高考生物第1讲生态系统的结构与能量流动1.docx

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高考生物第1讲生态系统的结构与能量流动1

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

12730

2560

5330

470

440

幼龄

1460

3240

4310

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360g。

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÷1460≈0.2466，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÷12730≈0.0369，前者大于后者。

表中幼龄西黄松群落的净初级生产力为360g/（m2·年），但是整个生态系统碳的输出量为390g/（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CO