資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第33講 生態系統的物質循環、信息傳遞及其穩定性
【素養目標】　1.通過分析物質循環的過程及生態系統的穩定性，建立結構與功能相統一的觀點及生命系統的物質和能量觀。(生命觀念)　2.通過分析物質循環過程圖解、抵抗力穩定性、恢復力穩定性與總穩定性的關系曲線，培養運用邏輯思維分析問題的能力。(科學思維)　3.通過碳循環過程的學習，認識溫室效應的形成原因，形成減少碳排放的生活意識。(社會責任)
考點一　生態系統的物質循環
1．碳循環
(1)碳循環過程解讀
(2)碳的存在形式與循環形式
(3)碳循環途徑
【拾遺補缺】　(1)源于選擇性必修2 P63“與社會的聯系”：溫室效應
①成因：世界范圍內，化石燃料的開采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加劇了溫室效應，引起全球性的氣候變化。
②我國措施：一方面采取積極措施減少二氧化碳排放，另一方面大力植樹種草，提高森林覆蓋率，這在吸收和固定二氧化碳方面發揮了重要作用。
(2)源于選擇性必修2 P67“練習與應用·拓展應用2”：氮元素在生物群落與非生物環境間能(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：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。
2．物質循環的概念
3．生物富集
(1)生物富集的概念
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，稱作生物富集。
(2)富集的過程
①途徑：食物鏈(網)。
②實例——鉛的富集過程
(3)特點
①最終積累在食物鏈頂端。
②全球性。
4．能量流動、物質循環和生物富集的關系
項目 能量流動 物質循環 生物富集
范圍 生態系統各營養級 生物圈 生態系統各營養級
特點 單向流動，逐級遞減 全球性、反復利用(循環性) 單向流動、逐級積累、全球性
形式 光能—化學能—熱能 無機物有機物 不易分解或排出的重金屬化合物或有機化合物
過程 沿食物鏈(網) 在生物群落與非生物環境間往復循環 沿食物鏈(網)
聯系 ①在群落中它們的流動渠道都是食物鏈和食物網，且相互聯系，同時進行、相互依存，不可分割； ②能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解； ③物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體，能量是物質在生物群落和非生物環境間循環往返的動力，也是生物富集的動力； ④某些物質在沿食物鏈(網)流動時會發生生物富集
【拾遺補缺】　源于選擇性必修2 P67“練習與應用·拓展應用1”：生物圈是(填“是”或“不是”)一個在“物質”上自給自足的系統，不是(填“是”或“不是”)一個在“能量”上自給自足的系統，因為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。
(1)生態系統的物質循環指的是各種化合物在生物群落與非生物環境之間往復循環(　　)
(2)碳在生物群落和非生物環境之間主要以有機物形式循環(　　)
(3)與碳循環有關的生理活動有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(　　)
(4)生態系統的物質循環和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網，所以物質和能量是循環往返的(　　)
(5)生物富集的物質會沿著食物鏈、食物網在生物體內聚集，營養級越高，濃度也越高(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
[典例剖析]
如圖為生態系統物質循環與能量流動示意圖，其中甲、乙、丙是生態系統中的三種成分，1～4是乙中的四種生物。下列分析正確的是(　　)
A．碳在生物群落內部的傳遞形式是CO2
B．生態系統的主要成分是乙
C．該生態系統的營養結構是
D．聯系非生物環境和生物群落的關鍵成分是甲、丙
D　[碳在生物群落內部的傳遞形式是有機物，A錯誤；生態系統的主要成分是甲生產者，B錯誤；生態系統的營養結構是食物鏈和食物網，包括生產者和消費者，即除了消費者1、2、3、4外還應包括生產者甲，C錯誤；聯系非生物環境和生物群落的關鍵成分是甲生產者、丙分解者，D正確。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：生態系統物質循環與能量流動＋題圖
信息2：甲、乙、丙是生態系統中的三種成分，1～4是乙中的四種生物＋生態系統的營養結構
信息3：聯系非生物環境和生物群落的關鍵成分
信息轉化 1.據圖可判斷甲、乙、丙分別為生產者、消費者、分解者
2.“食物鏈”和“食物網”
3.生產者、分解者
素養考查 生命觀念：穩態與平衡觀 科學思維：建構模型能力
【角度轉換】　提升語言表達能力
圖中乙在生態系統中的作用是加快物質循環，幫助植物傳粉和傳播種子。
考向一　碳循環的過程分析
1．(2022·泰安高三模擬)我國政府在2020年的聯合國大會上宣布，中國將于2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，力爭在2060年前實現碳中和(CO2排放量與減少量相等)。下圖是生物圈碳循環示意圖(圖中生態系統的組成成分完整，但缺少部分途徑)。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．增加E對CO2的吸收量是實現碳中和的重要舉措
B．若增加途徑“A→E”，則成分C表示分解者
C．碳在E、D、B間主要以有機物的形式沿食物鏈單向流動
D．增加途徑“C→A”和“A→E”后即可表示完整的碳循環
D　[E表示生產者，主要表示植物，生產者能吸收二氧化碳，減少植被的破壞，增大植被數量的面積，是有效實現碳中和的途徑之一，A正確；若增加途徑“A→E”，指生產者通過光合作用利用二氧化碳形成有機物進入生物群落，成分C表示分解者，B正確；E表示生產者，D表示初級消費者，B表示次級消費者，E→D→B形成食物鏈，碳在E、D、B間主要以有機物的形式沿食物鏈單向流動，C正確；增加途徑“C→A”和“A→E”后，還需要增加化石燃料、柴薪等燃燒途徑才能表示完整的碳循環，D錯誤。]
2．(2022·本溪高三檢測)下圖1是生態系統的碳循環部分示意圖，其中甲、乙、丙、丁組成了生物群落；圖2為相關食物網。下列說法正確的是(　　)
A．圖1中缺少兩個箭頭，分別是“無機環境→丁”以及“甲→丙”
B．圖1中的丁、丙分別和圖2中的A、E相對應
C．圖1中的甲對應圖2中的D、C、B、E
D．Pb、Hg等有害物質因生物富集在乙和E中積累相對較多，生物富集只能通過吃與被吃的關系發生
A　[圖1中，丁是生產者，甲和乙是消費者，丙是分解者，因此圖中還缺少無機環境→丁的光合作用過程和甲→丙的分解作用過程，A正確；圖1中的丁是生產者、丙是分解者，圖2中的A是生產者、E是消費者，丁、丙與A、E不相對應，B錯誤；圖1中的甲是消費者，對應圖2中的消費者D、C、B，C錯誤；Pb、Hg等有害物質在高營養級積累最多，所以在上圖中乙和E中積累相對較多，生物富集并非只能通過吃與被吃的關系發生，如植物從環境中吸收有害物質，D錯誤。]
考向二　生物富集
3．(2022·哈爾濱高三檢測)生物富集的效率可以用生物富集系數進行量化，計算公式如下：BCF＝生物體中某種物質的濃度/環境中同種物質的濃度，以下有關敘述錯誤的是(　　)
A．生物富集的過程一般是沿著食物鏈和食物網進行的
B．生物富集效率會受到生物特性、有害物質性質及環境因素的影響
C．BCF數值越大，說明該物質越容易在生物體內分解
D．污染物沿著營養級傳遞過程中，其濃度在較高營養級中不一定增大
C　[食物鏈和食物網是物質循環和能量流動的渠道，可知生物富集的過程一般是沿著食物鏈和食物網進行的，A正確；根據生物富集的特點可知，生物富集效率會受到生物特性、有害物質性質及環境因素的影響，B正確；生物富集系數的計算公式為生物體中某種物質的濃度/環境中同種物質的濃度，生物富集系數數值越大，說明該物質越難在生物體內分解，從而不斷富集，C錯誤；污染物沿著營養級傳遞過程中，其濃度在較高營養級中不一定增大，還與生物的捕食特性、污染物的性質有關，D正確。]
4．(2022·鹽城高三模擬)多氯聯苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有機物，有強致畸性，青島近海海域及生物體內PCB的含量如下表。下列相關敘述錯誤的是(　　)
采樣點 海域PCB平均含量(ng/g) 肌肉組織PCB平均含量(ng/g)
魚類 軟體類 蝦類
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A．PCB在生物體內積累造成生物富集現象
B．根據結果推測魚類可能處于較高營養級
C．PCB擴散到遠海水域體現污染具有全球性
D．PCB污染說明生態系統缺乏自我調節能力
D　[由題可知，PCB不容易被降解，在生物體內積累造成生物富集現象，A正確；有毒物質會沿食物鏈流動并逐級積累，營養級越低有毒物質積累越少，營養級越高有毒物質積累越多，由表可知，魚體內有毒物質含量最多，所以魚的營養級別最高，B正確；物質循環具有全球性、循環性，因此PCB擴散到遠海水域體現污染具有全球性，C正確；PCB不能被降解，生態系統不能通過自我調節能力將污染消除，并不能證明生態系統缺乏自我調節能力，D錯誤。]
考向三　物質循環和能量流動的關系分析
5．(2022·葫蘆島高三檢測)下圖為生態系統能量流動和物質循環的關系圖，相關敘述錯誤的是(　　)
A．能量流動和物質循環是沿著生態系統的營養結構進行的
B．圖中黑色箭頭可表示能量流動過程，白色箭頭可表示物質循環過程
C．②表示熱能散失的過程，生態系統需要通過①過程從外界獲得能量
D．若圖中物質循環表示碳循環，則碳在③④⑤過程的傳遞形式為CO2
D　[能量流動和物質循環可借助生物之間的取食過程(即捕食關系)相依相伴進行，能量流動是物質循環的動力，物質循環是能量流動的載體，故能量流動和物質循環是沿著生態系統的營養結構進行的，A正確；圖中黑色箭頭①②③④單向流動，可表示能量的流動過程，白色箭頭⑤循環往復，可表示物質的循環過程，B正確；通過分析可知，②表示熱能散失的過程，生態系統需要通過①過程從外界獲得能量，C正確；碳在③④之間是以含碳有機物的形式流動的，D錯誤。]
6．(2022·濰坊高三檢測)林德曼對雪松湖各營養級之間的能量傳遞效率進行了統計，結果發現：生產者固定的太陽能只相當于該湖區入射光能的0.1%左右，食草動物同化的能量約占生產者的13.3%，而次級消費者同化的能量只約占食草動物的22.3%，下列相關敘述不正確的是(　　)
A．生產者主要是綠色植物，它們通過光合作用固定太陽能
B．食草動物屬于初級消費者，可加快生態系統的物質循環
C．次級消費者呼吸消耗和糞便排出等原因導致其同化量僅占食草動物的22.3%
D．物質是上述能量流動過程的載體，能量流動又驅動了物質在生態系統中循環
C　[生產者指的是自養生物，自養生物主要是綠色植物，綠色植物能通過光合作用固定太陽能，A正確；食草動物屬于初級消費者，消費者的存在可加快生態系統的物質循環，B正確；次級消費者呼吸消耗的能量屬于其同化量的部分，次級消費者糞便中的能量屬于上一營養級的同化量，由于食草動物自身的呼吸消耗，以及遺體殘骸等難以被次級消費者利用，造成了次級消費者的同化量僅占食草動物的22.3%, C錯誤；物質循環與能量流動之間是相互依存的，物質是能量流動過程的載體，能量流動又驅動了物質在生態系統中循環，D正確。]
考點二　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)
【拾遺補缺】　據圖分析生態系統的信息傳遞模型：
(1)生態系統中的信息來源于生物和非生物環境。
(2)生態系統的信息傳遞的范圍不包括(填“包括”或“不包括”)細胞之間的傳遞。
(3)生態系統的信息傳遞既存在于同種生物之內，也發生在不同生物之間。信息傳遞的方向一般是雙向的。
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。
6．能量流動、物質循環和信息傳遞的關系
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
途徑 食物鏈和食物網 多種
地位 生態系統的動力 生態系統的基礎 決定能量流動和物質循環的方向和狀態
聯系 同時進行，相互依存，不可分割，形成統一整體
(1)變色龍變化體色，主要是向同類傳遞行為信息(　　)
(2)能量流動是單向的，物質循環和信息傳遞都是雙向的(　　)
(3)當食草動物看到青草明顯減少時，部分個體會另覓取食地，這體現了生態系統的信息傳遞功能(　　)
(4)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)通過生態系統的信息傳遞，可以防治有害動物，也可以提高農畜產品的產量(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
[典例剖析]
煙草植株在4～10月開花，開花需要光信息刺激。當煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼蟲的天敵來捕食蛾幼蟲，夜晚又可以驅除夜間活動的雌蛾，使它們不能停留在葉片上產卵。相關敘述或推斷合理的是(　　)
A．光信息刺激植物開花，體現生命活動的正常進行離不開信息的傳遞
B．“深山密林，猿聲尖啼”所體現的信息類型與信息素相同
C．信息素只能作用于不同種生物，維持生態系統的平衡與穩定
D．信息傳遞可以調節捕食者和被捕食者的數量，影響種間關系
D　[光信息刺激植物開花，體現了種群的繁衍離不開信息的傳遞，A錯誤；“深山密林，猿聲尖啼”所體現的信息是聲音，屬于物理信息，與信息素(化學信息)不同，B錯誤；信息素可以作用于同種生物，也可以作用于不同種生物，C錯誤；信息傳遞可以調節捕食者和被捕食者的數量，影響種間關系，D正確。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：光信息刺激植物開花
信息2：“深山密林，猿聲尖啼”所體現的信息類型
信息轉化 1.生物種群的繁衍
2.聲音屬于物理信息
素養考查 生命觀念：穩態平衡觀 科學思維：分析與綜合能力
【角度轉換】　提升語言表達能力
研究者發現，只有蛾幼蟲的口腔液才能引起損傷的煙草植株產生和釋放該信息素，而人為損傷的植株是不產生和釋放該信息素的。請用人為損傷的煙草植株進行實驗，以驗證上述結論：分別用等量蛾幼蟲的口腔液和清水處理人為損傷的煙草植株，檢測有無該信息素的釋放(寫出實驗思路即可)。
考向一　信息傳遞的類型和作用分析
7．(2022·錦州高三檢測)甜菜夜蛾是一種世界性頑固害蟲，對農業生產危害很大。當甜菜夜蛾啃食植物葉片時，植物會產生一些萜類和吲哚類物質，并釋放到空氣中吸引小繭蜂，小繭蜂可以在甜菜夜蛾的幼蟲體內產卵，卵利用其體內營養物質孵化。同時在農業生產中，為了防治甜菜夜蛾的危害也可以采用黑光燈誘捕和噴灑甲維鹽等化學藥劑等措施。根據以上信息，判斷下列敘述正確的是(　　)
A．當甜菜夜蛾啃食時，植物將萜類和吲哚類物質釋放到空氣中吸引小繭蜂屬于行為信息
B．小繭蜂與植物之間的關系屬于捕食關系
C．化學藥劑甲維鹽的使用可以提高甜菜夜蛾抗藥性突變的頻率，從而提高對甲維鹽的抗藥性
D．黑光燈誘捕運用的原理是甜菜夜蛾的趨光性
D　[當甜菜夜蛾啃食時，植物將萜類和吲哚類物質釋放到空氣中吸引小繭蜂，屬于化學信息，A錯誤；由題意可知，小繭蜂不以植物為食，故小繭蜂與植物之間的關系不屬于捕食關系，B錯誤；甜菜夜蛾本身就有抗藥性突變存在，而不是化學藥劑甲維鹽誘導產生的，化學藥劑甲維鹽的使用起到選擇作用，C錯誤；黑光燈誘捕運用的原理是昆蟲的趨光性，因此黑光燈誘捕運用的原理是甜菜夜蛾的趨光性，D正確。]
8．(2022·漳州高三檢測)野豬以尿液劃分領地，通過“哼哼”的叫聲進行交流。人類對野豬進行人工馴化，逐步培育出多個品種的家豬。下列說法錯誤的是(　　)
A．長期人工馴化使豬的種群基因頻率發生了定向改變
B．不同品種的家豬之間產生生殖隔離
C．尿液、“哼哼”的叫聲分別屬于化學信息和物理信息
D．家豬和野豬的親緣關系可用DNA分子雜交技術鑒定
B　[長期人工馴化的過程中有人工選擇的作用，故種群基因頻率發生定向改變，A正確；生殖隔離是新物種形成的標志，不同品種的家豬屬于同一個物種，因此不同品種的家豬之間沒有產生生殖隔離，B錯誤；尿液中的化學物質起到了信息傳遞作用屬于化學信息；豬叫聲，這里的聲音是一種物理刺激，屬于物理信息，C正確；不同的生物DNA結構不同，DNA分子為雙鏈結構，互補配對，當家豬和野豬的DNA單鏈進行雜交時，形成雜合雙鏈區的部位越多，說明親緣關系就越近，所以可用DNA分子雜交技術鑒定家豬和野豬的親緣關系，D正確。]
【方法技巧】　生態系統中信息類型的辨析方法
(1)涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號，通過動物感覺器官皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感覺到的信息，則判斷為物理信息。
(2)若涉及化學物質揮發性(如性外激素等)這一特點，則判斷為化學信息。
(3)凡涉及“肢體語言”的，則判斷為行為信息。
(4)若在影響視線的環境中(如深山密林)，生物間多依靠“聲音”這種物理形式傳遞信息。
(5)若在噪音嘈雜的環境(如洪水、瀑布旁)，生物間多以“肢體語言”這種“行為”進行信息交流。
考向二　生態系統三大功能的比較
9．(2022·重慶高三檢測)物質循環、能量流動和信息傳遞是生態系統的基本功能，下列相關分析正確的是(　　)
A．在生態系統中，能量作為動力，使物質能夠不斷在生物群落和無機環境中循環
B．如果要研究某生態系統中流入第二營養級的能量去向，則只需研究第二營養級的呼吸消耗量和生長量
C．信息傳遞和能量流動都是單向的，信息傳遞能調節生物的種間關系，以維持生態系統的穩定
D．生態系統的物質循環、能量流動和信息傳遞都是沿食物鏈進行的
A　[在生態系統中，能量流動是物質循環的動力，使物質能夠不斷在生物群落和無機環境中循環，A正確；如果要研究某生態系統中流入第二營養級的能量去向除了研究第二營養級的呼吸消耗量和生長量以外，還需研究第二營養級生物的遺體、遺骸的量和被下一營養級同化的能量，B錯誤；能量流動是單向的，信息傳遞一般是雙向的，信息傳遞能調節生物的種間關系，以維持生態系統的穩定，C錯誤；信息傳遞不是沿食物鏈進行的，D錯誤。]
10．(多選)(2022·長沙高三模擬)稻田養魚以草魚為主，也搭配一些鯉魚和羅非魚等。在有適口的動物性食物時，草魚魚苗優先取食動物性食物后取食植物性食物，體長10 cm以后，以食高等水生植物為主。目前稻田里所知的常見雜草有30～50種，其中輪葉黑藻、苦草等植物的莖葉都是草魚最喜歡吃的天然餌料。草魚在沒有喜食型的植物性食物時，其他水生植物也都可攝食，即所謂迫食型食物。此外，草魚也很喜食商品飼料。下列敘述錯誤的是(　　)
A．稻田里的水稻等植物和草魚等動物共同構成了稻田生物群落
B．增加草魚喜食型的植物性食物有利于草魚的生長
C．草魚的能量只能來自植物性食物和動物性食物
D．魚眼睛看到的莖葉顏色與形狀屬于物理信息
AC　[稻田里的水稻等植物和草魚等動物以及微生物等全部生物共同構成了稻田生物群落，A錯誤；增加草魚喜食型的植物性食物有利于草魚更多地攝入和消化食物，有利于草魚的生長，B正確；草魚的能量可來自植物性食物、動物性食物和商品飼料，C錯誤；莖葉的顏色與形狀屬于物理信息，D正確。]
考點三　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
(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。
【注意】　特例：凍原、沙漠等生態系統的兩種穩定性都比較低。
(3)影響因素
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。
4．設計和制作生態缸
設計要求 相關分析
生態缸必須是封閉的 防止外界生物或非生物因素的干擾
生態缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，種類齊全(具有生產者、消費者和分解者) 使生態缸中的生態系統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，保持生態缸內溫度，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，且使缸內儲備一定量的空氣
生態缸的采光應用較強的散射光 防止水溫過高導致水生植物死亡
選擇的動物不宜過多，個體不宜太大 減少對氧氣的消耗，防止氧氣的產生量小于消耗量
(1)觀察穩定性，可通過觀察動物、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。
(1)生態平衡并不是指生態系統一成不變，而是一種動態的平衡(　　)
(2)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(　　)
(3)某相對穩定的生態系統中旅鼠的天敵、植物、旅鼠之間數量的變化是一種正反饋調節(　　)
(4)森林生態系統的抵抗力穩定性要比草原生態系統高(　　)
(5)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(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
[典例剖析]
圖A為某草原生態系統中的反饋調節示意圖，圖B為某湖泊生態系統中發生的某種調節活動。下列分析不正確的是(　　)
A．一個完整的生態系統，除了圖A中所示的成分外，還應該包括分解者以及非生物的物質和能量
B．圖A中甲、乙、丙三者之間的食物聯系是乙→甲→丙
C．圖B所示調節導致的最終結果是維持該生態系統原有的穩態
D．圖A是負反饋調節，圖B是正反饋調節
C　[生態系統成分包括生產者、消費者、分解者以及非生物的物質和能量，因此圖A中缺少分解者、非生物的物質和能量，A正確；由圖A中種群數量的變化，可得出甲、乙、丙三者之間的捕食關系是乙→甲→丙，B正確；圖B所示調節導致的最終結果是破壞該生態系統原有的穩態，C錯誤；圖A是負反饋調節，圖B是正反饋調節，D正確。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：某草原生態系統中的反饋調節＋圖A
信息2：某湖泊生態系統中發生的某種調節活動＋圖B
信息轉化 1.乙→甲→丙組成一條食物鏈
2.魚類死亡→污染加劇→魚類死亡
素養考查 生命觀念：穩態與平衡觀 科學思維：建構模型能力
【角度轉換】　提升語言表達能力
圖B中湖泊生態系統最終遭到嚴重破壞，這說明生態系統的自我調節能力是有限的。當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態系統的穩定性急劇下降，生態平衡就會遭到嚴重的破壞。
考向一　生態系統穩定性的分析
11．(2023·西安高三檢測)陜西丹江源國家濕地公園是生物多樣性和穩定性較高的濕地生態系統，擁有眾多野生動植物資源，具有重要的生態功能，下列說法錯誤的是(　　)
A．減少人類對濕地的干擾能提高其抵抗力穩定性
B．濕地營養結構復雜程度與抗干擾能力呈正相關
C．負反饋調節是生態系統維持穩態的主要機制
D．生態系統的穩態是指其成分的種類及數量穩定不變
D　[減少人類對濕地的干擾，有利于增加生態系統的物種數目，使營養結構復雜化，提高其抵抗力穩定性，A正確；濕地營養結構復雜程度與抗干擾能力呈正相關，濕地營養結構越復雜，其抗干擾能力越強，B正確；負反饋調節是自我調節能力的基礎，是生態系統實現穩態的基礎，C正確；生態系統的穩態是生態系統的結構與功能保持相對穩定的狀態，包括各種成分的種類及數量保持相對穩定，而不是恒定不變，D錯誤。]
【方法技巧】　生態系統調節中正反饋和負反饋的比較
項目 正反饋調節 負反饋調節
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
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
實例 分析
12.(2022·淮安高三模擬)“牽一發而動全身”，生態系統中的每一個結構的變化都有可能引起整個系統的改變。下表為1960～2002年太湖生態系統相關特征的變化情況，其中“連接指數”是反映系統內部聯系復雜程度的指標，“平均路徑長度”指每個循環流經食物鏈的平均長度。以下說法錯誤的是(　　)
食物網連接指數 下降13.49%
食物網平均路徑長度 下降28.12%
物質循環指數 下降55.71%
A．食物網連接指數越大說明生態系統的抵抗力穩定性越強
B．生態系統的成分—結構—功能是一個統一的整體
C．以上數據說明太湖生態系統的穩定性受到了干擾
D．對抗破壞或干擾使生態系統恢復平衡的調節機制是正反饋調節
D　[依據題干信息可知，“連接指數”是反映系統內部聯系復雜程度的指標，因此食物網連接指數越大說明生態系統的抵抗力穩定性越強，A正確；正是由于生態系統各組成成分之間的緊密聯系，才使生態系統成為一個統一整體，具有一定的結構和功能，B正確；由題表中連接指數、平均路徑長度、物質循環指數都呈下降的趨勢可知，太湖生態系統的穩定性受到了干擾，C正確；反饋調節分為正反饋和負反饋，對抗破壞或干擾使生態系統恢復平衡的調節機制是負反饋調節，D錯誤。]
考向二　生態缸的制作和分析
13．(2023·江淮十校高三聯考)某同學用苔蘚、金魚藻、鐵線蕨、蚯蚓、鼠婦、蝸牛等生物和一些石塊、泥土設計制作一個較為穩定的生態缸，以下對其敘述正確的是(　　)
A．雖然加入該生態缸的成分較豐富，但按生態系統成分概括為生產者、消費者和分解者
B．雖然該生態缸處于密封狀態，但維持缸內生態系統能量流動和信息傳遞的穩定仍需依賴外界環境
C．維持生態缸的穩定性，應當設計保證缸中植物同化的能量與小動物和分解者所同化的能量相當
D．隨著缸中苔蘚、金魚藻、鐵線蕨等植物的生長繁殖，該生態缸的質量先增加后逐漸維持穩定
B　[生態系統成分包含生產者、消費者、分解者、非生物的物質和能量，A錯誤；雖然該生態缸處于密封狀態，但維持缸內生態系統能量流動和信息傳遞的穩定仍需依賴外界環境，B正確；為了維持生態缸的穩定性，應當設計保證缸中植物同化的能量多于小動物和分解者所同化的能量，C錯誤；密封的生態缸內物質的存在形式雖然在變化，但是總量是固定的，D錯誤。]
14．(2023·昆明高三檢測)A、B兩個密閉、透明的生態瓶，A瓶提供光照、含微生物的泥沙、浮游藻類、水草和浮游動物，B瓶不提供光照，其他成分與A瓶相同。一段時間后，發現A瓶生態系統較B瓶穩定。下列相關敘述正確的是(　　)
A．B瓶生物所含有機物的量會越來越少
B．兩瓶條件不同，所形成的食物鏈不同
C．不同的藻類在瓶中所處的營養級不同
D．B瓶更不穩定的原因是不含非生物的物質和能量
A　[B瓶不提供光照，即由于沒有不斷輸入生態系統中的能量，導致只能消耗封閉系統中的有機物和有機物中的能量，致使B瓶中有機物的量越來越少，A正確；B瓶不提供光照，其他成分與A瓶相同，故所形成的食物鏈相同，B錯誤；浮游藻類和水草都為生產者，都是通過光合作用固定太陽能，從而輸入生態系統中，都為第一營養級，C錯誤；B瓶更不穩定的原因是由于沒有不斷輸入生態系統中的能量，導致只能消耗封閉系統中的有機物和有機物中的能量，D錯誤。]
(三十三)性引誘劑誘殺害蟲
1．昆蟲性外激素和性引誘劑
性外激素又稱性信息素或性誘素，是由同種昆蟲某種性別(大多是雌性昆蟲分泌)的特殊分泌器官分泌于體外，擴散于周圍環境中的微量化學物質。這些化學物質經過空氣或某種媒介傳遞到同種異性個體的感受器(主要位于觸角)，能引誘異性昆蟲前來交尾。人類利用性外激素的這一功能，人工合成具有相同作用的性引誘劑，進行誘殺昆蟲。
2．性引誘劑誘殺的原理
性引誘劑并不是用化學物質的毒性直接殺死昆蟲，而是打亂其交配，改變種群性別比例，然后降低出生率，達到殺蟲的目的。是利用昆蟲(動物)之間的通訊達到誘殺效果。
3．性引誘劑誘殺害蟲的意義
防治效果良好，減少化學殺蟲劑的使用，降低生產成本，取得了良好的經濟、生態和社會效益。
[對點訓練]
1．(2023·汕頭高三檢測)中科院康樂院士團隊通過分析飛蝗的體表和糞便揮發物，發現了飛蝗群聚信息素——4 乙烯基苯甲醚(4VA)。4VA能夠響應蝗蟲種群密度的變化，并隨著種群密度增加而增加，利用基因編輯技術獲得飛蝗OR35蛋白缺失突變體，發現其觸角和錐形感覺神經的生理反應顯著降低，對4VA的響應行為喪失。下列相關敘述正確的是(　　)
A．飛蝗幼蟲活動能力強，可用標記重捕法調查種群密度
B．4VA通過負反饋方式調節蝗蟲種群密度，以維持生態系統的相對穩定
C．OR35可能是4VA的特異性受體
D．用人工合成的4VA誘殺蝗蟲屬于化學防治
C　[飛蝗幼蟲活動能力弱、活動范圍小，因此可利用樣方法調查飛蝗幼蟲的種群密度，A錯誤；4VA能夠響應蝗蟲種群密度的變化，并隨著種群密度增加而增加，說明4VA讓蝗蟲聚集，然后種群數目增多，又反過來使得4VA增多，再吸引更多的蝗蟲，為正反饋調節，B錯誤；利用基因編輯技術獲得飛蝗OR35缺失突變體，發現其對4VA的響應行為喪失，據此可推測合成的OR35蛋白可能為信息素4VA的特異性受體，C正確；利用人工合成的4VA誘殺蝗蟲的防治方法屬于生物防治，D錯誤。]
2．(2022·漳州高三檢測)多數植物遭到昆蟲蠶食時會分泌茉莉酸，啟動抗蟲反應，如分泌殺蟲物質、產生吸引昆蟲天敵的揮發物質等。煙粉虱能合成Bt56蛋白，該蛋白會隨煙粉虱唾液進入植物，抑制茉莉酸啟動抗蟲反應，使煙粉虱數量迅速增長。下列敘述錯誤的是(　　)
A．植物產生揮發物質吸引昆蟲天敵體現了信息傳遞調節種間關系的功能
B．植食性昆蟲以植物為食和植物抗蟲反應是共同進化的結果
C．利用植物分泌的殺蟲物質來防治煙粉虱屬于化學防治
D．Bt56基因表達被抑制的煙粉虱在寄主植物上的數量增長比未被抑制的對照組慢
C　[植物產生揮發性物質，如吸引昆蟲天敵的揮發性物質，可以吸引天敵捕食昆蟲，這體現了化學信息傳遞調節種間關系的功能，A正確；由于任何一個物種都不是單獨進化的，因此，植食性昆蟲以植物為食和植物抗蟲反應是長期共同進化的結果，B正確；利用植物分泌的殺蟲物質來防治煙粉虱屬于生物防治，C錯誤；Bt56蛋白隨煙粉虱唾液進入植物，抑制茉莉酸啟動的抗蟲反應，使煙粉虱數量迅速增長，若Bt56基因表達被抑制的煙粉虱在寄主植物上的數量增長會減少，而Bt56基因表達未被抑制的煙粉虱在寄主植物上的數量會增加，D正確。]
1．(2022·湖南卷，8)稻－蟹共作是以水稻為主體、適量放養蟹的生態種養模式，常使用燈光誘蟲殺蟲。水稻為蟹提供遮蔽場所和氧氣，蟹能攝食害蟲、蟲卵和雜草，其糞便可作為水稻的肥料。下列敘述正確的是(　　)
A．該種養模式提高了營養級間的能量傳遞效率
B．采用燈光誘蟲殺蟲利用了物理信息的傳遞
C．硬殼蟹(非蛻殼)攝食軟殼蟹(蛻殼)為捕食關系
D．該種養模式可實現物質和能量的循環利用
B　[能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，該模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率，A錯誤；生態系統的物理信息有光、聲、溫度、濕度、磁力等，采用燈光誘蟲殺蟲利用了光，是物理信息的傳遞，B正確；捕食關系是指群落中兩個物種之間的關系，硬殼蟹(非蛻殼)和軟殼蟹(蛻殼)屬于同一物種，兩者之間的攝食關系不屬于捕食，C錯誤；生態系統中的能量傳遞是單向的，不能循環利用，D錯誤。]
2．(2022·河北卷，12)關于生態學中的穩定與平衡，敘述錯誤的是(　　)
A．穩定的種群具有穩定型年齡組成，性別比例為1∶1，個體數就達到K值
B．演替到穩定階段的群落具有相對不變的物種組成和結構
C．相對穩定的能量流動、物質循環和信息傳遞是生態系統平衡的特征
D．資源的消費與更新保持平衡是實現可持續發展的重要標志
A　[穩定的種群在年齡組成穩定、性別比例為1∶1時，能否達到K值，還要看環境條件是否發生變化，A錯誤；群落演替到相對穩定后，構成群落的物種組成是動態平衡的，物種組成和結構相對不變，B正確；生態系統的功能包括物質循環、能量流動和信息傳遞，生態系統保持相對穩定具有功能平衡的特征，故相對穩定的物質循環、能量流動、信息傳遞是生態系統平衡的特征，C正確；資源的消費與更新保持平衡是實現可持續發展的重要標志，D正確。]
3．(2022·海南卷，5)珊瑚生態系統主要由珊瑚礁及生物群落組成，生物多樣性豐富。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．珊瑚蟲為體內蟲黃藻提供含氮物質，后者為前者提供有機物質，兩者存在互利共生關系
B．珊瑚生態系統具有抵抗不良環境并保持原狀的能力，這是恢復力穩定性的表現
C．對珊瑚礁的掠奪式開采會導致珊瑚生態系統遭到破壞
D．珊瑚生態系統生物多樣性的形成是協同進化的結果
B　[珊瑚蟲為蟲黃藻提供含氮物質，蟲黃藻為珊瑚蟲提供有機物質，兩者長期共同生活在一起，相互依存，彼此有利，為互利共生關系，A正確；珊瑚生態系統具有抵抗不良環境并保持原狀的能力，這是抵抗力穩定性的表現，B錯誤。]
4．(多選)(2022·河北卷，18)某林場對林下無植被空地進行開發，采用了“上層林木＋中層藤本藥材＋下層草本藥材＋地表藥用真菌”的立體復合種植模式。下列敘述正確的是(　　)
A．林、藤、草和真菌等固定的太陽能是流入該生態系統的總能量
B．該模式改變了生態系統物質循環的渠道
C．該模式提高了生態系統的抵抗力穩定性
D．該模式利用群落的垂直結構提高了群落利用環境資源的能力
CD　[生產者固定的太陽能是流入生態系統的總能量，真菌不屬于生產者，A錯誤；該生態系統中物質循環的渠道依然是經過生物群落(食物鏈，食物網)和非生物群落的光合作用和呼吸作用(分解作用)，B錯誤；該模式增加了物種多樣性，增加了消費者的生存空間，從而使食物鏈和食物網更加復雜，提高了生態系統的抵抗力穩定性，C正確；該模式利用群落的垂直結構提高了群落利用環境資源的能力，D正確。]
5．(2022·河北卷，22)中國丹頂鶴的主要繁殖地在扎龍自然保護區，其主要越冬棲息地為蘇北地區。人類在丹頂鶴棲息地分布點及周圍的活動使其棲息地面積減小、生境破碎化。調查結果顯示，蘇北地區丹頂鶴越冬種群數量1991～1999年均值為873只，2000～2015年均值為642只；丹頂鶴主要越冬棲息地中的沼澤地和鹽田相關指標的變化見下表。回答下列問題：
棲息 地類型 棲息地面積(km2) 斑塊數(個) 斑塊平均面積(km2)
1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年
沼澤地 1502 916 752 427 426 389 3.51 2.15 1.93
鹽田 1155 1105 1026 98 214 287 11.79 5.17 3.57
(1)斑塊平均面積減小是生境破碎化的重要體現。據表分析，沼澤地生境破碎化是________導致的，而鹽田生境破碎化則是________導致的。
(2)在蘇北地區，決定丹頂鶴越冬種群大小的三個種群數量特征是__________________。
(3)生態系統的自我調節能力以____________機制為基礎，該機制的作用是使生態系統的結構和功能保持____________。沼澤生態系統受到破壞后物種數量減少，生態系統自我調節能力________。
(4)丹頂鶴的食性特征、種群數量及動態等領域尚有很多未知的生態學問題，可供科研工作者研究。丹頂鶴的這種價值屬于__________。
答案　(1)人類活動　鹽田的開采　(2)出生率、死亡率、遷入率　(3)負反饋調節　相對穩定　下降　(4)直接價值
解析　(1)分析數據可知，從1995～2015年，沼澤地棲息面積逐漸減小，斑塊數量下降，斑塊平均面積下降，可能是人類活動導致的；而鹽田的棲息地面積先下降后上升，斑塊數上升，斑塊平均面積下降，很有可能是因為鹽田的開采導致鹽田生境破碎化。
(2)決定種群數量大小的是出生率、死亡率、遷入率和遷出率，根據題干信息可知，丹頂鶴的“主要繁殖地在扎龍自然保護區，主要越冬棲息地為蘇北地區”，所以在蘇北地區，決定丹頂鶴越冬種群大小的三個種群數量特征是出生率、死亡率、遷入率。
(3)生態系統的自我調節能力是以負反饋調節為基礎的，該調節機制能使生態系統的結構和功能保持相對穩定的狀態。沼澤生態系統受到破壞后物種數量減少，營養結構趨于簡單，自我調節能力就下降。
(4)對生態系統起重要調節作用的價值(生態功能)屬于間接價值，丹頂鶴的食性特征、種群數量及動態等領域尚有很多未知的生態學問題，屬于間接價值；但是用于科研研究的屬于直接價值。

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