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第30讲
生态系统的物质循环、
信息传递及其稳定性
第二课时
2
1
3
生态系统的物质循环
生态系统的信息传递
考点梳理
生态系统的稳定性
知识梳理
DNA的复制相关计算
生态系统的物质循环
考点1
1. 物质循环
（1）概念：
（2）物质：组成生物体的化学元素，C、H、O、N、P、S等
（3）范围：非生物环境和生物群落之间
（4）功能：全球性、循环往复运动
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。
e
2. 碳循环
生产者
消费者
呼吸作用
光合作用和
化能合成作用
呼吸作用
化石燃料的燃烧
“三看法”快速确认碳循环的各个环节
一看双箭头：
双箭头一方为“生产者”（只有一个箭头指向自己，其他箭头指向“他人”），
另一方为“大气中的CO2库”（只有一个箭头指向“他人”，其他箭头指向自己）
二看“消费者”和“分解者”：“生产者”、“消费者”均指向“分解者”
（1）碳的存在形式与循环形式
① 循环形式：生物群落和非生物环境之间主要以 CO2 形式循环
② 存在形式：生物群落内部——以 含碳有机物 形式传递
非生物环境中——主要以 CO2和碳酸盐 形式存在
（2）碳循环途径
① 碳进入生物群落：生产者的光合作用和化能合成作用
② 碳返回非生物环境：生产者、消费者的呼吸作用；
分解者的分解作用；
化石燃料的燃烧
下图是生态系统中碳循环示意图，箭头表示碳的流动方向，
下列说法正确的是(　　)
A．该生态系统的结构包括A、B、C、D、E
B．该生态系统中食物链可表示为：A→D→E→B
C．碳循环进行的同时一定伴随着能量流动和信息传递
D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落与
无机环境之间及生物群落内部往复循环，
这种循环带有全球性
C
精题精练
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）缓解措施：植树造林，增加绿地面积；
减少化石燃料的燃烧；
开发清洁能源；
秸秆还田，增加农田土壤储碳量
4. 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）途径：食物链（网）
随食物链延长，营养级越高生物体内积累越多
（3）特点：
① 最终积累在食物链的顶端；
② 全球性。
（4）实例：铅的富集过程。
（5）常见物质：重金属如Pb、Cd、Hg等，化学农药如DDT、六六六等
某些人工合成的化合物如农药DDT、六六六等，进入环境后便参
与生态系统的物质循环，但是，这些化合物难以被降解并在生物体内蓄积。下表
是某水域生态系统在结构和功能处于相对稳定状态时，甲、乙、丙、丁四个种群
所含有的总能量和残留DDT的平均浓度。下列说法错误的是(　　)
类别 甲 乙 丙 丁
能量/kJ 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT浓度/ppm 0.04 0.35 0.39 3.4
A．该生态系统的水体中DDT的浓度小于0.04 ppm
B．四个种群最简单的能量流动渠道是形成一条食物链
C．甲是该生态系统组成成分中的生产者
D．丁种群个体死亡后释放的DDT还可能再进入丁种群
B
精题精练
5. 物质循环与能量流动的关系
项目 能量流动 物质循环
形式 太阳能→化学能→热能 有机物→无机物
过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境与生物群落之间反复循环
范围 生态系统各营养级 生物圈(全球范围)
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性
联系 ① 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 ③ 物质是能量沿着食物链(网)流动的载体 ④ 能量是物质在生态系统中往复循环的动力
生态系统的信息传递
考点2
1. 生态系统中信息的种类
种类 概念 传递形式 实例
物理信息 生态系统中的光、声、 温度、湿度、磁场等 传递的信息 物理过程 海豚的“回声定位”、
蜘蛛网的振动频率、
毒蜂身上的斑斓花纹、
各种花的颜色、
狼的呼叫声
化学信息 生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质 信息素 动物的性外激素、
豺狼的尿液、
植物体散发出的花香气味
行为信息 动物的特殊行为，在同种或异种生物间传递的某种信息 动物的独特 表现及行为 蜜蜂跳舞、豪猪竖刺、
雄鸟“求偶炫耀”
2. 信息的种类、特点、来源及实例（连线）
判断生态系统中信息类型的方法
（2020·山东卷）为加大对濒危物种绿孔雀的保护，我国建立
了自然保护区，将割裂的栖息地连接起来，促进了绿孔雀种群数量的增加。
下列说法错误的是(　　)
A．将割裂的栖息地连接，促进了绿孔雀间的基因交流
B．提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径
C．绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声，属于物理信息
D．建立自然保护区属于易地保护，是保护绿孔雀的有效措施
D
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信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，
能够形成信息传递，即信息流。
3. 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：
① 信息源：非生物环境、生物自身
② 信道：空气、水，其他介质
③ 信息受体：动植物的器官或植物细胞中的特殊物质，如光敏色素
（3）特点：
① 生态系统的信息传递既可以是双向的，也可以是单向的；
既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递，
还可以从非生物环境向生物群落传递
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。
（1）生态系统中的信息来源于生物和非生物环境。
（2）生态系统的信息传递的范围
不包括 细胞之间的传递。
（3）生态系统的信息传递既存在于 同种生物之间 也发生在 不同种生物之间。
信息传递的方向一般是 双向 的。
请根据上述分析，完成下列判断：
① 生态系统的信息传递只能发生在生物与生物之间。(　×　)
② 由突触前膜释放的乙酰胆碱作为信息分子，作用于突触后膜，使下一个
神经元产生兴奋。这体现了生态系统中的信息传递。(　×　)
分析以下信息传递模型
4. 信息传递在生态系统中的作用
（1）个体：生命活动的正常进行离不开信息的作用
① 海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波
② 莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长
③ 动物的换毛现象受光信息的刺激
（2）种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递
① 在自然界中，植物开花需要光信息刺激，
当日照时间达到一定长度时，植物才能开花
② 昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配
（3）群落和生态系统：信息可调节生物的种间关系，进而维持生态系统的稳定
① 在草原上，当草原返青时，“绿色”为草原动物提供了可以开始采食的信息
② 在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，
以追捕猎物；兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
4. 信息传递在生态系统中的应用
（1）应用： ① 提高农畜产品的产量
② 对有害动物进行控制
（2）实例： ① 吸引传粉动物提高传粉效率和结实率
② 延长光照时间提高产蛋率
③ 生物防治
1. 农业生产上，可采取某种措施，诱杀某种性别或具有某种特性的昆虫，降低害虫的种群密度，从而减少害虫对农作物的危害。对下列实例的分析，错误的(　　)
A．利用音响设备吸引鸟类捕杀害虫属于机械防治
B．黑光灯诱杀金龟子利用的是其具有趋光性
C．利用性引诱剂诱杀菜粉蝶，通过破坏性别比例降低种群密度
D．田间释放性引诱剂干扰昆虫交配，可降低出生率
A
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2. 下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，
则图甲、图乙、图丙可依次表示(　　)
A．能量流动、物质循环、信息传递
B．能量流动、信息传递、物质循环
C．物质循环、能量流动、信息传递
D．信息传递、能量流动、物质循环
C
精题精练
3. 运用生态学的相关原理，可以更好地服务于生产实践。
下列叙述正确的是(　　)
A．防治水稻害虫能提高生产者和消费者之间的能量传递效率
B．将阳生植物与阴生植物混种充分利用空间，以提高对光能的利用
C．多为作物施用有机肥实现能量的循环利用，以提高作物的产量
D．利用昆虫信息素诱杀雄虫降低出生率，属于化学防治
B
精题精练
生态系统的稳定性
考点3
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：
① 结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
② 功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，
能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
③ 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—— 生态系统具有自我调节能力的基础
负反馈：在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，
并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
某池塘演变早期，藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类
数量减少，接着又引起水蚤减少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了
污染，导致更多水蚤死亡。下列关于上述过程的叙述，正确的是(　　)
A．早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节
B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C．早期、后期均属于负反馈调节
D．早期、后期均属于正反馈调节
B
精题精练
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）表现
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别实质 使自身的结构与功能保持原状 使自身的结构与功能恢复原状
核心 抵抗干扰、保持原状 受到破坏、恢复原状
二者联系 二者一般呈负相关， a为抵抗力稳定性， b为恢复力稳定性 一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强。冻原、沙漠等生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较低
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）表现：抵抗力稳定性、恢复力稳定性
（3）提高生态系统稳定性的措施
① 控制对生态系统干扰的强度，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。
3. 设计和制作生态缸，观察其稳定性
（1）基本原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分
进行组织，构建一个人工微生态系统。
（2）设计要求及相关分析。
3. 设计和制作生态缸，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生命力，种类齐全(生产者、消费者和分解者) 使生态缸中的生态系统能够进行物质循环
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，
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，（不能超过4/5）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
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
3. 设计和制作生态缸，观察其稳定性
（1）基本原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分
进行组织，构建一个人工微生态系统。
（2）设计要求及相关分析。
（3）观察稳定性。
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。
注意：生态系统的类型多样，每种生态系统的组成和稳定性是不一样的。
生态缸属于人工生态系统，其稳定性是有条件的，也可能是短暂的。
下图表示某种群的数量在其所处的生态系统遭到三种不同程度破坏情况下的变化
曲线，曲线A区、B区和C区中，哪个区域的曲线最能说明该生态系统具有恢复力
稳定性(　　)
A．A区　　　　　　　 B．B区
C．C区 D．B区和C区
B
精题精练
大学生小A响应党的号召，回乡帮助村民发展“果树—草菇”（即在果树下进行
间种草菇）立体农业脱贫致富。回答下列问题：
（1）立体农业是一种利用了群落的 __________ 原理，进而充分利用空间和环境
资源的农业生产模式。
（2）该模式中，果树用于自身生长、发育和繁殖的那部分能量最终的去路是
________________________________。
（3）果树生长过程中经常遭遇蚜虫危害，为了评估蚜虫造成的危害程度，通常采
用 ______ 法调查其种群密度。果树除了与蚜虫、草菇等生物之间进行信息传
递外，还与 __________ 之间也进行。当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物
丰富，数量也会增多，这样害虫种群的增长就会受到抑制。这种调节方式称为
____________，是生态系统具有自我调节能力的基础。
空间结构
流向下一营养级和被分解者分解
样方　
无机环境　
负反馈调节
精题精练
大学生小A响应党的号召，回乡帮助村民发展“果树—草菇”（即在果树下进行
间种草菇）立体农业脱贫致富。回答下列问题：
（4）请从资源利用、生态系统、经济利益等方面分析
“果树—草菇”结构立体农业的意义：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_____________________________________
充分利用了空间和光照、水分、养分等资源；
有利于防止水土流失，增加了物种多样性，提高了人工生态系统的稳定性；
可以获得更多农产品，获取经济效益
精题精练
谢谢
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