(江苏专版)202x版高考生物一轮复习 第四单元 第2讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性讲义(

第2讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性 ??? 1.生态系统中物质循环的基本规律及其应用C 2.生态系统中的信息传递A

3.生态系统的稳定性B

考点一 生态系统的物质循环

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1．判断下列有关说法的正误

(1)物质循环和能量流动是两个独立的过程(×)

(2)生物群落内部碳元素的传递就是碳循环(×)

(3)碳元素在生物群落内部以CO 2形式循环(×)

(4)无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用(√)

(5)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环(×)

(6)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(×)

(7)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(√)

2．连线碳循环的相关内容

3．据碳循环过程模式图填空

(1)请写出图中标号的名称：

①呼吸作用，②光合作用，③摄食，④呼吸作用，⑤燃烧，⑥分解作用。

(2)循环形式：CO2(CO2含碳有机物)。

(3)碳在无机环境和生物群落之间的传递只有生产者与无机环境之间是双向的，而其他各成分之间均是单向的。

[师说考点·解疑难]

1．碳循环过程

(1)碳循环及存在形式：

①在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。

②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。

③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。

(2)碳出入生物群落的途径：

①碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。

②碳返回无机

环境的途径??? 生产者、消费者的呼吸作用分解者的分解作用实质是呼吸作用化石燃料的燃烧

(3)温室效应的产生原因：

①化石燃料的大量燃烧，产生大量CO2。

②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。2．物质循环与能量流动的关系

项目

能量流动物质循环(以碳循环为例)

形式太阳能→化学能→热能无机物→有机物特点单向流动、逐级递减全球性、循环性

范围生态系统各营养级生物圈(全球性)

联系同时进行、相互依存，不可分割：

①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解

②物质是能量沿食物链(网)流动的载体

③能量是物质在生态系统中往复循环的动力

图示

[研透考情·备高考]

考向一碳循环的过程及特点

1．如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是( )

A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足

B．a是消费者，c是生产者，碳在各成分间以CO2的形式循环

C．对e过度开发利用会打破生物圈中碳平衡

D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体

解析：选B 生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足；a是消费者，c是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式流动，在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环；e为化石燃料，若对此过度开发利用会打破生物圈中的碳平衡；能量是物质循环的动力，物质是能量的载体。

2．(2018·浙江选考)某生态系统碳循环的部分示意图如下：

回答下列问题：

(1)图中的字母________表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季________冬季。

(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的________和C 的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量________整个生物群落排放的CO2量。

(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为______________，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→”A、取消“→E→”D、________。

解析：(1)根据图中箭头指向及试题信息可判断A代表生产者、B代表消费者、C代表分解者、D代表大气中的CO2、E代表化石燃料。大气中的CO2含量有明显的季节变化和昼夜变化，夏季光合作用比较强，所以夏季大气中的CO2含量比冬季低。(2)生产者和消费者中的碳有一部分通过细胞呼吸进入大气。在群落演替的过程中，生产者吸收的CO2大于整个生物群落排放的CO2量。(3)若将图修改为生态系统的能量流动图，则图中D将表示为非生物环境，生物不能利用热能，所以取消D到A的箭头。

答案：(1)D 低于(2)呼吸作用大于

(3)非生物环境取消D“→”A

[方法规律] 巧辨图形判断参与碳循环的四种成分

判断的关键是找到具有双向箭头的两种成分，然后再逐步分析，得出答案。图示及方法如下：

①图1——先根据双向箭头确定A和B应为生产者或大气中CO2库，再由多个内指箭头可判断B为大气中CO2库(不能写“无机环境”)，再根据A→D，C→D，确定D为分解

者，剩下的C为消费者。

②图2——根据A与C之间的双向箭头及C有多个内指箭头判断：A和C分别是生产者和大气中CO2库。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。

③图3——首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气中CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。

考向二物质循环与能量流动的关系及应用

3．下列关于生态系统的说法，错误的是( )

A．生态系统的生产者固定的太阳能是流经该系统的总能量

B．在生态系统中，物质循环是生态系统能量流动的载体

C．植物光合作用固定的碳与植物呼吸作用释放的碳基本相等

D．能量在相邻两个营养级之间的传递效率的大小是由这两个营养级的同化量决定的解析：选C 生态系统的生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量；在生态系统中，物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力；在一个稳定的生态系统中，植物光合作用固定的碳与该系统中所有生物呼吸作用释放的碳基本相等；相邻两个营养级之间的能量传递效率＝下一营养级的同化量/本营养级的同化量×100%。

4．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．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动

B．能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返

C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量

D．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的

解析：选C 生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。

5．如图是某农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述错误的是( )

A．微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量

B．多途径利用农作物可提高该系统中能量的传递效率

C．沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用

D．食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓是该生态系统中的分解者

解析：选B 流经该生态系统的能量是生产者固定的太阳能总量，因此微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量；多途径利用农作物，可提高能量利用率，不能提高能量的传递效率；沼渣、沼液还田可以促进物质循环利用；营腐生生活的食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓都是该生态系统中的分解者。

[归纳拓展] 辨析能量传递效率与能量利用效率

(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。

(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人类可利用部分的能量(即流入目标环节的能量)占生产者能量的比值。如通过建“沼气池”等实现废物资源化，就是提高了能量利用效率。

考点二生态系统的信息传递

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1．判断下列有关说法的正误

(1)信息可来源于无机环境或生物，传递方向均为双向(×)

(2)鸟类鸣叫属于行为信息(×)

(3)草原返青时，“绿色”为食草动物提供信息体现了信息传递起调节种间关系的作用(√)

(4)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递(×)

(5)生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利(×)

(6)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于化学信息(√)

(7)生态系统中的负反馈由生物种类间的数量变化引起，与信息传递无关(×)

2．对下面生态系统信息传递的实例分类

①花椒树上的刺②昆虫的性外激素③孔雀开屏④鸟类的鸣叫声所发出的信息⑤猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息⑥蜜蜂的舞蹈行为⑦某些植物花朵的颜色、形状等给传粉昆虫的信息⑧生物代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗生素等⑨有些候鸟的迁徙，在夜间是靠天空中的星座来确定方位的⑩鼬遇到危险时，由肛门排出有强烈恶臭味的气体，起到报警和防御的功能

以上各项属于物理信息的是①④⑦⑨；属于化学信息的是②⑤⑧⑩；属于行为信息的是③⑥。(填序号)

3．连线信息的种类、特点、来源及实例

4．据信息传递的模型图填空

(1)信息的来源：生物或无机环境。

(2)信息传递的范围：存在于生态系统的各种成分之间，包括生物和生物之间、生物与无机环境之间的信息传递。

(3)信息传递特点：往往是双向传递的。

[题组练透·过考点]

题组一信息传递的种类、特点、作用及应用

1．(2018·海南高考)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是( )

A．小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息

B．小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息

C．小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息

D．激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息

解析：选D 小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打是动物的特殊行为，能够对于同种或异种生物传递某种信息，属于行为信息，激怒小鸟的信息是直接来自镜子中的“小鸟”的物理和行为信息。

2．下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是( )

A．生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物

B．植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息

C．动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息

D．牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草不利

解析：选C 生态系统中的信息不仅可来自于生物群落中的各种生物，还可来自于无机环境，例如湿度、光照等；生态系统的信息传递，可发生在同一物种的不同个体之间或不同物种之间，而植物激素在植物体内起作用不属于生态系统中信息传递范围；动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息；一定限度内，食草动物吃草有利于草的更新与分蘖，这对牧草的生长和发育是有利的。

[方法规律] 判断生态系统信息类型的方法

(1)从信息传播的途径判断：涉及声音、颜色、温度等物理因素，可判断为物理信息；涉及的信息载体为化学物质，可判断为化学信息；涉及特殊行为，可判断为行为信息。

(2)从文字表述的着重点判断：孔雀开屏如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。鸟类或其他动物报警，若通过声音(如叫声)则属于物理信息，若通过特殊的动作(突然飞起)则属于行为信息。

题组二信息传递与生态系统其他功能的综合

3．下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则下图甲、乙、丙可依次表示( )

A．能量流动、碳的循环、信息传递

B．能量流动、信息传递、碳的循环

C．碳的循环、能量流动、信息传递

D．信息传递、能量流动、碳的循环

解析：选C 图甲表示生态系统中的碳循环，图乙表示生态系统的能量流动，图丙体现双向性，因此为信息传递。

4．(2018·全国卷Ⅲ)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是( )

A．趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者

B．黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息

C．黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度

D．黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目

解析：选B 昆虫以植物或微小动物等为食，属于农田生态系统的消费者；黑光灯传递的光，是通过物理过程传递的信息，属于物理信息；对于具有趋光性的昆虫，可运用黑光灯诱捕的方法调查其种群密度，此外还可运用此方法探究该农田趋光性昆虫的物种数目。

[归纳拓展] 信息传递与能量流动、物质循环的关系

项目

区别

联系来源途径特点范围

能量

流动

太阳能

(主要)食物链

(网)

单向流动、

逐级递减

生物群落

共同把生

态系统各

组分联系

成一个统

一整体，调

节生态系

统的稳定性物质

循环

生态

系统

循环流动、

全球性

生物圈

信息

传递

生物或

无机环境

多种

途径

单向或

双向

生物与生物

之间；生物

与环境之间

考点三生态系统的稳定性

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1．判断下列有关叙述的正误

(1)生物多样性高有利于提高生态系统的自我调节能力(√)

(2)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高(×)

(3)一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高(×)

(4)农田生态系统抵抗力稳定性较弱，但其恢复力稳定性较强(√)

(5)河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属恢复力稳定性(×)

(6)极地苔原由于物种组成单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低(√)

2．连线生态系统稳定性的种类、含义与营养结构的关系

3．判断生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系

图示中能正确表示抵抗力稳定性和恢复力稳定性与营养结构复杂程度关系的是①。(填图序号)

4．识图填空

右图是生态系统稳定性大小变化曲线，两条虚线之间的部分表示

生态系统功能的正常范围，当受到外界干扰时就偏离正常范围，偏离

值为T，生态系统遭到破坏后恢复到正常范围所需的时间为S。思考

并完成下列各题：

(1)生态系统的主要功能有物质循环、能量流动和信息传递。

(2)图中T值大小可作为生态系统抵抗力稳定性的定量指标。森林生态系统与草原生态系统相比，T值较大的是草原生态系统。

(3)图中S值大小可以作为生态系统恢复力稳定性的定量指标。森林生态系统与草原生态系统相比，S值较大的是森林生态系统。

(4)对同一个生态系统来说，T值和S值之间呈负相关(填“呈正相关”“负相关”或“无关”)；从图示可知，生态系统具有自我调节的能力，从而使生态系统功能维持在正常的范围内，这种调节方式属于负反馈调节。

(5)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为衡量总稳定性的指标，这一面积越大，即TS越大，则说明这个生态系统的总稳定性越弱。

[题组练透·过考点]

题组一生态系统稳定性及其基础的分析

1．地球上各种不同类型的生态系统具有不同的自我调节能力。与农田、草原、冻原等生态系统相比较，热带雨林的自我调节能力特点是( )

A．种群数量调节能力强，抵抗外界干扰能力弱

B．分解力弱，生产力强

C．抵抗力稳定性强，而恢复力稳定性弱

D．能量流动速度快，物质循环速度慢

解析：选C 与农田、草原、冻原等生态系统相比较，热带雨林的组成成分最复杂，自我调节能力强，抵抗力稳定性强，而恢复力稳定性弱；热带雨林中生产者、消费者和分解者的数量均较农田、草原、冻原等生态系统多，故生产力强，分解力也强；能量流动和物质循环是同时进行、紧密联系的，森林生态系统的物质循环和能量流动速度都较快。

2．(2018·海南高考)对于一个结构和功能处于恢复过程中的生态系统，下列推论错误的是( )

A．适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复

B．随着生物多样性的提高，系统的自我调节能力增强

C．恢复后的生态系统，其结构和功能可接近受损前的状态

D．生物多样性提高后，某营养级的能量可全部流入下一营养级

解析：选D 由于该生态系统处于恢复过程中，结构和功能不甚完善，所以适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复；生物多样性是生态系统自我调节能力的基础，生态系统中物种丰富度越高，其自我调节能力越强；恢复生态主要是恢复生态系统的自我调节能力和生物的适应性，充分依靠生态系统自身的能力，辅以物质和能量的投入，从而尽快使生态系统的结构和功能恢复到(或接近)受干扰前的状态；无论生物多样性高与低，某营养级的能量

不可能全部流入下一营养级。

[归纳拓展] 对生态系统稳定性的理解

(1)结构的相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示：

(2)功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出也保持相对平衡。

(3)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。

(4)生态系统的自我调节能力的两条途径：

①通过净化作用：物理沉降、化学分解、微生物的分解是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。

②通过营养结构：生态系统的营养结构具有反馈调节机制，如在森林生态系统中，通过负反馈调节来抵抗外界干扰，维持自身稳定。

题组二抵抗力稳定性和恢复力稳定性及其关系

3．下列事例中，属于恢复力稳定性的是( )

A．由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害

B．当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化

C．乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故

D．一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态

解析：选D A项为生态系统稳定性被破坏后对自然环境的影响；B、C项均表现为“抵抗干扰、保持原状”，故为抵抗力稳定性；D项表现为“遭到破坏，恢复原状”，故为恢复力稳定性。

4.如图为某一生态系统稳定性图解，对此理解错误的是

( )

A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性

B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性

C．恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关