2020版高考新创新一轮复习生物新课改省份专用学案：选修模块I-2第二单元第1讲生态系统的结构与能量流动

第2讲 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性

一、碳循环
1．物质循环的概念

2．碳循环的过程

(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。
3．碳循环的破坏——温室效应
(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)影响：使气温升高，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。
二、信息传递
1．信息的种类、特点、来源及实例(连线)

2．信息传递的作用

3．信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农产品或畜产品的产量。
(2)对有害动物进行控制。
三、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，叫做生态系统的稳定性。
2．原因：生态系统具有自我调节能力。
3．调节基础：负反馈调节。
4．特点：调节能力有一定的限度。
5．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，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、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
[基础微点全练]
1．判断正误
(1)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息(×)
(2018·全国卷Ⅲ，T6B)
(2)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)(√)
(3)生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律(2016·全国卷Ⅰ，T5A)(√)
(4)负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定(√)
(2015·全国卷Ⅱ，T4D)
(5)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息(×)
(2015·江苏卷，T9D)
(6)碳可在森林群落和无机环境之间进行循环(√)
(2015·海南卷，T22A)
(7)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(2014·江苏卷，T10D)(√)
(8)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环(√)
2．下列有关生态系统功能的叙述，错误的是(　　)
A．生态系统通常依赖生产者固定太阳能
B．消费者通过呼吸作用将碳排放回大气
C．物质循环是以每个生态系统为单位独立进行的
D．分解者分解作用加强使大气CO2浓度上升
解析：选C　组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是地球上最大的生态系统——生物圈，其中的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。
3．(2019·潍坊统考)下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是(　　)
A．物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力
B．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
C．通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统碳循环
D．食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道
解析：选C　生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力；无机环境中的物质可被生物群落反复利用；绿色植物的光合作用能将CO2中的碳转化为有机物中的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环；食物链和食物网是生态系统的能量流动和物质循环的渠道。

4．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　生态系统中的信息来源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。
5．下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是(　　)
A．河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性
B．恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
D．引入新物种到一个生态系统使生物种类增加从而提高抵抗力稳定性
解析：选C　河流受到污染，依然清澈表现为“抵抗干扰，保持原状”，属于抵抗力稳定性；有些生态系统(如苔原)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性；引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝，从而使抵抗力稳定性下降。

一、生态系统的物质循环
[试考题·查欠缺]
1．(2018·浙江4月选考单科卷)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
2．(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)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测定，结果见下表。据表回答：
　碳量
西黄松
生态系统
生产者
活生物量
(g/m2)
死有机质(g/m2)
土壤有机碳(g/m2)
净初级
生产力*(g/m2·年)
异养呼吸**
(g/m2·年)
老龄
12 730
2 560
5 330
470
440
幼龄
1 460
3 240
4 310
360
390

*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用于生产者当年生长、发育和繁殖的碳量每平方米为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，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，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

[强知能·补欠缺]
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
(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

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


3．参与碳循环的四种成分的判断方法
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
解读

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

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

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CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气CO2库，E为生产者。再根据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

[练题点·全过关]
1.如图为生态系统碳循环示意图，图中A、B、C代表生态系统的成分，数字表示碳的流动。下列叙述正确的是(　　)
A．图中生产者和B构成食物链或食物网
B．①②④⑥⑦为CO2形式，③⑤为有机物形式
C．③④⑤⑥⑦之和等于生产者同化的碳的总量
D．经③流向B的碳全部储存于B体内的有机物中
解析：选A　据图分析可知，A表示大气中的CO2库，B表示消费者，C表示分解者，所以生产者和B构成食物链或食物网，A正确。①表示光合作用或化能合成作用，②表示呼吸作用，⑥表示分解者的分解作用，⑦表示消费者的呼吸作用，这些过程中碳元素以CO2的形式传递；③表示捕食关系，④表示生产者中的碳元素流向分解者，⑤表示消费者中的碳元素流向分解者，这些过程中碳元素都是以含碳有机物的形式传递的，B错误。生产者同化的碳的总量为光合作用固定的太阳能总量，即①的总量，由于碳大部分通过呼吸作用以CO2的形式散失，所以③④⑤⑥⑦之和小于生产者同化的碳的总量，C错误。经③流向B的碳大部分通过呼吸作用以CO2的形式散失，少量的碳元素储存于B体内的有机物中，D错误。
2．(2019·菏泽期末)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，各成分间以CO2的形式传递碳元素
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
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　图中A为消费者，B为分解者，C为生产者，D为大气中的CO2库；碳元素在生物群落与无机环境之间以CO2的形式传递，在生物群落之间以含碳有机物的形式传递。
[方法技巧]
“三看法”快速确认碳循环的各环节


二、生态系统的信息传递和稳定性
[试考题·查欠缺]
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．(2019·河南中原名校月考)两个不同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，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强
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干扰后，甲生态系统结构和功能偏离幅度大、恢复原状所需要的时间长，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高；若乙的干扰提前，B点也会提前；若甲的干扰强度增大，则恢复所需要的时间延长，C点右移；乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。
[强知能·补欠缺]
1．判断信息种类的两种方法及辨析

(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。
(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。
(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。如孔雀开屏。
(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种行为信息进行交流。
2．图解生态系统的稳定性
(1)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，这种调节主要依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现。
(2)判断生态系统抵抗力稳定性大小的方法

3．生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(如图所示)

(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。
(5)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身的结构与功能相对稳定
恢复自身的结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
影响
因素
生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强
生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强
二者联系
①相反关系：一般来说，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，反之亦然；②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。如图所示：

4.生态系统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。
[练题点·全过关]
1．(2019·常德期末)下列关于生态系统的叙述，错误的是(　　)
A．热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性强
B．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
C．生态系统“抵抗干扰，保持原状”属于抵抗力稳定性
D．农田灭虫除草能调整能量流动的方向，使能量更多流向对人类有益的部分
解析：选A　热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性弱，抵抗力稳定性强，A错误；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，B正确；生态系统“抵抗干扰，保持原状”属于抵抗力稳定性，“受到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，C正确；农田灭虫除草能使能量更多流向庄稼，D正确。
2．假设动物“沟通”的定义是：发信息者发出信息以改变接收信息者的行为。则下列不属于“沟通”的是(　　)
A．亲鸟假装翅膀受伤，以吸引天敌的注意，使其远离雏鸟
B．捕食性萤火虫模拟他种萤火虫的发光信号，以吸引该种雄虫前来，将之捕食
C．母土拨鼠发出警告叫声，使小土拨鼠及时躲避天敌
D．老鼠在草丛中跑动的声音，吸引了天敌的注意
解析：选D　根据题干中对动物“沟通”的定义，可以得出D选项不符合要求，老鼠在草丛中跑动的声音，吸引了天敌的注意，是老鼠的无意识行为，并没有改变接收信息者的行为，不属于动物的“沟通”。
3.(2019·郑州模拟)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
D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈负相关
解析：选B　生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。因此，一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关，抵抗力稳定性与恢复力稳定性也呈负相关。


一、理性思维——生态类题目特点分析
1．(2017·江苏高考)某地因采矿导致地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园，一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题：

(1)该公园生物群落的变化属于________演替。
(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有________________________。
(3)在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种________信息求偶；雌蛙通常在近岸水深10～30 cm的草丛间产卵，可采用________________法了解该蛙卵块的密度。
(4)因该水域有些渗漏，补水时曾不慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡。水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速增殖的是____________。
(5)图中既含有初级消费者，又含有次级消费者的生物类群有________________。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级，请写出该营养级中2类不同纲的生物：____________。
解析：(1)荒地改造成湿地生态公园属于次生演替。(2)杂食性鱼类捕食昆虫，昆虫和杂食性鱼类都以水草为食，故昆虫和杂食性鱼类之间的种间关系为捕食和竞争。(3)叫声是通过物理形式来传递信息的，属于物理信息。因“雌蛙通常在近岸水深10～30 cm的草丛间产卵”，故可用等距取样法调查雌蛙的卵块密度。(4)水草与浮游生物类具有竞争关系，且水草腐烂产生的无机物又可被浮游生物利用，所以水草腐烂后，浮游生物类最先快速增殖。(5)由题图可知，杂食性鱼类既是初级消费者(第二营养级)又是次级消费者(第三营养级)。浮游生物包括浮游植物和浮游动物，则底栖动物类和滤食性鱼类也是既含初级消费者又含次级消费者。以蛙为食的不同纲的生物有蛇、肉食性鱼类、鼠类等。
答案：(1)次生　(2)捕食和竞争　(3)物理　等距取样　(4)浮游生物类　(5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类　蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)
2．(2014·全国大纲卷)现有A、B两个密闭、透明的生态瓶，其生物组成和光照条件见下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。

生态瓶编号
光照
含微生物的泥沙
浮游藻类
水草
浮游动物
A
＋
＋
＋
＋
＋
B
－
＋
＋
＋
＋
注：“＋”表示有，“－”表示无。
请回答：
(1)A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个________，浮游藻类和水草的种间关系为___________________________________________________________。
(2)一段时间后，B瓶中浮游藻类种群密度________，原因是______________________；浮游动物的种群密度________，原因是_________________________________________。
(3)生态系统中分解者的作用是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)生活在同一区域中的各种生物构成群落。浮游藻类和水草为生产者，争夺阳光、矿质元素等，二者属于竞争关系。(2)B瓶无光照，植物不能进行光合作用，因此该瓶中氧气逐渐减少，浮游藻类种群密度降低。浮游动物以浮游植物为食，浮游植物逐渐减少，且瓶中氧气减少，导致浮游动物数量减少。(3)动植物遗体残骸中的有机物最终分解为无机物是通过分解者的分解作用完成的。
答案：(1)生物群落　竞争　(2)降低　没有光照，藻类无法进行光合作用　降低　氧气与食物不足　(3)将动植物遗体残骸中的有机物最终分解为无机物
[素养提升]
生态类题目在高考命题中常借助图表分析考查生态系统的组成结构和功能。这类题的突出特征是以图表的形式把生物学概念现象、事实、规律、原理以及实验过程呈现出来，由于图表中包含了较多的信息，能够充分考查考生的信息获取、分析、概括和综合能力，但由于生态类题目相对简单，只要掌握了教材中的基本理论，在平时的学习中加强有关训练，这类题目便可迎刃而解。
二、生命观念——生命系统中稳态的调节方式
1．(2019·长春调研)下列调节过程不属于负反馈调节的是(　　)
A．血糖浓度升高时，胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌
B．在一些酶促反应中，反应终产物大量积累会导致酶促反应速率下降
C．害虫数量增加会引起食虫鸟类数量增多，进而抑制害虫种群的增长
D．向湖泊中大量排放污染物引起鱼类死亡，鱼类尸体腐烂又加剧了湖中鱼类的死亡
解析：选D　在一个系统中，系统本身的工作效果反过来作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫反馈调节，反馈调节包括负反馈调节和正反馈调节。血糖调节过程属于负反馈调节；在酶的作用机制中，负反馈调节是指一种代谢反应被其反应产物所抑制的现象，它是调节细胞代谢最主要的机制；C项是负反馈调节的实例，D项是正反馈调节的实例。
2．(2019·西北师大附中测试)下列有关群落和生态系统的叙述，错误的是(　　)
A．群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力
B．生态恢复的本质是恢复系统必要的功能并使其能够自我维持
C．生态系统的营养结构越简单，其恢复力稳定性就一定越强
D．生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节
解析：选C　群落的垂直结构是指在垂直方向上具有明显的分层现象，是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应，提高了群落利用环境资源的能力，A正确；生态恢复的本质是恢复系统必要的功能并使其具有系统的自我维持能力，B正确；生态系统的营养结构越简单，其恢复力稳定性不一定就越强，如极地苔原生态系统，因其生物种类单一、营养结构简单，在遭到过度放牧、火灾等干扰后，恢复的时间十分漫长，其恢复力稳定性就很低，C错误；负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统自我调节能力的基础，D正确。
[素养提升]
1．生命活动调节中的反馈调节
在大脑皮层的影响下，下丘脑可以通过垂体调节来控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌(属于分级调节)。而激素进入血液后，又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌(属于反馈调节)，如图所示：

2．生态系统中正反馈调节与负反馈调节比较
项目
正反馈
负反馈
调节方式
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
实例分析

已污染的湖泊污染加剧

草原上食草动物与植物的平衡


一、选择题
1．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、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，A正确；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，B错误；信息的传递能够调节生物种间关系，维持生态系统的稳定是生态系统中信息传递的意义之一，C正确；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的，D正确。
2．(2019·德州月考)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．信息传递的负反馈调节是维持生态系统稳定的基础
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。
3．下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是(　　)
A．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
B．碳元素主要通过植物的光合作用进入生物群落
C．化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡
D．物质循环和能量流动是同时进行的，二者相互依存
解析：选A　物质循环应是在无机环境与生物群落之间进行的，A错误；碳元素主要通过植物的光合作用进入生物群落，B正确；化石燃料的大量燃烧使二氧化碳在短时间内被大量释放到无机环境中，打破了生物圈中碳循环的平衡，C正确；物质循环和能量流动是同时进行的，物质是能量的载体，使能量沿食物链(网)流动，能量是物质循环的动力，因此二者相互依存，D正确。
4．下列关于生态系统的叙述正确的是(　　)
A．某生态系统中某个种群数量的增多，能提高生态系统的抵抗力稳定性
B．通过秸秆还田能够实现物质和能量的循环利用
C．物质是能量流动的载体，能量作为动力使物质循环顺利进行
D．河流受到轻微的污染仍然保持河水清澈，这说明其恢复力稳定性强
解析：选C　生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构有关，增加生态系统内各营养级生物的种类可增加生态系统抵抗力稳定性，A错误；通过秸秆还田能实现物质的循环利用和能量的多级利用，但是能量不能循环利用，B错误；物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，C正确；河流受到轻微的污染仍然保持河水清澈，这说明其抵抗力稳定性强，D错误。
5．(2019·洛阳统考)“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统中物质循环的原理。根据这一原理，下列说法错误的是(　　)
A．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物
B．物质循环中的“循环”指的是在无机环境与生物群落之间反复出现、循环流动
C．传统农业中的耕地技术可以加快生态系统的物质循环
D．增加对农田的物质投入可以有效防止土壤肥力下降
解析：选A　物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种元素，A错误。
6．萤火虫通过闪光来识别同伴；猫竖尾巴向对手示威；某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用(　　)
A．物理信息、化学信息、行为信息
B．物理信息、行为信息、化学信息
C．行为信息、物理信息、化学信息
D．化学信息、行为信息、物理信息
解析：选B　物理信息指通过物理过程传递的信息，行为信息指通过生物的特殊行为传递的信息，化学信息指通过可以传递信息的化学物质传递的信息。题中闪光为物理信号，竖尾巴为特殊行为，植物根系分泌的化合物为可传递信息的化学物质，故三个实例分别体现了物理信息、行为信息、化学信息。
7．我国政府正大力推广经济效益、社会效益和生态效益相统一的生态农业。下列关于生态农业的叙述错误的是(　　)
A．生态农业系统中食物链和营养级越多，流向人类有益部分能量越多
B．生态农业系统的食物网较复杂，其抵抗力稳定性较高
C．生态农业系统设计的指导原则是实现生态系统的能量和物质的多级利用
D．生态农业系统属于人工生态系统，其总能量是其植物所固定的太阳能
解析：选A　生态农业系统中食物链和营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多，流向人类有益部分的能量越少，A错误。生态农业系统的食物网较复杂，自我调节能力就较强，其抵抗力稳定性较高，B正确。生态农业系统设计的指导原则是实现废物资源化及能量的多级利用，C正确。生态农业系统属于人工生态系统，流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，D正确。
8．(2019·石家庄模拟)生态学家林德曼在研究赛达伯格湖时发现，某种鱼因年龄不同而食性不同：幼年鱼主要以浮游生物为食，成年鱼主要以小鱼为食(包括其幼年鱼)、小虾为食。下列说法正确的是(　　)
A．该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间不存在竞争关系
B．该生态系统中生产者固定的能量大于所有消费者的同化量之和
C．该鱼的成年鱼和幼年鱼因食物来源不同而分布在不同水层，属于垂直结构
D．若大量增加湖中养殖物种的种类和数量，一定可以提高该生态系统的抵抗力稳定性
解析：选B　该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间也存在竞争关系，如竞争空间，A错误。生态系统中能量是逐级递减的，生态系统的能量是生产者所固定的太阳能，故生产者同化量大于所有消费者同化量之和，B正确。垂直结构描述的是群落的特征，而该鱼的成年鱼和幼年鱼属于同种生物，C错误。一个生态系统的生物种类越多，结构越复杂，这个生态系统的抵抗力稳定性就越高，但其生物的数量增加，不一定可以提高该生态系统的抵抗力稳定性，D错误。
9.(2019·牡丹江模拟)如图表示某生态系统中3种生物的CO2释放量(相对值)曲线图，下列说法错误的是(　　)
A．a曲线代表的生物可能是消费者或分解者
B．b、c曲线代表的生物可以说是生态系统的基石
C．a、b、c曲线代表的生物都有可能是细菌
D．b曲线代表的生物可能是任何一种生产者
解析：选D　a曲线表示只释放CO2，不吸收CO2，所以可代表的生物可能是消费者或分解者，A正确；b、c曲线表示都能吸收CO2，b属于光能自养型，c属于化能自养型，都为生产者，所以可以说是生态系统的基石，B正确；a曲线可代表异养型细菌，属于消费者，b曲线可代表通过光合作用自养的细菌，属于生产者，c曲线可代表进行化能合成作用的细菌，属于生产者，C正确；b曲线不能代表所有的生产者，如不能代表硝化细菌，D错误。
10．下列关于生态系统中物质循环、能量流动、信息传递的叙述，正确的是(　　)
A．富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点
B．信息传递并不都是双向的，生物间的信息传递是长期进化的结果
C．食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用
D．无机环境中的CO2可以在某生物群落中循环利用
解析：选B　富营养化水体出现蓝藻水华的原因是大量有机污物排到江湖中导致藻类大量繁殖，可以说明物质循环的再生利用，而能量流动是单向的，A错误。信息传递并不都是双向的，如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊不传递信息给草，这是单向的，生物间的信息传递是长期进化的结果，B正确。食物链由生产者和消费者构成，分解者不是食物链的成分，C错误。物质循环指生物群落与无机环境之间的循环，D错误。
11．(2019·河北两校模拟)以下实例可以说明生态系统具有自我调节能力的是(　　)
A．豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得含氮养料
B．草原上羊数量剧增会导致草的数量减少，进而抑制了羊的数量增长
C．山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的发生
D．废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林
解析：选B　豆科植物与根瘤菌之间的关系为互利共生，体现的是种间关系，A不符合；草原上羊数量剧增会导致草的数量减少，进而抑制了羊的数量增长，这属于负反馈调节，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，B符合；山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的发生，体现的是人类活动对生态环境的影响，C不符合；废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林，体现的是群落的演替，D不符合。
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。如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，A错误；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，B正确；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，C正确；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，D正确。
二、非选择题
13．(2019·甘肃第一次诊断)如图1为某生态系统的碳循环示意图，图2为该生态系统中部分生物构成的食物网。请据图回答下列问题：

(1)图1中构成生物群落的是________(填字母)。与CO2从无机环境进入生物群落有关的生理活动主要是④________，其中①过程表示____________作用，大气中CO2的来源除了图中所示之外，还可来自________________等。
(2)图2中有________条食物链，处于最高营养级的生物是________；丙和丁的关系是______________。该食物网中，若生产者固定的总能量为1×108kJ，能量传递效率按10%～20%计算，则最高营养级至少能获得________kJ的能量。
(3)若由于某种原因，造成图1中绿色植物的数量锐减，该生态系统中其他生物的数量发生了较大波动后又逐渐趋于稳定，说明生态系统具有________能力，这种能力是通过________调节来实现的。
解析：(1)图1中A是生产者，C是无机环境，B是分解者，D、E是消费者，构成群落的所有生物包括A、B、D、E；CO2从无机环境进入生物群落主要依靠生产者的光合作用；大气中的CO2来自呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧。(2)图2中有甲→乙→丁→戊、甲→乙→丁→丙→戊、甲→乙→丙→戊和甲→丙→戊4条食物链，处于最高营养级的是戊；丙和丁都以乙为食，二者为竞争关系，丙吃丁，二者为捕食关系；最高营养级至少获得的能量(选择最长食物链、最小传递效率计算)为1×108×10%×10%×10%×10%＝1×104 kJ。(3)生态系统发生波动后逐渐稳定是因为生态系统具有自我调节能力，这种能力是通过负反馈调节实现的。
答案：(1)A、B、D、E　光合作用　分解者的分解　化石燃料的燃烧　(2)4　戊　捕食和竞争　1×104
(3)自我调节　负反馈
14．如图所示为自然界中碳循环示意图。回答下列相关问题：

(1)自然界中，除了绿色植物外，生产者还有____________(至少写出两种生物)。
(2)若图中①②分别表示动、植物部分同化能量的流向，则动物(兔子)粪便中的能量属于________(填“①”或“②”)。
(3)图中③④分别表示两种重要的生理反应，即________和________。
(4)生态系统的功能包括物质循环、________和信息传递，前两者之间的关系可以概括为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)化石燃料的大量燃烧不仅会导致温室效应，还会导致雾霾，而雾霾可在一定时间内自行散去，这反映生态系统具有______________________能力。减少化石燃料的使用是缓解温室效应和雾霾的重要措施，除该措施之外还可以____________________________。
解析：(1)能够将无机物转化成有机物的生物均为生态系统中的生产者，绿色植物和蓝藻都能通过光合作用将CO2和H2O转化成糖类等有机物，而硝化细菌等能通过化能合成作用将CO2和H2O转化成糖类等有机物。(2)根据题意可知，①是动物(兔子)同化能量中流向分解者的部分，②是植物同化能量中流向分解者的部分，而动物(兔子)粪便中的能量属于植物同化能量中流向分解者的部分，即②。(3)动、植物通过呼吸作用产生CO2，而绿色植物通过光合作用消耗CO2。(4)生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递，其中能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体。(5)出现雾霾说明环境遭到一定的破坏，而雾霾的自行散去，说明生态系统具有一定的自我调节能力。化石燃料的大量燃烧会产生大量CO2以及一些颗粒性物质，植物具有吸收CO2和吸附颗粒物的功能，一定程度上能缓解温室效应和雾霾。
答案：(1)蓝藻、硝化细菌　(2)②　(3)呼吸作用　光合作用　(4)能量流动　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无机环境之间循环往返(或能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体)　(5)一定的自我调节　大力植树造林、开发并使用洁净能源等(答一条即可)
15．淡水鱼类养殖是将鱼种投放到水体中并加以一定的饲养管理，或对水体中的鱼类资源进行繁殖和保护，从而获得高产的养殖方式。养殖技术人员对某池塘生态系统的营养结构和能量流动情况调查后，得到了下面甲图所示的食物网，乙图表示某生态系统功能随时间的变化曲线。请分析回答下列问题：

(1)甲图的生物中，含能量最少的是________，因为能量流动的特点是________________________________________________________________________。
该生态系统中有食物链________条，鲫鱼处于第________营养级。
(2)如果除去该生态系统中的浮游动物和双翅目幼虫，则黑鱼的产量将____________，生态系统的抵抗力稳定性将________。
(3)甲图的食物网中，浮游植物为摇蚊幼虫提供了可以采食及栖息的信息，黑鱼能够根据鲫鱼量的信息控制繁殖，这说明了生态系统中信息传递的作用是______________
________________________________________________________________________。
(4)乙图中两条虚线之间的部分表示____________________________________。
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呈________(填“正相关”或“负相关”)。
解析：(1)甲图中黑鱼所占的营养级最高，其所含能量最少，原因是能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。该食物网中有3条食物链，分别为：浮游植物→浮游动物→双翅目幼虫→鲫鱼→黑鱼，浮游植物→浮游动物→鲫鱼→黑鱼，浮游植物→摇蚊幼虫→鲫鱼→黑鱼。鲫鱼处于第三和第四营养级。(2)如果除去浮游动物和双翅目幼虫，必然导致摇蚊幼虫增多，可推出黑鱼的产量将会上升；因为物种丰富度减少，所以该生态系统的抵抗力稳定性会降低。(3)浮游植物为摇蚊幼虫提供了可以采食及栖息的信息，黑鱼能够根据鲫鱼量的信息控制繁殖，这些体现了信息传递调节生物种间关系、维持生态系统稳定性的功能。(4)乙图的虚线部分表示处于动态平衡，说明是生态系统稳定性的正常范围。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。对同一个生态系统来说，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。
答案：(1)黑鱼　单向流动、逐级递减　3　三、四　
(2)上升　降低　(3)调节生物种间关系，维持生态系统的稳定
(4)生态系统稳定性的正常范围　＜　正相关