第4課生態系統的物質循環、信息傳遞和穩定性

?核心機公?自查川分賓弘洛知識

課標要求

生物群落與非生物的環境因素形成多樣化的生態系統，完成物質循

環、能量流動和信息傳遞

生態系統通過自我調節作用抵御和消除一定限度的外來干擾，保持

或恢復自身結構和功能的相對穩定

概念梳理、

一、生態系統的物質循環

1.物質循環的概念：

物

質范圍

循

特點

2.碳循環:

分解者分解

大氣中的co二庫

枯枝.落

葉,尸體.

糞便

⑴請寫出圖中各標號的名稱：

a.生產者;b消費者;c.呼吸作用;&光合作用和化能合成作用;已呼吸作

用;￡化石燃料的燃燒。

(2)碳的存在形式與循環形式。

①在生物群落和非生物環境間:主要以g的形式循環。

②在生物群落內部:以含碳直機物的形式傳遞。

③在非生物環境中:主要以CO2和碳酸鹽的形式存在。

(3)碳進入生物群落的途徑:生產者的光合作用和化能合成作用。

(4)碳返回無機環境的途徑。

①生產者、消費者的呼吸作用。

②分解者的維作星(實質是呼吸作用)。

③化石燃料的燃燒。

(5)溫室效應：

①形成原因:他斑料的開采和利用，大大增加了C02的排放，引起全

球性的氣候變化。

②緩解措施:減少二1化碳的排放;大力提倡植樹種草提高森林覆蓋

率。

3.生物富集:生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化

食物，使其在機體內濃度超過坯填邃度的現象，稱為生物富集。例如

鉛、汞等重金屬,DDT、六六六等有機化合物以及一些放射性物質。

4.物質循環與能量流動的關系：

⑴物質作為能量的轆使能量沿著食物鏈(網)流動;能量作為她使

物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返。

(2)二者同時進行，擔且隨、不可分割。

二、生態系統的信息傳遞

L信息的概念:指日常生活中,一般可以傳播的消息、情報、指令、數

據與信號等。

2.信息的種類.特點.來源及實例(連線):

種類特點來源|實例|

①物理信息▽■鬻\I?生物代______A生物堿

/謝活動m

②化學信息\Ab.物理過/飛髓胃一B.求偶炫耀

X程傳遞X

③行為信息/\c.信息/'瓜非生物環——C.光、聲、溫

素傳遞境或生物度、濕度

3.信息傳遞的作用:

生命活動的正常進行,離不開信息的作用

海豚靠“回聲定位”取食或御敵；葛苣或煙

草種子萌發需特定光波

種群的包離不開信息的傳遞

植物開花需要光信息，雌雄昆蟲交尾涉及

“性外激素”

信息可調方生物的種間關系,以維持生態

系統的穩定

捕食者與被捕食者依賴信息追蹤或躲避獵捕

4.信息傳遞在農業生產中的應用：

(1)提高農畜產品的產量。如利用模擬的助物信且吸引大量的傳粉動

物，就可以提高果樹的傳粉效率和結實率。

(2)對有害動物進行控制。如利用是蟲值鰻誘捕或警示有害動物，降

低害蟲的種群密度。

三、生態系統的穩定性

1.生態系統穩定性的概念：

⑴概念:生態系統所具有的維持或恢復自身的觸轉相對穩定的能

力。

⑵理解:

①

o時間

結構的相對穩定:生態系統中動植物種類及數量一般不會有太大的變

化,一般相關種群數量呈現周期性變化,可用如圖曲線表示。

②功能的相對穩定:生物群落能量的出遣與輸出量保持相對平衡，物

質的輸入與輸出保持相對平衡。

2.生態系統穩定性形成的原因:生態系統內部具有一定的宜我調節能

力。

⑴實例:

物理沉降

《化學分解消除生物種類和

①河流輕微污染

污染—數hi東會受

到明顯影響

\投例的分解

鳥類數量增加

害蟲數居蚊

內類數最減少

(2)基礎:負反饋調節。

3.生態系統穩定性的特點:生態系統的宜我遇芭能力不是無限的，當外

界干擾超過一定限度時，生態系統的自我調苗能力會迅速喪失。

?提高生態系統穩定性的措施：

⑴控制對生態系統建的程度，對生態系統的利用應該適度,不應超

過生態系統的自我調節能力。

⑵對人類利用強度較大的生態系統，應實施相應的物質—熊量投入,

保證生態系統內部結構與功能的協調。

概念辨析二r

1.判斷下列有關物質循環的敘述的正誤：

(1)生態系統的物質循環指的是各種化合物在生物群落與非生物環境

之間往復循環。(X)

分析:物質循環指的是各種化學元素在生物群落與非生物環境之間往

復循環。

⑵非生物環境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用。

H)

分析:物質是可以反復利用的，非生物環境的物質可以通過光合作用、

化能合成作用等途徑進入生物群落。

⑶碳在生物群落和非生物環境之間主要以有機物的形式循環。

(X)

分析:碳在生物群落和非生物環境之間主要以二氧化碳形式循環。

(4)生態系統的物質循環和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網，所以

物質和能量是循環往復的。(x)

分析:物質是循環往復的，能量不能循環。

2.判斷下列有關信息傳遞敘述的正誤：

⑴害蟲與擬水狼蛛間的信息傳遞，不利于維持生態系統的穩定。

(x)

分析:害蟲與擬水狼蛛間的信息傳遞，可以調節種間關系，有利于維持

生態系統的穩定。

⑵黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息屬于化學信息。(X)

分析:光屬于物理信息。

(3)信息傳遞不像物質循環那樣是循環的,也不像能量流動那樣是單向

的，而往往是雙向的。(4)

(4)心猿意馬、花香引蝶和老馬識途都屬于生態系統的信息傳遞。

(x)

分析:心猿意馬形容心思不專,心里東想西想，安靜不下來，是一種心理

狀態，不屬于生態系統的信息傳遞。

⑸生態系統的信息傳遞包括細胞之間的信息傳遞。(x)

分析:生態系統的信息傳遞不包括細胞之間的信息傳遞，而是指種群內

部個體之間，種群之間以及生物與無機環境之間的傳遞。

(6)通過生態系統的信息傳遞，可以防治有害動物，也可以提高一些農

產品或畜產品的產量。(4)

3.判斷下列有關生態系統穩定性敘述的正誤：

(1)負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的

基礎。(力

⑵生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜,生態系統的恢復力穩

定性就越強。(x)

分析:生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統的抵抗力

穩定性就越強。

（3）一個生態系統的抵抗力穩定性很低，則恢復力穩定性就一定很高。

(x)

分析「恢復力穩定性一般與抵抗力穩定性呈負相關，但是也有例外:對

于極地苔原（凍原）而言,由于物種組成單一、營養結構簡單，它的抵抗

力穩定性和恢復力穩定性都較低。

（4）森林生態系統的抵抗力穩定性要比草原生態系統的高。（4）

-----------------------N關鍵能力,進階勿提升核心去養

考點一生態系統的物質循環

典例精研引領r

（2020.全國m卷）生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環等過程。

下列有關碳循環的敘述錯誤的是（）

A.消費者沒有參與碳循環的過程

B.生產者的光合作用是碳循環的重要環節

C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節

D.碳在無機環境與生物群落之間主要以CO2形式循環

教師專用@I【名師授法解題】，抓題眼練思維

關鍵

理解能力、獲取信息能力

能力

題眼生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環

信息等過程

解題

結合碳循環的概念、特點、過程逐項解答

思維

【解析】選A。本題主要考查生態系統的功能一物質循環。消費

者可以加快生態系統的物質循環,消費者通過呼吸作用可以將物質從

生物群落釋放到無機環境,A項錯誤;生產者的光合作用可以將無機環

境中的碳固定到生物群落中,B項正確;土壤中微生物作為分解者可以

通過呼吸作用將動植物遺體殘骸和枯枝敗葉中的有機物分解為二氧

化碳釋放到無機環境中,C項正確;碳在無機環境與生物群落之間可以

通過光合作用和呼吸作用以CO2形式循環,D項正確。

母題變式延使L〈核心素養新命題

⑴大氣中的二氧化碳進入生物群落主要通過哪些生理過程?碳元素從

生物群落進入大氣主要通過哪個過程？

提示:大氣中的二氧化碳進入生物群落主要通過光合作用和化能合成

作用。碳元素從生物群落進入大氣主要通過化石燃料的燃燒。

⑵生物圈是不是一個在“物質”上自給自足的系統?“能量’上呢?為什

么？

提示:生物圈在物質上可自給自足，但在能量上不能自給自足，因為物

質可以在生物圈內循環利用，而能量不能循環利用，必須由生物圈外的

太陽能源源不斷地輸入方可維持正常運轉。

(3)近年來，由于化石燃料的大量燃燒，導致大氣中的CO2含量迅速增

加，打破了生物圈中碳循環的平衡，形成溫室效應。那么，溫室效應的

危害是什么？

提示:使氣溫升高,加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而

對人類和其他許多生物的生存構成威脅。

H【備選典例】

（2020.天津等級考）鬼箭錦雞兒（灌木）和紫羊茅（草本）是高寒草甸

生態系統的常見植物?？蒲腥藛T分別模擬了溫室效應加劇對兩種植

物各自生長的影響。研究結果見下圖。

口。「:常態CO?濃度+常溫

目C?T:高CO?濃度+常溫

■GT?：常態CO?濃度+高溫

但高CQ濃度+高溫

據圖回答：

（1）CO2濃度和溫度都會影響光合作用。植物通過光合作用將大氣中

的co2轉變為有機物，同時將光能轉變為有機物中的化學能體現了植

物在生態系統和中的重要作用。

（2）本研究中，僅CO2濃度升高對兩種植物的影響分別為

，僅溫度升高對兩種植物的影響分別為

⑶兩個實驗的C2T2組研究結果表明溫室效應加劇對兩種植物各自生

長的影響不同?？蒲腥藛T據此推測，在群落水平，溫室效應加劇可能會

導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變。為驗證該

推測是否成立，應做進一步實驗。請給出簡單的實驗設計思路：

若推測成立，說明溫室效應加劇可能影響群落的速度與

方向。

【解題指南】解答本題的關鍵是：

⑴明確在群落演替過程中，一般灌木較為高大，應比草本植物具有競

爭優勢。

⑵明確題干實驗分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影

響，以相對生物量的變化作為實驗的因變量，進而明確題干⑶中實驗

的自變量和因變量。

【解析】本題主要考查光合作用、群落的演替及實驗設計與分析。

(1)植物通過光合作用將大氣中的二氧化碳轉變為植物體中的有機物,

同時將光能轉變為有機物中的化學能，體現了植物在生態系統的物質

循環和能量流動中的重要作用。

(2)比較與C2Tl組可以發現,僅提高CO2濃度均可以增加兩種植

物的相對生物量，即促進其生長;比較C.T,與GT2組可以發現,僅提高

溫度，鬼箭錦雞兒的相對生物量減少，紫羊茅的相對生物量增加，說明

僅提高溫度，會抑制鬼箭錦雞兒生長，促進紫羊茅生長。

(3)題干實驗分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響以

相對生物量的變化作為實驗的觀察指標(因變量泗僉證溫室效應加劇

可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變，應將

紫羊茅和鬼箭錦雞兒種在一起，比較溫室效應加劇前后相對生物量的

變化，進而可推知其比例變化。在群落演替過程中，灌木應比草本植物

具有競爭優勢，溫室效應加劇促進紫羊茅生長抑制鬼箭錦雞兒生長,

說明溫室效應加劇會影響群落演替的速度和方向。

答案:⑴物質循環能量流動（2）促進兩種植物生長抑制鬼箭錦

雞兒生長，促進紫羊茅生長⑶將紫羊茅和鬼箭錦雞兒種在一起，比

較溫室效應加劇前后相對生物量的變化演替

知能素養提升L￥

1.能量流動與物質循環的區別（科學思維:比較、歸納）：

項目能量流動物質循環

太陽能一化學能一熱

形式

無1物一有1物

能

在無機環境與生物

過程沿食物鏈（網）單向流動

群落之間反復循環

范圍生態系統各宮養級全球（生物圈）

特點單向流動、逐級遞減全球性、反復循環

2.物質循環與能量流動的聯系（科學思維:比較.歸納）:

----------------co2、能量散失

光合作用、原產奈食|而級鳴G

光能」悟平-一，數消畝者:F蘆-4居

1作

解u用

------------------co2,能量散失

圖例：一代表物質循環,----代表能量流動

⑴生物群落中的物質和能量最終來自無機環境

⑵連接生物群落和無機環境的兩大成分是空三查和分解者;圖示中未

標出某些生產者還可以利用化學能進行化能合成作用。

⑶二者均開始于生產者,通過光合作用合成有機物、固定太陽能，然

后沿共同的渠道一食物鏈（網）一起進行。

（4）能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成與分解等過

程。

⑸物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動。

（6）能量作為她，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環境之間循環

往返。

⑺總體上來說，二者之間是相互依存、不可分割，并且同時進行的關

系。

熱點考向演練<

考向一結合碳循環的過程及特點，考查分析判斷能力（科學思維:綜

合、分析）

1.如圖表示某生態系統的碳循環示意圖，其中甲、乙、丙、丁為生態

系統的組成成分，①~⑦表示生理過程。下列有關該圖的分析錯誤的

是（）

A.乙是該生態系統的基石

B.⑦過程中碳的傳遞形式是CO2

C.①過程主要是指綠色植物的光合作用

D.丙中的多種生物之間只存在競爭關系

【解析】選D。由圖可知，乙、丙、丁都指向甲,因此甲是非生物的物

質和能量,根據雙向箭頭可判斷出乙是生產者，生產者是生態系統的基

石,A正確;⑦過程表示初級消費者通過呼吸作用釋放出CO2,B正確；

①過程將CO2輸入生物群落中，主要是指綠色植物的光合作用,C正

確;丙中多種生物之間可能存在捕食關系,D錯誤。

2.湖泊是調節江河水量的天然水庫，也是重要的淡水生態系統。研究

人員在對某湖泊生態系統研究后,繪制了該生態系統中部分生物構成

的食物網示意圖（圖1）和碳循環部分示意圖（圖2）,圖2中甲、乙、

丙、丁表示生態系統的相關成分。請據圖回答有關問題:

（1）圖1的生物中，含能量最少的是______________，該生態系統中有

條食物鏈，銀魚處于第_____營養級。

⑵圖2中缺少兩個重要過程，請用文字和箭頭的形式補

充:、O

⑶圖2中甲一乙過程中碳主要以的形式進行傳遞，在

生物群落與非生物環境之間碳主要以的形式進行循

環。

（4）該湖泊因大量排入污水,藻類過度繁殖，引起水草（沉水植物）死亡，隨

之大量浮游動物及魚類等死亡，水體發臭,水生生物的死亡又加重了水

體污染，這種調節方式稱為o為保護湖泊生態系統的

生物多樣性，我國已建立多個自然保護區,這屬于______________保

護。

【解析】⑴據圖1所示，黑魚處在最高營養級,含能量最少;該生態系

統中有3條食物鏈，銀魚處于第三、四營養級。

⑵圖2是碳循環途徑，甲為初級消費者，乙為次級消費者,丙為分解者，

丁為生產者，應該還要補上非生物環境一丁和甲一丙兩個過程。

（3）圖2中甲一乙過程中，甲與乙是捕食關系，碳主要以含碳有機物的

形式由甲進入乙，在生物群落與非生物環境之間碳循環是通過光合作

用和呼吸作用進行的，主要以CO2的形式進行循環。

（4）該湖泊因大量排入污水,藻類過度繁殖，引起水草（沉水植物）死亡，隨

之大量浮游動物及魚類等死亡，水體發臭,水生生物的死亡又加重了水

體污染，大量污水入湖的結果是水生動物大量死亡，從而導致水體污染

更加嚴重，故其調節方式為正反饋調節;為保護湖泊生態系統的生物多

樣性建立自然保護區，屬于就地保護。

答案：（1）黑魚3三、四

⑵非生物環境一丁甲一丙⑶含碳有機物C02⑷正反饋調節

就地

考向二圍繞物質循環和能量流動的關系，考查生態系統的物質和能

量觀

3.如圖表示某生態系統（部分）的組成及物質和能量流向情況（禿鷲以

動物尸體為食）,該生態系統中（）

M

P

代表光能,N代表熱能,P代表無機鹽、CO2

B.共有4條捕食食物鏈，禿瞥所占有的營養級最多

C.圖中狼與禿鷲之間能量傳遞效率一般為10%~20%

D.群落內部的負反饋調節維持著該生態系統的穩定性

【解析】選D。依題意可知:該圖表示某生態系統的組成及物質和能

量流向情況，所以M應表示光能和CO2等無機物,N表示生產者、消

費者通過呼吸作用散失的熱能和CO2,P表示由分解者分解釋放的熱

能和CO?等,A錯誤;禿鷲以動物尸體為食，說明禿瞥屬于分解者，不參

與捕食食物鏈的構成，因此圖中只有1條捕食食物鏈,B錯誤;能量在

相鄰兩個營養級之間的傳遞效率一般是10%~20%,禿鷲屬于分解

者,C錯誤;群落內部的負反饋調節是生態系統自我調節能力的基礎，

維持著該生態系統的穩定性,D正確。

4.（2020.湖北重點中學聯考）如圖表示某農業生態系統的碳循環模式

圖，下列說法正確的是（）

A.圖中全部生物可構成2條食物鏈

B.碳以有機物的形式由e傳遞到a

C.若將c、d的排泄物用于肥田,有利于提高能量的傳遞效率

D.若殺滅c中的農業害蟲，有利于能量流向對人類最有益的部分

【解析】選D。由題圖可知,a為大氣中的二氧化碳庫,b為生產者,c、

d為消費者,e為分解者，由于分解者e不在食物鏈中，所以圖中生物只

構成一條食物鏈,A錯誤;碳以二氧化碳的形式由e傳遞到a,B錯誤;若

將c、d的排泄物用于肥田，有利于提高能量的利用率，但不能提高能

量的傳遞效率,C錯誤;若殺滅c中的農業害蟲，有利于能量流向對人類

最有益的部分,D正確。

教師

專用

如圖表示生態系統中碳循環的部分過程，其中甲、乙、丙、丁組

成生物群落。下列相關分析錯誤的是（）

A.④增多是溫室效應產生的主要原因

B.圖中箭頭可以表示碳元素的循環方向

C.甲、乙種間關系的調節還需要信息傳遞的作用

D.無機環境中的CO2可以來自細胞呼吸

【解析】選A。由圖示可知，甲是生產者，丁是分解者，乙、丙是消費

者。溫室效應產生的主要原因是化石燃料的大量燃燒;物質是循環的,

因此圖示中的箭頭可以表示碳元素的循環方向;信息傳遞可以調節種

間關系;無機環境中的二氧化碳可以來自生物的細胞呼吸，也可以來自

化石燃料的燃燒。

考點二生態系統信息傳遞

典例精研引領，

（2018.全國卷HI）某同學運用黑光燈誘捕的方法對農田中具有趨光性

的昆蟲進行調查。下列敘述錯誤的是（）

A.趨光性昆蟲是該農田生態系統的消費者

B.黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息屬于化學信息

C黑光燈誘捕的方法可用于調查某種趨光性昆蟲的種群密度

D.黑光燈誘捕的方法可用于探究該農田趨光性昆蟲的物種數目

教師專用?名施授法解題L抓題眼練思維

關鍵理解能力、解決問題的能

能力力

題眼1:黑光燈誘捕的方

題眼

法；

信息

口心題眼2:昆蟲具有“趨光性”

解題明確光屬于物理信息；

思維理解種群密度的調查方法

【解析】選B。本題主要考查生態系統的組成成分和信息傳遞功能,

種群等有關知識。趨光性昆蟲以植物為食，屬于生態系統的消費者,A

項正確;黑光燈是一種特制的氣體放電燈,它發出330~400nm的紫外

光波，故黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息是通過紫外光傳遞的,屬于物

理信息,B項錯誤;黑光燈誘捕的方法可用于調查某種趨光性昆蟲的種

群密度，是一種根據昆蟲趨光性的特點調查相對密度的方法,C項正

確;黑光燈能誘捕多種趨光性昆蟲,從而可以統計一定范圍內趨光性昆

蟲的物種數目,D項正確。

母題變式延伸L核心素養新命題

⑴種群密度的常用調查方法有樣方法和標記重捕法，這兩種方法的

適用對象分別是什么?（科學思維:比較與分類）

提示樣方法主要適用于植物和活動能力弱的動物的調查標記重捕法

則主要適用于活動能力強的動物的調查。

（2）信息傳遞是生態系統的三大功能之一,舉一例說明其在生物體的種

間關系調節中具有的重要意義。（生命觀念:穩態與平衡觀）

提示:草返青時綠色為羊提供了可以采食的信息，而當草減少時，羊會

另覓取食地。羊和草之間的信息傳遞有利于調節生物的種間關系，以

維持生態系統的穩定。

知能素養提升

1.生態系統的信息傳遞模型分析（科學思維:模型構建）：

（1）來源:物理信息來源于生物或非生物環境，化學信息和行為信息來

源于生物。

⑵范圍:生態系統中的信息傳遞的范圍不包括細胞之間的傳遞，而是

指種群內部個體之間、種群之間以及生物與韭生物環境之間的傳

遞。

⑶方向性一般是“雙回'的。

2.能量流動、物質循環和信息傳遞的關系（科學思維:比較、歸納）:

項目能量流動物質循環信息傳遞

單向流動、逐循環流動、反復利

特點往往是雙向的

級遞減用

途徑食物鏈和食物網多種

決定能量流動和

生態系統的動

地位生態系統的基礎物質循環的月1可

力

和狀態

聯系同時進行，相互依存，不可分割形成統一整體

熱點考向演練;

考向一巧借信息傳遞的種類、特點，考查知識應用能力

1.下列有關生態系統信息傳遞及應用的敘述，不正確的是（）

A利用黑光燈誘捕法來調查昆蟲的種群密度屬于生態系統中信息傳

遞的應用

B.利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度，屬于化學

防治

C信息傳遞能夠調節生物的種間關系，維持生態系統的穩定

D.短日照作物黃麻，南種北移可延長生長期提高麻皮產量，是對物理

信息的合理利用

【解析】選B。利用黑光燈誘捕法來調查昆蟲的種群密度，是利用昆

蟲的趨光性特點，屬于生態系統中物理信息傳遞的應用,A正確;利用

昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度，屬于生物防治,B

不正確;信息傳遞能夠調節生物的種間關系維持生態系統的穩定C

正確;短日照作物黃麻，南種北移可延長生長期，是“日照長短”這個物

理信息對黃麻植物的刺激引起的,D正確。

教師專用可【方法技巧】判斷生態系統信息類型的方法

涉及聲?.顏色、劭理仔

溫度等物理因素J——當”

(

判'根據信息］信息載體為化學物質（住寫?倬白］

斷傳播途徑----------------------?〔化字體思1

信

息~涉及特殊行為?國硝

種

孔雀開屏通過行

類（行為信息）

一從文字表述為傳遞給對方

的著重點

孔雀開屏通過羽毛

［物理信息）

顏色等傳遞給對方

2.（2021?天津紅橋區模擬）杜甫作為中國古代詩歌的集大成者，他的

《江畔獨步尋花七絕句》其六中“黃四娘家花滿蹊,千朵萬朵壓枝

低。留連戲蝶時時舞啟在嬌鶯恰恰啼”，描繪了百姓人家與大自然和

諧相處的場景。下列相關敘述錯誤的是（）

A.日照時間的長短決定植物的開花期體現了生物種群的繁衍離不開

信息傳遞

B.可以使用標記重捕法調查蝴蝶的種群密度

C.黃鶯的鳴叫屬于物理信息，物理信息還可來自非生物環境

D.人與自然和諧相處的美景激發了詩人的創作熱情，這體現了生物多

樣性的間接價值

【解析】選D。日照時間的長短決定植物的開花期體現了生物種群

的繁衍離不開信息傳遞,A項正確;蝴蝶屬于活動能力強、活動范圍大

的動物，可以使用標記重捕法調查蝴蝶的種群密度,B項正確;黃鶯的

鳴叫屬于物理信息，還可來自非生物環境,C項正確;人與自然和諧相

處的美景激發了詩人的創作熱情，這體現了生物多樣性的直接價值,D

項錯誤。

3.（2020.山東等級考模擬）白紋伊蚊分布廣泛，可傳播登革病毒,雌蚊吸

血,雄蚊不吸血而吸植物汁液。某科研團隊培育了攜帶新型共生菌的

白紋伊蚊,其中的雄蚊與野生雌蚊交配，產生的受精卵不能發育。該團

隊在試點小島上大量釋放攜帶新型共生菌的雄蚊，降低了野生白紋伊

蚊的種群數量。該實驗探索出的防治白紋伊蚊的新途徑，有助于控制

登革病毒的傳播。

⑴研究人員釋放雄蚊后連續監測白紋伊蚊種群數量的變化，以檢驗實

驗效果。該實驗選擇封閉性較好的小島而不是更開放的環境作為試

點，從影響種群數量變動的直接因素考慮，其原因是

⑵有人擔憂降低白紋伊蚊數量后，會對生態系統的穩定性產生影響。

而多年的實驗結果表明該舉措對生態系統穩定性的影響較小,這主要

是因為生態系統具有一定的能力，其基礎為調節。

（3）雄蚊可通過感知雌蚊扇動翅膀發出的聲波來辨別雌蚊的方位，該過

程體現了生態系統的功能。請據此原理設計一個降低白紋

伊蚊種群數量的方案O

［解析】（1）實驗試點選擇在封閉性較好的小島而不是更開放的環境,

是因為在封閉性較好的小島上，幾乎沒有遷出率和遷入率因素對白紋

伊蚊種群數量變動的直接影響。（2）降低白紋伊蚊種群數量對生態系

統穩定性的影響較小，原因是生態系統自身具有一定的自我調節能力;

負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的基

礎。（3）雄蚊通過感知雌蚊扇動翅膀發出的聲波來辨別雌蚊的方位，該

過程體現了生態系統的信息傳遞功能。若根據此信息傳遞的原理來

降低白紋伊蚊種群數量，可利用音響設備播放類似雌蚊扇動翅膀發出

的聲波來吸引雄蚊,然后對雄蚊進行集中捕殺。

答案：（1）小島封閉性好，遷入率和遷出率低，對該實驗結果影響小（2）

自我調節負反饋

⑶信息傳遞通過模擬雌蚊發出的聲波誘殺雄性個體

考向二巧借生態系統的物質循環、信息傳遞和穩定性的知識，考查

綜合分析能力

4.下列有關生態學知識的敘述，正確的是（）

A.生態系統的信息傳遞只能發生在生物與生物之間

B.“?；~塘”的生產模式實現了物質和能量的循環利用

C.在魚群數量接近K值時開始捕撈，最有利于漁業的可持續發展

D.同等強度干擾下，草原生態系統比沙漠生態系統恢復力穩定性高

【解析】選D。生態系統的信息傳遞不僅發生在生物與生物之間，也

能發生在生物與環境之間,A錯誤;物質可以循環利用,但能量不能,B

錯誤;在魚群數量超過K/2值時開始捕撈，目捕撈后控制剩余量在K/2

值時，最有利于漁業的可持續發展,C錯誤;由于沙漠環境比較惡劣，恢

復力比較弱，同等強度干擾下，草原生態系統比沙漠生態系統恢復力穩

定性高,D正確。

5.霧霾給人們的健康與生活造成了很大影響，其中一個重要原因是化

石燃料的過度排放，如圖為生態系統碳元素的循環途徑示意圖。請回

答下列問題：

大氣中的co：庫k-

(1)該生態系統中A、B(Bi、B?、B3)、C共同構成了

o圖中食物鏈是___________________(用圖中字母

和箭頭表示)。

⑵碳元素主要通過①途徑進入生物群落,A代表的

生態系統成分是____________，②為生物的______________作用。

(3)若圖示為草原生態系統,會因不同區域土壤濕度不同而生長著不同

的牧草，這體現出群落的結構。若日是田鼠，調查它

的種群密度,采取的方法是___________________O

（4）圖中捕食者能依據被捕食者的氣味捕獵，被捕食者也能夠依據捕食

者的氣味進行躲避。說明信息傳遞在生態系統中的作用是

⑸一般情況下，生態系統的物種數越多,穩定性就越高，

比如森林生態系統。但森林遭到毀滅性破壞又很難自動恢復,這一事

實說明生態系統的能力是有限的。

【解析】（1）由圖可知，生態系統中A生產者、B（B］、B2、B3）消費

者、C分解者共同構成了生物群落;圖中食物鏈是A-BI-B2-B3。

⑵碳元素主要通過①綠色植物的光合作用途徑進入生物群落,A代表

的生態系統成分是生產者，②為生物的呼吸作用。⑶若圖示為草原生

態系統，會因不同區域土壤濕度不同而生長著不同的牧草，這體現出群

落的水平結構。若B1是田鼠，調查它的種群密度，采取的方法是標記

重捕法。（4）信息傳遞在生態系統中的作用是調節生物的種間關系維

持生態系統的穩定性。⑸一般情況下，生態系統的物種數越多才氐抗

力穩定性就越高,比如森林生態系統。但森林遭到毀滅性破壞又很難

自動恢復，這一事實說明生態系統的自我調節能力是有限的。

答案：（1）（生物）群落A—B1—B2—B3

⑵綠色植物的光合作用生產者呼吸

⑶水平標記重捕法

（4）調節生物的種間關系，維持生態系統的穩定性

⑸抵抗力自我調節

■【加固訓練?拔高】

1.如圖表示某森林生態系統一年內CO2消耗量與釋放量的情況,

其中甲表示該生態系統消費者呼吸作用CO2釋放量，乙表示分解者呼

吸作用CO2釋放量，丙表示生產者呼吸作用CO2釋放量，丁表示生產

者光合作用及化能合成作用CO2消耗量。下列敘述錯誤的是

—100

萬

商

安

￡

050

0250

丙

乙

甲

「

「n

A.碳循環在甲、乙、丙構成的生物群落內部以含碳有機物的形式雙

向傳遞

B.流經該生態系統的總能量可用丁來表示

C.人工生態系統中CO2的消耗量與釋放量關系往往不符合上圖

D.根據圖示關系可推測該森林生態系統的自我調節能力正在上升

【解析】選A。碳循環在甲、乙、丙構成的生物群落內部以含碳有

機物的形式單向傳遞,A錯誤;流經該生態系統的總能量是生產者固定

的總能量,B正確;人工生態系統由于人工調節,CO2的消耗量往往較

低，釋放量往往較高,C正確;流經該生態系統的總能量大于各個營養

級的呼吸消耗量，故適宜物種生存，物種豐富度增加，則可推測該森林

生態系統的自我調節能力正在上升,D正確。

2.（2021.常州模擬）歐亞苔原生態系統的旅鼠以苔草為主要食物。

苔草被旅鼠大量啃食時，可產生胰蛋白酶抑制因子才印制旅鼠消化道內

蛋白質的水解，減少旅鼠小腸上皮細胞對氨基酸的吸收，即苔草的“化

學防御”。如圖為某一時期旅鼠種群密度與苔草化學防御水平的研究

結果。下列相關敘述，錯誤的是（）

(

？□旅鼠種群密度

3O□苔草化學防御水平—

-.6

:2xI4

g25-

一

—2

如

五

—

).O

包O..8

榭O..46

鉆O.

O.

ft5S

三.2

整O.O

樣

地

樣

地

三

二

A.苔草屬于生產者，其種群增長受其自身密度制約

B.可推測此前一段時間樣地一中旅鼠種群密度過高

C.可預測樣地三中的苔草化學防御水平此后將會降低

D.苔草化學防御水平的變化有助于維持苔原生態系統的穩態

【解析】選C。苔草是植物，屬于生產者，其種群增長受光照、溫度和

自身密度等因素制約,A正確由居題干可知，樣地一中苔草的化學防御

水平最高，可推測此前一段時間中旅鼠種群密度過高,B正確據題圖

樣地三中旅鼠種群密度較高可預測，樣地三中的苔草化學防御水平此

后將會提高,C錯誤;苔草化學防御水平的變化有利于調節種間關系，

有助于維持苔原生態系統的穩態,D正確。

考點三生態系統的穩定性

典例精研引領.廠

（2018?海南高考）對于一個結構和功能處于恢復過程中的生態系統，下

列推論錯誤的是（）

A.適當的物質和能量投入可加快生態系統的恢復

B.隨著生物多樣性的提高，系統的自我調節能力增強

C.恢復后的生態系統，其結構和功能可接近受損前的狀態

D.生物多樣性提高后，某營養級的能量可全部流入下一營養級

教師專用可

關鍵

理解能力、探究能力

能力

題眼

恢復過程中的生態系統

信息

（1）理解:影響抵抗力穩定性大小的因素；

解題

“一（2）明確:適當增加物質和能量投入可加快生態系統

思維

的恢復

【解析】選D。據題意分析，一個處于恢復過程中的生態系統，生物種

類少，若適當進行物質和能量的投入，可促進演替的進行，加快生態系

統的恢復,隨著生物種類和密度的增加，系統的自我調節能力會增

強,A、B項正確。演替最終發展到哪個階段受環境條件決定;若當地

的自然環境不變，該生態系統的結構和功能會恢復到受損前的狀態,C

項正確。一個營養級的能量一部分會被自身呼吸消耗,一部分流向分

解者，即使生物多樣性提高,該營養級的能量也不會全部流向下一營養

級,D項錯誤。

教師專用?【母題變式延伸】核心素養新命題

⑴生物多樣性包括哪幾個層次?（生命觀念:結構和功能觀）

提示:基因多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性。

（2）生態系統在被破壞后的恢復過程是否屬于群落的演替?（科學思維:

比較與分類）

提示:屬于群落的演替。

知能素養提升

1.生態系統穩定性的兩種類型（科學思維:比較、歸納）：

⑴區別：

抵抗力穩定恢復力穩定

限限

________________________________________________

保持自身結恢復自身結

實質構與功能相構與功能相

I對穩定對穩定

抵抗干擾，遭到破壞，恢

核心

保持原狀復原狀

-I組分越多__________

影響懿-,_____________,一|自我調節通

-I食物網越復-1-1=

抵抗力穩定性

因素恢復力穩定性

⑵聯系：

一般情況下二者呈負相關,a為抵抗力穩定性,b為恢復力穩定性。

2.生態系統中正負反饋調節的比較（科學思維:比較、歸納）:

比較

正反饋調節負反饋調節

項目

調節加速最初發生變化的那種成抑制和減弱最初發生變化的那

方式分所發生的變化種成分所發生的變化

結果常使生態系統遠離穩態有利于生態系統保持相對穩定

1湖泊受?了污魂

植物^――

<+）

實例1魚類1死亡1(+)

1死魚腐爛1----1

分析

草原上食草動

已污染的湖泊污染加劇物與植物的平衡

3.設計和制作生態缸（科學思維:歸納）:

設計要求相關分析

防止外界生

生態缸一般

物或非生物

是封閉的

因素的干擾

生態缸中能

生態缸中投

夠進行物質

放的幾種生

循環和能量

物必須具有

流動,在一定

很強的生命

時期內保持

力，成分齊全

穩定

生態缸的材為光合作用

料必須透明提供光能;保

持生態缸內

溫度;便于觀

察

生態缸宜小

不宜人，缸中便于操作;缸

的水量應適內儲備一定

宜，要留出一量的空氣

定的空間

生態缸的采防止水溫過

光應用較強高導致水生

的散射光植物死亡

熱點考向演練》儀

考向一結合生態系統穩定性的類型和調節機制，考查分析和解決問

題的能力

1.（2021?天津和平區模擬）上世紀80年代初，生活污水被排放到大多數

河流后，河水仍能保持清澈，但隨著污水排放增多，河流的生態平衡遭

到破壞，某學校科技實踐小組的學生在某河流上設置了3個監測點，相

關水質指標檢測結果如圖所示。下列相關敘述不正確的是（）

A.河流受到輕微污染保持清澈屬于抵抗力穩定性

B.發生水華現象最嚴重的是2號監測點

C測定水體中藻類的種類是在種群水平上進行的研究

D.可以利用捕食關系治理河流水華現象

【解析】選C。抵抗力穩定性是指生態系統抵抗外界干擾并使自身

的結構和功能保持原狀的能力，因此河流受到輕微污染保持清澈屬于

抵抗力穩定性,A項正確;由于3個監測點中2號監測點的氨氮量最

大，溶氧量最低，而藻類葉綠素a含量最高，所以2號監測點的水華現

象最嚴重,B項正確;由于水樣藻類的種類不止一種，所以測定水體中

藻類的種類是在群落水平上進行的研究,C項錯誤;向水體引入植食性

魚類和大型挺水植物，與污染的河水中藻類形成捕食、競爭等關系，使

營養結構復雜化，從而提高生物的多樣性,治理河流水華現象,D項正

確。

2.圖中兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍。y表

示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小;％表示恢復到原狀態所需

的時間;曲線與正常范圍之間所圍成的面積可以作為總穩定性的定量

指標（TS）。下列說法正確的是（）

A.在正常作用范圍內，生態系統中生物的種類和數量一直保持不變

B.對同一個生態系統來說,），值和x值之間呈正相關

C在遭到干擾時工)，值的大小與生物種類有關，與數量無關

D.TS值越小，這個生態系統的總穩定性越小

【解析】選B。在正常作用范圍內，生態系統中生物的種類和數量處

于一個相對穩定的狀態，而不是保持不變,A錯誤;y的大小反映了抵抗

力穩定性大小X表示生態系統的恢復力穩定性高低，對于同一個生態

系統來說,y越大,說明受到干擾后偏離正常作用范圍就越大，則恢復到

原來狀態所需要的時間就越長即y值和％值之間呈正相關,B正

確工y值的大小與生物種類和數量都有關C錯誤;TS值表示生態系

統總穩定性，該值越小很表示生態系統的總穩定性越大,D錯誤。

教師專用@【拓展延伸】生態系統穩定性曲線分析

I干擾

時間

(1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍。

(2?的大小可以作為抵抗力穩定性強弱的指標，偏離大說明抵抗力穩

定性弱，反之抵抗力穩定性強。

(3)%可以表示恢復到原狀所需的時間,％越大,表示恢復力穩定性越

弱，反之恢復力穩定性越強。

(4)75表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積,可作為總穩定性的定

量指標，這一面積越大，說明這個生態系統的總穩定性越低。

考向二結合小生態缸制作，考查生態系統的穩定性

3.（2021.長沙模擬）某小組的同學準備制作一個生態瓶，為使它較長時

間保持穩定，一位同學提出了以下幾點建議，你認為不合適的是

（）

A.所用瓶子應是透明的，以便使瓶內生物得到充足光照

B.瓶內生物應包含生產者、消費者和分解者

C.瓶內綠色植物越多越好

D.瓶內各生物之間應存在營養上的聯系

【解析】選C。瓶子應是透明的，以便使瓶內生物得到充足光照，且應

該放在有散射光的地方，為生產者光合作用提供光能,A正確;瓶內應

包括生態系統中的各種生物成分，包含生產者、消費者和分解者,B正

確;生態瓶綠色植物過多，缺少消費者和分解者,也會使得生態瓶內物

質循環不能順利進行,C錯誤;瓶內各生物之間應存在營養上的聯系，

即構成食物鏈關系,D正確。

4.（2021.黃山模擬）某生物興趣小組的同學用河水、池泥、水藻、植

食性小魚、廣口瓶、凡士林等材料制作了3個生態瓶（如圖所示）。

下列說法中錯誤的是（）

散射光下散射光F黑喑中

甲乙丙

A.甲瓶中的小魚很快死亡是因為瓶內分解者數量過少

B.乙瓶中的生物存活的時間相對較長

C丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中

D.若想維持穩定性,丙瓶不應放在黑暗中

【解析】選A。甲瓶中的小魚很快死亡主要是因為瓶內小魚數量過

多,氧氣供應不足，分解者的數量與小魚的存活沒有直接關系,A錯

誤。乙瓶中水藻豐富，小魚適量,氧氣、有機物等完全可以自給自足，

生物存活的時間相對較長,B正確。分解者主要是細菌和真菌,主要存

在于河水及池泥中,C正確。丙瓶在黑暗中，水藻不能進行光合作用制

造氧氣，所以生態不會平衡，若想維持生態平衡應放在散射光下,D正

確。

5.（2021.成都模擬）近年來，市面上出現了很多觀賞性小生態瓶,為人們

的生活增添了樂趣。如圖是一個簡易生態瓶的示意圖。請回答下列

問題：

⑴在一定時間范圍內，小生態瓶內（填“能”或“不能”）進

行碳、氧、氮、磷等元素的循環利用，原因是___________O

⑵簡易生態瓶能在一定時間內維持相對穩定,這是因為生態系統具

有一定的能力，但簡易生態瓶的抵抗力穩

定性很低，原因是一

（3）為盡可能長時間維持生態瓶的相對穩定，應將該生態瓶置于

處，并避免陽光直射。若要在該生態瓶中添加小動物,則應注

意各營養級生物之間的合適比例，從能量流動的角度分析，這是因為

【解析】（1）該生態瓶內有生產者和分解者，能通過光合作用、呼吸作

用（分解作用）等生理過程實現各元素的循環利用。因此在一定時間

范圍內，小生態瓶內能進行碳、氧、氮、磷等元素的循環利用。（2）簡

易生態瓶能在一定時間內維持相對穩定,這是因為生態系統具有一定

的自我調節能力，但該生態系統生物種類少，營養結構簡單啟我調節

能力很弱，因此簡易生態瓶的抵抗力穩定性很低。⑶為盡可能長時間

維持生態瓶的相對穩定，應將該生態瓶置于通風、光線良好處,并避免

陽光直射。若要在該生態瓶中添加小動物，則應注意各營養級生物之

間的合適比例，從能量流動的角度分析，這是因為能量流動是逐級遞減

的。

答案：（1）能該生態瓶內有生產者和分解者，能通過光合作用、呼吸

作用（分解作用）等生理過程實現各元素的循環利用

⑵自我調節該生態系統生物種類少,營養結構簡單啟我調節能力

很弱

⑶通風、光線良好能量流動是逐級遞減的

【加固訓練?拔高】

將某小型天然湖泊改造為人工魚塘才殳餌養殖肉食性魚類。5年

后，藻類暴發，引起水草（沉水植物）死亡，之后浮游動物及魚類等生物死

亡，水體發臭。下列敘述中錯誤的是（）

A.導致水草死亡的最主要非生物因素是光照

B.更多水生生物死亡又加重了水體的污染，這屬于正反饋調節

C.投放以浮游植物為食的魚類有利于該湖泊的生態恢復

D.流經該生態系統的總能量是生產者所固定的太陽能總量