1、第33讲 生态系统的物质循环、 信息传递及其稳定性,1.分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用。 2.举例说出生态系统中的信息传递。 3.阐明生态系统的稳定性。 4.活动:设计并制作生态瓶。,-3-,必备知识梳理,关键能力突破,生态系统的物质循环 1.物质循环,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,2.碳循环 (1)碳在无机环境中的主要存在形式: CO2 和碳酸盐。 (2)碳在生物群落中的主要存在形式: 含碳有机物 。 (3)碳循环模式图 光合作用或化能合成作用 ; 呼吸作用 ; 摄食 ; 呼吸作用 ; 燃烧 ; 分解作用 。,-5-,必备知识梳理,关键能力突破,(4)循环过程 碳在生物群落
2、和无机环境间的循环形式是 CO2 。 碳从无机环境到生物群落是通过 光合 作用或化能合成作用实现的。 碳返回到无机环境则是通过 呼吸作用 和 微生物的分解作用 以及化石燃料的燃烧实现的。,-6-,必备知识梳理,关键能力突破,3.能量流动和物质循环的区别与联系,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,教材拾遗1.(必修3第104页“基础题,4”改编)生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统?“能量”上呢? 答案生物圈在物质上可自给自足,但在能量上不能自给自足,因为物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。 2.(必修3第104页“拓展题”
3、改编)氮元素在生物群落与无机环境间能否循环利用?你如何解释需不断向农田中施加氮肥? 答案能。农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量和效益,使能量更多地流向人类,满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过分析生态系统的物质循环的过程,建立起生态系统的稳态和平衡观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,理解生态系统中物质循环的规律。 3.社会责任利用物质循环和能量流动的规律,更加科学、有效地利用生态
4、系统中的资源。,-9-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)下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。请据图回答下列问题。,-10-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)甲、乙、丙、丁代表生态系统的成分分别是生产者、消费者、分解者、大气中的CO2库,判断理由是 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 含碳有机物 ,在甲(或乙、丙)与丁之间的流动形式是 CO2 。 (3)图中的字母表示的过
5、程:b代表光合作用或化能合成作用 ,d和c代表 呼吸作用 ,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。,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 碳循环的过程及特点分析 1.(2019广西南宁摸底)下图表示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,表示生理过程。下列有关该图的分析,错误的是( )A.乙是该生态系统的基石 B.过程中碳的传递形式是CO2 C.过程主要是指绿色植物的光合作用 D.丙中的多种生物之间只存在竞争关系,答案,解析,-12-,必备知识梳理,关键能力突破,“三看法”快速确认碳循环的各环节,-13-,必备知识梳理
6、,关键能力突破,考向2 物质循环和能量流动的关系及应用 2.(2019江西八所重点中学联考)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,/的比值代表兔与狼之间的能量传递效率,答案,解析,-14-,必备知识梳理,关键能力突破,生态系统的信息传递及稳定性 1.信息的种类、特点、来源及实例(
7、连线),-15-,必备知识梳理,关键能力突破,2.信息的作用及应用,-16-,必备知识梳理,关键能力突破,3.生态系统的稳定性 (1)概念:生态系统所具有的 保持或恢复 自身结构和功能相对稳定的能力。 (2)原因:生态系统具有一定的 自我调节 能力。 (3)自我调节能力 基础: 负反馈调节 。 特点: 具有一定的限度 。,-17-,必备知识梳理,关键能力突破,(4)类型,-18-,必备知识梳理,关键能力突破,-19-,必备知识梳理,关键能力突破,(5)提高生态系统稳定性的措施 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 。 对人类利用强度较大的生态
8、系统,应实施相应的 物质、能量 投入,保证生态系统 内部结构与功能 的协调。 教材拾遗(必修3第110页“与社会的联系”改编)你还能举出生活中其他可以长期维持稳定生产的例子吗? 答案农业生产中,不断施肥、灌溉、除草及控制病虫害等,可以使种植单一农作物的农田保持稳定。,-20-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过分析生态系统的信息传递的作用和生态系统稳定性,建立起生态系统的稳态和平衡观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,分析和探讨人类活动对生态系统动态平衡的影响。 3.科学探究从生态系统具备有限自我调节能力的视角,预测和论证某一因素对生态系统的干扰可能引发的多种潜在变
9、化。,-21-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)下图表示受到干扰后生态系统功能的变化图,两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围,请回答下列问题。,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)图中y表示生态系统受到干扰时,其功能偏离正常范围的大小 ,偏离越大,抵抗力稳定性越 低 ;反之,抵抗力稳定性越 高 。热带雨林的y值 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)草原。 (2)x表示生态系统受到干扰后,其功能恢复到原状态所需的时间,x越大,表示恢复力稳定性越 低 ;反之,恢复力稳定性越 高 。 (3)TS可作为总稳定性的定量指标,面积越大,生态系统的总稳定性越 低 。,
10、-23-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 信息传递的种类、特点和应用 1.下列有关生态系统信息传递的叙述,不正确的是 ( ) A.信息传递有利于生物种群的繁衍 B.信息传递有利于沟通生物群落和无机环境的关系 C.生态系统的各成分之间存在多种形式的信息传递 D.生长旺盛的牧草为食草动物提供了可采食的信息,这对牧草不利,答案,解析,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,巧判生态系统信息传递的类型 (1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过动物的感觉器官,如皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感受上述信息,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
11、点,则判断为化学信息。 (3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。 (4)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)在噪音嘈杂的环境(如洪水、瀑布旁),生物多以“肢体语言”这种行为信息进行交流。,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 生态系统稳定性的种类、特点及机制 2.(2019河南洛阳三模)下列有关生态系统稳定性,正确的是( ) A.生态系统的自我调节能力主要是通过反馈调节来实现的 B.同等强度干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统恢复得慢 C.外来物种入侵会增加物种多样性,提高生态系统的稳定性 D.河流受到轻度污染时,能通过物理沉降、化学分解和
12、微生物分解来保持原状,属于恢复力稳定性,答案,解析,-26-,必备知识梳理,关键能力突破,判断生态系统稳定性的方法 (1)抵抗力稳定性强弱的判断(2)恢复力稳定性高低的判断:一般与抵抗力稳定性呈负相关,但是也有例外,如极地苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较低。,-27-,1,2,3,4,1.下列关于物质循环和能量流动的说法,错误的是( ) A.物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力 B.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 C.通过绿色植物的光合作用,可完成生态系统碳循环 D.食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道,5,答案,解析,-28-,1,2,3,4,2.
13、现在所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是( )A.生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2 B.参与过程的生物只有生产者、消费者 C.过程增强后过程随之增强,不能通过增强减少大气中CO2 D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对过程的依赖,5,答案,解析,-29-,1,2,3,4,3.下列关于生态系统中信息传递的叙述,正确的是( ) A.生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物 B.植物生长素对自身生长的调节属于信息传递中的化学信息 C.牧草生长旺盛时,为食草动物提供采食信息,这对食草动物有利,对牧草不利 D.利用人工合成的性引诱剂诱捕害
14、虫属于生态系统信息传递的应用,5,答案,解析,-30-,1,2,3,4,4.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如下图所示,由图不能得出的结论是( )A.同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高 B.同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B点左移 C.若甲生态系统的干扰强度增大,则C点右移 D.乙生态系统B点后一定有新的物种产生,5,答案,解析,-31-,1,2,3,4,5,5.生态学家对某池塘生态系统的营养结构和能量流动情况进行调查,得到了图甲所示的食物网,图乙表示该生态系统功能随时间的变化曲线。请分析回答下列问题。,-32-,1,2,3
15、,4,5,(1)图甲中太阳鱼位于最长食物链中的第 营养级。 (2)如果去除该生态系统中的双翅目幼虫,则理论上鲈鱼的产量将有所 (填“增加”或“减少”)。如果去除该生态系统中的浮游动物和双翅目幼虫,则该生态系统的抵抗力稳定性将 (填“增强”或“减弱”)。 (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,鲈鱼能够根据太阳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)若该池塘中的藻类大量繁殖而发生水华,导致环境恶化,在此过程中发现该池塘生态系统中的CO2出现先减少后增加的变化,请分析CO2变化的主要原因: 。,-33-,1,2,3,4,5,(5)图乙中两条虚线
16、之间的部分表示 。对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰,若yayb,则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a b(填“”“”或“=”);对同一生态系统来说,x和y的关系为 (填“正相关”或“负相关”)。,答案 (1)四 (2)增加 减弱 (3)调节生物种间关系,维持生态系统的稳定 (4)开始时藻类大量繁殖,光合作用消耗CO2增多,环境中CO2下降;后期该生态系统中的生产者和消费者大量死亡,分解者通过分解作用产生的CO2增多,环境中CO2增加(合理即可) (5)生态系统稳定性的正常范围 正相关,-34-,1,2,3,4,5,解析 (1)图甲的食物网至少由3条食物链构成,即浮游植物摇蚊幼虫太阳鱼
17、鲈鱼;浮游植物浮游动物太阳鱼鲈鱼;浮游植物浮游动物双翅目幼虫太阳鱼鲈鱼。在最长食物链中,太阳鱼位于第四营养级。(2)能量流动的特点是单向流动、逐级递减,所以如果去除该池塘中的双翅目幼虫,会使生态系统中损失的能量减少,则鲈鱼的产量将有所增加。浮游动物和双翅目幼虫被去除后,该生态系统的营养结构变得简单,抵抗力稳定性减弱。(3)浮游植物为摇蚊幼虫提供了可以采食及栖息的信息,鲈鱼能够根据太阳鱼量的信息控制繁殖,这些体现了信息传递调节生物种间关系、维持生态系统稳定性的功能。(4)见答案。(5)图乙的虚线之间的部分表示处于动态平衡,说明是生态系统稳定性的正常范围。在相同强度的干扰下yayb,表明a生态系统受到的影响更大,其抵抗力稳定性低。对同一个生态系统来说,偏离正常范围越大,恢复需要的时间就越长,故x和y呈正相关。,
