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第六节　生态系统通过自我调节维持稳态
基础过关练
题组一　生态系统的稳态和反馈调节
1.下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是(　　)
A.苔原生态系统是最脆弱和对外力干扰最敏感的生态系统
B.减少某生态系统中捕食者和寄生生物的种类,其抵抗外界干扰保持稳态的能力会增强
C.捕食者与被捕食者之间的反馈调节可维持二者数量的相对稳定
D.负反馈调节在生态系统中普遍存在,其作用是能够使生态系统达到和保持平衡或稳态
2.(教材习题改编)外来物种入侵指某种生物从原生存地自然传入或人为引种后成为野生状态,损害入侵地生物多样性,造成经济损失和生态灾难的现象,如欧洲兔被带到澳大利亚草原放养,对袋鼠等本地生物造成极大威胁。生态专家先后采用引入狐狸(y1年)和黏液瘤病毒(y2年)等手段进行防治,结果如图所示。下列推断正确的是(　　)
A.外来物种入侵可增强当地的生态系统保持稳态的能力,也可引起群落演替的发生
B.y1年后欧洲兔和袋鼠的数量变化反映狐狸也是袋鼠的被捕食者
C.y2年后欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大与病毒的专性寄生有关
D.y3年草原生态系统整体稳定是负反馈调节、正反馈调节共同作用的结果
3.图中“置位点”为生态系统的平衡状态,其中A、B、C分别表示生产者、消费者、分解者,箭头表示过程或物质(能量)的传递方向。
回答下列问题。
(1)生态系统由A、B、C和　　　　成分组成,A、B之间营养结构能否形成取决于　　　　。
A.可利用太阳能
B.初级消费者可同化的能量
C.总初级生产量
D.净初级生产量
(2)若①表示物质输入,则碳元素主要以　　　　的形式输入。若②表示能量输出,则能量主要以　　　　的形式输出。
(3)图中正反馈使生态系统偏离平衡点,请写出一个正反馈调节的实例:　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)信息传递可存在于　　　　(填图中字母)之间及种群内部,动物捕食过程中通过鸣叫给同伴传递的信息属于　　　　　　。
(5)农田生态系统需不断施加氮肥,主要原因是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。
题组二　生态系统具有保持稳态和恢复稳态的能力
4.下列有关生态系统结构与功能的叙述,正确的是(　　)
A.生态系统的稳态主要依赖于正反馈调节
B.生态系统中的碳循环是指 CO2等在非生物环境和生物群落之间循环往复的过程
C.生态系统的营养级越多,消耗的能量就越多,人类可利用的能量就越少
D.其他因素相同时,营养结构越复杂,生态系统保持稳态的能力越强
5.两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,据图不能得出的结论是(　　)
A.乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高
B.若增大对甲生态系统的干扰强度,则C点左移
C.甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单
D.图中偏离正常运行范围的程度体现了保持稳态能力的大小
6.生物圈是一个高度复杂的具有自我调节功能的自然生态系统,保持其稳态是人类生存和发展的基础,下列叙述不正确的是(　　)
A.人类对生态系统的利用或干预不能超过其自我调节能力
B.自然生态系统具有物质循环和能量流动的功能,不需进行物质和能量的补充输入
C.人类在改造自然时需要综合考虑经济效益、社会效益和生态效益
D.生态系统稳态的失调,在初期往往不易察觉,一旦发展到生态危机就很难在短期恢复
7.改造盐碱化草原是利用多种恢复生态学技术治理退化的生态系统,使这一区域生态系统的结构和功能恢复到或接近受干扰前的状态,如图所示为一个简化的技术流程。下列分析错误的是(　　)
A.人为恢复生态系统时需向生态系统输入物质和能量
B.演替过程中食物链逐渐缩短以提高能量的传递效率
C.生态系统功能的恢复有利于提高生态系统的稳定性
D.盐碱化草地的改造使生物群落的空间结构发生变化
题组三　设计并制作生态瓶
8.为探究影响生态系统稳定性的因素,生物兴趣小组制作了如下四组生态瓶。下列相关评价错误的是(　　)
　　甲　　　　乙　　　　 丙　　　　　丁
A.甲组相较于丙、丁,生态瓶中各种生物成分更齐全,存活的时间最长
B.甲、乙组生态瓶比较说明光照是保持生态系统稳定的前提
C.甲、丙组生态瓶比较说明生产者是联系群落与非生物环境的关键因素
D.由于生态瓶密闭,所以无须保持通风良好,但要避免阳光直射
9.甲、乙、丙、丁为4个密闭、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。下列有关叙述中正确的是(　　)
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.乙瓶中藻类的种群密度逐渐增大
B.丙瓶中没有小鱼,所以比甲瓶积累的有机物多
C.丁瓶与甲瓶相比,氧气含量少
D.从生态系统的组成成分分析,乙、丙瓶中均缺少1种成分
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　生态系统中生物的种类和数量越多,食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗外界干扰保持稳态的能力就越强;如果减少某生态系统中捕食者和寄生生物的种类,则其抵抗外界干扰保持稳态的能力会降低,B错误。被捕食者种群数量增加→捕食者种群数量增加→被捕食者种群数量减少→捕食者种群数量减少→被捕食者种群数量增加→再次循环,这种调节方式是负反馈调节,能够维持被捕食者与捕食者数量的相对稳定,因此捕食者与被捕食者之间的反馈调节可维持二者数量的相对稳定,C正确。
2.C　据题干信息可知,外来物种入侵会损害入侵地的稳态,A错误;引入狐狸(y1年)后,欧洲兔与袋鼠的数量均减少,说明欧洲兔与狐狸、袋鼠与狐狸之间均是捕食关系,狐狸是袋鼠的捕食者,B错误;y2年引入黏液瘤病毒,欧洲兔数量明显减少但对袋鼠影响不大,说明黏液瘤病毒专性寄生于欧洲兔,C正确;草原生态系统整体稳定是负反馈调节的结果,D错误。
3.答案　(1)非生物　B　(2)CO2　热能　(3)一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因死亡而减少,死鱼腐烂后又会进一步加重污染,并引起更多的鱼类死亡(合理即可)　(4)A、B、C　物理信息　(5)农田生态系统大量收获农作物,氮元素不断输出
解析　(1)生态系统由生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分组成;A、B之间营养结构能否形成取决于初级消费者可同化的能量。(2)若①表示物质输入,则碳元素主要以CO2的形式输入;若②表示能量输出,则能量主要通过呼吸作用以热能的形式输出。(3)正反馈调节是指某一成分的变化所引起的其他一系列变化促进或加强最初所发生的变化,正反馈调节通常会使生态系统偏离稳态,如一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因死亡而减少,死鱼腐烂后又会进一步加重污染,并引起更多鱼类死亡。(4)信息传递往往是双向的,故可存在于A生产者、B消费者、C分解者之间及种群内部;动物的鸣叫是声音,属于物理信息。
4.D　生态系统的稳态主要依赖于负反馈调节,A错误;碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环,而碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境间循环往复的过程,B错误;一个生态系统的营养级越多,能量流动过程中消耗的能量就越多,但人类可利用的能量不一定越少,因为人类可能从各个营养级获得能量,C错误。
5.B　在受到同等强度的干扰(a)后,甲生态系统偏离正常运行范围的程度大于乙,说明乙生态系统抵抗干扰的能力比甲高,甲生态系统中的营养结构可能比乙生态系统简单,A、C正确;增大对甲生态系统的干扰强度,则甲偏离正常运行范围更大,恢复所需时间更长,故C点右移,B错误。
6.B　对于利用和干预强度较大的生态系统,应有相应物质和能量的补充输入,B错误。
7.B　盐碱地植被较少,生产者同化量较低,人为恢复生态系统时需向生态系统输入物质和能量,A正确;随着群落的演替,群落的结构趋于复杂化,营养级数目增多,食物链不会缩短,而且能量的传递效率与食物链长短无关,B错误;生态系统功能的恢复使得生态系统中生物群落的营养结构更加复杂,因而有利于提高生态系统的稳定性,C正确;盐碱化草地的改造过程,随着群落的演替,草地的物种丰富度发生了变化,群落的空间结构也就发生了变化,D正确。
8.D　生态瓶应放置在通风(便于散热)、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瓶内的生物,D错误。
9.C　乙瓶中缺少光照,藻类无法进行光合作用,藻类的种群密度会逐渐减小,A错误;丙瓶比甲瓶缺少泥沙,分解者数量太少或没有分解者的分解作用,所以丙瓶比甲瓶积累的有机物多,B错误;丁瓶与甲瓶相比,丁瓶中多了小鱼,小鱼呼吸要消耗较多的氧气,故丁瓶与甲瓶相比,氧气含量少,C正确;丙瓶中缺少分解者,但乙瓶中包含生产者、消费者、分解者、非生物环境,D错误。
8(共16张PPT)
1.生态系统的稳态:生态系统内部各成分彼此相互协调,保持相对稳定的状态,是生态系统的
一个很重要的特点。
2.生态系统主要通过反馈调节维持稳态
(1)反馈调节:当生态系统中的某一成分发生变化时,它必然会引起其他成分出现一系列的相
应变化,这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分,这个过程称为反馈调节。
第六节 生态系统通过自我调节维持稳态
知识点 1 生态系统的稳态及其自我调节机制
必备知识 清单破
类型 负反馈调节 正反馈调节
作用 抑制和减弱最初发生的变化 加速最初发生的变化
结果 使生态系统达到和保持平衡或稳态 常常使生态系统远离平衡状态或稳态
实例 某草原生态系统中植物、鹿和狼的数量变化过程 湖泊受到污染→鱼类死亡→死鱼腐烂后进一步加重污染→更多鱼类死亡
(2)类型
3.生态系统具有抵抗干扰保持稳态的能力

4.生态系统在遭到外界干扰因素破坏时具有恢复稳态的能力
(1)生态系统具有恢复稳态的能力:当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时,它能够自我调
节和维持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外来的干扰,保持自身的稳定性。
(2)生态危机
1.设计原理:只有生态系统的成分彼此协调,生态系统的物质循环和能量流动才能正常进行,
从而维持其稳定性。
2.实验步骤
知识点 2 设计并制作生态瓶,观察其稳定性
知识辨析
1.某森林生态系统尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害,也遭受人类的砍伐等活动的干扰,但现在
依然基本保持着森林景观,是因为该生态系统具有一定的自我调节能力,这种说法正确吗
正确。生态系统具有抵抗外界干扰,使自身的结构和功能保持原状的能力,这种能力被称为生态系统的自我调节能力。
2.组分少、营养结构简单的生态系统维持稳态的能力弱,但恢复稳态的能力一定很强,这种说
法正确吗
不正确。组分越少、营养结构越简单的生态系统,自我调节能力越弱,抵抗外界干扰保持稳态的能力越弱,但恢复稳态的能力不一定越强,如荒漠、苔原等生态系统,其保持稳态和恢复稳态的能力都很弱。
3.制作生态瓶时,生态瓶切记不能密封,以保证内外空气的流通,这种说法正确吗
不正确。生态瓶需要密封,以便观察生态瓶中的物质循环及其稳定性。
提示
提示
提示
定点 比较生态系统保持稳态和恢复稳态的能力
关键能力 定点破
类型 保持稳态的能力 恢复稳态的能力
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
联系 (1)a为保持稳态的能力,b为恢复稳态的能力,
一般情况下二者呈负相关。 (2)气候条件恶劣的生态系统,如苔原、荒漠
等,营养结构简单,一旦遭到破坏难以恢复原
状,其保持稳态和恢复稳态的能力都很弱 典例 如图中,两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常作用范围。y表示一个外来干扰
使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间;曲线与正常范围之间所围成的面
积(TS)可以作为总稳定性的定量指标。下列说法不正确的是 (　 )

A.y值大小可作为生态系统保持稳态的能力的定量指标
B.在遭到干扰时,x、y值的大小与生物种类有关,与生物数量也有一定的关系
C.一般情况下,对同一个生态系统来说,y值和x值之间呈负相关
D.TS值越大,这个生态系统的总稳定性越强
D
解析 分析题干和图示信息,如图所示:
根据以上分析可知,TS值越小,这个生态系统的总稳定性越强,D错误;分析可知,图中y表示一
个外来干扰使之偏离正常作用范围的大小,y值大小可作为生态系统保持稳态能力的定量指
标,A正确;x、y值的大小与生物种类和数量有关,生态系统中生物的种类和数量越多,食物网
越复杂,生态系统的自我调节能力越强,抵抗外界干扰保持稳态的能力越强,B正确;一般情况
下,对于同一个生态系统来说,y值越大,即保持稳态的能力越弱,生态系统恢复稳态的能力越
强,即恢复到原来状态所需要的时间(x)越短,因此y值和x值之间呈负相关,C正确。
情境探究
　　立体农业是利用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生
产模式。种藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式,某种藕养鱼立体农业生态系统的能量流动
如下图,图中的英文字母表示能量[单位:kJ/(m2·a)]。
学科素养 情境破
素养 科学思维——比较生态系统的3大功能
问题1 该农业生态系统的能量输入和能量输出分别是什么
能量输入:植物固定的太阳能(a)、饲料中的能量(m+n);能量输出:池塘所有生物的呼
吸作用、输出产品中的能量。
问题2 向该生态系统投入饲料等有机物的目的是什么
增加生态系统的物质和能量投入。
问题3 为什么需要向该生态系统补充有机物
该生态系统生产者的总初级生产量小于所有生物呼吸作用消耗的能量和产品输出的能量。
提示
提示
提示
讲解分析
1.比较能量流动、物质循环和信息传递
能量流动 物质循环 信息传递
区别 来源 几乎都来自太阳能 生态系统 生物或非生物环境
途径 食物链、食物网 多种
特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 通常是双向的
范围 生物群落 群落和非生物环境间 生物与生物之间、生物与非生物环境之间
地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系 三者将生态系统各组分联系成一个统一的整体,并调节生态系统的稳定性 2.从能量流动的角度分析生态系统、群落的状态
(1)生物圈:需要不断从外界输入光能,输出热能,但在物质上自给自足(物质循环)。
(2)其他生态系统:需要从外界输入光能,输出热能,且与外界有物质交换。
(3)分析
①一个时间周期内,某生态系统的能量输入>能量输出(生产者固定的太阳能>所有生物呼吸
作用消耗的能量)→生态系统总生物量增加→生态系统在发展、群落正向演替;反之,生态系
统将崩溃、群落逆向演替。
②一个时间周期内,某生态系统的能量输入=能量输出(生产者固定的太阳能=所有生物呼吸
作用消耗的能量)→生态系统总生物量稳定→生态系统保持稳态、群落演替达到顶极阶段。
典例呈现
例题 某生态系统碳循环部分示意图如下,已知A为绿色植物。下列叙述错误的是 (　 )
A.字母D表示大气中的CO2库,除图示来源外,也可以由水
圈中溶解的CO2扩散补充
B.若此生态系统中的生物群落处于顶极状态,则生产者A
固定的CO2量几乎等于所有次级生
产者排放的CO2量
C.若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图,其中D的含义需改为非生物环境
D.若该生态系统表示生物圈,包括地球上所有生物及其生存环境,生物圈在物质上可以实现
自给自足
B
解题思路 根据图中箭头方向可以判断: B是消费者,C是化石燃料,D是大气中的CO2库。除
图示来源外,大气中的CO2库也可以由水圈中溶解的CO2扩散补充,A正确。当生态系统的生
物群落处于顶极状态时,A制造的有机物的量(固定的CO2的量)几乎等于包括生产者在内所有
生物有机物的消耗量(排出的CO2量),此时群落处于相对稳定的阶段,B错误。生物圈是地球
上最大的生态系统,生物圈包括地球上所有生物及其生存环境,生物圈在物质上可以实现自
给自足,D正确。

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