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第30讲 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性-【备战一轮】最新高考生物一轮复习优质课件
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这是一份第30讲 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性-【备战一轮】最新高考生物一轮复习优质课件，共60页。PPT课件主要包含了高考生物一轮复习策略，生态系统的物质循环，生态系统的信息传递，生态系统的稳定性，碳循环，大气中CO2库，生产者，分解者，消费者，化石燃料等内容，欢迎下载使用。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。 4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
（2）群落与非生物环境间：
（1）无机环境中的存在形式：
3.进入生物群落的途径
4.碳在生物群落内传递的途径
生产者的光合作用、化能合成作用
5.碳返回非生物环境的途径
①生产者、消费者的呼吸作用
7.海洋对碳循环的调节
海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。
如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能 及时进入大气。
②具有全球性
①循环往复运动
CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。
注意：海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环 及生态环境有何影响？
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
森林、草原等植被遭到大面积破坏。
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
极地和高山冰川加速融化
对人类和其他生物的生存构成威胁
减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率。提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
1.下图为碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分， 下列叙述正确的是（ ）
碳循环是指二氧化碳 在甲与丙之间不断循 环的过程
B. 乙在该生态系统中均 处于第二营养级
C. 甲、乙、丙共同组成生物群落D. 生物X不可能不具有细胞核，生物Y不可能含有线粒体
组成生物体的 等基本元素，在不断进行着从 到 ，又从 的循环过程。
C、H、O、N、P、S
C、H、O、N、P、S等基本元素
①具有全球性(生物地球化学循环)
②循环性(反复利用，循环流动)
3.物质循环在农业方面的应用
物质在生态系统中循环往复运动的特点，对改进农业生产方式 有多方面的启示。
稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环
大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助
鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果
4.分解者和消费者在物质循环中的作用
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的 重要一环。
生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。
1.图1中，A为生产者，B为大气中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CO2库，B、D、F为消费者， C为分解者。
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 环境浓度的现象。
②人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
①重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3.生物富集的物质的特点
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；②必须是生物体能够______的且 的；③在生物代谢过程中是____________的。
4.生物富集的主要途径
5.生物富集现象的特点
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
（2）有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高。
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
四、物质循环与能量的区别与联系
主要以有机物中化学能形式
主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式)
沿食物链（网）单向流动(开放型)
在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型)
各营养级间(生物群落)
单向流动，逐级递减(能量来自于太阳)
全球性、循环性(物质由地球提供)
能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解 等过程。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动； 能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之 间循环往返。
生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环， 才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行， 相互依存，不可分割。
五、探究土壤微生物的分解作用
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。(2)分解者的作用是将环境中的_______分解为_______，其分解速度与环境中的______、水分等生态因子相关。
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
2.野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（ ）A.种植此类草本植物可以减少水土流失B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
3.下列关于生态系统中的物质循环的说法错误的是（ ）A.生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环B.生态系统的物质循环发生在种群和无机环境之间C.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D.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环E.从物质循环的角度看， 人体内碳元素的根本来源是大气中的CO2F.科考人员在南极发现了某些有害农药， 此现象说明生态系统的物质循环具有全球性的特点
DNA→mRNA→蛋白质
通常将 的 、 、 、 与 等 称作信息。
生态系统中的 ，以及它们 都有信息的 与 ，能够形成 ，即信息流。
一、生态系统中信息传递的范围、过程及特点
不包括细胞内及细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。
信息受体（信息接收的生物或部位）
如动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素）等
二、生态系统中信息传递的范围、过程及特点
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
（2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内， 也发生在不同生物之间。
例如：犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃 提醒犀牛附近有危险情况
（3）多数情况下，信息传递为双向的。
二、生态系统中信息的种类
自然界中的 等，通过 传递的信息，称为物理信息。
光、声、温度、湿度、磁场
可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
① 动物的眼、耳、皮肤等② 植物的叶、芽及细胞中的特殊物质（光敏色素等）
在生命活动中，生物产生一些可以 。
生物体的 或 。
①植物的生物碱、有机酸等代谢产物
③昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
动物的 ，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即生物的 可以体现为行为信息。
非生物环境或生物个体或群体
①多数情况下，信息传递为双向的；②三种信息都可以来源于动物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；③信息传递可以发生在生物与非生物环境之间，可以发生在同种生物之间，可以发生在不同生物之间
三、信息传递在生态系统中的作用及举例
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波；②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发；③动物的换毛现象受光信息的刺激。
2.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。
①在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定 长度时，植物才能开花；②昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配。
3.信息还能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
①当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以开始采食的信息；②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音 作出反应，以追捕猎物，兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲 避猎捕。
四、信息传递在农业生产中的应用
1. 提高农畜产品的产量
2.对有害动物进行控制
①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物；
②利用信息素诱捕有害动物，降低害虫种群密度；
③还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配， 使有害动物的繁殖力下降。
生态系统的三大功能比较
想一想，生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？
差异主要有以下方面：（1）物质循环和能量流动借助于食物链进行；信息传递不依赖于食物链，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。（2）能量流动的特点是单向流动，物质是可循环利用的，但信息传递往往是双向的，且不能循环利用。
①作用迅速②短期效果明显
①会使害虫的抗药性增强②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡③污染环境
①无污染②见效快，效果好
①费时费力②对体型很小的害虫无法实施
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）
往往是双向的（也有单向）
生态系统中各营养级之间（生物群落中）
生物之间，生物与非生物环境之间
①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。
生态系统的结构
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。
1.安徽农业大学科研人员研究发现,茶园中茶树在受到害虫侵害时会释放信号物质顺-3-己烯醇,该物质一方面可吸引害虫天敌前来捕食害虫,另一方面可传达信号给周围的茶树,未受害茶树接收到该信号后,就会提前激发自身的防御响应。下列相关叙述错误的是( )A.茶树释放的顺-3-己烯醇能够调节生物的种间关系B.该茶园中信息传递的方向是茶树→茶树、茶树→害虫天敌C.外源喷施一定量的顺-3-己烯醇可提高茶树防御害虫的能力D.一片茶园可以是一个生态系统,该生态系统中时刻存在着物质循环和能量流动
2.利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性害虫以干扰害虫繁殖, 该防治方法属化学防治（ ）3.利用音响设备发出信号诱捕有害动物属于机械防治（ ）
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。
生态系统各组分保持相对稳定
生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质 总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
3.生态平衡的调节机制——负反馈调节
在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
负反馈调节在生态系统中 ，是生态系具备 的基础。
使生态系统常常远离稳态，对生态平衡有极大破坏作用。
二、生态系统稳定性的两种类型
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。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
抵抗力稳定性、恢复力稳定性
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。
黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
（抵抗干扰，维持原状）
一般来说，生态系统中的 ，食物网越 ，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
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。
（遭到破坏，恢复原状）
例如：森林局部火灾后， 仍能逐步恢复原状。
（2）与抵抗力稳定性的关系
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其 与 是不一样的。
河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。
如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！
生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱→恢复力稳定性越高
生态系统稳定性的4个易混点①生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。②生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。③强调“生态系统稳定性高低”时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，因为二者一般呈负相关。④抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析：某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系
同时存在，作用相反，共同维持生态系统稳定
结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？
营养结构 ；
自我调节能力 。
抵抗力稳定性 ；
恢复力稳定性 。
特例：北极苔原生态系统
生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。
环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！
生态系统稳定性的数学模型
1.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。
在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
2.S表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，S值大，说明抵抗力稳定性____，反之，抵抗力稳定性____；如受到相同干扰时，草原生态系统的S值____热带雨林生态系统。
3.T表示恢复到原状态所需的时间，T值大，说明恢复力稳定性____，反之，恢复力稳定性____。
4.曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数 （TS）, TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越_____。
三、提高生态系统稳定性的措施
1.提高生态系统的稳定性的意义
（1）可以持续不断地满足人类生活所需。
（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
2.提高生态系统的稳定性的措施
①控制对生态系统干扰的程度，在不超过生态系统自我调节能力 的范围内，合理适度地利用生态系统。
②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、 能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
农田生态系统单一，需要不断
已经建造了“三北” 防护林
在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
沙土在下，含腐殖质较多的土在上
依据生物生活习性合理放置
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射
放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
防止外界生物或非生物因素的干扰
①为光合作用提供光能；
缸内储备一定量的空气.
防止水温过高导致水生植物死亡
（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容 包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判 别）及基质变化等；（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了 解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系 统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸 中生态系统稳定性差异的原因。
1.生态缸中的生物只能存活一段时间，虽然生态缸中生态系统 成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差；2.人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，不同 的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间有长有短。
★生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件:
②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。
①源源不断的能量输入;
(即不同营养级生物之间的比例是否合适)
3.若要在该生态瓶中添加小动物，则应注意各营养级生物之间 的合适比例，试从能量流动的角度分析。
能，该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合作用、呼吸作用、分解作用等生理过程实现各元素的循环利用。
生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱。
1.在一定时间范围内,小生态瓶内能不能进行碳、氧、氮、磷等 元素的循环利用，原因是什么?
2.为什么简易生态瓶的抵抗力稳定性很低?
1.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的 净化作用示意图。
请据图回答下列问题。(1)在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么?
藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。
(2)在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么?
有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。
(3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?
藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。
(4)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流, 对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么?
河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
2.下图是人们设想的宇宙飞船生态系统模式图， 以下叙述不正确的是( )A.图中b、c、d可表示宇航员所需食 物、氧气和水等生活资源B.精心设计的密封飞船作为一个 独立的生态系统，不需要外界 物质和能量供应C.分解罐的分解产物e可以向藻类植物提供多种无机盐和二氧化碳D.该生态系统营养结构简单、自我调节能力差，需宇航员进行调控
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。 4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
（2）群落与非生物环境间：
（1）无机环境中的存在形式：
3.进入生物群落的途径
4.碳在生物群落内传递的途径
生产者的光合作用、化能合成作用
5.碳返回非生物环境的途径
①生产者、消费者的呼吸作用
7.海洋对碳循环的调节
海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
当大气中二氧化碳含量增加，水圈中的二氧化碳含量也随之增加。
如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能 及时进入大气。
②具有全球性
①循环往复运动
CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。
注意：海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。
思考：如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环 及生态环境有何影响？
能量主要以光的形式到达地球，其中大部分最后以红外线的形式从地球再辐射出去。在大气层中， CO2对光辐射没有阻挡，但是能吸收红外线并阻挡红外线通过，就像温室的玻璃顶罩一样，能量进入容易出去难。
森林、草原等植被遭到大面积破坏。
化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放。
极地和高山冰川加速融化
对人类和其他生物的生存构成威胁
减少二氧化碳排放：开发新能源，减少化石燃料燃烧。增加二氧化碳的吸收和固定量：大力植树种草，提高森林覆盖率。提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。
1.下图为碳循环示意图，甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分， 下列叙述正确的是（ ）
碳循环是指二氧化碳 在甲与丙之间不断循 环的过程
B. 乙在该生态系统中均 处于第二营养级
C. 甲、乙、丙共同组成生物群落D. 生物X不可能不具有细胞核，生物Y不可能含有线粒体
组成生物体的 等基本元素，在不断进行着从 到 ，又从 的循环过程。
C、H、O、N、P、S
C、H、O、N、P、S等基本元素
①具有全球性(生物地球化学循环)
②循环性(反复利用，循环流动)
3.物质循环在农业方面的应用
物质在生态系统中循环往复运动的特点，对改进农业生产方式 有多方面的启示。
稻田的水给鱼提供生长环境，鱼可吃害虫，排泄物可为水稻提供有机肥，鱼和水稻形成了一个无公害的生物微循环
大棚里，既养鱼又种菜，不影响产量还能节水节肥，实现养鱼不换水，种菜不施肥的神奇效果。鱼帮菜、菜帮鱼，和谐互助
鸭子可吃掉水稻叶片上害虫及虫卵，粪便可作有机肥料，其在水里游动，加快水稻对养分吸收，也改良了土壤通透性，达到了生态高效种植效果
4.分解者和消费者在物质循环中的作用
土壤中的微生物能够分解有机物，这是物质循环过程中的 重要一环。
生态系统中的消费者能够加快物质的循环过程。
1.图1中，A为生产者，B为大气中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CO2库，B、D、F为消费者， C为分解者。
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 环境浓度的现象。
②人工合成的有机物: 如DDT、六六六等。
①重金属: 如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
3.生物富集的物质的特点
①在环境和生物体中存在形式是比较______的；②必须是生物体能够______的且 的；③在生物代谢过程中是____________的。
4.生物富集的主要途径
5.生物富集现象的特点
导致生物富集的有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
（2）有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高。
进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。
1952年，日本5万多只猫集体跳海自尽
2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控
四、物质循环与能量的区别与联系
主要以有机物中化学能形式
主要以无机物形式(群落和非生物环境间主要以CO2的形式)
沿食物链（网）单向流动(开放型)
在无机环境与生物群落之间循环往返(封闭型)
各营养级间(生物群落)
单向流动，逐级递减(能量来自于太阳)
全球性、循环性(物质由地球提供)
能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解 等过程。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动； 能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之 间循环往返。
生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环， 才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行， 相互依存，不可分割。
五、探究土壤微生物的分解作用
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌、呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中的成分为_______。(2)分解者的作用是将环境中的_______分解为_______，其分解速度与环境中的______、水分等生态因子相关。
土壤进行处理，排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂
对土壤高温处理（灭菌）
对土壤不做任何处理（自然状态）
相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂
土壤微生物对落叶有分解作用
不能加热烘干，会导致土壤理化性质发生改变，可将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中1小时灭菌
土壤微生物能分解淀粉吗？
土壤中是否含有分解淀粉的微生物
A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液
B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
2.野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（ ）A.种植此类草本植物可以减少水土流失B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
3.下列关于生态系统中的物质循环的说法错误的是（ ）A.生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环B.生态系统的物质循环发生在种群和无机环境之间C.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D.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环E.从物质循环的角度看， 人体内碳元素的根本来源是大气中的CO2F.科考人员在南极发现了某些有害农药， 此现象说明生态系统的物质循环具有全球性的特点
DNA→mRNA→蛋白质
通常将 的 、 、 、 与 等 称作信息。
生态系统中的 ，以及它们 都有信息的 与 ，能够形成 ，即信息流。
一、生态系统中信息传递的范围、过程及特点
不包括细胞内及细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。
信息受体（信息接收的生物或部位）
如动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素）等
二、生态系统中信息传递的范围、过程及特点
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
（2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内， 也发生在不同生物之间。
例如：犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃 提醒犀牛附近有危险情况
（3）多数情况下，信息传递为双向的。
二、生态系统中信息的种类
自然界中的 等，通过 传递的信息，称为物理信息。
光、声、温度、湿度、磁场
可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
① 动物的眼、耳、皮肤等② 植物的叶、芽及细胞中的特殊物质（光敏色素等）
在生命活动中，生物产生一些可以 。
生物体的 或 。
①植物的生物碱、有机酸等代谢产物
③昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
动物的 ，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即生物的 可以体现为行为信息。
非生物环境或生物个体或群体
①多数情况下，信息传递为双向的；②三种信息都可以来源于动物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；③信息传递可以发生在生物与非生物环境之间，可以发生在同种生物之间，可以发生在不同生物之间
三、信息传递在生态系统中的作用及举例
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波；②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发；③动物的换毛现象受光信息的刺激。
2.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。
①在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定 长度时，植物才能开花；②昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配。
3.信息还能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
①当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以开始采食的信息；②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音 作出反应，以追捕猎物，兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲 避猎捕。
四、信息传递在农业生产中的应用
1. 提高农畜产品的产量
2.对有害动物进行控制
①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物；
②利用信息素诱捕有害动物，降低害虫种群密度；
③还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配， 使有害动物的繁殖力下降。
生态系统的三大功能比较
想一想，生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？
差异主要有以下方面：（1）物质循环和能量流动借助于食物链进行；信息传递不依赖于食物链，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。（2）能量流动的特点是单向流动，物质是可循环利用的，但信息传递往往是双向的，且不能循环利用。
①作用迅速②短期效果明显
①会使害虫的抗药性增强②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡③污染环境
①无污染②见效快，效果好
①费时费力②对体型很小的害虫无法实施
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）
往往是双向的（也有单向）
生态系统中各营养级之间（生物群落中）
生物之间，生物与非生物环境之间
①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。
生态系统的结构
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。
1.安徽农业大学科研人员研究发现,茶园中茶树在受到害虫侵害时会释放信号物质顺-3-己烯醇,该物质一方面可吸引害虫天敌前来捕食害虫,另一方面可传达信号给周围的茶树,未受害茶树接收到该信号后,就会提前激发自身的防御响应。下列相关叙述错误的是( )A.茶树释放的顺-3-己烯醇能够调节生物的种间关系B.该茶园中信息传递的方向是茶树→茶树、茶树→害虫天敌C.外源喷施一定量的顺-3-己烯醇可提高茶树防御害虫的能力D.一片茶园可以是一个生态系统,该生态系统中时刻存在着物质循环和能量流动
2.利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性害虫以干扰害虫繁殖, 该防治方法属化学防治（ ）3.利用音响设备发出信号诱捕有害动物属于机械防治（ ）
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。
生态系统各组分保持相对稳定
生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质 总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
生产者在一定时间内制造的可供其他生物利用的量，处于比较稳定的状态。
这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？
3.生态平衡的调节机制——负反馈调节
在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
负反馈调节在生态系统中 ，是生态系具备 的基础。
使生态系统常常远离稳态，对生态平衡有极大破坏作用。
二、生态系统稳定性的两种类型
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。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
抵抗力稳定性、恢复力稳定性
当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡遭破坏。
黄土高原经过几百年的掠夺式开发，植被破坏造成水土流失，成为一片荒山秃岭。
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
（抵抗干扰，维持原状）
一般来说，生态系统中的 ，食物网越 ，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
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。
（遭到破坏，恢复原状）
例如：森林局部火灾后， 仍能逐步恢复原状。
（2）与抵抗力稳定性的关系
生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其 与 是不一样的。
河流受到轻微的污染时，能通过自身净化（如物理沉降、化学分解和微生物分解），可以很快恢复到接近原来的状态。
如果被有毒物质重度污染，自身的净化作用已不足以消除大部分有毒物质，恢复力稳定性被破坏，恢复原状的时间漫长，难度极大！
生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高
生物种类越少、营养结构越简单→自我调节能力越弱→恢复力稳定性越高
生态系统稳定性的4个易混点①生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。②生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。③强调“生态系统稳定性高低”时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，因为二者一般呈负相关。④抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析：某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。
抵抗力稳定性和恢复力稳定性与生态系统复杂程度的关系
同时存在，作用相反，共同维持生态系统稳定
结构简单的生态系统，抵抗力稳定性一定低，恢复力稳定性一定高吗？
营养结构 ；
自我调节能力 。
抵抗力稳定性 ；
恢复力稳定性 。
特例：北极苔原生态系统
生产者主要是地衣，其他生物直接或间接依靠地衣生活。地衣大面积破坏，生态系统会崩溃。
环境恶劣地带的生态系统(北极冻原、荒漠)，往往恢复力稳定性和抵抗力稳定性都比较弱！
生态系统稳定性的数学模型
1.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。
在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
2.S表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，S值大，说明抵抗力稳定性____，反之，抵抗力稳定性____；如受到相同干扰时，草原生态系统的S值____热带雨林生态系统。
3.T表示恢复到原状态所需的时间，T值大，说明恢复力稳定性____，反之，恢复力稳定性____。
4.曲线与正常范围之间所夹的面积作为总稳定性的定量指数 （TS）, TS越大，说明这个生态系统的总稳定性越_____。
三、提高生态系统稳定性的措施
1.提高生态系统的稳定性的意义
（1）可以持续不断地满足人类生活所需。
（2）能够使人类生活与生产的环境保持稳定。
2.提高生态系统的稳定性的措施
①控制对生态系统干扰的程度，在不超过生态系统自我调节能力 的范围内，合理适度地利用生态系统。
②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、 能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
农田生态系统单一，需要不断
已经建造了“三北” 防护林
在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。
用玻璃板和粘胶制作生态缸的框架
沙土在下，含腐殖质较多的土在上
依据生物生活习性合理放置
每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况
将生态缸放置在光线良好的散射光下，避免阳光直射
放几块有孔的假山石，作为小动物栖息场所，倒水
防止外界生物或非生物因素的干扰
①为光合作用提供光能；
缸内储备一定量的空气.
防止水温过高导致水生植物死亡
（1）设计一份观察记录表，定期观察，同时做好观察记录，内容 包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判 别）及基质变化等；（2）观察指标为：生态缸中生物的生存状况和存活时间，进而了 解生态系统稳定性及影响稳定性的因素；（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系 统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸 中生态系统稳定性差异的原因。
1.生态缸中的生物只能存活一段时间，虽然生态缸中生态系统 成分齐全，但其结构比较简单，自我调节能力差；2.人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，不同 的生态缸中生态系统维持其稳定性的时间有长有短。
★生态缸或瓶中生态系统要保持稳定，需要具备下列条件:
②具有生产者、消费者、分解者，且三者的数量应保持一定比例。
①源源不断的能量输入;
(即不同营养级生物之间的比例是否合适)
3.若要在该生态瓶中添加小动物，则应注意各营养级生物之间 的合适比例，试从能量流动的角度分析。
能，该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合作用、呼吸作用、分解作用等生理过程实现各元素的循环利用。
生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱。
1.在一定时间范围内,小生态瓶内能不能进行碳、氧、氮、磷等 元素的循环利用，原因是什么?
2.为什么简易生态瓶的抵抗力稳定性很低?
1.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的 净化作用示意图。
请据图回答下列问题。(1)在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么?
藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。
(2)在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么?
有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。
(3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?
藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。
(4)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流, 对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么?
河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。
2.下图是人们设想的宇宙飞船生态系统模式图， 以下叙述不正确的是( )A.图中b、c、d可表示宇航员所需食 物、氧气和水等生活资源B.精心设计的密封飞船作为一个 独立的生态系统，不需要外界 物质和能量供应C.分解罐的分解产物e可以向藻类植物提供多种无机盐和二氧化碳D.该生态系统营养结构简单、自我调节能力差，需宇航员进行调控
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