,第二講 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞與穩(wěn)定性,課前自主學(xué)習(xí),課堂互動(dòng)探究,1碳循環(huán)過程,生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),2物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn) (1)全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈。 (2)往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用：物質(zhì)可以在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用。 3能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系,4.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系圖解,5物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”和“范圍” (1)參與物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的化學(xué)元素。 (2)循環(huán)的范圍是生物圈，而不是具體的某一生態(tài)系統(tǒng)。 6碳循環(huán)及存在形式 (1)在生物群落和無機(jī)環(huán)境間：以CO2形式循環(huán)。 (2)在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物形式傳遞。 (3)在無機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。,7溫室效應(yīng)的形成原因、影響及緩解措施 (1)大氣中CO2含量持續(xù)增加是形成溫室效應(yīng)的主要原因 工廠、汽車、飛機(jī)、輪船等對化石燃料的大量使用，向大氣中排放大量的CO2。 森林、草原等植被大面積的破壞，大大降低了對大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。 (2)影響 氣候變暖會(huì)使冰川雪山融化，海平面上升，這樣就使沿海城市和國家面臨滅頂之災(zāi)。,由于氣候變化，也改變了降雨和蒸發(fā)機(jī)制，影響農(nóng)業(yè)和糧食資源的生產(chǎn)。降雨量的變化使部分地區(qū)更加干旱或更加雨澇，并使病蟲害增加。 (3)緩解措施 植樹造林，增加綠地面積。 減少化石燃料的燃燒。 開發(fā)清潔能源。,1下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“”表示碳的流動(dòng)方向。下列敘述不正確的是( ),A在碳循環(huán)過程中，同時(shí)伴隨著能量流動(dòng) B由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內(nèi)與之相鄰的兩個(gè)營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少 C該生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者包括圖中的D、E、F、B DAC過程中碳主要以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)，F(xiàn)B以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行流動(dòng),解析：分析圖形，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是無機(jī)環(huán)境中的二氧化碳庫。A、C之間為雙向箭頭，A為生產(chǎn)者。A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費(fèi)者。圖示中包含的食物鏈為ADEF，故E減少，短時(shí)間內(nèi)D增多，F(xiàn)減少。碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落內(nèi)部是以含碳有機(jī)物的形式流動(dòng)。 答案：C,2. (2013·東城區(qū)檢測)右圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘述中，不正確的是( ),Ad過程代表光合作用，b過程代表呼吸作用 B甲所示的營養(yǎng)級在食物鏈中占有的碳元素最多 C碳元素在甲、乙、丙之間以有機(jī)物的形式傳遞 D碳元素可在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用 解析：丁為無機(jī)環(huán)境，甲為生產(chǎn)者，乙為消費(fèi)者，丙為分解者；d過程為呼吸作用，b過程為光合作用；碳元素在生物群落內(nèi)部主要以有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞，在無機(jī)環(huán)境與生物群落間主要以二氧化碳的形式進(jìn)行傳遞。 答案：A,1生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類,生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞,2.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用 (1)個(gè)體方面：調(diào)控生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。 (2)種群方面：維持種群的繁衍。 (3)群落方面：調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。,3信息傳遞與能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系,4.生態(tài)系統(tǒng)三大基本功能的重要性 任何生態(tài)系統(tǒng)都具有能量流動(dòng)，物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，它們是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能，三者密不可分，但各有不同。 (1)能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力。 (2)物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 (3)信息傳遞決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)。,3(2013·北大附中月考)下列信息傳遞的實(shí)例中，屬于調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系的是( ) A萵苣在適宜波長下才能萌發(fā)生長 B昆蟲散發(fā)性外激素傳遞信息 C草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供信息 D雄鳥求偶時(shí)進(jìn)行復(fù)雜的“求偶”炫耀,解析：萵苣在適宜波長下才能萌發(fā)生長屬于生物與無機(jī)環(huán)境之間的信息傳遞；昆蟲散發(fā)性外激素傳遞信息、雄鳥求偶時(shí)進(jìn)行復(fù)雜的“求偶”炫耀屬于生物種內(nèi)的信息傳遞，草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供信息反映的是草與食草動(dòng)物兩種不同的生物之間的信息傳遞。 答案：C,4(2013·廣州模擬)雌蠶蛾能釋放一種性引誘劑，可以把3 km以外的雄蠶蛾吸引過來。雖然每只雌蠶蛾所釋放的性引誘劑的數(shù)量不足0.01 mg，但雄蠶蛾仍能對其作出反應(yīng)。有趣的是雄蠶蛾對密封在玻璃瓶中的雌蠶蛾雖然看得見，但卻無動(dòng)于衷。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) A使雄蠶蛾作出反應(yīng)的性引誘劑屬于化學(xué)信息 B體現(xiàn)了信息的傳遞有益于種群的繁衍 C說明生態(tài)系統(tǒng)中的信息都是由生物產(chǎn)生的 D說明性引誘劑具有高效性,解析：生態(tài)系統(tǒng)中傳遞的信息包括物理信息、化學(xué)信息、行為信息等，并非都是由生物產(chǎn)生的。微量的性引誘劑就可引起同種雄蠶蛾作出反應(yīng)，說明性引誘劑具有高效性。 答案：C,1穩(wěn)定性前提條件 只有當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，它的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三大功能類群齊全，能量的輸入和輸出保持穩(wěn)定，物質(zhì)的輸入和輸出相對平衡時(shí)才表現(xiàn)出來。這一階段就是生態(tài)系統(tǒng)的成熟階段。,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,2穩(wěn)定性表現(xiàn) (1)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)植物種類及數(shù)量一般不會(huì)有太大的變化，一般相關(guān)種群數(shù)量呈現(xiàn)周期性變化，可用如圖曲線表示： (2)功能相對穩(wěn)定：生物群落的能量輸入與輸出相對平衡，物質(zhì)的輸入與輸出保持相對平衡。,3穩(wěn)定性機(jī)制生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力 生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化作用和完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。 (1)凈化作用：包括物理沉降、化學(xué)分解、微生物的分解三個(gè)方面，是河流生態(tài)系統(tǒng)抵抗環(huán)境污染的有效途徑。 (2)完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：使生態(tài)系統(tǒng)具有反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)而抵抗外界干擾，維持自身穩(wěn)定。 反饋調(diào)節(jié)的含義 當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化的時(shí)候，它必然會(huì)引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這種變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分的現(xiàn)象。,反饋調(diào)節(jié)的方式：正反饋和負(fù)反饋。負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，兩者比較如下：,4.抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系,5(2013·杭州模擬)某池塘演變早期，藻類大量繁殖，食藻浮游動(dòng)物水蚤隨之大量繁殖，導(dǎo)致藻類數(shù)量減少，接著又引起水蚤減少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，導(dǎo)致更多水蚤死亡。關(guān)于上述過程的敘述，正確的是( ),A早期不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，后期屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié) B早期屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，后期屬于正反饋調(diào)節(jié) C早期、后期均屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié) D早期、后期均屬于正反饋調(diào)節(jié) 解析：負(fù)反饋調(diào)節(jié)是指某一成分的變化所引起的一系列變化抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化，題干中所述的早期符合負(fù)反饋調(diào)節(jié)的機(jī)制。正反饋調(diào)節(jié)是指某一成分的變化所引起的一系列變化促進(jìn)或加強(qiáng)最初所發(fā)生的變化，題干中所述的后期屬于正反饋調(diào)節(jié)。 答案：B,實(shí)驗(yàn)技能提升,實(shí)驗(yàn)：探究水族箱或魚缸的群落演替 1實(shí)驗(yàn)原理 (1)生態(tài)缸中必須包括生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，特別需要注意必須有足夠的分解者。 (2)各種生物之間以及生物與無機(jī)環(huán)境之間，必須能夠進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。,(3)生物之間要有合適的食物鏈結(jié)構(gòu)，生物的數(shù)量不宜過多。 (4)生態(tài)缸必須是透明的，這樣可保證生態(tài)缸中有充足的太陽能。當(dāng)然，生態(tài)缸一定要封閉，防止外界生物或非生物因素的干擾。,2實(shí)驗(yàn)流程,(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求：,(2)生態(tài)缸穩(wěn)定性觀察與分析： 觀察穩(wěn)定性，可通過觀察動(dòng)植物的生活情況、水質(zhì)變化、基質(zhì)變化等判斷生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸內(nèi)的生物只能保持一定時(shí)間的活性。,6為觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)4個(gè)密閉、透明的生態(tài)瓶，各瓶內(nèi)的組成和條件見下表。經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)和觀測后，發(fā)現(xiàn)甲瓶是最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。,注：“”表示“有”；“”表示“無”。 請回答以下問題： (1)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為_，原因是_。 (2)丙瓶比甲瓶有較多的有機(jī)物，原因是_。,(3)丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量_，原因是_。 (4)根據(jù)觀測結(jié)果，得出結(jié)論： _； _。,解析：密閉生態(tài)瓶的穩(wěn)定性，取決于該生態(tài)系統(tǒng)生物種類和數(shù)量的合理搭配。生產(chǎn)者進(jìn)行光合作用，消耗水中的二氧化碳，釋放出氧氣，同時(shí)將無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，為消費(fèi)者浮游動(dòng)物和小魚提供氧氣和食物。泥沙中含有微生物分解者，可將水中的有機(jī)物分解成無機(jī)物，實(shí)現(xiàn)瓶內(nèi)物質(zhì)循環(huán)。乙瓶缺光，丙瓶缺分解者，兩者都不能長久地維持穩(wěn)定，甲瓶無小魚較丁瓶有小魚穩(wěn)定，原因可能是生態(tài)瓶較小，小魚的存在和長大會(huì)引起生物間的競爭加劇，打破原有的平衡。,答案：(1)下降 缺乏光照情況下藻類不能進(jìn)行光合作用，不能生長 (2)缺乏泥沙，分解者數(shù)量太少 (3)減少 消費(fèi)者較多，消耗較多的氧氣 (4)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該具有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者以及非生物的物質(zhì)和能量(太陽能) 生產(chǎn)者、消費(fèi)者以分解者之間應(yīng)保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。,1下列有關(guān)碳循環(huán)的敘述正確的是( ) A光合作用是CO2進(jìn)入生物群落的唯一途徑 B動(dòng)物細(xì)胞的無氧呼吸是大氣中CO2的產(chǎn)生途徑之一 C沒有分解者，碳循環(huán)仍可保持平衡狀態(tài) D初級消費(fèi)者通過消化系統(tǒng)攝入生產(chǎn)者合成的含碳有機(jī)物,解析：在碳循環(huán)過程中，CO2通過光合作用和化能合成作用進(jìn)入生物群落；動(dòng)物細(xì)胞只能通過有氧呼吸產(chǎn)生CO2進(jìn)入大氣；分解者的分解作用可保持碳循環(huán)的平衡狀態(tài)。 答案：D,2(2013·湖南十二校聯(lián)考)下圖為生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的模式圖，相關(guān)敘述不正確的是( ),A信息傳遞是雙向的，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)也是雙向的 B生態(tài)系統(tǒng)的功能主要是能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，還有信息傳遞 C物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力，信息傳遞則決定著能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài) D生態(tài)系統(tǒng)各成分之間都有各種形式的信息傳遞,解析：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向流動(dòng)和逐級遞減的。 答案：A,3根據(jù)下圖所示碳循環(huán)的部分過程進(jìn)行的有關(guān)分析，不正確的是( ) A參與過程的生物包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者 B過程增強(qiáng)后過程隨之增強(qiáng)故不能通過增強(qiáng)減少大氣中CO2 C生物群落內(nèi)部碳循環(huán)的物質(zhì)形式是含碳的有機(jī)物 D人類減少對的依賴是當(dāng)前緩解溫室效應(yīng)的重要措施,解析：生物群落由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成，它們通過呼吸作用(分解作用)分解有機(jī)物，釋放CO2進(jìn)入無機(jī)環(huán)境。生活中可以通過植樹造林、退耕還林(草)等途徑增強(qiáng)植物的光合作用，固定CO2，減少生物群落排放到大氣中的CO2量。碳在生物體內(nèi)(生物群落內(nèi))主要以含碳有機(jī)物的形式存在。目前，化學(xué)燃料的燃燒是導(dǎo)致大氣中CO2含量急劇上升的主要原因，因此，可以通過減少化學(xué)燃料的燃燒緩解溫室效應(yīng)。 答案：B,4(2013·北京西城區(qū)檢測)如圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，下列關(guān)于該生態(tài)系統(tǒng)的敘述錯(cuò)誤的是( ),A微生物利用的是農(nóng)作物通過光合作用貯存的能量 B多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)中能量的傳遞效率 C沼渣、沼液作為肥料還田可以促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)再利用 D食用菌、甲烷菌及蚯蚓等是該生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,解析：生態(tài)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用，使能量盡可能多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠郑鷳B(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞效率不會(huì)提高。 答案：B,5如圖為某一生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性圖解。對此理解不正確的是( ) Aa為抵抗力穩(wěn)定性，b為恢復(fù)力穩(wěn)定性 Ba為恢復(fù)力穩(wěn)定性，b為抵抗力穩(wěn)定性 C恢復(fù)力穩(wěn)定性與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)呈相反關(guān)系 D抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性呈相反關(guān)系,解析：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，它們均與生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有關(guān)。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性就越大，而恢復(fù)力穩(wěn)定性越小。 答案：B,6(2013·河北衡水檢測)森林生態(tài)系統(tǒng)能長期維持相對穩(wěn)定狀態(tài)的原因是( ) 生物多樣性是自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ) 其抵抗力穩(wěn)定性要比草原生態(tài)系統(tǒng)高 其恢復(fù)力穩(wěn)定性要比農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)高 有比較復(fù)雜的營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 太陽能是維持生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力 能量可以隨著季節(jié)的變化而產(chǎn)生波動(dòng) 一種生物大量減少后，其位置可由同一營養(yǎng)級的多種生物取代 生產(chǎn)者和分解者構(gòu)成生物圈無機(jī)物和有機(jī)物的循環(huán)回路,A B C D 解析：森林生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)植物種類繁多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，某營養(yǎng)級的一些生物消失，可由該營養(yǎng)級的其他生物代替，故其自我調(diào)節(jié)能力較高，抵抗力的穩(wěn)定性較強(qiáng)，種群密度和群落結(jié)構(gòu)能長時(shí)期處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，正確。 答案：C,7(2013·山西省四校聯(lián)考)近年來，包括我國在內(nèi)，世界很多國家和地區(qū)遭受了各種自然災(zāi)害。生態(tài)學(xué)家分析，自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生與環(huán)境的破壞有密切聯(lián)系。請分析并回答下列問題。 (1)大氣中二氧化碳過多會(huì)引發(fā)溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球氣候變化，海平面上升。為了減緩溫室效應(yīng)帶來的危害，中國政府做出了節(jié)能減排的承諾，倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)和綠色生活。降低大氣中二氧化碳含量的有效措施有_。(寫出兩種即可),(2)2010年冬天西南地區(qū)的旱災(zāi)有人猜測與綠化過程中大面積種植桉樹有關(guān)。桉樹根系吸水能力極強(qiáng)，會(huì)減少地下水的儲(chǔ)備，桉樹在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_。據(jù)調(diào)查，大面積桉樹林周圍幾乎不能生長其他植物，這是由于桉樹與其他植物存在_關(guān)系，因此桉樹林的_穩(wěn)定性較弱。 (3)品種單一的桉樹林容易引發(fā)蟲災(zāi)，原因是_。相關(guān)部門準(zhǔn)備引進(jìn)一些青蛙來消滅以桉樹為食的害蟲，在這條食物鏈中，青蛙的營養(yǎng)級是_。,解析：(1)降低大氣中二氧化碳含量，關(guān)鍵是增加二氧化碳的去路，減少二氧化碳的來源，因此可以多種植植物，同時(shí)減少化石燃料的燃燒。(2)桉樹能夠進(jìn)行光合作用，屬于生產(chǎn)者。由于桉樹吸水能力強(qiáng)，在與其他植物競爭過程中處于優(yōu)勢，導(dǎo)致其他植物死亡。其他植物死亡后，該地生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)相對單一，抵抗力穩(wěn)定性較弱。(3)由于品種單一的桉樹林抵抗力穩(wěn)定性較弱，容易引發(fā)蟲災(zāi)。由題意可知，青蛙直接捕食以桉樹為食的害蟲。因此青蛙屬于第三營養(yǎng)級，,答案：(1)種植綠色植物，減少化石燃料的燃燒(答案合理即可) (2)生產(chǎn)者 競爭 抵抗力 (3)生態(tài)系統(tǒng)組成成分單一，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，抵抗力穩(wěn)定性低 第三營養(yǎng)級,