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1、第第3333讲 生态系统的物质循环、讲 生态系统的物质循环、 信息传递及其稳定性信息传递及其稳定性 1.分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用。 2.举例说出生态系统中的信息传递。 3.阐明生态系统的稳定性。 4.活动:设计并制作生态瓶。 -3- 必备知识梳理关键能力突破 生态系统的物质循环 1.物质循环 -4- 必备知识梳理关键能力突破 2.碳循环 (1)碳在无机环境中的主要存在形式: CO2 和碳酸盐。 (2)碳在生物群落中的主要存在形式: 含碳有机物 。 (3)碳循环模式图 光合作用或化能合成作用 ; 呼吸作用 ; 摄食 ; 呼吸作用 ; 燃烧 ; 分解作用 。 -5- 必备知识梳理
2、关键能力突破 (4)循环过程 碳在生物群落和无机环境间的循环形式是 CO2 。 碳从无机环境到生物群落是通过 光合 作用或化能合成作 用实现的。 碳返回到无机环境则是通过 呼吸作用 和 微生物的分解 作用 以及化石燃料的燃烧实现的。 -6- 必备知识梳理关键能力突破 3.能量流动和物质循环的区别与联系 -7- 必备知识梳理关键能力突破 教材拾遗1.(必修3第104页“基础题,4”改编)生物圈是不是一个在 “物质”上自给自足的系统?“能量”上呢? 答案生物圈在物质上可自给自足,但在能量上不能自给自足,因 为物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,必须由生 物圈外的太阳能源源不断地输入方可
3、维持正常运转。 2.(必修3第104页“拓展题”改编)氮元素在生物群落与无机环境间 能否循环利用?你如何解释需不断向农田中施加氮肥? 答案能。农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量和效益, 使能量更多地流向人类,满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮 的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态 系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。 这与物质循环并不矛盾。 -8- 必备知识梳理关键能力突破 凝练核心素养凝练核心素养 1.生命观念通过分析生态系统的物质循环的过程,建立起生 态系统的稳态和平衡观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,理解生态系统中物质循 环的规
4、律。 3.社会责任利用物质循环和能量流动的规律,更加科学、有 效地利用生态系统中的资源。 -9- 必备知识梳理关键能力突破 (生命观念、科学思维)下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。 请据图回答下列问题。 -10- 必备知识梳理关键能力突破 (1)甲、乙、丙、丁代表生态系统的成分分别是生产者、消费者、 分解者、大气中的CO2库,判断理由是 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 含碳有机
5、物 ,在甲(或 乙、丙)与丁之间的流动形式是 CO2 。 (3)图中的字母表示的过程:b代表光合作用或化能合成作用 ,d 和c代表 呼吸作用 ,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、排遗物 等。 -11- 必备知识梳理关键能力突破 考向1 碳循环的过程及特点分析 1.(2019广西南宁摸底)下图表示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,表示生理过程。 下列有关该图的分析,错误的是( ) A.乙是该生态系统的基石 B.过程中碳的传递形式是CO2 C.过程主要是指绿色植物的光合作用 D.丙中的多种生物之间只存在竞争关系 答案解析解析 关
6、闭 由图可知,乙、丙、丁都指向甲,因此甲是非生物的物质和能量,根据双 向箭头可判断出乙是生产者;根据箭头指向可知,丙是消费者,丁是分解 者。生产者是生态系统的基石,A项正确;过程表示通过呼吸作用释放 出CO2,B项正确;过程表示将CO2输入到生物群落中,主要是指绿色植物 的光合作用,C项正确;丙中多种生物之间可能存在捕食关系,D项错误。 答案解析 关闭 D -12- 必备知识梳理关键能力突破 “三看法”快速确认碳循环的各环节 -13- 必备知识梳理关键能力突破 考向2 物质循环和能量流动的关系及应用 2.(2019江西八所重点中学联考)图1是某生态系统碳循环示意图,其 中A、B、C、D是生态系
7、统内各生物成分,1、2、3、4、5、6表示有 关的生理过程;图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。 下列说法正确的是( ) A.在图1中,B、C分别属于初级消费者、生产者 B.图1中能表示细胞呼吸过程的只有2、4、5 C.如果A发生瘟疫,D的数量将先增加后减少,最后趋于稳定 D.在图2的食物链中,/的比值代表兔与狼之间的能量传递效率 答案解析解析 关闭 图1中A是次级消费者,B是分解者,C是生产者,D是初级消费者,A项错误; 图中的过程3是分解者的分解作用,其实质也是细胞呼吸,B项错误;如果 次级消费者A因发生瘟疫而数量减少,则初级消费者D的数量会增加,增加 后会导致生产者数量减少,
8、D又会因食物减少和种内斗争激烈而数量减少, 最后趋于相对稳定状态,C项正确;图2中的和代表兔和狼的摄入量而 不是同化量,所以/的比值不能代表兔与狼之间的能量传递效率,D项 错误。 答案解析 关闭 C -14- 必备知识梳理关键能力突破 生态系统的信息传递及稳定性 1.信息的种类、特点、来源及实例(连线) -15- 必备知识梳理关键能力突破 2.信息的作用及应用 -16- 必备知识梳理关键能力突破 3.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:生态系统具有一定的 自我调节 能力。 (3)自我调节能力 基础: 负反馈调节 。 特点:
9、具有一定的限度 。 -17- 必备知识梳理关键能力突破 (4)类型 -18- 必备知识梳理关键能力突破 -19- 必备知识梳理关键能力突破 (5)提高生态系统稳定性的措施 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 。 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。 教材拾遗(必修3第110页“与社会的联系”改编)你还能举出生活 中其他可以长期维持稳定生产的例子吗? 答案农业生产中,不断施肥、灌溉、除草及控制病虫害等,可以 使种植单一农作物的农田保持稳定。 -20- 必备知识梳理关键能力突破
10、凝练核心素养凝练核心素养 1.生命观念通过分析生态系统的信息传递的作用和生态系 统稳定性,建立起生态系统的稳态和平衡观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,分析和探讨人类活动对 生态系统动态平衡的影响。 3.科学探究从生态系统具备有限自我调节能力的视角,预测 和论证某一因素对生态系统的干扰可能引发的多种潜在变化。 -21- 必备知识梳理关键能力突破 (生命观念、科学思维)下图表示受到干扰后生态系统功能的变 化图,两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围,请 回答下列问题。 -22- 必备知识梳理关键能力突破 (1)图中y表示生态系统受到干扰时,其功能偏离正常范围的大小 , 偏离越大,
11、抵抗力稳定性越 低 ;反之,抵抗力稳定性越 高 。 热带雨林的y值 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)草原。 (2)x表示生态系统受到干扰后,其功能恢复到原状态所需的时间,x 越大,表示恢复力稳定性越 低 ;反之,恢复力稳定性越 高 。 (3)TS可作为总稳定性的定量指标,面积越大,生态系统的总稳定性 越 低 。 -23- 必备知识梳理关键能力突破 考向1 信息传递的种类、特点和应用 1.下列有关生态系统信息传递的叙述,不正确的是 ( ) A.信息传递有利于生物种群的繁衍 B.信息传递有利于沟通生物群落和无机环境的关系 C.生态系统的各成分之间存在多种形式的信息传递 D.生长旺盛的牧草为食
12、草动物提供了可采食的信息,这对牧草不利 答案解析解析 关闭 生长旺盛的牧草为食草动物提供可采食的信息,这对食草动物和牧草均 有利,D项错误。 答案解析 关闭 D -24- 必备知识梳理关键能力突破 巧判生态系统信息传递的类型 (1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过 动物的感觉器官,如皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感 受上述信息,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。 (4)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)在噪音嘈杂
13、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。 -25- 必备知识梳理关键能力突破 考向2 生态系统稳定性的种类、特点及机制 2.(2019河南洛阳三模)下列有关生态系统稳定性,正确的是( ) A.生态系统的自我调节能力主要是通过反馈调节来实现的 B.同等强度干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统恢复得慢 C.外来物种入侵会增加物种多样性,提高生态系统的稳定性 D.河流受到轻度污染时,能通过物理沉降、化学分解和微生物分 解来保持原状,属于恢复力稳定性 答案解析解析 关闭 同等强度干扰下,由于沙漠环境比较恶劣,恢复力比较弱,所以草原生态 系统比沙漠生态系统恢复得快,B项错误;
14、外来物种入侵往往会导致本地 物种的减少,降低生态系统的稳定性,C项错误;河流受到轻度污染时,能 通过物理沉降、化学分解和微生物分解来保持原状,属于抵抗力稳定 性,D项错误。 答案解析 关闭 A -26- 必备知识梳理关键能力突破 判断生态系统稳定性的方法 (1)抵抗力稳定性强弱的判断 (2)恢复力稳定性高低的判断:一般与抵抗力稳定性呈负相关,但是 也有例外,如极地苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都 比较低。 -27- 1 2 3 4 1.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
15、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 5 答案解析解析 关闭 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。 答案解析 关闭 C -28- 1 2 3 4 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
16、 B.参与过程的生物只有生产者、消费者 C.过程增强后过程随之增强,不能通过增强减少大气中CO2 D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对过程的依赖 5 答案解析解析 关闭 生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物;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。 答案解析 关闭 D -29- 1 2 3 4 3.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
17、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 5 答案解析解析 关闭 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。 答案解析 关闭 D -30- 1 2 3 4 4.
18、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下图所示,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 5 答案解析解析 关闭 从图中可看出,甲、乙两个生态系统受到干扰后,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,
19、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。 答案解析 关闭 D -31- 1 2 3 4 5 5.生态学家对某池塘生态系统的营养结构和能量流动情况进行调 查,得到了图甲所示的食物网,图乙表示该生态系统功能随时间的 变化曲线。请分析回答下列问题。 -32- 1 2 3 4 5 (1)图甲中太阳鱼位于最长食物链中的第 营养级。 (2)如果去除该生态系统中的双翅目幼虫,则理论上鲈鱼的产量将有 所 (填“增加”或“减少”)。如果去除该生态系统中的浮游 动物和双翅目幼虫,则该生态系统的抵抗力稳定性将 (填 “增强”或“减弱”)。 (3)图甲的食物网中,浮游植物为摇蚊幼虫提供了可以采食及栖息的 信息,鲈鱼能够根据太阳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)若该池塘中的藻类大量繁殖而发生水华,导致环境恶化,在此过 程中发现该池塘生态系统中的CO2出现先减少后增加的变化,请分 析CO2变化的主要原因: 。 -33- 1 2 3 4 5 (5)图乙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yayb,则这两个生态系统的抵 抗力稳定性的关系为a b(填“”“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。
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