高考生物总复习第9单元第34讲生态系统的物质循环学案Word文档下载推荐.docx
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（1）种类
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。
（2）提高措施
①控制对生态系统干扰的程度。
②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。
1．生态系统的物质循环
（1）循环的对象：
化学元素。
（2）循环的范围：
无机环境和生物群落。
（3）循环的特点：
具有全球性；
往复循环利用。
2．大气中CO2的三个主要来源
（1）生产者、消费者的呼吸作用。
（2）分解者的分解作用。
（3）化学燃料的燃烧。
3．能量流动和物质循环的两个关系
（1）物质是能量流动的载体。
（2）能量是物质循环的动力。
4．生态系统中的三类信息
（1）物理信息：
包括声、光、颜色等。
（2）化学信息：
生物依靠自身代谢产生的化学物质，如生长素、性外激素等。
（3）行为信息：
如孔雀开屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀等。
5．生态系统信息传递的方向和范围
（1）方向：
双向传递。
（2）范围：
个体与个体之间、种群之间、生物与无机环境之间。
6．生态系统的三个稳定性
（1）生态系统的稳定性：
保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
（2）抵抗力稳定性：
抵抗外界干扰，保持原状的能力。
（3）恢复力稳定性：
受到干扰后恢复原状的能力。
考法一 利用概念图分析生态系统的碳循环
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。
（3）温室效应的产生原因
①化学燃料的大量燃烧，产生大量CO2。
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
2．能量流动和物质循环之间的关系
项目
能量流动
物质循环
（以碳循环为例）
形式
以有机物为载体
以化学元素形式流动
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）
图示
对物质循环过程相关图解的识别
（1）碳循环过程示意图
（2）将上图换成字母，如下面三种变式图。
据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。
①图1——先根据双向箭头判断：
A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”。
再根据A→C判断：
C为消费者，剩下的D为分解者。
②图2——根据A与C之间的双向箭头判断：
A是生产者，C是非生物的物质和能量。
根据A、B、D的箭头都流向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。
③图3——根据A与E之间的双向箭头判断：
A为非生物的物质和能量，E为生产者。
然后观察剩余的几个成分，其中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。
整个图解中，食物链是E→F→D→B。
视角1► 以基础判断、模式图分析的形式，考查物质循环的理解
1．（图示信息类）（2016·
陕西西安模拟）下面是某城市人工湿地示意图，需要补充完善的碳循环过程包括（ ）
A．植物
大气中CO2
B．动物
C．植物
大气中CO2和动物
D．以上均错误
解析：
选C。
图中只有生物成分之间及微生物与大气中CO2间的碳流动过程，缺乏植物和动物与大气间的CO2交换过程，大气中的CO2进入生物群落主要依赖于植物的光合作用，生物群落中的碳进入大气主要通过植物、动物和微生物的呼吸作用（图中已有微生物的分解作用）。
2．（物质反应关系类）下图为生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是（ ）
A．物质循环伴随着能量的流动
B．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
C．AB所示的物质循环具有全球性
D．进行A过程的生物是自养型生物
选B。
物质循环和能量流动是同时进行的，能量是物质循环的动力，物质是能量的载体，A正确；
原核生物如蓝藻、硝化细菌等可以完成图示过程，但不具备叶绿体和线粒体，B错误；
物质循环具有全球性，C正确；
能进行A过程将二氧化碳转化为有机物的生物是自养型生物，D正确。
3．（模式图类）下图1为科学家提供的大气中近40年每月平均CO2浓度图，图2为碳元素在生态系统中循环的模式图，“甲、乙、丙”表示生态系统的生物成分，“a～g”表示生理过程。
下列相关叙述中，正确的是（ ）
A．图1所示CO2浓度逐年升高，主要原因是植物被破坏，使CO2的消耗减少
B．图2中c过程代表光合作用，f过程代表微生物的呼吸作用
C．图2中甲代表的营养级在生态系统的食物链中占有的碳元素最多
D．图2中丙所代表的生物的细胞内没有成形的细胞核
图1中CO2浓度逐年升高主要是由化学燃料的燃烧造成的；
图2中甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，丁是无机环境中的CO2库，c过程为消费者的呼吸作用，f过程为分解者的呼吸作用；
甲是生态系统的第一营养级，固定的有机物中的能量是流经生态系统的总能量，因此占有的碳元素最多；
丙是分解者，其中有真核生物也有原核生物，真核生物有成形的细胞核。
视角2► 以过程图为载体或以案例分析的形式，考查物质循环与能量流动的关系
4．（概念模式图类）（2016·
北京朝阳检测）下面是生态系统能量流动和物质循环关系的示意图。
据图不能得到的结论是（ ）
A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动
B．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
C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．碳在营养级之间传递主要以有机物的形式进行
物质中储存能量，作为能量的载体，使能量沿着食物链流动，A正确；
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，B正确；
生产者所固定的太阳能总量应是能量②加上生产者呼吸消耗的能量及流向分解者的能量，C错误；
碳在营养级之间传递主要以有机物的形式进行，D正确。
5．（表格信息类）下表表示某生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，相关叙述不正确的是（ ）
甲（生产者消耗CO2量）
乙（分解者CO2释放量）
丙（生产者CO2释放量）
丁（消费者CO2释放量）
CO2相对值
100
21
30
11.5
A．甲可以表示流经该生态系统的总能量
B．乙释放CO2的方式不同于丙、丁
C．该森林生态系统的抵抗力稳定性可能正在上升
D．表格体现了无机环境和群落之间的碳循环
甲表示生产者通过光合作用和化能合成作用固定的CO2量，即产生的有机物的量，可以表示流经生态系统的总能量；
乙、丙、丁都通过呼吸作用释放CO2；
表中CO2消耗量大于CO2释放量，说明该生态系统一年中有机物积累量增加，生物种类或数量增多，抵抗力稳定性可能正在上升；
无机环境中的CO2通过甲进入群落，乙、丙、丁通过呼吸作用将CO2释放到无机环境，因此该表格可以表示无机环境和群落之间的碳循环。
考法二 生态系统的信息传递
1．信息传递的模型及解读
（1）范围
（2）来源：
物理信息既可来自生物，也可来自无机环境；
化学信息和行为信息来自于生物。
（3）方向：
信息传递一般是双向的。
（4）过程
阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。
2．信息传递与能量流动、物质循环的比较
信息传递
单向流动，逐级递减
循环运动，反复利用
往往是双向的
生态系统中各营养级
生物圈
生物之间，生物与无机环境之间
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，形成一个统一整体
生态系统信息传递种类的判断方法
（1）从信息传播的途径判断：
涉及声音、颜色、温度等物理因素，可判断为物理信息；
涉及的信息载体为化学物质，可判断为化学信息；
涉及特殊行为，可判断为行为信息。
（2）从文字表述的着重点判断：
孔雀开屏如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息；
如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
视角► 以基础判断或案例分析的形式，考查信息传递的种类、特点以及在农业生产中的利用
1．（图示信息类）一只蜜蜂X在一个地点发现了花蜜源，它在蜂巢中的舞蹈如图1所示。
另一只蜜蜂Y也发现了有食物的地点，如图2所示。
在A～D图中哪个表现的是蜜蜂Y的舞蹈？
（ ）
分析蜜蜂X的舞蹈图像可知，蜜蜂Y的舞蹈图像应为C图所示。
2．（原理判断类）（2016·
福州模拟）春季，雄鸟长出鲜艳的羽毛，不断鸣叫，并对雌鸟摆出各种姿态。
相关说法不正确的是（ ）
A．雄鸟能发出物理信息和行为信息
B．信息传递有利于种群繁衍和种群基因库的发展
C．雌鸟接受信息后，下丘脑分泌促性腺激素会增加
D．雌鸟体内性激素含量过高会抑制垂体内相关激素的合成与分泌活动
春季，雄鸟不断鸣叫属于发出的物理信息，对雌鸟摆出各种舞姿属于发出的行为信息；
信息的传递有利于种群的繁衍和种群基因库的发展；
雌鸟接受信息后，下丘脑分泌的促性腺激素释放激素增多，促使垂体分泌促性腺激素，促性腺激素促使性腺分泌性激素，性激素含量过多会反馈抑制下丘脑和垂体的合成和分泌活动。
3．（概念图信息类）下图为生态系统信息传递模式图，下列相关叙述不正确的是（ ）
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递
C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
选A。
能量流动的特点是单向流动、逐级递减，物质循环是反复的，信息传递往往是双向的。
考法三 生态系统的稳定性
1．稳定性表现
（1）结构的相对稳定：
生态系统中动植物的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：
生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。
2．生态系统具有稳定性的原因
生态系统具有自我调节能力。
负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
（1）生态系统的结构与自我调节能力的关系
生态系统的成分
食物网
自我调节能力
越多
越复杂
大
越少
越简单
小
（2）生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统将难以恢复平衡。
3．抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间的关系
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构功能相对稳定
恢复自身结构功能相对稳定
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
①相反关系：
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.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，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。
1.抵抗力稳定性与自我调节能力的大小关系
2．反馈调节的种类
比较
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
视角1► 以基础判断或案例分析的形式，考查生态系统稳定性的原理及应用
1．（原理判断类）（2016·
河北邯郸摸底）下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是（ ）
A．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B．自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高
C．不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同
D．提高生态系统稳定性，就是要禁止对生态系统的干扰和利用
生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，A正确；
自我调节能力越强的生态系统，其抵抗力稳定性往往就越高，恢复力稳定性往往越低，B错误；
不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往是相反的关系，C错误；
提高生态系统稳定性，就是要对生态系统进行合理的开发和利用，D错误。
2．（多曲线坐标类）下列关于生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系图中，正确的是（ ）
一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低；
相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
而抵抗力稳定性越高的生态系统，恢复力稳定性就越低，反之亦然。
视角2► 以案例分析的形式，考查生态系统的调节机制
3．（概念图信息类）图A为某草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，下列分析不正确的是（ ）
图A
图B
A．一个完整的生态系统，除了图A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B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A是负反馈调节，图B是正反馈调节
图A所示为一条食物链，组成是乙→甲→丙，它们表示的是负反馈调节机制，即乙的增加会促使甲、丙的增加，甲、丙的增加会抑制乙的增加，而图B为正反馈调节，它会使生态系统偏离原有的稳态。
4．（原理判断类）（2016·
浙江杭州质检）某池塘演变早期，藻类大量繁殖，食藻类浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类数量减少，接着又引起水蚤减少。
后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。
关于上述过程的叙述，正确的是（ ）
A．早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节
B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C．早期、后期均属于负反馈调节
D．早期、后期均属于正反馈调节
负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。
正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初发生变化的那种成分所发生的变化，题干中所述的后期属于正反馈调节。
5．（多曲线坐标类）一个森林生态系统中有甲、乙两种昆虫，原来这两种昆虫的种群密度长期在一定范围中波动，保持动态平衡。
后来在时间T点，在森林中施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂，这一生态系统就发生了变化，如下图所示。
下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．甲昆虫和乙昆虫的种间关系是捕食
B．施药后，甲昆虫的种群密度增大而乙昆虫的种群密度减小，说明甲昆虫具有较强的抗药性
C．施药后，生态系统的稳定状态被破坏，说明生态系统的自我调节能力是有限的
D．施药后的较长时间内，生态系统因为具有较强的抵抗力稳定性，生态系统的光合作用效率及两种昆虫的种群密度会逐渐恢复原状
选D。
从图中甲和乙昆虫种群密度的曲线关系可以判断，它们的种间关系是捕食。
施药后，甲的种群密度稍降低后立即升高，说明甲昆虫具有较强的抗药性。
施药后，甲和乙的种群密度发生了较大的改变，表明该生态系统的稳态被破坏，说明生态系统的自我调节能力是有限的。
D项叙述中，能恢复到原状是依赖生态系统的恢复力稳定性而不是抵抗力稳定性。
[误区补短]
易错点1 误认为生物多样性程度高，生态系统的抵抗力稳定性一定就越强
[点拨] 生物多样性程度高，并同时满足营养结构复杂才会使生态系统的抵抗力稳定性高。
易错点2 误认为生态系统的稳定性与生物种类有关，与生物数量无关
[点拨] 生物数量多，会增加基因多样性，为自然选择提供更多选择的材料，从而增加生态系统的稳定性。
易错点3 生态系统信息传递范围理解不清
[点拨] 信息传递范围：
种群内部个体之间、种群之间及生物与无机环境之间，不包括细胞之间的传递。
易错点4 抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关
[点拨] 在某些特殊生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。
易错点5 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断
[点拨] 某一生态系统在彻底破坏之前，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，则其恢复过程应为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。
►微观清障
1．判断下列有关生态系统信息传递的叙述
（1）（2015·
全国卷ⅡT4C）生态系统维持相对稳定离不开信息传递。
（2）蜘蛛在蜘蛛网上捕食昆虫所利用的信息种类是物理信息。
（3）拟水狼蛛是稻田中卷叶螟、褐飞虱两种害虫的天敌，害虫与拟水狼蛛间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定。
（4）成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于化学信息。
答案：
（1）√
（2）√ （3）√ （4）√
2．判断下列有关生态系统稳定性的相关叙述
全国卷ⅡT4B）生态系统相对稳定时无能量输入和散失。
（2）（2015·
全国卷ⅡT4D）负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定。
（3）（2015·
江苏卷T9C）就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数。
（ ）
（4）生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强。
（5）在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行菌根真菌接种，提高了该试验区生态系统的稳定性，其原因是物种丰富度升高，生态系统营养结构复杂，自我调节能力升高。
（6）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高。
（1）×
（2）√ （3）×
（4）×
（5）√ （6）√
3．判断下列有关生态系统物质循环的叙述
（1）参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。
（2）光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。
（3）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行。
（4）植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。
（5）由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。
（2）×
（3）√ （4）√ （5）√
[能力培优]
辨析抵抗力稳定性和恢复力稳定性
[信息解读]
（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表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。
（3）x表示恢复到原状态所需的时间，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，可作为衡量总稳定性的指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越弱。
►强化训练
1．如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。
下列说法错误的是（ ）
生态系统抵抗力与恢复力稳定性关系示意图
A．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
B．在受到干扰后，曲线偏离正常范围越晚和幅度越小，说明生态系统的抵抗力稳定性越高
C．S2所代表的面积越大，生态系统的恢复力稳定性越高
D．S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高
由于生态系统具有一定的自我调节能力，因此，生态系统具有一定的稳定性，A正确；
生态系统的抵抗力稳定性越高，受到干扰后，曲线偏离正常范围的时间越晚，幅度越小，B正确；
生态系统的恢复力稳定性越高，受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短，曲线围成的面积S2越小，C错误；
读图可知，S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高，D正确。
2．（2016·
宁夏银川模拟）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，得到了下面图甲所示的食物网，图乙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）图甲的生物中，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）如果去除该生态系统中的浮游动物和双翅目幼虫，则黑鱼的产量将________，生态系统的抵抗力将________。
（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，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）图乙中两条虚线之间的部分表示________________________________________________________________________
____________。
（5）y表示外来干扰对生态系统的影响，y越大，说明该生态系统__________________；
x越大，说明该生态系统__________________；
一个生态系统的x与y组成的面积越大，该生态系统______
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