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2025届高考 一轮复习 人教版 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性 课件(多选版)
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这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性 课件(多选版)，共60页。PPT课件主要包含了全球性，循环往复，种养结合，CO2，含碳有机物，CO2和碳酸盐，2碳循环途径，光合作用，化能合成作用，呼吸作用等内容，欢迎下载使用。
考点一 生态系统的物质循环
【精梳·攻教材】一、物质循环1.物质循环概念:
C、H、O、N、P、S
【名师点睛】 物质循环概念解读(1)能够在生物群落和非生物环境之间循环的是各种化学元素,不是化学物质。(2)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上最大的生态系统——生物圈,因此物质循环具有全球性。
2.碳循环:(1)碳的存在形式与循环形式:
(3)碳循环的过程:【名师点睛】 碳循环的易错分析(1)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的,只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。(2)CO2不仅存在于大气中,在海洋等水环境中也大量存在,并且大气中的CO2和水圈中的CO2可以相互流动。
3.物质循环与能量流动的关系:
二、生物富集1.生物富集的概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或__________的化合物,使其在机体内浓度______环境浓度的现象。2.生物富集的过程:(1)途径:___________。(2)实例——铅的富集过程:
3.生物富集的特点:(1)最终积累在食物链______。(2)________。【名师点睛】 生物富集特点营养级越高的生物,体内富集的重金属或者难分解污染物的积累量越多,跟能量金字塔正好相反。
【辨·清易错】1.生态系统的碳循环指的是CO2在非生物环境和生物群落中的往复循环。( )分析:碳循环指碳元素在非生物环境和生物群落中往复循环。2.与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等。( )3.碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。( )分析:生物和生物之间传递的形式是含碳有机物。4.碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用,导致了温室效应现象的出现。( )分析:温室效应出现的主要原因是化石燃料的大量燃烧。
5.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集,营养级越高,浓度也越高。( )6.土壤微生物能够分解土壤中的有机物,促进物质循环,它们属于生态系统的分解者。( )7.物质是能量流动的载体,能量流动是物质循环的动力,二者相互依存不可分割。( )
【写·练表达】 1.(选择性必修2 P63“与社会的联系”拓展)化石燃料的开采和使用大大增加了__________的排放,加剧了__________,引起________气候变化。2.(选择性必修2 P63“相关信息”延伸)DDT不易分解,易溶于脂肪并积累在动物______中,很难被排出体外,因此会____________________,使高营养级的生物体内含有较高浓度的DDT,科学家在南极的企鹅体内发现了DDT的存在,说明DDT参与了__________,并具有________这一特点。
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】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”、 _____________。 聚焦考查点:碳循环模型分析。
【解析】(1)题图显示,A、B、C、E均有箭头指向D,说明D表示大气中的CO2。由于许多因素的影响,特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛,使夏季大气中CO2的含量低于冬季。(2)CO2被生产者吸收,通过光合作用转变成体内的含碳有机物进入生物群落,再被图中的A所示的生产者、B所示的消费者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化石燃料的燃烧,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,则随着演替的进行,生物的种类和数量,特别是生产者的种类和数量逐渐增多,因此生产者吸收的CO2量大于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的含义改为非生物环境,其他字母及文字代表的含义不变。因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动,所以还需要修改之处有:增加“光→A”、取消“→E→D”、取消“D →A”。
【破解策略】“模型法”分析常见物质循环(1)“三看法”快速判断:
(2)模式图常见形式分析:
【易错分析】碳元素进入不同生物的方式不同(1)生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素,碳元素通过生产者进入生态系统。(2)消费者通过摄食生产者和低营养级的消费者来获取碳元素。(3)分解者通过分解生产者的遗体残骸和消费者的粪便、遗体残骸来获取碳元素。
【精练·提能力】1.(多选)(2024·唐山模拟)如图为某生态系统的碳循环示意图,图中汉字为生态系统的组成成分,字母表示丙中的部分生物,数字代表生理过程。下列分析正确的是( )A.碳元素在群落中的生物之间主要以CO2的形式进行流动B.丁为分解者,该生态系统中的分解者主要是腐生细菌和真菌,也有腐食性动物等C.图中生物B灭绝,短时间内生物D的数量一定减少D.图中①为生产者的呼吸作用,③为分解者的分解作用
【解析】选B、D。碳元素在群落中的生物之间主要以含碳有机物的形式进行流动,A错误;题图为某生态系统的碳循环示意图,乙、丙、丁都有箭头指向甲,故甲为大气中的 CO2 库,乙与甲双向箭头,故乙为生产者,乙、丙都有箭头指向丁,故丁为分解者,则丙为消费者。丁为分解者,生态系统中的分解者包括营腐生生活的生物,主要是腐生细菌和真菌,也有腐食性动物等,B正确;D的食物来源有两条途径:A→B→D和A→D,若题图中生物B灭绝,则生物A的能量直接传递到生物D(食物链缩短),故短时间内生物D的数量可能会增加,C错误;题图中的甲为大气中的 CO2 库,乙为生产者,丙为消费者,丁为分解者,故①为生产者的呼吸作用,③为分解者的分解作用,D正确。
【易错警示】物质循环和能量流动的两个易错点(1)生态系统的物质循环发生在生物群落与非生物环境之间,不要忽视分解者的作用。(2)区分能量传递效率和能量利用率:能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,不要认为是相邻两个营养级之间个体数量的比值;在一个生态系统中,食物链越短,能量利用率越高,而传递效率却不能改变。
2.莹蚊的幼虫生活在水中。为了防治莹蚊,人们在某湖泊长期喷洒杀虫剂DDT。该杀虫剂在生物体内很难降解,使用初期效果显著,后期效果下降,停用后检测该湖泊水体和几种生物体内的DDT浓度,结果如表所示。下列叙述正确的是( )A.表中数据表明DDT存在生物富集现象,所列生物中C所处营养级最低B.DDT进入环境便参与生态系统的物质循环,其循环过程与碳循环过程相同C.该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境D.DDT的使用导致莹蚊幼虫产生抗药性突变
【解析】选A。由于DDT很难分解,因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累增加,C含有DDT的量最少,可能是最低营养级,故所列生物中C所处营养级最低,A正确;碳循环是元素在生物群落和无机环境之间循环往复,由于DDT很难分解,因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累增加,其循环过程与碳循环过程不相同,B错误;该湖泊生态系统的结构是指组成生态系统的成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网),C错误;莹蚊幼虫本身就存在抗药性突变,DDT只是对抗药性突变起选择作用,D错误。
【加固训练】1.(2024·南通模拟)如图表示生态系统中硫循环的部分过程,相关叙述错误的是( )A.硫循环是指硫元素在生物群落和非生物环境之间循环往复流动B.过程①②代表的生理过程分别是光合作用和呼吸作用C.过程③中硫元素主要以含硫有机物的形式流动D.植树造林可吸收大气中SO2,体现了生物多样性的间接价值
2.(2023·南宁模拟)碳足迹是指人类在生产生活中直接或间接排放CO2和其他温室气体的总量。我国将采取有力政策和措施,于2030年前达到“碳达峰”,力争2060年前实现“碳中和”,实现温室气体相对“零排放”。下列相关叙述错误的是( )A.“碳中和”是指生产者的CO2吸收量等于所有生物的CO2释放量B.人类在农业上通过增强光照来提高农作物光合速率,会使碳足迹相对减小C.工业生产上的碳足迹增大是造成温室效应的一个重要原因D.植树造林和寻找新的清洁能源将助力于我国早日实现碳中和目标
【解析】选A。“碳中和”并不是指生产者的CO2吸收量等于所有生物的CO2释放量,因为化石燃料的燃烧也会产生二氧化碳,“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等,实现二氧化碳的零排放,A错误。人类在农业上通过增强光照来提高农作物光合速率,可为人类提供更多的有机物,会使碳足迹相对减小,B正确。碳足迹是指一个人或一个团体碳耗费量,是测量某个国家或地区的人口消耗能源而产生的二氧化碳排放对环境影响的一种指标。工业生产上的碳足迹增大是造成温室效应的一个重要原因,C正确。碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳的“零排放”,植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标,D正确。
3.生物富集作用是指通过生态系统中食物链或食物网的各营养级,使某些污染物在生物体内逐步聚集的趋势。如图表示某条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量,其中甲、乙、丙、丁4种生物各自只占一个营养级,且构成一条食物链。下列叙述正确的是( )A.甲可能为分解者,能将有机物分解成无机物被绿色植物再利用B.乙为次级消费者,其粪便中含有的能量是上一营养级同化量的一部分C.丙为生产者,其同化的能量去向有以热能形式散失和流向下一营养级甲D.通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律
【解析】选D。分解者不参与食物链的组成,A错误;乙为初级消费者,B错误;丙为三级消费者,C错误;由于污染物随着食物链中营养级别的升高在生物体内逐步聚集,通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律,D正确。
4.湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。图1为某总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。回答下列问题:(1)图1说明了__________。该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为4 800只。当燕鸥的种群密度为___只/hm2时,其种群增长速率最大。湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感,当日照时间达到一定长度时才会开花,这说明________________离不开信息的传递。 【解析】(1)图1说明营养级越高,有害物质含量越高,即图中显示了生物富集作用。种群增长速率最大时,种群数量一般为K/2,即环境容纳量的一半。所以当燕鸥的种群密度为4 800÷600÷2=4只/hm2时,其种群增长速率最大。湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感,开花是一种繁殖行为,当日照时间达到一定长度时才会开花,这说明生物种群的繁衍离不开信息的传递。
4.湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。图1为某总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。回答下列问题:(2)在分析图2中“水生植物→草鱼→野鸭”食物链时,测得一年中流经野鸭的能量为20千焦,流经草鱼的能量为1 000千焦,有同学认为这不符合能量流动10%～20%的传递效率。你是否同意他的观点并陈述理由: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【解析】(2)食物链和食物网为生态系统的营养结构。10%～20%指的是营养级之间的能量传递效率,不是生物之间的。草鱼还有部分能量流入鹭,野鸭体内能量也不仅仅来自草鱼,还有来自其他食物的部分,与营养级间的能量传递效率不矛盾,因此不同意。
不同意。10%～20%指的是营养级之间的能量传递效率,不是生物
之间的。草鱼还有部分能量流入鹭,野鸭体内能量也不仅仅来自草鱼,还有来自其他食物的部
分,与营养级间的能量传递效率不矛盾
4.湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。图1为某总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。回答下列问题:(3)该湿地在某个时期由于污染物大量排放导致生态环境遭到破坏,说明______________________________________。 修复后的湿地到处充满生机,阳光正好,微风徐来,“草色青青,散发着阵阵清香”。青草传递给食草昆虫的信息属于____________信息。
生态系统的自我调节能力是有一定限度的
【解析】(3)该湿地在某个时期由于污染物大量排放导致生态环境遭到破坏,说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。修复后的湿地到处充满生机,阳光正好,微风徐来,“草色青青,散发着阵阵清香”,青草的颜色,同时散发阵阵清香(化学物质),因此青草传递给食草昆虫的信息属于物理和化学信息,同时能说明生态系统的信息传递能调节种间关系,维持生态系统的稳定。
考点二 生态系统的信息传递
【精梳·攻教材】一、信息的种类、特点、来源及实例(连线)
二、信息传递在生态系统中的作用及实例
三、信息传递在农业生产中的应用1.提高__________的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,就可以提高果树的__________和结实率。2.对__________进行控制。如利用____________诱捕或警示有害动物,降低害虫的__________。【名师点睛】 信息传递知识拓展(1)生态系统中的信息来源于生物和非生物环境。(2)生态系统的信息传递的范围不包括细胞之间的传递。(3)生态系统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。信息传递的方向一般是双向的。
【辨·清易错】 1.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的功能,传递的渠道都是食物链和食物网。( )分析:物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的,信息传递不是。2.变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。( )分析:变色龙变化体色与周围环境一致,是一种保护色,主要是对其天敌隐蔽自己的存在。3.当食草动物看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的信息传递功能。( )4.信息可来源于非生物环境或生物,传递方向往往是双向的。( )
5.羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。( )6.在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。( )分析:鸣叫声属于物理信息。【写·练表达】 1.(选择性必修2 P70“思考·讨论”)莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光才能萌发,说明__________________________________。2.(选择性必修2 P71正文拓展)狼能依据兔留下的气味去捕食后者,兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕,这说明________________________________________________________。
生命活动的正常进行,离不开信息传递
信息能调节生物的种间关系,进而
维持生态系统的平衡与稳定
【精练·提能力】1.生态系统的信息包括物理、化学和行为信息,下列对信息传递的描述错误的是( )A.花香引蝶、老马识途和心猿意马属于化学信息B.蜜蜂跳“圆圈舞”和“8字摆尾舞”属于行为信息C.生物种群的繁衍离不开信息的传递D.生态系统中的信息传递往往是双向的【解析】选A。花香引蝶中气味属于化学信息,老马识途可能通过气味或对地形的记忆,属于化学信息和物理信息,心猿意马属于心理活动,不属于生态系统的信息传递,A错误;蜜蜂跳“圆圈舞”和“8字摆尾舞”属于行为信息,B正确;信息传递在种群中的作用有利于生物种群的繁衍,C正确;生态系统中信息传递往往是双向的,但也有单向的,D正确。
提升·关键能力——解决问题判断生态系统信息传递种类的方法
2.(多选)(2024·邢台模拟)种子萌发是火烧后植被更新和恢复的主要途径。有研究发现火烧过程产生的热、光和烟信号可能打破某些植物种子的休眠,提高萌发率。相关叙述正确的是( )A.火烧后植被恢复的过程,属于群落的次生演替B.火烧产生的光、热属于生态系统的物理信号C.适当火烧促进种子萌发,体现了信息传递能调节生物种间关系的功能D.生态系统的信息传递可发生在生物之间以及生物与无机环境之间
【解析】选A、B、D。原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替是次生演替,故火烧后植被的恢复过程,属于群落的次生演替,A正确;生态系统中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息,属于物理信息,故火烧产生的光、热属于生态系统的物理信号,B正确;适当火烧促进种子萌发,但不属于两种生物之间的信息传递,故不能体现信息传递能调节生物种间关系的功能,C错误;生态系统的信息传递可以是单向的,也可以是双向的,可发生在生物之间以及生物与无机环境之间,D正确。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修2 P70“思考·讨论”改编)根据提供的资料,回答问题。资料1 海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。它们可使用频率超过100 kHz 的超声波进行“回声定位”。资料2 莴苣等植物的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长。资料3 植物开花需要光信息刺激;许多昆虫的雌雄个体凭借信息素而相互识别、完成交配,保证种群的延续。资料4 当烟草植株受到蛾幼虫攻击后,能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质,白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者,夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾,使它们不能在植物叶片上停留产卵。
(1)上述四个资料中,生物之间的信息传递类型分别是______________________________________________________________________________________________________________________。 (2)根据资料1和资料2分析,信息传递的功能有__________________________________________。 (3)根据资料3告诉我们,种群的繁衍________________。 (4)资料4中的化学物质能够将________________________(生物类群)联系起来。由此说明信息传递在群落和生态系统水平上,发挥的作用是________________________________________________________。
资料1涉及了物理信息(声信
息)。资料2涉及了物理信息(光信息)。资料3涉及了物理信息(光信息)、化学信
息。资料4涉及了化学信息
生物个体正常的生命活动离不开
烟草、蛾和蛾幼虫的天敌
种间关系,进而维持生态系统的平衡和稳定
【解析】(1)超声波、光属于物理信息,信息素、挥发的化学物质属于化学信息。(2)如果没有信息传递,海豚的生活、捕食难以进行;莴苣等植物种子的萌发生长等活动,离开信息传递不能正常进行。这些都说明了生物个体正常的生命活动离不开信息传递。(3)通过信息传递,植物才能开花,雌雄个体才能相互识别、交配,这样才能保证种群的繁衍。(4)利用挥发的化学物质,可以将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌联系起来;由此说明信息传递可以调节种间关系,进而维持生态系统的平衡和稳定。
【加固训练】1.农场中种植着粮食作物、果树,饲养着家禽、家畜等。运用生态系统信息传递的原理,可以有效提高农畜产品的产量。下列措施不属于此项原理的是( )A.圈养家畜,散养家禽B.施放过量的性引诱剂,干扰害虫的正常交尾C.延长家禽的光照时间,提高产蛋率D.人工控制作物光周期,达到早熟、高产的目的
【解析】选A。生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息。圈养家畜、散养家禽是为了减少能量的消耗,并非生态系统的信息传递,A 符合题意;为干扰害虫的正常交尾施放的性引诱剂为化学信息,B 不符合题意;延长家禽的光照时间和人工控制作物光周期都是利用的物理信息,C、D 不符合题意。
2.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。小鸟啄击扑打的动作传递的信息为行为信息,A正确;激怒小鸟的信息来自镜子发出的光,所以小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息,B正确;小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打,就是因为小鸟把镜子传递的信息当作了来自入侵者的信息,C 正确;激怒小鸟的信息来自镜子发出的光,属于物理信息,D错误。
考点三 生态系统的稳定性
【精梳·攻教材】一、生态平衡与生态系统的稳定性1.生态系统的稳定性:
2.提高生态系统稳定性的措施:(1)应控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统______________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,应给予相应的____________投入,保证生态系统内部结构与功能的______。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较:
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性与营养结构的复杂程度的关系:(1)二者一般呈负相关,如图所示,a为________稳定性,b为________稳定性。(2)______________的大小与营养结构的复杂程度呈正相关;______________的大小与营养结构的复杂程度呈负相关。
三、设计制作生态缸,观察其稳定性1.实验原理:(1)依据生态系统的基本原理,将生态系统的__________进行组织。(2)在设计时要考虑系统内组分及________之间的合适比例。人工生态系统的稳定性是__________,也可能是短暂的。2.实验结果:生态缸中虽然成分齐全,生产者、消费者和分解者之间可以进行__________和__________,但由于生态缸中的生态系统极为简单,______________极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被______。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
【辨·清易错】1.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力的基础。( )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。( )分析:一般情况下,一个生态系统的抵抗力稳定性高,恢复力稳定性就低。3.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越强。( )4.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。( )
5.河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性。( )分析:河流轻度污染后的恢复属于抵抗力稳定性,火灾后的草原恢复属于恢复力稳定性。6.一个生态系统的抵抗力稳定性很低,则恢复力稳定性一定很高。( )分析:荒漠生态系统,抵抗力稳定性差,恢复力稳定性也差。
【写·练表达】1.(选择性必修2 P73“问题探讨”延伸)紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖,在入侵地却能疯长蔓延,导致入侵地生态平衡遭到破坏的原因是:__________________________________________________________。2.(选择性必修2 P78“探究·实践”拓展)设计和制作生态缸时,需要考虑的生态系统的各组分成分有____________________________________________。
很强,而且在入侵地没有天敌等制约因素
生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如图所示。(1)同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲____。 (2)同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B点______。 (3)若甲生态系统的干扰强度增大,则C点______。 (4)乙生态系统到达B点后________(填“一定”或“不一定”)有新物种产生。 聚焦考查点:生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系。
【解析】(1)由题图可知,甲、乙两个生态系统受到同等强度的干扰后,与乙相比,甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长,波动范围大,说明甲的抵抗力稳定性低,乙的抵抗力稳定性高。(2)同等强度的干扰下,若乙生态系统的干扰提前,其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前,即B点左移。(3)若甲生态系统的干扰强度增大,则恢复原状所需要的时间延长,即C点右移。(4)乙生态系统在恢复原状后,只是物种数目增加到跟原先大致相当的水平,不一定有新物种产生。
【破解策略】模型法分析抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标,y越大说明抵抗力稳定性越弱;反之,抵抗力稳定性越强。例如,热带雨林与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状所需的时间,x越大,表示恢复力稳定性越弱;反之,恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,说明这个生态系统的总稳定性越低。
【易错警示】生态系统稳定性的四个易混点(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关,还与生物的个体数量有关。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)抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关。在某些特殊生态系统中,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低,如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。(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,如河流轻度污染后的净化;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。
【精练·提能力】1.为助力“美丽乡村”建设,科研人员依据如图对某地富营养化水体实施生态恢复,先后向水体引入以藻类为食的某些贝类,引种芦苇、香蒲等水生植物,以及放养滤食性鱼类等。经过一段时间,水体基本实现了“水清”“景美”“鱼肥”的治理目标。下列有关叙述错误的是( )A.治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有一定限度B.浮床植物能吸收水体中的有机污染物,有效修复水体污染C.引种芦苇、香蒲既可吸收水中的无机盐,又能遮光抑制藻类生长繁殖D.生态浮床的净化水质作用,体现了生物多样性的间接价值
【解析】选B。生态系统具有一定的自我调节能力,故其具有一定的稳定性,但治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有一定限度,A正确;植物不能直接吸收利用水体中的有机物,B错误;芦苇、香蒲属于挺水植物,由于其茎叶部分高出水面,因此它们能够更充分地利用光照,因此引种二者既可吸收水中的无机盐,又能遮光抑制藻类生长繁殖,与藻类植物形成了种间竞争关系,C正确;间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值,生态浮床的净化水质作用,体现了生物多样性的间接价值,D正确。
2.(多选)(2023·连云港模拟)自然生态系统都属于开放系统,开放系统如果具有调节其功能的反馈机制,该系统就成为控制论系统。要使反馈系统能起控制作用,系统应具有某个理想的状态或置位点,系统就能围绕置位点而进行调节,下列说法正确的是( )A.任何自然生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充以维持正常功能B.生态系统具有负反馈调节机制使得其能保持自身的生态平衡C.生态系统围绕其置位点的调节能力是有一定限度的D.一般来说,生态系统中生物个体数量越多,其自我调节能力越强
【解析】选A、B、C。流经生态系统的总能量一般是生产者固定的太阳能总量(有的生态系统还需外源能量的投入),生态系统存在能量散失,任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以维持生态系统的正常功能,A正确;生态平衡反映生态系统的稳定性,这是通过负反馈调节机制实现的,该机制是生态系统具有自我调节能力的基础,B正确;一般情况下,生态系统中各种生物的数量和所占的比例是相对稳定的,这说明生态系统具有一定的自我调节能力,但这种调节能力是有一定限度的,当外界因素的干扰超过了这种限度时,生态系统就会遭到破坏,C正确;一般来说,生态系统中组成成分越多,营养结构越复杂,其自我调节能力越强,D错误。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修2 P77“拓展应用”改编)某江南水乡小城,曾经是一派小桥、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,在下游洗澡洗衣,河水的水质一直保持良好。回答以下问题。(1)当地百姓在河流中淘米洗菜,洗澡洗衣,但河水仍能保持清澈的原因是______________________________________________________________________________________________________。 这体现了生态系统具有________稳定性。
可以通过自身物理沉降、化学分解和微生物的分解来消除污染,从而使生态系统
保持原状,河水仍能保持清澈
【解析】(1)生态系统具有一定的自我调节能力,虽然当地百姓在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河流会受到轻微污染,但是河流可以通过自身物理沉降、化学分解和微生物的分解来消除污染,从而使生态系统保持原状,河水仍能保持清澈。这体现了生态系统具有抵抗力稳定性。
(2)如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。①在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是__________________________________________________________________。 ②在该河流的BC段上,藻类大量繁殖的主要原因是______________________________________________________________。 ③水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是___________________________________________________________________________。 (3)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流,将会导致水生生物的大量死亡,会使__________________遭到破坏。
藻类数量减少,需氧细菌
大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗
有机物分解后形成大量的
藻类通过光合作用释放氧气;有机物
减少,需氧细菌数量下降,对溶解氧的消耗量减少
【加固训练】1.(2023·太原模拟)稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下,生态系统的结构和功能可能发生大规模、持续和突然的变化,导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。其转换过程可用如图“球-杯模型”解释,小球位于“山顶”代表稳态转换的临界点。下列有关叙述错误的是( )A.若小球到达临界点前又重新回到谷底,说明此生态系统具有抵抗力稳定性B.“野火烧不尽,春风吹又生”说明草原生态系统发生了稳态转换C.生态系统由稳态1转变为稳态2后,生态系统的营养结构将变简单D.识别生态系统的稳态转换临界点,有利于维持生态平衡
【解析】选C。抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统的生物种类的多少和营养结构的复杂程度。生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高;而恢复力稳定性则是生态系统被破坏后恢复原状的能力,恢复力稳定性的大小和抵抗力稳定性的大小往往存在着相反的关系。小球到达临界点前又重新回到谷底,说明生态系统具有抵抗干扰、保持原状的能力,即具有一定的抵抗力稳定性,A正确。“野火烧不尽,春风吹又生”,野火过后,草原生态系统可恢复稳态,说明草原生态系统发生了稳态转换,B正确。从生态系统由稳态1转变为稳态2后,即生态系统发生稳态转换后,生态系统的营养结构不一定会变简单,也可能变复杂,C错误。识别生态系统的稳态转换临界点,可及时采取相应措施,有利于维持生态平衡,D正确。
2.为了恢复某退化林场的生态环境,当地政府实施了“禁伐令”,并引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等,使林场成为了温度适宜、负氧离子含量高的“天然大棚”,既带来了生态效益,又为群众带来了经济效益。请回答下列问题:(1)食用菌属于该生态系统组成成分中的________。在林场中引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等后,林场动物种群的类型也会逐渐增加,这是由于______________________________________________________。 【解析】(1)食用菌是真菌,可利用植物体中的能量,营腐生生活,属于生态系统中的分解者。在林场中引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等后,林场动物种群的类型也会逐渐增加,这是由于植物种类增加,为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。
植物种类增加,为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件
(2)“禁伐令”实施后,林场生态环境逐步恢复,此过程中发生的群落演替类型是__________,判断理由是__________________________________________。 该林场生态系统的抵抗力稳定性有所提高,原因是________________________________________________。 (3)生态系统物种丰富度高,有利于维持生态系统的稳定性。为了能更好地维持该林场生态系统的稳定性,请结合所学知识提出两点建议: _____________________________________________________________。
人工林场的形成有土壤条件和一定的生物基础
该林场物种丰富度高,营养
结构复杂,自我调节能力强
干扰的程度,对其利用要适度,适当地增加生物种类
【解析】(2)“禁伐令”实施后,林场生态环境逐步恢复,此过程中发生的群落演替类型是次生演替,因为次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替,如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。该林场生态系统的抵抗力稳定性有所提高,原因是生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。(3)提高生态系统的稳定性,一方面要控制对生态系统的干扰强度,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;另一方面,对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调,比如适当地增加生物种类。
【感悟高考】1.(2023·湖北选择考)胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下,添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,降低丙二醛和H2O2含量,有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是( )A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用B.在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降C.通过生物富集作用,镉能沿食物链传递到更高营养级D.在镉的胁迫下,苦草能通过自身的调节作用维持稳态
【解析】选D。本题考查环境容纳量、生物富集作用。水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,所以能缓解H2O2对苦草的氧化作用,A正确;环境容纳量取决于生物所生存的环境,在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降,B正确;镉属于重金属,能够通过生物富集作用,沿食物链传递到更高营养级,C正确;胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件,在镉的胁迫下,苦草不能通过自身的调节作用维持稳态,D错误。
2.(2021·天津等级考)富营养化水体中,藻类是吸收磷元素的主要生物,下列说法正确的是( )A.磷是组成藻类细胞的微量元素B.磷是构成藻类生物膜的必要元素C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物D.生态系统的磷循环在水生生物群落内完成【解析】选B。P是组成细胞的大量元素,A项错误;生物膜的元素组成有C、H、O、N、P,P是构成生物膜的必要元素,B项正确;ATP的元素组成是C、H、O、N、P,淀粉的元素组成是C、H、O,C项错误;生态系统的物质循环是发生在生物群落和无机环境之间,D项错误。
3.(2022·河北选择考)关于生态学中的稳定与平衡,叙述错误的是( )A.稳定的种群具有稳定型年龄组成,性别比例为1∶1,个体数就达到K值B.演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构C.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D.资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志【解析】选A。K值是在自然环境不受破坏的情况下,在一定空间中所能容纳的某个种群数量的最大值,此时性别比例不一定为1∶1,A错误;群落演替到相对稳定阶段后,群落内物种组成和结构相对稳定,B正确;生态系统的稳定性包括结构和功能上的稳定,因此能量流动、物质循环和信息传递的相对稳定是生态系统稳定性的重要表现,C正确;资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志,D正确。
4.(2022·河北选择考节选)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区。人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示,苏北地区丹顶鹤越冬种群数量1991～1999年均值为873只,2000～2015年均值为642只;丹顶鹤主要越冬栖息地中的沼泽地和盐田相关指标的变化见表。
回答下列问题:(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,沼泽地生境破碎化是______________________导致的,而盐田生境破碎化则是________________导致的。 (2)在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是____________________________。 (3)生态系统的自我调节能力以____________机制为基础,该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持__________。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,生态系统自我调节能力______。
【解析】(1)从题表中可以看出,沼泽地斑块数的数量变化不是很明显,但栖息地面积在不断减小,从而造成斑块平均面积减小,引发生境破碎;盐田的栖息地面积无明显变化,但斑块数增加,从而导致生境破碎化。(2)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区,说明越冬时,丹顶鹤要迁徙到苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是种群密度、迁入率、迁出率。(3)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,通常生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性就越高,该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持相对稳定。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,抵抗力稳定性降低,所以生态系统自我调节能力减弱。
【预测高考】锁定新情境: 生态浮岛公园湖面上的“小绿岛”是生态浮岛景观,不仅有装点湖面景观的作用,更能改善水质环境。生态浮岛是多种生物生存繁衍的载体,针对富营养化的水质,利用生态工学原理,降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高,同时水质指标也得到有效的改善,特别是对藻类有很好的抑制效果。
基于核心素养的新考向:1.(结构与功能观)生态浮岛上的植物可供昆虫等栖息,下部植物根系形成鱼类和水生昆虫的栖息环境,这体现了群落的______结构。生态浮岛能有效抑制藻类生长,原因是浮岛上的植物竞争了藻类植物生长所需的环境因素是________和______。 2.(批判性思维)有些浮床上的植物能富集Cu、Cr等重金属,这些植物采收后________(填“适合”或“不适合”)做家畜饲料,原因是______________________。 3.(物质与能量观)在浮床上的“风车草→害虫A→蜻蜓”这条食物链中,蜻蜓属于________。风车草在适当光照和适宜的温度下才能开花,从信息传递意义分析,说明___________________________。 害虫A同化的能量除流向蜻蜓和未被利用外,还用于____________和______________。
考点一 生态系统的物质循环
【精梳·攻教材】一、物质循环1.物质循环概念:
C、H、O、N、P、S
【名师点睛】 物质循环概念解读(1)能够在生物群落和非生物环境之间循环的是各种化学元素,不是化学物质。(2)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上最大的生态系统——生物圈,因此物质循环具有全球性。
2.碳循环:(1)碳的存在形式与循环形式:
(3)碳循环的过程:【名师点睛】 碳循环的易错分析(1)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的,只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。(2)CO2不仅存在于大气中,在海洋等水环境中也大量存在,并且大气中的CO2和水圈中的CO2可以相互流动。
3.物质循环与能量流动的关系:
二、生物富集1.生物富集的概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或__________的化合物,使其在机体内浓度______环境浓度的现象。2.生物富集的过程:(1)途径:___________。(2)实例——铅的富集过程:
3.生物富集的特点:(1)最终积累在食物链______。(2)________。【名师点睛】 生物富集特点营养级越高的生物,体内富集的重金属或者难分解污染物的积累量越多,跟能量金字塔正好相反。
【辨·清易错】1.生态系统的碳循环指的是CO2在非生物环境和生物群落中的往复循环。( )分析:碳循环指碳元素在非生物环境和生物群落中往复循环。2.与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等。( )3.碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。( )分析:生物和生物之间传递的形式是含碳有机物。4.碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用,导致了温室效应现象的出现。( )分析:温室效应出现的主要原因是化石燃料的大量燃烧。
5.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集,营养级越高,浓度也越高。( )6.土壤微生物能够分解土壤中的有机物,促进物质循环,它们属于生态系统的分解者。( )7.物质是能量流动的载体,能量流动是物质循环的动力,二者相互依存不可分割。( )
【写·练表达】 1.(选择性必修2 P63“与社会的联系”拓展)化石燃料的开采和使用大大增加了__________的排放,加剧了__________,引起________气候变化。2.(选择性必修2 P63“相关信息”延伸)DDT不易分解,易溶于脂肪并积累在动物______中,很难被排出体外,因此会____________________,使高营养级的生物体内含有较高浓度的DDT,科学家在南极的企鹅体内发现了DDT的存在,说明DDT参与了__________,并具有________这一特点。
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】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”、 _____________。 聚焦考查点:碳循环模型分析。
【解析】(1)题图显示,A、B、C、E均有箭头指向D,说明D表示大气中的CO2。由于许多因素的影响,特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛,使夏季大气中CO2的含量低于冬季。(2)CO2被生产者吸收,通过光合作用转变成体内的含碳有机物进入生物群落,再被图中的A所示的生产者、B所示的消费者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化石燃料的燃烧,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,则随着演替的进行,生物的种类和数量,特别是生产者的种类和数量逐渐增多,因此生产者吸收的CO2量大于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的含义改为非生物环境,其他字母及文字代表的含义不变。因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动,所以还需要修改之处有:增加“光→A”、取消“→E→D”、取消“D →A”。
【破解策略】“模型法”分析常见物质循环(1)“三看法”快速判断:
(2)模式图常见形式分析:
【易错分析】碳元素进入不同生物的方式不同(1)生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素,碳元素通过生产者进入生态系统。(2)消费者通过摄食生产者和低营养级的消费者来获取碳元素。(3)分解者通过分解生产者的遗体残骸和消费者的粪便、遗体残骸来获取碳元素。
【精练·提能力】1.(多选)(2024·唐山模拟)如图为某生态系统的碳循环示意图,图中汉字为生态系统的组成成分,字母表示丙中的部分生物,数字代表生理过程。下列分析正确的是( )A.碳元素在群落中的生物之间主要以CO2的形式进行流动B.丁为分解者,该生态系统中的分解者主要是腐生细菌和真菌,也有腐食性动物等C.图中生物B灭绝,短时间内生物D的数量一定减少D.图中①为生产者的呼吸作用,③为分解者的分解作用
【解析】选B、D。碳元素在群落中的生物之间主要以含碳有机物的形式进行流动,A错误;题图为某生态系统的碳循环示意图,乙、丙、丁都有箭头指向甲,故甲为大气中的 CO2 库,乙与甲双向箭头,故乙为生产者,乙、丙都有箭头指向丁,故丁为分解者,则丙为消费者。丁为分解者,生态系统中的分解者包括营腐生生活的生物,主要是腐生细菌和真菌,也有腐食性动物等,B正确;D的食物来源有两条途径:A→B→D和A→D,若题图中生物B灭绝,则生物A的能量直接传递到生物D(食物链缩短),故短时间内生物D的数量可能会增加,C错误;题图中的甲为大气中的 CO2 库,乙为生产者,丙为消费者,丁为分解者,故①为生产者的呼吸作用,③为分解者的分解作用,D正确。
【易错警示】物质循环和能量流动的两个易错点(1)生态系统的物质循环发生在生物群落与非生物环境之间,不要忽视分解者的作用。(2)区分能量传递效率和能量利用率:能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,不要认为是相邻两个营养级之间个体数量的比值;在一个生态系统中,食物链越短,能量利用率越高,而传递效率却不能改变。
2.莹蚊的幼虫生活在水中。为了防治莹蚊,人们在某湖泊长期喷洒杀虫剂DDT。该杀虫剂在生物体内很难降解,使用初期效果显著,后期效果下降,停用后检测该湖泊水体和几种生物体内的DDT浓度,结果如表所示。下列叙述正确的是( )A.表中数据表明DDT存在生物富集现象,所列生物中C所处营养级最低B.DDT进入环境便参与生态系统的物质循环,其循环过程与碳循环过程相同C.该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境D.DDT的使用导致莹蚊幼虫产生抗药性突变
【解析】选A。由于DDT很难分解,因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累增加,C含有DDT的量最少,可能是最低营养级,故所列生物中C所处营养级最低,A正确;碳循环是元素在生物群落和无机环境之间循环往复,由于DDT很难分解,因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累增加,其循环过程与碳循环过程不相同,B错误;该湖泊生态系统的结构是指组成生态系统的成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网),C错误;莹蚊幼虫本身就存在抗药性突变,DDT只是对抗药性突变起选择作用,D错误。
【加固训练】1.(2024·南通模拟)如图表示生态系统中硫循环的部分过程,相关叙述错误的是( )A.硫循环是指硫元素在生物群落和非生物环境之间循环往复流动B.过程①②代表的生理过程分别是光合作用和呼吸作用C.过程③中硫元素主要以含硫有机物的形式流动D.植树造林可吸收大气中SO2,体现了生物多样性的间接价值
2.(2023·南宁模拟)碳足迹是指人类在生产生活中直接或间接排放CO2和其他温室气体的总量。我国将采取有力政策和措施,于2030年前达到“碳达峰”,力争2060年前实现“碳中和”,实现温室气体相对“零排放”。下列相关叙述错误的是( )A.“碳中和”是指生产者的CO2吸收量等于所有生物的CO2释放量B.人类在农业上通过增强光照来提高农作物光合速率,会使碳足迹相对减小C.工业生产上的碳足迹增大是造成温室效应的一个重要原因D.植树造林和寻找新的清洁能源将助力于我国早日实现碳中和目标
【解析】选A。“碳中和”并不是指生产者的CO2吸收量等于所有生物的CO2释放量,因为化石燃料的燃烧也会产生二氧化碳,“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等,实现二氧化碳的零排放,A错误。人类在农业上通过增强光照来提高农作物光合速率,可为人类提供更多的有机物,会使碳足迹相对减小,B正确。碳足迹是指一个人或一个团体碳耗费量,是测量某个国家或地区的人口消耗能源而产生的二氧化碳排放对环境影响的一种指标。工业生产上的碳足迹增大是造成温室效应的一个重要原因,C正确。碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳的“零排放”,植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标,D正确。
3.生物富集作用是指通过生态系统中食物链或食物网的各营养级,使某些污染物在生物体内逐步聚集的趋势。如图表示某条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量,其中甲、乙、丙、丁4种生物各自只占一个营养级,且构成一条食物链。下列叙述正确的是( )A.甲可能为分解者,能将有机物分解成无机物被绿色植物再利用B.乙为次级消费者,其粪便中含有的能量是上一营养级同化量的一部分C.丙为生产者,其同化的能量去向有以热能形式散失和流向下一营养级甲D.通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律
【解析】选D。分解者不参与食物链的组成,A错误;乙为初级消费者,B错误;丙为三级消费者,C错误;由于污染物随着食物链中营养级别的升高在生物体内逐步聚集,通过对食物链逐级富集过程的研究可认识污染物的迁移转化规律,D正确。
4.湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。图1为某总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。回答下列问题:(1)图1说明了__________。该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为4 800只。当燕鸥的种群密度为___只/hm2时,其种群增长速率最大。湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感,当日照时间达到一定长度时才会开花,这说明________________离不开信息的传递。 【解析】(1)图1说明营养级越高,有害物质含量越高,即图中显示了生物富集作用。种群增长速率最大时,种群数量一般为K/2,即环境容纳量的一半。所以当燕鸥的种群密度为4 800÷600÷2=4只/hm2时,其种群增长速率最大。湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感,开花是一种繁殖行为,当日照时间达到一定长度时才会开花,这说明生物种群的繁衍离不开信息的传递。
4.湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。图1为某总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。回答下列问题:(2)在分析图2中“水生植物→草鱼→野鸭”食物链时,测得一年中流经野鸭的能量为20千焦,流经草鱼的能量为1 000千焦,有同学认为这不符合能量流动10%～20%的传递效率。你是否同意他的观点并陈述理由: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【解析】(2)食物链和食物网为生态系统的营养结构。10%～20%指的是营养级之间的能量传递效率,不是生物之间的。草鱼还有部分能量流入鹭,野鸭体内能量也不仅仅来自草鱼,还有来自其他食物的部分,与营养级间的能量传递效率不矛盾,因此不同意。
不同意。10%～20%指的是营养级之间的能量传递效率,不是生物
之间的。草鱼还有部分能量流入鹭,野鸭体内能量也不仅仅来自草鱼,还有来自其他食物的部
分,与营养级间的能量传递效率不矛盾
4.湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。图1为某总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。回答下列问题:(3)该湿地在某个时期由于污染物大量排放导致生态环境遭到破坏,说明______________________________________。 修复后的湿地到处充满生机,阳光正好,微风徐来,“草色青青,散发着阵阵清香”。青草传递给食草昆虫的信息属于____________信息。
生态系统的自我调节能力是有一定限度的
【解析】(3)该湿地在某个时期由于污染物大量排放导致生态环境遭到破坏,说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。修复后的湿地到处充满生机,阳光正好,微风徐来,“草色青青,散发着阵阵清香”,青草的颜色,同时散发阵阵清香(化学物质),因此青草传递给食草昆虫的信息属于物理和化学信息,同时能说明生态系统的信息传递能调节种间关系,维持生态系统的稳定。
考点二 生态系统的信息传递
【精梳·攻教材】一、信息的种类、特点、来源及实例(连线)
二、信息传递在生态系统中的作用及实例
三、信息传递在农业生产中的应用1.提高__________的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,就可以提高果树的__________和结实率。2.对__________进行控制。如利用____________诱捕或警示有害动物,降低害虫的__________。【名师点睛】 信息传递知识拓展(1)生态系统中的信息来源于生物和非生物环境。(2)生态系统的信息传递的范围不包括细胞之间的传递。(3)生态系统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。信息传递的方向一般是双向的。
【辨·清易错】 1.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的功能,传递的渠道都是食物链和食物网。( )分析:物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的,信息传递不是。2.变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。( )分析:变色龙变化体色与周围环境一致,是一种保护色,主要是对其天敌隐蔽自己的存在。3.当食草动物看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的信息传递功能。( )4.信息可来源于非生物环境或生物,传递方向往往是双向的。( )
5.羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。( )6.在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。( )分析:鸣叫声属于物理信息。【写·练表达】 1.(选择性必修2 P70“思考·讨论”)莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光才能萌发,说明__________________________________。2.(选择性必修2 P71正文拓展)狼能依据兔留下的气味去捕食后者,兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕,这说明________________________________________________________。
生命活动的正常进行,离不开信息传递
信息能调节生物的种间关系,进而
维持生态系统的平衡与稳定
【精练·提能力】1.生态系统的信息包括物理、化学和行为信息,下列对信息传递的描述错误的是( )A.花香引蝶、老马识途和心猿意马属于化学信息B.蜜蜂跳“圆圈舞”和“8字摆尾舞”属于行为信息C.生物种群的繁衍离不开信息的传递D.生态系统中的信息传递往往是双向的【解析】选A。花香引蝶中气味属于化学信息,老马识途可能通过气味或对地形的记忆,属于化学信息和物理信息,心猿意马属于心理活动,不属于生态系统的信息传递,A错误;蜜蜂跳“圆圈舞”和“8字摆尾舞”属于行为信息,B正确;信息传递在种群中的作用有利于生物种群的繁衍,C正确;生态系统中信息传递往往是双向的,但也有单向的,D正确。
提升·关键能力——解决问题判断生态系统信息传递种类的方法
2.(多选)(2024·邢台模拟)种子萌发是火烧后植被更新和恢复的主要途径。有研究发现火烧过程产生的热、光和烟信号可能打破某些植物种子的休眠,提高萌发率。相关叙述正确的是( )A.火烧后植被恢复的过程,属于群落的次生演替B.火烧产生的光、热属于生态系统的物理信号C.适当火烧促进种子萌发,体现了信息传递能调节生物种间关系的功能D.生态系统的信息传递可发生在生物之间以及生物与无机环境之间
【解析】选A、B、D。原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替是次生演替,故火烧后植被的恢复过程,属于群落的次生演替,A正确;生态系统中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息,属于物理信息,故火烧产生的光、热属于生态系统的物理信号,B正确;适当火烧促进种子萌发,但不属于两种生物之间的信息传递,故不能体现信息传递能调节生物种间关系的功能,C错误;生态系统的信息传递可以是单向的,也可以是双向的,可发生在生物之间以及生物与无机环境之间,D正确。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修2 P70“思考·讨论”改编)根据提供的资料,回答问题。资料1 海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。它们可使用频率超过100 kHz 的超声波进行“回声定位”。资料2 莴苣等植物的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长。资料3 植物开花需要光信息刺激;许多昆虫的雌雄个体凭借信息素而相互识别、完成交配,保证种群的延续。资料4 当烟草植株受到蛾幼虫攻击后,能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质,白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者,夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾,使它们不能在植物叶片上停留产卵。
(1)上述四个资料中,生物之间的信息传递类型分别是______________________________________________________________________________________________________________________。 (2)根据资料1和资料2分析,信息传递的功能有__________________________________________。 (3)根据资料3告诉我们,种群的繁衍________________。 (4)资料4中的化学物质能够将________________________(生物类群)联系起来。由此说明信息传递在群落和生态系统水平上,发挥的作用是________________________________________________________。
资料1涉及了物理信息(声信
息)。资料2涉及了物理信息(光信息)。资料3涉及了物理信息(光信息)、化学信
息。资料4涉及了化学信息
生物个体正常的生命活动离不开
烟草、蛾和蛾幼虫的天敌
种间关系,进而维持生态系统的平衡和稳定
【解析】(1)超声波、光属于物理信息,信息素、挥发的化学物质属于化学信息。(2)如果没有信息传递,海豚的生活、捕食难以进行;莴苣等植物种子的萌发生长等活动,离开信息传递不能正常进行。这些都说明了生物个体正常的生命活动离不开信息传递。(3)通过信息传递,植物才能开花,雌雄个体才能相互识别、交配,这样才能保证种群的繁衍。(4)利用挥发的化学物质,可以将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌联系起来;由此说明信息传递可以调节种间关系,进而维持生态系统的平衡和稳定。
【加固训练】1.农场中种植着粮食作物、果树,饲养着家禽、家畜等。运用生态系统信息传递的原理,可以有效提高农畜产品的产量。下列措施不属于此项原理的是( )A.圈养家畜,散养家禽B.施放过量的性引诱剂,干扰害虫的正常交尾C.延长家禽的光照时间,提高产蛋率D.人工控制作物光周期,达到早熟、高产的目的
【解析】选A。生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息。圈养家畜、散养家禽是为了减少能量的消耗,并非生态系统的信息传递,A 符合题意;为干扰害虫的正常交尾施放的性引诱剂为化学信息,B 不符合题意;延长家禽的光照时间和人工控制作物光周期都是利用的物理信息,C、D 不符合题意。
2.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。小鸟啄击扑打的动作传递的信息为行为信息,A正确;激怒小鸟的信息来自镜子发出的光,所以小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息,B正确;小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打,就是因为小鸟把镜子传递的信息当作了来自入侵者的信息,C 正确;激怒小鸟的信息来自镜子发出的光,属于物理信息,D错误。
考点三 生态系统的稳定性
【精梳·攻教材】一、生态平衡与生态系统的稳定性1.生态系统的稳定性:
2.提高生态系统稳定性的措施:(1)应控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统______________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,应给予相应的____________投入,保证生态系统内部结构与功能的______。
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较:
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性与营养结构的复杂程度的关系:(1)二者一般呈负相关,如图所示,a为________稳定性,b为________稳定性。(2)______________的大小与营养结构的复杂程度呈正相关;______________的大小与营养结构的复杂程度呈负相关。
三、设计制作生态缸,观察其稳定性1.实验原理:(1)依据生态系统的基本原理,将生态系统的__________进行组织。(2)在设计时要考虑系统内组分及________之间的合适比例。人工生态系统的稳定性是__________,也可能是短暂的。2.实验结果:生态缸中虽然成分齐全,生产者、消费者和分解者之间可以进行__________和__________,但由于生态缸中的生态系统极为简单,______________极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被______。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
【辨·清易错】1.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力的基础。( )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。( )分析:一般情况下,一个生态系统的抵抗力稳定性高,恢复力稳定性就低。3.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越强。( )4.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。( )
5.河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性。( )分析:河流轻度污染后的恢复属于抵抗力稳定性,火灾后的草原恢复属于恢复力稳定性。6.一个生态系统的抵抗力稳定性很低,则恢复力稳定性一定很高。( )分析:荒漠生态系统,抵抗力稳定性差,恢复力稳定性也差。
【写·练表达】1.(选择性必修2 P73“问题探讨”延伸)紫茎泽兰在原产地没有大肆繁殖,在入侵地却能疯长蔓延,导致入侵地生态平衡遭到破坏的原因是:__________________________________________________________。2.(选择性必修2 P78“探究·实践”拓展)设计和制作生态缸时,需要考虑的生态系统的各组分成分有____________________________________________。
很强,而且在入侵地没有天敌等制约因素
生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如图所示。(1)同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲____。 (2)同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B点______。 (3)若甲生态系统的干扰强度增大,则C点______。 (4)乙生态系统到达B点后________(填“一定”或“不一定”)有新物种产生。 聚焦考查点:生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系。
【解析】(1)由题图可知,甲、乙两个生态系统受到同等强度的干扰后,与乙相比,甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长,波动范围大,说明甲的抵抗力稳定性低,乙的抵抗力稳定性高。(2)同等强度的干扰下,若乙生态系统的干扰提前,其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前,即B点左移。(3)若甲生态系统的干扰强度增大,则恢复原状所需要的时间延长,即C点右移。(4)乙生态系统在恢复原状后,只是物种数目增加到跟原先大致相当的水平,不一定有新物种产生。
【破解策略】模型法分析抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标,y越大说明抵抗力稳定性越弱;反之,抵抗力稳定性越强。例如,热带雨林与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状所需的时间,x越大,表示恢复力稳定性越弱;反之,恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,说明这个生态系统的总稳定性越低。
【易错警示】生态系统稳定性的四个易混点(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关,还与生物的个体数量有关。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)抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关。在某些特殊生态系统中,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低,如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。(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,如河流轻度污染后的净化;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。
【精练·提能力】1.为助力“美丽乡村”建设,科研人员依据如图对某地富营养化水体实施生态恢复,先后向水体引入以藻类为食的某些贝类,引种芦苇、香蒲等水生植物,以及放养滤食性鱼类等。经过一段时间,水体基本实现了“水清”“景美”“鱼肥”的治理目标。下列有关叙述错误的是( )A.治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有一定限度B.浮床植物能吸收水体中的有机污染物,有效修复水体污染C.引种芦苇、香蒲既可吸收水中的无机盐,又能遮光抑制藻类生长繁殖D.生态浮床的净化水质作用,体现了生物多样性的间接价值
【解析】选B。生态系统具有一定的自我调节能力,故其具有一定的稳定性,但治理前的水体不能实现自我净化,说明生态系统的自我调节能力有一定限度,A正确;植物不能直接吸收利用水体中的有机物,B错误;芦苇、香蒲属于挺水植物,由于其茎叶部分高出水面,因此它们能够更充分地利用光照,因此引种二者既可吸收水中的无机盐,又能遮光抑制藻类生长繁殖,与藻类植物形成了种间竞争关系,C正确;间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值,生态浮床的净化水质作用,体现了生物多样性的间接价值,D正确。
2.(多选)(2023·连云港模拟)自然生态系统都属于开放系统,开放系统如果具有调节其功能的反馈机制,该系统就成为控制论系统。要使反馈系统能起控制作用,系统应具有某个理想的状态或置位点,系统就能围绕置位点而进行调节,下列说法正确的是( )A.任何自然生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充以维持正常功能B.生态系统具有负反馈调节机制使得其能保持自身的生态平衡C.生态系统围绕其置位点的调节能力是有一定限度的D.一般来说,生态系统中生物个体数量越多,其自我调节能力越强
【解析】选A、B、C。流经生态系统的总能量一般是生产者固定的太阳能总量(有的生态系统还需外源能量的投入),生态系统存在能量散失,任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以维持生态系统的正常功能,A正确;生态平衡反映生态系统的稳定性,这是通过负反馈调节机制实现的,该机制是生态系统具有自我调节能力的基础,B正确;一般情况下,生态系统中各种生物的数量和所占的比例是相对稳定的,这说明生态系统具有一定的自我调节能力,但这种调节能力是有一定限度的,当外界因素的干扰超过了这种限度时,生态系统就会遭到破坏,C正确;一般来说,生态系统中组成成分越多,营养结构越复杂,其自我调节能力越强,D错误。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修2 P77“拓展应用”改编)某江南水乡小城,曾经是一派小桥、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,在下游洗澡洗衣,河水的水质一直保持良好。回答以下问题。(1)当地百姓在河流中淘米洗菜,洗澡洗衣,但河水仍能保持清澈的原因是______________________________________________________________________________________________________。 这体现了生态系统具有________稳定性。
可以通过自身物理沉降、化学分解和微生物的分解来消除污染,从而使生态系统
保持原状,河水仍能保持清澈
【解析】(1)生态系统具有一定的自我调节能力,虽然当地百姓在河流中淘米洗菜、洗澡洗衣,河流会受到轻微污染,但是河流可以通过自身物理沉降、化学分解和微生物的分解来消除污染,从而使生态系统保持原状,河水仍能保持清澈。这体现了生态系统具有抵抗力稳定性。
(2)如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。①在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是__________________________________________________________________。 ②在该河流的BC段上,藻类大量繁殖的主要原因是______________________________________________________________。 ③水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是___________________________________________________________________________。 (3)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流,将会导致水生生物的大量死亡,会使__________________遭到破坏。
藻类数量减少,需氧细菌
大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗
有机物分解后形成大量的
藻类通过光合作用释放氧气;有机物
减少,需氧细菌数量下降,对溶解氧的消耗量减少
【加固训练】1.(2023·太原模拟)稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下,生态系统的结构和功能可能发生大规模、持续和突然的变化,导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。其转换过程可用如图“球-杯模型”解释,小球位于“山顶”代表稳态转换的临界点。下列有关叙述错误的是( )A.若小球到达临界点前又重新回到谷底,说明此生态系统具有抵抗力稳定性B.“野火烧不尽,春风吹又生”说明草原生态系统发生了稳态转换C.生态系统由稳态1转变为稳态2后,生态系统的营养结构将变简单D.识别生态系统的稳态转换临界点,有利于维持生态平衡
【解析】选C。抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统的生物种类的多少和营养结构的复杂程度。生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高;而恢复力稳定性则是生态系统被破坏后恢复原状的能力,恢复力稳定性的大小和抵抗力稳定性的大小往往存在着相反的关系。小球到达临界点前又重新回到谷底,说明生态系统具有抵抗干扰、保持原状的能力,即具有一定的抵抗力稳定性,A正确。“野火烧不尽,春风吹又生”,野火过后,草原生态系统可恢复稳态,说明草原生态系统发生了稳态转换,B正确。从生态系统由稳态1转变为稳态2后,即生态系统发生稳态转换后,生态系统的营养结构不一定会变简单,也可能变复杂,C错误。识别生态系统的稳态转换临界点,可及时采取相应措施,有利于维持生态平衡,D正确。
2.为了恢复某退化林场的生态环境,当地政府实施了“禁伐令”,并引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等,使林场成为了温度适宜、负氧离子含量高的“天然大棚”,既带来了生态效益,又为群众带来了经济效益。请回答下列问题:(1)食用菌属于该生态系统组成成分中的________。在林场中引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等后,林场动物种群的类型也会逐渐增加,这是由于______________________________________________________。 【解析】(1)食用菌是真菌,可利用植物体中的能量,营腐生生活,属于生态系统中的分解者。在林场中引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等后,林场动物种群的类型也会逐渐增加,这是由于植物种类增加,为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。
植物种类增加,为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件
(2)“禁伐令”实施后,林场生态环境逐步恢复,此过程中发生的群落演替类型是__________,判断理由是__________________________________________。 该林场生态系统的抵抗力稳定性有所提高,原因是________________________________________________。 (3)生态系统物种丰富度高,有利于维持生态系统的稳定性。为了能更好地维持该林场生态系统的稳定性,请结合所学知识提出两点建议: _____________________________________________________________。
人工林场的形成有土壤条件和一定的生物基础
该林场物种丰富度高,营养
结构复杂,自我调节能力强
干扰的程度,对其利用要适度,适当地增加生物种类
【解析】(2)“禁伐令”实施后,林场生态环境逐步恢复,此过程中发生的群落演替类型是次生演替,因为次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替,如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。该林场生态系统的抵抗力稳定性有所提高,原因是生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。(3)提高生态系统的稳定性,一方面要控制对生态系统的干扰强度,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;另一方面,对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调,比如适当地增加生物种类。
【感悟高考】1.(2023·湖北选择考)胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下,添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,降低丙二醛和H2O2含量,有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是( )A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用B.在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降C.通过生物富集作用,镉能沿食物链传递到更高营养级D.在镉的胁迫下,苦草能通过自身的调节作用维持稳态
【解析】选D。本题考查环境容纳量、生物富集作用。水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,所以能缓解H2O2对苦草的氧化作用,A正确;环境容纳量取决于生物所生存的环境,在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降,B正确;镉属于重金属,能够通过生物富集作用,沿食物链传递到更高营养级,C正确;胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件,在镉的胁迫下,苦草不能通过自身的调节作用维持稳态,D错误。
2.(2021·天津等级考)富营养化水体中,藻类是吸收磷元素的主要生物,下列说法正确的是( )A.磷是组成藻类细胞的微量元素B.磷是构成藻类生物膜的必要元素C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物D.生态系统的磷循环在水生生物群落内完成【解析】选B。P是组成细胞的大量元素,A项错误;生物膜的元素组成有C、H、O、N、P,P是构成生物膜的必要元素,B项正确;ATP的元素组成是C、H、O、N、P,淀粉的元素组成是C、H、O,C项错误;生态系统的物质循环是发生在生物群落和无机环境之间,D项错误。
3.(2022·河北选择考)关于生态学中的稳定与平衡,叙述错误的是( )A.稳定的种群具有稳定型年龄组成,性别比例为1∶1,个体数就达到K值B.演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构C.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D.资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志【解析】选A。K值是在自然环境不受破坏的情况下,在一定空间中所能容纳的某个种群数量的最大值,此时性别比例不一定为1∶1,A错误;群落演替到相对稳定阶段后,群落内物种组成和结构相对稳定,B正确;生态系统的稳定性包括结构和功能上的稳定,因此能量流动、物质循环和信息传递的相对稳定是生态系统稳定性的重要表现,C正确;资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志,D正确。
4.(2022·河北选择考节选)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区。人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示,苏北地区丹顶鹤越冬种群数量1991～1999年均值为873只,2000～2015年均值为642只;丹顶鹤主要越冬栖息地中的沼泽地和盐田相关指标的变化见表。
回答下列问题:(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,沼泽地生境破碎化是______________________导致的,而盐田生境破碎化则是________________导致的。 (2)在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是____________________________。 (3)生态系统的自我调节能力以____________机制为基础,该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持__________。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,生态系统自我调节能力______。
【解析】(1)从题表中可以看出,沼泽地斑块数的数量变化不是很明显,但栖息地面积在不断减小,从而造成斑块平均面积减小,引发生境破碎;盐田的栖息地面积无明显变化,但斑块数增加,从而导致生境破碎化。(2)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区,说明越冬时,丹顶鹤要迁徙到苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是种群密度、迁入率、迁出率。(3)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,通常生态系统的自我调节能力越强,抵抗力稳定性就越高,该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持相对稳定。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,抵抗力稳定性降低,所以生态系统自我调节能力减弱。
【预测高考】锁定新情境: 生态浮岛公园湖面上的“小绿岛”是生态浮岛景观,不仅有装点湖面景观的作用,更能改善水质环境。生态浮岛是多种生物生存繁衍的载体,针对富营养化的水质,利用生态工学原理,降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高,同时水质指标也得到有效的改善,特别是对藻类有很好的抑制效果。
基于核心素养的新考向:1.(结构与功能观)生态浮岛上的植物可供昆虫等栖息,下部植物根系形成鱼类和水生昆虫的栖息环境,这体现了群落的______结构。生态浮岛能有效抑制藻类生长,原因是浮岛上的植物竞争了藻类植物生长所需的环境因素是________和______。 2.(批判性思维)有些浮床上的植物能富集Cu、Cr等重金属,这些植物采收后________(填“适合”或“不适合”)做家畜饲料,原因是______________________。 3.(物质与能量观)在浮床上的“风车草→害虫A→蜻蜓”这条食物链中,蜻蜓属于________。风车草在适当光照和适宜的温度下才能开花,从信息传递意义分析,说明___________________________。 害虫A同化的能量除流向蜻蜓和未被利用外,还用于____________和______________。
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