内容正文:
第31讲 物质循环、信息传递和生态系统的稳定性
课标呈现
素养解读
1.举例说明利用物质循环和能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
2.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
3.举例说明生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
4.分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构。
5.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定,并维持动态平衡的能力。
6.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响,如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。
7.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时,能够通过自我调节维持稳定。
1.生命观念——建立普遍联系的观点及生命系统的物质和能量观;建立生命系统的稳态观。
2.科学思维——通过分析生态系统物质循环的模式图及抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线,培养运用科学思维分析问题、解决问题的能力。
3.社会责任——通过分析信息传递在实践中的应用及提高生态系统稳定性的措施,形成保护生物与环境的责任感。
4.科学探究——通过“设计并制作生态缸,观察其稳定性”的实验,提高实验设计、动手操作及观察能力。
考点一 生态系统的物质循环和信息传递
1.碳循环
(1)碳的循环及存在形式
(2)碳循环过程
①过程解读
a.__生产者__ b.__消费者__ c.__呼吸作用__ d.__光合作用和化能合成作用__ e.__呼吸作用__ f.__化石燃料燃烧__。
②碳循环途径
(3)温室效应
2.物质循环
3.生物富集
4.能量流动和物质循环的关系
[教材延伸]
1.(选择性必修2 P61“思考·讨论”改编)氮元素在生物群落与非生物环境间能否循环利用?请解释需不断向农田中施加氮肥的原因。
提示: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。
2.(选择性必修2 P63“与社会的联系”改编)汽车尾气是产生雾霾的重要原因之一,你认为应采取哪些治理措施?
提示:改善燃油的品质;倡导绿色出行,减少尾气排放;大量植树造林等。
一、围绕物质循环,考查科学思维能力
1.(2020·高考全国卷Ⅲ)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
A.消费者没有参与碳循环的过程
B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D.碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
A [消费者的存在能加快生态系统的物质循环,A错误;大气CO2库中的碳进入生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用实现的,生产者的光合作用是碳循环的重要环节,B正确;土壤中的微生物可以通过呼吸作用将含碳有机物中的碳返回大气中,土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节,C正确;碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行,在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递,D正确。]
2.(2023·湖北天门、仙桃、潜江联考)下图为部分碳循环示意图,下列叙述正确的是( )
A.①⑦⑧过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行
B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量
C.根瘤菌与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳来自⑥过程
D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量是单向流动、逐级递减的
A [图中Ⅰ是非生物环境,代表大气中的CO2库,Ⅱ、Ⅲ是消费者,Ⅳ是分解者。碳在生物群落和非生物环境之间(即题图中①⑦⑧)的循环主要是以CO2的形式进行的,碳在生物群落内部(即题图中②③④⑤⑥)主要以有机物的形式进行,A正确;题图中生产者为第一营养级,①为生产者固定的总能量,B错误;根瘤菌是消费者,因此它与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳应该来自②,而不是⑥,C错误;题图中生产者、Ⅱ、Ⅲ可以构成食物链,而分解者Ⅳ不参与食物链的组成,D错误。]
二、围绕物质循环和能量流动,考查综合运用能力
3.分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是( )
A.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动
B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
C [生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量,①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。]
4.(2021