选修一生物技术实践试题

专题31生态系统的功能(能量流动、物质循环和信息传递)及稳定性一、生态系统的能量流动1．概念：生态系统中能量的①

、传递、②

和散失的过程。2．过程(1)输入途径：主要是生产者的③

。(2)起点：从④

固定太阳能开始，总能量为生产者所固定的全部太阳能。输入转化光合作用生产者(3)途径：以有机物形式沿⑤

向下一营养级传递，散失的能量是三大功能类群生物呼吸作用产生的热能。食物链3．特点(1)⑦

：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可⑧

，也不能⑨

。(2)⑩

(传递效率为10%～20%)。a．每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。b．每个营养级总有部分能量被分解者利用。c．每个营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值⑪

绘成图，可形成一个金字塔图形。单向流动逆转循环流动逐级递减由低到高4．意义(1)帮助人们科学规划、设计⑫

，使能量得到⑬

的利用。(2)帮助人们合理地⑭

生态系统中的能量流动关系，使能量⑮

地流向对人类最有益的部分。人工生态系统最有效调整持续高效全球性循环流动各种组成成分三、生态系统的信息传递1．信息(1)概念：是指日常生活中，可以传播的信息、情报、指令、数据与信号等。农产品和畜产品有害动物保持或恢复结构和功能自我调节负反馈干扰物质、能量投入结构与功能的协调1.对能量流动的理解“能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。考点1生态系统的能量流动

起点生产者源头能量输入相关生理过程总能量能量的传递传递形式：传递渠道：能量的散失相关生理过程形式能量流动特点光源光合作用、化能合成作用生产者固定的太阳能总量有机物沿食物链和食物网细胞呼吸热能①逐级递减；②单向流动a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。3．流动模型——生态金字塔的类型、含义比较能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形象征含义一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减每一阶含义特殊形状无树→昆虫→鸟极少能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量1.物质循环分析考点2生态系统的物质循环与能量流动的比较

范围生物圈(全球)物质对象形式生物群落与无机环境之间：无机物生物群落内：有机物动力能量重要生物类群生产者：物质、能量输入分解者：物质、能量输出特点组成生物体的化学元素全球性、往复循环、反复利用2.碳循环过程项目能量流动物质循环形式过程范围生态系统各营养级特点反复出现，循环流动联系①能量的固定、转移、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光能→化学能→热能(一般形式)以化学元素形式流动沿食物链(网)单向流动在无机环境和生物群落间往复循环全球性单向流动，逐级递减4.能量流动和物质循环的关系图解1.信息传递的模型及解读(1)该模型为信息传递模式图，属物理模型。考点3生态系统的信息传递

(2)范围(3)形式：分为物理信息、化学信息、行为信息。(4)来源：可来自于无机环境，也可来自于生物。(5)方向：信息传递是双向的。(6)作用：信息传递可以调节生物的种间关系。(7)过程：信源(信息产生)信息道(信息传输)信宿(信息接收)反馈作用阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。2．信息传递的作用或应用(见下表)作用或应用举例有利于生命活动的正常进行①蝙蝠依靠“回声定位”实现对周围环境的识别、取食与飞行；②莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长调节生物种间关系，维持生态系统的稳定①草原上，草返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；②森林中狼与兔相互依据对方的气味捕食或躲避；③烟草释放化学物质调控害虫天敌有利于生物种群的繁衍①植物开花需光信息刺激；②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体提高农产品或者畜产品的产量；对有害动物进行控制利用模拟动物信息吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率；利用音响设备诱捕或驱赶有害动物3.信息传递与能量流动、物质循环的区别与联系项目区别联系来源途径特点范围共同把生态系统各组分联系成一个统一整体；并调节生态系统的稳定性能量流动太阳能食物链或食物网单向流动，逐级递减食物链各营养级生物间物质循环生态系统反复出现，循环流动群落与无机环境之间信息传递生物或无机环境多种途径往往具有双向性生物与生物之间或生物与环境之间4.生态系统三大基本功能的重要性任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递，它们是生态系统的基本功能，三者密不可分，但各有不同。(1)能量流动——生态系统的动力。(2)物质循环——生态系统的基础。(3)信息传递——决定能量流动和物质循环的方向和状态。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。考点4生态系统的稳定性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(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。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3．生态系统的反馈调节(1)概念：当生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象。(2)正、负反馈调节的比较调节方式比较内容负反馈调节正反馈调节作用是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡使生态系统远离平衡状态结果抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化加速最初发生变化的那种成分所发生的变化调节方式比较内容负反馈调节正反馈调节实例森林中的食虫鸟和害虫的数量变化已经污染的湖泊中污染状况加剧图示4.生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(如下图)(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，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强，如热带雨林与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以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，恢复力稳定性强。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积可做为总稳定性的定量指标，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低。【命题预测】本考点属高考重点与热点之一，对本考点的考查，可以与光合作用、化能合成作用、细胞呼吸等生理过程结合起来考查，涉及的主要内容包括能量流动的特点、相关概念的比较理解(如能量传递效率与能量利用率、同化量与摄入量)、能量传递效率的计算、碳循环及温室效应和低碳经济等社会热点。稳定性的原理在实践中的应用也是高考中常考的知识点，题型有选择题也有非选择题。设计并制作生态缸，观察其稳定性1．实验原理(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。(2)各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。(4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸中一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。2．实验流程铺垫细沙↓注水：注入适量的河水或池塘水，使缸内有陆上与水下之分↓放置动植物：根据生物本身的生活习性正确放置适量的生物个体↓密封生态缸：用胶带将生态缸口密封

↓移置生态缸：将生态缸放置在光线良好的散射光下

↓观察记录：每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变

化情况3．生态缸稳定性观察与分析(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。(3)如果生态缸是一个开放的生态系统，则生态系统的成分复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力强，在没