届高考高三生物总复习第31讲生态系统的物质循环信息传递及其稳定性学案.docx

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届高考高三生物总复习第31讲生态系统的物质循环信息传递及其稳定性学案

第31讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性

[考纲要求]　1.生态系统中物质循环的基本规律及应用（Ⅱ）。

2.生态系统中的信息传递（Ⅱ）。

3.生态系统的稳定性（Ⅱ）。

考点一　生态系统的物质循环

1．概念

2．碳循环

（1）碳循环及存在形式

①在生物群落和无机环境间：

主要以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）碳进入生物群落的途径：

生产者的光合作用和化能合成作用。

（3）碳返回无机环境的途径

①生产者、消费者的呼吸作用。

②分解者的分解作用（实质是呼吸作用）。

③化石燃料的燃烧。

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。

1．有关碳循环的判断

（1）碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环（　×　）

（2）与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等（　√　）

（3）化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因（　√　）

（4）如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环（　√　）

（5）低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡（　√　）

2．有关物质循环的判断

（1）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（　×　）

（2）物质循环的范围是生物圈（　√　）

（3）物质循环和能量流动是两个相对独立的过程（　×　）

（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，所以物质和能量是循环往复的（　×　）

（5）物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力（　√　）

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、排遗物等提供给分解者。

1．物质循环与能量流动的区别

项目

能量流动

物质循环

形式

太阳能→化学能→热能

过程

沿食物链（网）单向流动

在无机环境与生物群落之间反复循环

范围

生态系统各营养级

全球（生物圈）

特点

单向流动、逐级递减

全球性、反复循环

2.物质循环与能量流动的联系

（1）生物群落中的物质和能量最终来自无机环境。

（2）连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者；图示中未标出某些生产者还可以利用化学能进行化能合成作用。

（3）二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链（网）一起进行。

（4）能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。

（5）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动。

（6）能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。

（7）总体上来说，二者之间是相互依存、不可分割，并且同时进行的关系。

命题点一　碳循环的过程图解分析

1．（2018·山东实验中学调研）如图为某生态系统的碳循环示意图（Ⅰ～Ⅳ表示生态系统的成分，①～⑧表示相关过程），下列叙述正确的是（　　）

A．图示的碳循环路径是完整的

B．流经该生态系统的总能量是通过①过程实现的

C．图中以CO2的形式进行的过程有①⑥⑦⑧过程，以含碳有机物的形式进行的过程有②③④⑤

D．图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向、逐级递减的

答案　B

解析　图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为大气中CO2库、初级消费者、次级消费者和分解者。

图中缺少Ⅱ、Ⅲ直接到Ⅰ的碳循环路径（第二营养级和第三营养级的呼吸作用），故A项错误；流经该生态系统的总能量是生产者通过①（如光合作用）固定的，B项正确；图中①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以含碳有机物的形式进行，C项错误；食物链中不包括分解者Ⅳ，D项错误。

2.如图为生物圈循环过程示意图，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．①、⑤、⑥表示呼吸作用

B．①和②的速率基本相等

C．甲→丙→丁构成捕食食物链

D．③、④、⑦过程中碳以有机物的形式传递

答案　D

解析　①是碳元素进入生物群落的光合作用或化能合成作用，⑤、⑥表示呼吸作用，A项错误；若碳循环能保持平衡，则①和②⑤⑥的速率基本相等，B项错误；丁是分解者，不能和其他生物构成捕食食物链，C项错误；③、④、⑦是群落内部的碳的流动，以有机物的形式传递，D项正确。

辨析碳循环过程中生态系统的各成分

（1）图中双向箭头代表生产者、大气中的CO2库，其中其他所有成分都指向的为大气中的CO2库，即C为大气中的CO2库，A是生产者。

（2）除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。

（3）三个图的模式其实一致，复杂的地方在于消费者的划分，图甲中消费者只有D，图乙中消费者有D、E，图丙中消费者有D、E、F。

（4）图甲蕴含的食物链为A→D，图乙蕴含的食物链为A→D→E，图丙蕴含的食物链为A→D→E→F。

命题点二　物质循环和能量流动的关系分析

3．图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，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，②/①的比值代表兔与狼（生物之间）的能量传递效率

答案　C

解析　图1中C是生产者，B是分解者，D是初级消费者，A是次级消费者，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，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而使其数量减少，最后趋于相对稳定状态，C项正确；图2中的①和②代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以②/①的比值不能代表兔与狼（生物之间）的能量传递效率，D项错误。

4．如图表示某生态系统（部分）的组成及物质和能量流向情况（秃鹫以动物尸体为食），下列叙述正确的是（　　）

A．M代表光能，N代表热能，P代表无机盐、CO2

B．共有4条捕食食物链，秃鹫所占有的营养级最多

C．图中狼与秃鹫之间能量传递效率一般为10%～20%

D．群落内部的负反馈调节维持着该生态系统的稳定性

答案　D

解析　依据题意可知，该图表示某生态系统的组成及物质和能量的流向情况，所以M应表示光能和CO2等无机物，N表示生产者、消费者通过细胞呼吸散失的热能和CO2，P表示由分解者分解释放的热能和CO2等，A项错误；秃鹫以动物尸体为食，说明秃鹫属于分解者，不参与捕食食物链的构成，因此图中只有1条捕食食物链，B项错误；能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般为10%～20%，但秃鹫属于分解者，C项错误；群落内部的负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，维持着该生态系统的稳定性，D项正确。

考点二　生态系统的信息传递

1．信息的概念：

是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。

2．信息的种类、特点、来源及实例（连线）

拓展延伸　生态系统信息传递类型的辨析

（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”者均属于行为信息。

（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”进行信息交流。

3．信息传递在生态系统中的作用及应用

知识归纳　能量流动、物质循环和信息传递的关系

项目

能量流动

物质循环

信息传递

特点

单向流动、逐级递减

循环流动、反复利用

往往是双向的

途径

食物链和食物网

多种

地位

生态系统的动力

生态系统的基础

决定能量流动和物质循环的方向和状态

联系

同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体

（1）变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息（　×　）

（2）能量流动是单向的，物质循环和信息传递都是双向的（　×　）

（3）当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能（　√　）

（4）羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定（　√　）

（5）通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量

（　√　）

据图分析生态系统的信息传递模型

（1）图中“信息”可来自何处？

提示　生物或无机环境。

（2）从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？

提示　不是，在生物与生物之间以及生物与无机环境之间都能发生信息传递。

（3）从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？

提示　具有双向传递的特点。

命题点一　生态系统信息传递的判断

1．（2017·武汉模拟）信息传递在生态系统中具有重要作用。

下列对信息传递的表述错误的是

（　　）

A．雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾属于行为信息

B．鸟类的鸣叫声属于物理信息

C．金钱豹尿液所散发出的气味属于化学信息

D．信息传递可以双向进行

答案　A

解析　雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾属于化学信息，A项错误；鸟类的鸣叫声属于物理信息，B项正确；金钱豹尿液散发出气味是通过化学物质传递的，属于化学信息，C项正确；信息传递可以双向进行，D项正确。

2．下列关于生态系统的信息传递的叙述中，正确的是（　　）

A．动物的特殊行为能够对同种或异种生物传递信息

B．生态系统中物理信息的来源只能来自无机环境

C．动物通过嗅觉发现天敌属于行为信息的传递

D．利用昆虫信息素诱捕有害动物属于化学防治

答案　A

解析　生态系统的信息传递发生在生物与生物之间或生物与无机环境之间，动物的特殊行为能够对同种或异种生物传递信息，A项正确；生态系统中物理信息的来源是无机环境或生物，B项错误；动物通过嗅觉发现天敌属于化学信息的传递，C项错误；利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治，D项错误。

命题点二　生态系统的能量流动、物质循环和信息传递的比较

3．如图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则图甲、图乙、图丙可依次表示（　　）

A．能量流动、碳的循环、信息传递

B．能量流动、信息传递、碳的循环

C．碳的循环、能量流动、信息传递

D．信息传递、能量流动、碳的循环

答案　C

解析　生态系统的碳循环具有循环往复、全球性的特点，在生物群落内是单向的，图甲可表示碳的循