高考生物热点难点演练专题13 生态系统的功能与稳态.docx
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高考生物热点难点演练专题13生态系统的功能与稳态
专题13生态系统的功能与稳态[
1.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用（Ⅱ）。
2.生态系统中的信息传递和生态系统的稳定性（Ⅱ）。
3.人口增长对环境的影响（Ⅱ）。
4.全球性的环境问题（Ⅰ）。
5.生物多样性保护的意义和措施（Ⅰ）。
一、生态系统的能量流动
1.能量在各营养级间流动过程分析
由此可见：
（1）摄入量－粪便量＝同化量。
（2）同化量－呼吸量＝用于生长、发育、繁殖量。
（3）一个营养级粪便量不属于该营养级同化量，而属于上一营养级的同化量及被分解者分解量。
【方法技巧】利用“拼图法”巧解能量流动难点
（1）输入第一营养级的能量（W1）生产者的同化量被分为两部分：
一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失（A1），一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1）。
而后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。
（2）第一营养级向第二营养级的能量传递效率是：
×100%＝
×100%，同理第二营养级向第三营养级的能量传递效率为：
×100%。
2.能量传递效率的相关计算
（1）计算某一生物所获得的最多（最少）的能量规律（设食物链为A―→B―→C―→D）：
已知
问题
求解思路
D营养级
净增重M
至少需要A营养级多少
M÷（20%）3
最多需要A营养级多少
M÷（10%）3
A营养级
净增重N
D营养级最多增重多少
N×（20%）3
D营养级至少增重多少
N×（10%）3
（2）涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多（或最少）的能量。
二、碳循环的过程和信息传递
项目
能量流动
物质循环
信息传递
区
别
来源
太阳能
生态系统
生物和无机环境
途径
食物链和食物网
多种途径
特点
单向流动，逐级递减
反复利用，循环流动，全球性
双向性
范围
食物链各营养级生物间
生物圈
生物与生物或生物与环境之间
联系
共同把生态系统各成分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性
【特别提醒】任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递的功能，它们是生态系统的基本功能，三者密不可分，但各有不同。
能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向和状态。
三、生态系统的稳态与环境保护
1．图解生态系统稳定性的调节
（1）生态系统稳定性的调节
①结构稳定：
生态系统中生产者、消费者、分解者在种类和数量上能较长时间地保持相对稳定。
②功能稳定：
生态系统中的物质和能量的输入和输出基本相等。
③相对稳定：
生态系统的结构和功能总是处在动态变化过程中。
（2）生态系统的自我调节能力
生态系统能保持动态平衡，是因为生态系统具有一定的自我调节能力，其基础是负反馈调节。
①生态系统的成分单纯―→营养结构简单―→自我调节能力弱；
②生态系统的成分复杂―→营养结构复杂―→自我调节能力强。
2．多样性成因的分析
（1）从分子水平看
DNA（基因）的多样性
蛋白质多样性―→性状多样性
（根本原因） （直接原因） （生物多样性）
（2）从进化角度看
物种多样性和生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
考点1、生态系统的能量流动分析
【例1】下表为一条食物链中能量流动的数值[单位：
J/（hm2·a）]。
下列叙述错误的是（ ）。
植物
田鼠
鼬
固定的太阳能
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
2.45×1011
1.05×109
7.50×108
7.15×108
2.44×107
2.25×107
2.18×107
A.田鼠摄入的能量中未同化的有3.00×108J/（hm2·a）
B．田鼠到鼬的能量传递效率约为2.3%
C．鼬同化量中用于生长、发育、繁殖的不到5%
D．该食物链各营养级之间存在负反馈调节
（2）如果将原来的膳食结构为鸡肉∶粮食＝1∶3，改为膳食结构为鸡肉∶粮食＝1∶5，理论上，玉米供养的人数将会________（填“增多”“不变”或“减少”）。
人类要最大限度地获得能量，应该采取的措施是________________________________________________________________________。
（3）在一年中，玉米通过光合作用固定的能量的去向，除图中所示外，还将有3条去路，它们分别是________________、________________和未被利用。
【变式探究1】某生态系统中存在如图所示的食物网，若将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，则该生态系统能承载C的数量是原来的（ ）。
A．1.875倍B．1.375倍
C．1.273倍D．0.575倍
【变式探究2】如图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。
请据图回答以下问题。
（1）流经图中生态系统的总能量为________（填字母），桑树呼吸作用所散失的热能可用图中的________（填字母）来表示，图中的C和B1＋C1＋D1可分别表示桑树和蚕用于________的能量。
（2）蚕同化的能量D＝________（填字母）。
正常情况下
的比值________（填“大于”、“小于”或“等于”）10%。
将蚕沙（粪便）投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第________营养级所含的能量，桑树到蚕的能量传递效率是________。
（3）人工建立该生态系统的目的是实现对能量的________，从而提高能量的________。
【例3】下图是生态系统中碳循环示意图，其中“―→”表示碳的流动方向。
（1）该生态系统的消费者包括图中的________（用字母表示），分析A―→C和F―→B过程中碳流动形式的不同点：
A―→C以________的形式进行，F―→B以________的形式进行。
人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经千百万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是________________________________________________________________________。
（2）在物质循环的过程中，同时伴随着________________。
若生产者所固定的太阳能总量为mkJ，则图中最高营养级获得的能量最多为________。
若由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是____________________________________________。
【例4】下列关于生态系统中信息传递的说法错误的是（ ）。
A．蜜蜂的舞蹈和孔雀开屏都属于动物的行为信息
B．生态系统的信息传递与能量流动一样是单向的
C．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”体现了物理信息的作用
D．花香引蝶、警犬嗅寻毒品，体现了化学信息的作用
【变式探究3】如图为生态系统碳循环模式图，有关分析错误的是（ ）。
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
【解析】 图示中a是生产者，b是分解者，c、d、e是消费者，f是大气中的二氧化碳库；图示中只有一条食物链；生产者是自养生物，消费者和分解者是异养生物；碳在生物群落中以有机物的形式传递。
【答案】B
【变式探究4】下列有关生物圈中“信息”的说法不正确的是（ ）。
A．可以在细胞与细胞、个体与个体、群体与群体、非生物与生物之间传递
B．细胞间的信息传递过程都需要信息分子和受体参与
C．生物体生命活动的正常进行，离不开信息的作用
D．人工合成性引诱剂来诱捕害虫是其在农业生产上的应用
【例5】蓝藻爆发严重污染水源，并给人们的生活产生极大的影响。
据资料记载，20世纪80年代，在太湖上蓝藻、硅藻、绿藻数量分别占藻类总量的20%、28%、40%，但是到90年代，由于太湖水体污染加重，水体生态结构受到破坏，蓝藻占绝对优势，最高时约占藻类总量的94%。
（1）蓝藻属于________生物，该种生物在结构上的最大特点是________。
蓝藻与硅藻、绿藻间的关系属于________。
（2）蓝藻爆发的关键因素是太湖水体中________含量增高，导致水体富营养化；蓝藻大量繁殖造成鱼虾大量死亡，从生态学角度上看，蓝藻是生态系统成分中的________，鱼虾是________；鱼虾的尸体还会腐烂变臭是________通过呼吸作用分解的缘故。
（3）该水体生态系统被破坏，其________能力变弱，同时也说明人类过度破坏环境，导致该生态系统的________稳定性变弱。
（4）运用所学生物学知识，对太湖蓝藻的防治提出一些建议（至少两个）：
_________________________
_______________________________________________________________________。
【解析】引发太湖蓝藻爆发的主要原因是水体污染——工业、生活污水的大量排放，导致水体富营养
【变式探究5】下列与生物多样性有关的叙述不正确的是（ ）。
A．保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础
B．植物和动物以及它们拥有的全部基因构成了生物多样性
C．过度的人为干扰会导致生物多样性降低
D．生物多样性具有重要的直接价值和间接价值
难点1、理解能力与实验探究能力
例1．（2013·江苏，26）在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。
6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼（杂食性），稻田水深8～10cm。
对照小区不放鱼，其他条件相同。
所有处理设置3次重复，实验持续2个月，期间检测浮游植物生物量（干重）。
请回答下列问题：
（1）每个处理设置3次重复，其主要目的是___________________________________________。
（2）实验的第一个月期间，检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组，原因分析如下：
放鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用；有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质，以及鱼会大量捕食________从而减弱其对浮游植物的捕食作用。
在此期间，有利因素占据优势。
（3）实验的第二个月期间，所有小区的浮游植物生物量均显著下降，主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有________关系。
（4）放养鱼增加了该生态系统中________的复杂性，从而增加了该生态系统中________的速率。
（5）除了上述因素之外，对该实验研究影响最大的不定因素是________（填序号）。
①鸟 ②土壤质地 ③光照 ④水体肥力 ⑤稻田杂草
（3）水稻与浮游植物为竞争关系。
（4）稻田中放养鱼增加了生物多样性，增加了该系统中的生物之间的食物关
例2．某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。
生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/（hm2·a）。
植物
田鼠
鼬
固定的太阳能
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
2.45×1011
1.05×109
7.50×108
7.15×108
2.44×107
2.25×107
2.18×107
（1）能量从田鼠传递到鼬的效率是________。
（2）在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。
在1hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。
该种群密度是________只/hm2。
若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果________。
（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于________________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。
可见，信息能够________________，维持生态系统的稳定。
【解析】
（1）田鼠的同化量是7.50×108J/（hm2·a），鼬的同化量是2.25×107J/（hm2·a），故能量传递效率为
【变式探究】如图1表示某湖泊生态系统能量流动部分简图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表该生态系统的三个营养级，括号中数值表示一年内的能量转化值（单位（106kJ/m2））。
图2表示某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分，A、B、C、D是乙中的四种生物。
请回答下列问题。
（1）若要正确表示图1所示的湖泊生态系统能量流动情况，图1中应该补充的能量流动情况是________、________。
（2）若图1所示的湖泊生态系统的总面积为10000m2，则每年流经该生态系统的总能量值是________百万千焦。
第一、二营养级之间的能量传递效率为________%（精确到小数点后两位）。
（3）湖泊在受到轻度污染后，能够迅速恢复，这是通过________反馈调节机制来实现的。
（4）写出图2中存在的食物链（网）：
________________________________________________________。
（5）图2中C和D之间信息传递的种类可能有________。
（6）图2中的农作物被重金属污染，图中________（字母）代表的生物体内重金属浓度最高。
越高。
【答案】
（1）Ⅱ―→a 分解者―→a
（2）1.176×106 10.03 （3）负 （4）甲―→ABDC （5）物理、化学、行为信息 （6）D
1．物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列分析与相关原理不符的是（ ）。
A．在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途基本相同
B．枯枝败叶中储存的能量，不能被植物直接利用
C．在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环
D．生态系统的信息传递不都是沿食物链进行的
2．当一只蚜虫受到攻击时，就会释放出一种起警告作用的化学物质，以便使邻近的蚜虫迅速逃避敌害，这种现象所属的特征及信息传递类型分别是（ ）。
A．种内互助 化学信息B．种内互助 行为信息
C．种间互助 化学信息D．种内互助 物理信息
3．下图是某生态系统的物质和能量流向示意图（能量传递效率按10%计算）。
下列有关叙述正确的是（ ）。
A．X1过程的完成必须依赖一种具有双层膜结构的细胞器
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定状态时，X3过程的能量值约为X1过程能量值的1%
D．Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
4．在辽宁西部某地区的“三北防护林”，单一种植的是樟子松。
一段时间松毛虫肆虐，使这一地区的防护林几乎成了不毛之地。
这个事实最能说明（ ）。
A．樟子松本身的抗虫能力很差
B．松毛虫是专一性的侵害樟子松的昆虫
C．引入本地区没有的外来树种可抑制松毛虫种群的增长
D．物种单一不利于生态系统稳态的维持
5．如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，其中箭头表示碳的传递方向，字母表示碳传递途径。
则下列叙述错误的是（ ）。
A．碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物
B．a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过细胞呼吸实现的
C．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
D．如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e
【解析】碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环利用的，而碳在生物群落内部则是以有机物的形式进行流动的，故A、C正确；大气中的CO2进入植物体是通过光合作用来实现的，而消
6．生物的多样性有助于提高生态系统的稳定性，其原因不包括（ ）。
A．复杂生态系统中的个体出生率和死亡率相近
B．物种多的生态系统中包含着复杂的负反馈调节机制
C．生物种类多，营养结构复杂，自我调节能力强
D．一种生物大量减少，它在食物链中的位置可以由这个营养级的其他生物来取代
7．下列实例分析中，不正确的是（ ）。
A．化学燃料的大量燃烧可导致温室效应和酸雨的出现
B．一些重金属污染物会通过富营养化作用积累到人体内，从而使人患病
C．过度放牧、过度开垦农田会使生态系统的抵抗力稳定性降低
D．生活污水及化肥厂废水排入海中，会导致赤潮现象
8．某兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题：
取4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表（表中“＋”表示有，“－”表示无）。
经过一段时间的培养后，下列判断错误的是（ ）。
生态瓶
编号
生态系统组成
光照
水草
藻类
浮游动物
小鱼
泥沙
甲
＋
＋
＋
＋
＋
＋
乙
－
＋
＋
＋
－
＋
丙
＋
＋
＋
＋
－
－
丁
＋
＋
＋
＋
－
＋
A.甲瓶的氧含量比丁瓶的低
B．乙瓶中生物比丙瓶的维持时间长
C．丙瓶的有机物比丁瓶的多
D．丁瓶的抵抗力稳定性比丙瓶高
9．如图为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。
A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，其生物量所占比例如图所示。
请据图回答问题：
（1）图中丁是生态系统的________，②③过程中碳的传递形式分别是________、________。
（2）该生态系统稳定性的维持主要通过________调节。
若某种原因造成了生物C灭绝，而其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定，是由于生态系统具有________能力。
（3）写出图中存在的食物链（网）：
____________________________________________。
（4）该生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用，这属于生物多样性的________价值。
态系统在调节气候方面的作用属于生物多样性的间接价值。
【答案】
（1）分解者 有机物 CO2
（2）负反馈 一定的自我调节 （3）乙―→ABDC （4）间接
10．下列a图表示生态系统中各成分之间的联系，b图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图，请据图回答。
（1）a图中能构成群落的是________（填字母），相邻两营养级生物的种间关系是________。
（2）a图中A代表________，其中的碳以________形式通过________作用进入生物群落，生物群落中的碳返还无机环境的途径除图中所示的________过程（填序号）外还有________________________________________________________________________。
（3）b图中B表示________的能量，C表示________________的能量。
若生产者所固定的太阳能总量为M，则能量从第一营养级流入第二营养级的传递效率是________。
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