资源简介

第44讲　生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
选择性必修2　生物与环境
第八单元　生物与环境
课标要求
1．分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环的规律。
2．举例说明利用物质循环规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3．阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
4．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。
课标要求
5．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。
6．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。
7．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。
8．活动：(1)设计制作生态缸，观察其稳定性。(2)设计提高生态系统稳定性的方案。
考情微观
1．碳循环过程分析：2024·贵州适应性测试T14；2025·贵州卷T13。
2．信息传递的类型、作用：2024·贵州适应性测试T19；2025·贵州卷T19(2)。
考点1　生态系统的物质循环
一、填空表述
1．(人教版选择性必修2 P62)碳在生物群落与非生物环境之间主要是以______形式循环的。非生物环境中的碳元素进入生物群落依赖______________________。生物群落中的碳进入非生物环境主要依赖________(分解者通常称之为________)，还可以通过______________。
CO2
光合作用、化能合成作用
呼吸作用
分解作用
化石燃料的燃烧
2．(人教版选择性必修2 P63)物质循环：____________________________________________________________________________________________________________________________。
3．(人教版选择性必修2 P63)物质循环的特点是____________________。
4．(人教版选择性必修2 P63)减缓温室效应的措施有①__________________；②____________________________。
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
全球性和循环往复运动
减少二氧化碳的排放
大力植树种草，提高森林覆盖率
5．(人教版选择性必修2 P64)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，称作________。一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在____________。
6．同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，还要往农田中不断地施加氮肥的原因是________________________________________________________________________________________。
生物富集
食物链的顶端
农田中农产品源源不断地输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥
二、概念检测
1．磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环。 (　　)
2．水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放。 (　　)
提示：水生消费者通过细胞呼吸消耗有机物，产生CO2，增加了碳排放。
3．通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级。 (　　)
4．物质循环和能量流动是两个相对独立的过程。 (　　)
提示：物质循环过程中伴随着能量流动，即二者是同时进行的。
√
×
√
×
(人教版选择性必修2 P62思考·讨论及P63与社会的联系)红树林生态系统的碳循环涵盖了碳在各圈层间的输入、输出以及储存的过程，如图所示。
回答下列问题：
(1)生态系统中的碳循环沿着____________________________的渠道进行。据上图分析，红树林生态系统中，碳输入除来源于生产者固定大气中的CO2外，还来源于__________________________；碳输出中的纵向碳损失主要通过______________________两条途径释放CO2。
(2)研究发现，相较其他类型的生态系统，红树林土壤能长期封存有机碳。从红树林所处非生物环境的角度分析，原因是_______________________________________________________________________。
(3)绿水青山就是金山银山，中国的环保行动属于世界。请从碳循环角度，简析“中国的环保行动属于世界”的原因： ____________________________________________________________________________。
提示：(1)食物链和食物网(或营养结构)　海洋携带的含碳物质(海洋横向碳交换)　呼吸作用和(微生物)分解作用
(2)红树林土壤被海水淹没覆盖，处于缺氧环境，有机碳的分解速度缓慢
(3)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，由于CO2能随着大气环流在全球范围内进行，因此碳循环具有全球性，组成生物体的其他元素的循环也具有全球性
考向1　碳循环的过程分析
1．(链接人教版选择性必修2 P63与社会的联系)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。右图表示某生态系统中的碳
循环，A、B、C、D代表生物，X、
Y、Z代表物质。下列相关叙述正
确的是(　　)
A．图中D为生产者，B、C为消费者，A为分解者
B．图中X1、Y、Z4代表的物质均为CO2
C．“碳减排”倡导绿色生活，主要降低D的CO2排放量
D．达到“碳中和”时，即实现了图中X1＝Y1＋Y2＋Y3＋Z4
√
B　[读图可知，A能从大气中吸收CO2，同时有碳流向B和D，所以A是生产者，B、C有碳的流入和流出，且它们的碳最终会流向D，所以B、C为消费者，D能接收来自A、B、C的碳，所以D为分解者，A错误；X1是生产者从大气中吸收的CO2，Y是生产者和消费者呼吸作用释放的CO2，Z4是分解者呼吸作用释放的CO2，所以图中X1、Y、Z4代表的物质均为CO2，B正确；“碳减排”倡导绿色生活，主要降低的是人类活动的CO2排放量，而图中D为分解者，C错误；达到“碳中和”时，通过植树造林、节能减排等形式抵消CO2排放总
量，实现相对“零排放”，此时应该是大气中CO2的减少量(主要是生产者的吸收量X1)等于大气中CO2的增加量(生物的呼吸作用释放量Y1＋Y2＋Y3＋Z4以及其他人类活动产生的CO2量之和)，所以应是X1＞Y1＋Y2＋Y3＋Z4，D错误。]
考向2　生物富集
2．(2025·贵州毕节模拟)某稳定的自然生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为10 g/m2和45 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A．能量不能由次级消费者流向初级消费者
B．第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
C．根据生物体内积累的重金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
D．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
√
B　[能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能由次级消费者(第三营养级)流向初级消费者(第二营养级)，A正确；由题意可知，该生态系统是稳定的生态系统，无有机物的输入与输出，第一营养级固定的能量应大于第二营养级同化的能量，B错误；依据生物富集，重金属浓度沿食物链不断升高，故可辅助判断不同物种所处营养级的高低，C正确；第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的粪便和遗体残骸中的有机物流入分解者，流入生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能总量，消费者通过捕食生产者获取能量，故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，D正确。]
考向3　物质循环和能量流动的关系分析
3．(2025·重庆沙坪坝模拟)“蓝碳”是利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的CO2，并将其固定、储存的过程。黄河三角洲湿地是“蓝碳”生产的重要部分。如图1是某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学
反应过程。回答下列问题：
(1)在海岸带生态系统的营养结构中，红树林和藻类植物属于第一营养级，该营养级同化能量的去向为_______________________________________________________、流向分解者和流向下一营养级。作为生态系统的组成成分，从能量流动的角度分析，它们的作用是______________________________________________________。
(2)生态系统的基本功能是____________________________________。
自身呼吸作用以热能形式散失(加未被利用的能量亦给分)
通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中
能量流动、物质循环、信息传递
(3)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。用如图1中的数字序号间的数量关系，构建“碳中和”数学模型：________________________。
⑩＝①＋②＋③＋④
(4)下图2为某海岸湿地的部分能量流动图[单位：MJ/(m2·a)]。
由图可知，该湿地植被用于生长、发育、繁殖的能量为__________MJ/(m2·a)。第一营养级流向分解者的能量包括第一营养级的残枝败叶和_________________________。该湿地第一营养级和第二营养级间的能量传递效率为__________%(结果保留至小数点后两位)。
80.3
下一营养级粪便中的能量
19.25
[解析]　(1)第一营养级同化的能量去向有自身呼吸作用以热能形式散失(及未利用)、流向分解者和流向下一营养级。红树林和藻类植物作为生产者，能将太阳能转化为化学能，固定在它们制造的有机物中，为生态系统输入能量。(2)生态系统的基本功能是能量流动、物质循环和信息传递。(3)分析题图1可知，A表示生产者、B表示消费者、C表示分解者，D表示大气中的CO2库，“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，根据题图构建“碳中和”数学模型，即⑩＝①＋②＋③＋④。
(4)该湿地植被用于生长、发育、繁殖的能量为净光合作用积累量，即80.3 MJ/(m2·a)。第一营养级流向分解者的能量包括第一营养级的残枝败叶和第二营养级的粪便中的能量。第一营养级同化量为133.5 MJ/(m2·a)，第二营养级同化量为25.7 MJ/(m2·a)，能量传递效率＝第二营养级同化量÷第一营养级同化量×100%＝25.7÷133.5×100%≈19.25%。
归纳提升
“箭头分析法”分析常见物质循环模型
(1)“三看法”快速判断
(2)模式图常见变式分析
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。
一、填空表述
1．(人教版选择性必修2 P69)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，称为物理信息。物理信息的来源可以是__________，也可以是______________。
考点2　生态系统的信息传递
非生物环境
生物个体或群体
2．(人教版选择性必修2 P69)在生命活动中，生物还产生一些可以传递信息的________，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，这就是化学信息。
3．(人教版选择性必修2 P71)信息传递在生态系统中的作用主要有：①__________________，离不开信息的作用，如海豚的回声定位、莴苣种子的萌发；②______________，离不开信息的传递，如花引蝶，动物释放信息素吸引异性；③_________________________________________________________，如狼靠兔的气味捕食。
化学物质
生命活动的正常进行
生物种群的繁衍
调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
4．(人教版选择性必修2 P71)信息传递在农业生产中的应用主要有两个方面：一是__________________；二是__________________。
5．雄性黑颈长尾雉常通过鸣叫、舞蹈等方式吸引雌性，该过程传递的信息种类有__________________。
6．生态系统的信息传递包括____________________________等形式。人工光照最可能作为____信息对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。
提高农畜产品的产量
对有害动物进行控制
物理信息、行为信息
物理信息、化学信息和行为信息
物理
二、概念检测
1．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。 (　　)
2．“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞。”油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶。 (　　)
3．信息传递过程中伴随着一定的物质或能量的消耗。 (　　)
√
√
√
4．两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。 (　　)
提示：两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，不能说明行为信息能够影响种间关系，因为两只雄孔雀属于同一物种。
5．提高棉花体内某次生代谢物(对棉蚜有一定的毒害作用)的含量用于防治棉蚜属于化学防治。 (　　)
提示：提高棉花体内某次生代谢物(对棉蚜有一定的毒害作用)的含量用于防治棉蚜属于生物防治。
×
×
(人教版选择性必修2 P70思考·讨论)蝗虫是植食性昆虫，食物范围广泛，种群数量爆发增长将会引起农业灾害。蝗虫成灾不仅与蝗虫的自身因素、气候、食物和天敌等因素有关，还与蝗虫可从低密度的散居型转变为高密度的群居型密切相关。请回答下列问题：
(1)蝗虫食量巨大，产生的粪便是优良的肥料，从生态系统功能的角度分析蝗虫起到的作用是________________________________________________________________________________________________。
(2)有研究表明，植物释放的气味对蝗虫食物的选择行为起了决定性的作用，由此说明生态系统中信息传递的作用是_______________________________________________________________________________________________。
(3)除喷施化学药剂、引入天敌外，喷施蝗虫微孢子也是一种有效防治措施。蝗虫微孢子是一种真菌，可以侵染蝗虫脂肪体，破坏蝗虫脑神经，影响蝗虫的生长发育和代谢，被感染蝗虫产下的卵是微孢子传播的主要途径之一。蝗虫微孢子与蝗虫的种间关系为________，利用蝗虫微孢子药剂防治蝗虫属于__________防治，利用这种方式防治蝗虫的优点为______________________________(答出2点)。
(4)中科院动物研究所研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会大量释放“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在有感知该种信息的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色可持续防控成为可能。据此研究，请提出有关蝗灾防治方法的设想。___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：(1)加快生态系统的物质循环
(2)调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
(3)寄生　生物　对环境无污染，并能起到持续控制作用；专一性强
(4)可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，从而阻止蝗虫的聚集(或使用干扰“集群信息素”接受的化学物质)
考向1　信息传递的类型、作用及应用
1．(2025·宁夏银川模拟)信息传递影响生物的生长、发育、繁殖，以及取食、居住、社会行为等，下面是与动物信息传递有关的一些实例：
①雌松叶蜂放入笼中置于田间，可招引11 000只雄松叶蜂
②非洲鸵鸟半蹲半坐不断摇晃身体，并把翼、尾羽轮番展示给雌鸟
③工蜂分泌的异戊酸乙酯，刺激工蜂聚集、摆出攻击姿势
④海豚利用超声波进行捕食、探路、定位和躲避天敌
⑤兔子通过草的“绿色”搜寻食物，通过气味辨别和摄取食物
⑥雄孔雀消耗大量能量展开五彩斑斓的尾巴取得繁殖的机会
下列叙述正确的是(　　)
A．②⑥行为大量耗能可能有利于雄性优胜劣汰，使产生的后代生存力更强
B．③⑤均说明生物可以通过多种信息类型进行信息传递
C．①③的信息类型相同，能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定
D．①④⑤说明生命活动的正常进行离不开信息传递
√
A　[②⑥属于行为信息，这种大量耗能的行为能展现获胜者的强壮，这样产生的后代生存力更强，有利于种群的繁衍，A正确；③只涉及化学信息，⑤中涉及的有物理信息和化学信息，⑤说明生物可以通过多种信息类型进行信息传递，B错误；生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，属于化学信息，①③涉及的都是化学信息，但都只能在种内发挥作用，没有体现对种间关系的调节，C错误；①说明生物种群的繁衍离不开信息的传递，④⑤可以说明生命活动的正常进行离不开信息传递，D错误。]
题后悟法
判断生态系统信息传递种类的方法
(1)从信息传播的途径判断
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素，可判断为物理信息。
②涉及的信息载体为化学物质，如动物的性外激素，可判断为化学信息。
③涉及动物的特殊行为、“肢体语言”，可判断为行为信息。
(2)从文字表述的着重点判断
①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息。
考向2　综合考查生态系统的功能
2．(链接选择性必修2 P80选择题T3)生态系统的稳定性离不开物质循环、能量流动、信息传递的有序进行，下列关于生态系统的叙述正确的是(　　)
A．生态系统的能量流动和物质循环都是单向进行的，信息传递都是双向进行的
B．对饲料进行粉碎、青贮、氨化等处理可以促进牲畜对饲料的消化吸收，提高能量的传递效率
√
C．相比秸秆还田，秸秆焚烧可增加人们对秸秆中能量的利用且能更有效地减少大气中的CO2含量
D．镉、汞等重金属物质进入体内会形成稳定的化合物不易被排出，因此其循环不具有全球性
B　[能量流动具有单向流动的特点，物质循环具有循环性，信息传递一般具有双向性，例如兔子与狼，但也有单向传递的情况，例如无机环境与生物之间，A错误；对饲料进行粉碎、青贮、氨化等处理可以提高牲畜对饲料的消化吸收，有利于提高牲畜的同化量，从而提高能量传递效率，B正确；秸秆还田增加了土壤储存有机碳的量，减少了大气中的CO2含量，但秸秆焚烧会增加大气中的CO2含量，C错误；镉、汞等重金属物质进入体内会形成稳定的化合物不易被排出，但是这些有害物质可以随着生物迁移等途径扩散到世界各地，具有全球性，D错误。]
归纳提升
信息传递与能量流动、物质循环的关系辨析
项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动，逐级递减
循环流动，反复利用，全球性
往往是双向的
范围
生态系统中各营养级
生物圈
生物之间，生物与非生物环境之间
项目
能量流动
物质循环
信息传递
途径
食物链和食物网
多种
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
同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
一、填空表述
1．(人教版选择性必修2 P73)生态平衡：__________________________________________________。
2．(人教版选择性必修2 P74)生态系统的稳定性：________________________________________________________________。
考点3　生态系统的稳定性
生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
3．(人教版选择性必修2 P74)生态系统维持相对稳定的原因是________________________，具备自我调节能力的基础是__________。
4．负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是____________________________________________________________________。 从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是____________________________________________________________。
生态系统具有自我调节能力
负反馈调节
在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟增多，害虫种群的增长就受到抑制
森林生态系统的生物种类多，食物网(营养结构)复杂，自我调节能力强
5．在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其____________低。抵抗力稳定性的含义是____________________________________________________________________。而恢复力稳定性是指___________________________________________________________。
抵抗力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力
生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
二、概念检测
1．相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。 (　　)
2．湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础。 (　　)
提示：负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础。
3．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。 (　　)
提示：这种能力是抵抗力稳定性的表现。
√
×
×
4．与自然草地相比，物种比较单一的人工草坪自我维持结构和功能相对稳定的能力较低。 (　　)
5．我国生物多样性较低的西部沙漠地区的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高。 (　　)
提示：沙漠地区气候条件恶劣，自我调节能力较低，恢复力稳定性也较低。
√
×
(人教版选择性必修2 P74图3-19及正文)森林火灾对森林资源的破坏十分严重，植被恢复是灾后重建的重要部分，森林火灾后植被恢复重建对保护森林资源与生态环境具有重要意义。
(1)森林大火过后，森林中许多动物的种群密度会降低，主要原因是___________________________________________________________。
(2)若森林发生的是局部轻微火灾，反而有利于林下植被的生长，原因是_______________________________________________________ (答两点)，这也体现了生态系统具有__________稳定性。
(3)严重火灾导致了森林中大部分植被被破坏，需通过植树造林进行恢复。植树造林选择树种时应注意的事项有： _______________________________________(至少答两点)。
提示：(1)植物可为动物提供食物条件和栖息空间，森林大火后，植物减少，导致动物随之减少
(2)轻度火灾后林下光照强度增强、土壤无机盐含量增加　抵抗力
(3)选择适应当地土壤、气候等环境条件的树种；选择树种种类不要过于单一；不同树种比例和数量要适宜，依据造林目的选择合适的树种等
考向　生态平衡与生态系统的稳定性
(链接人教版选择性必修2 P77拓展应用)某江南水乡，一派小桥、流水、人家的怡人景象。几百年来，当地百姓在河流上游淘米洗菜、下游洗澡洗衣，河水水质一直保持良好；后来由于生活污水和工业废水等的排入，导致河水被污染。20世纪90年代，当地采取多种措施进行控制，水质仍然较差。基于对生态系统稳定性的认识，下列说法正确的是(　　)
A．河水受到污染时仍保持清澈的原因是生态系统具有恢复力稳定性
B．大量污水、废水排入河道，使该生态系统的抵抗力稳定性遭到了破坏
C．生态系统的结构处于相对稳定状态时即达到了生态平衡
D．采取措施后没有明显的效果，说明生态系统的自我调节能力有限
√
D　[河水受到轻度污染时仍保持清澈，体现了生态系统具有抵抗力稳定性，A错误；大量污水、废水排入河道，超出了生态系统自我调节能力的限度，使该生态系统的自我调节能力遭到破坏，B错误；生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡，因此生态平衡不仅是结构相对稳定，功能也要处于相对稳定状态，C错误；当地采取的措施没有明显的效果，说明人类活动对生态系统的干扰强度超过了生态系统的自我调节能力范围，体现了生态系统的自我调节能力是有限的，D正确。]
一、实验原理
1．生态缸中必须包括生态系统的__种成分，特别需要注意必须有足够的______。
2．各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。
考点4　(探究·实践)设计制作生态缸，观察其稳定性
四
分解者
3．生物之间要有合适的食物链结构，生物的____不宜过多。
4．生态缸必须是____的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。
数量
透明
二、实验流程
1．用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架。
2．在生态缸内底部的一侧铺垫几块石块作为基垫，再铺上一层颗粒较细的沙土，厚度为5～15 cm，在沙土上铺一层含腐殖质较多的土，厚度为5～10 cm，铺垫好的土和石块整体呈坡状。
3．在土坡上放几块有孔的假山石，可作为小动物栖息的场所。
4．向缸内倒入自来水，水位高5～10 cm，在水中放几块鹅卵石。
5．在土坡上选择苔藓、铁线蕨、鸭跖草、马齿苋、罗汉松、翠云草等进行种植，放入鼠妇、蚰蜒、蚯蚓、蜗牛等小动物；在水中放入浮萍、金鱼藻等水生植物，放入虾、小鱼和小乌龟等小动物。
6．封上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光____照射。
7．每个星期至少观察一次生态缸内生物__________的变化，并且进行记录。
直接
种类及数量
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
设计要求
相关分析
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
防止水温过高导致水生植物死亡
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，自我调节能力极弱，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。
1．(2025·齐鲁名校大联考)生态雨林缸是依据生态学原理构建的封闭式人工微型生态系统。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该微型生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
B．生态雨林缸应放置在通风处，保证缸内空气正常流通，维持植物的光合作用
C．该微型生态系统内的生物数量越多，其维持的时间就会越长
D．与其他类型的生态缸相比，生态雨林缸中分解者的分解作用可能更强
√
D　[生态系统的结构包括组成成分(生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量)与营养结构(食物链和食物网)，A错误；生态雨林缸应放置在通风处，目的是维持缸内正常温度，生态雨林缸是密封的，不与外界空气相通，B错误；该微型生态系统中生物数量多，食物网并不一定复杂，其维持的时间不一定长，C错误；与其他类型的生态缸相比，生态雨林缸应放在温度相对高的环境中，缸里的结构更复杂，分解者的分解作用可能更强，D正确。]
2．(2025·广东部分学校联考)某生物课外活动小组为探究不同因素对生态系统的影响，设计了相关实验，实验设置及结果如表所示。已知1、2、3号瓶中各有1条生理条件相似的同种小金鱼，且瓶子都用橡胶塞塞紧瓶口并置于散射光下。下列叙述错误的是(　　)
瓶号
1号瓶
2号瓶
3号瓶
适量的水
＋
＋
＋
金鱼藻
－
＋
＋
少许河泥
－
－
＋
瓶中金鱼生存的时间/d
3
11
25
注：“＋”代表有，“－”代表无。
A．比较2号瓶和3号瓶可知，分解者在生态系统中的作用是十分重要的
B．为了提高金鱼藻的光合速率，应将瓶子置于散射光下改为置于直射光下
C．3号瓶不能一直保持稳定，推测原因之一可能是各营养级之间的数量比例不合适
D．河泥中的微生物能利用、转化鱼的粪便，为金鱼藻提供营养物质
√
B　[2号瓶与3号瓶的差异在于河泥(含分解者)，3号瓶金鱼存活时间更长，说明分解者能分解有机物，促进物质循环，维持生态系统稳定，A正确；直射光可能导致水温升高，影响酶活性，甚至破坏金鱼藻细胞结构，反而抑制光合作用，B错误；3号瓶虽含生产者和分解者，但可能因金鱼数量过多或金鱼藻不足导致能量流动失衡，生态系统无法长期稳定，C正确；河泥中的分解者(微生物)可将鱼粪便分解为无机盐，供金鱼藻吸收利用，D正确。]
课后分层作业(四十四) 　生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
1．(2025·云南卷)增加碳汇的目的是减少大气中CO2含量。下列措施中无法实现减少碳排或增加碳汇的是(　　)
A．保护湿地　　　　　　　 B．植树造林
C．秸秆还田 D．动物饲养
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[动物饲养过程中，动物呼吸会释放CO2，而且动物的粪便等在分解过程中也会产生温室气体，无法实现减少碳排或增加碳汇，D符合题意。 ]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2．(2025·贵州遵义模拟)生物圈中的物质循环主要包括碳循环、氮循环与磷循环等。由于化合物性质不同，氮循环与磷循环的全球性弱于碳循环。下列叙述正确的是(　　)
A．生物圈中的碳循环、氮循环与磷循环指化合物在生物群落和无机环境间进行循环
B．生物圈中物质循环通常在生产者、消费者、分解者之间进行循环
C．微生物可将土壤中难利用的磷转成可利用的离子而促进磷循环
D．生物群落中各种生产者固定的能量伴随物质循环而进行循环流动
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C　[生物圈中的碳循环、氮循环与磷循环指碳、氮、磷元素在生物群落与无机环境间进行循环，A错误；物质循环是在生物群落与无机环境间进行的，而非局限于生物群落，B错误；土壤中难利用的磷被微生物作用后可转化为可以利用的离子，促进磷循环过程，C正确；能量只会沿着食物链单向流动，不会循环流动，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3．(2025·云南楚雄模拟)植树对改善环境质量具有重要意义。森林是地球上最重要的O2供应者和CO2吸收者，森林土壤碳库在全球气候调控和碳平衡维持方面具有十分重要的作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A．非生物环境中的CO2等物质与能量能被生物群落反复利用
B．碳元素主要以CO2的形式在生物群落与非生物环境中循环
C．土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环
D．植树造林能增加碳的固定，有助于降低大气中CO2的浓度
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A　[非生物环境中的CO2等物质可以被生物群落反复利用，但能量流动是单向的，不能被反复利用，A错误；碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环(如通过呼吸作用和光合作用)，B正确；土壤小动物通过呼吸作用产生CO2，释放到非生物环境中，参与生态系统的碳循环过程，C正确；植树造林通过光合作用固定大气中的CO2，转化为有机物中的碳，从而降低大气中CO2浓度，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
4．(2025·贵州部分学校联考)为探究施肥方式和土壤水分对微生物利用秸秆中碳的影响，实验人员分别采集了用有机肥和含等量养分的化肥处理的表层土壤，再添加等量秸秆，在适宜水分或干旱胁迫条件下培养。秸秆产生的CO2中的碳的排放结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．碳在生物群落内部传递的形式主要是含碳有机物
B．微生物能将秸秆中的有机物分解成无机物
C．追踪秸秆中碳的去向可以采用同位素标记法
D．施用化肥更能促进秸秆中有机物的氧化分解
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[碳在生物群落内部主要以含碳有机物(如糖类、蛋白质等)的形式传递，A正确；微生物作为分解者，能将秸秆中的有机物分解成无机物，B正确；同位素标记法可用于追踪反应前后元素的去向，因此追踪秸秆中碳的去向可以采用同位素标记法，C正确；根据四组对比可知，无论水分适宜还是干旱胁迫下，施用有机肥都更能促进秸秆中有机物的氧化分解，释放更多CO2，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
5．(2025·贵州贵阳模拟)信息传递是生态系统的功能之一，信息传递的过程中，信息的产生者为信息源，信息的接收者为信息受体。下列相关叙述错误的是(　　)
A．动物的眼、耳、皮肤，植物叶、芽等都可以作为信息受体
B．生态系统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
C．生态系统中的信息传递都是双向的，信息源和信息受体不可转换
D．生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息传递
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C　[动物的眼、耳、皮肤可接收物理信息(如光、声、温度)，植物的叶、芽可接收光周期等信号，均属于信息受体，A正确。物理信息包括光、声、温度等，来源可以是非生物环境(如阳光)或生物(如动物发出的声音)，B正确。信息传递不都是双向的，存在单向传递的情况。例如，植物开花释放的信息(吸引昆虫传粉)，主要是植物向昆虫传递，C错误。信息传递能调节生命活动(如植物种子萌发)和种群繁衍(如性外激素吸引交配)，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
6．(2025·云南曲靖模拟)西双版纳热带雨林中的勐腊箭毒蛙体表分泌一种含地棘蛙素的苦味生物碱毒素，能通过刺激天敌(如蛇、鸟类)的苦味受体(T2R家族)，触发其厌恶反射而放弃捕食，其亮黄色皮肤形成警戒色，对当地红脖颈槽蛇有强威慑作用。下列叙述错误的是(　　)
A．箭毒蛙分泌的地棘蛙素是一种化学信息，能降低天敌捕食概率
B．红脖颈槽蛇对苦味的厌恶反射是条件反射，警戒色是条件刺激
C．信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
D．箭毒蛙的警戒色可适应复杂的雨林环境，是长期自然选择的结果
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B　[地棘蛙素属于化学物质，作为化学信息传递信息，可降低天敌捕食概率，A正确；红脖颈槽蛇对苦味的厌恶反射是由毒素直接刺激苦味受体(T2R家族)触发的，属于先天性的非条件反射，警戒色直接引发回避行为，为非条件刺激，B错误；信息传递能调节种间关系(如捕食者与猎物)，维持生态系统的稳定，C正确；警戒色是箭毒蛙在自然选择中形成的适应性特征，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
7．(2025·广东深圳期中)研究发现相比天然林，人工林因较低的林冠高度和贫瘠的土壤养分限制了其抵抗力和恢复力。而混交林因根系交错、养分互补等机制，增强抗风能力并加速灾后恢复。某人工林与天然混交林在台风后，桉树林大部分树木倒伏，3年后仍为单一树种；而混交林有少量倒伏，1年后物种数恢复至原水平。这说明(　　)
A．人工林的恢复力稳定性高于天然林
B．物种多样性高的生态系统抵抗力稳定性强
C．台风干扰改变了两类树林群落演替的方向
D．相比人工林，混交林的反馈调节能力较弱
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B　[人工林在台风后3年仍为单一树种，恢复速度慢，说明其恢复力稳定性较低，而天然混交林1年即恢复物种数，恢复力稳定性更高，A不符合题意；混交林物种多样性高，台风后倒伏少且恢复快，表明其抵抗力稳定性强，B符合题意；台风干扰仅加速或延缓了群落的次生演替进程，但两类树林的演替方向(如向原有群落类型恢复)未被改变，C不符合题意；混交林恢复速度快、抗风能力强，说明其自我调节能力(包括反馈调节)更强，而非较弱，D不符合题意。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
8．(2025·江西部分学校模拟)海洋蓝色碳汇中的“生物泵”是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程，以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底转移的过程，基本过程如图所示。海洋中生物储碳主要由海洋微型生物(包括细菌和原生动物等)完成。下列叙述错误的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．海洋浮游植物主要通过光合作用进行固碳
B．碳在群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环
C．海洋微型生物均为分解者，能将有机碳分解为无机碳
D．“生物泵”参与维持海洋生态平衡和调节全球气候
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C　[海洋浮游植物的固碳主要是通过光合作用进行的，A正确；碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式进行传递，CO2通过光合作用从无机环境进入生物群落，通过呼吸作用从生物群落进入无机环境，B正确；“海洋蓝色碳汇中的‘生物泵’是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程，以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底转移的过程”，但海洋微型生物种类众多，不都是分解者，C错误；依据题干信息可知，通过“生物泵”实现了颗粒有机碳由海洋表面向海底转移，对于维持海洋生态平衡和调节全球气候具有重要作用，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
9．(2025·广西南宁一模)受潮汐和月光等因素影响，海龟上岸产卵的行为具有季节性，该过程会对海陆间生态系统的功能产生影响。在此过程中，海龟巢穴的物质和能量与周围环境的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．螃蟹能取食幼龟和死亡胚胎，既是消费者又是分解者
B．龟卵中的能量来自母龟同化的能量，最终全部流向下一营养级
C．海龟在特定季节上岸产卵受潮汐和月光影响，说明种群繁衍离不开信息传递
D．巢穴中的部分物质经雨水冲刷回到海洋，可为其他近海生物提供营养物质
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B　[螃蟹取食幼龟，同时取食死亡胚胎，因此螃蟹既是消费者又是分解者，A正确。龟卵的能量来自母龟同化的能量，但龟卵的能量不会全部流向下一营养级，因为能量在传递过程中会通过呼吸作用消耗、存在未被利用的部分，还有可能因胚胎死亡被分解者分解等，B错误。潮汐和月光属于物理信息，海龟受其影响在特定季节上岸产卵，说明种群繁衍离不开信息传递，C正确。巢穴中的部分物质经雨水冲刷回到海洋，这些物质(如无机盐等)可为近海生物提供营养，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
10．(2025·河北衡水模拟)湖泊是指陆地上低洼地区储蓄着大量水并与河流相连接的相对封闭水域。它可以通过排水、蒸发、地下渗透等方式进行泄水。湖泊在地球的水循环、生态平衡和人类生产生活中都有重要的作用。回答下列问题：
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(1)湖泊生态系统的三大基本功能是物质循环、能量流动和______________。地球上不仅有水循环，还有碳循环等其他物质循环，当下碳循环遭到严重破坏，人类需要采取__________________
_______________________________________________________(答出2点即可)等措施，才能使全球碳循环重新进行良性的运作。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
信息传递
减少化石燃料的使用、开发利用新能源、大力植树造林、减少海洋污染、保护植被
(2)湖泊生态系统中，不同物种之间以及生物与无机环境之间__________，致使每种生物在湖泊中占据着相对稳定的生态位。两个没有捕食关系的动物，它们的生态位也可能有重叠，原因是______________________________________________________________________________________。
(3)若某湖泊生态系统的稳定性有所下降，其原因是___________________________________________________________________________________。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
协同进化
每种动物占据的生态位包括栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等
该生态系统的组分减少，营养结构复杂程度下降，自我调节能力下降
(4)科学家对某湖泊生态系统的能量流动进行定量分析，结果如下表。据表中数据计算，流入该湖泊生态系统的总能量为______________ J·cm-2·a-1。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
生物类型
呼吸作用散失的能量
流向分解者的能量
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量　　
生产者
44.0
5.0
95.0
20.5
0
182.5
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
生物
类型
呼吸作用散失的能量
流向分解者的能量
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量　　
植食性动物
9.5
1.5
12.0
3.5
6.0
肉食性动物
6.8
0.5
8.2
0
12.0
注：①能量单位为J·cm-2·a-1；②肉食性动物作为只占据一个营养级研究。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
[解析]　(1)生态系统的三大基本功能包括物质循环、能量流动和信息传递。当下，碳循环的平衡被打破，主要原因是化石燃料的大量燃烧、植被的破坏、海洋的污染等，因此人类需要采取减少化石燃料的使用、开发利用新能源、大力植树造林、减少海洋污染、保护植被等措施，才能使全球碳循环重新进行良性的运作。(2)湖泊生态系统中，不同物种之间以及生物与无机环境之间协同进化，致使每种生物在湖泊中占据着相对稳定的生态位。由于每种动物占据的生态位包括栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等，所以没有
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
捕食关系的两种动物之间生态位也可能有重叠。(3)生态系统稳定性下降的原因是该生态系统组分减少，营养结构复杂程度下降，自我调节能力下降。(4)流经该生态系统的总能量为生产者同化的总能量加上外来有机物输入的能量＝44＋5＋95＋20.5＋6＋12＝182.5 J·cm-2·a-1。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
谢 谢 ！

展开更多......

收起↑