高三二轮复习生物生态系统的物质循环信息传递及其稳定性课件

第30讲生态的物质循环和信息传递选择性必修二考点一生态系统的物质循环1．物质循环(1)概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。(2)物质：组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。(3)范围：生物群落和非生物环境之间。(4)特点：全球性、循环往复运动。(5)意义：使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。2．碳循环(1)碳的存在形式与循环形式。①在非生物环境中：主要以CO2和碳酸盐的形式存在。②在生物群落内部：以含碳有机物的形式传递。③在生物群落和非生物环境之间：以CO2的形式循环。(2)碳出入生物群落的途径。请写出A、B、C、D、E、F各字母分别代表的成分。1．碳循环模型中各成分的判断(3)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。③缓解措施：植树造林，增加绿地面积；减少化石燃料的燃烧；开发清洁能源；秸秆还田，增加农田土壤储碳量。(3)途径——食物链：随着食物链的延长，营养级越高，生物体内积累越多。(4)实例：铅的富集过程。(5)特点：最终积累在食物链的顶端；全球性。(6)常见物质：重金属，如Pb、Cd、Hg等；化学农药，如DDT、六六六等。3．生物富集(1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称为生物富集。(2)条件：化学性质稳定；能够被生物体吸收；不易被排出。4.物质循环和能量流动的关系太阳能光合作用生产者能量次级消费者分解者呼吸能量初级消费者能量遗体遗体残枝败叶能量呼吸呼吸呼吸作用③能量是物质循环的动力①同时进行、相互依存、不可分割②物质是能量流动的载体含C有机物含C有机物大气中的CO2大气中的CO2大气中CO25.探究土壤微生物的分解作用比较项目案例1案例2实验假设土壤微生物能分解落叶使之腐烂土壤微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤灭菌处理A烧杯中加入土壤浸出液和淀粉糊对照组对土壤不作处理B烧杯中加入蒸馏水和淀粉糊自变量土壤中是否含微生物是否含有土壤浸出液实验现象在相同时间内实验组落叶的腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生砖红色沉淀BB1变蓝B2无砖红色沉淀结论分析土壤微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉考向1结合碳循环过程及特点，考查科学思维1．(2022·山东泰安)我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国将力争于2030年前实现碳达峰(CO2排放量达到峰值)，2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下图是生物圈碳循环示意图(图中生态系统的组成成分完整，但缺少部分途径)。下列相关分析错误的是(

)A．增加E对CO2的吸收量是实现碳中和的重要举措B．若增加途径“A→E”，则成分C表示分解者C．碳在E、D、B间主要以有机物的形式沿食物链单向流动D．增加途径“C→A”和“A→E”后即可表示完整的碳循环答案：D2．(2022·湖北荆州中学)碳中和是指国家、企业或个人等通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。下列叙述错误的是(

)A．碳循环具有全球性，不是每个自然生态系统都可依靠自身实现碳中和B．碳循环指CO2不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程C．植树造林和减少化石燃料的燃烧，有利于碳中和提前实现D．过度的人工碳排放可能会导致海平面上升答案：B3．(2022·辽宁沈阳二中)某人工马尾松林中有草本植物和多种体型较小的动物。在第N年时，加拿大一枝黄花初次出现，因缺乏天敌，8年后几乎占据了整片树林，加拿大一枝黄花茎直立，高达2.5米，一株植株可形成2万多粒种子；根能分泌一种物质，抑制其他草本植物种子萌发，回答下列问题。(1)草本植物用于生长、发育和繁殖的能量储存于______________中；若单位体重的田鼠和野兔所含能量相等，两者摄入等量的生产者，增重却有明显的不同，原因是__________________________________________________________。(2)到N＋8年后，加拿大一枝黄花种群数量不再上升的原因是________________________________，其出生率等于死亡率。加拿大一枝黄花入侵新生境后，将造成该区域生物多样性________________。(3)消费者能促进植物的传粉和种子传播，加快生态系统的__________。研究发现，N＋8年初级消费者的生物量远比N－1年的小，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。体内有机物两者消化吸收的能力和呼吸消耗的能量不同空间和资源有限下降物质循环加拿大一枝黄花缺乏天敌，不能被初级消费者利用，且使本地生产者种类和数量减少，初级消费者因缺少食物，生物量减少考点二生态系统的信息传递1．信息的概念信息指日常生活中可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2．生态系统中信息的种类性质来源物理信息行为信息光、声、温度、湿度、磁力等植物:有机酸,生物碱动物:性外激素等信息素生物体的行为特征无机环境或生物体生物体的代谢产物或分泌物生物体的动作行为化学信息归类：①萤火虫发出的荧光②蛇通过热感受器发现鼠③蜘蛛网的振动④宠物狗之间通过嗅闻肛门腺辨识身份和健康状况⑤“燕燕于飞，差池其羽”⑥孔雀开屏⑦雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾

⑧植物开花物理信息

；化学信息

；行为信息

。①②③⑧④⑤⑥⑦3．信息传递的过程4．信息传递的范围及特点(1)范围：不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。(2)特点。①生态系统的信息传递既可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递，还可以从非生物环境向生物群落传递。5．信息传递在生态系统中的作用6．信息传递在农业生产中的应用(1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量传粉动物，就可以提高果树的传粉效率和结实率。(2)对有害动物进行控制。如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。

化学防治机械防治生物防治措施喷施化学药剂等人工捕捉等引入天敌、寄生虫或使用信息素等优点①作用迅速②短期效果明显①无污染②见效快，效果好①效果好且持久②成本低，无污染缺点①害虫抗药性增强②杀灭害虫天敌，破坏生态平衡③污染环境①费时费力②对体型很小的害虫无法实施①天敌数量不确定②寄生虫专一性强7．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、逐级递减全球性、循环往复运动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，形成统一整体考向1结合信息传递的类型和作用，考查科学思维1．(2022·湖北五市联考)最新研究发现，蟋蟀通过求偶鸣叫辨认发出叫声的蟋蟀是否来自同一物种，并根据鸣叫质量选择交配对象，但交通噪音可使雌性双斑蟋对交配对象的选择变得不那么“挑剔”。相关叙述错误的是(

)A．同一地区的蟋蟀可能不止一个物种，不能自由交配和繁衍B．双斑蟋鸣叫求偶，体现了信息传递具有调节种间关系、维持生态系统稳定的功能C．噪音干扰最终可能降低双斑蟋的基因多样性，甚至导致种群灭绝D．噪音污染也可能影响人的行为选择和身心健康等答案：B考向2围绕生态系统三大功能，考查科学思维2．(2022·陕西西安中学)2020年2月，东非地区蝗灾肆虐，蝗虫数量之多几十年未见，且这种现象未来可能会更加普遍。此次蝗灾的元凶是沙漠蝗。人们在肯尼亚东北部发现一个蝗虫群长达60公里，宽约40公里，每平方公里可聚集1.5亿只蝗虫。据估计，即使是小型虫群，每天也能吃掉3.5万人的食物。(1)某蝗虫种群摄入的能量流动情况如下表所示[单位：J/(hm2·a)]摄入量同化量呼吸量1.65×1097.80×1087.50×108该种群同化的能量中只有________%(保留小数点后一位)用于生长发育繁殖。3.8(2)单只沙漠蝗(一种短角蝗虫)单独生存时，其颜色为浅棕色，造成的破坏相对较小。然而，当环境适宜时，尤其是在大雨和龙卷风之后，大量蝗虫会聚集在同一地点，其颜色会转为粉红色(未成熟)，接着再转为黄色(成熟)，并形成虫群。这一过程被称为“群聚化”。从生态系统功能的角度分析，有序蝗群的形成与生态系统的________有关，生态系统的这一功能还能够调节____________________以维持生态系统的稳定。蝗虫能释放信息素促使蝗虫聚集，聚集的蝗虫导致信息素的释放量增加，进一步加剧了蝗虫的聚集，这种调节方式属于__________调节(填“正反馈”或“负反馈”)。(3)人类目前还没有对付大群蝗虫的可靠办法。虫群的出没和移动难以预测，它们往往会以非常快的速度横越辽阔且偏远的地区。人们可以通过飞机或无人机向虫群喷洒杀虫剂，且最佳战术是在蝗虫开始群聚前就喷洒杀虫剂，该方法杀虫率高、信息传递生物的种间关系正反馈灭杀范围广，缺点是___________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)。从生态系统能量流动的角度分析，消灭蝗虫可保证农业和畜牧业良性发展的意义是____________________________________________________________________________。使蝗虫抗药性增强、农药药效降低、蝗虫天敌减少、环境污染加剧、破坏生态平衡等调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分考点三生态系统的稳定性1．生态平衡在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。3．生态系统调节中正反馈和负反馈的比较项目正反馈调节负反馈调节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2．生态系统的稳定性(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。(2)原因：生态系统具有自我调节能力。(3)基础：负反馈调节，既存在于生物群落内部，也存在于生物群落与非生物环境之间。(4)特点：自我调节能力具有一定的限度。3．生态系统稳定性的两种类型(1)概念。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)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较。项目抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与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，恢复力稳定性越强联系相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统恢复力稳定性弱，反之亦然；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：提醒：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。1．抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系2．生态系统稳定性的4个易混点(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定。若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。(2)生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。(3)强调“生态系统稳定性高低”时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，因为二者一般呈负相关。(4)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析：某一生态系统在受到外界干扰，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，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。4．提高生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。5．设计并制作生态缸(1)小型生态缸(瓶)实验流程。(2)设计和制作生态缸的要求。设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者)使生态缸中的生态系统能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间便于操作，且使缸内储备一定量的空气生态缸的采光应用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择的动物不宜过多，个体不宜太大减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量1．(2022·广东韶关)生活污水的科学治理是加快推进美丽乡村建设的重要环节。右图是某乡村河流随生活污水的流入，其溶解氧量(DO)、生物耗氧量(BOD)、无机物(富含N、P)的浓度变化情况。(2)与B处相比，A处有机物浓度________。AB段水体中DO值上升的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________(答出一点即可)。(1)受到轻微污染时，河流能通过物理沉降等方式消除污染，但若持续排放生活污水会使下游水质不断恶化并难以恢复，这体现了生态系统的__________________是有一定限度的。自我调节能力较高藻类等生物数量增加，通过光合作用释放氧气(有机物减少，需氧型细菌数量下降，对溶解氧的消耗量减少)(3)浮萍可作为家畜和家禽饲料，也可用于污水处理。浮萍属植物中有一种紫萍，不仅可以进行光合自养，还可以利用有机碳源进行异养。环保科研团队研究了三种营养模式下紫萍的有机物积累状况和紫萍对氮、磷的吸收率，实验设计以及结果如下表。实验组编号营养模式培养液环境条件淀粉产量/(g·m－2)蛋白质产量/(g·m－2)氮吸收率/(mg·m－2)磷吸收率/(mg·m－2)1自养无机盐溶液16h光照8h黑暗6.4110.93133.628.12异养？？50.6113.84359.934.93自养与异养混合无机盐溶液、葡萄糖16h光照8h黑暗54.2140.59687.937.28①上表中编号2实验组培养液以及环境条件的设置应依次为____________________。②结合表中数据分析可知，最有利于提高紫萍应用价值的营养模式是___________。环保部门尝试指导村民在下游BC段湖泊放养紫萍治理污水并获取家畜和家禽饲料，这一举措利用了生物多样性的_______________________________________价值。无机盐溶液、葡萄糖,24h黑暗自养与异养混合直接和间接P80，“复习与提高”非选择题的第2题（1）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。（2）有机物分解后形成的大量的NH+4等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。（3）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。（4）河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏水体污染类型成因危害无机污染水体中富含N、P等矿质元素藻类大量繁殖、水体浑浊度增加，进一步加剧水质恶化，水体缺氧，水生生物大量死亡有机污染水体中富含有机物异养型生物繁殖，水体缺氧，鱼、虾等水生生物死亡，进而使河水变黑、发臭重金属、农药污染重金属、农药进入食物链较高营养级生物体内的重金属等浓度较高以成因与危害为突破口，正确区分水体污染的类型考向2围绕设计并制作生态瓶，考查科学探究2．现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件见下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。下列分析合理的是(

)生态瓶编号光照含微生物的泥沙浮游藻类水草浮游动物A＋＋＋＋＋B－＋＋＋＋注：“＋”表示有，“－”表示无。A．A瓶中的所有生物组成了食物网，而B瓶中所有生物组成一条食物链B．A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头C．B瓶浮游动物种群密度降低只是因为缺乏食物D．当A瓶中能量的输入≥能量的散失时，A瓶的生态系统处于稳定状态答案：D高考真题体验1.(2022·湖南卷)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是(

)A．该种养模式提高了营养级间的能量传递效率B．采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递C．硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系D．该种养模式可实现物质和能量的循环利用答案：B2．(2021·广东卷)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是___________