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第48课时　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
1．阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。2.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。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，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。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。
考点一　生态系统的物质循环
1．生态系统物质循环的概念
2．生态系统物质循环的实例——碳循环
(1)请写出图中各标号的含义
a．生产者；b.消费者；c.呼吸作用；
d．光合作用和化能合成作用；e.呼吸作用。
(2)碳的存在形式及循环途径
(3)温室效应
①形成原因：化石燃料的开采和利用，大大增加了CO2的排放，引起全球性的气候变化。
②缓解措施：减少CO2的排放；大力提倡植树种草，提高森林覆盖率。
3．生物富集
4．能量流动与物质循环的区别和联系
项目 能量流动 物质循环
区别 功能 太阳能通过绿色植物的光合作用进入生态系统，然后沿着食物链和食物网逐级传递 组成生物体的元素不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落 到非生物环境的循环过程
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性
范围 生态系统的各营养级 生物圈
联系 ①二者同时进行，相互依存、不可分割，能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解； ②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返
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)原理
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，它们在生态系统中
的成分是分解者。
②由于各地气候与环境（如温度、湿度等）等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。
(2)实验方案
项目 案例1 案例2
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验 设计 实验组 对土壤高温处理 A烧杯中加入淀粉糊和30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入等量淀粉糊和30 mL蒸馏水
自变量 土壤中是否含有微生物 是否含有微生物
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 无砖红色沉淀
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
　A1、B1中加入碘液，A2、B2中加入斐林试剂并水浴加热。
(1)减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的形成。（2023·江苏卷）(　×　)
(2)碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落。（2023·江苏卷）(　√　)
(3)碳元素在生物群落中以有机物形式循环。(　×　)
(4)碳在生物群落和非生物环境之间主要以有机物的形式循环。(　×　)
(5)物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。(　√　)
(6)（选择性必修2 P67“拓展应用T2”）氮在生物群落和无机环境间是不断循环的，农田中却还需要不断施加氮肥的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都归还土壤，所以需要施加氮肥。
考向1 循环的过程及特点考查科学思维、社会责任
1．（2024·安徽卷）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(　B　)
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
解析：细胞中碳元素的含量高于磷元素，故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．（2024·广东广州一模）如图为生态系统中碳循环的模式图。下列相关叙述正确的是(　C　)
A．1代表生产者，6一定是光合作用
B．碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C．1、3是联系生物群落与无机环境的“桥梁”
D．1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环
解析：根据双向箭头可判断出1是生产者，6表示光合作用或化能合成作用，A错误；碳元素在1（生产者）、2（消费者）、3（分解者）之间是以含碳有机物的形式传递的，而它们与4（无机环境）之间主要是以二氧化碳的形式传递的，B错误；1为生产者，能将无机物转化为有机物，同时储存能量，而3为分解者，能将有机物转化为无机物，并释放能量，因此1、3是联系生物群落与无机环境的“桥梁”，C正确；能量是物质循环的动力，D错误。
碳循环模型
1．模式图常见形式分析
(1)图1中，A为生产者，B为大气中的CO2库，C为消费者，D为分解者。
(2)图2中，A为生产者，B为大气中的CO2库，C为初级消费者，D为次级消费者，E为分解者。
(3)图3中，E为生产者，A为大气中的CO2库，B、D、F为消费者，C为分解者。
2．物质循环与能量流动的联系图示
考向2围绕生物富集考查科学思维和社会责任
3．（2024·江西卷）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(　D　)
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（一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大）
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B．④②①③
C．①③②④ D．④①②③
解析：根据流经生物的能量可判断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；根据生物承受的捕食压力指数来判断，其数值越大，生物被捕食的压力越大，则营养级越低，故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，D正确。
4．（2024·河南新乡一模）铀是一种危险的环境污染物，具有化学和放射的双重毒性。实验小组调查了某被铀污染的海域中鲤鱼不同器官的铀相对含量（单位：%），实验结果如图所示，下列有关叙述正确的是(　C　)
A．食物链是海水中的铀进入鲤鱼体内的唯一途径
B．人类捕食鲤鱼后，体内的铀相对含量低于鲤鱼
C．铀进入体内会影响细胞内其他元素的相对含量
D．各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应
解析：海水中的铀进入鲤鱼体内的途径不只是食物链，还可能通过鲤鱼的呼吸、体表接触等方式，A错误；人类处于更高的营养级，由于生物富集作用，人类捕食鲤鱼后，体内的铀相对含量往往高于鲤鱼，B错误；铀作为一种有害物质进入鲤鱼体内，可能会干扰细胞的正常生理功能，从而影响细胞内其他元素的相对含量，C正确；不是各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应，只有某些难以降解的有害物质才会产生富集效应，D错误。
考点二　生态系统的信息传递
1．生态系统中信息的种类
类型 含义 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）和和物个体或群体（声、颜色、性状等） 物理过程 蜘蛛网的振动频率、狼的呼叫声、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，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等 主要是植物和动物 以化学物质为信息载体 昆虫的信息素、狗的尿液和粪便、植物体散发出的花香气味
行为 信息 生物通过其特殊行为向同种或异种生物传递的某种信息 主要是各种动物 动物的特殊表现及行为 牛椋鸟的跳跃、昆虫的舞蹈、孔雀开屏、豪猪竖刺
2.生态系统中信息传递的范围、过程及特点
(1)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)过程
(3)特点：①生态系统的信息传递可以是双向的，也可以是单向的。②生物可以通过一种或多种信息类型进行交流，例如孔雀既可以通过开屏等行为信息进行求偶，也可以通过鸣叫等物理信息与同类交流。
3．信息传递在生态系统中的作用及举例
4．信息传递在农业生产中的应用
(1)油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶。（2023·湖南卷）(　√　)
(2)在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。（2021·江苏卷）(　×　)
(3)草原返青时，“绿色”为草原动物提供信息体现了信息传递起调节生物的种间关系的作用。(　√　)
(4)生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递。(　×　)
(5)利用性外激素诱杀害虫属于化学防治。(　×　)
(6)捕蝇草产生香甜的分泌液诱捕昆虫，空气是“信道”。(　√　)
(7)（选择性必修2 P69正文）生态系统的信息传递是否只存在于同种生物之间？
提示：不是，生态系统的信息传递既存在于同种生物之间，也发生在异种生物之间。
考向　围绕信息的种类、信息传递的作用及应用考查科学思维
1．（2024·广东卷）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(　B　)
A．该过程中松树释放的信息素应是化学信息
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：松树释放的植物信息素属于化学信息，A正确；这3种生物不是凭借该信息形成捕食与被捕食的关系，B错误；松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作，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．（2024·湖北卷）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(　D　)
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，A正确；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，B正确；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，C正确；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，即二者相互交配产生的后代是否可育，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，D错误。
判断信息种类的两种方法
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
(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能
处于相对平衡状态的能力。
(2)类型
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 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 生态系统中生物种类越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性越高 生态系统中生物种类越少，食物网越简单，恢复力稳定性越高
联系 ①相反关系：一般来说，抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性低，反之亦然；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： 冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。
(3)特点：不是无限的，因为生态系统的自我调节能力是有限的。
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，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，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，还要成分齐全（具有生产者、消费者和分解者） 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 太阳光能够透过，为光合作用提供光能；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
(1)观察其稳定性，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。
(1)天然林的抵抗力稳定性强，全球气候变化对其影响不大。（2023·江苏卷）(　×　)
(2)党的二十大报告指出：我们要推进美丽中国建设，坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理。一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性。（2023·湖南卷）(　√　)
(3)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入。（2022·天津卷）(　√　)
(4)与自然草地相比，人工草坪自我维持结构和功能相对稳定的能力较低。（2022·辽宁卷）(　√　)
(5)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。（2022·海南卷）(　×　)
(6)红树林生态系统物种丰富，结构相对复杂，具有较强的自我调节能力。（2021·海南卷）(　√　)
(7)（选择性必修2 P76正文拓展）某地农业部门在防治棉铃虫的问题上提出了两种方案：①喷洒高效农药；②放养赤眼蜂（其为棉铃虫天敌）。方案②（填“①”或“②”）更有利于提高农田生态系统的稳定性，理由是喷洒高效农药，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；在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。
【情境应用】某湖泊由于水生植物腐败、污水排放等原因导致水体出现严重有机污染以及水华现象。科研人员创建了三个样池并标号1、2、3，除养分浓度不同(3＞2＞1)外，其余初始条件均相同且适宜，一段时间后统计了各样池中生产者同化的总能量GPP及呼吸散失量R与水层深度Z的关系如图。
【问题探究】
(1)从生态系统的稳定性角度分析，该湖泊生态失衡的原因是生态系统的自我调节能力有限，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。
(2)图中Zeu的含义是该生态系统生产者同化的总能量和呼吸散失量相等时所对应的水深。长期处于该点状态时生态系统不能（填“能”或“不能”）维持稳态，理由是在此点时生产者同化的能量等于其呼吸消耗的能量，没有用于生长、发育、繁殖的能量，没有能量流向分解者和下一营养级。
(3)养分浓度对GPP和Zeu的影响分别是随养分浓度增加，浅水层的GPP变大、深水层的GPP变小，Zeu变小，主要原因是高浓度的养分和充足的光照使湖泊浅水层的浮游植物大量繁殖，固定的太阳能增加，GPP增加；而照射到深水层的光照减少，水下植物固定的太阳能降低，GPP变小；随水深增加，GPP变小，而养分浓度越高的生产者的R越大，所以Zeu变小。
(4)为了治理该湖泊，研究人员采取太阳能水生态修复方案，利用太阳能电机系统产生纵向的高速流来搅动水体，破坏表层生物层的同时将底层低溶解氧的水提升到表层，该方案治理效果良好。请结合群落及生态系统的相关知识和以上信息，从两个角度说明该生态修复方案的作用机理：①搅动水体使溶解氧增加，减少了浮游动物等初级消费者的死亡，可捕食浮游植物缓解水华现象；②溶解氧增加，水体中好氧细菌增加，分解有机物缓解有机污染（表层生物层被破坏，对光的遮蔽减弱，中下层植物获得的光照增加，生命活动增强，N、P等元素的吸收增加）。
考向1 围绕生态系统的稳定性考查生命观念和科学思维
1．（2024·重庆卷）为了解动物共存方式，科学家调查M1等西南3个山系肉食动物的捕食偏好，如图推断最合理的是(　C　)
A．棕熊从低营养级中获得能量少，对其所在生态系统的影响较弱
B．M2的豹猫和雪豹均为三级消费者，处于第四营养级
C．3个山系中，M3的肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高
D．大型捕食者偏好捕食小型猎物，大、小型肉食动物通过生态位分离实现共存
解析：棕熊为顶级的大型肉食动物，处于食物链的顶端，对其所在的生态系统的影响较大，A错误；豹猫和雪豹为肉食动物，可能属于次级消费者、三级消费者等，处于第三、第四营养级等，B错误；由图可知，三个山系中，M3的肉食动物最多，食物网最复杂，肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高，C正确；肉食动物与其猎物的体重之间存在正相关性，一般来说，大型捕食者偏好捕食大型猎物，D错误。
2．（2025·广东清远联考）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，由图不能得出的结论是(　B　)
A．若甲生态系统的干扰强度增大，则C点右移
B．乙生态系统B点后一定有新的物种产生
C．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
D．图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的高低
解析：若甲生态系统的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，C点右移，A正确；图中乙生态系统B点后逐渐恢复正常运行范围，生态系统的营养结构逐渐复杂，物种数目比B点前可能增加，但是与该生态系统受到干扰前相比，不一定就产生新的物种，B错误；从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到干扰后，甲生态系统偏离正常运行范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高，C正确；抵抗力稳定性越高，受到相同程度的外界干扰时偏离正常运行范围的程度越小，图中偏离正常运行范围的程度可以体现抵抗力稳定性的高低，D正确。
生态系统稳定性曲线分析
考向2围绕生态平衡与反馈调节考查科学思维
3．（2025·广西河池模拟）生态系统具有的某个理想状态称为置位点，在置位点范围内，生态反馈系统处于动态平衡（如图所示），输入太高时发生正偏离，反之发生负偏离。下列叙述正确的是(　A　)
A．处于置位点的不同生态系统对外界干扰的敏感程度不同
B．生态系统处于置位点时，其中的所有生物数量均保持在K值
C．生态系统的置位点发生负偏离时，可通过反馈④回到置位点
D．生态系统的结构越复杂，偏离越大，反馈①、②的能力越弱
解析：不同生态系统的稳定性不同，故处于置位点的不同生态系统对外界干扰的敏感程度不同，A正确；生态系统处于置位点时，其中的所有生物数量可能在K值上下波动，B错误；生态系统的置位点发生负偏离时，可通过生态系统的②负反馈调节作用回到置位点，C错误；生态系统的结构越复杂，自我调节能力越强，偏离越小，反馈①、②的能力越弱，D错误。
考向3围绕生态缸的制作考查生命观念
4．（2024·湖北武汉一模）某生物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(　B　)
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
解析：生态缸密封后应放置在通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射，以免温度过高杀死生态缸内的生物，A错误；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，B正确；因每个营养级都有一部分能量因呼吸作用散失，所以一定时间内，全部生产者固定的能量应大于全部消费者和分解者获得的能量之和，C错误；信息传递一般是在生态系统各组成成分之间双向传递的，D错误。
1．（2024·广东卷）“碳汇渔业”，又称“不投饵渔业”，是指充分发挥生物碳汇功能，通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动，是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是(　A　)
A．开发海洋牧场，发展深海渔业
B．建设大坝鱼道，保障鱼类洄游
C．控制无序捕捞，实施长江禁渔
D．增加饵料投放，提高渔业产量
解析：开发海洋牧场，发展深海渔业可获取水产品且不需要投饵，属于“碳汇渔业”，A符合题意；建设大坝鱼道，保障鱼类洄游和控制无序捕捞，实施长江禁渔，均没有收获水产品，不属于“碳汇渔业”，B、C不符合题意；增加饵料投放，不符合“不投饵渔业”，不属于“碳汇渔业”，D不符合题意。
2．（2022·湖南卷）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(　B　)
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
解析：稻—蟹共作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；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，两者之间的摄食不属于捕食关系，C错误；生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，D错误。
3．（2023·湖北卷）胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是(　D　)
A．水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用
B．在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降
C．通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级
D．在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态
解析：水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，故能缓解H2O2对苦草的氧化作用，A正确；环境容纳量的大小取决于生物所生存的环境，在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降，B正确；镉属于重金属，能够通过生物富集作用，沿食物链传递到更高营养级，C正确；胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件，因此在镉的胁迫下，苦草不能通过自身的调节作用维持稳态，D错误。
4．（2024·甘肃卷）土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照（镉含量为0.82 mg·kg-1）。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述错误的是(　B　)
镉浓度 (mg·kg-1) 地上生物量 (g·m-2) 地下生物量 (g·m-2) 植物体镉含量 (mg·kg-1)
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集
B．与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C．在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大
D．若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大
解析：由表可知，与对照组相比，不同浓度的镉处理下，植物A和B的植物体镉含量都有所增加，说明植物A和B都发生了镉的富集，A正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以与植物B相比，植物A更适合作为土壤镉污染修复植物，B错误；由表可知，在相同的镉浓度处理下，植物A的地上生物量和地下生物量都高于植物B，说明在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，C正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量高于植物B，说明植物A对镉的富集能力更强，若以植物A作动物饲料，镉会沿着食物链进行富集，安全风险更大，D正确。
课时作业48
（总分：50分）
一、选择题（每小题4分，共36分）
1．（2024·广东深圳一模）关于生态系统中信息传递的叙述错误的是(　C　)
A．黑夜中仙人掌花散发香味吸引蝙蝠传粉属于化学信息的传递
B．利用性外激素扰乱某些有害昆虫的繁殖属于生物防治
C．雄鸟在发现危险时扇动两翼被雌鸟看到属于物理信息的传递
D．信息传递过程中不仅有信息源，也有信道和信息受体
解析：黑夜中仙人掌花会散发出特殊的香味，吸引蝙蝠前来传粉，这种香味是通过空气传播的化学物质，因此它属于化学信息的传递，A正确；利用性外激素扰乱某些有害昆虫的繁殖，这是一种生物防治的方法，性外激素是昆虫分泌的用于吸引异性的化学物质，通过模拟或干扰这种化学物质，可以影响昆虫的交配和繁殖，从而达到控制害虫数量的目的，B正确；雄鸟在发现危险时扇动两翼被雌鸟看到属于行为信息的传递，C错误；信息传递是一个复杂的过程，它涉及信息的产生（信息源）、信息的传递（信道）以及信息的接收（信息受体），D正确。
2．保育天敌诱集植物是指诱集植物通过颜色、分泌物等吸引目标害虫的天敌，并为天敌提供食物和寄宿条件，从而控制害虫的发生和数量，常用于农田害虫防治。下列有关叙述错误的是(　C　)
A．诱集植物会改变棉田中害虫的生态位
B．诱集植物通过物理或化学信息诱集天敌
C．农田害虫防治时诱集植物应当集中种植
D．农田种植诱集植物能提高其抵抗力稳定性
解析：由题意可知，诱集植物能吸引目标害虫的天敌，从而导致害虫的天敌增多，因此会改变害虫的生态位，A正确；诱集植物通过颜色、分泌物等吸引目标害虫的天敌，其中颜色属于物理信息，分泌物属于化学信息，B正确；农田害虫防治时诱集植物应当分散种植，才能在各个区域吸引天敌防治害虫，C错误；农田种植诱集植物不仅能增加植物种类，还能增加天敌种类，从而提高生物多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性，D正确。
3．（2025·贵州黔东南州开学考）生态系统中的生物种群之间，以及种群内部都有信息的产生与交换。下列有关生态系统中信息的传递及其作用的说法，错误的是(　D　)
A．生态系统中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
B．动物的眼、耳、鼻和皮肤，植物的叶、芽及细胞中的特殊物质都可以是信息的受体
C．发现天敌的鸟类通过鸣叫警示同伴，这传递的是物理信息
D．雄蚊通过感知雌蚊扇动翅膀的声波来辨别雌蚊的方位，说明信息传递可以调节种间关系
解析：生态系统中的物理信息可以来源于无机环境，也可以来自生物个体或群体，A正确；动物的眼、耳、鼻和皮肤，植物的叶、芽及细胞中的特殊物质等可以接收多样化的信息，是信息的受体，B正确；声音属于物理信息，C正确；雄蚊通过感知雌蚊扇动翅膀的声波来辨别雌蚊的方位，说明生物种群的繁衍离不开信息传递，该过程只涉及一个物种，不涉及种间关系，D错误。
4．（2025·云南楚雄模拟）某地果农对荔枝果园内废弃枝条和落叶的处理有两种做法：①将其燃烧，得到的草木灰施入果园土壤；②将其加工成有机肥施入果园土壤。下列有关叙述错误的是(　C　)
A．做法①既能提高土壤肥力，又能加快物质循环，但会造成环境污染
B．做法②施加有机肥可间接为果园植物补充CO2，进而增加有机物的积累
C．与当地自然生态系统相比，荔枝果园的抵抗力稳定性更高
D．通过中耕松土，可促进果园植物间接从有机肥中获取营养
解析：做法①将燃烧得到的草木灰施入果园土壤虽能提高土壤肥力，但是会造成环境污染，A正确；做法②施加有机肥，通过分解者的分解作用产生CO2，可间接为果园植物补充CO2，进而增加有机物的积累，B正确；荔枝果园属于人工生态系统，其营养结构比当地自然生态系统更简单，所以其抵抗力稳定性比当地自然生态系统低，C错误；通过中耕松土，可以增加土壤中的氧含量，进而提高植物根部细胞的有氧呼吸速率，产生的能量增多，可以提高微生物的分解作用，进而促进果园植物从有机肥中间接获取营养，D正确。
5．（2025·山东潍坊开学考）稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下，生态系统的结构和功能发生大规模、突然和持久性的变化，导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。下列说法错误的是(　B　)
A.稳态转换后，部分物种的生态位会发生变化
B．稳态转换后，生态系统的抵抗力稳定性提高
C．稳态转换后，生态系统达到物质和能量的输入与输出均衡
D．生态系统遭到超过自我调节能力的外部冲击时，可能会触发稳态转换
解析：稳态转换导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态，则稳态转换后，部分物种的生态位会发生变化，A正确；生态系统发生稳态转换后，生态系统的营养结构不一定会变得简单，也可能会变得复杂，生态系统的抵抗力稳定性会提高或降低，B错误；稳态转换后进入另一个相对稳定状态，则生态系统达到物质和能量的输入与输出均衡，C正确；稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下，生态系统的结构和功能发生大规模、突然和持久性的变化，所以生态系统遭到超过自我调节能力的外部冲击时，可能会触发稳态转换，D正确。
6．水稻→褐飞虱→拟水狼蛛表示某农田生态系统的一条食物链，Bt毒蛋白转基因水稻中含有的Cry1Ab杀虫蛋白可以和目标昆虫肠道上的特异性受体结合发挥杀虫效应，Cry1Ab杀虫蛋白可通过食物链转移至褐飞虱和拟水狼蛛体内，并产生富集效应，但不会对其存活、行为带来影响，下列有关叙述错误的是(　B　)
A．褐飞虱和拟水狼蛛肠道内缺乏Cry1Ab受体
B．营养级越高，生物体内Cry1Ab的含量就越少
C．富集效应的产生和生物体内不含Cry1Ab水解酶有关
D．Cry1Ab在褐飞虱体内积累可能带来一定的生态风险
解析：由题干可知，Cry1Ab杀虫蛋白可以和目标昆虫肠道上的特异性受体结合发挥杀虫效应，Cry1Ab可在褐飞虱和拟水狼蛛体内富集但却对其无害，因此说明褐飞虱和拟水狼蛛肠道内缺乏Cry1Ab受体，A正确；难以分解的物质会随着食物链不断富集，一般来说营养级越高，生物体内的难以分解物质的浓度就越高，B错误；Cry1Ab水解酶会水解Cry1Ab，结合题干“Cry1Ab杀虫蛋白可通过食物链转移至褐飞虱和拟水狼蛛体内，并产生富集效应”可知，富集效应的产生和生物体内不含Cry1Ab水解酶有关，C正确；Cry1Ab在褐飞虱体内积累，通过食物链传递到其他生物体内可能带来一定的生态风险，D正确。
7．土壤微生物碳泵(MCP)是指土壤中的微生物通过其代谢活动获得有机碳，并以微生物残体及有机代谢产物的形式进入并稳定续埋在土壤中的过程。MCP是土壤有机碳的重要来源之一。下列推理错误的是(　B　)
A．可利用大气中的CO2进行MCP，土壤中的光合细菌和化能合成细菌参与CO2的固定
B.可利用植物进行MCP，植物残枝落叶中的有机碳被同化后全部转化成微生物的有机碳储存起来
C．可以用同位素标记法检测土壤微生物群落中有机碳的来源和去向
D．相较于热带森林生态系统，冻原生态系统中微生物残体占土壤有机碳含量的比例更低
解析：MCP是指土壤中的微生物通过其代谢活动获得有机碳，并以微生物残体及有机代谢产物的形式进入并稳定续埋在土壤中的过程，土壤中的光合细菌和化能合成细菌参与CO2的固定，该过程属于MCP，A正确；土壤中的微生物可利用植物残体中的有机物进行MCP，植物残枝落叶中的有机碳被同化后并不是全部转化成微生物的有机碳储存起来，因为微生物还需要进行自身呼吸作用消耗同化的有机物，B错误；为了检测土壤微生物群落中有机碳的来源和去向，可以用同位素标记法进行追踪，C正确；相较于热带森林生态系统，冻原生态系统中微生物残体占土壤有机碳含量的比例更低，因为冻原生态系统中微生物活动微弱，D正确。
8．我国三北地区（西北、华北和东北）曾经是森林茂密、草原肥美之地，由于人类活动及自然的影响，植被一度遭到破坏，土地荒漠化和水土流失严重。三北防护林生态工程是我国在三北地区建造的大型人工林系统，该工程的实施大大改善了环境，促进了区域经济社会可持续发展。下列相关叙述正确的是(　B　)
A．在植被遭到破坏的过程中，三北地区生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性同步下降
B．控制人类干扰及适当的物质和能量投入，可促进三北地区生态系统内部结构与功能的协调
C．多栽种南方树种，可快速提高物种多样性，加快恢复三北地区生态系统稳定性的进程
D．再经过若干年人工林建设，三北防护林生态系统稳定性将达到与原始森林相当的水平
解析：在植被遭到破坏的过程中，生物种类减少，营养结构变得简单，故三北地区生态系统的抵抗力稳定性下降，而恢复力稳定性上升，A错误；控制人类干扰及适当的物质和能量投入，可促进三北地区生态系统内部结构与功能的协调，维持生态系统的平衡，B正确；南方树种栽种在三北地区不易成活，不能提高物种多样性，C错误；人工林建设能在一定程度上提高物种丰富度，但人工林树种较单一，故再经过若干年人工林建设，三北防护林生态系统稳定性达不到与原始森林相当的水平，D错误。
9．紫茎泽兰又名破坏草、臭草，为菊科泽兰属多年生草本植物或亚灌木，原产于中美洲，大约于20世纪40年代传入我国，紫茎泽兰对我国草原生态系统破坏性很大，造成巨大损失。图1表示某被紫茎泽兰破坏的草原生态系统的组成成分图，其中甲～己表示各组成成分，箭头表示碳元素的流动方向；图2表示对该草原紫茎泽兰进行防治过程中紫茎泽兰种群数量的调查结果。
据图分析，下列说法错误的是(　D　)
A．为准确表示该生态系统碳的流动关系，图1中缺少3个箭头
B．对该草原进行修复时应尽量选择当地物种，这体现了生态工程的协调原理
C．图2中a点之前，紫茎泽兰的种群增长速率随时间的推移而增大
D．若图2中a点喷洒农药，e点引入天敌，则a点防治效果更持久而稳定
解析：由于乙、丙、丁三类生物都会通过呼吸作用释放二氧化碳，因此图中缺少乙→甲、丙→甲和己→甲3个箭头，A正确；进行生态修复时应尽量选择当地物种，种植的植物更能适应当地环境，这体现了生态工程的协调原理，B正确；在a点之前，由于缺少天敌且资源充足，紫茎泽兰种群增长曲线大致呈“J”形，种群增长速率逐渐增大，C正确；农药防治随农药使用次数的增加，具有抗药性的紫茎泽兰比例增大，防治效果会减弱，引入天敌进行生物防治，防治效果更持久而稳定，因此若图2中a点喷洒农药，e点引入天敌，则e点防治效果更持久而稳定，D错误。
二、非选择题（共14分）
10．（14分）（2024·河北邯郸三模）2024年的新政策明确规定，全国范围内禁止露天焚烧秸秆，无论是在农田还是其他露天场所，都不允许随意焚烧秸秆。如图1是某地根据政策因地制宜设计的某农业生态系统的能量流动图解（图中字母均表示能量值）。请回答下列问题：
(1)图中沼气池中的微生物和食用菌属于分解者，其在本农业生态系统中的主要作用是将农作物秸秆和人类、家禽、家畜的排遗物中的有机物分解成无机物。
(2)家禽、家畜的同化量是b＋d（用图中字母表示），家禽、家畜与其下一营养级的能量传递效率是×100%（用图中字母表示）。
(3)玉米秸秆在当季难以被腐解，有利于玉米螟的越冬，会加重来年的虫害。焚烧是传统农业中的秸秆处理方式之一，其优点是燃烧过程中的高温可以杀死害虫，燃烧后的灰分中含有大量无机盐可以肥田（答出2点）。但是大面积集中焚烧秸秆会使空气中的灰尘和CO2（填气体）增多，导致空气质量恶化，对人体健康构成威胁，同时也增加了火灾发生的风险。
(4)氮元素能在生物群落与非生物环境之间不断循环，但在该生态农业中，农民还要适当给农作物施加氮肥，原因是农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农畜产品源源不断地从该生态系统输出，其中的氮元素并不能全部归还土壤。
(5)为研究秸秆还田和施氮肥对籽棉产量（单位：×103 kg）的影响，科研人员开展了相关实验，结果如图2所示：
　根的生长量单位为cm；有机物含量比值表示的是生殖器官和根中有机物含量的比值。
由实验结果可知，秸秆还田提高棉花产量的效果比施氮肥的效果更好，原因是秸秆还田可以减少根的生长量，从而增加生殖器官中有机物的分配量，提高产量。
解析：(1)由图可知，沼气池中的微生物和食用菌（属于真菌）属于分解者。本生态系统中的分解者能够将农作物秸秆和人类、家禽、家畜的排遗物分解成无机物。(2)家禽、家畜的食物来源有农作物和食用菌，可用b＋d表示家禽、家畜的同化量，因此家禽、家畜与其下一营养级的能量传递效率是×100%。(3)焚烧秸秆的优点表现为燃烧过程中的高温可以杀死害虫，燃烧后的灰分中含有大量无机盐可以肥田。但大面积集中焚烧秸秆会使空气中的灰尘和CO2增多，导致空气质量恶化，对人体健康构成威胁，同时也增加了火灾发生的风险，因此需要禁止露天焚烧秸秆。(4)虽然氮元素能在生物群落和非生物环境之间不断循环，但在该生态农业中，农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农畜产品源源不断地从该生态系统输出，其中的氮元素并不能全部归还土壤，因此农民还要适当给农作物施加氮肥。(5)由实验结果可知，秸秆还田可以减少根的生长量，从而增加生殖器官中有机物的分配量，因此秸秆还田提高棉花产量的效果比施氮肥的效果更好。

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