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【备考2023】高中生物新教材一轮复习学案
第31讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
[素养目标]
1．分析生态系统中物质循环与信息传递之间的联系，建立结构与功能相统一的观念；通过分析生态系统的稳定性，建立稳态与平衡观。(生命观念)
2．通过分析物质循环模式图、抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线，培养运用分析与综合能力和建模能力。(科学思维)
3．通过“设计制作生态缸，观察其稳定性”的实验，提高实验设计、动手操作及观察、分析能力。(科学探究)
　生态系统的物质循环
1．碳循环
(1)循环形式：碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。
(2)过程图解
图中：①光合作用，②呼吸作用，③植物(生产者)，④动物(消费者)，⑤呼吸作用，⑥分解者的分解作用。
(3)物质循环
2．生物富集
(1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
(2)特点
①食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就越高。
②生物富集也具有全球性。
3．能量流动与物质循环的关系
(1)区别
项目 能量流动 物质循环
形式 太阳能→化学能→热能
过程 沿食物链(网)单向流动 在生物群落与非生物环境之间循环往复
范围 生态系统各营养级 全球(生物圈)
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性
(2)联系
①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。
②二者同时进行，相互依存、不可分割。
1．(选择性必修2 P61～62“思考·讨论”)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。(×)
2．(选择性必修2 P63黑体)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。(×)
3．(选择性必修2 P63“与社会的联系”)碳循环中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用，导致了温室效应现象的出现。(×)
4．(选择性必修2 P64正文)生物富集最终积累在食物链顶端。(√)
5．(选择性必修2 P65正文)能量流动与物质循环是两个独立的过程。(×)
1．选择性必修2 P67“拓展应用1”：生物圈________(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统，________(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统，因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：是　不是　物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转
2．选择性必修2 P67“拓展应用2”：氮元素在生物群落与非生物环境间________(填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：能　农产品源源不断地从农田生态系统输出，其中的氮元素并不能全部归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾
1．结合模式图，明确碳循环的四个要点[生命观念]
(1)存在形式
(2)流动形式
(3)进入生物群落的途径
(4)
2．物质循环和能量流动的关系[生命观念]
图中字母表示的成分依次是A(生产者)，B(初级消费者)，C(次级消费者)，D(分解者)；图中的能量形式分别是①热能，②化学能，③化学能，④热能。
[探究意图：以碳循环图示为情境信息考查理解能力]
如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请据图分析：
(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。
提示：甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？
提示：碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。
(3)图中的字母分别表示什么过程？
提示：b表示光合作用，d和c表示呼吸作用，f表示分解者的分解作用，a表示捕食，e和g分别表示植物的残枝败叶和动物的遗体、排遗物等提供给分解者。
突破点1　
1．现在所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是(　　)
A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2
B．参与②过程的生物只有生产者、消费者
C．③过程增强后②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中CO2
D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖
解析：生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物；②过程是生物群落通过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用以CO2的形式向大气中释放碳元素；可以通过植树造林、退耕还林(草)等来增加植物光合作用固定CO2的量，减少生物群落排放到大气中的CO2；开发太阳能、水能、核能等新能源，可以减少化石燃料的使用。
答案：D
2．某同学画出三幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是(　　)
A．图1中C能加快生态系统的物质循环
B．若图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．三幅图中生产者都是A
解析：图1中的C为消费者，消费者的存在，可以加快生态系统的物质循环，对植物的传粉和种子的传播等具有重要的作用，A正确；若图1、图2、图3完整表示碳循环，则大气中的CO2除了来自生物的呼吸作用，还可以来自化石燃料燃烧，B正确；图2中A为生产者， E为分解者，B、D均为消费者，则A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；图1的A为生产者，图2中A为生产者，图3的E为生产者，D错误。
答案：D
1．生态系统的物质循环是指_______________________________________________
________________________________________________________________________
提示：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在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。
2．物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
提示：不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是散失的热能；而物质循环中物质在非生物环境与生物群落之间循环往返，无起点和终点。
突破点2　
3．关于有害物质在生物体内富集的说法错误的是(　　)
A．一些重金属及人工合成的有机化合物存在生物富集现象
B．有害物质在生产者体内浓度最低
C．食物链顶端动物体内有害物质的浓度最低
D．生物富集现象具有全球性
解析：生物体从周围环境吸收、积蓄一些重金属及人工合成的有机化合物或难以降解的化合物，并在体内富集，A正确；有害物质在生物体内富集的含量会随着营养级的升高而逐渐升高，生产者位于第一营养级，有害物质最少，B正确；有害物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端，故食物链顶端动物体内有害物质浓度最高，C错误；有害物质通过食物链在生产者和消费者体内不断积累，组成生物体的C、H、O、N、P等元素在生物群落和无机环境之间进行循环，而且这种循环的特点是具有全球性，D正确。
答案：C
4．生物富集现象的主要原因是(　　)
A．植物叶片通过光合作用吸收了有害物质进入生物群落
B．植物的根系从土壤中吸收一些有害物质(如铅)，进入植物体内
C．动物一定是通过捕食获得了有害物质
D．生物富集的有害物质同碳循环过程相似
解析：植物叶片通过光合作用吸收CO2合成有机物，有害物质不参与光合作用过程，A错误；植物的根系从土壤中吸收一些有害物质(如铅)，进入植物体内，植物的叶片可以直接摄入吸附在叶片上的有害物质，B正确；动物可以通过饮水摄取水中的一些有害物质，C错误；生物富集的有害物质同碳循环过程不同，很难从生物群落返回到非生物环境，D错误。
答案：B
1．选择性必修2 P63“相关信息”：DDT有怎样的特点？
提示：DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易分解，易溶于脂肪并积累在动物脂肪中。
2．生物富集和能量流动的区别：①前者是________________________；而后者是______________________；②前者沿食物链(网)传递的是___________________________。
提示：某种物质沿食物链不断积累　能量沿食物链不断减少　不易被分解或排出的重金属物质、有机农药等
突破点3　
5．(2020·天津卷)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。
注：相对生物量＝单株干重/对照组(C1T1)单株干重
据图回答：
(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统________和________中的重要作用。
(2)本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为____________________，仅温度升高对两种植物的影响分别为__________________________________________________。
(3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落________的速度与方向。
解析：(1)植物通过光合作用把CO2等无机物转变为有机物，同时把光能转变成化学能储存在有机物中，体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动这两大功能中的重要作用。(2)据图中信息(比较C1T1和C2T1两组)可知，仅CO2浓度升高能促进两种植物的生长；据图中信息(比较C1T1和C1T2两组)可知，仅温度升高，可抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长。(3)据图中信息可知，C2T2的条件对鬼箭锦鸡儿的生长几乎没有影响，而对紫羊茅生长具有促进作用。为了验证温室效应加剧对同一地区这两种植物比例的影响，可以设计如下实验思路：将数量相同的紫羊茅和鬼箭锦鸡儿种植在同一地方，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化。若两种植物的比例发生变化，则说明温室效应加剧会改变群落演替的速度与方向。
答案：(1)物质循环　能量流动　(2)促进两种植物生长　抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长　(3)将数量相同的紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化　演替
　生态系统的信息传递
1．信息的概念：指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2．信息的种类、特点、来源及实例[连线]
3．信息传递过程
4．信息传递在生态系统中的作用
5．信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉效率和结实率。
(2)对有害动物进行控制。如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。
1．(选择性必修2 P69正文)生态系统的信息传递只存在于生物与生物之间。(×)
2．(选择性必修2 P69正文)花香引蝶和老马识途都属于物理信息。(×)
3．(选择性必修2 P69正文)生态系统中的物理信息只来自非生物环境。(×)
4．(选择性必修2 P71正文)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。(√)
5．(选择性必修2 P72正文)利用性外激素诱杀害虫属于化学防治。(×)
1．选择性必修2 P70～71“思考·讨论”节选：信息传递在种群的繁衍过程中起什么作用？
提示：通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。
2．选择性必修2 P71正文：
(1)狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明信息能______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光才能萌发说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：(1)调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
(2)生命活动的正常进行，离不开信息传递
1．判断生态系统信息传递种类的方法[科学思维]
2．防治害虫的几种常用方法的比较[科学思维]
项目 化学防治 机械防治 生物防治
措施 喷施化学药剂等 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫或使用信息素等
优点 ①作用迅速； ②短期效果明显 ①无污染； ②见效快，效果好 ①效果好且持久； ②成本低，无污染
缺点 ①使害虫抗药性增强；②对害虫天敌造成影响，破坏生态平衡；③污染环境 ①费时费力； ②对体型很小的害虫无法实施 天敌数量不确定，甚至可能会引发生态危机
3.归纳总结生态系统三大功能的关系[科学思维]
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
范围 生态系统 生物圈 生物之间，生物与非生物环境之间
途径 主要是食物链和食物网 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，形成一个统一整体
[探究意图：以信息传递模型为情境信息考查理解能力]
生态系统的信息传递模型的思考：
(1)图中“信息”可来自何处？
提示：生物或非生物环境。
(2)从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？
提示：不是，在生物与生物之间以及生物与非生物环境之间都能发生信息传递。
(3)从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？
提示：往往具有双向传递的特点。
突破点1　
1．有关生态系统信息传递及其应用的叙述，错误的是(　　)
A．动物的特殊行为信息可在同种或异种生物之间传递
B．生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的
C．利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用
D．短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻的产量，是对物理信息的合理利用
解析：动物的特殊行为，对于同种或异种生物能够传递某种信息，这种特殊行为特征可以体现为行为信息，A正确；生态系统中的信息可由生物发出，也可由非生物环境发出，如光周期，B错误；利用黑光灯诱捕昆虫来调查昆虫的种群密度，是物理信息在生产生活中的应用，C正确；短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻的产量，是对物理信息的合理利用，D正确。
答案：B
2．蚜虫的粪便是含有糖分的黏液，称为“蜜露”。蚂蚁非常喜欢吃“蜜露”，常用触角拍打蚜虫背部，通过拍打产生的振动频率促使蚜虫分泌“蜜露”。蚜虫受到其天敌瓢虫袭击时，会从尾部发出报警信息素，将危险信息通知其他蚜虫，同时蚂蚁接收到报警信息素就会赶来驱除蚜虫天敌。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率属于物理信息
B．蚂蚁吃“蜜露”，蚜虫同化量的一部分传递到蚂蚁
C．化学信息可以在同种或异种生物间传递
D．信息能调节种间关系维持生态系统的稳定
解析：物理信息可来源于非生物环境和生物，蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率对于蚜虫来说是物理信息，A正确；蜜露是蚜虫的粪便，而粪便不属于蚜虫同化量，B错误；蚜虫受天敌攻击时，发出的报警信息既可以通知其他蚜虫，也可以通知蚂蚁，说明化学信息可以在同种或异种生物间传递，C正确；信息传递是双向的，既可以来自生物，也可以来自非生物环境，生命活动的正常进行，离不开信息的作用，生物种群繁衍，也离不开信息传递，同时信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，D正确。
答案：B
突破点2　
3．某果园生态系统，苹果树下进行了间种草菇的实验，利用高湿度、低风速等环境条件，获得了良好的经济效益。
(1)雄蚊可通过感知雌蚊扇动翅膀发出的声波来辨别雌蚊的方位，该过程体现了生态系统信息的作用是________________________________________。请据此原理设计一个降低雄蚊种群数量的方案：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)苹果小卷叶蛾幼虫是危害苹果的害虫，姬蜂是该虫的天敌。为研究苹果抵抗虫害的机制，某科研小组用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B，进行相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只姬蜂，观察其对这两种物质的选择情况，结果如下表。
组别 第一组 第二组 第三组
挥发 物A 对照 物质 挥发物B 对照物质 挥发物A 挥发物B
结果(只) 35 15 43 7 17 33
实验中的对照物质是________________。分析实验结果得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)雄蚊通过感知雌蚊扇动翅膀发出的声波辨别雌蚊的方位属于该生态系统的信息交流功能。雄蚊确定雌蚊的方位有利于种群的繁衍，故种群的繁衍，离不开信息的传递，我们可以利用其中的信息交流特点，模拟雌蚊扇动翅膀发出的声波，来吸引雄蚊达到灭雄的目的，从而降低种群的数量。(2)根据题意“用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B”，根据对照实验的原则可知，实验中的对照物质是丁原醇溶剂。分析实验结果，苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害。
答案：(1)生物种群的繁衍，离不开信息的传递　通过模拟雌蚊扇动翅膀发出的声波，来吸引雄蚊达到灭雄的目的，从而降低种群的数量　(2)丁原醇溶剂　苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害
　生态系统的稳定性
1．生态平衡与生态系统的稳定性
(1)生态平衡
①概念：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
②特征
a．结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
b．功能平衡：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。
c．收支平衡：物质和能量的输入与输出平衡。
③调节机制：负反馈调节。
(2)生态系统的稳定性
2．生态系统稳定性的类型
(1)类型
(2)联系：二者一般呈负相关，如图所示，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。
3．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统的干扰强度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
1．(选择性必修2 P74黑体)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。(√)
2．(选择性必修2 P75正文)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高。(×)
3．(选择性必修2 P75正文)生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强。(×)
4．(选择性必修2 P75正文)一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高。(×)
5．(选择性必修2 P75正文)河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性。(×)
1．选择性必修2 P75“旁栏思考”：在个体水平稳态的维持上，有没有类似生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的情况？
提示：人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的抵抗力稳定性相似；人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与恢复力稳定性相似。
2．选择性必修2 P76“旁栏思考”：想一想，研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，对自然生态系统的利用和保护有什么意义？
提示：在利用自然生态系统时，要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异，合理控制对生态系统的干扰强度，干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围；在保护自然生态系统时，要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异，合理确定保护对策，如采取封育措施，补充相应的物质、能量，修补生态系统的结构，增强生态系统的恢复力。
“三看法”判断生态系统调节中正反馈和负反馈[科学思维]
正反馈调节 负反馈调节
“看”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
“看”调节结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
“看”实例分析
[探究意图：以稳定性关系的模型为情境信息考查理解能力]
如图表示受到干扰后，生态系统功能的变化图，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，请据图回答下列问题：
(1)图中y表示________________________________________________________，偏离的越大，抵抗力稳定性越________，反之，抵抗力稳定性越________；热带雨林的y值________(填“大于”“小于”或“等于”)草原。
提示：受到干扰时偏离正常范围的大小　弱　强　小于
(2)x表示____________________________，x与稳定性的关系是x越大，恢复力稳定性越________，反之，恢复力稳定性越________。
提示：生态系统遭到破坏后恢复到原状态所需的时间　弱　强
(3)TS可作为总稳定性的定量指标，面积越大，生态系统的总稳定性越________。
提示：低
(4)当生态系统的功能处于两条虚线之间时，生态系统的功能在能量流动和碳循环两个方面的具体表现是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：能量流动表现为输入与输出大致相等，碳循环表现为有机物的合成与分解大致相等
(5)图中曲线在下降后能恢复到原状态，原因是________________________________
________________________________________________________________________。
提示：生态系统具有一定的自我调节能力
突破点1　
1．下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是(　　)
A．河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性
B．恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
D．引入新物种到一个生态系统使生物种类增加从而提高抵抗力稳定性
解析：河流受到污染，依然清澈表现为“抵抗干扰，保持原状”，属于抵抗力稳定性；有些生态系统(如苔原)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性；引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝，从而使抵抗力稳定性下降。
答案：C
2．两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(　　)
A．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
B．同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则B点左移
C．若甲生态系统的干扰强度增大，则C点右移
D．乙生态系统B点后一定有新的物种产生
解析：从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到干扰后，与乙相比，甲生态系统的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；若乙生态系统干扰提前，其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前，即B点左移；若甲的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，C点右移；乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。
答案：D
突破点2　
3．(多选)某海域随着气温升高，藻类大量繁殖，食藻浮游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少；由于石油泄漏导致该海域大量海鱼死亡，进而加重了污染，导致更多水生生物死亡。关于上述过程的叙述，不正确的是(　　)
A．温度升高引起的变化不属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化属于负反馈调节
B．温度升高引起的变化属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化不属于负反馈调节
C．温度升高和石油泄漏引起的变化均属于负反馈调节
D．温度升高和石油泄漏引起的变化均不属于负反馈调节
解析：温度升高导致藻类大量繁殖，食藻浮游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少，调节的结果是藻类和浮游动物都恢复到最初的数量，维持相对稳定状态，属于负反馈调节；石油泄漏引起大量海鱼死亡，进而加重了污染，导致更多水生生物死亡，水生生物的数量偏离了最初的状态，没有维持相对稳定，不属于负反馈调节。
答案：ACD
　实验：设计制作生态缸，观察其稳定性
1．实验原理
(1)依据生态系统的基本原理，将生态系统的基本成分进行组织。
(2)在设计时要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
2．实验步骤
1．实验设计要求
设计要求 相关分析
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(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 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
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致生物死亡
2.生态缸稳定性的观察与分析
(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
(2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极差，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
突破点1　
1．生态缸是以水生植物造景为主的相对封闭的微型生态系统。下列关于生态缸的说法，正确的是(　　)
A．制作生态缸，要遵循生态系统的基本原理，能够实现短期内的相对稳定
B．生态缸密封后，要能和外界进行能量交换，要置于阳光直射下
C．人工生态缸只能够实现能量流动和物质循环的功能
D．人工制作的生态缸生产者的种类和数量越多，其稳定性越高
解析：在有限的空间内，依据生态系统的原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一种人工生态系统，这种生态系统的稳定性是短暂的，A正确；制作的生态缸应密闭，放置在室内通风、避免阳光直射的地方，B错误；人工生态缸还具有信息传递的功能，C错误；制作生态缸时，放置的生产者的种类和数量要适宜，并不是越多生态缸越稳定，D错误。
答案：A
突破点2　
2．甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述错误的是(　　)
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶 编号 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有；“－”表示无
A．生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理
B．乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入
C．丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行
D．丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定
解析：生态瓶必须是密闭的，但不能让阳光直射，因为光照过强，生态瓶内温度太高，会使生物失去活性；缺乏光照情况下无法进行光合作用，生产者不能生长，生态瓶不稳定，说明了生态系统需要稳定的能量输入；由于丙瓶中没有泥沙，分解者数量太少或没有分解者的分解作用，所以不利于物质循环的顺利进行；丁瓶与甲瓶相比，氧气含量减少，因为消费者(小鱼等)较多，呼吸要消耗较多的氧气。
答案：A
[构建知识网络]
[强化生命观念]
1．物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在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。
2．生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
3．生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
4．生态系统的稳定性是指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。
5．生态系统稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力，自我调节能力的基础是负反馈调节。
真题再现　感悟考情
1．(2020·全国Ⅲ卷)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．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
解析：生产者、消费者和分解者都参与了生态系统的碳循环，其中消费者可以通过呼吸作用等加快生态系统的碳循环，A项错误。生产者是生态系统的基石，可以利用光合作用把CO2和H2O转化为淀粉等有机物，把太阳能转变为化学能，是连接生物群落与无机环境的重要环节，也是碳循环的重要环节，B项正确。土壤中的微生物可以通过呼吸作用分解有机物，同时将CO2等释放到无机环境中，因此土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节，C项正确。通过生产者的光合作用和化能合成作用，CO2从无机环境进入生物群落，通过生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用，CO2从生物群落进入无机环境，所以碳在生物群落与无机环境之间，主要以CO2形式循环，D项正确。
答案：A
2．(2021·湖南卷)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”型(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
解析：食草动物进入早期，食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害，其种群数量大致呈“J”型(形)曲线增长，A正确；环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，图中点a表示食草动物种群的数量达到最大值，但不能维持，所以该点的纵坐标不能代表食草动物的环境容纳量，B错误；当食草动物的数量增加时，植物的数量就会下降，而植物的数量下降，食草动物的数量会随之下降，生物群落内部的负反馈调节有利于维持生态系统的相对稳定，C正确；过度放牧会造成草场退化，物种丰富度下降，食物链变简单，生态系统的自我调节能力下降，抵抗力稳定性降低，D正确。
答案：B
3．(2021·河北卷)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4 ℃(利用温控装置)，并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。
回答下列问题：
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为______________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了________演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈________型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了________。
(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)碳在池塘生物群落中主要以________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)一个群落区别于另外一个群落最显著的特征是群落的物种组成，池塘生物群落以浮游植物和浮游动物为主，而湖泊生物群落以鱼类等生物为主。简单的池塘生物群落保留了植物的繁殖体等，所以池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了次生演替。(2)某种水生生物被投入池塘后，由于池塘中可利用的资源是有限的，因此其种群数量呈“S”型增长，当该生物种群密度在长时间保持相对稳定时，即达到了一定的环境条件中所能维持的种群最大数量，该种群数量称为环境容纳量，即K值。(3)生态系统的总生物量取决于生态系统能量的输入和输出的差值，输入是通过生产者的光合作用等实现的，而输出则是通过呼吸作用等实现的，升温导致总生物量降低的可能原因是升温降低了浮游植物的光合作用速率，使生产者固定的太阳能的总量减少，或提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率，使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少，最终使该生态系统的总生物量降低。(4)在生物群落内部生产者被消费者捕食，生产者和消费者的有机物流入分解者，这些过程中碳元素都是主要以含碳有机物的形式流动的。由于碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式进行流动，而大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性。
答案：(1)群落的物种组成　次生　(2)“S”　环境容纳量(K值)　(3)升温可能降低了浮游植物的光合作用速率，使生产者固定的太阳能的总量减少，或者升温提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率，使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少，最终导致该生态系统的总生物量降低　(4)(含碳)有机物　碳元素在生物群落和无机(非生物)环境之间主要以CO2的形式进行流动，大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性
4．(2020·山东卷)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。
取样深度(cm) 农业模式 生物组分(类) 食物网复杂程度(相对值)
0～10 常规农业 15 1.06
有机农业 19 1.23
无公害农业 17 1.10
10～20 常规农业 13 1.00
有机农业 18 1.11
无公害农业 16 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括________________________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是______________________________。
(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的________结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为________，依据是______________________________________________________________。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)捕食性线虫处于最高营养级，其捕食食细菌线虫，根据能量流动的过程分析，捕食性线虫与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化的能量不会流入下一营养级。生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。土壤中各种生物组成的生物群落及其生活的无机环境组成一个统一整体，所以土壤是一个生态系统。(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的垂直结构，土壤中生物种类和食物网的复杂程度决定了生态系统的稳定性，生物组分越多，食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越高，表中数据说明有机农业的生物组分多、食物网复杂，其稳定性最高。(3)生态系统中，一些有害物质如铅、汞、铜等重金属和某些杀虫剂，可以通过食物链在生物体内不断积累，使其浓度随着营养级级别的升高而逐渐增加，这种现象叫生物富集。镉等有害物质随食物链延长逐渐积累，处于最高营养级的生物中镉含量最多。(4)长期施用有机肥后，土壤中的腐生细菌大量增加，导致食细菌线虫数量增加，引起捕食性线虫大量增加，从而使植食性线虫因被大量捕食而数量减少，其减少量多于其因植物根系增长而增加的量。
答案：(1)流入下一个营养级　土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体　(2)垂直　有机农业　生物组分多，食物网复杂程度高　(3)镉随着食物链的延长逐渐积累　(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量

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