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金版教程 高考科学复习解决方案 生物学
第30讲 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
一 生态系统的物质循环
1.概念
2.碳循环
(1)碳的存在形式及循环形式
①在非生物环境中:主要以CO2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:主要以CO2的形式循环。
(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。
②碳返回非生物环境的途径
1.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上最大的生态系统——生物圈,因此物质循环具有全球性。
2.生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物,而是指组成生物体的化学元素,如C、H、O、N、P、S等。
3.碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的,只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。
4.CO2不仅存在于大气中,在海洋等水环境中也大量存在,并且,大气中的CO2和水圈中的CO2可以相互流动。
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。
(2)物质种类
①重金属:如铅、镉、汞等。
②人工合成的有机化合物:如DDT、六六六等。
③某些放射性物质。
(3)途径:食物链(网)
(4)特点
①逐级聚集。
②营养级越高,该物质浓度越高。
③全球性。
4.物质循环与能量流动的关系
项目
能量流动
物质循环
形式
光能→化学能→热能
化学元素
(无机物有机物)
过程
沿食物链(网)单向流动
在非生物环境和生物群落间往复循环
特点
单向流动、逐级递减
循环性、全球性
联系
同时进行,相互依存,不可分割。①能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解等过程;②物质是能量沿食物链(网)流动的载体;③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)原理
①土壤中存在的绝大多数细菌、真菌等微生物是分解者(生态系统成分)。
②分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物,分解速度与环境中的温度、湿度等因素相关。
(2)实验方案及结论
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
自变量
土壤中是否含有微生物
是否加土壤浸出液
实验组
对土壤进行60_℃恒温处理1 h
A烧杯中加入30 mL土壤浸出液+淀粉糊
对照组
对土壤不做处理
B烧杯中加入30_mL蒸馏水+与A等量的淀粉糊
实验结论
土壤微生物能分解落叶使之腐烂,假设成立
土壤微生物能分解淀粉,假设成立
二 生态系统的信息传递
1.信息的概念:指日常生活中,可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2.信息流:生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够形成信息传递,即信息流。
3.生态系统中信息的种类
种类
概念
来源
举例
物理信息
自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息
非生物环境(光、声等)或生物个体或群体(声、颜色等)
蜘蛛网的振动频率、狼的呼叫声
化学信息
在生命活动中,生物产生的可以传递信息的化学物质
生物的代谢活动(植物的生物碱、有机酸等)
植物有机酸、生物碱等代谢产物,动物的性外激素等
行为信息
动物的特殊行为,主要指各
种动作,这些动作能够向同种或异种生物传递某种信息
动物特殊行为
蜜蜂跳舞、鸟类的“求偶炫耀”
4.生态系统中信息传递的范围、过程及特点
5.信息传递在生态系统中的作用
层次
作用
举例
个体
生命活动的正常进行,离不开信息的作用
(1)蝙蝠的回声定位;
(2)莴苣种子必须接受某种波长的光才萌发
种群
生物种群的繁衍,离不开信息的传递
(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
群落和生态系统
调节生物种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
森林中,狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者,兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕
6.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农畜产品的产量。
(2)对有害动物进行控制。
控制动物危害的技术方法比较
种类
项目
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使害虫抗药性增强;
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
天敌数量不确定,甚