第30讲 生态系统的物质循环、信息传递与稳定性-备战2025年高考生物一轮复习精优课件
展开考点一 生态系统的物质循环
考点1 生态系统的物质循环考点2 碳循环考点3 温室效应考点4 富集作用
一、生态系统物质循环的概念:
各种化学元素(C、O、N、P、S等)
生物群落和非生物环境之间
大气中的CO2能随大气环流在全球范围内流动
① 循环往复运动(循环性)② 全球性(所以生态系统物质循环= 生物地球化学循环)
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环的过程,这就是生态系统的物质循环。
这里的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈
a.__________;b.__________;c.____________;d.______________________;e.____________;f.__________________。
(1)请写出图中各标号的名称
光合作用和化能合成作用
图中的箭头不能表示能量流动的方向
生物群落和非生物环境间主要以______的形式循环。
①生产者、消费者的__________。②分解者的___________(实质是呼吸作用)。③__________的燃烧。
生物群落内部:主要___________的形式。
非生物环境中:主要以_____________的形式存在。
碳进入生物群落的途径:
生产者的_________和____________。
(2)碳的存在形式及循环途径
在生物群落内部传递的形式是 ,途径是 。
下列各图均为生态系统碳循环示意图,请据图回答:
(1)图甲中A~D代表的成分依次是 。(2)图乙中代表生产者的是 ,代表消费者的是 ,代表分解者的是 ,代表大气中的CO2库的是 。(3)图丙中,代表生产者的是 ,代表消费者的是 ,代表分解者的是 ,代表大气中的CO2库的是 。
生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者
实现碳平衡(碳中和):生产者通过光合作用和化能合成作用从大气中摄取碳的速率 与通过生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率相等。(碳排放和碳存储几近相同。)
化石燃料的大量燃烧、植被的破坏等,导致大气中的____含量迅速增加,打破生物圈中的碳循环的平衡,导致温室效应加剧,____升高,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
①化石燃料的大量开采与使用②森林等被大面积破坏
温室效应加剧的主要原因
植树造林,增加绿地面积;减少化石燃料的燃烧;开发清洁能源 ;秸秆还田,增加农田土壤储碳量
生物体从周围环境吸收、积蓄 ,使其在机体内浓度 的现象。
①化学性质稳定;②能够被生物体吸收;③不易被排出
铅、汞等重金属,DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质。
某种元素或难以降解的化合物
a.这些有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断积累,最终积累在食物链____
b.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,因此生物富集具有_______。
单向流动、逐级积累、全球性
在生物群落与非生物环境间循环往复运动
五、能量流动、物质循环和生物富集的关系
不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物
同时进行、相互依存,不可分割
固定、储存、转移和释放
能量沿食物链(网)流动的载体
物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力,也是生物富集的动力
源于选择性必修2 P67“练习与应用·拓展应用1”:生物圈___ (填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统,______(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统,因为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入,方可维持正常运转
[类似问题] 物质循环和能量流动的起点和终点是否相同?不同。能量流动起点和终点分别是生产者固定太阳能和以热能的形式散失;而物质循环过程中物质是循环利用的,所以是没有起点和终点的。
[辩证] P67“练习与应用·拓展应用2”:氮元素在生物群落与非生物环境间 (填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因:_____________________________________________________________________________________________________________。
农产品源源不断地从农田生态系统输出,
其中的氮元素并不能全部归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾
(1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环( )(2)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行( )(3)镉、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩( )(5)物质循环和能量流动是两个相互独立的过程( )(6)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能量都是循环往复的( )(7)只有在光照的条件下,生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的( )(8)一个完善的生态系统不需要从外界获得任何物质和能量补给,就能长期维持其正常功能( )
1.(2023·湖北·统考高考真题)2020年9月,我国在联合国大会上向国际社会作出了力争在2060年前实现“碳中和”的庄严承诺。某湖泊早年受周边农业和城镇稠密人口的影响,常年处于CO2过饱和状态。经治理后,该湖泊生态系统每年的有机碳分解量低于生产者有机碳的合成量,实现了碳的零排放。下列叙述错误的是( )A.低碳生活和绿色农业可以减小生态足迹B.水生消费者对有机碳的利用,缓解了碳排放C.湖泊沉积物中有机碳的分解会随着全球气候变暖而加剧D.在湖泊生态修复过程中,适度提高水生植物的多样性有助于碳的固定
2.(2023上·广东江门·高三校联考阶段练习)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是指腐生细菌和真菌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
竹子中纤维素含量很高。大熊猫每天要吃大量竹子,但一般只能利用其中一小部分纤维素。研究表明,大熊猫的基因组缺少编码纤维素酶的基因,但是肠道中有多种纤维素分解菌。(1)大熊猫与它肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为( )A.捕食 B.寄生 C.互利共生 D.原始合作(2)下列叙述不合理的是( )A.大熊猫是初级消费者,属于第二营养级B.大熊猫未消化的纤维素会被分解者利用C.纤维素分解菌促进生态系统的物质循环D.能量流动方向是竹子一大熊猫一纤维素分解菌
土壤中的微生物能分解落叶使之腐烂
一个月后取出,实验组落叶腐烂程度小于对照组
微生物对落叶有分解作用
课本P65-66 探究土壤微生物的分解作用
考点二 生态系统的信息传递
(1)信息:通常将可以传播的消息、________________与信号等称作信息。(2)信息流:生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够形成__________,即信息流。
2. 信息传递的条件不仅有信息产生的部位——信息源;也要有信息传播的媒介——信道,空气、水以及其他信息等;还需能信息接收的部位——信息受体,动物的眼、鼻、皮肤,植物的叶、芽以及细胞中的光敏色素等。
(1)生态系统中的信息来源于__________________________。(2)生态系统的信息传递的范围______(包括/不包括)细胞之间的传递。(3)生态系统的信息传递既存在于_____________,也发生在____________。信息传递的方向一般是_____的。
3.生态系统中信息的种类
通过物理过程传递的信息。
非生物环境、生物个体或群体。
光、声、温度、湿度、磁场等。
生物产生的可以传递信息的化学物质
植物的生物碱、有机酸等代谢产物,动物的性外激素等
生物通过其特殊行为向同种或异种生物传递的某种信息
动物的特殊行为,主要指各种动作
昆虫的信息素、狗的尿液和粪便、植物体散发出的花香气味
牛椋鸟的跳跃等报警行为、昆虫的舞蹈、孔雀开屏、豪猪竖刺
性激素不属于生态系统的信息
【检测】下列各项分别属于物理信息的有___________________,属于化学信息的有________,属于行为信息的有_____________: 1.蛛网振动 2.狼的叫声3.生物释放红外线 4.飞鸽传书5.植物分泌的毒素 6.老马识途7.电鳗放电 8.昆虫的性信息素9.适宜光照下植物开花 10.蓟的刺;11.金龟子遇敌装死 12.遇敌豪猪竖刺13.飞蛾扑火 14.牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险
(1)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。 如孔雀开屏,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。(2)鸟类或其他动物报警,若通过声音(尖叫)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。(3)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过动物的皮肤、耳朵、眼或植物的光敏色素、叶、芽等感觉,则判断为物理信息。(4)若涉及化学物质的挥发性这一特点,如气味则判断为化学信息。(5)信息传递一般是双向的,可发生在同种或异种生物之间,也可发生在生物和非生物环境之间。
5.信息传递在生态系统中的作用
[快速解题] 请思考以下的现象分别体现了信息传递的什么作用?(1) 狗通过尿液找到来路、青蛙的冬眠信息传递能够调节个体生命活动的正常进行(2) 萤火虫发出的萤光是一种求偶信号,以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用,结果双双被捕,成了爱情的牺牲品。信息传递能够保证种群的繁衍,还能调节种间关系维持生态系统平衡稳定(3) 你从北方引进了一些苹果树,种植之后,由于气候不宜,果树长势矮小,且不能开花结果。信息传递能影响生命活动的正常进行,还会进一步影响种群的繁衍
如利用模拟的____________吸引大量的传粉动物,就可以提高果树的____________________。
如利用______________诱捕或警示有害动物,降低害虫的____________。
提高____________的产量。
对____________进行控制。
6.信息传递在农业生产中的应用
控制动物危害的技术方法有:_________、_________、__________
化学防治 生物防治 机械防治
6.控制动物危害的技术方法比较
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
①作用迅速;②短期效果明显
①无污染;②见效快,效果好
①使害虫抗药性增强;②杀灭害虫天敌,破坏生态平衡③污染环境
①费时费力②对体型很小的害虫无法实施.
①效果好且持久;②成本低,无污染
天敌数量不确定,甚至可能会引发生态危机
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
6. 能量流动、物质循环、信息传递比较
1.如图为生态系统信息传递模式图,下列相关叙述不正确的是 ( )
A.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环,还有信息传递B.物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向C.生态系统的反馈调节必须依赖于信息传递D.信息传递是双向的,能量流动和物质循环也是双向的
2.下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述,错误的是 ( )A.动物的特殊行为信息可在同种或异种生物之间传递B.生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的C.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于物理信息传递的应用D.利用信息素诱捕害虫属于应用化学信息传递的生物防治
考点三 生态系统的稳定性
(1)概念:生态系统的_____________处于相对稳定的一种状态。
(生态系统中物质和能量的输入与输出基本相等)
(1)概念:生态系统_______或______自身结构与功能处于相对平衡状态的_______。
(2)原因:生态系统具有一定的_______________。
(3)特点: 生态系统的自我调节能力是_______的,当外界干扰因素的强度超过___________时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。
一定限度
2.生态系统的稳定性
如:河流可通过________________________________消除轻污染。
物理降解、化学分解、微生物分解
3.生态系统稳定性的类型
[常见实例] 下面例子体现了生态系统哪个方面的稳定性① 河流遭受轻微污染时,能通过物理沉降,化学分解和微生物分解,很快消除污染。② 森林遭受持续干旱时,树木往往会扩展根系分布空间,以保证获得持续的水分,维持生态系统正常功能③ 森林遭受火灾后,仍然能逐步恢复原状。
自我调节
不是恒定不变的,而是相对稳定的状态
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,生产者多的稳定性高。
a.y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强 b.x可以表示恢复到原状态所需的时间。x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性越强。c.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,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低。
依据生态系统原理,将生态系统的___________进行组织在设计时,还要考虑系统内组分及 _________之间的合适比例
2.观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短,了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。 但要注意的是,人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的。
实验:设计制作生态缸,观察其稳定性
1.铺土:③_______在下,④___________________在上。
2.倒水:在缸内低处倒进水。
3.放置生物:依据生物生活习性合理放置。
4.放置生态缸:封上生态缸盖,将生态缸放置于室内通风、⑤_______良好的地方,但要避免⑥_______________。
5.观察记录:每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量的变化,并且进行记录。
防止外界生物或非生物因素的干扰
为光合作用提供光能;便于观察
便于操作;缸内储备一定量的空气
防止水温过高导致水生植物死亡
生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定
减少对氧气的消耗,防止生产量小于消耗量
生产者、消费者和分解者
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能量流动和物质循环,但由于生态缸中的生态系统极为简单,自我调节能力极差,因此抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被破坏。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
3.河流受到轻度污染后河水仍能清澈如初及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性( )4.极地冻原由于物种单一,结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低( )
1.性外激素、有机酸和性激素等都属于生态系统的化学信息。( )
2.“心猿意马”不属于生态系统的信息传递。( )
5.生态系统的自我调节能力表现在自身净化作用、群落内部的负反馈调节和生物群落与非生物环境之间的负反馈调节等方面。( )
6.在一块牧草地上栽种乔木树林后,其恢复力稳定性上升。( )7.生态系统组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强( )
1.(2022·全国·高三专题练习)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析,下列叙述正确的是( )① 甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强② 甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂③ 乙生态系统在S点后一定有新的物种产生④ 乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程A.①③B.①④C.②③D.②④
[2023合肥七中期中] 如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是( )
A. 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B. 在受到干扰后,曲线偏离正常范围越晚和幅度越小,说明生态系统的抵抗力稳定性越高C. S2所代表的面积越大,生态系统恢复力稳定性越高D. S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高
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