2020版高考一轮复习生物新课改省份专用讲义：第十一单元 第二讲 生态系统的物质循环、信息传递与稳定性

第二讲生态系统的物质循环、信息传递与稳定性

考点一　生态系统的物质循环[重难深化类]

1．碳循环的过程(将“”中的内容补充完整)

2．物质循环

(1)概念

①物质：组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。

②范围：生物群落和无机环境之间。

③特点：全球性、循环性

(2)与能量流动的关系

①二者同时进行、相互依存、不可分割。

②物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。

[基础自测]

1．判断下列叙述的正误

(1)碳可在森林群落和无机环境之间进行循环(√)

(2015·海南卷，T22A)

(2)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(×)

(3)物质循环和能量流动是两个独立的过程(×)

(4)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(×)

(5)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(×)

(6)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(×)

2．学透教材、理清原因、规范答题用语专练

如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请据图分析：

(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。

提示：甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。

(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？

提示：在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。

(3)图中的字母分别表示什么过程？

提示：b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表细胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、动物的排遗物等提供给分解者。

1．明确有关碳循环的四点内容

(1)存在形式

(2)流动形式

(3)进入生物群落的途径

(4)

2．辨析物质循环的三个易误点

(1)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)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。

(3)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与无机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。

3．总结物质循环与能量流动的区别与联系

[对点落实]

1．下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　)

A．使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用

B．物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的

C．碳在生物群落中循环主要是以CO2的形式进行的

D．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

解析：选D　植物只能利用太阳能，不能利用有机物中的能量；能量不能循环利用；碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环的；无机环境中的物质可通过多种途径被生物群落反复利用。

2.现在所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是(　　)

A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2

B．参与②过程的生物只有生产者、消费者

C．③过程增强后②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中CO2

D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖

解析：选D　生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物；②过程是生物群落通过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用以CO2的形式向大气中释放碳元素；可以通过植树造林、退耕还林(草)等来增加植物光合作用固定CO2的量，减少生物群落排放到大气中的CO2；开发太阳能、水能、核能等新能源，可以减少化石燃料的使用。

运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分

[典型图示]

在碳循环中，只有生产者与大气中的CO2(非生物的物质和能量)之间是双向箭头。生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2。除大气中的CO2外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。

[问题设计]

(1)图甲中A～D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2、消费者、分解者。

(2)图乙中代表生产者的是，代表消费者的是B、D，代表分解者的是，代表大气中CO2的是。

(3)图丙中，代表生产者的是，代表消费者的是B、D、F，代表分解者的是，代表大气中CO2的是。

[对点落实]

3．(2019·莱芜模拟)如图中的甲、乙、丙分别代表人体体液中物质交换、食物网中能量流动、生态系统碳循环示意图。下列说法正确的是(　　)

A．甲图D与B间以及D与C之间不能直接进行物质交换

B．乙图中B从上一营养级获得的能量中，C占的比例为a，B体重增加x至少需要A的量为y，则y＝20ax＋5x

C．丙图中B所处的营养级所含能量最少

D．从研究内容来看，甲、乙、丙所代表的生命系统层次分别属于个体水平、群落水平和生态系统水平

解析：选B　甲图中D为细胞内液，B为淋巴，C为血浆，其中淋巴细胞的细胞内液可以与淋巴之间直接进行物质交换，血细胞的细胞内液可以与血浆之间直接进行物质交换；乙图食物网中的能量流动中B从上一营养级获得的能量中，C占的比例为a，则B占的比例为(1－a)，B体重增加x，至少需要A的量为y，按照能量传递效率20%计算，从A→C→B这条食物链，需要A的量为ax÷20%÷20%，即25ax；按照A→B这条食物链，需要A的量为(1－a)x÷20%，即5(1－a)x，则总共消耗A的量y＝25ax＋5(1－a)x＝20ax＋5x；丙图中的B是分解者，不属于食物链或食物网中的营养级；能量流动是在生态系统水平上研究的内容。

4．(2018·济宁期末)如图为生物圈碳循环过程示意图，甲～丁表示生态系统的成分，①～⑦表示过程。下列叙述正确的是(　　)

A．①⑤⑥表示细胞呼吸

B．①和②的速率基本相等

C．甲→丙→丁构成捕食食物链

D．③④⑦过程中碳以有机物的形式传递

解析：选D　①表示碳元素进入生物群落的光合作用或化能合成作用，⑤⑥表示细胞呼吸；若碳循环能保持平衡，则①和②⑤⑥的速率之和基本相等；丁是分解者，不能和其他生物构成捕食链；③④⑦是群落内部的碳的流动，以有机物的形式传递。

考点二　生态系统的信息传递和稳定性[重难深化类]

一、生态系统的信息传递

1．信息的种类

(1)物理信息：通过物理过程传递的信息，如光、声、温度、湿度、磁力等。

(2)化学信息：生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质，如生物碱、有机酸，以及性外激素等。

(3)行为信息：动物的特殊行为，如蜜蜂跳舞、“求偶炫耀”等。

2．信息传递的作用

(1)维持生命活动的正常进行。

(2)维持生物种群的繁衍。

(3)调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

3．信息传递的应用

(1)提高农产品或畜产品的产量。

(2)对有害动物进行控制。

二、生态系统的稳定性

1．概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。

2．原因：生态系统具有自我调节能力。

(1)基础：负反馈调节，既存在于生物群落内部，也存在于生物群落与无机环境之间。

(2)特点：具有一定的限度。

3．类型

(1)抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。

(2)恢复力稳定性：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。

4．提高措施

(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用要适度，不应超过生态系统的自我调节能力。

(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。

[基础自测]

1．判断下列叙述的正误

(1)西双版纳热带雨林生态系统的自我调节能力强于三北防护林 (√)

(2017·江苏卷，T24B)

(2)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息(×)

(2015·江苏卷，T9D)

(3)害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节 (√)

(2014·广东卷，T2D改编)

(4)生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利(×)

(5)落叶阔叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低(×)

(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．连线生态系统中信息的种类及实例

3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练

(1)信息的来源：____________________。

(2)从图中可以看出，信息传递可发生在____________之间，以及____________之间。

(3)从信息传递的方向分析，生态系统的信息传递往往是________传递的。

答案：(1)生物或无机环境　(2)生物与生物　生物与环境　(3)双向

4．连线生态系统稳定性的类型与营养结构的关系

5．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。(填图序号)

1．总结生态系统三大功能的区别与联系

2．辨析生态系统稳定性的两个易误点

(1)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统，由于物种组成成分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。

(2)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。

3．正确区分正反馈调节与负反馈调节

[对点落实]

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　小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息；小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息；小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息；激怒小鸟的信息是直接来自非生物的物理信息。

2．下列对于生态系统结构和功能的相关叙述，错误的是(　　)

A．信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定

B．生态系统的物质循环发生在生物群落和无机环境之间

C．生态系统中存在着物质循环和能量流动两个相对独立的过程

D．任何生态系统都需要来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常功能

解析：选C　捕食者和被捕食者通过信息传递，保持数量的相对稳定，说明信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定；组成生物体的化学元素在生物群落和无机环境之间反复出现，循环流动；物质循环和能量流动相互依存，不可分割；能量流动是单向的，不能循环利用，因此任何生态系统都需要来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常功能。

3．图1为某草原生态系统中的反馈调节示意图，图2为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，下列分析错误的是(　　)

A．一个完整的生态系统，除了图1中所示的成分外，还应该包括分解者以及非生物的物质和能量

B．甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→甲→丙

C．图2所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态

D．图1所示的调节机制，也是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义

解析：选C　生态系统成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，因此图1中缺少分解者、非生物的物质和能量；由图1中种群数量的变化，可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙；图2所示调节导致的最终结果是破坏该生态系统原有的稳态；图1通过调节维持相对稳定属于负反馈调节，负反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，对于机体维持稳态具有重要意义。

[类题通法]

判断生态系统信息类型的方法

抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系

[典型图示]

[问题设计]

(1)从图示可知，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，这种调节方式属于负反馈调节。

(2)与雨林生态系统相比，受到相同程度的干扰，草原生态系统的y值要大于(填“大于”或“小于”)热带雨林；受到相同程度的破坏，草原生态系统的x值要小于(填“大于”或“小于”)热带雨林。

(3)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标，x值越大说明恢复力稳定性越。

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

[对点落实]

4．两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，由图不能得出的结论是(　　)

A．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高

B．同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移

C．若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移

D．乙生态系统b点后一定有新的物种产生

解析：选D　从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到同等强度干扰后，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；若乙生态系统干扰提前，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；若甲的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，c点右移；乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。

5.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。y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间；曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列说法正确的是(　　)

A．在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量一直保持不变

B．对同一个生态系统来说，y值和x值之间呈正相关

C．在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类有关，与数量无关

D．TS值越小，这个生态系统的总稳定性越小

解析：选B　在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量处于一个相对稳定的状态，而不是保持不变；y的大小反映了抵抗力稳定性大小，x表示生态系统的恢复力稳定性高低，对于同一个生态系统来说，y越大，说明受到干扰后偏离正常作用范围就越大，则恢复到原来状态所需要的时间就越长；x、y值的大小与生物种类和数量都有关；TS值表示生态系统总稳定性，该值越小，则表示生态系统总稳定性越大。

[类题通法]

生态系统稳定性曲线分析(以第5题图为例)

(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，偏离大说明抵抗力稳定性弱；反之，抵抗力稳定性强。

(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。

设计并制作生态缸，观察其稳定性

1．实验原理

(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。

(2)各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。

2．实验流程

3．实验设计要求

[对点落实]

6．甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。下列有关叙述错误的是(　　)

注：“＋”表示有；“－”表示无

A．生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理

B．乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入

C．丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行

D．丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定

解析：选A　生态瓶必须是密闭的，但不能让阳光直射，因为光照过强，生态瓶内温度太高，会使生物失去活性；缺乏光照情况下无法进行光合作用，生产者不能生长，生态瓶不稳定，说明了生态系统需要稳定的能量输入；由于丙瓶中没有泥沙，分解者数量太少或没有分解者的分解作用，所以不利于物质循环的顺利进行；丁瓶与甲瓶相比，氧气含量减少，因为消费者(小鱼等)较多，呼吸要消耗较多的氧气。

7.近年来，市面上出现了很多观赏性小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣。如图是一个简易生态瓶的示意图。回答下列问题：

(1)在一定时间范围内，小生态瓶内________(填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用，原因是_____________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定，这是因为生态系统具有一定的_______________________________________________________________________________能力，但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低，原因是___________________________________

______________________________________________________________________________。

(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定，应将该生态瓶置于________________处，并避免阳光直射。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，从能量流动的角度分析，这是因为_____________________________________________。

解析：(1)由于生态瓶内有生产者和分解者，因此在一定时间范围内，小生态瓶可以通过光合作用、细胞呼吸、微生物分解等生理过程实现碳、氧、氮、磷等元素的循环利用。(2)由于生态系统具有一定的自我调节能力，所以简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定，然而由于小生态瓶内生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱，所以简易生态瓶的抵抗力稳定性很低。(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定，应将该生态瓶置于通风、光线良好的环境中，从而有利于生产者固定能量，同时还要避免阳光直射。能量在流动过程中逐级递减，因此添加小动物应注意各营养级生物之间的比例。

答案：(1)能　该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合、呼吸、分解等生理过程实现各元素的循环利用　(2)自我调节　该生态系统生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱　(3)通风、光线良好　能量流动是逐级递减的

　 　　　课堂一刻钟

1．(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，

解析：选D　适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复；随着生物多样性的提高，系统的自我调节能力增强；恢复后的生态系统，其结构和功能可接近受损前的状态；由于每个营养级同化的能量都会有一部分用于呼吸消耗和流向分解者，因此其能量不会都流入下一营养级。

2．(2016·天津高考)在丝瓜地生态系统中，丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。下图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。下列叙述正确的是(　　)

A．该丝瓜地的

B．依据随机取样原则

C．乙与甲的

D．乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量

解析：选D　物质循环在生物群落和无机环境之间进行，由生产者、消费者和分解者共同参与，因此该丝瓜地的碳循环不仅仅在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成，还有分解者等的参与；调查昆虫的种群密度应以该种群全部个体为调查对象，而不能只统计成虫的数量；乙与甲的数量比值不能代表两种昆虫间的能量传递效率，能量传递效率是指相邻两个营养级间同化的能量之比，而非个体数量之比；根据题图信息，甲数量增加后会导致乙数量增加，说明甲是被捕食者，乙是捕食者，因此该生态系统存在的食物链为丝瓜→昆虫甲→昆虫乙，当乙数量增加时，甲的数量会减少，进而减少甲种群对丝瓜的摄食量。

3．(2015·全国卷Ⅱ)下列有关生态系统的叙述，错误的是(　　)

A．生态系统的组成成分中含有非生物成分

B.

C．生态系统维持相对稳定离不开信息传递

D．负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定

解析：选B　生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者；当生态系统达到相对稳定时，能量不是没有输入和散失，而是能量的输入和散失达到一种动态平衡状态；生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，有利于生态系统保持相对稳定。

4．(2014·江苏高考)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　)

A.

B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能

C．食物链各

D．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

解析：选D　富营养化水体出现蓝藻水华现象，未涉及沿食物链进行的能量流动；生态系统中能量的初始来源也可能是化学能，如硝化细菌的化能合成作用等；能量流动是单向递减的，每个营养级有10%～20%的能量流向下一营养级，而不是有10%～20%的能量被分解者利用；无机环境中的物质可以通过多种途径如光合作用、化能合成作用、根的吸收等进入生物群落被生物反复利用。

5．(2018·天津高考)为研究森林生态系统的碳循环，对西黄松老龄(未砍伐50～250年)和幼龄(砍伐后22年)

*净初级生产力：生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率；**异养呼吸：消费者和分解者的呼吸作用。

(1)西黄松群落被砍伐后，可逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的________稳定性。

(2)大气中的碳主要在叶绿体________部位被固定，进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米有________克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中；其中，部分通过生态系统中________的呼吸作用，部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过________的分解作用，返回大气中的CO2库。

(3)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力________(填“大于”“等于”或“小于”)老龄群落。根据年碳收支分析，幼龄西黄松群落________(填“能”或“不能”)降低大气碳总量。

解析：(1)西黄松群落被砍伐后，能形成自然幼龄群落，体现了生态系统的恢复力稳定性。(2)植物在光合作用的暗反应阶段固定CO2，暗反应发生在叶绿体基质中。根据题意可知，幼龄西黄松群落每年每平方米用于生长、发育和繁殖的碳量可用表格中的净初级生产力表示，所以幼龄西黄松群落生产者当年用于生长、发育和繁殖的碳量为每平方米360 g。用于生长、发育和繁殖的碳可通过消费者的呼吸作用和分解者的分解作用返回大气中。(3)分析表中数据，幼龄西黄松群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为360÷1 460≈0.246 6[g/(m2·年)]，老龄西黄松群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为470÷12 730≈0.036 9[g/(m2·年)]，前者大于后者。表中幼龄西黄松群落的净初级生产力为360 g/(m2·年)，但是整个生态系统碳的输出量为390 g/(m2·年)，因此幼龄西黄松群落不能降低大气中的碳总量。

答案：(1)恢复力　(2)基质　360　消费者　分解者　(3)大于　不能

6．(2018·浙江4月选考单科卷)

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”

[学情考情·了然于胸]

一、明考情·知能力——找准努力方向

二、记要点·背术语——汇总本节重点

1．生态系统的物质循环

(1)生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种元素在无机环境和生物群落之间循环往复的现象。

(2)碳元素在无机环境和生物群落之间是以CO2的形式循环的，在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。

(3)碳从无机环境进入生物群落的途径有光合作用和化能合成作用，生物群落中的碳进入无机环境的途径有动植物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃烧。

(4)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行、相互依存、不可分割，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。

2．生态系统的信息传递

(1)生态系统中的信息可分为物理信息、化学信息和行为信息。

(2)生命活动的正常进行及生物种群的繁衍离不开信息的传递，信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

3．生态系统的稳定性

(1)生态系统稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力，生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，负反馈调节不仅存在于群落内部，也存在于生物群落与无机环境之间。

(2)生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，二者一般呈负相关。

(3)一般来说，生态系统中的组分越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。

[课下达标检测]　                                                               

一、选择题

1．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．植物生长素对自身生长的调节属于信息传递中的化学信息

C．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

D．利用人工合成的性引诱剂诱捕害虫属于生态系统信息传递的应用

解析：选D　生态系统中的信息不仅来自生物群落中的各种生物，还可以来自无机环境，例如温度、湿度、光照等；生态系统的信息传递发生在生物与生物、生物与环境之间，而植物激素的作用是在个体内，不属于生态系统的信息传递；一定限度内，食草动物吃草也有利于草的更新与分蘖；用人工合成的性引诱剂诱捕害虫属于化学信息的应用。

2．下列关于生态系统稳定性的正确叙述是(　　)

A．生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于抵抗力稳定性

B．热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性强

C．自我调节能力越强的生态系统，抵抗力稳定性也越强

D．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统具有抵抗力稳定性

解析：选C　生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于恢复力稳定性；热带雨林营养结构复杂，抵抗力稳定性高，恢复力稳定性弱；自我调节能力越强的生态系统，抵抗力稳定性也越强；“野火烧不尽，春风吹又生。”体现了生态系统具有恢复力稳定性。

3．(2018·淄博模拟)图甲为部分碳循环示意图，图乙为我国北方某地20年间CO2浓度变化的示意图。下列相关说法错误的是(　　)

A．图甲中成分a在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2

B．图甲中缺少a→CO2的过程，图甲中d为分解者

C．每年的冬季CO2浓度变化，从碳循环角度分析主要原因是图甲中①过程大大减少，并且⑥过程增加

D．每年夏季CO2浓度与前一年冬季相比下降，而每年的CO2浓度的平均值却逐年增加，原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量

解析：选B　图甲中a为生产者，d为初级消费者，c为次级消费者，b为分解者，a在碳循环中主要作用是吸收大气中的CO2；生产者也能通过自身的呼吸作用释放CO2；冬季由于植物光合作用减弱，植物吸收CO2的能力降低，且煤、石油的燃烧量增加，导致冬季CO2浓度升高；每年夏季CO2浓度与前一年冬季相比略有下降，而每年的CO2浓度的平均值却逐年增加，原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量。

4．(2019·济宁期末)据了解，野生扬子鳄种群的雌雄比例一般稳定在5∶1左右，这样的性别比例是由孵化时的温度决定的。在繁殖季节，雄性扬子鳄会发出“轰轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音大小选择巢穴位置。当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓荫、潮湿、温度较低处，会产生较多的雌鳄。以上事实说明，生态系统中信息传递(　　)

A．会对生物进行自然选择，促进生物进化

B．能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定

C．会影响生物种群的繁衍，以维持种群数量的稳定

D．既可来源于生物群落，又可来源于无机环境

解析：选C　根据题意分析，信息传递能影响扬子鳄生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定，未涉及自然选择；题中只涉及扬子鳄一种生物，因此没有体现信息传递能够调节生物种间关系的功能；根据题中信息可知，雄性扬子鳄发出“轰轰”的声音属于物理信息，来自生物种群，未说明来自无机环境。

5．环境问题是全世界人民密切关注的问题，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列说法正确的是(　　)

A．煤、石油和天然气的大量燃烧，致使大气中的CO2急剧增加

B．大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用

C．生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用

D．大力植树造林是缓解温室效应的唯一方法

解析：选A　近代工业的迅速发展，导致化石燃料大量燃烧，打破了生物圈中碳循环的平衡，因此减缓温室效应的重要措施是减少化石燃料的燃烧。光合作用和化能合成作用都能够固定大气中的CO2。动植物的呼吸作用和微生物的分解作用都能释放CO2。

6．生态系统中信息的传递方式多种多样。如蝉在夏天的鸣唱、萤火虫通过闪光来识别同伴；地甫鸟的雄鸟在发现天敌后急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号。有人做了一个实验：迅速将一只椿象杀死，尽管做得很干净无声，还是引起了其他椿象的逃跑。下列相关说法错误的是(　　)

A．以上信息分别属于物理信息、行为信息和化学信息

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．种间关系的调节和种群的繁衍离不开信息的传递

D．信息传递有利于维持生态系统的稳定

解析：选B　生态系统中物理信息的来源还可以是无机环境(如颜色、湿度、温度、磁力等)，并不是只来自生物。

7．下列有关反馈调节的叙述错误的是(　　)

A．大量捕杀草原食肉动物，导致食草动物的数量先升后降属于负反馈调节

B．被污染的水体中鱼类大量死亡，死鱼腐烂后会加重污染属于正反馈调节

C．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

D．正反馈的作用常常使机体远离稳态，所以人体的稳态维持不存在正反馈调节

解析：选D　大量猎杀草原食肉动物，导致食草动物的数量上升，食草动物的数量上升导致食肉动物数量上升，接着食草动物的数量下降，属于负反馈调节；湖泊受污染后鱼类数量减少，鱼体死亡腐烂进一步加重污染，导致鱼类数量进一步减少，属于正反馈调节；生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关，负反馈调节为生态系统自我调节能力的基础；在人体中，稳态的维持以负反馈调节为基础，但也存在正反馈调节，如排尿过程。

8．下图是某同学构建的生态系统中碳循环的部分过程图，图中①②表示有关生理过程。下列有关叙述正确的是(　　)

A．参与①过程的只有消费者和分解者

B．绿色植物只参与②过程不参与①过程

C．“退耕还林、还草”有助于增强②过程

D．减少①③过程是缓解温室效应的重要措施

解析：选C　①过程表示生产者、消费者、分解者的呼吸作用；②过程可表示光合作用或化能合成作用，绿色植物既参与光合作用，又参与呼吸作用；“退耕还林、还草”可促进②过程而减少大气中CO2的含量；温室效应主要是因为大气中CO2含量过多造成的，而大气中CO2浓度升高的主要因素是化石燃料的燃烧，所以应减少③过程。

9．下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述，错误的是(　　)

A．利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用

B．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于化学防治

C．信息的传递能够调节生物种间关系，维持生态系统的稳定

D．短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，是对物理信息的合理利用

解析：选B　用黑光灯诱捕法调查昆虫的种群密度，是利用昆虫的趋光性特点，这属于生态系统中物理信息传递的应用；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治；信息传递能够调节生物种间关系，维持生态系统的稳定是其意义之一；短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，是“日照长短”这个物理信息对黄麻植物的刺激引起。

10.如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙组成生物群落。下列分析错误的是(　　)

A．①②过程中，碳元素是以有机物的形式存在的

B．③增多是温室效应产生的主要原因

C．乙的存在能加快生态系统的碳循环

D．碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环

解析：选B　①②过程中，碳元素是以有机物的形式在生物群落内部流动的；温室效应产生的主要原因是化石燃料的燃烧导致大气中CO2浓度增加；乙是消费者，能加快生态系统的碳循环；碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环。

11．如图表示某森林生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，其中甲表示该生态系统消费者呼吸作用CO2释放量，乙表示分解者呼吸作用CO2释放量，丙表示生产者呼吸作用CO2释放量，丁表示生产者光合作用及化能合成作用CO2消耗量。下列叙述错误的是(　　)

A．碳循环在甲、乙、丙生物群落内部以含碳有机物的形式双向传递

B．流经该生态系统的总能量可用丁来表示

C．人工生态系统中CO2的消耗量与释放量关系往往不符合上图

D．根据图示关系可推测该森林生态系统的自我调节能力正在上升

解析：选A　碳循环在甲、乙、丙构成的生物群落内部是以含碳有机物的形式单向传递；流经该生态系统的总能量是生产者固定的总能量；人工生态系统由于人工调节，物质和能量更多地流向对人类有益部分；流经该生态系统的总能量大于各种生物的呼吸消耗量，有机物可积累，故适宜物种生存，物种丰富度增加，自我调节能力增强。

12．土壤中的微生物、作物根系和土壤动物的呼吸都会释放出大量的二氧化碳，统称为土壤呼吸，土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节。下图是某林下的苔藓和凋落物覆盖条件下土壤呼吸的日变化动态。下列分析错误的是(　　)

(注：“Rs­裸”为裸土土壤呼吸速率；“Rs­苔”为苔藓覆盖土壤呼吸速率；“Rs­凋”为凋落物覆盖土壤呼吸速率)

A．凋落物中的能量可供给分解者和其他各营养级生物利用

B．该生态系统中对碳循环起关键作用的环节是生产者和分解者

C．土壤表层的凋落物覆盖会影响土壤中有机物的分解速率

D．土壤表层的覆盖物提高土壤呼吸速率的原因可能与提高温度有关

解析：选A　分解者分解凋落物释放的能量，大部分以热能形式散失，少量转移到ATP中供分解者自身生命活动所需，不能被其他营养级生物利用；在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是绿色植物的光合作用和微生物的分解作用；据坐标图中曲线数据变化分析，Rs­凋>Rs­苔>Rs­裸，说明土壤表层的凋落物覆盖可提高土壤中有机物的分解速率；温度影响细胞呼吸中酶的活性，推测土壤表层的覆盖物提高土壤呼吸速率的原因可能与提高温度有关。

二、非选择题

13．(2019·郑州一模)红脂大小蠹是一种危害油松的林业害虫，林业人员发现了一种以之为食的昆虫甲，并对昆虫甲进行了一系列的研究。请回答下列问题：

(1)调查油松的受虫害程度需要确定单位面积内受虫害油松的数量，常用的调查方法为________。调查时发现，单一油松林比多树种混合林的受害程度要________(填“轻”或“重”)，说明生态系统抵抗力稳定性的大小与________有关。

(2)写出题中所涉及的食物链______________________，昆虫甲属于第________营养级。

(3)昆虫甲可以通过嗅觉找寻生活在油松树干中的红脂大小蠹，这种信息的传递属于________(填“物理”“化学”或“行为”)信息的传递。为了研究昆虫甲找寻食物的相关机制，研究人员用正己烷溶液分别提取了健康油松的挥发物A和受虫害后的油松挥发物B，进行了相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只昆虫甲，观察昆虫甲对这两种物质的选择，结果如表所示。

实验中的对照是________。实验结果表明昆虫甲更趋向于________________(填“健康油松”或“受虫害油松”)，产生这种现象的原因可能是_________________________________

___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)调查油松的数量常用的调查方法为样方法。调查时发现，单一油松林比多树种混合林的物种多样性低，营养结构简单，生态系统的抵抗力稳定性低，受害程度要重。(2)根据题干“红脂大小蠹是一种危害油松的林业害虫，林业人员发现了一种以之为食的昆虫甲”可知，涉及的食物链为油松→红脂大小蠹→昆虫甲，昆虫甲属于第三营养级。(3)昆虫甲可以通过嗅觉找寻生活在油松树干中的红脂大小蠹，属于化学信息的传递。用正己烷溶液分别提取了健康油松的挥发物A和受虫害后的油松挥发物B，进行了相关实验，实验中的对照是正己烷(溶液)。实验结果表明昆虫甲更趋向于受虫害油松(挥发物B)，产生这种现象的原因可能是油松遭受虫害后，能产生和释放某种吸引昆虫甲的化学物质。

答案：(1)样方法　重　营养结构(物种丰富度)　(2)油松→红脂大小蠹→昆虫甲　三　(3)化学　正己烷(溶液)　受虫害油松　油松遭受虫害后，能产生和释放某种吸引昆虫甲的化学物质

14.(2019·滨州一模)如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分；A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，其能量所占比例如图所示；如表为该生态系统能量流动数据表(不考虑未利用的能量)，请回答下列问题：

(1)表中的Ⅰ对应图中________，③过程中碳的传递形式是________。

(2)据表分析，A与下一营养级的能量传递效率为______(保留小数点后一位)。

(3)生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分外，还包括________________。请写出图中的食物链(网)________________。由于某种原因造成了生物C灭绝，一段时间内，其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定，这说明生态系统具有________________________________________________________________________。

(4)A生物在捕食过程中可通过叫声召唤同伴，这种叫声属于生态系统的________信息。

解析：(1)表格中的数据表示的是能量流动，由于Ⅰ没有从上一营养级获取的能量，所以可以判断Ⅰ是生产者，对应的是图中的乙，③表示的是呼吸作用，连接的是生物群落与无机环境之间，碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2。(2)A是初级消费者，对应表格中的Ⅱ，第三营养级对应表格中的Ⅲ，传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，所以A与下一营养级的能量传递效率为×100%≈11.3%。(3)生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分外，还包括食物链和食物网。食物链都是从生产者开始的，根据A、B、C、D四种生物的能量所占比例可知，A是初级消费者，B、C是次级消费者，D是三级消费者，由此可写出图中存在的食物网(见答案)。若由于某种原因造成了生物C灭绝，而其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定，其原因是生态系统具有自我调节能力。(4)生态系统中的信息有物理信息、化学信息和行为信息，A生物在捕食过程中可通过叫声召唤同伴，叫声属于生态系统的物理信息。

答案：(1)乙　二氧化碳　(2)11.3%　(3)食物链和食物网(营养结构)　　一定的自我调节能力　(4)物理

15．如图中，两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围；y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间。请回答：

(1)生态系统结构复杂，各组分间通过____________和____________紧密联系，形成统一整体；同时，________调节着生物种间关系，以维持生态系统的稳定性。

(2)生态系统稳定性的基础是________________。若要保持一个封闭生态系统的稳定性，必须从外界源源不断地输入________。

(3)对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰，若ya＞yb，则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a____b(填“＞”“＜”或“＝”)；对同一生态系统来说，x和y的关系为________(填“正相关”或“负相关”)。

(4)环境污染是影响生态系统稳定性的因素之一。研究环境污染物对生物的影响，可用于生态风险评估。进行生态风险评估时，要计算出一个风险商数(RQ)，若RQ＜1显示污染物对生物的健康只构成低风险，RQ≥1则显示污染物可能对生物有害。请根据表中的RQ值预测污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响。

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)物质循环、能量流动和信息传递将生态系统的各组成成分连成一个统一整体。(2)物质是循环的，因此一个生态系统可以实现物质上的自给自足；而能量流动是单向、递减的，因此必须从外界源源不断地输入能量，才能保持封闭生态系统的稳定性。(3)在相同强度的干扰下ya＞yb，表明a生态系统受到的影响更大，其抵抗力稳定性低。偏离正常范围越大，恢复需要的时间就越长，故x和y呈正相关。(4)根据RQ的含义可判断表中污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响：①D内两种污染物的RQ＞1，B内汞的RQ＞1，污染物会威胁这些生物的生存，由于A和C生物体内两种污染物的RQ＜1，其生存不会受到威胁。②可能导致该生态系统的生物多样性减少，抵抗力稳定性会降低，生态平衡可能会被破坏。

答案：(1)能量流动　物质循环　信息　(2)一定的自我调节能力　能量　(3)＜　正相关　(4)D内两种污染物的RQ＞1，B内汞的RQ＞1，污染物会威胁这些生物的生存，由于A和C生物体内两种污染物的RQ＜1，其生存不会受到威胁。汞、铅污染会导致该生态系统的生物多样性减少，抵抗力稳定性会降低，生态平衡被破坏