内容正文:
选择性必修2 生物与环境
第八单元 生物与环境
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考点1 生态系统的物质循环
一、碳循环
1.请写出图中各标号的名称
a.______;b.______;c.________;d.______________________;e.________;f.______________。
提醒:分解者的分解作用不完全等同于分解者的呼吸作用。分解作用包括胞内分解作用和胞外分解作用。
生产者
消费者
呼吸作用
光合作用和化能合成作用
呼吸作用
化石燃料的燃烧
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
2.碳的存在形式与循环形式
3.碳循环途径
二氧
含碳有机物
二氧化碳
化能合成作用
分解作用
化石燃料
化碳
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
4.温室效应
化石燃料的开采和使用
二氧化碳排放
森林覆盖率
秸秆还田
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
1.(人教选择性必修2 P63“与社会的联系”)大量植树造林可缓解温室效应,原因是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示:大量植树造林可增加CO2从大气中的CO2库到生物群落的吸收速率,减少大气中CO2的含量
二、物质循环
1.物质:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素。
2.范围:生物群落和__________之间。
3.特点:______、____________。
4.应用:农业生产中常采用________的模式。
非生物环境
全球性
循环往复运动
种养结合
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
2.(选择性必修2 P67“拓展应用”)氮元素在生物群落与非生物环境间能循环利用。农业生产上还要不断地向农田中施加氮肥,原因是____________________
____________________________________________________________________。
提示:农产品源源不断地从农田生态系统输出,其中的氮元素并不能全部归还土壤
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
三、生物富集
稳定
全球性
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
四、能量流动和物质循环的关系
1.区别
项目 能量流动 物质循环
形式 太阳能→化学能→热能
过程 沿食物链(网)____流动 在生物群落与非生物环境之间________
范围 生态系统各营养级 ____(生物圈)
特点 ________、________ ____性、循环往复运动
单向
循环往返
全球
单向流动
逐级递减
全球
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
2.联系
(1)物质作为能量的____,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为____,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。
(2)二者同时进行,相互依存、不可分割。
载体
动力
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
1. 生态系统的碳循环指的是CO2在无机环境和生物群落中的往复循环。 ( )
提示:碳循环指的是碳元素的循环,而不是含碳化合物的循环。
2.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。 ( )
3.大气中的CO2进入生物群落的唯一方式是光合作用。 ( )
提示:CO2从无机环境进入生物群落的方式有两种:光合作用和化能合成作用。
4.生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能量都是循环往复的。 ( )
提示:物质是循环往复的,而能量流动是单向的。
5.人类活动加速了铅的循环,改变了铅在环境中的分布。 ( )
×
√
×
×
√
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
1.某调查小组对某湿地生态系统调查发现其主要由水草、藻类、鱼类、贝类、白鹭等生物组成。请在下图中用箭头和文字补充该生态系统的碳转化途径。
提示:
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
2.党的二十大报告提出,必须牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展,积极稳妥推进碳达峰、碳中和。为了实现2030年前“碳达峰”和2060年前“碳中和”的目标,请从不同的角度提出两条具体措施。
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示: 大力植树种草提高植被覆盖率(退耕还林、退牧还草、秸秆还田等);开发新能源减少化石燃料燃烧(开发使用太阳能、风能、核能等);绿色出行等
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考向1 碳循环的过程分析
1.(2023·江苏宿迁泗阳中学校考阶段练习)碳循环是生物地球化学循环的重要组成部分。目前全球范围出现的厄尔尼诺现象等都与全球碳循环有着或多或少的关系,每一个人都应从我做起,关心碳循环。下列关于目前全球碳循环的叙述,错误的是( )
A.生物群落能够反复利用生物地球化学循环中的碳
B.二氧化碳浓度在生物圈中的持续增高可引起温室效应
C.工业化加速了碳排放,不利于生物圈中碳循环的平衡
D.植物光合作用固定碳的速率远大于生物圈中释放碳的速率
√
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
D [物质循环中碳元素以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境中进行循环,故生物群落能够反复利用生物地球化学循环中的碳,A正确;二氧化碳浓度在生物圈中的持续增高会打破碳平衡,可引起温室效应,B正确;工业化进程中人类活动大量利用煤、石油等化石燃料,造成大量二氧化碳排放,打破了生物圈中碳循环的平衡,C正确;一般情况下,植物光合作用固定碳的速率与生物圈中释放碳的速率大致相同,但工业化等过程加速了碳排放,植物光合作用固定碳的速率可能低于生物圈中释放碳的速率,D错误。故选D。]
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
2.(2024·江苏南通校联考模拟预测)如图为某生态系统的碳循环示意图,图中汉字为生态系统的组成成分,字母表示丙中的部分生物,数字代表生理过程。下列分析正确的是( )
A.碳元素在群落中的生物之间主要以CO2的形式进行流动
B.丁为分解者,该生态系统中的分解者是指腐生细菌和真菌
C.图中生物B灭绝,短时间内生物D的数量一定减少
D.图中①为生产者的呼吸作用,③为分解者的分解作用
√
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
D [碳元素在群落中的生物之间主要以含碳有机物的形式进行流动,A错误;图为某生态系统的碳循环示意图,乙、丙、丁都有箭头指向甲,故甲为大气中的 CO2 库,乙与甲双向箭头,故乙为生产者,乙、丙都有箭头指向丁,故丁为分解者,则丙为消费者。丁为分解者,生态系统中的分解者包括营腐生生活的生物,主要是腐生细菌和真菌,也有腐食性动物等,B错误;D的食物来源有两条途径:A→B→D和A→D,若题图中生物B灭绝,则生物A的能量直接传递到生物D(食物链缩短),故短时间内生物D的数量可能会增加,C错误;题图中的甲为大气中的 CO2 库,乙为生产者,丙为消费者,丁为分解者,故①为生产者的呼吸作用,③为分解者的分解作用,D正确。故选D。]
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
“箭头分析法”分析常见物质循环模型
(1)“三看法”快速判断
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
(2)模式图常见变式分析
①图1中,A为生产者,B为大气中的CO2库,C为消费者,D为分解者。
②图2中,A为生产者,B为大气中的CO2库,C为初级消费者,D为次级消费者,E为分解者。
③图3中,E为生产者,A为大气中的CO2库,B、D、F为消费者,C为分解者。
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考向2 生物富集
3.(2023·江苏常州第三中学校考模拟预测)莹蚊的幼虫生活在水中。为了防治莹蚊,人们在某湖泊长期喷洒杀虫剂DDT。该杀虫剂在生物体内很难降解,使用初期效果显著,后期效果下降,停用后检测该湖泊水体和几种生物体内的DDT浓度,结果如表所示。下列有关说法正确的是( )
A.该湖泊生态系统的结构是指群落和无机环境
B.DDT的使用导致莹蚊幼虫产生抗药性突变
C.分析表中数据可推测生物B处于最低营养级
D.DDT存在生物富集现象且该现象具有全球性
√
检测对象 水 A B C D
DDT浓度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
D [该湖泊生态系统的结构是指组成生态系统的成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网),A错误;莹蚊幼虫本身就存在抗药性突变,DDT只是对抗药性突变起选择作用,B错误;由于DDT很难分解,因此会随着食物链的延长而逐渐在最高营养级积累增加,B含有DDT的量最多,可能是最高营养级,C错误;有害物质通过食物链在生产者和消费者体内不断积累,且这种有害物质会随着生物的转移而出现全球性,因此DDT存在生物富集现象且该现象具有全球性,D正确。故选D。]
考点1
考点2
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考向3 物质循环和能量流动的关系
4.(2022·江苏镇江高三统考开学考试)下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图,下列叙述错误的是( )
A.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
B.图中②可表示热能,③④既能表示能量流动也能表示物质循环
C.不易被分解的有害物质沿③、④传递会表现出生物富集作用
D.若图中物质循环表示氮循环,则氮在③④过程的传递形式主要为含氮有机物
√
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
B [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,A正确;②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量,③④表示捕食关系,仅发生在群落内部,不能表示物质循环,B错误;不易被分解的有害物质沿食物链中③、④传递会表现出生物富集作用,营养级越高的生物中,有害物质越多,C正确;若图中物质循环表示氮循环,则氮在生物群落中的③④过程的传递形式主要为含氮有机物,D正确。故选B。]
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考点2 生态系统的信息传递
一、信息的概念
指在日常生活中,人们通常将可以____的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
二、信息的种类、特点、
来源及实例(连线)
提示:①—b—Ⅲ—C ②—c—Ⅰ—A ③—a—Ⅱ—B
传播
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
三、信息传递过程
四、信息传递在生态系统中的作用
信息源
信道
生命活动
繁衍
平衡与稳定
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
(人教选择性必修2 P70“思考·讨论”)烟草植株释放的化学物质,在白天与夜间是否都使它本身受益?为什么?______________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示:是。因为它在白天可以吸引蛾幼虫天敌,防止蛾幼虫的捕食,夜间能够驱赶夜间活动的雌蛾,使它们不能在植物叶片上产卵
提醒:生态系统的信息传递不包括细胞之间的信息传递,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。
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
五、信息传递在农业生产中的应用
1.提高________的产量。如利用模拟的________吸引大量的传粉动物,就可以提高果树的传粉效率和结实率。
2.对________进行控制。如利用__________诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
农畜产品
动物信息
有害动物
昆虫信息素
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
1.物理信息的来源可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体。 ( )
2.生物仅通过一种信息类型进行交流。 ( )
提示:生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
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.信息可来源于非生物环境或生物,传递方向均为双向。 ( )
提示:信息传递的方向往往是双向的。
5.通过生态系统的信息传递,可以控制有害动物,也可以提高一些农产品或畜产品的产量。 ( )
√
×
√
×
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
蝗虫从低密度的散居型向高密度的群居型的转变是蝗灾爆发的重要生物学基础,群聚信息素是蝗虫聚集的最关键因素。我国科学家对可能是群聚信息素的几种气味化合物进行了相关研究。
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
是否为群聚信息素,首先要判断该气味化合物对蝗虫有无吸引性。据图结果推测,BA、4VA这两种气味化合物中可能是群聚信息素的物质是______________ ____________________________________________________________________,判断依据是__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示:4VA 4VA 组中的蝗虫在4VA侧的活动更多且停留时间更长,表明4VA对蝗虫有吸引性,而BA组中的蝗虫在左右两侧的活动分布和停留时间差别不大,表明BA对蝗虫无吸引性
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考向1 信息传递的类型、作用及应用
1.(2023·江苏徐州校考模拟预测)梨小食心虫是果园的主要害虫之一,为控制其危害,需要多次喷药防治,增加了环境污染的风险。科研人员利用性信息素迷向技术在田间高剂量、多位点释放梨小食心虫性信息素,掩盖雌虫释放的性信息素气味,使雄虫无法找到雌虫,降低成虫交配概率,以达到防治目的。下列叙述错误的是( )
A.多次、大量喷施农药会导致梨小食心虫种群的抗药性增强
B.性信息素迷向技术通过改变梨小食心虫的性别比例来降低其出生率
C.梨小食心虫的性信息素属于化学信息,性信息素迷向技术属于生物防治
D.性信息素影响梨小食心虫的交配,说明种群的繁衍离不开信息的传递
√
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
B [多次、大量喷施农药会将有抗药性的个体筛选出来,后代中具有抗药性的个体会逐渐增多,种群的抗药性增强,A正确;据题干可知,性信息素迷向技术是通过掩盖雌虫释放的性信息素气味,使雄虫无法找到雌虫,降低成虫交配概率,并没有改变性别比例,B错误;性信息素属于化学信息,利用性信息素迷向技术既可以达到防治害虫的目的,又不会对环境造成污染,属于生物防治,C正确;性信息素迷向技术可以掩盖雌虫释放的性信息素气味,从而导致成虫交配概率降低,说明种群的繁衍离不开性信息素这种信息的传递,D正确。故选B。]
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考向2 综合考查生态系统的功能
2.(2023·江苏南通统考一模)下列有关生态系统的功能及应用的叙述,正确的是( )
A.任何生态系统都需要源源不断地输入能量,而物质则是自给自足、循环往复的
B.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿着食物链进行的
C.作物种植管理中,除草、杀虫等措施能提高能量的传递效率,实现粮食高产
D.秸秆养牛和利用粪便等废弃物生产沼气都可以提高生态系统中能量的利用率
√
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
D [能量流动过程中,所有生态系统都会有一部分能量以热能形式散失或未利用,故都需要源源不断地输入能量,物质循环具有全球性,在生物圈中是自给自足、循环往复的,小生态系统则不能(如农田生态系统,物质会随农产品的输出而减少,所以需要通过浇水、施肥等进行补充,以维持循环),A错误;生态系统中的物质循环在生物群落和非生物环境之间进行,能量沿食物链和食物网流动,信息传递可以在生物和环境间、不同生物之间相互传递,B错误;作物种植管理中的除草、杀虫等措施是调整能量流动方向,使其更多地流向对人类有益的方向(农作物),从而提高能量的利用率,不改变相邻营养级间能量的传递效率,C错误;秸秆养牛、利用粪便等废弃物生产沼气可以使原本流向分解者的能量转化成人类可利用的能量,从而提高能量的利用率,D正确。故选D。]
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
信息传递与能量流动、物质循环的关系辨析
能量流动 物质循环 信息传递
特点 单向流动,逐级递减 循环流动,反复利用,全球性 往往是双向的
范围 生态系统中各营养级 生物圈 生物之间,生物与非生物环境之间
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,形成一个统一整体
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
1.核心概念
(1)物质循环: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)生物富集: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.结论语句
(1)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的,在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。
(2)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,彼此相互依存,不可分割。
(3)生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递;信息还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。
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
真题感悟 明确考向
1.(2023·江苏选择性考试)我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用,还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是( )
A.天然林的抵抗力稳定性强,全球气候变化对其影响不大
B.减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的形成
C.碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落
D.天然林保护是实现碳中和的重要措施,主要体现了生物多样性的直接价值
√
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
C [天然林由于组成成分复杂,群落结构就复杂,抵抗力稳定性就强,但全球气候变化会影响天然林的成长,A错误;减少化石燃料的大量使用可减缓温室效应的形成的过程,但不能消除已经形成的温室效应,B错误;碳循环中无机碳二氧化碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落,C正确;天然林保护是实现碳中和的重要措施,主要体现了生物多样性对生态系统起调节作用的间接价值,D错误。故选C。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
√
2.(2023·湖南选择性考试)“油菜花开陌野黄,清香扑鼻蜂蝶舞。”菜籽油是主要的食用油之一,秸秆和菜籽饼可作为肥料还田。下列叙述错误的是( )
A.油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶
B.蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化
C.蜂蝶与油菜的种间关系属于互利共生
D.秸秆和菜籽饼还田后可提高土壤物种丰富度
C [油菜花可以通过花的颜色(物理信息)和香味(化学信息)吸引蜂蝶,A正确;协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化,B正确;蜂蝶与油菜的种间关系属于原始合作,C错误;秸秆和菜籽饼可以为土壤中的小动物和微生物提供有机物,故二者还田后可以提高土壤物种丰富度,D正确。故选C。]
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
3.(2023·浙江6月选考)地球上存在着多种生态系统类型,不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同,直接影响着各生态系统的发展过程。
回答下列问题:
(1)在消杀某草原生态系统中的害虫时,喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q,一段时间后,在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在,其含量如图所示(图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值)。由图可知,随着营养级的递增,Q含量的变化规律是__________;在同一营养级的不同物种之间,Q含量也存在差异,如一年生植物与多年生植物相比,Q含量较高的是____________。因某些环境因素变化,该草原生态系统演替为荒漠,影响演替过程的关键环境因素是_____________。该演替过程中,草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为___________。
逐渐增加
多年生植物
温度和水分
逐渐减小
考点1
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真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
(2)农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统,人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施,其共同点都是干预了系统的________和能量流动;在稻田里施无机肥,是干预了系统________过程。
(3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统,物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在_________________________。
雨林中动物种类丰富,但每种动物的个体数不多,从能量流动的角度分析该事实存在的原因是______________________________________________________
_______________。
物质循环
物质循环
分层多,且分层现象复杂
动物种类越多,该营养级每种动物获得的能量相对较少,因
此个体数量少
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
[解析] (1)分析题意可知,杀虫剂Q是难以降解的物质,图中的“草本植物→食草动物→食肉动物”是一条食物链,结合图中数据可知,随着食物链中营养级的递增,Q的含量逐渐增加;与一年生植物相比,多年生植物从土壤中吸收的Q更多,故Q含量较高。群落演替是指一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中关键环境因素主要是温度和水分;生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性,由于该群落演替为荒漠,故优势种的生态位逐渐减小。(2)运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动,使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向,在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施,其共同点都是干预了系统的物质循环和能量流动过程;生态系统的分解者能够将有机物分解为无机物,若在稻田里施无机肥,则减少了微生物分解的作用过程,实际上是干预了系统的物质循环过程。
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
(3)群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构,如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在其在垂直结构上分层多,且分层现象复杂,如热带雨林中的下木层和灌木层还可再分为 2~3 个层次;生态系统中的能量流动是逐级递减的,每一级的生物都有部分能量流向分解者和通过呼吸作用以热能的形式散失,雨林中的动物种类丰富,在该营养级能量一定的前提下,则每种动物的个体数较少。
考点1
考点2
真题感悟
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第44讲 生态系统的物质循环与信息传递
$$