第4讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
明确 目标 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,能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源; 2.举例说出生态系统中信息传递的类型及作用; 3.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力; 4.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; 5.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。
建构 知识 体系
主题研习(一) 生态系统的物质循环
(一)碳循环和物质循环
1.碳的存在形式与循环形式
存在形式 生物群落内部:以 形式存在; 非生物环境中:主要以CO2和碳酸盐形式存在
循环形式 生物群落与非生物环境之间:主要以 形式循环
2.碳循环途径
碳进入 生物群落 ①生产者的 ; ②
碳返回 非生物 环境 ①生产者、消费者的 ; ②分解者的 (实质是呼吸作用); ③ 的燃烧
3.碳循环的过程
4.物质循环的概念分析
物质 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素
范围 非生物环境生物群落
特点 具有 、循环往复
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)实验原理
①土壤中存在着的营 生活的细菌、真菌等微生物是分解者。
②分解者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 、水等生态因子相关。
(2)实验流程
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂
实验设计 实验组:对土壤进行处理(排除土壤微生物的作用,避免土壤理化性质的改变) 对照组:对土壤不做任何处理
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度 对照组
结论分析 土壤微生物能分解落叶使之腐烂
(二)生物富集
1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄 ,使其在机体内浓度 的现象。
2.富集的过程
(1)途径: 。
(2)实例——铅的富集过程
3.特点
(1)食物链中营养级越高,生物富集的某种物质浓度就 。
(2)生物富集也具有 。
(三)能量流动和物质循环的关系
1.物质作为能量的 ,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为 ,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
2.二者同时进行,彼此相互依存,不可分割。
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(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)碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环。 ( )
(3)化石燃料的大量燃烧是温室效应加剧的主要原因。 ( )
(4)采用稻田养蟹的生态农业模式既可提高水稻产量又可收获螃蟹,该模式中碳循环在无机环境和生物群落间进行。 ( )
(5)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内富集,营养级越高,富集物质的浓度越高。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版选择性必修2 P63“与社会的联系”素材分析)
温室效应加剧的原因是 ,引起全球性的气候变化。我国政府采取的措施是一方面 ,另一方面 。
(2)(人教版选择性必修2 P67“拓展应用T1”延伸思考)
生物圈不是一个完全自给自足的系统,原因是 。
(3)(人教版选择性必修2 P67“拓展应用T2”应用分析)
氮元素在生物群落与非生物环境之间能循环利用,但需不断向农田中施加氮肥,原因是 。
(4)探究土壤微生物对落叶的分解作用,对照组和实验组应该怎样处理 该实验的自变量、无关变量、因变量分别是什么
重难点(一) 生态系统物质循环的过程分析
[例1] (2025·武汉模拟)下图是某生态系统碳元素的转移情况示意图,其中箭头表示碳元素转移方向,
甲、乙、丙表示生态系统的组成成分,字母表示碳元素转移量。下列相关说法错误的是 ( )
A.为实现“碳中和”,应增加甲的碳储存量
B.碳元素在甲与乙之间主要以有机物形式进行转移
C.甲获取碳元素的方式有光合作用和化能合成作用
D.乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用,涉及的碳元素转移量包含在f中
听课随笔:
|认|知|生|成| 用模型建构法分析碳循环模式图
(1)建构模型:在碳循环中,只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双向箭头,生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。除大气中的CO2库外,生产者、消费者都有箭头指向分解者。快速判断碳循环模型的方法如下:
(2)模型应用
①图1中A~D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者。
②图2中A代表生产者,B、D代表消费者,E代表分解者,C代表大气中的CO2库。
③图3中,E代表生产者,B、D、F代表消费者,C代表分解者,A代表大气中的CO2库。
重难点(二) 物质循环与能量流动、生物富集的关系
[例2] (2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)工农业生产等人类活动影响生态系统的碳、氮循环。下列叙述错误的是 ( )
A.氮元素会沿食物链逐渐在生物体内积累,导致出现生物富集现象
B.碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生
C.在农业生产中,增加固氮植物的配比可促进氮元素的循环
D.施氮肥有利于提高作物产量,使人类生态足迹值增大
|认|知|生|成|物质循环与能量流动、生物富集的比较
(1)三者的区别
项目 物质循环 能量流动 生物富集
范围 生物圈 生态系统各营养级 生态系统各营养级
特点 全球性、循环往复运动 单向流动、逐级递减 单向流动、逐级积累、全球性
过程 在生物群落与非生物环境间往复循环 沿食物链(网)进行 沿食物链(网)进行
(2)三者的联系
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等过程。
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。
题点(一) 物质循环及与能量流动的关系分析
1.(2024·安徽高考)磷循环是生物圈物质循环的重要组成部分。磷经岩石风化、溶解、生物吸收利用、微生物分解,进入环境后少量返回生物群落,大部分沉积并进一步形成岩石。岩石风化后磷再次参与循环。下列叙述错误的是 ( )
A.在生物地球化学循环中,磷元素年周转量比碳元素少
B.人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率
C.磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程
D.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.(2025·菏泽模拟)下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述,正确的说法有几项 ( )
①生态系统的能量流动就是指生态系统中的能量传递过程;②生物圈不需要从外界获得任何物质补给,就能长期维持其正常功能;③参与循环的物质是组成生物体的各种化合物;④能量流动和物质循环是两个相对独立的过程;⑤碳循环是指CO2在不同生物之间的循环流动过程;⑥自然状态下,太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中;⑦沼渣、沼液作为肥料还田,使物质与能量可以循环利用
A.一项 B.两项
C.四项 D.六项
题点(二) 生物富集
3.含铅汽油的燃烧、对铅的开采及提取等人类活动都可以增加大气和土壤中的铅含量。植物能吸收含铅物质,动物通过取食植物而在体内累积铅。铅在人体内聚集和浓缩可引发智力障碍、神经麻痹,甚至死亡。下列说法错误的是 ( )
A.植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B.非生物环境中的铅均通过生产者进入生物群落,通过分解者回归非生物环境
C.铅能沿食物链富集的原因是铅在生物体内形成稳定的化合物,不易被排出
D.利用清洁能源可减少大气中铅的来源,采用生物吸收等方法可对铅进行集中处理
主题研习(二) 生态系统的信息传递
(一)生态系统中信息的传递
1.信息的种类、概念、来源、传递形式及实例
种类 物理信息 化学信息 行为信息
概念 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息 生物产生的可以传递信息的化学物质 动物通过其特殊行为向 生物传递的某种信息
来源 非生物环境(光、声、温度、湿度、磁场等)和生物个体或群体(声、颜色、性状等) 生物代谢 动物的特殊行为,主要指各种动作
传递形式 物理过程 以化学物质为信息载体 动物的异常表现及行为
实例 蜘蛛网的振动频率、狼的嚎叫声、植物的颜色、海豚的回声定位 植物的生物碱、有机酸等代谢产物,动物的 等 牛椋鸟的跳跃等报警行为、蜜蜂跳舞、孔雀开屏、豪猪竖刺
2.信息的特点与判断方法
(1)信息的特点
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。
(2)判断信息种类的两种方法
①根据信息传播途径判断
若涉及声音、颜色、温度等物理因素,则为物理信息;若信息载体为化学物质,则为化学信息;若涉及特殊行为,则为行为信息。
②从文字表述的着重点判断
若孔雀开屏通过行为传递信息给对方,则为行为信息;若孔雀开屏通过羽毛颜色等传递信息给对方,则为物理信息。
3.信息传递的三要素
信息源 信息 的部位
信息传播的媒介
信息受体 信息接收的
4.信息传递在生态系统中的作用
个体水平 的正常进行,离不开信息的作用
种群水平 生物种群的 ,离不开信息的传递
群落和生态 系统水平 信息能够调节生物的 关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
5.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高 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 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。
(二)归纳总结生态系统三大功能的关系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点 单向流动, 全球性、 循环性 往往是 的
范围 生态系统 生物圈 生物之间,生物与 之间
途径 主要是食物链和食物网 多种 多种
地位 物质循环的动力 能量流动 的载体 决定物质循环和能量流动的方向和状态
联系 同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)“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。 ( )
(2)在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。 ( )
(3)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。 ( )
(4)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。 ( )
(5)信息可来源于非生物环境或生物,传递方向往往是双向的。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版选择性必修2 P70“思考·讨论”材料分析)
莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光才能萌发,说明 。
(2)(人教版选择性必修2 P71正文要点分析)
狼能依据兔留下的气味去捕食兔,兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕,这说明
。
题点(一) 信息的种类和功能
1.(2024·广东高考)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
2.狗是许多家庭喜欢饲养的宠物,狗叫声的轻快与强烈、摇尾巴和尾巴蜷缩在两腿之间、尿标记等均可传递信息;雄蛾通过雌蛾释放的性外激素完成交尾;蝗虫通过释放信息素完成聚集。下列关于信息传递的叙述,错误的是 ( )
A.叫声、摇尾巴均属于物理信息,可在同种和不同种动物间传递信息
B.狗尿液中存在的化学物质属于化学信息,可调节生物的种间关系
C.利用人工合成的昆虫信息素诱捕雄蛾可改变性别比例,降低出生率
D.通过定点放置蝗虫信息素对蝗虫进行集体诱杀的措施属于生物防治
题点(二) 信息传递在生产中的应用
3.下列关于信息传递在农业生产中的应用的叙述,正确的有 ( )
①利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率
②养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，可以提高产蛋率
③利用特殊的化学物质扰乱某些动物的交配，可以减缓有害动物对农作物的破坏
④与化学防治相比，生物防治最大的优点是减少了对环境的污染
A.①②③ B.①③④
C.③④ D.①②③④
主题研习(三) 生态系统的稳定性
(一)生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
概念 生态系统的 处于相对稳定的一种状态
特征 ① 平衡:生态系统的各组分保持相对稳定;② 平衡:生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证物质循环和能量流动的正常进行;③ 平衡:物质和能量的输入与输出平衡
机制 调节
2.生态系统的稳定性
概念 生态系统 自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
原因 具有
特点 生态系统的自我调节能力是
3.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 保持自身结构与功能相对稳定 恢复自身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 一般生态系统中生物种类 ,食物网越 ,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越低
4.提高生态系统的稳定性
(1)控制对生态系统的干扰强度,在不超过 的范围内,合理适度地利用生态系统。
(2)对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的 的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
(二)设计生态缸
设计要求 原因分析
生态缸必须是 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 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
生态缸应放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免 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
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)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。 ( )
(2)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。 ( )
(3)湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。 ( )
(4)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。 ( )
2.事理分析
(1)天然池塘改造人工鱼塘后抵抗力稳定性降低,原因是 。若天然池塘与人工鱼塘中生产者固定的能量相同,但与天然池塘相比,人工鱼塘的鱼产量较高,从能量流动的角度分析可能的原因: (答出两点)。
(2)(人教版选择性必修2 P73“问题探讨”分析思考)紫茎泽兰原分布于中美洲,传入我国后,先是在云南疯长蔓延,现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份,对当地林木、牧草和农作物造成严重危害。紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖,为什么在入侵地可以疯长蔓延
重难点(一) 生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
|情|境|探|究|
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系。分析回答有关问题:
(1)y的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标,y越大说明抵抗力稳定性越 (填“强”或“弱”)。
(2)x可以表示恢复到原状所需的时间,x大小与恢复力稳定性的关系是x越大,表示恢复力稳定性越 (填“强”或“弱”)。
(3)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,说明这个生态系统的总稳定性越 (填“高”或“低”)。
(4)据图可知,受到一定强度的干扰后,生态系统的功能能够恢复正常作用范围,原因是生态系统具有一定的 能力,这种能力的基础是 。
(5)热带雨林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 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值,原因是与热带雨林相比,草原生态系统 ,所以抵抗力稳定性弱。
|认|知|生|成|
1.生态系统抵抗力稳定性大小的判断
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间的关系
(1)一般呈负相关,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差。但对于极地苔原(冻原)等部分生态系统而言,由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
(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:
重难点(二) 生态系统稳态的两类调节方式
|情|境|探|究|
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,其中A、B、C表示其生物成分,A、B、C间的箭头表示物质的传递方向。请分析并回答下列问题:
(1)自然生态系统中,能量的输入依赖于 (填图中字母),碳元素在A、B、C之间以 的形式传递。
(2)信息传递存在于 (填图中字母)之间,而且这种传递一般是 的。动物捕食过程中通过鸣叫给同伴传递的信息属于 。
(3)任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性,该特性称为 稳定性,一般而言,A、B、C的种类越多,该稳定性越 。
(4)某池塘中,早期藻类大量繁殖,导致食藻浮游动物(如水蚤等)大量繁殖,接着藻类减少,又引起水蚤等食藻浮游动物减少;后期排入污水,加速水蚤死亡,污染加重,导致更多水蚤死亡。此过程中,早期属于 反馈调节,后期属于 反馈调节。
|认|知|生|成| 正反馈调节与负反馈调节的比较
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 已污染的湖泊污染加剧 草原上兔(食草动物)与植物的平衡
题点(一) 生态平衡与生态系统的稳定性
1.(2025·天津河西区模拟)两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如图所示,据图不能得出的结论是 ( )
A.图中偏离正常运行范围的程度可以体现恢复力稳定性的大小
B.若甲生态系统所受的干扰强度在一定范围内增大,则C点右移
C.同等强度的干扰下,若乙生态系统所受干扰提前,则B点左移
D.一般情况下,有同等强度干扰时,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
2. (人教版选择性必修2 P77“拓展应用”变式)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,选出错误的选项 ( )
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
[易错提醒] 生态系统稳定性的两个易错点
①生态系统的稳定性主要与生物种类有关,同时也要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定,若食物链数量相同,再看生产者,生产者种类和数量多的稳定程度更高。
②某一生态系统在彻底被破坏之前,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,如河流轻度污染的净化;若遭到较大程度破坏,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。
题点(二) 生态缸的制作与分析
3.某兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题:取4个完全相同、密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表(表中“+”表示有,“-”表示无)。经过一段时间的培养后,下列判断错误的是 ( )
生态瓶 编号 生态系统组成
光照 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
甲 + + + + + +
乙 - + + + - +
丙 + + + + - -
丁 + + + + - +
A.甲瓶生态系统成分齐全,如果生物数量比例适中,甲瓶生态系统的抵抗力稳定性相对较高
B.乙瓶无光照,生态系统没有能量来源,故维持时间不长
C.若实验前将丙瓶非生物装置进行灭菌处理,则丙瓶中有机物将大量积累
D.与丙瓶比较,丁瓶中氧气含量较高,有机物积累少
[归纳拓展] 正确认识生态缸的稳定性
①观察生态缸中生态系统的稳定性,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。
第4讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
主题研习(一)
基础全面落实
(一)1.含碳有机物 CO2 2.光合作用 化能合成作用 呼吸作用 分解作用 化石燃料 3.消费者 生产者 分解者 4.全球性 5.(1)①腐生 ②温度 (2)小于
(二)1.某种元素或难以降解的化合物 超过环境浓度
2．(1)食物链(网) 3.(1)越高 (2)全球性
(三)1.载体 动力
[自我诊断]
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
2．(1)化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放 采取积极措施减少二氧化碳排放 大力植树种草，提高森林覆盖率
(2)物质可以循环，但能量需要太阳能源源不断地输入
(3)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
(4)提示：对照组的土壤不做处理(自然状态)；实验组的土壤要做处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。该实验的自变量是土壤微生物的有无，无关变量包括温度、水分、空气等；因变量是落叶的“腐烂程度”。
重难深化拓展
[例1] 选D 甲是生产者，主要表示植物，生产者能吸收二氧化碳，为实现“碳中和”，应增加甲的碳储存量，A正确；甲是生产者，乙是消费者，碳在生产者和消费者之间主要以含碳有机物的形式转移，B正确；甲是生产者，能将二氧化碳固定在含碳有机物中，主要方式是光合作用，部分生物还可通过化能合成作用固定二氧化碳，C正确；乙中植食性动物产生的粪便中所含的能量为上一营养级甲的同化量，故乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在e中，D错误。
[例2] 选A 氮元素会沿食物链在生物体内转移，但不会在生物体内积累，不会出现生物富集现象，A错误；物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的三大功能，它们相互依存、不可分割，故碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生，B正确；固氮植物可以将空气中的氮气转化为含氮化合物，在农业生产中，增加固氮植物的配比，可促进氮元素的循环，C正确；施氮肥有利于提高作物产量，使人类生态足迹值增大，D正确。
考向精细研究
1．选B 由题意分析可知，在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少，A正确；人类施用磷肥等农业生产活动，使部分磷留在无机环境里，会改变磷循环速率，B错误；植物吸收利用的磷可用于合成磷脂、ATP、DNA、RNA等物质，故磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程，C正确；磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环，D正确。
2．选B 生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，①错误；物质是可循环的，生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能，②正确；参与循环的物质是组成生物体的各种化学元素，③错误；能量流动和物质循环同时进行，彼此相互依存，不可分割，④错误；碳循环是指碳元素在生物群落与非生物环境之间的循环流动过程，⑤错误；自然状态下，太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中，⑥正确；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质可以循环利用，但能量不能循环利用，⑦错误。B正确。
3．选B 植物和动物都可以吸收环境中的铅，即铅可以通过生产者、消费者进入生物群落，通过分解者分解遗体残骸等回归非生物环境，B错误。
主题研习(二)
基础全面落实
(一)1.性外激素 同种或异种 3.产生 信道 生物或其部位 4.生命活动 繁衍 种间 5.(1)农畜产品 (2)有害动物
(二)逐级递减 双向 非生物环境
[自我诊断]
1．(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．(1)生命活动的正常进行，离不开信息传递
(2)信息能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
考向精细研究
1．选B 松树释放植物信息素吸引寄生蜂，植物信息素属于化学信息，A正确；松叶蜂幼虫攻击松树不需要凭借该信息，B错误；由题意分析可知，松树和寄生蜂属于原始合作关系，C正确；通过该信息的调节使得松树、松叶蜂、寄生蜂维持相对稳定，有利于维持松林群落的平衡与稳定，D正确。
2．选A 叫声属于物理信息，摇尾巴属于行为信息，二者均可在同种和不同种动物间传递信息，A错误；狗尿液中存在的化学物质属于化学信息，根据动物的气味可完成捕食或者躲避敌害，因此可维持生物种间关系的相对稳定，B正确；利用人工合成的昆虫信息素诱捕雄蛾，可改变昆虫性别比例，降低出生率，C正确；通过定点放置蝗虫信息素可实现一定地区内蝗虫的聚集，从而可对蝗虫进行集体诱杀，属于生物防治措施，D正确。
3．选D 生物种群的繁衍离不开信息传递，所以利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，能提高果树的传粉率和结实率，①正确；养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可以提高产蛋量，光照属于物理信息，②正确；利用特殊的化学物质(如性引诱剂)可扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降，从而减缓有害动物对农作物的破坏，③正确；与化学防治相比，生物防治最大的优点是减少了对环境的污染，④正确。故选D。
主题研习(三)
基础全面落实
(一)1.结构和功能 结构 功能 收支 负反馈
2．维持或恢复 自我调节能力 有限的
3．越多 复杂 4.(1)生态系统自我调节能力 (2)物质、能量
(二)封闭 物质循环 透明 阳光直接照射
[自我诊断]
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)×
2．(1)生物种类减少，营养结构变得简单 人工投放的鱼饲料中的能量被鱼利用；营养级较少，能量流动过程中损失的能量较少
(2)入侵地的气候适合紫茎泽兰生长；入侵地缺乏紫茎泽兰的天敌，紫茎泽兰种群数量增长不受天敌制约；脱离原产地后，紫茎泽兰失去与其有种间竞争关系的物种的制约，使得种群数量持续增加，疯长蔓延
重难深化拓展
[重难点(一)][情境探究]
(1)弱 (2)弱 (3)低 (4)自我调节 负反馈调节 (5)大于 生物种类少、营养结构简单、自我调节能力弱
[重难点(二)][情境探究]
(1)A 含碳有机物 (2)A、B、C 双向 物理信息 (3)抵抗力 强 (4)负 正
考向精细研究
1．选A 题图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的大小，A错误；若甲所受的干扰强度增大，则其恢复所需要的时间延长，C点右移，B正确；同等强度的干扰下，若乙生态系统所受干扰提前，恢复到正常状态所需的时间不变，则B点左移，C正确；从题图中可看出甲、乙两个生态系统受到干扰后，甲生态系统结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高，D正确。
2．选B 生态系统的稳定性是指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，可见生态系统的稳定性表现在两个方面，即抵抗力稳定性和恢复力稳定性，A正确；生态平衡是生态系统的结构和功能都处于相对稳定的一种状态，B错误；当地百姓在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍然保持清澈，说明生态系统具有一定的自我调节能力，C正确；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，进而说明人类活动对生态系统的干扰强度超过了生态系统的自我调节能力范围，D正确。
3．选D 甲瓶中的生态系统成分齐全，如果生物数量比例适中，抵抗力稳定性会比较高，A正确；乙瓶无光照，没有能量来源，植物不能进行光合作用产生氧气和有机物，因此乙瓶维持时间不长，B正确；若实验前将丙瓶非生物装置进行灭菌处理，丙瓶由于无泥沙，即无分解者，故会积累较多的有机物，C正确；与丙瓶相比，丁瓶中多了泥沙，泥沙中的分解者呼吸消耗大量氧气，因此丁瓶中氧气含量低，D错误。(共108张PPT)
生态系统的物质循环、
信息传递和稳定性
第4讲
明确目标
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，能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源；
2.举例说出生态系统中信息传递的类型及作用；
3.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力；
4.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；
5.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。
建构知识体系
目录
主题研习（一）
主题研习（二）
生态系统的物质循环
课时跟踪检测
生态系统的信息传递
主题研习（三）
生态系统的稳定性
主题研习（一）生态系统的物质循环
(一)碳循环和物质循环
1.碳的存在形式与循环形式
基础全面落实
存在形式 生物群落内部：以_____________形式存在；
非生物环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在
循环形式 生物群落与非生物环境之间：主要以______形式循环
含碳有机物
CO2
2.碳循环途径
碳进入生物群落 ①生产者的___________；
②_____________
碳返回非生物环境 ①生产者、消费者的__________；
②分解者的__________ (实质是呼吸作用)；
③__________的燃烧
光合作用
化能合成作用
呼吸作用
分解作用
化石燃料
3.碳循环的过程
消费者
生产者
分解者
4.物质循环的概念分析
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)实验原理
①土壤中存在着的营______生活的细菌、真菌等微生物是分解者。
②分解者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______、水等生态因子相关。
物质 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素
范围 非生物环境 生物群落
特点 具有_______、循环往复
全球性
腐生
温度
(2)实验流程
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂
实验设计 实验组：对土壤进行处理(排除土壤微生物的作用，避免土壤理化性质的改变)
对照组：对土壤不做任何处理
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度______对照组
结论分析 土壤微生物能分解落叶使之腐烂
小于
(二)生物富集
1.概念：生物体从周围环境吸收、积蓄___________________________，使其在机体内浓度_____________的现象。
2.富集的过程
(1)途径：_____________。
(2)实例——铅的富集过程
某种元素或难以降解的化合物
超过环境浓度
食物链(网)
3.特点
(1)食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就_____。
(2)生物富集也具有________。
(三)能量流动和物质循环的关系
1.物质作为能量的______，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为______，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
2.二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。
越高
全球性
载体
动力
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(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)碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环。 ( )
(3)化石燃料的大量燃烧是温室效应加剧的主要原因。 ( )
(4)采用稻田养蟹的生态农业模式既可提高水稻产量又可收获螃蟹，该模式中碳循环在无机环境和生物群落间进行。 ( )
(5)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内富集，营养级越高，富集物质的浓度越高。 ( )
×
√
√
√
√
2.事理分析
(1)(人教版选择性必修2 P63“与社会的联系”素材分析)温室效应加剧的原因是_____________________________________________，引起全球性的气候变化。我国政府采取的措施是一方面_______________________
________，另一方面______________________________。
(2)(人教版选择性必修2 P67“拓展应用T1”延伸思考)生物圈不是一个完全自给自足的系统，原因是_____________________________________
___________。
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放
采取积极措施减少二氧
化碳排放
大力植树种草，提高森林覆盖率
物质可以循环，但能量需要太阳能源源
不断地输入
(3)(人教版选择性必修2 P67“拓展应用T2”应用分析)
氮元素在生物群落与非生物环境之间能循环利用，但需不断向农田中施加氮肥，原因是_________________________________________
_____________________________。
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
(4)探究土壤微生物对落叶的分解作用，对照组和实验组应该怎样处理 该实验的自变量、无关变量、因变量分别是什么
提示：对照组的土壤不做处理(自然状态)；实验组的土壤要做处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。该实验的自变量是土壤微生物的有无，无关变量包括温度、水分、空气等。因变量是落叶的“腐烂程度”。
重难深化拓展
重难点(一) 生态系统物质循环的过程分析
[例1] (2025·武汉模拟)下图是某生态系统碳元素的转移情况示意图，其中箭头表示碳元素转移方向，甲、乙、丙表示生态系统的组成成分，字母表示碳元素转移量。下列相关说法错误的是( )
A.为实现“碳中和”，应增加甲的碳储存量
B.碳元素在甲与乙之间主要以有机物形式进行转移
C.甲获取碳元素的方式有光合作用和化能合成作用
D.乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在f中
√
[解析] 甲是生产者，主要表示植物，生产者能吸收二氧化碳，为实现“碳中和”，应增加甲的碳储存量，A正确；甲是生产者，乙是消费者，碳在生产者和消费者之间主要以含碳有机物的形式转移，B正确；甲是生产者，能将二氧化碳固定在含碳有机物中，主要方式是光合作用，部分生物还可通过化能合成作用固定二氧化碳，C正确；乙中植食性动物产生的粪便中所含的能量为上一营养级甲的同化量，故乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在e中，D错误。
|认|知|生|成| 用模型建构法分析碳循环模式图
(1)建构模型：在碳循环中，只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双向箭头，生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。除大气中的CO2库外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。快速判断碳循环模型的方法如下：
(2)模型应用
①图1中A~D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者。
②图2中A代表生产者，B、D代表消费者，E代表分解者，C代表大气中的CO2库。
③图3中，E代表生产者，B、D、F代表消费者，C代表分解者，A代表大气中的CO2库。
重难点(二) 物质循环与能量流动、生物富集的关系
[例2] (2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)工农业生产等人类活动影响生态系统的碳、氮循环。下列叙述错误的是( )
A.氮元素会沿食物链逐渐在生物体内积累，导致出现生物富集现象
B.碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生
C.在农业生产中，增加固氮植物的配比可促进氮元素的循环
D.施氮肥有利于提高作物产量，使人类生态足迹值增大
√
[解析] 氮元素会沿食物链在生物体内转移，但不会在生物体内积累，不会出现生物富集现象，A错误；物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的三大功能，它们相互依存、不可分割，故碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生，B正确；固氮植物可以将空气中的氮气转化为含氮化合物，在农业生产中，增加固氮植物的配比，可促进氮元素的循环，C正确；施氮肥有利于提高作物产量，使人类生态足迹值增大，D正确。
|认|知|生|成| 物质循环与能量流动、生物富集的比较
(1)三者的区别
项目 物质循环 能量流动 生物富集
范围 生物圈 生态系统各营养级 生态系统各营养级
特点 全球性、循环往复运动 单向流动、逐级递减 单向流动、逐级积累、全球性
过程 在生物群落与非生物环境间往复循环 沿食物链(网)进行 沿食物链(网)进行
(2)三者的联系
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等过程。
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。
题点(一) 物质循环及与能量流动的关系分析
1.(2024·安徽高考)磷循环是生物圈物质循环的重要组成部分。磷经岩石风化、溶解、生物吸收利用、微生物分解，进入环境后少量返回生物群落，大部分沉积并进一步形成岩石。岩石风化后磷再次参与循环。下列叙述错误的是( )
A.在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少
B.人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率
C.磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程
D.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环
考向精细研究
√
解析：由题意分析可知，在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少，A正确；人类施用磷肥等农业生产活动，使部分磷留在无机环境里，会改变磷循环速率，B错误；植物吸收利用的磷可用于合成磷脂、ATP、DNA、RNA等物质，故磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程，C正确；磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环，D正确。
2.(2025·菏泽模拟)下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的说法有几项 ( )
①生态系统的能量流动就是指生态系统中的能量传递过程
②生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能
③参与循环的物质是组成生物体的各种化合物
④能量流动和物质循环是两个相对独立的过程
⑤碳循环是指CO2在不同生物之间的循环流动过程
⑥自然状态下，太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中
⑦沼渣、沼液作为肥料还田，使物质与能量可以循环利用
A.一项 B.两项 C.四项 D.六项
√
解析：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，①错误；物质是可循环的，生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能，②正确；参与循环的物质是组成生物体的各种化学元素，③错误；能量流动和物质循环同时进行，彼此相互依存，不可分割，④错误；碳循环是指碳元素在生物群落与非生物环境之间的循环流动过程，⑤错误；自然状态下，太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中，⑥正确；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质可以循环利用，但能量不能循环利用，⑦错误。B正确。
题点(二) 生物富集
3.含铅汽油的燃烧、对铅的开采及提取等人类活动都可以增加大气和土壤中的铅含量。植物能吸收含铅物质，动物通过取食植物而在体内累积铅。铅在人体内聚集和浓缩可引发智力障碍、神经麻痹，甚至死亡。下列说法错误的是( )
A.植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B.非生物环境中的铅均通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境
C.铅能沿食物链富集的原因是铅在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出
D.利用清洁能源可减少大气中铅的来源，采用生物吸收等方法可对铅进行集中处理
√
解析：植物和动物都可以吸收环境中的铅，即铅可以通过生产者、消费者进入生物群落，通过分解者分解遗体残骸等回归非生物环境，B错误。
主题研习（二）生态系统的信息传递
(一)生态系统中信息的传递
1.信息的种类、概念、来源、传递形式及实例
基础全面落实
种类 概念 来源 传递形式 实例
物理信息 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息 非生物环境(光、声、温度、湿度、磁场等)和生物个体或群体(声、颜色、性状等) 物理过程 蜘蛛网的振动频率、狼的嚎叫声、植物的颜色、海豚的回声定位
化学信息 生物产生的可以传递信息的化学物质 生物代谢 以化学物质为信息载体 植物的生物碱、有机酸等代谢产物，动物的___________等
行为信息 动物通过其特殊行为向___________生物传递的某种信息 动物的特殊行为，主要指各种动作 动物的异常表现及行为 牛椋鸟的跳跃等报警行为、蜜蜂跳舞、孔雀开屏、豪猪竖刺
续表
性外激素
同种或异种
2.信息的特点与判断方法
(1)信息的特点
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。
(2)判断信息种类的两种方法
①根据信息传播途径判断
若涉及声音、颜色、温度等物理因素，则为物理信息；若信息载体为化学物质，则为化学信息；若涉及特殊行为，则为行为信息。
②从文字表述的着重点判断
若孔雀开屏通过行为传递信息给对方，则为行为信息；若孔雀开屏通过羽毛颜色等传递信息给对方，则为物理信息。
3.信息传递的三要素
信息源 信息______的部位
______ 信息传播的媒介
信息受体 信息接收的_______________
产生
信道
生物或其部位
4.信息传递在生态系统中的作用
个体水平 ___________的正常进行，离不开信息的作用
种群水平 生物种群的_______，离不开信息的传递
群落和生态 系统水平 信息能够调节生物的_____关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
生命活动
繁衍
种间
5.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高__________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__________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。
农畜产品
有害动物
(二)归纳总结生态系统三大功能的关系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点 单向流动，_________ 全球性、循环性 往往是_____的
范围 生态系统 生物圈 生物之间，生物与___________之间
途径 主要是食物链和食物网 多种 多种
地位 物质循环的动力 能量流动的载体 决定物质循环和能量流动的方向和状态
联系 同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体
逐级递减
双向
非生物环境
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)“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。 ( )
(2)在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。 ( )
(3)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。 ( )
(4)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。 ( )
(5)信息可来源于非生物环境或生物，传递方向往往是双向的。 ( )
√
×
×
√
√
2.事理分析
(1)(人教版选择性必修2 P70“思考·讨论”材料分析)莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光才能萌发，说明_____________________
_______________。
(2)(人教版选择性必修2 P71正文要点分析)
狼能依据兔留下的气味去捕食兔，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明_______________________________________
____________________。
生命活动的正常进行，离不开信息传递
信息能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
题点(一) 信息的种类和功能
1.(2024·广东高考)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
考向精细研究
√
解析：松树释放植物信息素吸引寄生蜂，植物信息素属于化学信息，A正确；松叶蜂幼虫攻击松树不需要凭借该信息，B错误；由题意分析可知，松树和寄生蜂属于原始合作关系，C正确；通过该信息的调节使得松树、松叶蜂、寄生蜂维持相对稳定，有利于维持松林群落的平衡与稳定，D正确。
2.狗是许多家庭喜欢饲养的宠物，狗叫声的轻快与强烈、摇尾巴和尾巴蜷缩在两腿之间、尿标记等均可传递信息；雄蛾通过雌蛾释放的性外激素完成交尾；蝗虫通过释放信息素完成聚集。下列关于信息传递的叙述，错误的是 ( )
A.叫声、摇尾巴均属于物理信息，可在同种和不同种动物间传递信息
B.狗尿液中存在的化学物质属于化学信息，可调节生物的种间关系
C.利用人工合成的昆虫信息素诱捕雄蛾可改变性别比例，降低出生率
D.通过定点放置蝗虫信息素对蝗虫进行集体诱杀的措施属于生物防治
√
解析：叫声属于物理信息，摇尾巴属于行为信息，二者均可在同种和不同种动物间传递信息，A错误；狗尿液中存在的化学物质属于化学信息，根据动物的气味可完成捕食或者躲避敌害，因此可维持生物种间关系的相对稳定，B正确；利用人工合成的昆虫信息素诱捕雄蛾，可改变昆虫性别比例，降低出生率，C正确；通过定点放置蝗虫信息素可实现一定地区内蝗虫的聚集，从而可对蝗虫进行集体诱杀，属于生物防治措施，D正确。
题点(二) 信息传递在生产中的应用
3. 下列关于信息传递在农业生产中的应用的叙述，正确的有( )
①利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,可以提高果树的传粉效率和结实率
②养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,可以提高产蛋率
③利用特殊的化学物质扰乱某些动物的交配,可以减缓有害动物对农作物的破坏
④与化学防治相比,生物防治最大的优点是减少了对环境的污染
A.①②③ B.①③④ C.③④ D.①②③④
√
解析：生物种群的繁衍离不开信息传递，所以利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，能提高果树的传粉率和结实率， ①正确；养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可以提高产蛋量，光照属于物理信息，②正确；利用特殊的化学物质(如性引诱剂)可扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降，从而减缓有害动物对农作物的破坏，③正确；与化学防治相比，生物防治最大的优点是减少了对环境的污染，④正确。故选D。
主题研习（三）生态系统的稳定性
(一)生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
基础全面落实
概念 生态系统的____________处于相对稳定的一种状态
特征 ①_____平衡：生态系统的各组分保持相对稳定；②_____平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证物质循环和能量流动的正常进行；③______平衡：物质和能量的输入与输出平衡
机制 _______调节
结构和功能
结构
功能
收支
负反馈
2.生态系统的稳定性
概念 生态系统_____________自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
原因 具有_______________
特点 生态系统的自我调节能力是_______
维持或恢复
自我调节能力
有限的
3.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 保持自身结构与功能相对稳定 恢复自身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 一般生态系统中生物种类______，食物网越______，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低
越多
复杂
4.提高生态系统的稳定性
(1)控制对生态系统的干扰强度，在不超过_____________________的范围内，合理适度地利用生态系统。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的___________的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
生态系统自我调节能力
物质、能量
(二)设计生态缸
设计要求 原因分析
生态缸必须是______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____
_____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
封闭
物质
循环
透明
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
生态缸应放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免_______________ 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
续表
阳光直接照射
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)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。 ( )
(2)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。 ( )
(3)湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。 ( )
(4)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。 ( )
√
√
×
×
2.事理分析
(1)天然池塘改造人工鱼塘后抵抗力稳定性降低，原因是________
__________________________。若天然池塘与人工鱼塘中生产者固定的能量相同，但与天然池塘相比，人工鱼塘的鱼产量较高，从能量流动的角度分析可能的原因：_____________________________________
__________________________________________ (答出两点)。
生物种
类减少，营养结构变得简单
人工投放的鱼饲料中的能量被鱼利用；营养级较少，能量流动过程中损失的能量较少
(2)(人教版选择性必修2 P73“问题探讨”分析思考)
紫茎泽兰原分布于中美洲，传入我国后，先是在云南疯长蔓延，现已扩散至广西、贵州、四川等多个省份，对当地林木、牧草和农作物造成严重危害。紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖，为什么在入侵地可以疯长蔓延
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
入侵地的气候适合紫茎泽兰生长；入侵地缺乏紫茎泽兰的天敌，紫茎泽兰种群数量增长不受天敌制约；脱离原产地后，紫茎泽兰失去与其有种间竞争关系的物种的制约，使得种群数量持续增加，疯长蔓延。
重难深化拓展
重难点(一) 生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
|情|境|探|究|
如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系。分析回答有关问题：
(1)y的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标，y越大说明抵抗力稳定性越______ (填“强”或“弱”)。
(2)x可以表示恢复到原状所需的时间，x大小与恢复力稳定性的关系是x越大，表示恢复力稳定性越______ (填“强”或“弱”)。
(3)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，说明这个生态系统的总稳定性越______
(填“高”或“低”)。
弱
弱
低
(4)据图可知，受到一定强度的干扰后，生态系统的功能能够恢复正常作用范围，原因是生态系统具有一定的__________能力，这种能力的基础是____________。
自我调节
负反馈调节
(5)热带雨林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_____ (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值，原因是与热带雨林相比，草原生态系统___________________________________________，所以抵抗力稳定性弱。
大于
生物种类少、营养结构简单、自我调节能力弱
|认|知|生|成|
1.生态系统抵抗力稳定性大小的判断
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间的关系
(1)一般呈负相关，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差。但对于极地苔原(冻原)等部分生态系统而言，由于其物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
(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：
重难点(二) 生态系统稳态的两类调节方式
|情|境|探|究|
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，其中A、B、C表示其生物成分，A、B、C间的箭头表示物质的传递方向。请分析并回答下列问题：
(1)自然生态系统中，能量的输入依赖于______ (填图中字母)，碳元素在A、B、C之间以____________的形式传递。
(2)信息传递存在于_________ (填图中字母)之间，而且这种传递一般是_______的。动物捕食过程中通过鸣叫给同伴传递的信息属于__________。
A
含碳有机物
A、B、C
双向
物理信息
(3)任何生态系统都具有一定的抵抗外界干扰、保持生态平衡的特性，该特性称为_________稳定性，一般而言，A、B、C的种类越多，该稳定性越______。
(4)某池塘中，早期藻类大量繁殖，导致食藻浮游动物(如水蚤等)大量繁殖，接着藻类减少，又引起水蚤等食藻浮游动物减少；后期排入污水，加速水蚤死亡，污染加重，导致更多水蚤死亡。此过程中，早期属于_____反馈调节，后期属于______反馈调节。
抵抗力
强
负
正
|认|知|生|成| 正反馈调节与负反馈调节的比较
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 已污染的湖泊污染加剧
草原上兔(食草动物)与植物的平衡
题点(一) 生态平衡与生态系统的稳定性
1.(2025·天津河西区模拟)两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，据图不能得出的结论是( )
考向精细研究
A.图中偏离正常运行范围的程度可以体现恢复力稳定性的大小
B.若甲生态系统所受的干扰强度在一定范围内增大，则C点右移
C.同等强度的干扰下，若乙生态系统所受干扰提前，则B点左移
D.一般情况下，有同等强度干扰时，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
√
解析：题图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的大小，A错误；若甲所受的干扰强度增大，则其恢复所需要的时间延长，C点右移，B正确；同等强度的干扰下，若乙生态系统所受干扰提前，恢复到正常状态所需的时间不变，则B点左移，C正确；从题图中可看出甲、乙两个生态系统受到干扰后，甲生态系统结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高，D正确。
2. (人教版选择性必修2 P77“拓展应用”变式)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，选出错误的选项 ( )
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
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解析：生态系统的稳定性是指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，可见生态系统的稳定性表现在两个方面，即抵抗力稳定性和恢复力稳定性，A正确；生态平衡是生态系统的结构和功能都处于相对稳定的一种状态，B错误；当地百姓在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣，河水仍然保持清澈，说明生态系统具有一定的自我调节能力，C正确；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，进而说明人类活动对生态系统的干扰强度超过了生态系统的自我调节能力范围，D正确。
[易错提醒] 生态系统稳定性的两个易错点
①生态系统的稳定性主要与生物种类有关，同时也要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者种类和数量多的稳定程度更高。
②某一生态系统在彻底被破坏之前，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，如河流轻度污染的净化；若遭到较大程度破坏，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。
题点(二) 生态缸的制作与分析
3. 某兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题：取4个完全相同、密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表(表中“+”表示有，“-”表示无)。经过一段时间的培养后，下列判断错误的是( )
生态瓶编号 生态系统组成
光照 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
甲 + + + + + +
乙 - + + + - +
丙 + + + + - -
丁 + + + + - +
A.甲瓶生态系统成分齐全，如果生物数量比例适中，甲瓶生态系统的抵抗力稳定性相对较高
B.乙瓶无光照，生态系统没有能量来源，故维持时间不长
C.若实验前将丙瓶非生物装置进行灭菌处理，则丙瓶中有机物将大量积累
D.与丙瓶比较，丁瓶中氧气含量较高，有机物积累少
√
解析：甲瓶中的生态系统成分齐全，如果生物数量比例适中，抵抗力稳定性会比较高，A正确；乙瓶无光照，没有能量来源，植物不能进行光合作用产生氧气和有机物，因此乙瓶维持时间不长，B正确；若实验前将丙瓶非生物装置进行灭菌处理，丙瓶由于无泥沙，即无分解者，故会积累较多的有机物，C正确；与丙瓶相比，丁瓶中多了泥沙，泥沙中的分解者呼吸消耗大量氧气，因此丁瓶中氧气含量低，D错误。
[归纳拓展] 正确认识生态缸的稳定性
①观察生态缸中生态系统的稳定性，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。
课时跟踪检测
(本课时配有重难点加练题，以电子文档形式推送，供学优生选用)
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一、选择题
1.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
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解析：碳在生物群落内部以含碳有机物的形式进行传递，A正确；碳汇是指碳的固定量大于释放量，碳汇造林在一定程度上可以“抵消”全球的碳排放，体现出物质循环具有全球性，B正确；加快化石燃料的开采和使用不能减少碳源，C错误；农作物秸秆还田能增加土壤有机质的含量，而有机质中含有大量碳元素，故将农作物秸秆还田可以提高农田土壤中储碳量，D正确。
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2.(2025·粤港澳大湾区联考)下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是 ( )
A.戈壁荒漠生态系统的抵抗力稳定性低，但恢复力稳定性高
B.“桑基鱼塘”农业生态系统可实现对能量的多级利用，提高了能量传递效率
C.生态系统中各种消费者的存在促进了生态系统的物质循环并使其更加稳定
D.引入外来物种可以增加生态系统的生物种类，是提高生态系统稳定性的最好措施
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解析：戈壁荒漠生态系统的环境条件恶劣，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低，A错误；“桑基鱼塘”农业生态系统可实现对能量的多级利用，大大提高了能量利用率，但不能提高能量传递效率，B错误；生态系统中各种消费者的存在促进了生态系统的物质循环并使其更加稳定，C正确；引入的外来物种有可能成为入侵物种，使本地物种减少，最终导致生态系统的稳定性受到破坏，D错误。
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3.(2025·青岛模拟)苹果蠹蛾是一类严重影响苹果生产和销售的蛀果害虫，其幼虫钻入果实内，造成大量虫害果，并导致果实成熟前脱落和腐烂。下列有关防治措施的叙述，错误的是 ( )
① 卵开始孵化期和成虫羽化盛期喷施杀虫剂。
② 苹果蠹蛾成虫期，将装有性引诱剂(信息素)的小纸袋挂于果树枝头，以混淆和干扰雌雄蛾交配，从而减少产卵数。
③ 苹果蠹蛾成虫期，在果园架设黑光灯，每天天黑以后打开，天亮以后关闭，及时清理收虫袋。
④ 在果树的主干及主要分枝处束草、布环，人工营造苹果蠹蛾化蛹越冬的场所，诱集幼虫，集中销毁。
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A.①和②利用化学防治的方法降低苹果蠹蛾的种群数量
B.②通过影响苹果蠹蛾的出生率来降低种群密度
C.③中苹果蠹蛾接收的是物理信息，来自非生物环境
D.与①相比较，措施②③④对苹果园环境污染小
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解析：①喷施杀虫剂防治害虫，杀虫剂杀灭害虫，增大害虫种群的死亡率，属于化学防治；②利用性引诱剂干扰雌雄蛾正常交尾进而降低出生率起到了防治苹果蠹蛾的作用，属于生物防治，A错误。②利用信息素干扰成虫交尾，通过影响苹果蠹蛾的出生率来降低种群密度，B正确。③中利用黑光灯诱捕苹果蠹蛾，该过程中接收的是物理信息，来自非生物环境，C正确。①属于化学防治，化学防治会污染环境，措施②③属于生物防治，而④可属于机械防治，即措施②③④对苹果园环境污染小，D正确。
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4.生态系统平衡的调节主要是通过系统的反馈机制、抵抗力稳定性和恢复力稳定性实现的。下列相关叙述错误的是 ( )
A.正反馈调节可通过自身功能减缓系统内的压力以维持生态系统稳定
B.环境容纳量、自我调节、自净作用等都是生态系统抵抗力稳定性的表现形式
C.污染水域切断污染源后，生物群落的恢复是系统恢复力稳定性的表现之一
D.生态系统发育越成熟，则其结构越复杂，抵抗外界干扰的能力也越强
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解析：负反馈调节在生态系统中普遍存在，生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节，A错误；环境容纳量、自我调节、自净作用等都是生态系统的抵抗力稳定性的表现形成，B正确；污染水域切断污染源后，生物群落可逐渐恢复，这是生态系统的恢复力稳定性的表现之一，C正确；生态系统发育越成熟，则其物种丰富度也越大，营养结构越复杂，抵抗外界干扰的能力也越强，D正确。
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5.在镉(Cd)污染土壤的修复治理技术中，植株修复作为一种相对成熟的生态环保型技术逐渐应用于实际的修复工程。以三叶鬼针草为材料，通过叶面喷施不同浓度的水杨酸(SA)和表油菜素甾醇(EBR)，研究它们对三叶鬼针草修复镉(Cd)污染的影响，部分研究结果如下表。下列分析正确的是 ( )
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处理 浓度/ (mg·L-1) TF BCF
CK(对照) 0 1.31 2.94
SA 3 1.55 3.30
30 1.54 3.54
EBR 0.1 1.50 2.75
1 1.30 2.61
注：TF为转运指标，是三叶鬼针草地上部Cd含量与根部Cd含量的比值；BCF为离集指标，是三叶鬼针草植株体内Cd含量与土壤Cd含量的比值。
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A.CK处理为对在无Cd的土壤中种植的三叶鬼针草喷施等量清水
B.TF越大越有利于三叶鬼针草植株体内Cd的生物富集
C.研究表明两种激素喷施对提高三叶鬼针草Cd的富集能力具有协同作用
D.在实验所给条件中，用30 mg·L-1SA处理时三叶鬼针草修复镉(Cd)污染效果最佳
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解析：该实验是通过叶面喷施不同浓度的水杨酸(SA)和表油菜素甾醇(EBR)，研究它们对三叶鬼针草修复镉(Cd)污染的影响，所以CK处理应为对在有Cd污染的土壤中种植的三叶鬼针草喷施等量清水，A错误；BCF是三叶鬼针草植株体内Cd含量与土壤Cd含量的比值，该比值越大，说明富集在生物体内的Cd越多，土壤中残留的越少，与30 mg·L-1SA处理相比，3 mg·L-1SA处理时TF较大，而BCF较小，说明并不是TF越大越有利于三叶鬼针草体内Cd的生物富集，B错误；
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根据题表中数据可知，与对照组相比，使用SA之后BCF增大，而使用EBR后BCF减小，说明二者对提高三叶鬼针草Cd的富集能力的作用相抗衡，C错误；由以上分析可知，BCF越大，说明富集在生物体中的Cd越多，土壤中残留的越少，修复镉(Cd)污染的效果越好，实验所给条件中30 mg·L-1SA这一组的BCF是最大的，因此说明该条件下三叶鬼针草修复镉(Cd)污染效果最佳，D正确。
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6.(2025·重庆模拟)逃逸距离指的是鸟类对捕食者做出反应时，与捕食者之间的空间距离。逃逸距离可分为警戒距离、惊飞距离和飞逃距离，其中警戒距离是指鸟类对靠近的捕食者首次表现出警戒行为(如抬头环视)时与捕食者之间的空间距离；惊飞距离是指鸟类逃逸飞离时的位置与捕食者之间的空间距离；飞逃距离是指鸟类逃逸飞离的位置与首次停落位置之间的空间距离(如图1)。调查显示，麻雀成鸟的年存活率高于幼鸟，为探究麻雀的风险回避策略，研究者进行了相关研究，结果如图2。下列相关叙述错误的是 ( )
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A.调查麻雀种群中幼年、成年及老年个体的比例可预测其数量变化趋势
B.与幼鸟相比，成鸟的警戒、惊飞距离较长，利于其规避风险
C.鸟类对靠近的捕食者表现出飞逃等行为离不开信息的传递
D.鸟类与捕食者之间数量的相对稳定依赖于正反馈调节机制
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解析：调查麻雀种群中幼年、成年及老年个体的比例可绘制年龄结构图，年龄结构可预测其数量变化趋势，A正确；根据题图2可知，与幼鸟相比，成鸟的警戒、惊飞距离较长，能有更多的时间用于逃逸，有利于其规避风险，B正确；信息传递可调节种间关系，鸟类对靠近的捕食者表现出飞逃等行为离不开信息的传递，C正确；猎物(鸟类)与捕食者数量的稳定依赖于生态系统中普遍存在的负反馈调节，D错误。
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7.(2025·苏州一模)人类活动在不断改变地球的生物化学循环，其中主要的原因是大气中的CO2浓度不断攀升。大气CO2浓度的升高会影响到水体中藻类的生长，水环境中碳循环的部分过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
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A.能量作为物质的载体，使物质沿着食物链(网)流动
B.该示意图可体现碳循环具有循环往复的特点
C.藻类可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环
D.从物质循环的角度看，藻类碳元素的根本来源是大气中的CO2
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解析：生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的，物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往复，A错误。由示意图可知，物质可以从生物群落到非生物环境，又可以从非生物环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复运动的特点，B正确。藻类通过呼吸作用和光合作用完成碳在生物与非生物环境间的相互转化，参与生态系统的碳循环，C正确。由题图可知，藻类中的碳元素归根结底来源于大气中的CO2，D正确。
8.辛普森多样性指数描述的是从一个群落中连续两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率，下图是在甲、乙、丙三个不同群落中的8块样地上取样的结果。下列说法正确的是 ( )
A.辛普森多样性指数与物种
丰富度呈负相关
B.乙群落比丙群落的物种多样性
要高
C.在每个样地上都要保证随机取样
D.与乙、丙群落相比，甲群落所在生态系统的恢复力稳定性更高
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解析：辛普森多样性指数描述的是从一个群落中连续两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率，辛普森多样性指数越高，两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率越高，因此，辛普森多样性指数越高，物种丰富度越高，二者呈正相关，A错误；由题图可知，乙群落的辛普森多样性指数平均值小于丙群落的辛普森多样性指数，因此乙群落比丙群落的物种多样性要低，B错误；使用样方法来调查物种数量时，要保证随机取样，C正确；与乙、丙群落相比，甲群落的物种丰富度更高，甲群落所在生态系统的抵抗力稳定性更高，其恢复力稳定性相反，D错误。
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二、非选择题(除特别注明外，每空1分)
9.(10分)研究人员对东北虎豹国家公园的生态环境、森林灌草层动植物的组成、林区灯下趋光性昆虫的多样性等进行了相关调查。请回答下列问题：
(1)调查公园气候条件、人为干扰因素以及顶级消费者(东北虎、东北豹)的捕食对象(马鹿、梅花鹿等)的种群密度、年龄结构等，可确定国家公园内东北虎、东北豹的__________________。公园环境逐年改善，相较于其他动植物，东北虎、东北豹的种群数量有所增加但总数仍较少，从生态系统功能的角度分析，原因主要是___________________________
___________________________ (2分)。
环境容纳量(K值)
营养级越高，可利用的能量越少，种群的数量也就越少
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解析：可通过调查公园气候条件、人为干扰因素以及顶级消费者(东北虎、东北豹)的捕食对象(马鹿、梅花鹿等)的种群密度、年龄结构等情况来确定国家公园内东北虎、东北豹的环境容纳量。随着公园环境逐年改善，相较于其他动植物，东北虎、东北豹的种群数量有所增加但总数仍较少，其原因是东北虎、东北豹在国家公园内是最高营养级，营养级越高，可利用的能量越少，种群的数量也就越少。
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(2)该生态系统中，东北虎捕食摄入体内的食物，其中的能量去向包括______________________________________ (2分)、随尸体残骸等流向分解者。利用标记重捕法调查国家公园内丛林鼠的种群密度时，由于丛林鼠的记忆力较强，会导致调查结果与真实结果相比______。
解析：东北虎作为国家公园中的最高营养级生物，其捕食摄入体内的食物中的能量去向包括随粪便排出、用于自身呼吸消耗、随尸体残骸流向分解者。利用标记重捕法调查国家公园内丛林鼠的种群密度时，由于丛林鼠的记忆力较强，会导致重捕的个体中被标记的个体数偏小，因此，调查结果与真实结果相比偏大。
随粪便排出(排遗物)、用于自身呼吸消耗
偏大
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(3)为研究公园林区灯下趋光性昆虫的多样性，研究人员在1月到12月采用频振式杀虫灯进行调查，结果如下图所示。
①该灯的杀虫机理是运用光、波、色、味四种诱杀方式杀灭害虫，其应用原理涉及信息传递中的_______________信息。
物理、化学
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②调查时杀虫灯每天需__________________打开和关闭，据上图调查结果分析，下列叙述错误的有_______ (填编号，2分)。
A.物种丰富度的增加导致个体总数的增加
B.趋光性昆虫在4月份时增长速率最大
C.个体总数和物种丰富度存在季节性变化
定时(或同一时间)
AB
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解析：①光、波、色属于物理信息，气味属于化学信息，即该灯的杀虫机理是运用物理和化学信息对生物造成影响。②调查趋光性昆虫的多样性时，杀虫灯需每天定时打开和关闭，进而可以减少无关变量的影响，使调查结果更准确。由题图可知，在4月份，物种丰富度增加，但个体总数减少，A错误；趋光性昆虫个体总数在4月份时下降，增长速率不是最大，B错误；在1月到12月间，个体总数和物种丰富度均有不同程度的波动，存在季节性变化，C正确。课时跟踪检测(五十一) 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
一、选择题
1.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.(2025·粤港澳大湾区联考)下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是 ( )
A.戈壁荒漠生态系统的抵抗力稳定性低,但恢复力稳定性高
B.“桑基鱼塘”农业生态系统可实现对能量的多级利用,提高了能量传递效率
C.生态系统中各种消费者的存在促进了生态系统的物质循环并使其更加稳定
D.引入外来物种可以增加生态系统的生物种类,是提高生态系统稳定性的最好措施
3.(2025·青岛模拟)苹果蠹蛾是一类严重影响苹果生产和销售的蛀果害虫,其幼虫钻入果实内,造成大量虫害果,并导致果实成熟前脱落和腐烂。下列有关防治措施的叙述,错误的是 ( )
① 卵开始孵化期和成虫羽化盛期喷施杀虫剂。
② 苹果蠹蛾成虫期,将装有性引诱剂(信息素)的小纸袋挂于果树枝头,以混淆和干扰雌雄蛾交配,从而减少产卵数。
③ 苹果蠹蛾成虫期,在果园架设黑光灯,每天天黑以后打开,天亮以后关闭,及时清理收虫袋。
④ 在果树的主干及主要分枝处束草、布环,人工营造苹果蠹蛾化蛹越冬的场所,诱集幼虫,集中销毁。
A.①和②利用化学防治的方法降低苹果蠹蛾的种群数量
B.②通过影响苹果蠹蛾的出生率来降低种群密度
C.③中苹果蠹蛾接收的是物理信息,来自非生物环境
D.与①相比较,措施②③④对苹果园环境污染小
4.生态系统平衡的调节主要是通过系统的反馈机制、抵抗力稳定性和恢复力稳定性实现的。下列相关叙述错误的是 ( )
A.正反馈调节可通过自身功能减缓系统内的压力以维持生态系统稳定
B.环境容纳量、自我调节、自净作用等都是生态系统抵抗力稳定性的表现形式
C.污染水域切断污染源后,生物群落的恢复是系统恢复力稳定性的表现之一
D.生态系统发育越成熟,则其结构越复杂,抵抗外界干扰的能力也越强
5.在镉(Cd)污染土壤的修复治理技术中,植株修复作为一种相对成熟的生态环保型技术逐渐应用于实际的修复工程。以三叶鬼针草为材料,通过叶面喷施不同浓度的水杨酸(SA)和表油菜素甾醇(EBR),研究它们对三叶鬼针草修复镉(Cd)污染的影响,部分研究结果如下表。下列分析正确的是 ( )
处理 浓度/(mg·L-1) TF BCF
CK(对照) 0 1.31 2.94
SA 3 1.55 3.30
30 1.54 3.54
EBR 0.1 1.50 2.75
1 1.30 2.61
注:TF为转运指标,是三叶鬼针草地上部Cd含量与根部Cd含量的比值;BCF为离集指标,是三叶鬼针草植株体内Cd含量与土壤Cd含量的比值。
A.CK处理为对在无Cd的土壤中种植的三叶鬼针草喷施等量清水
B.TF越大越有利于三叶鬼针草植株体内Cd的生物富集
C.研究表明两种激素喷施对提高三叶鬼针草Cd的富集能力具有协同作用
D.在实验所给条件中,用30 mg·L-1SA处理时三叶鬼针草修复镉(Cd)污染效果最佳
6.(2025·重庆模拟)逃逸距离指的是鸟类对捕食者做出反应时,与捕食者之间的空间距离。逃逸距离可分为警戒距离、惊飞距离和飞逃距离,其中警戒距离是指鸟类对靠近的捕食者首次表现出警戒行为(如抬头环视)时与捕食者之间的空间距离;惊飞距离是指鸟类逃逸飞离时的位置与捕食者之间的空间距离;飞逃距离是指鸟类逃逸飞离的位置与首次停落位置之间的空间距离(如图1)。调查显示,麻雀成鸟的年存活率高于幼鸟,为探究麻雀的风险回避策略,研究者进行了相关研究,结果如图2。下列相关叙述错误的是 ( )
A.调查麻雀种群中幼年、成年及老年个体的比例可预测其数量变化趋势
B.与幼鸟相比,成鸟的警戒、惊飞距离较长,利于其规避风险
C.鸟类对靠近的捕食者表现出飞逃等行为离不开信息的传递
D.鸟类与捕食者之间数量的相对稳定依赖于正反馈调节机制
7.(2025·苏州一模)人类活动在不断改变地球的生物化学循环,其中主要的原因是大气中的CO2浓度不断攀升。大气CO2浓度的升高会影响到水体中藻类的生长,水环境中碳循环的部分过程如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.能量作为物质的载体,使物质沿着食物链(网)流动
B.该示意图可体现碳循环具有循环往复的特点
C.藻类可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环
D.从物质循环的角度看,藻类碳元素的根本来源是大气中的CO2
8.辛普森多样性指数描述的是从一个群落中连续两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率,下图是在甲、乙、丙三个不同群落中的8块样地上取样的结果。下列说法正确的是 ( )
A.辛普森多样性指数与物种丰富度呈负相关
B.乙群落比丙群落的物种多样性要高
C.在每个样地上都要保证随机取样
D.与乙、丙群落相比,甲群落所在生态系统的恢复力稳定性更高
二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
9.(10分)研究人员对东北虎豹国家公园的生态环境、森林灌草层动植物的组成、林区灯下趋光性昆虫的多样性等进行了相关调查。请回答下列问题:
(1)调查公园气候条件、人为干扰因素以及顶级消费者(东北虎、东北豹)的捕食对象(马鹿、梅花鹿等)的种群密度、年龄结构等,可确定国家公园内东北虎、东北豹的 。公园环境逐年改善,相较于其他动植物,东北虎、东北豹的种群数量有所增加但总数仍较少,从生态系统功能的角度分析,原因主要是 (2分)。
(2)该生态系统中,东北虎捕食摄入体内的食物,其中的能量去向包括 (2分)、随尸体残骸等流向分解者。利用标记重捕法调查国家公园内丛林鼠的种群密度时,由于丛林鼠的记忆力较强,会导致调查结果与真实结果相比 。
(3)为研究公园林区灯下趋光性昆虫的多样性,研究人员在1月到12月采用频振式杀虫灯进行调查,结果如下图所示。
①该灯的杀虫机理是运用光、波、色、味四种诱杀方式杀灭害虫,其应用原理涉及信息传递中的 信息。
②调查时杀虫灯每天需 打开和关闭,据上图调查结果分析,下列叙述错误的有 (填编号,2分)。
A.物种丰富度的增加导致个体总数的增加
B.趋光性昆虫在4月份时增长速率最大
C.个体总数和物种丰富度存在季节性变化
课时跟踪检测(五十一)
1．选C 碳在生物群落内部以含碳有机物的形式进行传递，A正确；碳汇是指碳的固定量大于释放量，碳汇造林在一定程度上可以“抵消”全球的碳排放，体现出物质循环具有全球性，B正确；加快化石燃料的开采和使用不能减少碳源，C错误；农作物秸秆还田能增加土壤有机质的含量，而有机质中含有大量碳元素，故将农作物秸秆还田可以提高农田土壤中储碳量，D正确。
2．选C 戈壁荒漠生态系统的环境条件恶劣，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都低，A错误；“桑基鱼塘”农业生态系统可实现对能量的多级利用，大大提高了能量利用率，但不能提高能量传递效率，B错误；生态系统中各种消费者的存在促进了生态系统的物质循环并使其更加稳定，C正确；引入的外来物种有可能成为入侵物种，使本地物种减少，最终导致生态系统的稳定性受到破坏，D错误。
3．选A ①喷施杀虫剂防治害虫，杀虫剂杀灭害虫，增大害虫种群的死亡率，属于化学防治；②利用性引诱剂干扰雌雄蛾正常交尾进而降低出生率起到了防治苹果蠹蛾的作用，属于生物防治，A错误。②利用信息素干扰成虫交尾，通过影响苹果蠹蛾的出生率来降低种群密度，B正确。③中利用黑光灯诱捕苹果蠹蛾，该过程中接收的是物理信息，来自非生物环境，C正确。①属于化学防治，化学防治会污染环境，措施②③属于生物防治，而④可属于机械防治，即措施②③④对苹果园环境污染小，D正确。
4．选A 负反馈调节在生态系统中普遍存在，生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节，A错误；环境容纳量、自我调节、自净作用等都是生态系统的抵抗力稳定性的表现形成，B正确；污染水域切断污染源后，生物群落可逐渐恢复，这是生态系统的恢复力稳定性的表现之一，C正确；生态系统发育越成熟，则其物种丰富度也越大，营养结构越复杂，抵抗外界干扰的能力也越强，D正确。
5．选D 该实验是通过叶面喷施不同浓度的水杨酸(SA)和表油菜素甾醇(EBR)，研究它们对三叶鬼针草修复镉(Cd)污染的影响，所以CK处理应为对在有Cd污染的土壤中种植的三叶鬼针草喷施等量清水，A错误；BCF是三叶鬼针草植株体内Cd含量与土壤Cd含量的比值，该比值越大，说明富集在生物体内的Cd越多，土壤中残留的越少，与30 mg·L－1SA处理相比，3 mg·L－1SA处理时TF较大，而BCF较小，说明并不是TF越大越有利于三叶鬼针草体内Cd的生物富集，B错误；根据题表中数据可知，与对照组相比，使用SA之后BCF增大，而使用EBR后BCF减小，说明二者对提高三叶鬼针草Cd的富集能力的作用相抗衡，C错误；由以上分析可知，BCF越大，说明富集在生物体中的Cd越多，土壤中残留的越少，修复镉(Cd)污染的效果越好，实验所给条件中30 mg·L－1SA这一组的BCF是最大的，因此说明该条件下三叶鬼针草修复镉(Cd)污染效果最佳，D正确。
6．选D 调查麻雀种群中幼年、成年及老年个体的比例可绘制年龄结构图，年龄结构可预测其数量变化趋势，A正确；根据题图2可知，与幼鸟相比，成鸟的警戒、惊飞距离较长，能有更多的时间用于逃逸，有利于其规避风险，B正确；信息传递可调节种间关系，鸟类对靠近的捕食者表现出飞逃等行为离不开信息的传递，C正确；猎物(鸟类)与捕食者数量的稳定依赖于生态系统中普遍存在的负反馈调节，D错误。
7．选A 生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的，物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往复，A错误。由示意图可知，物质可以从生物群落到非生物环境，又可以从非生物环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复运动的特点，B正确。藻类通过呼吸作用和光合作用完成碳在生物与非生物环境间的相互转化，参与生态系统的碳循环，C正确。由题图可知，藻类中的碳元素归根结底来源于大气中的CO2，D正确。
8．选C 辛普森多样性指数描述的是从一个群落中连续两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率，辛普森多样性指数越高，两次抽样所得到的个体属于不同物种的概率越高，因此，辛普森多样性指数越高，物种丰富度越高，二者呈正相关，A错误；由题图可知，乙群落的辛普森多样性指数平均值小于丙群落的辛普森多样性指数，因此乙群落比丙群落的物种多样性要低，B错误；使用样方法来调查物种数量时，要保证随机取样，C正确；与乙、丙群落相比，甲群落的物种丰富度更高，甲群落所在生态系统的抵抗力稳定性更高，其恢复力稳定性相反，D错误。
9．解析：(1)可通过调查公园气候条件、人为干扰因素以及顶级消费者(东北虎、东北豹)的捕食对象(马鹿、梅花鹿等)的种群密度、年龄结构等情况来确定国家公园内东北虎、东北豹的环境容纳量。随着公园环境逐年改善，相较于其他动植物，东北虎、东北豹的种群数量有所增加但总数仍较少，其原因是东北虎、东北豹在国家公园内是最高营养级，营养级越高，可利用的能量越少，种群的数量也就越少。
(2)东北虎作为国家公园中的最高营养级生物，其捕食摄入体内的食物中的能量去向包括随粪便排出、用于自身呼吸消耗、随尸体残骸流向分解者。利用标记重捕法调查国家公园内丛林鼠的种群密度时，由于丛林鼠的记忆力较强，会导致重捕的个体中被标记的个体数偏小，因此，调查结果与真实结果相比偏大。
(3)①光、波、色属于物理信息，气味属于化学信息，即该灯的杀虫机理是运用物理和化学信息对生物造成影响。②调查趋光性昆虫的多样性时，杀虫灯需每天定时打开和关闭，进而可以减少无关变量的影响，使调查结果更准确。由题图可知，在4月份，物种丰富度增加，但个体总数减少，A错误；趋光性昆虫个体总数在4月份时下降，增长速率不是最大，B错误；在1月到12月间，个体总数和物种丰富度均有不同程度的波动，存在季节性变化，C正确。
答案：(1)环境容纳量(K值) 营养级越高，可利用的能量越少，种群的数量也就越少 (2)随粪便排出(排遗物)、用于自身呼吸消耗 偏大 (3)①物理、化学 ②定时(或同一时间) AB
