定性越强
B．生态系统的成分—结构—功能是一个统一的整体
C．以上数据说明太湖生态系统的稳定性受到了干扰
D．对抗破坏或干扰使生态系统恢复平衡的调节机制是正反馈调节
D　[依据题干信息可知，“连接指数”是反映系统内部联系复杂程度的指标，因此食物网连接指数越大说明生态系统的抵抗力稳定性越强，A正确；正是由于生态系统各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一整体，具有一定的结构和功能，B正确；由题表中连接指数、平均路径长度、物质循环指数都呈下降的趋势可知，太湖生态系统的稳定性受到了干扰，C正确；反馈调节分为正反馈和负反馈，对抗破坏或干扰使生态系统恢复平衡的调节机制是负反馈调节，D错误。]
考向二　生态缸的制作和分析
13．(2023·江淮十校高三联考)某同学用苔藓、金鱼藻、铁线蕨、蚯蚓、鼠妇、蜗牛等生物和一些石块、泥土设计制作一个较为稳定的生态缸，以下对其叙述正确的是(　　)
A．虽然加入该生态缸的成分较丰富，但按生态系统成分概括为生产者、消费者和分解者
B．虽然该生态缸处于密封状态，但维持缸内生态系统能量流动和信息传递的稳定仍需依赖外界环境
C．维持生态缸的稳定性，应当设计保证缸中植物同化的能量与小动物和分解者所同化的能量相当
D．随着缸中苔藓、金鱼藻、铁线蕨等植物的生长繁殖，该生态缸的质量先增加后逐渐维持稳定
B　[生态系统成分包含生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，A错误；虽然该生态缸处于密封状态，但维持缸内生态系统能量流动和信息传递的稳定仍需依赖外界环境，B正确；为了维持生态缸的稳定性，应当设计保证缸中植物同化的能量多于小动物和分解者所同化的能量，C错误；密封的生态缸内物质的存在形式虽然在变化，但是总量是固定的，D错误。]
14．(2023·昆明高三检测)A、B两个密闭、透明的生态瓶，A瓶提供光照、含微生物的泥沙、浮游藻类、水草和浮游动物，B瓶不提供光照，其他成分与A瓶相同。一段时间后，发现A瓶生态系统较B瓶稳定。下列相关叙述正确的是(　　)
A．B瓶生物所含有机物的量会越来越少
B．两瓶条件不同，所形成的食物链不同
C．不同的藻类在瓶中所处的营养级不同
D．B瓶更不稳定的原因是不含非生物的物质和能量
A　[B瓶不提供光照，即由于没有不断输入生态系统中的能量，导致只能消耗封闭系统中的有机物和有机物中的能量，致使B瓶中有机物的量越来越少，A正确；B瓶不提供光照，其他成分与A瓶相同，故所形成的食物链相同，B错误；浮游藻类和水草都为生产者，都是通过光合作用固定太阳能，从而输入生态系统中，都为第一营养级，C错误；B瓶更不稳定的原因是由于没有不断输入生态系统中的能量，导致只能消耗封闭系统中的有机物和有机物中的能量，D错误。]
(三十三)性引诱剂诱杀害虫
1．昆虫性外激素和性引诱剂
性外激素又称性信息素或性诱素，是由同种昆虫某种性别(大多是雌性昆虫分泌)的特殊分泌器官分泌于体外，扩散于周围环境中的微量化学物质。这些化学物质经过空气或某种媒介传递到同种异性个体的感受器(主要位于触角)，能引诱异性昆虫前来交尾。人类利用性外激素的这一功能，人工合成具有相同作用的性引诱剂，进行诱杀昆虫。
2．性引诱剂诱杀的原理
性引诱剂并不是用化学物质的毒性直接杀死昆虫，而是打乱其交配，改变种群性别比例，然后降低出生率，达到杀虫的目的。是利用昆虫(动物)之间的通讯达到诱杀效果。
3．性引诱剂诱杀害虫的意义
防治效果良好，减少化学杀虫剂的使用，降低生产成本，取得了良好的经济、生态和社会效益。
[对点训练]
1．(2023·汕头高三检测)中科院康乐院士团队通过分析飞蝗的体表和粪便挥发物，发现了飞蝗群聚信息素——4 乙烯基苯甲醚(4VA)。4VA能够响应蝗虫种群密度的变化，并随着种群密度增加而增加，利用基因编辑技术获得飞蝗OR35蛋白缺失突变体，发现其触角和锥形感觉神经的生理反应显著降低，对4VA的响应行为丧失。下列相关叙述正确的是(　　)
A．飞蝗幼虫活动能力强，可用标记重捕法调查种群密度
B．4VA通过负反馈方式调节蝗虫种群密度，以维持生态系统的相对稳定
C．OR35可能是4VA的特异性受体
D．用人工合成的4VA诱杀蝗虫属于化学防治
C　[飞蝗幼虫活动能力弱、活动范围小，因此可利用样方法调查飞蝗幼虫的种群密度，A错误；4VA能够响应蝗虫种群密度的变化，并随着种群密度增加而增加，说明4VA让蝗虫聚集，然后种群数目增多，又反过来使得4VA增多，再吸引更多的蝗虫，为正反馈调节，B错误；利用基因编辑技术获得飞蝗OR35缺失突变体，发现其对4VA的响应行为丧失，据此可推测合成的OR35蛋白可能为信息素4VA的特异性受体，C正确；利用人工合成的4VA诱杀蝗虫的防治方法属于生物防治，D错误。]
2．(2022·漳州高三检测)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸，启动抗虫反应，如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白，该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是(　　)
A．植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能
B．植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是共同进化的结果
C．利用植物分泌的杀虫物质来防治烟粉虱属于化学防治
D．Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组慢
C　[植物产生挥发性物质，如吸引昆虫天敌的挥发性物质，可以吸引天敌捕食昆虫，这体现了化学信息传递调节种间关系的功能，A正确；由于任何一个物种都不是单独进化的，因此，植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果，B正确；利用植物分泌的杀虫物质来防治烟粉虱属于生物防治，C错误；Bt56蛋白随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长，若Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长会减少，而Bt56基因表达未被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量会增加，D正确。]
1．(2022·湖南卷，8)稻－蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是(　　)
A．该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B．采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C．硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系
D．该种养模式可实现物质和能量的循环利用
B　[能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，该模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，A错误；生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁力等，采用灯光诱虫杀虫利用了光，是物理信息的传递，B正确；捕食关系是指群落中两个物种之间的关系，硬壳蟹(非蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同一物种，两者之间的摄食关系不属于捕食，C错误；生态系统中的能量传递是单向的，不能循环利用，D错误。]
2．(2022·河北卷，12)关于生态学中的稳定与平衡，叙述错误的是(　　)
A．稳定的种群具有稳定型年龄组成，性别比例为1∶1，个体数就达到K值
B．演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构
C．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
D．资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志
A　[稳定的种群在年龄组成稳定、性别比例为1∶1时，能否达到K值，还要看环境条件是否发生变化，A错误；群落演替到相对稳定后，构成群落的物种组成是动态平衡的，物种组成和结构相对不变，B正确；生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递，生态系统保持相对稳定具有功能平衡的特征，故相对稳定的物质循环、能量流动、信息传递是生态系统平衡的特征，C正确；资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志，D正确。]
3．(2022·海南卷，5)珊瑚生态系统主要由珊瑚礁及生物群落组成，生物多样性丰富。下列有关叙述错误的是(　　)
A．珊瑚虫为体内虫黄藻提供含氮物质，后者为前者提供有机物质，两者存在互利共生关系
B．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
C．对珊瑚礁的掠夺式开采会导致珊瑚生态系统遭到破坏
D．珊瑚生态系统生物多样性的形成是协同进化的结果
B　[珊瑚虫为虫黄藻提供含氮物质，虫黄藻为珊瑚虫提供有机物质，两者长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利，为互利共生关系，A正确；珊瑚生态系统具有抵抗不良环境并保持原状的能力，这是抵抗力稳定性的表现，B错误。]
4．(多选)(2022·河北卷，18)某林场对林下无植被空地进行开发，采用了“上层林木＋中层藤本药材＋下层草本药材＋地表药用真菌”的立体复合种植模式。下列叙述正确的是(　　)
A．林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入该生态系统的总能量
B．该模式改变了生态系统物质循环的渠道
C．该模式提高了生态系统的抵抗力稳定性
D．该模式利用群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力
CD　[生产者固定的太阳能是流入生态系统的总能量，真菌不属于生产者，A错误；该生态系统中物质循环的渠道依然是经过生物群落(食物链，食物网)和非生物群落的光合作用和呼吸作用(分解作用)，B错误；该模式增加了物种多样性，增加了消费者的生存空间，从而使食物链和食物网更加复杂，提高了生态系统的抵抗力稳定性，C正确；该模式利用群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力，D正确。]
5．(2022·河北卷，22)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区，其主要越冬栖息地为苏北地区。人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示，苏北地区丹顶鹤越冬种群数量1991～1999年均值为873只，2000～2015年均值为642只；丹顶鹤主要越冬栖息地中的沼泽地和盐田相关指标的变化见下表。回答下列问题：
栖息 地类型 栖息地面积(km2) 斑块数(个) 斑块平均面积(km2)
1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年
沼泽地 1502 916 752 427 426 389 3.51 2.15 1.93
盐田 1155 1105 1026 98 214 287 11.79 5.17 3.57
(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析，沼泽地生境破碎化是________导致的，而盐田生境破碎化则是________导致的。
(2)在苏北地区，决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是__________________。
(3)生态系统的自我调节能力以____________机制为基础，该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持____________。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少，生态系统自我调节能力________。
(4)丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题，可供科研工作者研究。丹顶鹤的这种价值属于__________。
答案　(1)人类活动　盐田的开采　(2)出生率、死亡率、迁入率　(3)负反馈调节　相对稳定　下降　(4)直接价值
解析　(1)分析数据可知，从1995～2015年，沼泽地栖息面积逐渐减小，斑块数量下降，斑块平均面积下降，可能是人类活动导致的；而盐田的栖息地面积先下降后上升，斑块数上升，斑块平均面积下降，很有可能是因为盐田的开采导致盐田生境破碎化。
(2)决定种群数量大小的是出生率、死亡率、迁入率和迁出率，根据题干信息可知，丹顶鹤的“主要繁殖地在扎龙自然保护区，主要越冬栖息地为苏北地区”，所以在苏北地区，决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是出生率、死亡率、迁入率。
(3)生态系统的自我调节能力是以负反馈调节为基础的，该调节机制能使生态系统的结构和功能保持相对稳定的状态。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少，营养结构趋于简单，自我调节能力就下降。
(4)对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)属于间接价值，丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题，属于间接价值；但是用于科研研究的属于直接价值。