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一轮复习专题29 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性(原卷版)

来源:飒榕旅游知识分享网
专题29 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性

【考纲解读】

考点分布 考纲要求 1.生态系统中物质循环的基本规1.生态系统的物质循环 2.生态系统的信息传递 3.生态系统的稳定性 律及应用(Ⅱ)。 备考指南 理解掌握物质循环的特点。 理解碳循环的过程及图解。 2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)。 掌握生态系统传递的信息分类。 3.生态系统的稳定性(Ⅱ)。 理解掌握生态系统稳定性及相关因素。 【知识梳理】

1.物质循环

(1)概念:组成生物体的各种元素在________与__________之间不断循环的过程。 (2)循环范围(两个支点):____________和____________之间。 (3)特点:全球性,反复利用、____________。 2.碳循环

(1)碳的存在形式与循环形式。

①在生物群落和无机环境间:主要以_______形式循环。 ②在生物群落内部:以____________形式传递。 ③在无机环境中:主要以____________形式存在。

(2)碳进入生物群落的途径:生产者的____________和____________作用。 (3)碳返回无机环境的途径。 ①生产者、消费者的____________。 ②分解者的____________。 ③____________的燃烧。 3.温室效应

(1)形成原因:大量化石燃料的燃烧,导致大气中的______含量迅速增加,打破了生物圈中碳循环的平衡。

(2)主要影响:使____________,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____________的燃烧,植树造林,开发清洁能源。 4.能量流动和物质循环的关系

(1)两者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。

(2)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无机环境之间循环往返。

5.信息的概念

日常生活中,一般将可以__________________________________________等称为信息。 6.信息的种类:____________、_____________、______________。 7.信息传递的作用

(1)____________________________________________; (2)____________________________________________; (3)__________________________________________。

8.生态系统稳定性是指生态系统所具有的的______________自身结构和功能相对稳定的能力;生态系统具有一定的___________能力,该能力的基础是______________。 9.生态系统的稳定性的两种类型

抵抗力稳定性:________________________________________________。 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。 10.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________________。

(2)对人类利用强度较大的生态系统,实施相应的___________投入,保证生态系统__________________的协调。

【考点精讲】 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

①在生物群落和无机环境间:主要以CO2形式循环。 ②在生物群落内部:以含碳有机物形式传递。 ③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 ①生产者、消费者的呼吸作用。

②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)。 ③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

①减少化石燃料的使用,开发清洁能源。 ②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 形式 过程 范围 特点 (2)联系 ①二者均开始于生产者,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。

②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与分解等过程。

③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。

典例1.(2019·山东省第二次大联考)如图表示某生态系统的碳循环示意图,图中箭头表示碳流动的方向。下列有关分析错误的是( )

能量流动 太阳能→化学能→热能 沿食物链(网)单向流动 生态系统各营养级 单向流动、逐级递减 物质循环 在无机环境与生物群落之间反复循环 全球(生物圈) 全球性、反复循环

A.丙和乙的种间关系为捕食和竞争

B.若缺少甲和丁该生态系统将会崩溃 C.该生态系统的碳循环有其自身的运行规律 D.照射在甲上的太阳能是流经该生态系统的总能量 【归纳总结】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A→D,图乙蕴含的食物链为A→D→E,图丙蕴含的食物链为A→D→E→F。

典例2.(2018·唐山市高三摸底)如图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图,对图中箭头的含义表述错误的是( )

A.④和⑤可表示生物群落中能量的散失 B.⑤可表示生物群落中的物质回归无机环境 C.②表示能量在生物体之间单向流动 D.①可表示碳元素从二氧化碳转变为有机物 【易错辨析】1.物质循环的“物质”和“范围”

(1)参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。 (2)循环的范围是生物圈,而不是具体的某一生态系统。

2.生态系统中物质循环和能量流动的起点和终点不同:能量流动的起点是生产者固定的太阳能,终点是热能散失;而物质循环中的物质在无机环境与生物群落之间循环往返,无起点和终点。

典例3.(2018·山东实验中学调研)如图为某生态系统的碳循环示意图(Ⅰ~Ⅳ表示生态系统的成分,①~⑧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①过程实现的

C.图中以CO2的形式进行的过程有①⑥⑦⑧过程,以含碳有机物的形式进行的过程有②③④⑤

D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的 【思路点拨】碳循环的过程及特点分析

[解题指导] 快速确认碳循环各环节的“三看法”

双双箭头一方为“生产者”,另一方为“大气一看――→箭头CO2库”

多图示各环节均可向其指来箭头,则被指向二看――→箭头方为“大气CO2库”“生产者”“消费生产者指向消费者三看者”及其指向――――――→

生产者消费者均指向分解者

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 种类 特点 来源 无机环境或生物 动物代谢活动 实例 光、声、温度、湿度 生物碱、有机酸 求偶炫耀 物理信息 物理过程传递 化学信息 信息素传递 行为信息 动物特殊行为 动物特殊表现和行为 3.信息传递在生态系统中的作用及应用

信息传递在农业生产中的应用

(1)提高农产品或畜产品的产量: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。 典例1.下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述,不正确的是( ) A.动物的特殊行为可在同种或异种生物之间传递信息 B.生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的 C.信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定 D.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,以降低害虫的种群密度

【易错辨析】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无机环境之间的传递。

典例2.如图所示,当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后,烟草叶片会释放出挥发性的化学物质,这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。下列叙述不正确的是( )

A.甲种蛾幼虫与天敌的种间关系最可能是捕食

B.在烟草叶片保护其不受蛾幼虫侵害时起作用的信息类型是物理信息 C.甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是竞争

D.图中所示生物构成的食物网可表示为:【归纳总结】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。典例3.(2019·龙岩市高三模拟)2015年,研究人员通过研究小型哺乳动物的骨骼化石,成功评估出美国大盆地地区生态系统从12 800年前更新世时代末期到20世纪早期的能量流动情况。下列有关生态系统中信息、物质和能量的叙述,错误的是( ) A.生态系统是信息、物质和能量的统一体 B.信息、物质、能量都可能来源于无机环境 C.信息与物质和能量一样都是循环、流动的

D.信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗 【归纳总结】能量流动、物质循环和信息传递的关系

项目 特点 途径 地位 联系

能量流动 物质循环 信息传递 往往是双向的 多种 决定能量流动和物质循环的方向和状态 单向流动、逐级递减 循环流动、反复利用 食物链和食物网 生态系统的动力 生态系统的基础 同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体 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。

典例1.回答下列有关生态系统稳定性的问题。

(1)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的____________,海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。

(2)同种植单一品种相比,在不同田块种植甜玉米和糯玉米等不同品种,可增加________,

提高农田生态系统的稳定性。若玉米和大豆间作(相间种植),可提高土壤肥力,原因是_____________________________________________________________。

(3)一个生态系统中若除去部分生物,该生态系统的______________稳定性将降低。 【易错辨析】1.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,如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。

2.引入新的物种不一定都会增强生态系统的抵抗力稳定性,如果引入的物种造成了生物入侵现象,生态系统反而会遭到破坏,从而降低生态系统的抵抗力稳定性。

典例2.现有A、B两个密闭、透明的生态瓶,其生物组成相同,而光照条件不同(见下表)。一段时间后,发现A瓶的生态系统较B瓶稳定。下列分析合理的是( )

生态瓶编号 光照 含微生物的泥沙 浮游藻类 水草 A B + - + + + + + + 浮游动物 + + 注:“+”表示有,“-”表示无。 A.A瓶中的所有生物组成食物网,而B瓶中所有生物组成一条食物链 B.A瓶中有光照,生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头 C.B瓶浮游动物种群密度降低只是因为缺乏食物 D.当A瓶中能量的输入≥能量的散失时,处于稳定状态 【归纳总结】1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较

项目 实质 核心 抵抗力稳定性 保持自身结构、功能相对稳定 抵抗干扰、保持原状 恢复力稳定性 恢复自身结构、功能相对稳定 遭到破坏,恢复原状 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 影响 生态系统中物种丰富度越大,营养因素 结构越复杂,抵抗力稳定性越强 2.设计和制作生态缸 设计要求 生态缸一般是封闭的 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 生态缸的材料必须透明 生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的空间 相关分析 防止外界生物或非生物因素的干扰 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 为光合作用提供光能;保持生态缸内温度;便于观察 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 典例3.如图表示甲乙两个相邻类型的不同生态系统,在遭受同等程度的外来干扰其稳定性发生明显波动后,再恢复到原来的结构状态所需时间的图像。关于这两个生态系统稳定性的叙述,正确的是( )

A.甲的抵抗力稳定性较乙强 B.乙的恢复力稳定性较甲强

C.甲的抵抗力稳定性较弱,而恢复力稳定性较强 D.甲为森林生态系统,乙为草原生态系统 【归纳总结】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。

【真题与模拟速递】

1.(2016·全国卷Ⅰ)在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( ) A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律 B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用 C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例

D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准

2.(2016·全国卷Ⅲ)我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( ) A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向

3.(2015·全国卷Ⅱ)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

4.(2018·海南,21)对于一个结构和功能处于恢复过程中的生态系统,下列推论错误的是( )

A.适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复 B.随着生物多样性的提高,系统的自我调节能力增强 C.恢复后的生态系统,其结构和功能可接近受损前的状态 D.生物多样性提高后,某营养级的能量可全部流入下一营养级

5.(2016·天津,3)在丝瓜地生态系统中,丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。下图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。下列叙述正确的是( )

A.该丝瓜地的碳循环在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成 B.依据随机取样原则统计成虫数量可计算出昆虫种群密度 C.乙与甲的数量比值代表两种昆虫间的能量传递效率 D.乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量

6.(2014·江苏,10)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

7.(2019·珠海质检)如图表示某森林生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况,其中甲表示该生态系统消费者呼吸作用CO2释放量,乙表示分解者呼吸作用CO2释放量,丙表示生产者呼吸作用CO2释放量,丁表示生产者光合作用及化能合成作用CO2消耗量。下列叙述错误的是( )

A.碳循环在甲、乙、丙构成的生物群落内部以含碳有机物的形式双向传递 B.流经该生态系统的总能量可用丁来表示

C.人工生态系统中CO2的消耗量与释放量关系往往不符合上图 D.根据图示关系可推测该森林生态系统的自我调节能力正在上升 8.(2017·海南高考)回答下列与生态系统稳定性有关的问题: (1)生态系统的稳定性是指__________________________________ _____________________________________________________________。

(2)在广袤的非洲草原上,食草动物如同“割草机”一样,通过迁徙在不同的草场上采食,这一现象年复一年地进行着,然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性,这是由于该生态系统具有________。

(3)草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰是草原生态系统的一条食物链,在这条食物链中,次级消费者是________,在生态系统中消费者的作用有_____

_______________________________________________(答出两点即可)。

9.(2014·海南高考)某果园发生了虫害,该虫害是由害虫A引起的。害虫招来了一种小蜂和一种小鸟,小蜂把卵产入害虫A体内,孵出的小蜂幼虫吃空虫体后羽化飞出,再攻击害虫A的其他个体。小鸟特别喜食害虫A,也捕食小蜂。在体内有小蜂幼虫的害虫A中,有些个体常疯狂地摇摆身体,因而容易被小鸟发现而被捕食。回答下列问题: (1)小鸟和小蜂的种间关系为______________。

(2)小鸟捕食疯狂摇摆的害虫A,对A种群的生存____________(填“有利”“不利”或“无影响”),理由是________________________

____________________________________________________________。

(3)体内有小蜂幼虫的害虫A摇摆身体为小鸟提供了一定的信息。在生态系统中,信息对种间关系具有____________作用,有利于维持生态系统的稳定。

10.(2018·全国卷Ⅱ)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用,这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题:

(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时,原有食物链的营养级有可能增加,生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多,原因是 _______________________________________________________ ____________________________________________________________。

(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中,使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转,即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么根据上述“恐惧生态学”知识推测,甲的数量优势地位丧失的可能原因是___________________________________________ _______________________________________________(答出一点即可)。

(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有 _________________________________________

_______________________________________________(答出两点即可)。

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