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第33 课生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
　
考点一　生态系统的物质循环
考点二　生态系统的信息传递
考点三　生态系统的稳定性
考点四　实验:设计制作生态缸,观察其稳定性
生产者
消费者
光合作用和化能合成作用
呼吸
作用
大气中CO2库
分解者
化石燃料
太快太多导致温室效应
呼吸
作用
粪便
遗体
残枝落叶
燃
烧
分解作用
一、碳循环
1.碳循环过程
①非生物环境中
②生物群落内部
③生物群落和非生物环境之间
（1）碳的存在形式与循环形式
主要以CO2的形式循环
以含碳有机物的形式传递
主要以CO2和碳酸盐的形式存在
考点一　生态系统的物质循环 P306 教材P62
生产者
消费者
光合作用和化能合成作用
呼吸
作用
大气中CO2库
分解者
化石燃料
太快太多导致温室效应
呼吸
作用
粪便
遗体
残枝落叶
燃
烧
分解作用
一、碳循环
1.碳循环过程
考点一　生态系统的物质循环 P306 教材P62
（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
化石燃料的燃烧
分解者的分解作用(实质是呼吸作用)
生产者、消费者的呼吸作用
2. 特点:
减少二氧化碳的排放
3.温室效应
注:海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
全球性
引起全球性的气候变化
世界范围内,化石燃料的开采和使用大大增加了CO2的排放,加剧了温室效应。
大力植树种草,提高森林覆盖率
解决思路
危害
原因
温室效应
考点一　生态系统的物质循环 P306 教材P62-63
二、生态系统的物质循环的概念：
组成生物体的化学元素（C.H.O.N.P┈）
生物群落与非生物环境之间
具有全球性、循环性
物质循环
物质
范围
特点
三、生物富集
生物富集
概念
物质
特点
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。
铅、镉、汞 等重金属, DDT、六六六等有机化合物
沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端，生物所占营养级越高，体内的这些物质浓度越高。
生物富集现象具有全球性
考点一　生态系统的物质循环 P306 教材P63-64
项目 能量流动 物质循环
形式 　

过程 　 　
范围
特点 　 　
联系 　 四、物质循环与能量流动的区别与联系
无机物 有机物
同时进行,相互依存,不可分割
①能量的固定、储存、转移、释放都离不开物质的合成和分解等过程;
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体;
③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力。
全球性、循环性
单向流动、逐级递减
全球
生态系统各营养级
在非生物环境和生物群落间循环
沿食物链(网)单向流动
太阳能→化学能→热能
考点一　生态系统的物质循环 P307 -308 教材P65
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30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤不做任何处理(自然状态) B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 土壤中是否含微生物 溶液中是否含有分解淀粉的微生物 实验现象 在相同时间内实验组叶腐烂程度小于对照组 碘液 A1 不变蓝
B1 变蓝
斐林试剂 A2 产生砖红色沉淀
B2 不产生砖红色沉淀
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 五．探究土壤微生物的分解作用
考点一　生态系统的物质循环 P307 教材P65
考向1| 碳循环过程分析
1．“碳中和”是指排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消。“碳循环”是实现“碳中和”的科学路径之一。下列有关生态系统中的“碳循环”说法，错误的是(　 　)
A．碳循环是指CO2在生物群落和非生物环境间的循环过程
B．化石燃料的燃烧使“碳中和”受到严重干扰
C．与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和细胞呼吸等
D．植树造林、采用低碳等生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
考点一　生态系统的物质循环 P308 案例导 引
A
2．下图表示某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，①～⑦表示生理过程。下列有关该图的分析，错误的是(　 　)
A．乙是该生态系统的基石
B．⑦过程中碳的传递形式是CO2
C．①过程主要是指绿色植物的光合作用
D．丙中的多种生物之间只存在种间竞争关系
考点一　生态系统的物质循环 P308 案例导 引
D
拓展：运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分
只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双箭头。
生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。
除大气中的CO2库外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。
考点一　生态系统的物质循环 P307 概念深研
生产者
大气中的CO2库
消费者
分解者
生产者
大气中的CO2库
初级消费者 次级消费者
分解者
生产者
大气中的CO2库
三级 次级 初级消费者
分解者
考向2| 生物富集
3．下图是一个生态系统中不同营养级同化的能量相对值示意图，其中丙是第一营养级(生产者)。若该生态系统受到含汞的废电池浸出液污染，生物体内含汞最多的营养级是(　 　)
A．乙
B．丙
C．甲
D．丁
考点一　生态系统的物质循环 P308 案例导 引
C
考向3| 探究土壤微生物的分解作用
4．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(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 不灭菌 灭菌 不灭菌
土壤湿度 湿润 湿润 较干燥 较干燥
考点一　生态系统的物质循环 P308 案例导 引
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．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
D．预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度分解
B
考向4| 物质循环和能量流动的关系分析
5．分析以下生态系统的能量流动
和物质循环的关系简图，不能得
到的结论是( 　　)
A．生物圈的物质是自给自足的，
能量是需要不断补充的
B．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动
C．能量②③的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．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
考点一　生态系统的物质循环 P309 案例导 引
C
一、生态系统中信息的种类
说明:
(1)生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
(2)生态系统中的信息传递既存在于同种生物之间,也发生在不同生物之间。
1. 信息的种类、特点、来源及实例
类别 概念 来源 实例
自然界中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息
植物的生物碱、有机酸等代谢产物；动物的性外激素等
动物的特殊行为，主要指各种动作，向同种或异种生物传递某种信息
物理信息
化学信息
行为信息
在生命活动过程中，生物产生的一些可传递信息的化学物质
萤火虫发出的荧光、
植物五颜六色的花
昆虫的舞蹈；
求偶炫耀
生物体
非生物环境
生物体
生物体
考点二　生态系统的信息传递 P308 教材P68-69
二、信息传递在生态系统中的作用
层次 举例 作用
个体 　
种群
生态 系统
调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
生物种群的繁衍,离不开信息的传递
生命活动的正常进行,离不开信息的作用
海豚依靠“回声定位”实现的捕食、探路、定位和躲避天敌;
①莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长;
②植物开花需要光信息刺激;
③昆虫分泌信息素,引诱异性个体;
①草原上,当草原返青时,“绿色”为食草动物提供了可采食的信息;
②森林中狼与兔相互依据对方气味或行为等捕食或躲避。
考点二　生态系统的信息传递 P308 教材P70-71
三、信息传递在农业生产中的应用
2.对有害动物进行控制
1.提高农产品或畜产品的产量
（1）利用模拟的动物信息吸引大量传粉动物，可提高果树的传粉效率和结实率。
（2）养鸡时，在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率。
目前控制动物危害的技术有化学防治、生物防治和机械防治等。生物防治中有些就是利用信息来发挥作用。
（1）利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田；
（2）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；
（3）利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降；
考点二　生态系统的信息传递 P308 教材P71-72
项目 来源 途径 特点 范围
能量流动
物质循环
信息传递
四、能量流动、物质循环和信息传递的关系
生物与生物之间或生物与非生物环境之间
生物圈
食物链各营养级生物间
双向性
全球性,循环流动
单向流动、
逐级递减
多种
食物链
食物网
生物或
非生物环境
生态系统
太阳能
考点二　生态系统的信息传递 P310
考向1| 信息传递的类型
1．在自然界中，水蚤与三刺鱼、三刺鱼与翠鸟之间存在捕食关系。科研小组利用有不同密度水蚤的人工水域和悬挂在水域上的翠鸟模型，研究了饥饿状态下的三刺鱼的取食行为，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　 　)
A.水蚤密度、有无翠鸟模型、饥饿状态下的三刺鱼都属于自变量
B.实验过程中，三刺鱼是处于最高营养级的捕食者
C.实验过程中，翠鸟模型传递给三刺鱼的是行为信息
D .有“危险”时，三刺鱼的进攻次数会随水蚤密度的增大而增大
B
考点二　生态系统的信息传递 P310 案例导引
【方法规律】判断生态系统信息种类的方法
考点二　生态系统的信息传递 P310 案例导引
2．(2023·广东惠州模拟)科学家向做了彩色四点标记的实验箱内喷入特定的气味；同时追踪各组箱内雌性埃及伊蚊的行为。结果显示，在没有任何气味刺激的情况下，蚊子基本忽略各种颜色的圆点；但将CO2(蚊子能够识别CO2的气味)喷入箱内后，蚊子会继续忽略绿色、蓝色或紫色圆点，而会飞向红色、橙色或黑色圆点。以下分析错误的是(　 　)
A.该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息和行为信息
B.该研究有助人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等防蚊工具
C.该研究提示人们在野外避免选择橙色或黑色等颜色的衣服
D.这项研究揭示了蚊子的嗅觉如何影响蚊子对视觉线索的反应
A
考点二　生态系统的信息传递 P310 案例导引
考向2| 生态系统信息传递的作用
3．化感作用指植物通过向外分泌化学物质对周围其他植物产生的影响。科学家通过对化感作用的研究，发现松与赤杨、锦鸡儿与杨树种在一起有良好的作用，而松与接骨木、榆树与栎树都具有相克现象不能种在一起。以下相关叙述错误的是(　 　)
A．化感作用均表现为相互促进效果
B．化感作用影响植物群落的种类组成
C．可以利用化感作用合理地相间种植两种或两种以上作物
D．化感作用体现了生态系统的信息传递功能
A
考点二　生态系统的信息传递 P310 案例导引
(2)为了探究环境颜色对七星瓢虫生殖力的影响，分别将七星瓢虫成虫放置在不同颜色(红、黄、蓝、绿)的玻璃烧杯中，同时放入带有蚜虫的豌豆叶片，统计瓢虫的产卵量，结果如图所示。为保证实验准确性，图中的对照组烧杯应该设置为____________________。由图看出，在七星瓢虫的大规模饲养中可以优先考虑在________________环境下集中饲养成虫，这利用了生态系统中的________信息传递。
4．(2023·河北衡水模拟)七星瓢虫在我国各地均有分布，是粮食和蔬菜作物上蚜虫的重要捕食性天敌。回答下列问题：
(1)利用七星瓢虫捕食蚜虫属于______________，此外控制动物危害的技术还包括______________和____________________。
生物防治
化学防治　 机械防治
无色(或透明)　
红色
物理
(3)利用未被蚜虫危害的无蚜豌豆叶和被蚜虫危害但已去除蚜虫的受害豌豆叶作为气味源对七星瓢虫进行诱引，每组含七星瓢虫50头。由表中结果可知受害豌豆叶对七星瓢虫吸引作用更强，原因可能是________________________________________________________。
气味源 吸引量/头
无蚜豌豆叶 24
受害豌豆叶 40
洁净空气 22
受害豌豆叶释放的挥发性化合物对七星瓢虫有吸引作用(或蚜虫在受害豌豆叶上遗留的挥发性化合物对七星瓢虫有吸引作用)
(3)目前控制动物危害的技术方法大致有三种:化学防治、生物防治和机械防治。这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。
(2)养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,这会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,这样就可以大大提高产蛋率。
(1)生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。例如,孔雀可以通过开屏等行为信息进行求偶,也可通过鸣叫等物理信息与同类交流。
[易错考点]
(4)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、芽等感觉到的信息,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”的,则判断为行为信息。
[易错考点]
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1. 生态平衡
生态平衡
概念
特
征
调节
机制
收支平衡
功能平衡
结构平衡
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
生态系统的各组分保持相对稳定
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。
在某生态系统中,植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。
在生态系统中普遍存在,是生态系统具有自我调节能力的基础，在生物群落与非生物环境之间也存在负反馈调节。
负反馈调节
考点三　生态系统的稳定性 P311 概念梳理 教材P73
2. 生态系统的稳定性
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡的能力
负反馈调节
调节能力有一定的限度
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统具有一定的自我调节能力
概念
原因
调节基础
特点
2方面
稳定性
考点三　生态系统的稳定性 P311 概念梳理 教材P74-75
类型 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 　
区 别 实质 　 　
核心 　 　
影响 因素 联系 二、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
生态系统
组分越多
食物网越复杂
自我调节能力越强
抵抗力稳定性越高
恢复力稳定性越低
①一般情况下两者关系相反,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差;
②北极冻原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定都比较低。
③生态系统在受到不同的干扰后，其恢复速度与恢复时间是不一样的；
生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
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
恢复自身结构与功能相对稳定
保持自身结构与功能相对稳定
抵抗干扰,保持原状
受到破坏,恢复原状
考点三　生态系统的稳定性 P311 概念梳理 教材P75
三、提高生态系统稳定性的措施
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. 控制对生态系统的干扰强度,合理适度地利用生态系统,不应超过生态系统的自我调节能力。
考点三　生态系统的稳定性 P311 概念梳理 教材P76
考向1| 生态系统稳定性的分析
1．长江十年禁渔令颁布后，人们把目光投向了人工养殖。下图是一个生态环境改善型鱼塘物质循环流程图。下列有关分析正确的是(　 　)
A．鱼塘中的沉水植物、鱼、虾、蟹、有机废弃物等共同构成了生物群落
B．螺蛳位于食物链的第三营养级，可以加快该生态系统的物质循环
C．对鱼、虾、蟹的捕捞强度过大会导致该生态系统的抵抗力稳定性下降
D．不同年龄段的某种草食性鱼分布在不同水层，说明群落具有垂直结构
考点三　生态系统的稳定性 P312 案例导引
C
【方法规律】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)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。
考向2| 反馈调节机制
2．一个系统作用的效果反过来又促进或抑制了这个系统的工作，如果是促进，该调节就是正反馈，反之则是负反馈。图1为某草原生态系统中的反馈调节示意图，图2为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，下列分析正确的是(　 　)
考点三　生态系统的稳定性 P312 案例导引
A．图1中生物和非生物的物质和能量构成了完整的生态系统
B．甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→丙→甲
C．图2所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态
D．图1中存在负反馈调节，图2中存在正反馈调节
D
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是可能的。
1.实验原理:
人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的。
要使人工微生态系统正常运转,在设计时,还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。
考点四　实验:设计制作生态缸,观察其稳定性 P313
2．实验流程
阳光直射
考点四　实验:设计制作生态缸,观察其稳定性 P313
2.生态缸的设计要求及分析
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,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;保持生态缸内的温度;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
生态缸的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
选择生命力强的生物,动物不宜太多,个体不宜太大 减少对O2 的消耗,防止生产量小于消耗量
考点四　实验:设计制作生态缸,观察其稳定性 P313
1．某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列叙述错误的是(　　)
A．甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少
B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长
C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D．若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中
考点四　实验:设计制作生态缸,观察其稳定性 P313
A
2．设计制作封闭型生态缸应该遵循一定的原理和要求，下列原理或要求中合理的是(　 　)
A．应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量
B．应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸
C．生态缸中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些
D．生态缸的各种生物之间以及生物与非生物环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动
考点四　实验:设计制作生态缸,观察其稳定性 P313
D
(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(　 　)
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
P314
B

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