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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第31講　生態系統的物質循環、信息傳遞及其穩定性
[素養目標]
1．分析生態系統中物質循環與信息傳遞之間的聯系，建立結構與功能相統一的觀念；通過分析生態系統的穩定性，建立穩態與平衡觀。(生命觀念)
2．通過分析物質循環模式圖、抵抗力穩定性、恢復力穩定性與總穩定性的關系曲線，培養運用分析與綜合能力和建模能力。(科學思維)
3．通過“設計制作生態缸，觀察其穩定性”的實驗，提高實驗設計、動手操作及觀察、分析能力。(科學探究)
　生態系統的物質循環
1．碳循環
(1)循環形式：碳在生物群落與非生物環境之間的循環主要是以CO2的形式進行的。
(2)過程圖解
圖中：①光合作用，②呼吸作用，③植物(生產者)，④動物(消費者)，⑤呼吸作用，⑥分解者的分解作用。
(3)物質循環
2．生物富集
(1)概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
(2)特點
①食物鏈中營養級越高，生物富集的某種物質濃度就越高。
②生物富集也具有全球性。
3．能量流動與物質循環的關系
(1)區別
項目 能量流動 物質循環
形式 太陽能→化學能→熱能
過程 沿食物鏈(網)單向流動 在生物群落與非生物環境之間循環往復
范圍 生態系統各營養級 全球(生物圈)
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環性
(2)聯系
①物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返。
②二者同時進行，相互依存、不可分割。
1．(選擇性必修2 P61～62“思考·討論”)碳循環在生物群落內部以CO2形式進行。(×)
2．(選擇性必修2 P63黑體)參與循環的物質是組成生物體的各種化合物。(×)
3．(選擇性必修2 P63“與社會的聯系”)碳循環中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用，導致了溫室效應現象的出現。(×)
4．(選擇性必修2 P64正文)生物富集最終積累在食物鏈頂端。(√)
5．(選擇性必修2 P65正文)能量流動與物質循環是兩個獨立的過程。(×)
1．選擇性必修2 P67“拓展應用1”：生物圈________(填“是”或“不是”)一個在“物質”上自給自足的系統，________(填“是”或“不是”)一個在“能量”上自給自足的系統，因為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：是　不是　物質可以在生物圈內循環利用，而能量不能循環利用，它必須由生物圈外的太陽能源源不斷地輸入方可維持正常運轉
2．選擇性必修2 P67“拓展應用2”：氮元素在生物群落與非生物環境間________(填“能”或“不能”)循環利用。請解釋需不斷向農田中施加氮肥的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：能　農產品源源不斷地從農田生態系統輸出，其中的氮元素并不能全部歸還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質循環并不矛盾
1．結合模式圖，明確碳循環的四個要點[生命觀念]
(1)存在形式
(2)流動形式
(3)進入生物群落的途徑
(4)
2．物質循環和能量流動的關系[生命觀念]
圖中字母表示的成分依次是A(生產者)，B(初級消費者)，C(次級消費者)，D(分解者)；圖中的能量形式分別是①熱能，②化學能，③化學能，④熱能。
[探究意圖：以碳循環圖示為情境信息考查理解能力]
如圖為碳元素在生態系統中循環的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態系統的生物成分，箭頭表示生理過程。請據圖分析：
(1)甲、乙、丙、丁分別代表生態系統的什么成分？并簡述判斷的理由。
提示：甲和丁之間有雙向箭頭，且其他幾種成分都有箭頭指向丁，所以丁為大氣中的CO2庫，甲為生產者；甲和乙都有箭頭指向丙，所以丙為分解者，則乙為消費者。
(2)碳在甲、乙、丙之間的流動形式是什么？在甲(或乙或丙)與丁之間的流動形式又是什么？
提示：碳在甲、乙、丙之間的流動形式是含碳有機物，在甲(或乙或丙)與丁之間的流動形式是CO2。
(3)圖中的字母分別表示什么過程？
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分別表示植物的殘枝敗葉和動物的遺體、排遺物等提供給分解者。
突破點1　
1．現在所倡導的低碳生活獲得普遍認同。根據如圖所示碳循環的部分過程進行的有關分析，正確的是(　　)
A．生物群落內部進行碳循環的物質形式是CO2
B．參與②過程的生物只有生產者、消費者
C．③過程增強后②過程隨之增強，不能通過增強③減少大氣中CO2
D．開發太陽能、水能、核能等新能源，可減少人類對①過程的依賴
解析：生物群落內部進行碳循環的物質形式是含碳有機物；②過程是生物群落通過生產者、消費者的呼吸作用和分解者的分解作用以CO2的形式向大氣中釋放碳元素；可以通過植樹造林、退耕還林(草)等來增加植物光合作用固定CO2的量，減少生物群落排放到大氣中的CO2；開發太陽能、水能、核能等新能源，可以減少化石燃料的使用。
答案：D
2．某同學畫出三幅表示生態系統部分碳循環示意圖，下列分析錯誤的是(　　)
A．圖1中C能加快生態系統的物質循環
B．若圖1、圖2、圖3完整表示碳循環，需補充化石燃料燃燒產生CO2
C．圖2中A、B、D、E構成群落，碳在其中流動的形式是有機物
D．三幅圖中生產者都是A
解析：圖1中的C為消費者，消費者的存在，可以加快生態系統的物質循環，對植物的傳粉和種子的傳播等具有重要的作用，A正確；若圖1、圖2、圖3完整表示碳循環，則大氣中的CO2除了來自生物的呼吸作用，還可以來自化石燃料燃燒，B正確；圖2中A為生產者， E為分解者，B、D均為消費者，則A、B、D、E構成群落，碳在其中流動的形式是有機物，C正確；圖1的A為生產者，圖2中A為生產者，圖3的E為生產者，D錯誤。
答案：D
1．生態系統的物質循環是指_______________________________________________
________________________________________________________________________
提示：組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程。
2．物質循環和能量流動的起點和終點是否相同？
提示：不同。能量流動的起點是生產者固定的太陽能，終點是散失的熱能；而物質循環中物質在非生物環境與生物群落之間循環往返，無起點和終點。
突破點2　
3．關于有害物質在生物體內富集的說法錯誤的是(　　)
A．一些重金屬及人工合成的有機化合物存在生物富集現象
B．有害物質在生產者體內濃度最低
C．食物鏈頂端動物體內有害物質的濃度最低
D．生物富集現象具有全球性
解析：生物體從周圍環境吸收、積蓄一些重金屬及人工合成的有機化合物或難以降解的化合物，并在體內富集，A正確；有害物質在生物體內富集的含量會隨著營養級的升高而逐漸升高，生產者位于第一營養級，有害物質最少，B正確；有害物質會沿著食物鏈逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈頂端，故食物鏈頂端動物體內有害物質濃度最高，C錯誤；有害物質通過食物鏈在生產者和消費者體內不斷積累，組成生物體的C、H、O、N、P等元素在生物群落和無機環境之間進行循環，而且這種循環的特點是具有全球性，D正確。
答案：C
4．生物富集現象的主要原因是(　　)
A．植物葉片通過光合作用吸收了有害物質進入生物群落
B．植物的根系從土壤中吸收一些有害物質(如鉛)，進入植物體內
C．動物一定是通過捕食獲得了有害物質
D．生物富集的有害物質同碳循環過程相似
解析：植物葉片通過光合作用吸收CO2合成有機物，有害物質不參與光合作用過程，A錯誤；植物的根系從土壤中吸收一些有害物質(如鉛)，進入植物體內，植物的葉片可以直接攝入吸附在葉片上的有害物質，B正確；動物可以通過飲水攝取水中的一些有害物質，C錯誤；生物富集的有害物質同碳循環過程不同，很難從生物群落返回到非生物環境，D錯誤。
答案：B
1．選擇性必修2 P63“相關信息”：DDT有怎樣的特點？
提示：DDT是一種人工合成的有機氯殺蟲劑，它不易分解，易溶于脂肪并積累在動物脂肪中。
2．生物富集和能量流動的區別：①前者是________________________；而后者是______________________；②前者沿食物鏈(網)傳遞的是___________________________。
提示：某種物質沿食物鏈不斷積累　能量沿食物鏈不斷減少　不易被分解或排出的重金屬物質、有機農藥等
突破點3　
5．(2020·天津卷)鬼箭錦雞兒(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生態系統的常見植物。科研人員分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響。研究結果見下圖。
注：相對生物量＝單株干重/對照組(C1T1)單株干重
據圖回答：
(1)CO2濃度和溫度都會影響光合作用。植物通過光合作用將大氣中的CO2轉變為有機物，同時將光能轉變為有機物中的化學能，體現了植物在生態系統________和________中的重要作用。
(2)本研究中，僅CO2濃度升高對兩種植物的影響分別為____________________，僅溫度升高對兩種植物的影響分別為__________________________________________________。
(3)兩個實驗的C2T2組研究結果表明溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響不同。科研人員據此推測，在群落水平，溫室效應加劇可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變。為驗證該推測是否成立，應做進一步實驗。請給出簡單的實驗設計思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若推測成立，說明溫室效應加劇可能影響群落________的速度與方向。
解析：(1)植物通過光合作用把CO2等無機物轉變為有機物，同時把光能轉變成化學能儲存在有機物中，體現了植物在生態系統的物質循環和能量流動這兩大功能中的重要作用。(2)據圖中信息(比較C1T1和C2T1兩組)可知，僅CO2濃度升高能促進兩種植物的生長；據圖中信息(比較C1T1和C1T2兩組)可知，僅溫度升高，可抑制鬼箭錦雞兒生長，促進紫羊茅生長。(3)據圖中信息可知，C2T2的條件對鬼箭錦雞兒的生長幾乎沒有影響，而對紫羊茅生長具有促進作用。為了驗證溫室效應加劇對同一地區這兩種植物比例的影響，可以設計如下實驗思路：將數量相同的紫羊茅和鬼箭錦雞兒種植在同一地方，比較溫室效應加劇前后相對生物量的變化。若兩種植物的比例發生變化，則說明溫室效應加劇會改變群落演替的速度與方向。
答案：(1)物質循環　能量流動　(2)促進兩種植物生長　抑制鬼箭錦雞兒生長，促進紫羊茅生長　(3)將數量相同的紫羊茅與鬼箭錦雞兒種在一起，比較溫室效應加劇前后相對生物量的變化　演替
　生態系統的信息傳遞
1．信息的概念：指日常生活中，可以傳播的消息、情報、指令、數據與信號等。
2．信息的種類、特點、來源及實例[連線]
3．信息傳遞過程
4．信息傳遞在生態系統中的作用
5．信息傳遞在農業生產中的應用
(1)提高農畜產品的產量。如利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物，就可以提高果樹的傳粉效率和結實率。
(2)對有害動物進行控制。如利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲的種群密度。
1．(選擇性必修2 P69正文)生態系統的信息傳遞只存在于生物與生物之間。(×)
2．(選擇性必修2 P69正文)花香引蝶和老馬識途都屬于物理信息。(×)
3．(選擇性必修2 P69正文)生態系統中的物理信息只來自非生物環境。(×)
4．(選擇性必修2 P71正文)羊和草之間的信息傳遞有利于調節生物的種間關系，以維持生態系統的平衡與穩定。(√)
5．(選擇性必修2 P72正文)利用性外激素誘殺害蟲屬于化學防治。(×)
1．選擇性必修2 P70～71“思考·討論”節選：信息傳遞在種群的繁衍過程中起什么作用？
提示：通過信息傳遞，雌雄個體能相互識別、交配，保證種群的繁衍。
2．選擇性必修2 P71正文：
(1)狼能依據兔留下的氣味去捕食后者，兔同樣也能依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕，這說明信息能______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)萵苣、茄、煙草的種子必須接受某種波長的光才能萌發說明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：(1)調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定
(2)生命活動的正常進行，離不開信息傳遞
1．判斷生態系統信息傳遞種類的方法[科學思維]
2．防治害蟲的幾種常用方法的比較[科學思維]
項目 化學防治 機械防治 生物防治
措施 噴施化學藥劑等 人工捕捉等 引入天敵、寄生蟲或使用信息素等
優點 ①作用迅速； ②短期效果明顯 ①無污染； ②見效快，效果好 ①效果好且持久； ②成本低，無污染
缺點 ①使害蟲抗藥性增強；②對害蟲天敵造成影響，破壞生態平衡；③污染環境 ①費時費力； ②對體型很小的害蟲無法實施 天敵數量不確定，甚至可能會引發生態危機
3.歸納總結生態系統三大功能的關系[科學思維]
項目 能量流動 物質循環 信息傳遞
特點 單向流動，逐級遞減 全球性、循環性 往往是雙向的
范圍 生態系統 生物圈 生物之間，生物與非生物環境之間
途徑 主要是食物鏈和食物網 多種
地位 物質循環的動力 能量流動的載體 決定物質循環和能量流動的方向和狀態
聯系 同時進行，相互依存，不可分割，形成一個統一整體
[探究意圖：以信息傳遞模型為情境信息考查理解能力]
生態系統的信息傳遞模型的思考：
(1)圖中“信息”可來自何處？
提示：生物或非生物環境。
(2)從圖中可以看出，生態系統的信息傳遞是否只發生于生物與生物之間？
提示：不是，在生物與生物之間以及生物與非生物環境之間都能發生信息傳遞。
(3)從信息傳遞的方向來看，生態系統的信息傳遞具有什么特點？
提示：往往具有雙向傳遞的特點。
突破點1　
1．有關生態系統信息傳遞及其應用的敘述，錯誤的是(　　)
A．動物的特殊行為信息可在同種或異種生物之間傳遞
B．生態系統中信息是由生物發出并相互傳遞而發揮其作用的
C．利用黑光燈誘捕法來調查昆蟲的種群密度屬于生態系統中信息傳遞的應用
D．短日照作物黃麻，南種北移可延長生長期，提高麻的產量，是對物理信息的合理利用
解析：動物的特殊行為，對于同種或異種生物能夠傳遞某種信息，這種特殊行為特征可以體現為行為信息，A正確；生態系統中的信息可由生物發出，也可由非生物環境發出，如光周期，B錯誤；利用黑光燈誘捕昆蟲來調查昆蟲的種群密度，是物理信息在生產生活中的應用，C正確；短日照作物黃麻，南種北移可延長生長期，提高麻的產量，是對物理信息的合理利用，D正確。
答案：B
2．蚜蟲的糞便是含有糖分的黏液，稱為“蜜露”。螞蟻非常喜歡吃“蜜露”，常用觸角拍打蚜蟲背部，通過拍打產生的振動頻率促使蚜蟲分泌“蜜露”。蚜蟲受到其天敵瓢蟲襲擊時，會從尾部發出報警信息素，將危險信息通知其他蚜蟲，同時螞蟻接收到報警信息素就會趕來驅除蚜蟲天敵。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．螞蟻拍打蚜蟲背部產生的振動頻率屬于物理信息
B．螞蟻吃“蜜露”，蚜蟲同化量的一部分傳遞到螞蟻
C．化學信息可以在同種或異種生物間傳遞
D．信息能調節種間關系維持生態系統的穩定
解析：物理信息可來源于非生物環境和生物，螞蟻拍打蚜蟲背部產生的振動頻率對于蚜蟲來說是物理信息，A正確；蜜露是蚜蟲的糞便，而糞便不屬于蚜蟲同化量，B錯誤；蚜蟲受天敵攻擊時，發出的報警信息既可以通知其他蚜蟲，也可以通知螞蟻，說明化學信息可以在同種或異種生物間傳遞，C正確；信息傳遞是雙向的，既可以來自生物，也可以來自非生物環境，生命活動的正常進行，離不開信息的作用，生物種群繁衍，也離不開信息傳遞，同時信息還能夠調節生物的種間關系，以維持生態系統的穩定，D正確。
答案：B
突破點2　
3．某果園生態系統，蘋果樹下進行了間種草菇的實驗，利用高濕度、低風速等環境條件，獲得了良好的經濟效益。
(1)雄蚊可通過感知雌蚊扇動翅膀發出的聲波來辨別雌蚊的方位，該過程體現了生態系統信息的作用是________________________________________。請據此原理設計一個降低雄蚊種群數量的方案：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)蘋果小卷葉蛾幼蟲是危害蘋果的害蟲，姬蜂是該蟲的天敵。為研究蘋果抵抗蟲害的機制，某科研小組用丁原醇溶劑分別提取了蘋果的揮發物A和受蟲害后的蘋果揮發物B，進行相關實驗。實驗中每組使用兩種物質，每組實驗隨機選取50只姬蜂，觀察其對這兩種物質的選擇情況，結果如下表。
組別 第一組 第二組 第三組
揮發 物A 對照 物質 揮發物B 對照物質 揮發物A 揮發物B
結果(只) 35 15 43 7 17 33
實驗中的對照物質是________________。分析實驗結果得出的結論是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)雄蚊通過感知雌蚊扇動翅膀發出的聲波辨別雌蚊的方位屬于該生態系統的信息交流功能。雄蚊確定雌蚊的方位有利于種群的繁衍，故種群的繁衍，離不開信息的傳遞，我們可以利用其中的信息交流特點，模擬雌蚊扇動翅膀發出的聲波，來吸引雄蚊達到滅雄的目的，從而降低種群的數量。(2)根據題意“用丁原醇溶劑分別提取了蘋果的揮發物A和受蟲害后的蘋果揮發物B”，根據對照實驗的原則可知，實驗中的對照物質是丁原醇溶劑。分析實驗結果，蘋果能產生揮發性物質吸引姬蜂尋找食物；遭受蟲害后，產生的揮發物B對姬蜂的吸引力更大，以避免蟲害。
答案：(1)生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞　通過模擬雌蚊扇動翅膀發出的聲波，來吸引雄蚊達到滅雄的目的，從而降低種群的數量　(2)丁原醇溶劑　蘋果能產生揮發性物質吸引姬蜂尋找食物；遭受蟲害后，產生的揮發物B對姬蜂的吸引力更大，以避免蟲害
　生態系統的穩定性
1．生態平衡與生態系統的穩定性
(1)生態平衡
①概念：生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。
②特征
a．結構平衡：生態系統的各組分保持相對穩定。
b．功能平衡：生產—消費—分解的生態過程正常進行，保證物質循環和能量流動的正常進行。
c．收支平衡：物質和能量的輸入與輸出平衡。
③調節機制：負反饋調節。
(2)生態系統的穩定性
2．生態系統穩定性的類型
(1)類型
(2)聯系：二者一般呈負相關，如圖所示，a為抵抗力穩定性，b為恢復力穩定性。
3．提高生態系統穩定性的措施
(1)控制對生態系統的干擾強度，對生態系統的利用應該適度，不應超過生態系統的自我調節能力。
(2)對人類利用強度較大的生態系統，應給予相應的物質、能量的投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。
1．(選擇性必修2 P74黑體)負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的基礎。(√)
2．(選擇性必修2 P75正文)自我調節能力越強的生態系統，其恢復力穩定性也就越高。(×)
3．(選擇性必修2 P75正文)生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統的恢復力穩定性就越強。(×)
4．(選擇性必修2 P75正文)一個生態系統的抵抗力穩定性很低，則恢復力穩定性就一定很高。(×)
5．(選擇性必修2 P75正文)河流輕度污染后的凈化恢復及火災后草原的恢復均屬于恢復力穩定性。(×)
1．選擇性必修2 P75“旁欄思考”：在個體水平穩態的維持上，有沒有類似生態系統抵抗力穩定性和恢復力穩定性的情況？
提示：人體在遇到病原體入侵時，免疫系統會抵抗病原體的入侵，這與生態系統的抵抗力穩定性相似；人體也有恢復穩態的機制和趨勢，在大病初愈時，有些功能需要恢復到正常水平，這與恢復力穩定性相似。
2．選擇性必修2 P76“旁欄思考”：想一想，研究不同生態系統在抵抗力穩定性和恢復力穩定性兩方面存在的差別，對自然生態系統的利用和保護有什么意義？
提示：在利用自然生態系統時，要根據不同類型生態系統抵抗力穩定性的差異，合理控制對生態系統的干擾強度，干擾不能超過生態系統抵抗力穩定性的范圍；在保護自然生態系統時，要根據不同類型生態系統恢復力穩定性的差異，合理確定保護對策，如采取封育措施，補充相應的物質、能量，修補生態系統的結構，增強生態系統的恢復力。
“三看法”判斷生態系統調節中正反饋和負反饋[科學思維]
正反饋調節 負反饋調節
“看”調節方式 加速最初發生變化的那種成分所發生的變化 抑制和減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化
“看”調節結果 常使生態系統遠離穩態 有利于生態系統保持相對穩定
“看”實例分析
[探究意圖：以穩定性關系的模型為情境信息考查理解能力]
如圖表示受到干擾后，生態系統功能的變化圖，兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍，請據圖回答下列問題：
(1)圖中y表示________________________________________________________，偏離的越大，抵抗力穩定性越________，反之，抵抗力穩定性越________；熱帶雨林的y值________(填“大于”“小于”或“等于”)草原。
提示：受到干擾時偏離正常范圍的大小　弱　強　小于
(2)x表示____________________________，x與穩定性的關系是x越大，恢復力穩定性越________，反之，恢復力穩定性越________。
提示：生態系統遭到破壞后恢復到原狀態所需的時間　弱　強
(3)TS可作為總穩定性的定量指標，面積越大，生態系統的總穩定性越________。
提示：低
(4)當生態系統的功能處于兩條虛線之間時，生態系統的功能在能量流動和碳循環兩個方面的具體表現是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：能量流動表現為輸入與輸出大致相等，碳循環表現為有機物的合成與分解大致相等
(5)圖中曲線在下降后能恢復到原狀態，原因是________________________________
________________________________________________________________________。
提示：生態系統具有一定的自我調節能力
突破點1　
1．下列關于生態系統穩定性的描述，正確的是(　　)
A．河流受到輕微的污染依然清澈，屬于恢復力穩定性
B．恢復力穩定性弱的生態系統抵抗力穩定性一定強
C．“野火燒不盡，春風吹又生”體現了生態系統的恢復力穩定性
D．引入新物種到一個生態系統使生物種類增加從而提高抵抗力穩定性
解析：河流受到污染，依然清澈表現為“抵抗干擾，保持原狀”，屬于抵抗力穩定性；有些生態系統(如苔原)抵抗力穩定性與恢復力穩定性都較低；“野火燒不盡，春風吹又生”體現了生態系統的恢復力穩定性；引入新物種到一個生態系統可能使原有物種滅絕，從而使抵抗力穩定性下降。
答案：C
2．兩個不同的生態系統在同時受到同等強度的干擾(a)后，其結構和功能的曲線變化情況如圖所示，由圖不能得出的結論是(　　)
A．同等強度的干擾下，乙生態系統的抵抗力穩定性比甲高
B．同等強度的干擾下，若乙生態系統干擾提前，則B點左移
C．若甲生態系統的干擾強度增大，則C點右移
D．乙生態系統B點后一定有新的物種產生
解析：從圖中可看出，甲、乙兩個生態系統受到干擾后，與乙相比，甲生態系統的結構和功能恢復原狀所需要的時間長，波動范圍大，說明甲的抵抗力穩定性低，乙的抵抗力穩定性高；若乙生態系統干擾提前，其結構和功能恢復至正常運行范圍的時間也會提前，即B點左移；若甲的干擾強度增大，則恢復原狀所需要的時間延長，C點右移；乙生態系統在恢復原狀后不一定有新物種產生。
答案：D
突破點2　
3．(多選)某海域隨著氣溫升高，藻類大量繁殖，食藻浮游動物大量繁殖，導致藻類減少，接著又引起浮游動物減少；由于石油泄漏導致該海域大量海魚死亡，進而加重了污染，導致更多水生生物死亡。關于上述過程的敘述，不正確的是(　　)
A．溫度升高引起的變化不屬于負反饋調節，石油泄漏引起的變化屬于負反饋調節
B．溫度升高引起的變化屬于負反饋調節，石油泄漏引起的變化不屬于負反饋調節
C．溫度升高和石油泄漏引起的變化均屬于負反饋調節
D．溫度升高和石油泄漏引起的變化均不屬于負反饋調節
解析：溫度升高導致藻類大量繁殖，食藻浮游動物大量繁殖，導致藻類減少，接著又引起浮游動物減少，調節的結果是藻類和浮游動物都恢復到最初的數量，維持相對穩定狀態，屬于負反饋調節；石油泄漏引起大量海魚死亡，進而加重了污染，導致更多水生生物死亡，水生生物的數量偏離了最初的狀態，沒有維持相對穩定，不屬于負反饋調節。
答案：ACD
　實驗：設計制作生態缸，觀察其穩定性
1．實驗原理
(1)依據生態系統的基本原理，將生態系統的基本成分進行組織。
(2)在設計時要考慮系統內組分及營養級之間的合適比例。
2．實驗步驟
1．實驗設計要求
設計要求 相關分析
生態缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，成分齊全(具有生產者、消費者和分解者) 生態缸中能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定
生態缸的材料必須透明 為光合作用提供光能；便于觀察
生態缸宜小不宜大，缸中的水量應適宜，要留出一定的空間 便于操作；缸內儲備一定量的空氣
生態缸的采光要用較強的散射光 防止水溫過高導致生物死亡
2.生態缸穩定性的觀察與分析
(1)觀察穩定性，可通過觀察動植物的生活情況、水質變化、基質變化等判斷生態系統的穩定性。
(2)由于生態缸極為簡單，自我調節能力極差，抵抗力穩定性極低，其穩定性易被破壞。因此，生態缸內的生物只能保持一定時間的活性。
突破點1　
1．生態缸是以水生植物造景為主的相對封閉的微型生態系統。下列關于生態缸的說法，正確的是(　　)
A．制作生態缸，要遵循生態系統的基本原理，能夠實現短期內的相對穩定
B．生態缸密封后，要能和外界進行能量交換，要置于陽光直射下
C．人工生態缸只能夠實現能量流動和物質循環的功能
D．人工制作的生態缸生產者的種類和數量越多，其穩定性越高
解析：在有限的空間內，依據生態系統的原理，將生態系統具有的基本成分進行組織，構建一種人工生態系統，這種生態系統的穩定性是短暫的，A正確；制作的生態缸應密閉，放置在室內通風、避免陽光直射的地方，B錯誤；人工生態缸還具有信息傳遞的功能，C錯誤；制作生態缸時，放置的生產者的種類和數量要適宜，并不是越多生態缸越穩定，D錯誤。
答案：A
突破點2　
2．甲、乙、丙、丁4個透明的生態瓶，各瓶內的組成和條件見表。經過一段時間的培養和觀測后，發現甲瓶是最穩定的生態系統。下列有關敘述錯誤的是(　　)
生態系統組成 光 水草 藻類 浮游動物 小魚 泥沙
生態瓶 編號 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有；“－”表示無
A．生態瓶必須是密閉的，放在直射光下，生物成分的數量要搭配合理
B．乙瓶中缺乏光照，生態瓶不穩定說明了生態系統需要穩定的能量輸入
C．丙瓶中沒有泥沙，分解者太少，不利于物質循環的順利進行
D．丁瓶中雖然物種更加豐富，但可能因為氧氣含量少而不如甲瓶穩定
解析：生態瓶必須是密閉的，但不能讓陽光直射，因為光照過強，生態瓶內溫度太高，會使生物失去活性；缺乏光照情況下無法進行光合作用，生產者不能生長，生態瓶不穩定，說明了生態系統需要穩定的能量輸入；由于丙瓶中沒有泥沙，分解者數量太少或沒有分解者的分解作用，所以不利于物質循環的順利進行；丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量減少，因為消費者(小魚等)較多，呼吸要消耗較多的氧氣。
答案：A
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．物質循環是指組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程。
2．生物富集是指生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
3．生態平衡是指生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。
4．生態系統的穩定性是指生態系統維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力。
5．生態系統穩定性的原因是生態系統具有自我調節能力，自我調節能力的基礎是負反饋調節。
真題再現　感悟考情
1．(2020·全國Ⅲ卷)生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環等過程。下列有關碳循環的敘述，錯誤的是(　　)
A．消費者沒有參與碳循環的過程
B．生產者的光合作用是碳循環的重要環節
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節
D．碳在無機環境與生物群落之間主要以CO2形式循環
解析：生產者、消費者和分解者都參與了生態系統的碳循環，其中消費者可以通過呼吸作用等加快生態系統的碳循環，A項錯誤。生產者是生態系統的基石，可以利用光合作用把CO2和H2O轉化為淀粉等有機物，把太陽能轉變為化學能，是連接生物群落與無機環境的重要環節，也是碳循環的重要環節，B項正確。土壤中的微生物可以通過呼吸作用分解有機物，同時將CO2等釋放到無機環境中，因此土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節，C項正確。通過生產者的光合作用和化能合成作用，CO2從無機環境進入生物群落，通過生產者和消費者的呼吸作用、分解者的分解作用，CO2從生物群落進入無機環境，所以碳在生物群落與無機環境之間，主要以CO2形式循環，D項正確。
答案：A
2．(2021·湖南卷)某草原生態系統中植物和食草動物兩個種群數量的動態模型如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．食草動物進入早期，其種群數量增長大致呈“J”型(形)曲線
B．圖中點a的縱坐標值代表食草動物的環境容納量
C．該生態系統的相對穩定與植物和食草動物之間的負反饋調節有關
D．過度放牧會降低草原生態系統的抵抗力穩定性
解析：食草動物進入早期，食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害，其種群數量大致呈“J”型(形)曲線增長，A正確；環境容納量是指一定的環境條件所能維持的種群最大數量，圖中點a表示食草動物種群的數量達到最大值，但不能維持，所以該點的縱坐標不能代表食草動物的環境容納量，B錯誤；當食草動物的數量增加時，植物的數量就會下降，而植物的數量下降，食草動物的數量會隨之下降，生物群落內部的負反饋調節有利于維持生態系統的相對穩定，C正確；過度放牧會造成草場退化，物種豐富度下降，食物鏈變簡單，生態系統的自我調節能力下降，抵抗力穩定性降低，D正確。
答案：B
3．(2021·河北卷)為探究全球氣候變暖對生態系統的影響，研究者將20個人工淡水池塘均分成兩組，對照組保持環境溫度，實驗組始終比對照組高4 ℃(利用溫控裝置)，并從附近淡水棲息地搜集水生生物投入池塘。連續多年觀測發現，池塘逐漸形成主要由浮游植物和浮游動物組成的群落。第15年時，池塘中浮游植物和浮游動物生物量(單位體積水體中生物體的質量)的檢測結果如圖。
回答下列問題：
(1)池塘生物群落區別于湖泊生物群落的重要特征為______________，池塘生物群落從簡單到復雜的過程中發生了________演替。
(2)某種水生生物被投入池塘后，其種群數量將呈________型增長，若該生物種群密度在較長時期保持相對穩定，表明其種群數量已達到了________。
(3)從能量流動角度分析，升溫導致該生態系統總生物量降低的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)碳在池塘生物群落中主要以________的形式傳遞，碳循環具有全球性的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)一個群落區別于另外一個群落最顯著的特征是群落的物種組成，池塘生物群落以浮游植物和浮游動物為主，而湖泊生物群落以魚類等生物為主。簡單的池塘生物群落保留了植物的繁殖體等，所以池塘生物群落從簡單到復雜的過程中發生了次生演替。(2)某種水生生物被投入池塘后，由于池塘中可利用的資源是有限的，因此其種群數量呈“S”型增長，當該生物種群密度在長時間保持相對穩定時，即達到了一定的環境條件中所能維持的種群最大數量，該種群數量稱為環境容納量，即K值。(3)生態系統的總生物量取決于生態系統能量的輸入和輸出的差值，輸入是通過生產者的光合作用等實現的，而輸出則是通過呼吸作用等實現的，升溫導致總生物量降低的可能原因是升溫降低了浮游植物的光合作用速率，使生產者固定的太陽能的總量減少，或提高了浮游植物和浮游動物的呼吸作用速率，使二者用于自身生長、發育和繁殖等的能量減少，最終使該生態系統的總生物量降低。(4)在生物群落內部生產者被消費者捕食，生產者和消費者的有機物流入分解者，這些過程中碳元素都是主要以含碳有機物的形式流動的。由于碳元素在生物群落和非生物環境之間主要以CO2的形式進行流動，而大氣中的CO2能夠隨大氣環流在全球范圍內流動，因此碳循環具有全球性。
答案：(1)群落的物種組成　次生　(2)“S”　環境容納量(K值)　(3)升溫可能降低了浮游植物的光合作用速率，使生產者固定的太陽能的總量減少，或者升溫提高了浮游植物和浮游動物的呼吸作用速率，使二者用于自身生長、發育和繁殖等的能量減少，最終導致該生態系統的總生物量降低　(4)(含碳)有機物　碳元素在生物群落和無機(非生物)環境之間主要以CO2的形式進行流動，大氣中的CO2能夠隨大氣環流在全球范圍內流動，因此碳循環具有全球性
4．(2020·山東卷)與常規農業相比，有機農業、無公害農業通過禁止或減少化肥、農藥的使用，加大有機肥的應用，對土壤生物產生了積極的影響。某土壤中部分生物類群及食物關系如圖所示，三種農業模式土壤生物情況如表所示。
取樣深度(cm) 農業模式 生物組分(類) 食物網復雜程度(相對值)
0～10 常規農業 15 1.06
有機農業 19 1.23
無公害農業 17 1.10
10～20 常規農業 13 1.00
有機農業 18 1.11
無公害農業 16 1.07
(1)土壤中的線蟲類群豐富，是土壤食物網的關鍵組分。若捕食性線蟲為該土壤中的最高營養級，與食細菌線蟲相比，捕食性線蟲同化能量的去向不包括________________________。某同學根據生態系統的概念認為土壤是一個生態系統，其判斷依據是______________________________。
(2)取樣深度不同，土壤中生物種類不同，這體現了群落的________結構。由表中數據可知，土壤生態系統穩定性最高的農業模式為________，依據是______________________________________________________________。
(3)經測定該土壤中捕食性線蟲體內的鎘含量遠遠大于其他生物類群，從土壤生物食物關系的角度分析，捕食性線蟲體內鎘含量高的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)植食性線蟲主要危害植物根系，研究表明，長期施用有機肥后土壤中植食性線蟲的數量減少，依據圖中信息分析，主要原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)捕食性線蟲處于最高營養級，其捕食食細菌線蟲，根據能量流動的過程分析，捕食性線蟲與食細菌線蟲相比，捕食性線蟲同化的能量不會流入下一營養級。生態系統是由生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一整體。土壤中各種生物組成的生物群落及其生活的無機環境組成一個統一整體，所以土壤是一個生態系統。(2)取樣深度不同，土壤中生物種類不同，這體現了群落的垂直結構，土壤中生物種類和食物網的復雜程度決定了生態系統的穩定性，生物組分越多，食物網越復雜，生態系統的抵抗力穩定性越高，表中數據說明有機農業的生物組分多、食物網復雜，其穩定性最高。(3)生態系統中，一些有害物質如鉛、汞、銅等重金屬和某些殺蟲劑，可以通過食物鏈在生物體內不斷積累，使其濃度隨著營養級級別的升高而逐漸增加，這種現象叫生物富集。鎘等有害物質隨食物鏈延長逐漸積累，處于最高營養級的生物中鎘含量最多。(4)長期施用有機肥后，土壤中的腐生細菌大量增加，導致食細菌線蟲數量增加，引起捕食性線蟲大量增加，從而使植食性線蟲因被大量捕食而數量減少，其減少量多于其因植物根系增長而增加的量。
答案：(1)流入下一個營養級　土壤是由各類土壤生物組成的生物群落和無機環境相互作用而形成的統一整體　(2)垂直　有機農業　生物組分多，食物網復雜程度高　(3)鎘隨著食物鏈的延長逐漸積累　(4)長期施用有機肥后腐生細菌增加使食細菌線蟲增加，引起捕食性線蟲增加，植食性線蟲因被大量捕食而減少，減少量多于其因植物根系增長而增加的量

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