第52讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
(时间:30分钟 满分:38分)
基础强化练
选择题:1~7题,每题2分。
1.(碳循环|2024·铜仁模拟)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
[A] 消费者没有参与碳循环的过程
[B] 生产者的光合作用是碳循环的重要环节
[C] 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
[D] 碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
2.(物质循环图中成分判断|2024·厦门模拟)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的某种金字塔简图,其中①~④分别代表不同的营养级。下列说法正确的是( )
[A] 图1中有A→B→D、A→C、A→D三条食物链
[B] 图1中的D处于图2中的③④营养级
[C] 若图1生态系统存在富集现象,则丁中富集物的浓度最高
[D] 图2中的金字塔可以表示能量金字塔,但不能表示生物量金字塔
3.(生物富集|2024·昭通模拟)铅、镉、汞等重金属和DDT、六六六等有机化合物存在生物富集现象,即这些物质在生物体内的浓度超过环境浓度的现象。下列关于这类现象的叙述,错误的是( )
[A] 生物富集主要是因为这些物质在生物体内难以排出、难以降解
[B] DDT这类化合物从非生物环境到生物群落,再从生物群落回到非生物环境的过程就是物质循环
[C] 生物富集也具有全球性,因为这些物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
[D] 一般来说,食物链中营养级越高的生物,体内富集的这些物质或元素就越多
4.(信息传递|2025·厦门期中)中国古诗词呈现出传统文化中的生命美学,充满了生活智慧。下列叙述错误的是( )
[A] “晴日暖风生麦气”体现了信息能够影响农作物的生命活动
[B] “竹深树密虫鸣处”中的“虫鸣”反映了生态系统中的行为信息
[C] “风光不与四时同”体现了群落的结构会随季节发生变化
[D] “惟有葵花向日倾”反映了生物能对外界的刺激作出反应
5.(信息传递的应用|2025·南充模拟)昆虫性诱剂引诱法是利用昆虫的某种性外激素引诱异性到某地,从而集中捕杀害虫的方法。下列相关叙述错误的是( )
[A] 这种防治害虫的方法属于生物防治
[B] 使用昆虫性诱剂可降低农药使用量
[C] 性诱剂引诱法中利用的性外激素属于化学信息
[D] 使用性诱剂会使其他昆虫的种群密度显著下降
6.(生态系统的稳定性|2021·湖南卷,4)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是( )
[A] 食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”形曲线
[B] 图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
[C] 该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
[D] 过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
7.(生态缸|2024·广州调研)某兴趣小组设计了一个生态缸,来观察该人工生态系统的稳定性,下列有关该生态系统的叙述正确的是( )
[A] 应将该生态缸开盖,置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直射
[B] 流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
[C] 一定时间内,全部生产者固定的能量等于全部消费者和分解者获得的能量之和
[D] 该生态系统中的物质循环、能量流动、信息传递都是沿食物链进行的
能力提升练
选择题:8~10题,每题4分。
8.(生活污水的净化作用|2024·十堰模拟)如图为某河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。下列说法错误的是( )
[A] 流入该生态系统的能量全部来自藻类固定的太阳能与污水中的有机物
[B] ab段溶解氧减少的主要原因是藻类数量减少和需氧型细菌大量繁殖
[C] bc段藻类大量繁殖的主要原因是有机物分解产生大量的N等无机盐离子
[D] 图示过程说明该河流生态系统具有抵抗力稳定性
9.(物质循环和能量流动|2024·重庆模拟)某稻田生态系统一年期间碳元素转移示意图如下,箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列分析错误的是( )
[A] c、e、f均可以表示有机物中碳元素的转移量
[B] 在生产者的生长期内,该生态系统碳元素转移量为a>(b+c+e)
[C] 图中从水稻到昆虫之间的能量传递效率为10%~20%
[D] (b+d+g)代表该生态系统中所有生物呼吸作用的碳转移量
10.(辛普森多样性指数|2024·莆田期中)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,如图是在甲、乙、丙三个不同群落中的8块样地上取样的结果。下列说法错误的是( )
[A] 辛普森多样性指数越高,物种丰富度越高
[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抵抗力稳定性更高
11.(12分)(信息传递及生态系统稳定性|2024·北京模拟)某地区在某河及其支流附近建立了多个湿地公园,河水被引入湿地公园,经过生态净化池和污水处理站的处理,又重新回流到河中。请回答下列问题。
(1)近年来,河流生态治理从单一的水质治理转变为河流生态系统修复,恢复生态系统的
,从而依靠生态系统的自我调节能力实现河流长治久清。河流生态治理的首要任务是降低干扰强度,其原因是
。
(2)繁殖季节,湿地中的雌雄鸟上下翻飞,互相追逐,这就是鸟类中的“戏飞”求偶现象,这体现了信息传递在生态系统中的作用是 。
(3)将河水引入种植有沉水植物的人工湿地,可以强化生态缓冲带净化水质的作用。治理前期需增加水体透明度,其目的是 。
后期维护管理中还需通过人工收割沉水植物控制其密度,以达到更佳的净水效果,其依据有 。
第52讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
1.A 生产者、消费者和分解者都参与了生态系统的碳循环,其中消费者可以加快生态系统的碳循环。
2.B 食物链应该从生产者乙开始;图1中D处于图2中的③④营养级;丁是分解者,D处于最高营养级,所以应该是D中富集物的浓度最高;图2中的金字塔可以表示能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。
3.B 生物富集主要是因为这些物质在生物体内难以排出、难以降解;物质循环指的是组成生物体的元素从非生物环境到生物群落,再从生物群落回到非生物环境的循环过程,DDT是化合物,不符合物质循环的概念;造成生物富集的这些物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,所以生物富集也具有全球性;一般来说,食物链中营养级越高的生物,体内富集的这些物质或元素就越多。
4.B “晴日暖风生麦气”体现的是环境因素中的温度、阳光等信息对农作物生命活动的影响;“虫鸣”属于生态系统中的物理信息;“风光不与四时同”指的是六月的西湖风光与其他季节大不相同,体现了群落的结构会随季节发生变化;“惟有葵花向日倾”指的是只有葵花朝向太阳开放,体现了葵花能对光的刺激作出反应。
5.D 这种防治害虫的方法是利用生物信息传递来发挥作用,属于生物防治;使用昆虫性诱剂引诱异性昆虫到某地集中捕杀,可以降低农药使用量,减少环境污染;性诱剂引诱法中利用的性外激素属于化学信息;使用性诱剂会扰乱某类昆虫的雌雄交配,使其种群密度显著下降,但这种性诱剂对其他昆虫影响不大。
6.B 由题图可知,食草动物进入早期,种群数量增长大致呈“J”形曲线;环境容纳量是指在一定的环境条件所能维持的种群最大数量,a点时,环境条件发生了改变(植物急剧减少),生态系统尚未稳定,此时种群数量不能作为环境容纳量;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础;过度放牧使得草原生态系统的结构和功能遭到破坏,从而降低其抵抗力稳定性。
7.B 应将生态缸密封后放置在通风、光线良好的地方,避免阳光直射,以免温度过高杀死生态瓶内的生物;流入分解者的有机物中的能量属于某营养级或其上一营养级同化量的一部分,都直接或间接来自第一营养级固定的能量;生产者固定的能量除了流向消费者和分解者外,还有一部分通过呼吸作用以热能形式散失,还有一部分未被利用,因此一定时间内,全部生产者固定的能量大于全部消费者和分解者获得的能量之和;该生态系统中的物质循环、能量流动都是沿食物链进行的,信息传递不依赖食物链,信息可在同一个物种内传递,也可在不同物种间传递,还可以在非生物环境与生物群落之间传递。
8.A 流入该生态系统的能量来自生产者固定的太阳能与污水中的有机物,河流中的生产者除了藻类还有水草等其他植物;分析题图可知,ab段藻类有所减少,细菌大量繁殖,推测藻类数量减少,导致光合作用释放的氧气减少,需氧型细菌大量繁殖又消耗大量的氧气,进而使ab段溶解氧减少;生活污水中的含碳有机物被分解者分解成N等无机盐离子,导致bc段藻类大量繁殖;由题图可知,该河流生态系统受到轻度污染后各项指标均基本恢复到污染前水平,体现了生态系统具有一定的自我调节能力,说明该河流生态系统具有抵抗力稳定性。
9.C 图中c、e、f在生物群落内传递,可表示有机物中碳元素的转移量;在生产者的生长期内,有机物有所积累,因此通过光合作用同化的碳元素多于消耗的碳元素,即a>(b+c+e);生态系统中相邻两个营养级能量传递效率为10%~20%,而非两个生物类群之间的传递效率;由图可知,(b+d+g)代表该生态系统中所有生物呼吸作用的碳转移量。
10.B 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,即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;乙群落的辛普森多样性指数小于丙群落,因此乙群落比丙群落的物种多样性要低;使用样方法来调查物种数量时,要保证随机取样;与乙、丙群落相比,甲群落的物种丰富度更高,食物网更复杂,自我调节能力更强,因此甲群落所在生态系统的抵抗力稳定性更高。
11.【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)结构和功能 生态系统的自我调节能力是有一定限度的
(2)促进种群的繁衍
(3)增强水体中的光照强度,有利于沉水植物的生长(3分)
在较低的种群密度下,沉水植物增长速率较快,能有效吸收污水中的无机盐;防止枯枝落叶被分解后再次污染水体(3分)
【解析】 (1)河流生态系统修复目的是恢复生态系统的结构和功能,需要依靠生态系统的自我调节能力实现河流长治久清,但生态系统的自我调节能力有一定限度,故河流生态治理的首要任务是降低干扰强度。(2)求偶现象体现了信息传递促进种群的繁衍的作用。(3)治理前期需增加水体透明度,目的是增强水体中的光照强度,有利于沉水植物的生长。因为在较低的种群密度下,沉水植物增长速率较快,能有效吸收污水中的无机盐;另外枯枝落叶被分解后会再次污染水体,因此后期要人工收割沉水植物控制其密度。第52讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
[课标要求]
1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环的规律。
2.举例说明利用物质循环规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
5.分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构。
6.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。
7.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,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。
8.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。
考点一 生态系统的物质循环
1.物质循环的概念
(1)物质:组成生物体的 等元素。
(2)范围: 和 之间。
(3)特点: 、 。
(4)实例:碳循环等。
2.碳循环的过程
(1)请写出图中各标号的含义:
a. ;b. ;c. ;
d. ;e. 。
(2)碳的存在、循环形式及循环途径。
(3)温室效应。
3.生物富集
(1)概念:生物体从周围环境吸收、积蓄 的化合物,使其在机体内浓度 的现象。
(2)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 。
4.能量流动和物质循环的关系
(1)两者同时进行,彼此相互依存,不可分割。
(2)能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的 等过程。
(3)物质作为能量的 ,使能量沿着 流动;能量作为 ,使物质能够不断地在 之间循环往返。
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)实验背景。
①土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,这些生物的数量极其繁多。
②由于各地气候与环境等因素不同,落叶在土壤中被分解的时间也不同,一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
(2)实验方案。
项目 案例1 案例2
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉
实 验 设 计 实验组 将带有落叶的土壤用塑料袋包好,放在60 ℃恒温箱中处理1 h A烧杯中加入30 mL土壤浸出液和淀粉糊,在室温环境放置7 d
对照组 对带有落叶的土壤不做任何处理(自然状态) B烧杯中加入 ,在室温环境放置7 d
自变量 土壤中是否含有微生物 是否含有土壤微生物
实验 现象 在相同时间内, A A1 加入碘液,不变蓝
A2 加入斐林试剂,加热,
B B1 加入碘液,变蓝
B2 加入斐林试剂,加热,
结论 分析 土壤微生物对落叶有分解作用 土壤微生物能分解淀粉
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P62正文)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。( )
(2)(选择性必修2 P62图310)土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环。( )
(3)(选择性必修2 P62图310)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( )
(4)(选择性必修2 P63与社会的联系)大量燃烧化石燃料,导致大气中CO2的含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡,导致温室效应。( )
(5)(选择性必修2 P63正文)生态系统的物质循环指的是构成生物体的各种化合物在生物群落与非生物环境之间循环往复。( )
(6)(选择性必修2 P64正文)铅可沿食物链进入人体,在人体内的浓度可能超过环境浓度。( )
(7)(选择性必修2 P65正文)物质循环和能量流动是两个相对独立的过程。物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力。( )
(8)(选择性必修2 P67拓展应用1)生物圈在物质上不能完全自给自足。( )
2.规范表达
(1)(选择性必修2 P62正文)碳在生物群落中主要是以 的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是 。
(2)(选择性必修2 P67拓展应用2分析)虽然氮元素在生物群落与非生物环境间能循环利用,但仍需不断向农田中施加氮肥,原因是 。
运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分
(1)“三看法”判断。
(2)模式图分析。
图1
图2
图3
能力1 围绕碳循环的过程考查图表分析能力
1.(2024·湖北武汉模拟)如图为某稻田生态系统的碳循环图解,数字表示碳的流动。下列叙述正确的是( )
[A] 碳在①②④⑤过程中以CO2形式传递
[B] C属于分解者,群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
[C] A可表示大气中的CO2库,碳元素在生物群落中循环利用
[D] ①过程固定的CO2等于⑥+⑦过程释放的CO2即可实现碳中和
能力2 通过比较物质循环、能量流动的区别与联系,考查科学思维能力
2.(2024·河南洛阳模拟)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,下列相关叙述错误的是( )
[A] 图中黑色箭头①②③④可表示能量流动过程,白色箭头⑤可表示物质循环过程
[B] 能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相伴进行
[C] 食物链和食物网是能量流动、物质循环的渠道
[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
图解物质循环与能量流动的关系
能力3 探究土壤微生物的分解作用,考查科学探究能力
3.(2024·广西钦州月考)某兴趣小组以表层土壤(深5 cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下对落叶的分解作用,对土壤处理情况如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不处理 灭菌 不处理
湿度情况 湿润 湿润 较干燥 较干燥
[A] 该实验能探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用
[B] 该实验的自变量为土壤是否灭菌,因变量是土壤的湿度
[C] 各组所处环境的温度应保持一致
[D] 预期实验结果是2组中落叶的腐烂程度最高
考点二 生态系统的信息传递
1.信息的种类、概念、传递形式及实例
种类 概念 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 传递的信息 过程 萤火虫的闪光、蜘蛛网的振动频率等
化学 信息 生物产生的一些可以传递信息的 以化学物质为信息载体 昆虫的性外激素,植物的生物碱、有机酸等代谢产物
行为 信息 动物通过其 向同种或异种生物传递的信息 动物的 表现及行为 鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为
2.信息传递的过程
3.信息传递在生态系统中的作用
4.信息传递在农业生产中的应用
(1)应用和实例。
(2)控制动物危害的技术方法比较。
5.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、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 物质循环的动力 能量流动的载体 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.判断正误
(1)(选择性必修2 P69正文)物理信息的来源可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体。( )
(2)(选择性必修2 P69正文)鸟类突然振翅飞起对同伴报警属于行为信息,通过尖锐的鸣叫报警属于物理信息。( )
(3)(选择性必修2 P69正文)昆虫、鱼类以及哺乳动物等生物体中都存在能传递信息的化学物质——信息素。( )
(4)(选择性必修2 P69正文)在生态系统的信息传递中,需要植物的叶、芽及细胞中的光敏色素等信息受体参与。( )
(5)(选择性必修2 P69正文延伸)能量流动是单向的,物质循环和信息传递都是双向的。( )
(6)(选择性必修2 P71正文延伸)狼追逐兔,兔依据狼的气味躲避狼,体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能。( )
(7)(选择性必修2 P71正文)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。( )
2.规范表达
(选择性必修2 P80非选择题3)某地农业部门在防治棉铃虫问题上,提出了两种方案:Ⅰ.喷洒高效农药;Ⅱ.放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于棉铃虫的防治并说明理由。
能力4 围绕信息的种类、信息传递的作用及应用,考查科学思维能力
4.(2024·河南郑州模拟)蝙蝠能发出超声波,并感知反回来的回声测出猎物的位置,敏捷地捕捉猎物;有些猎物,如飞蛾,也能感知蝙蝠发出的超声波而飞离蝙蝠。下列关于生态系统信息传递的叙述错误的是( )
[A] 蝙蝠发出的超声波属于物理信息
[B] 相对于能量的单向流动,生态系统中的信息传递一定是双向的
[C] 蝙蝠通过超声波捕食猎物,体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用
[D] 飞蛾通过超声波飞离蝙蝠,体现信息还能调节生物的种间关系
5.(2024·重庆模拟)研究生态系统的信息传递在农业生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是( )
[A] 信息传递在农业生产中的应用主要是提高农畜产品的产量,以及对有害动物进行控制
[B] 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
[C] 延长光照时间可以刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,从而提高产蛋率
[D] 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低某特定区域内害虫的种群密度,这属于化学防治
考点三 生态系统的稳定性
1.生态平衡
2.生态系统的稳定性
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性
(1)概念。
①抵抗力稳定性:生态系统 外界干扰并使自身的结构与功能 的能力。
②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 的能力。
(2)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 自身结构与功能相对稳定 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
特点 生态系统中的生物种类越多,食物网越 ,其自我调节能力就 ,抵抗力稳定性就越高 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其 是不一样的
联系 ①二者一般呈负相关,抵抗力稳定性高的生态系统,恢复力稳定性低;反之亦然。但是存在特例:冻原、荒漠等生态系统两种稳定性都比较低。 ②二者是同时存在于同一生态系统中的两种不同作用,它们相互作用共同维持生态系统的稳定
4.提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统的 强度,在不超过生态系统的 能力的范围内,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 的协调。
5.设计制作生态缸,观察其稳定性
设计要求 相关分析
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命力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行 ,在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须是 的 便于透光;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 便于操作;缸内储备一定量的空气
生态缸的放置位置要光线良好,但要避免阳光直接照射 防止水温过高导致水生植物死亡
动物不宜太多,个体不宜太大 减少对O2的消耗,避免生产量小于消耗量
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P73正文)生态系统的结构和功能处于相对稳定状态,就是生态平衡。( )
(2)(选择性必修2 P74正文)负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础。( )
(3)(选择性必修2 P74正文拓展)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)(选择性必修2 P75正文)自我调节能力越强的生态系统,其抵抗力稳定性也就越高。( )
(5)(选择性必修2 P76正文)人工生态系统具有一定自我调节能力,对利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质投入。( )
(6)(选择性必修2 P78探究·实践)生态缸中物种越多,其稳定性一定越高。( )
2.规范表达
(选择性必修2 P74~75正文拓展)负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析,森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是
。
从生态系统稳定性的角度来看,一般来说,森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统,原因是 。
正反馈调节与负反馈调节的比较
类型 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
区分 方法 调节后进一步偏离原有水平 调节后回归到原有水平
实例 分析
能力5 围绕生态系统的稳定性,考查理解能力
6.(2024·四川南充模拟)下列关于生态系统稳定性的说法,正确的是( )
[A] 生态系统稳定性是指生态系统所具有的维持自身结构和功能处于相对平衡状态的能力
[B] 生态系统中的负反馈调节只存在于生物群落与无机环境之间
[C] 生态系统自我调节能力的大小取决于其营养结构的复杂程度
[D] 森林生态系统的稳定性高于草原生态系统的稳定性
关于生态系统稳定性的三个提醒
(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关,还与生物的个体数量有关。食物链数量越多、食物网越复杂越稳定,若食物链数量相同,生产者多的稳定程度高。
(2)生态系统的自我调节能力具有一定的限度。
(3)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,如北极冻原生态系统和荒漠生态系统。
能力6 通过对生态缸的稳定性的分析,考查科学探究能力
7.(2024·安徽安庆模拟)为观察生态系统的稳定性,某兴趣小组设计了4个密闭、透明的生态缸,各缸内的组成和条件见下表。下列叙述正确
的是( )
生态系 统组成 光 水草 藻类 浮游 动物 小鱼 泥沙
生 态 缸 编 号 ① - + + + - +
② + + + + - +
③ + + + + + +
④ + + + + - -
注:“+”表示有;“-”表示无。
[A] 生态缸②③④中增加浮游动物的数量,可加快物质循环,有利于提高生态缸的稳定性
[B] 生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸③
[C] 生态缸①的稳定性最弱,生态缸④的稳定性最强
[D] 只有生态缸③中含有生态系统必需的全部组成成分
考向一 从科学思维的角度,考查生态系统的物质循环和生物富集
1.(2024·安徽卷,6)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.(2024·江西卷,9)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是( )
物种 流经生物 的能量(kJ) 生物体内镉 浓度(μg/g) 生物承受的捕食压力指数
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
说明:一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大。
[A] ④③①② [B] ④②①③
[C] ①③②④ [D] ④①②③
考向二 从生命观念的角度,考查生态系统的信息传递
3.(2024·广东卷,8)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
4.(2024·湖北卷,7)研究发现,某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征,相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征,在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是( )
[A] 芦鹀的鸣唱声属于物理信息
[B] 求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果
[C] 芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体
[D] 和求偶有关的鸣唱特征的差异,表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离
考向三 从科学思维的角度,考查生态系统的稳定性
5.(2024·湖南卷,13改编)土壤中纤毛虫的动态变化可反映生态环境的变化。某地实施退耕还林后,10年内不同恢复阶段土壤中纤毛虫物种数情况如图所示。下列叙述正确的是( )
[A] 统计土壤中某种纤毛虫的具体数目可采用目测估计法
[B] 退耕还林期间纤毛虫多样性及各目的种类数不断增加
[C] 调查期间土壤纤毛虫丰富度的变化是一种正反馈调节
[D] 退耕还林提高了纤毛虫的种群密度和生态系统的稳定性
6.(2023·河北卷,10)某经营性森林有27种植物,林场对其林木采伐后彻底清除地表植物。自然恢复若干年后,该地段上形成了有36种植物的森林。下列叙述正确的是( )
[A] 采伐后的空地资源丰富,植物种群呈“J”形增长
[B] 采伐前的生态系统比恢复后的生态系统抵抗力稳定性高
[C] 采伐后的空地上出现新群落的过程属于次生演替
[D] 该生态系统恢复过程中,营养级的增多取决于植物种类的增加
第52讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
考点一 生态系统的物质循环
必备知识·梳理
1.(1)碳、氢、氧、氮、磷、硫 (2)非生物环境 生物群落 (3)全球性 循环往复运动
2.(1)生产者 消费者 呼吸作用 光合作用或化能合成作用
呼吸作用 (2)含碳有机物 CO2 光合作用 化能合成作用 呼吸作用 分解作用 化石燃料 (3)CO2 气温升高
植树种草 化石燃料 清洁能源 秸秆还田
3.(1)某种元素或难以降解 超过环境浓度 (2)①食物链(网) (3)①越大 ②全球性
4.(2)合成和分解 (3)载体 食物链(网) 动力 生物群落和非生物环境
5.(2)30 mL蒸馏水和淀粉糊 实验组落叶的腐烂程度小于对照组 产生砖红色沉淀 无砖红色沉淀
深挖教材
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
(5)× 生态系统的物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。
(6)√
(7)× 物质循环和能量流动是同时进行,相互依存,不可分割的。
(8)× 生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和,它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
2.(1)含碳有机物 碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
(2)农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之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
关键能力·提升
能力1
1.B 碳在生物与非生物环境之间(如①②过程)主要以CO2形式传递,而在群落内部(如④⑤过程)主要以含碳有机物形式传递;C是分解者,生物群落中的其他生物(包括生产者、消费者)的遗体残骸等会流向分解者,均可为它提供物质和能量;A可表示大气中的CO2库,碳循环指的是碳元素在生物群落和非生物环境之间往返的过程,而不是指在生物群落中循环利用;实现碳中和需要①固定的CO2=⑥+⑦+②+人类对化石燃料等的开采和使用所排放的CO2。
能力2
2.D 图中黑色箭头①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能,②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量,③④表示捕食关系,以及能量流动的方向。图中黑色箭头①②③④单向流动,可表示能量流动过程,白色箭头⑤循环往复,可表示物质循环过程;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)相伴进行,能量是物质循环的动力,物质是能量流动的载体;在生态系统中,能量流动和物质循环均可沿着食物链和食物网进行;碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的,故碳在③④过程以含碳有机物的形式传递。
能力3
3.B 该实验有两个自变量,即土壤是否灭菌和土壤湿度情况,其中2组和4组对照,可探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用;在该实验中,温度属于无关变量,各组应保持相同且适宜;四个组中,2组土壤不做处理,含有微生物数量较多,且处于湿润环境,有利于微生物繁殖,因此其落叶腐烂程度最高。
考点二 生态系统的信息传递
必备知识·梳理
1.物理过程 物理 化学物质 特殊行为 独特
2.信息源 信道 信息受体
3.生命活动 繁衍 生物的种间关系 平衡与稳定
深挖教材
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
(5)× 信息传递往往是双向的,但也存在单向传递,物质循环是循环往复的。
(6)√ (7)√
2.放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大量的棉铃虫的天敌,棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度大爆发;而赤眼蜂能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平,且对环境无污染。
关键能力·提升
能力4
4.B 蝙蝠发出的超声波属于物理信息;生态系统中的信息传递通常是双向的,但非生物环境和生物之间的信息传递是单向的;蝙蝠通过超声波捕食猎物,体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用;飞蛾通过感知超声波飞离蝙蝠,体现信息能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定性。
5.D 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低某特定区域内害虫的种群密度,属于生物防治。
考点三 生态系统的稳定性
必备知识·梳理
1.结构和功能 结构 收支 负反馈调节 信息 减弱或受到抑制 自我调节能力
2.维持或恢复 自我调节能力
3.(1)①抵抗 保持原状 ②恢复到原状 (2)保持 恢复 复杂 越强 恢复速度与恢复时间
4.(1)干扰 自我调节 (2)物质、能量 生态系统内部结构与功能
5.封闭 物质循环和能量流动 透明 空间
深挖教材
1.(1)√ (2)√
(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负反馈调节。
(4)√ (5)√
(6)× 生态缸的稳定性与生物的种类及其比例有关,如同时含有生产者、消费者和分解者,且它们的比例适当,则生态缸的稳定性较高。
2.在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟增多,害虫种群的增长就受到抑制 森林生态系统的生物种类多,食物网(营养结构)复杂,自我调节能力强
关键能力·提升
能力5
6.C 生态系统稳定性是指生态系统所具有的维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力;生态系统中的负反馈调节既存在于生物群落与无机环境之间,也存在于生物群落内部;森林生态系统的抵抗力稳定性高于草原生态系统,但其恢复力稳定性低于草原生态系统。
能力6
7.B 生态缸②③④中增加浮游动物的数量,会增加对有机物的消耗,不利于生态缸实现收支平衡,因此不利于提高生态缸的稳定性;生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸③,因为前者比后者少一级消费者,耗氧少;生态缸①中缺少光,生态缸②中成分齐全,且消费者数量较少,生产者、消费者以及分解者之间的比例适宜,生态缸③成分齐全,但消费者数量较多,而生态缸④中缺乏分解者(泥沙),因此,生态缸①的稳定性最弱;生态缸②的稳定性最强;生态缸②和③中均含有生态系统必需的全部组成成分。
研练真题·感悟高考
考向一
1.B 由题干可知,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,而碳元素能通过生物群落(生产者、消费者和分解者)与无机环境快速循环,因此,在生物地球化学循环中,磷元素年周转量比碳元素少;人类施用磷肥等农业生产活动会增加环境中的磷含量,可能会被生物吸收利用、微生物分解,从而会改变磷循环速率;能量的输入、传递、转化和散失需要依靠有机物(如ATP)的参与,而磷参与组成细胞中很多有机物,因此磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程;磷在生物群落中主要以有机物的形式存在,在无机环境中主要以磷酸盐的形式存在,故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.D 根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;通常情况下,食物链中,除顶级捕食者外,各级生物被捕食的压力逐级减小,由表可知①承受的捕食压力指数大于③,由于数值越大,生物被捕食的压力越大说明①的营养级低于③。综合判断4种生物在食物链中的排序是④①②③。
考向二
3.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;松树被松叶蜂幼虫捕食后释放出信息吸引寄生蜂,食物链是由于捕食关系形成的,其中信息的作用是调节生物的种间关系;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,从而减少松树受到攻击,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,两者相互合作,彼此也能分开,属于原始合作关系;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。
4.D 物理信息是指通过物理过程传递的信息,芦鹀的鸣唱声属于物理信息;某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧,由此可知,求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果;完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体,芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体;判断两个种群是否为同一物种,主要依据是它们是否存在生殖隔离,即二者的杂交子代是否可育,由和求偶有关的鸣唱特征的差异,无法表明这三个芦鹀种群是否存在生殖隔离。
考向三
5.C 利用目测估计法只能确定某种纤毛虫的相对数量;分析题图可知,退耕还林期间纤毛虫的多样性增加,但某些目的种类数会出现波动;土壤纤毛虫丰富度增大,有利于改善生态环境,而生态环境的改善又会进一步增大纤毛虫的丰富度,这是一种正反馈调节;仅根据题干信息,无法得知退耕还林对纤毛虫种群密度的影响。
6.C “采伐后的空地”代表一定的空间和资源,而非理想条件。在有限的资源和空间条件下,种群数量会在达到一定阶段时停止增长,一般在一定数量(K值)附近波动,增长曲线为“S”形而非“J”形;抵抗力稳定性反映了生态系统保持现有状态相对稳定的能力,主要由生态系统物种组成的多样性和复杂性决定。组成和结构相似的生态系统之间,物种组成越丰富,抵抗力稳定性越高。恢复后的生态系统物种数量比采伐前明显增多,群落结构趋于复杂,抵抗力稳定性提高;题干中“彻底清除地表植物”含义为原有植被虽已不存在,但原有土壤条件及繁殖体仍存在,以此为起始条件的演替属于次生演替;生态系统中营养级的数量取决于两个方面:生态系统中生产者固定的总能量以及能量在生态系统中营养级之间的传递效率(一般在10%~20%之间)。演替过程中,植物物种数量增加并不意味着通过生产者输入到生态系统中的总能量更多,所以其营养级并不一定会增多。(共97张PPT)
第52讲
生态系统的物质循环、信息传递和稳定性
[课标要求]
1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环的规律。
2.举例说明利用物质循环规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
[课标要求]
5.分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构。
6.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。
7.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,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。
8.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。
生态系统的物质循环
考点一
1.物质循环的概念
(1)物质:组成生物体的 等元素。
(2)范围: 和 之间。
(3)特点: 、 。
(4)实例:碳循环等。
碳、氢、氧、氮、磷、硫
非生物环境
生物群落
全球性
循环往复运动
2.碳循环的过程
生产者
(1)请写出图中各标号的含义:
a. ;b. ;c. ;d. ;e. 。
消费者
呼吸作用
光合作用或化能合成作用
呼吸作用
(2)碳的存在、循环形式及循环途径。
含碳有机物
CO2
光合作用
化能合成作用
呼吸作用
分解作用
化石燃料
CO2
气温升高
(3)温室效应。
植树种草
化石燃
料
清洁能源
秸秆还田
3.生物富集
(1)概念:生物体从周围环境吸收、积蓄 的化合物,使其在机体内浓度 的现象。
(2)过程。
①途径: 。
②实例——铅的富集过程。
某种元素或难以降解
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 。
4.能量流动和物质循环的关系
(1)两者同时进行,彼此相互依存,不可分割。
(2)能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的 等过程。
(3)物质作为能量的 ,使能量沿着 流动;能量作为 ,使物质能够不断地在 之间循环往返。
越大
全球性
合成和分解
载体
食物链(网)
动力
生物群落和非生物环境
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)实验背景。
①土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,这些生物的数量极其繁多。
②由于各地气候与环境等因素不同,落叶在土壤中被分解的时间也不同,一般在温暖、湿润的环境中需要一至数月时间。
(2)实验方案。
30 mL蒸馏水和淀粉糊
项目 案例1 案例2
实验 假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉
实 验 设 计 实验组 将带有落叶的土壤用塑料袋包好,放在60 ℃恒温箱中处理1 h A烧杯中加入30 mL土壤浸出液和淀粉糊,在室温环境放置7 d
对照组 对带有落叶的土壤不做任何处理 (自然状态) B烧杯中加入 ,在室温环境放置7 d
自变量 土壤中是否含有微生物 是否含有土壤微生物
实验组落叶的腐烂程度小于对照组
实验 现象 在相同时间内, A A1 加入碘液,不变蓝
A2 加入斐林试剂,加热,
B B1 加入碘液,变蓝
B2 加入斐林试剂,加热,
结论 分析 土壤微生物对落叶有分解作用 土壤微生物能分解淀粉
产生砖红色沉淀
无砖红色沉淀
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P62正文)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。( )
(2)(选择性必修2 P62图3-10)土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环。( )
(3)(选择性必修2 P62图3-10)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( )
√
√
√
(4)(选择性必修2 P63与社会的联系)大量燃烧化石燃料,导致大气中CO2的含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡,导致温室效应。( )
(5)(选择性必修2 P63正文)生态系统的物质循环指的是构成生物体的各种化合物在生物群落与非生物环境之间循环往复。( )
√
【提示】 生态系统的物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。
(6)(选择性必修2 P64正文)铅可沿食物链进入人体,在人体内的浓度可能超过环境浓度。( )
×
√
(7)(选择性必修2 P65正文)物质循环和能量流动是两个相对独立的过程。物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力。( )
×
【提示】 物质循环和能量流动是同时进行,相互依存,不可分割的。
(8)(选择性必修2 P67拓展应用1)生物圈在物质上不能完全自给自足。( )
×
【提示】 生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和,它们通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
2.规范表达
(1)(选择性必修2 P62正文)碳在生物群落中主要是以 的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是
。
含碳有机物
碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
(2)(选择性必修2 P67拓展应用2分析)虽然氮元素在生物群落与非生物环境间能循环利用,但仍需不断向农田中施加氮肥,原因是
。
农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之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
运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分
(1)“三看法”判断。
(2)模式图分析。
图1
图2
图3
能力1 围绕碳循环的过程考查图表分析能力
1.(2024·湖北武汉模拟)如图为某稻田生态系统的碳循环图解,数字表示碳的流动。下列叙述正确的是( )
[A] 碳在①②④⑤过程中以CO2形式传递
[B] C属于分解者,群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
[C] A可表示大气中的CO2库,碳元素在生物群落中循环利用
[D] ①过程固定的CO2等于⑥+⑦过程释放的CO2即可实现碳中和
B
【解析】 碳在生物与非生物环境之间(如①②过程)主要以CO2形式传递,而在群落内部(如④⑤过程)主要以含碳有机物形式传递;C是分解者,生物群落中的其他生物(包括生产者、消费者)的遗体残骸等会流向分解者,均可为它提供物质和能量;A可表示大气中的CO2库,碳循环指的是碳元素在生物群落和非生物环境之间往返的过程,而不是指在生物群落中循环利用;实现碳中和需要①固定的CO2=⑥+⑦+②+人类对化石燃料等的开采和使用所排放
的CO2。
能力2 通过比较物质循环、能量流动的区别与联系,考查科学思维能力
2.(2024·河南洛阳模拟)如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,下列相关叙述错误的是( )
[A] 图中黑色箭头①②③④可表示能量流动过程,白色
箭头⑤可表示物质循环过程
[B] 能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相伴进行
[C] 食物链和食物网是能量流动、物质循环的渠道
[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
【解析】 图中黑色箭头①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能,②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量,③④表示捕食关系,以及能量流动的方向。图中黑色箭头①②③④单向流动,可表示能量流动过程,白色箭头⑤循环往复,可表示物质循环过程;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)相伴进行,能量是物质循环的动力,物质是能量流动的载体;在生态系统中,能量流动和物质循环均可沿着食物链和食物网进行;碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的,故碳在③④过程以含碳有机物的形式传递。
归纳总结
图解物质循环与能量流动的关系
能力3 探究土壤微生物的分解作用,考查科学探究能力
3.(2024·广西钦州月考)某兴趣小组以表层土壤(深5 cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下对落叶的分解作用,对土壤处理情况如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不处理 灭菌 不处理
湿度情况 湿润 湿润 较干燥 较干燥
[A] 该实验能探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用
[B] 该实验的自变量为土壤是否灭菌,因变量是土壤的湿度
[C] 各组所处环境的温度应保持一致
[D] 预期实验结果是2组中落叶的腐烂程度最高
B
【解析】 该实验有两个自变量,即土壤是否灭菌和土壤湿度情况,其中2组和4组对照,可探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用;在该实验中,温度属于无关变量,各组应保持相同且适宜;四个组中,2组土壤不做处理,含有微生物数量较多,且处于湿润环境,有利于微生物繁殖,因此其落叶腐烂程度最高。
考点二
生态系统的信息传递
1.信息的种类、概念、传递形式及实例
物理过程
种类 概念 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 传递的信息 过程 萤火虫的闪光、蜘蛛网的振动频率等
化学 信息 生物产生的一些可以传递信息的 以化学物质为信息载体 昆虫的性外激素,植物的生物碱、有机酸等代谢产物
行为 信息 动物通过其 向同种或异种生物传递的信息 动物的 表现及行为 鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为
物理
化学物质
特殊行为
独特
2.信息传递的过程
信息源
信道
信息受体
3.信息传递在生态系统中的作用
生命活动
繁衍
生物的种间关系
平衡与稳定
4.信息传递在农业生产中的应用
(1)应用和实例。
(2)控制动物危害的技术方法比较。
5.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、 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 物质循环 的动力 能量流动 的载体 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
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P69正文)物理信息的来源可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体。( )
(2)(选择性必修2 P69正文)鸟类突然振翅飞起对同伴报警属于行为信息,通过尖锐的鸣叫报警属于物理信息。( )
(3)(选择性必修2 P69正文)昆虫、鱼类以及哺乳动物等生物体中都存在能传递信息的化学物质——信息素。( )
√
√
√
(4)(选择性必修2 P69正文)在生态系统的信息传递中,需要植物的叶、芽及细胞中的光敏色素等信息受体参与。( )
(5)(选择性必修2 P69正文延伸)能量流动是单向的,物质循环和信息传递都是双向的。( )
√
【提示】 信息传递往往是双向的,但也存在单向传递,物质循环是循环往复的。
×
(6)(选择性必修2 P71正文延伸)狼追逐兔,兔依据狼的气味躲避狼,体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能。( )
(7)(选择性必修2 P71正文)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。( )
√
√
2.规范表达
(选择性必修2 P80非选择题3)某地农业部门在防治棉铃虫问题上,提出了两种方案:Ⅰ.喷洒高效农药;Ⅱ.放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于棉铃虫的防治并说明理由。
【提示】 放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大量的棉铃虫的天敌,棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度大爆发;而赤眼蜂能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平,且对环境无污染。
能力4 围绕信息的种类、信息传递的作用及应用,考查科学思维能力
4.(2024·河南郑州模拟)蝙蝠能发出超声波,并感知反回来的回声测出猎物的位置,敏捷地捕捉猎物;有些猎物,如飞蛾,也能感知蝙蝠发出的超声波而飞离蝙蝠。下列关于生态系统信息传递的叙述错误的是( )
[A] 蝙蝠发出的超声波属于物理信息
[B] 相对于能量的单向流动,生态系统中的信息传递一定是双向的
[C] 蝙蝠通过超声波捕食猎物,体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用
[D] 飞蛾通过超声波飞离蝙蝠,体现信息还能调节生物的种间关系
B
【解析】 蝙蝠发出的超声波属于物理信息;生态系统中的信息传递通常是双向的,但非生物环境和生物之间的信息传递是单向的;蝙蝠通过超声波捕食猎物,体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用;飞蛾通过感知超声波飞离蝙蝠,体现信息能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定性。
5.(2024·重庆模拟)研究生态系统的信息传递在农业生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是( )
[A] 信息传递在农业生产中的应用主要是提高农畜产品的产量,以及对有害动物进行控制
[B] 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
[C] 延长光照时间可以刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,从而提高产蛋率
[D] 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低某特定区域内害虫的种群密度,这属于化学防治
D
【解析】 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低某特定区域内害虫的种群密度,属于生物防治。
考点三
生态系统的稳定性
1.生态平衡
结构和功能
结构
收支
负反馈
调节
信息
减弱或受到抑制
自我调节能力
2.生态系统的稳定性
维持或恢复
自我调节能力
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性
(1)概念。
①抵抗力稳定性:生态系统 外界干扰并使自身的结构与功能 的能力。
②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 的能力。
抵抗
保持原状
恢复到原状
(2)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 自身结构与功能相对稳定 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
特点 生态系统中的生物种类越多,食物网越 ,其自我调节能力就 ,抵抗力稳定性就越高 生态系统在受到不同的干扰(破坏)后,其
是不一样的
保持
恢复
复杂
越强
恢复速度与恢复时间
联系 ①二者一般呈负相关,抵抗力稳定性高的生态系统,恢复力稳定性低;反之亦然。但是存在特例:冻原、荒漠等生态系统两种稳定性都比较低。 ②二者是同时存在于同一生态系统中的两种不同作用,它们相互作用共同维持生态系统的稳定
4.提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统的 强度,在不超过生态系统的 能力的范围内,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 的协调。
干扰
自我调节
物质、能量
生态系统内部结构与功能
5.设计制作生态缸,观察其稳定性
设计要求 相关分析
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命力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行 ,在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须是 的 便于透光;便于观察
封闭
物质循环和能量流动
透明
生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的 便于操作;缸内储备一定量的空气
生态缸的放置位置要光线良好,但要避免阳光直接照射 防止水温过高导致水生植物死亡
动物不宜太多,个体不宜太大 减少对O2的消耗,避免生产量小于消耗量
空间
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P73正文)生态系统的结构和功能处于相对稳定状态,就是生态平衡。( )
(2)(选择性必修2 P74正文)负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础。( )
√
√
(3)(选择性必修2 P74正文拓展)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。( )
【提示】 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负反馈调节。
×
(4)(选择性必修2 P75正文)自我调节能力越强的生态系统,其抵抗力稳定性也就越高。( )
√
(5)(选择性必修2 P76正文)人工生态系统具有一定自我调节能力,对利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质投入。( )
(6)(选择性必修2 P78探究·实践)生态缸中物种越多,其稳定性一定越高。
( )
√
×
【提示】 生态缸的稳定性与生物的种类及其比例有关,如同时含有生产者、消费者和分解者,且它们的比例适当,则生态缸的稳定性较高。
2.规范表达
(选择性必修2 P74～75正文拓展)负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析,森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是 。从生态系统稳定性的角度来看,一般来说,森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统,原因是
。
在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟增多,害虫种群的增长就受到抑制
森林生态系统的生物种类多,食物网(营养结构)复杂,自我调节能力强
正反馈调节与负反馈调节的比较
类型 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
区分 方法 调节后进一步偏离原有水平 调节后回归到原有水平
实例 分析
能力5 围绕生态系统的稳定性,考查理解能力
6.(2024·四川南充模拟)下列关于生态系统稳定性的说法,正确的是( )
[A] 生态系统稳定性是指生态系统所具有的维持自身结构和功能处于相对平衡状态的能力
[B] 生态系统中的负反馈调节只存在于生物群落与无机环境之间
[C] 生态系统自我调节能力的大小取决于其营养结构的复杂程度
[D] 森林生态系统的稳定性高于草原生态系统的稳定性
C
【解析】 生态系统稳定性是指生态系统所具有的维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力;生态系统中的负反馈调节既存在于生物群落与无机环境之间,也存在于生物群落内部;森林生态系统的抵抗力稳定性高于草原生态系统,但其恢复力稳定性低于草原生态系统。
归纳总结
关于生态系统稳定性的三个提醒
(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关,还与生物的个体数量有关。食物链数量越多、食物网越复杂越稳定,若食物链数量相同,生产者多的稳定程
度高。
(2)生态系统的自我调节能力具有一定的限度。
(3)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,如北极冻原生态系统和荒漠生态系统。
B
能力6 通过对生态缸的稳定性的分析,考查科学探究能力
7.(2024·安徽安庆模拟)为观察生态系统的稳定性,某兴趣小组设计了4个密闭、透明的生态缸,各缸内的组成和条件见下表。下列叙述正确的是( )
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态缸 编号 ① - + + + - +
② + + + + - +
③ + + + + + +
④ + + + + - -
注:“+”表示有;“-”表示无。
[A] 生态缸②③④中增加浮游动物的数量,可加快物质循环,有利于提高生态缸的稳定性
[B] 生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸③
[C] 生态缸①的稳定性最弱,生态缸④的稳定性最强
[D] 只有生态缸③中含有生态系统必需的全部组成成分
【解析】 生态缸②③④中增加浮游动物的数量,会增加对有机物的消耗,不利于生态缸实现收支平衡,因此不利于提高生态缸的稳定性;生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸③,因为前者比后者少一级消费者,耗氧少;生态缸①中缺少光,生态缸②中成分齐全,且消费者数量较少,生产者、消费者以及分解者之间的比例适宜,生态缸③成分齐全,但消费者数量较多,而生态缸④中缺乏分解者(泥沙),因此,生态缸①的稳定性最弱;生态缸②的稳定性最强;生态缸②和③中均含有生态系统必需的全部组成成分。
考向一 从科学思维的角度,考查生态系统的物质循环和生物富集
1.(2024·安徽卷,6)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
研练真题·感悟高考
B
【解析】 由题干可知,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,而碳元素能通过生物群落(生产者、消费者和分解者)与无机环境快速循环,因此,在生物地球化学循环中,磷元素年周转量比碳元素少;人类施用磷肥等农业生产活动会增加环境中的磷含量,可能会被生物吸收利用、微生物分解,从而会改变磷循环速率;能量的输入、传递、转化和散失需要依靠有机物(如ATP)的参与,而磷参与组成细胞中很多有机物,因此磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程;磷在生物群落中主要以有机物的形式存在,在无机环境中主要以磷酸盐的形式存在,故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.(2024·江西卷,9)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是( )
物种 流经生物的能量(kJ) 生物体内镉浓度(μg/g) 生物承受的捕食压力指数
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
说明:一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大。
[A] ④③①② [B] ④②①③ [C] ①③②④ [D] ④①②③
D
【解析】 根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;通常情况下,食物链中,除顶级捕食者外,各级生物被捕食的压力逐级减小,由表可知①承受的捕食压力指数大于③,由于数值越大,生物被捕食的压力越大说明①的营养级低于③。综合判断4种生物在食物链中的排序是④①②③。
B
考向二 从生命观念的角度,考查生态系统的信息传递
3.(2024·广东卷,8)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
【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;松树被松叶蜂幼虫捕食后释放出信息吸引寄生蜂,食物链是由于捕食关系形成的,其中信息的作用是调节生物的种间关系;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,从而减少松树受到攻击,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,两者相互合作,彼此也能分开,属于原始合作关系;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
4.(2024·湖北卷,7)研究发现,某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征,相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征,在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是( )
[A] 芦鹀的鸣唱声属于物理信息
[B] 求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果
[C] 芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体
[D] 和求偶有关的鸣唱特征的差异,表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离
【解析】 物理信息是指通过物理过程传递的信息,芦鹀的鸣唱声属于物理信息;某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧,由此可知,求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结
果;完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体,芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体;判断两个种群是否为同一物种,主要依据是它们是否存在生殖隔离,即二者的杂交子代是否可育,由和求偶有关的鸣唱特征的差异,无法表明这三个芦鹀种群是否存在生殖隔离。
C
考向三 从科学思维的角度,考查生态系统的稳定性
5.(2024·湖南卷,13改编)土壤中纤毛虫的动态变化可反映生态环境的变化。某地实施退耕还林后,10年内不同恢复阶段土壤中纤毛虫物种数情况如图所示。下列叙述正确的是
( )
[A] 统计土壤中某种纤毛虫的具体数目可采用目测估计法
[B] 退耕还林期间纤毛虫多样性及各目的种类数不断增加
[C] 调查期间土壤纤毛虫丰富度的变化是一种正反馈调节
[D] 退耕还林提高了纤毛虫的种群密度和生态系统的稳定性
【解析】 利用目测估计法只能确定某种纤毛虫的相对数量;分析题图可知,退耕还林期间纤毛虫的多样性增加,但某些目的种类数会出现波动;土壤纤毛虫丰富度增大,有利于改善生态环境,而生态环境的改善又会进一步增大纤毛虫的丰富度,这是一种正反馈调节;仅根据题干信息,无法得知退耕还林对纤毛虫种群密度的影响。
C
6.(2023·河北卷,10)某经营性森林有27种植物,林场对其林木采伐后彻底清除地表植物。自然恢复若干年后,该地段上形成了有36种植物的森林。下列叙述正确的是( )
[A] 采伐后的空地资源丰富,植物种群呈“J”形增长
[B] 采伐前的生态系统比恢复后的生态系统抵抗力稳定性高
[C] 采伐后的空地上出现新群落的过程属于次生演替
[D] 该生态系统恢复过程中,营养级的增多取决于植物种类的增加
【解析】 “采伐后的空地”代表一定的空间和资源,而非理想条件。在有限的资源和空间条件下,种群数量会在达到一定阶段时停止增长,一般在一定数量(K值)附近波动,增长曲线为“S”形而非“J”形;抵抗力稳定性反映了生态系统保持现有状态相对稳定的能力,主要由生态系统物种组成的多样性和复杂性决定。组成和结构相似的生态系统之间,物种组成越丰富,抵抗力稳定性越高。恢复后的生态系统物种数量比采伐前明显增多,群落结构趋于复杂,抵抗力稳定性提高;题干中“彻底清除地表植物”含义为原有植被虽已不存在,但原有土壤条件及繁殖体仍存在,以此为起始条件的演替属于次生演替;生态系统中营养级的数量取决于两个方面:生态系统中生产者固定的总能量以及能量在生态系统中营养级之间的传递效率(一般在10%～20%之间)。演替过程中,植物物种数量增加并不意味着通过生产者输入到生态系统中的总能量更多,所以其营养级并不一定会增多。
(时间:30分钟 满分:38分)
基础强化练
选择题:1～7题,每题2分。
1.(碳循环|2024·铜仁模拟)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
[A] 消费者没有参与碳循环的过程
[B] 生产者的光合作用是碳循环的重要环节
[C] 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
[D] 碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
A
【解析】 生产者、消费者和分解者都参与了生态系统的碳循环,其中消费者可以加快生态系统的碳循环。
2.(物质循环图中成分判断|2024·厦门模拟)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的某种金字塔简图,其中①～④分别代表不同的营养级。下列说法正确的是( )
[A] 图1中有A→B→D、A→C、A→D三条食物链
[B] 图1中的D处于图2中的③④营养级
[C] 若图1生态系统存在富集现象,则丁中富集物的浓度最高
[D] 图2中的金字塔可以表示能量金字塔,但不能表示生物量金字塔
B
【解析】 食物链应该从生产者乙开始;图1中D处于图2中的③④营养级;丁是分解者,D处于最高营养级,所以应该是D中富集物的浓度最高;图2中的金字塔可以表示能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。
3.(生物富集|2024·昭通模拟)铅、镉、汞等重金属和DDT、六六六等有机化合物存在生物富集现象,即这些物质在生物体内的浓度超过环境浓度的现象。下列关于这类现象的叙述,错误的是( )
[A] 生物富集主要是因为这些物质在生物体内难以排出、难以降解
[B] DDT这类化合物从非生物环境到生物群落,再从生物群落回到非生物环境的过程就是物质循环
[C] 生物富集也具有全球性,因为这些物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
[D] 一般来说,食物链中营养级越高的生物,体内富集的这些物质或元素就越多
B
【解析】 生物富集主要是因为这些物质在生物体内难以排出、难以降解;物质循环指的是组成生物体的元素从非生物环境到生物群落,再从生物群落回到非生物环境的循环过程,DDT是化合物,不符合物质循环的概念;造成生物富集的这些物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,所以生物富集也具有全球性;一般来说,食物链中营养级越高的生物,体内富集的这些物质或元素就越多。
4.(信息传递|2025·厦门期中)中国古诗词呈现出传统文化中的生命美学,充满了生活智慧。下列叙述错误的是( )
[A] “晴日暖风生麦气”体现了信息能够影响农作物的生命活动
[B] “竹深树密虫鸣处”中的“虫鸣”反映了生态系统中的行为信息
[C] “风光不与四时同”体现了群落的结构会随季节发生变化
[D] “惟有葵花向日倾”反映了生物能对外界的刺激作出反应
B
【解析】 “晴日暖风生麦气”体现的是环境因素中的温度、阳光等信息对农作物生命活动的影响;“虫鸣”属于生态系统中的物理信息;“风光不与四时同”指的是六月的西湖风光与其他季节大不相同,体现了群落的结构会随季节发生变化;“惟有葵花向日倾”指的是只有葵花朝向太阳开放,体现了葵花能对光的刺激作出反应。
5.(信息传递的应用|2025·南充模拟)昆虫性诱剂引诱法是利用昆虫的某种性外激素引诱异性到某地,从而集中捕杀害虫的方法。下列相关叙述错误的是( )
[A] 这种防治害虫的方法属于生物防治
[B] 使用昆虫性诱剂可降低农药使用量
[C] 性诱剂引诱法中利用的性外激素属于化学信息
[D] 使用性诱剂会使其他昆虫的种群密度显著下降
D
【解析】 这种防治害虫的方法是利用生物信息传递来发挥作用,属于生物防治;使用昆虫性诱剂引诱异性昆虫到某地集中捕杀,可以降低农药使用量,减少环境污染;性诱剂引诱法中利用的性外激素属于化学信息;使用性诱剂会扰乱某类昆虫的雌雄交配,使其种群密度显著下降,但这种性诱剂对其他昆虫影响不大。
6.(生态系统的稳定性|2021·湖南卷,4)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是( )
[A] 食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”形曲线
[B] 图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
[C] 该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
[D] 过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
B
【解析】 由题图可知,食草动物进入早期,种群数量增长大致呈“J”形曲线;环境容纳量是指在一定的环境条件所能维持的种群最大数量,a点时,环境条件发生了改变(植物急剧减少),生态系统尚未稳定,此时种群数量不能作为环境容纳量;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础;过度放牧使得草原生态系统的结构和功能遭到破坏,从而降低其抵抗力稳定性。
7.(生态缸|2024·广州调研)某兴趣小组设计了一个生态缸,来观察该人工生态系统的稳定性,下列有关该生态系统的叙述正确的是( )
[A] 应将该生态缸开盖,置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直射
[B] 流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
[C] 一定时间内,全部生产者固定的能量等于全部消费者和分解者获得的能量之和
[D] 该生态系统中的物质循环、能量流动、信息传递都是沿食物链进行的
B
【解析】 应将生态缸密封后放置在通风、光线良好的地方,避免阳光直射,以免温度过高杀死生态瓶内的生物;流入分解者的有机物中的能量属于某营养级或其上一营养级同化量的一部分,都直接或间接来自第一营养级固定的能量;生产者固定的能量除了流向消费者和分解者外,还有一部分通过呼吸作用以热能形式散失,还有一部分未被利用,因此一定时间内,全部生产者固定的能量大于全部消费者和分解者获得的能量之和;该生态系统中的物质循环、能量流动都是沿食物链进行的,信息传递不依赖食物链,信息可在同一个物种内传递,也可在不同物种间传递,还可以在非生物环境与生物群落之间传递。
选择题:8～10题,每题4分。
8.(生活污水的净化作用|2024·十堰模拟)如图为某河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。下列说法错误的是( )
[A] 流入该生态系统的能量全部来自藻类固定的太阳能与污水中的有机物
[B] ab段溶解氧减少的主要原因是藻类数量减少和需氧型细菌大量繁殖
A
能力提升练
9.(物质循环和能量流动|2024·重庆模拟)某稻田生态系统一年期间碳元素转移示意图如下,箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列分析错误的是( )
[A] c、e、f均可以表示有机物中碳元素的转移量
[B] 在生产者的生长期内,该生态系统碳元素转移量为a>(b+c+e)
[C] 图中从水稻到昆虫之间的能量传递效率为10%～20%
[D] (b+d+g)代表该生态系统中所有生物呼吸作用的碳转移量
C
【解析】 图中c、e、f在生物群落内传递,可表示有机物中碳元素的转移量;在生产者的生长期内,有机物有所积累,因此通过光合作用同化的碳元素多于消耗的碳元素,即a>(b+c+e);生态系统中相邻两个营养级能量传递效率为10%～20%,而非两个生物类群之间的传递效率;由图可知,(b+d+g)代表该生态系统中所有生物呼吸作用的碳转移量。
10.(辛普森多样性指数|2024·莆田期中)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,如图是在甲、乙、丙三个不同群落中的8块样地上取样的结果。下列说法错误的是( )
[A] 辛普森多样性指数越高,物种丰富度越高
[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抵抗力稳定性更高
B
【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,即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;乙群落的辛普森多样性指数小于丙群落,因此乙群落比丙群落的物种多样性要低;使用样方法来调查物种数量时,要保证随机取样;与乙、丙群落相比,甲群落的物种丰富度更高,食物网更复杂,自我调节能力更强,因此甲群落所在生态系统的抵抗力稳定性更高。
11.(12分)(信息传递及生态系统稳定性|2024·北京模拟)某地区在某河及其支流附近建立了多个湿地公园,河水被引入湿地公园,经过生态净化池和污水处理站的处理,又重新回流到河中。请回答下列问题。
(1)近年来,河流生态治理从单一的水质治理转变为河流生态系统修复,恢复生态系统的
,从而依靠生态系统的自我调节能力实现河流长治久清。河流生态治理的首要任务是降低干扰强度,其原因是 。
结构和功能
【解析】 (1)河流生态系统修复目的是恢复生态系统的结构和功能,需要依靠生态系统的自我调节能力实现河流长治久清,但生态系统的自我调节能力有一定限度,故河流生态治理的首要任务是降低干扰强度。
生态系统的自我调节能力是有一定限度的
(2)繁殖季节,湿地中的雌雄鸟上下翻飞,互相追逐,这就是鸟类中的“戏飞”求偶现象,这体现了信息传递在生态系统中的作用是 。
促进种群的繁衍
【解析】 (2)求偶现象体现了信息传递促进种群的繁衍的作用。
(3)将河水引入种植有沉水植物的人工湿地,可以强化生态缓冲带净化水质的作用。治理前期需增加水体透明度,其目的是 。
后期维护管理中还需通过人工收割沉水植物控制其密度,以达到更佳的净水效果,其依据有
。
增强水体中的光照强度,有利于沉水植物的生长
【解析】 (3)治理前期需增加水体透明度,目的是增强水体中的光照强度,有利于沉水植物的生长。因为在较低的种群密度下,沉水植物增长速率较快,能有效吸收污水中的无机盐;另外枯枝落叶被分解后会再次污染水体,因此后期要人工收割沉水植物控制其密度。
在较低的种群密度下,沉水植物增长速率较快,能有效吸收污水中的无机盐;防止枯枝落叶被分解后再次污染水体
