11.2 生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性（Word教师用书）-【创新方案】2025年高考生物一轮总复习（新教材Ⅰ）

第二讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性 课标要求 2.2.3　分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律 2．2.4　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 2．2.6　阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象 2．2.7　举例说出生态系统中物理、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 2．3.1　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 2．3.2　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 2．3.3　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 基础点(一)　生态系统的物质循环 (一)教材中的主旨语句要“悟透” 1．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。 (1)大气中的CO2进入生物群落的唯一方式是光合作用。(×) (2)非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。(√) (3)物质是能量流动的载体，能量是促进物质循环的动力。(√) (4)氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，但仍然要往农田中不断地施加氮肥，原因是什么？ 提示：农田是人工生态系统，以提高农作物产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物产量提高，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。 2．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，称作生物富集。 (1)生物富集只能通过吃与被吃的关系发生。(√) (2)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集，营养级越高，浓度也越高。(√) (3)在一个达到稳定的生态系统中，四种生物富集某物质的平均浓度：甲为3.4 ppm、乙为0.39 ppm、丙为0.35 ppm、丁为0.05 ppm，则丁在该生态系统中可能属于生产者。(√) (二)知识点间的关系要“融通” 1．一表理解物质循环的内涵 物质 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素 范围 非生物环境和生物群落之间 特点 具有全球性、循环往复 应用 农业生产中采用种养结合的模式 2．一图理清碳循环的过程 请写出图中各标号的含义：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。 3．一图理解生物富集的特点(以铅为例) (1)食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就越大。 (2)生物富集也具有全球性。 (三)教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(选择性必修2 P63“与社会的联系”拓展训练)温室效应加剧的原因是什么？我国采取了哪些措施进行缓解？ 提示：化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。我国一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。 2．(选择性必修2 P64“正文”延伸思考)生物富集的特点是什么？它与能量流动有什么区别？ 提示：特点：①逐级积累；②全球性。与能量流动的区别：①生物富集是某些物质沿食物链不断积累；能量流动是能量沿食物链不断减少；②生物富集沿食物链(网)传递的是不易被分解的重金属物质、有机农药等，能量流动沿食物链(网)传递的是有机物中的化学能。 基础点(二)　生态系统的信息传递和稳定性 (一)教材中的主旨语句要“悟透” 1．在生态系统的信息传递过程中，不仅有信息产生的部位——信息源；也有信息传播的媒介——信道；还需要信息接收的生物或其部位——信息受体。 (1)信息可来源于非生物环境或生物，传递方向往往是双向的。(√) (2)利用性外激素诱杀害虫属于化学防治。(×) (3)在生态系统的信息传递中，需要植物的叶、芽及细胞中的光敏色素等信息受体。(√) (4)黑光灯诱杀和施用信息素都能控制害虫数量，它们的原理分别是什么？ 提示：黑光灯诱杀害虫靠的是物理信息，直接降低害虫种群密度；施用信息素靠的是化学信息，以降低害虫的出生率，进而降低害虫种群密度。 2．人们把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，叫作生态系统的稳定性。 (1)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高。(×) (2)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。(√) (3)从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是什么？ 提示：森林生态系统的生物种类多，食物网(营养结构)复杂，自我调节能力强。 (二)知识点间的关系要“融通” 1．一图理清生态系统中信息的种类(连线) 2．一表比较两种生态系统的稳定性 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 概念 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力 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 核心 抵抗干扰、保持原状 遭到破坏、恢复原状 实质 保持自身结构和功能相对稳定 恢复自身结构和功能相对稳定 3.一表明了生态缸的设计 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 (三)教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(选择性必修2 P69“正文”发掘) (1)生态系统的信息传递是否只存在于同种动物之间？举例说明。 提示：生态系统中的信息传递既存在于同种生物之间，也发生在异种生物之间。如在非洲大陆上，犀牛与牛椋鸟之间有频繁的信息交流，鸟的鸣叫与跳跃可以提醒犀牛附近有危险情况。 (2)从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递一般具有双向的特点。 2．(选择性必修2 P72“正文”发掘)某地农业部门在防治棉铃虫问题上，提出了两种方案：Ⅰ.喷洒高效农药；Ⅱ.放养赤眼蜂(棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性并说明理由。 提示：放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌，棉铃虫失去了天敌的控制，容易再度大爆发。在棉田中放养赤眼蜂，棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。所以这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。 3．(选择性必修2 P73“正文”发掘)生态平衡的实质是什么？处于生态平衡的生态系统具有哪三个特征？ 提示：生态平衡的实质是生态系统的结构和功能处于动态平衡。处于生态平衡的生态系统具有的特征为结构平衡、功能平衡和收支平衡。 提能点(一)　生态系统物质循环的深化理解 逐点清(一)　生态系统的碳循环过程分析 |精|要|点|拨|　 1．用模型建构法分析碳循环模式图 (1)建构模型：在碳循环中，只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双向箭头，生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。除大气中的CO2库外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。快速判断碳循环模型如下： (2)模型应用 ①图1中A～D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者。 ②图2中A代表生产者，B、D代表消费者，E代表分解者，C代表大气中的CO2库。 ③图3中，E代表生产者，B、D、F代表消费者，C代表分解者，A代表大气中的CO2库。 2．结合模式图，明确碳循环的4个要点 存在形式 非生物环境中：CO2和碳酸盐； 生物群落内部：含碳有机物 流动形式 生物群落与非生物环境之间：CO2； 生物群落内部：含碳有机物 进入生物群落的途径 光合作用或化能合成作用 返回非生物环境的途径 ①生产者、消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧 |典|题|例|析|　 [典例]　如图是某自然生态系统中碳循环的部分图解，其中a、b、c、d构成生物群落，①～⑧表示相关过程。请回答下列问题： (1)碳在非生物环境与生物群落之间的循环主要是以________的形式进行的。图示各种成分之间缺少两个重要过程，请用虚线箭头在图中表示出来。 (2)图示初级消费者粪便中的能量属于________(填字母)同化量的一部分。b同化的能量最终的去向有________________________________。若图中b的同化量增加1 kJ，则生产者的同化量至少需要增加________kJ。 (3)过度的人工碳排放，会破坏生态系统的________________，导致气温升高从而加剧温室效应。为了避免温室效应的加剧，可以采取的措施有_______________________________ _______________________________________________________________(写出两点)。 [解析]　(1)碳在非生物环境与生物群落之间的循环主要是以CO2的形式进行的。根据生态系统的碳循环特点可知，d为生产者，a为初级消费者，b为次级消费者，c为分解者。图中缺少a指向c的箭头和大气中的CO2库指向d的箭头。(2)初级消费者(a)粪便中的能量属于生产者(d)同化量的一部分。b为最高营养级，其同化的能量最终的去向有通过自身的呼吸作用散失和被分解者利用。若b的同化量增加1 kJ，则生产者至少需要增加的同化量为1÷20%÷20%＝25(kJ)。(3)当碳过度排放到环境中时，会破坏生态系统的碳平衡，从而导致大气中的CO2增多，加剧温室效应。为了避免温室效应的加剧，采取的措施可以从碳的来源和去路两个方面进行分析，详见答案。 [答案]　(1)CO2　图略(缺少“ac”及“大气中的CO2库d”)　(2)d　通过自身的呼吸作用散失和被分解者利用　25　(3)碳平衡(或碳循环的平衡)　尽量减少使用化石燃料；扩大绿化面积；增加绿色植物对CO2的吸收等(写出两点，合理即可) 逐点清(二)　物质循环与能量流动的关系 |小|题|导|学|　 1．图1为碳循环示意图，甲、乙、丙代表生物，①～⑤代表过程，图2表示鼠摄食后的能量去向示意图，a～d代表能量的不同去向。下列相关分析不正确的是(　 ) A．①②③过程主要依靠呼吸作用，④主要依靠光合作用 B．鼠属于图1中的乙，丙是生态系统的基石 C．a表示鼠的同化量，b可能属于丙的同化量且被甲利用 D．若c伴随着③过程散失，则d表示被下一营养级摄入 解析：选D　①②③过程主要依靠分解者、生产者、消费者的呼吸作用，④主要依靠生产者的光合作用，A正确；鼠是消费者，属于图1中的乙，丙是生产者，是生态系统的基石，B正确；a表示鼠的同化量，b表示鼠粪便中的能量，可能属于丙(生产者)的同化量且最终被甲(分解者)利用，C正确；若c伴随着③过程散失，即呼吸作用散失，则d表示鼠用于生长、发育和繁殖的能量，其去向是流入下一营养级、流向分解者及未被利用，D错误。 2．(2024·长沙模拟)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此依存，不可分割。下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述不正确的是(　 ) A．图中黑色箭头②③④可表示能量流动过程，白色箭头⑤可表示物质循环过程 B．能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相依相伴进行 C．食物链和食物网是能量流动、物质循环和生物富集的渠道 D．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2 解析：选D　图中黑色箭头②③④单向流动，可表示能量流动过程，白色箭头⑤循环往复，可表示物质循环过程，A正确；能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程(即捕食关系)相依相伴进行，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，B正确；在生态系统中，能量流动和物质循环均可沿着食物链和食物网进行，食物链和食物网也是生物富集的渠道，C正确；碳在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，故碳在③④之间以含碳有机物的形式传递，D错误。 |精|要|点|拨|　 能量流动、物质循环和生物富集的关系 项目 能量流动 物质循环 生物富集 范围 生态系统各营养级 生物圈 生态系统各营养级 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 单向流动、逐级积累、全球性 过程 沿食物链(网) 在生物群落与非生物环境间往复循环 沿食物链(网) 联系 ①在群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同时进行，相互依存，不可分割； ②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解； ③物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力，也是生物富集的动力； ④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集 题点1　碳循环的过程、特点与生物富集 1．(2023·广东高考)凡纳滨对虾是华南地区养殖规模较大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程如图。下列叙述正确的是(　 ) A．1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻 B．1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位 C．浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者 D．异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养 解析：选B　放苗1周后开始投喂人工饵料，虾池中有机碎屑含量增加，水体中N、P等无机盐增多，水体富营养化严重，A错误；藻类作为生产者，在物质循环中占主要地位，B正确；浮游动物摄食藻类，同时浮游动物摄食细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者，C错误；异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养，D错误。 2．生物富集的效率可以用生物富集系数(BCF)进行量化，计算公式为BCF＝生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，以下叙述错误的是(　 ) A．生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的 B．生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响 C．生物富集系数数值越大，说明该物质越容易在生物体内分解 D．污染物沿着营养级传递过程中，其浓度在较高营养级中不一定增大 解析：选C　生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的，A正确；根据生物富集的特点可知，生物富集效率会受到生物特性、有害物质性质及环境因素的影响，B正确；生物富集系数的计算公式为生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，生物富集系数数值越大，说明该物质越难在生物体内分解，从而不断富集，C错误；污染物沿着营养级传递过程中，其浓度在较高营养级中不一定增大，与生物的捕食特性、污染物的性质有关，D正确。 题点2　物质循环和能量流动的关系 3．(2024·深圳模拟)下列关于物质循环和能量流动的描述，正确的是(　 ) A．地球上的碳绝大部分是以CO2的形式存在于大气中 B．沼渣肥田促进了物质循环和能量流动，提高了能量传递效率 C．碳元素在生产者与分解者之间以含碳有机物的形式双向传递 D．人类向大气中排放过多的碳的氧化物是形成酸雨的主要原因 解析：选A　碳主要以CO2的形式储存于大气中，A正确；沼渣经过分解者的分解，产生的无机盐和CO2流向农作物，达到肥田的效果，促进了物质循环和能量的多级利用，没有提高能量传递效率，B错误；在生物群落内部，碳元素主要以含碳有机物的形式从生产者传递到分解者，碳是以CO2的形式从分解者传递到生产者，C错误；酸雨是指燃烧煤、石油和天然气时产生的二氧化硫和氮氧化物在大气中与水分结合而形成的雨，D错误。 4．(2024·济南一模)物质循环与能量流动是生态系统的两大功能，两者同时进行，密不可分。下列有关物质循环与能量流动的说法，错误的是(　 ) A．生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落 B．碳循环伴随着能量流动，由于生物体不能在代谢中利用散失的热能，导致温室效应加剧 C．人工生态系统中的总能量可能大于该系统中生产者固定的太阳能 D．若某生态系统中输入的能量大于该系统散失的能量，则该系统的有机物总量增加 解析：选B　植物利用太阳能进行光合作用的过程伴随着无机物向有机物的转变，所以生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从非生物环境流入生物群落，A正确；碳循环过程中伴随着能量流动，温室效应加剧的原因主要是化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放，B错误；人工生态系统包含人工输入的能量，所以人工生态系统中的总能量可能大于该系统中生产者固定的太阳能，C正确；若某生态系统中输入的能量大于该系统散失的能量，则该系统的有机物总量增加，D正确。 提能点(二)　生态系统信息传递和稳定性的综合分析 逐点清(一)　生态系统的信息传递 |小|题|导|学|　 1．萤火虫的成虫发光有引诱异性的作用；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子萌发的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠的真菌孢子提前萌发，使其找不到宿主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用(　 ) A．物理信息、化学信息、行为信息 B．物理信息、行为信息、化学信息 C．行为信息、物理信息、化学信息 D．化学信息、行为信息、物理信息 解析：选B　萤火虫的成虫发出的光属于物理信息；雄鸟急速起飞、扇动翅膀属于发现天敌的特殊行为，属于行为信息；某种植物根系分泌的化合物属于化学物质，属于化学信息。 2．(2024·汕头模拟)捕蝇草每片叶子的顶端长有一个形似贝壳的小夹子。夹子里贮存有香甜的蜜汁，吸引飞虫、蚂蚁等前来吸食。当昆虫在叶片上来回走动摄取蜜汁时会碰到触发毛，“小夹子”就能“感知”到猎物从而快速关闭将其夹住。当触发毛在短时间内被连续触碰5次以上时，捕蝇草的叶片腺体便会开始分泌特殊液体。下列关于捕蝇草说法错误的是(　 ) A．捕蝇草在生态系统中既是生产者又是消费者 B．捕蝇草香甜的蜜汁向飞虫、蚂蚁传递化学信息 C．捕蝇草与飞虫、蚂蚁的种间关系是寄生 D．触发毛在短时间内被连续触碰5次以上才分泌特殊液体，可防止误触，节约能量 解析：选C　捕蝇草既能通过光合作用固定二氧化碳，属于生产者，又能“捕捉”飞虫、蚂蚁等，属于消费者，A正确；捕蝇草夹子里贮存有香甜的蜜汁，吸引飞虫、蚂蚁等前来吸食，香甜的蜜汁向飞虫、蚂蚁传递化学信息，B正确；捕蝇草与飞虫、蚂蚁的种间关系是捕食，C错误；当触发毛在短时间内被连续触碰5次以上时，捕蝇草的叶片腺体便会开始分泌特殊液体，这种机制可防止误触，节约能量，D正确。 |精|要|点|拨|　 1．生态系统中信息类型的辨析方法 2．生态系统中的信息传递模型分析 模型图示 模型解读 (1)信息的来源：生物或非生物环境。 (2)从图中可以看出，信息传递可发生在生物与生物之间，以及生物与环境之间。 (3)从信息传递的方向分析，生态系统的信息传递往往是双向的 逐点清(二)　生态系统的稳定性 |探|究|导|学| 如图表示抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，分析回答有关问题：　 (1)y的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标，y越大说明抵抗力稳定性越弱(填“强”或“弱”)。 (2)x可以表示恢复到原状所需的时间，x大小与恢复力稳定性的关系是x越大，表示恢复力稳定性越弱(填“强”或“弱”)。 (3)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，说明这个生态系统的总稳定性越低(填“高”或“低”)。 (4)据图可知，受到一定强度的干扰后，生态系统的功能能够恢复正常作用范围，原因是生态系统具有一定的自我调节能力，这种能力的基础是负反馈调节。 (5)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(填“大于”或“小于”)热带雨林的y值，原因是与热带雨林相比，草原生态系统生物组分少、营养结构简单、自我调节能力弱，所以抵抗力稳定性弱。 |精|要|点|拨|　 1．生态系统抵抗力稳定性大小的判断 2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间的关系 (1)一般呈负相关，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱。 (2)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。 3．正反馈调节与负反馈调节的比较 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 已污染的湖泊污染加剧 草原上食草动物与植物的平衡 题点1　信息传递的种类、功能及应用 1．(2024·鹤岗模拟)“闷麦法”即把萌动的冬小麦种子闷在罐中，放在0～5 ℃低温下处理40～50天，以便春季播种时能正常开花结实，获得和秋播同样的收成。研究表明，DNA甲基化水平降低是冬小麦开花的前提。下列说法错误的是(　 ) A．“闷麦法”体现了高等植物的生命活动受环境因素调节 B．推测低温处理可能是通过促进DNA甲基化来促进冬小麦开花的 C．植物经低温处理后才能开花体现了生物种群的繁衍离不开信息的传递 D．经低温后才能开花，避免出现在冬季来临前开花而无法正常结实 解析：选B　“闷麦法”体现了高等植物的生命活动受环境因素(如温度)的调节，A正确；据题意可知，DNA甲基化水平降低是冬小麦开花的前提，推测低温处理可能是通过抑制DNA甲基化来促进冬小麦开花的，B错误；温度属于物理信息，植物经低温处理后才能开花体现了生物种群的繁衍离不开信息的传递，C正确；经低温后才能开花，可避免出现在冬季来临之前开花而无法正常结实，D正确。 2．(2024·辽阳模拟)烟草植株在4～10月开花，开花需要光信息刺激。当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫，夜晚又可以驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。下列相关叙述或推断合理的是(　 ) A．光信息刺激植物开花，主要体现了生命活动的正常进行离不开信息的传递 B．“两岸猿声啼不住”所体现的信息类型与信息素相同 C．信息素只能作用于不同种生物，维持生态系统的稳定 D．信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系 解析：选D　光信息刺激植物开花，体现了种群的繁衍离不开信息的传递，A错误；“两岸猿声啼不住”，猿的叫声属于物理信息，与信息素(化学信息)不同，B错误；信息素可以作用于同种生物，也可以作用于不同种生物，C错误；由题干信息可知，信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系，D正确。 题点2　生态系统稳定性的分析 3．(2024·南昌模拟)生态系统在与外界进行物质交换、能量转换和信息交流的过程中，会受到多种因素的干扰。下列有关生态平衡与生态系统的稳定性的叙述，正确的是(　 ) A．增加物种丰富度和食物网复杂程度能提高生态系统的恢复力稳定性 B．热带雨林遭到严重破坏后，恢复到原来的平衡状态需要较短时间 C．处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡等特征 D．封山育林、合理开发利用、缩短食物链长度均能提高生态系统稳定性 解析：选C　增加生态系统的物种丰富度和食物网复杂程度，生态系统的自我调节能力会增强，进而有效提高其抵抗力稳定性，A错误；热带雨林物种多，营养结构复杂，抵抗力稳定性强，但恢复力稳定性较弱，故热带雨林遭到严重破坏后，恢复到原来的平衡状态需要很长时间，B错误；处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征，C正确；缩短食物链长度并不能提高生态系统稳定性，D错误。 4．(2024·遂宁模拟)为观察生态系统的稳定性，某生物兴趣小组设计了4个密闭、透明的生态缸，各缸内的组成和条件见表。下列相关叙述正确的是(　 ) 生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙 生态缸编号 ① － ＋ ＋ ＋ － ＋ ② ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ③ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ④ ＋ ＋ ＋ ＋ － － 注：“＋”表示有；“－”表示无。 A．生态缸②③④应置于太阳光能直射的地方 B．生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸④ C．生态缸③较生态缸④稳定性高 D．实验说明消费者和生产者是该生态系统不可缺少的成分 解析：选C　生态缸②③④应置于散射光下，不能置于直射光下，A错误；生态缸②中的氧气含量应该低于生态缸④，因为前者泥沙中分解者的分解作用会消耗氧气，B错误；生态缸③中成分齐全，而生态缸④中缺乏分解者(泥沙)，生态缸③较生态缸④稳定性高，C正确；由于4个生态缸都具有消费者，因此不能说明消费者是该生态系统不可缺少的成分，该实验能说明非生物的物质和能量、分解者是生态系统不可缺少的成分，D错误。 新情境问题建模——深刻理解信息传递的种类和作用 广普知识————增长知识见识　 材料　大灰蓝蝶的绝迹与重生 大灰蓝蝶曾经存在于英国南部，但数量较少，是蝴蝶爱好者的采集对象。因大灰蓝蝶在野生植物百里香花蕾中产卵，政府专门设立保护区，禁止牛羊啃食植被，并使用病毒控制野兔种群。但是，大灰蓝蝶的数量依然不断下降，并在20世纪70年代末绝迹。 研究发现，大灰蓝蝶的生活不仅依赖百里香，还和红蚁相关，红蚁巢常筑在向阳的山坡，附近草的高度一般在2～3厘米，草过高会降低地表温度，而温度过低不利于红蚁幼虫发育。大灰蓝蝶成虫把卵产在红蚁穴附近的百里香花蕾中，孵化出的幼虫以百里香花为食，体色变为与百里香花相同的紫红色。两周后，幼虫落至地面，用蜜腺分泌的蜜露吸引红蚁，同时膨胀身体形似幼蚁，诱骗红蚁将它运至蚁巢，进入蚁巢后的大灰蓝蝶幼虫以红蚁卵和幼虫为食，经10个月后化蛹成蝶、飞翔而去，若没有红蚁的“收养”，大灰蓝蝶的幼虫无法发育为成虫。 大灰蓝蝶在红蚁巢中如何避免被发现？科研人员比较了大灰蓝蝶幼虫和几种红蚁的体表化学物质，发现其种类与红蚁体表物质接近。科研人员又比较了大灰蓝蝶和红蚁发出的声音，结果如下图。若蚁后发现巢中还有一个“将要发育成蚁后的幼虫”，会发出化学信号让工蚁把它杀死，如果蚁巢规模太小，大灰蓝蝶幼虫会因食物不足而死。实际上，并非所有红蚁都坐以待毙，有的种类的红蚁会直接把大灰蓝蝶幼虫杀死。 大灰蓝蝶的生活史被揭示后，英国从瑞典重新引进大灰蓝蝶，并采取了适当措施，大灰蓝蝶的种群数量终于得到恢复。 科学思维——化“新”为“熟”，识破新情境　 1．大灰蓝蝶属于生态系统组成成分中的消费者。 2．关于大灰蓝蝶被红蚁成功收养的策略，下列说法不正确的是D。 A．大灰蓝蝶幼虫体色为紫红色，与百里香花色相同 B．大灰蓝蝶能够分泌蜜露，且身体膨胀形似幼蚁 C．大灰蓝蝶幼虫体表的化学物质与红蚁接近 D．大灰蓝蝶幼虫发出类似蚁后的声音获得特别照顾 3．综合文中信息，解释20世纪70年代英国保护大灰蓝蝶行动失败的原因：未充分考虑到大灰蓝蝶与红蚁和百里香的关系。 4．从进化与适应观的角度分析，红蚁并未因收养大灰蓝蝶而灭绝的原因是红蚁通过种间竞争来应对大灰蓝蝶，实现二者协同进化，该进化实例也说明，生态系统的信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。 5．“大灰蓝蝶的绝迹与重生”实例为人类的生物多样性保护工作提供的启示是充分尊重自然界现存的种间关系，不能随意捕杀某类生物(写一点即可)。 创新训练——内化模型，不惧创新考查　 1．(2024·汕头一模)为防治茶叶虫害，常在茶园中放置一张张书本大小的黄板——诱虫板。在板中央放有诱芯，诱芯可以释放昆虫信息素，将害虫吸引过来，再用诱虫板粘住，让虫子“有来无回”。下列说法错误的是(　 ) A．利用诱虫板防治害虫属于生物防治 B．诱芯释放的昆虫信息素属于化学信息 C．采用防治措施前害虫的种群数量呈“J”形增长 D．诱虫板的使用一般不会改变茶园的物种丰富度 解析：选C　由题干信息“在板中央放有诱芯，诱芯可以释放昆虫信息素，将害虫吸引过来”可知，诱虫板是利用昆虫信息素这种化学信息诱捕害虫，这种防治属于生物防治，A、B正确；由于茶园中的资源空间有限，也存在害虫的天敌等，故采用防治措施前害虫的种群数量呈“S”形增长，C错误；诱虫板的使用一般不会使害虫全部消失，不会改变茶园的物种丰富度，D正确。 2．(2024·重庆一模)岩雷鸟被称为“冰雪精灵”，是分布于我国的雷鸟之一。关于雷鸟，下列说法正确的是(　 ) A．为了更好地保护雷鸟，科研工作者可以用样方法和标记重捕法调查其种群密度 B．当一只雷鸟发现天敌时会一动不动，其他雷鸟也跟着一动不动，这属于物理信息 C．雷鸟的毛色随环境变化而改变这一适应现象具有局限性 D．如果某一年降雪延迟，雷鸟的种群数量锐减，来年雷鸟的种群数量一定会呈“J”形增长 解析：选C　雷鸟的活动范围大，活动能力强，可以用标记重捕法调查其种群密度，A错误；当一只雷鸟发现天敌时会一动不动，其他雷鸟也跟着一动不动，这属于行为信息，B错误；生活在雪地的雷鸟的毛色为白色，使体色与环境一致，不容易被天敌发现，这是生物对环境的适应现象，但如果降雪延迟，白色雷鸟易被天敌发现而被捕食，这表明雷鸟的毛色随环境变化而改变这一适应现象具有局限性，C正确；如果某一年降雪延迟，雷鸟的种群数量锐减，来年雷鸟的生存环境中仍有环境阻力，不一定会呈“J”形增长，D错误。 [素养提升训练] 1．(2024·洛阳一模)物质循环是生态系统的基本功能之一。下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是(　 ) A．生态系统营养结构复杂程度的增加，会导致物质循环的速率变慢 B．绿色植物通过光合作用和呼吸作用参与维持生物圈的碳—氧平衡 C．“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统的物质循环功能 D．不同营养级的生物吸收难以降解的化合物后会对该化合物产生富集效应 解析：选A　物质循环的速率和该生态系统营养结构的复杂程度有关，更取决于生产者和分解者的种类和数量等，故生态系统的营养结构复杂程度增加，其物质循环的速率变快，A错误；绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气，通过呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，参与维持生物圈的碳—氧平衡，B正确；“落红不是无情物，化作春泥更护花”，“落红”(有机物)可以被微生物分解成无机物进而被植物吸收利用，体现了生态系统的物质循环功能，C正确；不同营养级的生物吸收难以降解的化合物后会对该化合物产生富集效应，D正确。 2．(2024·绥化一模)红树林是陆地向海洋过渡的盐生森林生态系统，红树植物通过物理、化学以及生物过程对土壤重金属污染物进行吸收、积累以及转移，起净化作用。以下分析错误的是(　 ) A．红树林的净化作用体现了生物多样性的间接价值 B．若绝大部分重金属元素主要积累在根部，则可减少向消费者传递 C．重金属元素也参与生态系统的物质循环，但不具有全球性 D．植物体内重金属元素浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集 解析：选C　红树林的净化作用属于生态功能，体现了生物多样性的间接价值，A正确；消费者主要取食植物的地上部分，若绝大部分重金属元素主要积累在根部，则可减少向消费者传递，B正确；重金属元素也参与生态系统的物质循环，因此具有全球性，C错误；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，称作生物富集，D正确。 3．中国古诗词呈现出传统文化中的生命美学，充满了生活智慧。下列相关叙述不正确的是(　 ) A．“晴日暖风生麦气”体现了信息能够影响农作物的生命活动 B．“竹深树密虫鸣处”中的“虫鸣”反映了生态系统中的行为信息 C．“风光不与四时同”体现了群落的结构会随季节发生变化 D．“惟有葵花向日倾”反映了生物能对外界的刺激作出反应 解析：选B　“晴日暖风生麦气”体现的是环境因素中的温度、阳光等信息对农作物生命活动的影响，A正确；“虫鸣”属于生态系统中的物理信息，B错误；“风光不与四时同”体现了群落的结构会随季节发生变化，C正确；“惟有葵花向日倾”体现了葵花能对光的刺激作出反应，D正确。 4．(2024·襄阳模拟)青蛙会捕食飞蛾、飞虱等害虫，被称为“农田卫士”。研究发现，噪声可通过交叉感官干扰影响雌蛙做出配偶选择所用的时长，该研究为科学预测和缓解噪声干扰对野生动物的影响提供了重要依据。下列叙述正确的是(　 ) A．飞蛾与青蛙组成了一条食物链 B．上述实例不能说明生态系统中的信息传递调节了种间关系 C．青蛙能够加快生态系统中的物质循环，不能加快能量流动 D．青蛙摄食后粪便中的能量属于青蛙同化的流向分解者的能量 解析：选B　食物链的起点是生产者，所以飞蛾与青蛙不能组成一条食物链，A错误；噪声可通过交叉感官干扰影响雌蛙做出配偶选择所用的时长，说明了信息传递会影响种群的繁衍，不能说明生态系统中的信息传递调节了种间关系，B正确；青蛙是消费者，消费者的存在能够加快生态系统中的物质循环和能量流动，C错误；青蛙摄食后粪便中的能量属于飞蛾、飞虱等害虫同化的流向分解者的能量，D错误。 5．我国南方很多防护林保留了部分原始植被的特征，但同时由于深受人类活动的干扰而与自然群落有一定差异。研究表明，在一定范围内，随着干扰(主要是砍伐成树)强度的增加，防护林林下的植物丰富度增加，阳生植物增多。下列叙述正确的是(　 ) A．砍伐成树不利于林下阳生植物的生长和繁殖 B．适度砍伐成树，有利于提高防护林的自我调节能力 C．受到重度干扰的防护林，其抵抗力稳定性一定增强 D．适度砍伐成树，一定会导致防护林生物多样性降低 解析：选B　由题意分析可知，在一定范围内，砍伐成树后林下阳生植物能够获得更多的光照、水肥，有利于其生长繁殖，A错误；适度砍伐成树后，林下植物丰富度增加，阳生植物增多，光合作用增强，能产生更多的营养物质，因此适度砍伐成树，有利于提高防护林的自我调节能力，B正确；重度干扰会让防护林的物种多样性降低，导致防护林营养物质流失，因此其抵抗力稳定性会相对减弱，C错误；适度砍伐成树一定程度上能增加防护林生物多样性，D错误。 6．(2024·哈尔滨模拟)下列关于“生态平衡”和“生态系统稳定性”的叙述中，不正确的是(　 ) A．生态平衡是生态系统发展到一定阶段，生态系统的结构与功能处于相对稳定的一种状态 B．生态系统的稳定性是生态系统具有的维持或恢复其结构与功能处于相对平衡状态的能力 C．生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础 D．生态平衡与生态系统的稳定性没有关系 解析：选D　生态平衡是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，A正确；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，叫作生态系统的稳定性，B正确；生态系统具有自我调节能力，自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础，C正确；生态平衡与生态系统的稳定性息息相关，D错误。 7．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，下列表述错误的是(　 ) A．温带针阔叶林比热带雨林的抵抗力稳定性低 B．当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态平衡就会遭到严重的破坏 C．封山育林有效提高了生态系统的稳定性 D．生态系统组分越简单，其抵抗力稳定性越低，恢复力稳定性一定越高 解析：选D　温带针阔叶林比热带雨林的物种丰富度低，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低，A正确；生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏，B正确；封山育林可保护生物多样性，使生态系统的营养结构变得复杂，有效提高生态系统的稳定性，C正确；生态系统的组分越简单，营养结构越简单，恢复力稳定性不一定就越高，如北极冻原生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低，D错误。 8.(2024·淄博一模)某原始针茅草原在禁牧若干年后，变成了不适合放牧的地段，原因是禁止放牧后，在草原干燥气候条件下，针茅的残体分解缓慢，大量残体形成的致密层阻碍了其嫩枝的发芽，从而促使其大量死亡。放牧情况下，草食动物的食草作用对针茅净生产量的影响如图。下列说法错误的是(　 ) A．严禁放牧会使物质循环减慢，不利于该生态系统的稳定 B．严禁放牧后，该草原生态系统可能发生退化 C．c点前，针茅净生产量与载畜量呈负相关 D．适度放牧可以调节种间关系，a 点为该草原的最佳载畜量 解析：选C　由题意可知，禁止放牧后，针茅的残体分解缓慢，大量残体形成的致密层阻碍了其嫩枝的发芽，从而促使其大量死亡，说明严禁放牧会使物质循环减慢，不利于该生态系统的稳定，该草原生态系统可能发生退化，A、B正确；由题图可知，c点前，针茅净生产量随着载畜量的增加，先增加后降低，C错误；适度放牧可以调节种间关系，a 点时针茅净生产量最高，则a点为该草原的最佳载畜量，D正确。 9．(2024·滨州模拟)生态系统中生物种类、食性、栖息条件相似的种群为同一个功能组。某海洋牧场区有21个功能组，构成了五个营养级，其中P是浮游植物，D是碎屑(包括水中所有无生命的有机物)，R是呼吸消耗量。各营养级之间的生物量关系如下图[单位：t/(km2·a)]。下列说法正确的是(　 ) A．一个功能组中的生物具有相同的生态位 B．该生态系统中能量在D与Ⅱ之间循环流动 C．该生态系统的生物量金字塔不可能倒置 D．该生态系统的存在有利于缓解温室效应 解析：选D　一个功能组中的生物具有的生态位相似程度较高，A错误；生态系统中能量流动表现为单向流动、逐级递减的特点，因此该生态系统中D与Ⅱ之间不会存在能量的循环流动，B错误；由于该生态系统的生产者是浮游植物，浮游植物生活周期短，繁殖快，因此，在某时刻的生物量金字塔可能倒置，C错误；该生态系统的存在有利于缓解温室效应，因为其中的浮游植物能固定大量的二氧化碳，减少大气中二氧化碳的含量，D正确。 10．(2024·淮安模拟)自然灾害和人类活动能破坏自然生态系统，自然生态系统的恢复与重建需要利用恢复生态学的理论和技术。下列关于生态系统恢复的叙述，正确的是(　 ) A．抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性一定越高 B．控制对生态系统的干扰程度有利于维持生态系统的稳定性 C．正反馈调节能使生态系统达到和保持平衡及稳态 D．生态系统恢复稳定后，群落的物种组成不再改变 解析：选B　一般情况下，抵抗力稳定性越低的生态系统其恢复力稳定性越高，但是北极冻原生态系统、沙漠生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低，A错误；控制对生态系统的干扰程度有利于维持生态系统的稳定性，B正确；负反馈调节是自我调节能力的基础，它能使生态系统达到和保持平衡及稳态，C错误；生态系统恢复稳定后，群落的物种组成可能会改变，D错误。 11．(2024·开封模拟)湖泊的碳循环(如图)在全球碳循环中扮演着重要角色。湖泊中DOC可以氧化形成CO，DIC在不同碱度下的平衡决定了水体CO2分压(pCO2)。湖泊沉积物是重要的碳累积场所，也是湖泊生态系统重要的营养来源与活动场所。回答下列问题： (1)“碳达峰”“碳中和”是全世界人民共同奋斗才能实现的目标，原因是碳循环具有________的特点。 (2)水体pCO2可以指示大气—水体间的CO2交换情况，40 Pa pCO2被视作大气—水体之间实现了碳平衡，据图分析此CO2分压下，水生植物和藻类的光合作用吸收的CO2____________(填“大于”“等于”或“小于”)其呼吸作用释放的CO2，理由是 ________________________________________________________________________。 (3)湖泊生态系统中生存着浮游植物、水生植物等生产者，原生动物、浮游动物等初级消费者，底栖动物、鱼虾等高级消费者。请写出碳在湖泊生物群落中的流动情况(用箭头加文字的形式，并在相应箭头上标注出碳元素的流动形式)。 (4)据图分析，湖泊中CO2气体的饱和度除受UV、O2、温度等影响，还受______________(答两点)等环境因素的影响，因此往往表现出季节性等差异。 (5)CH4是一种温室效应数十倍于CO2的温室气体，也是潜在的替代能源，湖泊CH4气体主要源自在缺氧条件下产甲烷菌对底层水体、沉积物中有机质的分解。根据以上资料，试提出一条既能降低温室效应又能减轻能源危机的研发方案： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由于碳循环具有全球性和循环性，因此需要全世界人民共同奋斗才能实现“碳达峰”“碳中和”。(2)40 Pa pCO2被视作大气—水体之间实现了碳平衡，即水体中CO2的来源和去路也处于动态平衡状态。结合题图分析可知，水体中CO2的消耗主要是水生植物和藻类的光合作用吸收CO2；水体中CO2的来源除水生植物和藻类的呼吸作用，还有消费者和分解者的呼吸作用，以及溶解性有机碳(DOC)、溶解性无机碳(DIC)的分解等，因此水生植物和藻类的光合作用吸收的CO2大于其呼吸作用释放的CO2。(3)见答案。(4)据题干信息可知，溶解性无机碳(DIC)在不同碱度下的平衡决定了水体CO2分压(pCO2)，因此碱度影响湖泊中CO2气体的饱和度；光照影响水生植物和藻类光合作用吸收CO2的强度，也会影响湖泊中CO2气体的饱和度；风力也会影响大气—水体间的CO2交换情况。(5)由于CH4是一种温室效应数十倍于CO2的温室气体，且是潜在的替代能源，因此采集湖泊底层产生的CH4作为能源加以利用；或收集湖泊底层沉积物，利用产甲烷菌在缺氧条件下发酵，收集CH4作为能源加以利用，既能降低温室效应又能减轻能源危机。 答案：(1)全球性(循环性)　(2)大于　CO2除来自水生植物和藻类的呼吸作用，还有消费者和分解者的呼吸作用，以及溶解性有机碳(DOC)、溶解性无机碳(DIC)的分解等　(3)如图所示 (4)光照、碱度、风力(答两点)　(5)采集湖泊底层产生的CH4，作为能源加以利用(或收集湖泊底层沉积物，利用产甲烷菌在缺氧条件下发酵，收集产生的CH4作为能源加以利用) 12．(2024·重庆模拟)“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”，描绘了一幅丰年景象。青蛙主要取食蚜虫、稻纵卷叶螟等昆虫，且昆虫的天敌还有肉食性昆虫，稻田中还有食虫鸟、蛇等生物，蛇通过捕食食虫鸟和青蛙获取能量。稻纵卷叶螟的幼虫危害水稻，而成虫具有趋光性。回答下列问题： (1)根据以上信息写出稻田生态系统中的食物网：___________________________。若食物链中最高营养级生物同化1 kJ的能量，则最低消耗生产者___________kJ的能量。 (2)稻田中存在反硝化细菌，在土壤氧气不足时，反硝化细菌能将土壤中的硝酸盐还原成N2。有人认为反硝化细菌的存在加速了生态系统的氮循环，这种说法__________(填“正确”或“不正确”)，原因是______________________________________________。 (3)蛙在生殖季节，雄蛙不断发出声音吸引异性，雄蛙发出的声音对于蛙种群来说是一种________信息，这体现了信息传递在生态系统中的作用是_____________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)食物链的起点是生产者，终点是不被捕食的生物，即最高营养级，结合题意，可写出稻田生态系统中的食物网关系(见答案)；食物链中最高营养级生物(蛇)同化1 kJ的能量，则最低消耗生产者的能量应按照食物链最短、能量传递效率为20%计算，据食物网关系可知，蛇最短的食物链中处于第四营养级，则要同化1 kJ的能量，需要的生产者是1÷20%÷20%÷20%＝125(kJ)。(2)分析题意可知，在土壤氧气不足时，反硝化细菌能将土壤中的硝酸盐还原成N2，使氮重返大气，加速了生态系统的氮循环。(3)雄蛙发出的声音对于蛙种群来说是一种物理信息；蛙在生殖季节雄蛙通过声音吸引异性，说明生物种群的繁衍离不开信息传递。 答案：(1)如图所示　125　 (2)正确　反硝化细菌通过反硝化作用将土壤中的硝酸盐还原为N2，使氮重返大气　(3)物理　利于生物种群的繁衍 学科网（北京）股份有限公司 $$