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适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境第43讲生态系统的物质循环信息传递及其稳定性课件新人教版
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这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境第43讲生态系统的物质循环信息传递及其稳定性课件新人教版，共57页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，元素的循环，4过程图解，加速了物质循环，5温室效应，生物富集等内容，欢迎下载使用。
1 强基础·增分策略
一、生态系统的物质循环1.物质循环概念
2.碳循环(1)概念: 碳元素 在生物圈中的循环过程称为碳循环。 (2)存在形式:碳在无机环境中主要以 CO2和碳酸盐 的形式存在;在生物群落中主要以有机物的形式存在。 (3)循环形式:在生物群落与非生物环境间主要以 CO2 的形式循环。
图中标号代表的含义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 ,f. 化石燃料燃烧 。
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。
技巧点拨“箭头分析法”分析常见物质循环模型及“三看法”快速确认碳循环的各环节
3.能量流动与物质循环的关系(1)区别
(2)联系①物质作为能量的 载体 ,使能量沿着食物链(网)流动;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。 ②二者同时进行,相互依存、不可分割。
5.探究土壤微生物的分解作用(1)原理①土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,它们在生态系统中的成分是分解者。②由于各地气候与环境(如温度、湿度等)等因素不同,落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。
旁栏边角 (选择性必修2 P67“拓展应用”改编)氮元素在生物群落与非生物环境间能否循环利用?你如何解释需不断向农田中施加氮肥?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从农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要不断施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
易错辨析 (1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环。( × ) (2)物质循环和能量流动是两个独立的过程。( × ) (3)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。( × ) (4)DDT进入人体或动物体,容易积累在人体的脂肪和器官细胞中。( √ ) (5)水俣病主要是由甲基汞中毒造成,甲基汞是一种脂溶性无机汞化合物,毒性不高。( × )
二、生态系统的信息传递1.生态系统中信息的种类
特别提醒信息传递的3要素
2.信息传递在生态系统中的作用
3.信息传递在农业生产中的应用(1)提高 农畜产品 的产量。 (2)对 有害动物 进行控制。 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信息传递。
易错辨析(1)变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。( × )(2)“心猿意马”不属于生态系统的信息传递。( √ )(3)生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息。( √ )(4)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。( √ )(5)生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利。( × )(6)通过生态系统的信息传递,可以防治有害动物,也可以提高农产品或畜产品的产量。( √ )
三、生态系统的稳定性1.生态平衡(1)概念:生态系统的 结构和功能 处于相对稳定的 一种状态 。 (2)特征
(3)调节机制:负反馈机制,是指在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为 信息 调节该系统的工作,并且使系统工作的效果 减弱或受到限制 ,它可使系统 保持稳定 。
2.生态系统的稳定性(1)概念: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。(2)原因:生态系统具有自我调节能力。
(3)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
一般来说,生态系统中的 组分 越多, 食物网 越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。 提醒:冻原、沙漠等生态系统两种稳定性都比较低,热带雨林生态系统两种稳定性都比较高。
3.提高生态系统的稳定性
4.设计制作生态缸,观察其稳定性(1)目的要求:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的 稳定性 。 (2)基本原理①生态缸中必须包括生态系统的4种成分,特别需要注意必须有足够的分解者。②各种生物之间及生物与非生物环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动。生物之间要有合适的食物链结构,生物的数量不宜过多。
(3)设计制作生态缸的要求
旁栏边角1.(选择性必修2 P80“复习与提高”改编)农业部门在防治棉铃虫问题上,提出了两种方案:A.喷洒高效农药;B.放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性。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,就容易再度大爆发。在棉田中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系,因此,能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。方案B有利于提高农田生态系统的稳定性。
2.(选择性必修2 P78“探究·实践”)生态缸内的生物只能保持一定时间的活性的原因是_________________________________________。 提示:生态缸中的生态系统极为简单,自我调节能力极差,抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被破坏
易错辨析(1)生物多样性增加有利于提高生态系统的自我调节能力。( √ )(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)某相对稳定的生态系统中旅鼠天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节。( × )
2 提能力·精准突破
考向1 结合碳循环的过程,考查生命观念1.(2022济南学情检测)大气中的二氧化碳含量是变化的,我们把释放二氧化碳的库称为源,吸收二氧化碳的库称为汇。在分析碳循环各个构成元素的基础上,某科研小组提出了中国陆地生态系统碳循环模式图,其中括号内的数据为年变化量(109tC/a),未加括号的数据为库存量(109tC),下列叙述正确的是( )
A.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和碳酸盐的形式进行的B.不考虑人类活动的作用,仅考虑正常的自然因素时,中国陆地植被是一个二氧化碳的汇,它每年净吸收0.37×109tC的碳量C.考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时,该系统每年会向大气净排放0.62×109tC的碳量D.“土壤呼吸”是陆地生态系统通过呼吸作用排放二氧化碳最多的途径,即土壤微生物通过无氧或有氧呼吸产生的二氧化碳量答案:C
解析: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,A项错误;不考虑人类活动的作用,仅考虑正常的自然因素时,由题图可知,植物进行光合作用吸收大气的碳,只有自身呼吸作用和凋落物的途径离开植物群落,因此中国陆地植被每年净吸收的碳量=光合作用-植物呼吸作用-凋落物=(4.26-1.85-1.5)×109tC=0.91×109tC,B项错误;考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时,由图可知,在中国陆地生态系统中,吸收碳的只有植物的光合作用;释放碳的有土壤呼吸、人的呼吸、植物的呼吸作用、生物质燃烧和化石燃料燃烧+水泥,因此这个条件下该系统每年会向大气净排放的碳量=土壤呼吸+人的呼吸+植物呼吸作用+生物质燃烧+(化石燃料燃烧+水泥)-光合作用=(2.04+0.08+1.85+0.18+0.73-4.26) ×109=0.62×109(tC),C项正确;土壤呼吸包括土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤动物呼吸,以及一个非生物学过程,即含碳矿物质的化学氧化作用,D项错误。
考向2 结合氮循环的实例分析2.(2022济南二模)氮在自然界以多种形式存在,主要有氮气、氮氧化物、铵态氮、硝酸根离子、亚硝酸根离子,以及各种含氮有机化合物等。生物圈中的氮循环示意图如下,下列说法正确的是( )
A.植物从土壤中吸收含氮类无机盐,可用来合成蛋白质、脂质、纤维素等物质B.硝化细菌能通过硝化作用合成有机物,属于生态系统中的生产者C.硝酸盐或亚硝酸盐在生物群落与无机环境之间循环往复即为氮循环D.往农田中适当地施加氮肥与物质循环是不相矛盾的答案:D解析:纤维素和某些脂质中不含氮,植物从土壤中吸收含氮类无机盐,不能用来合成纤维素和某些脂质,A项错误;硝化细菌是通过化能合成作用将无机物合成有机物,B项错误;物质循环指的是元素的循环,故氮循环是指氮元素在生物群落与无机环境之间往复循环,C项错误;由于农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素部分不能都归还土壤,故往农田中适当地施加氮肥与物质循环是不相矛盾的,D项正确。
考向 结合信息种类的应用,考查社会责任1.(2022聊城二模改编)中科院对游隼迁徙行为研究发现:冰川消退而带动的繁殖地向北退缩以及越冬地变迁是游隼迁徙路线变化的主要原因;与记忆能力相关的基因ADCY8在长距离迁徙的游隼种群中受到了正选择。另有研究发现游隼等迁徙鸟类眼睛感光细胞中隐花色素Ⅳ蛋白(CRY4)具有光依赖性磁罗盘所需的磁性潜质,使鸟类完成集群飞行、空间定向和迁徙路线导航。下列说法正确的是( )A.迁徙鸟类接受的光、磁等信息属于化学信息B.动物的行为是由生态因子和遗传物质共同决定的C.迁徙鸟类集群飞行可减小飞行阻力、降低天敌捕获率,属于互利共生D.迁徙距离不同的游隼种群的基因库中ADCY8的基因频率不同,说明它们已经进化为不同物种
答案:B解析:迁徙鸟类接受的光、磁等信息属于物理信息,A项错误;结合题干信息可知,动物的行为是由生态因子和遗传物质共同决定的,B项正确;迁徙鸟类集群(一般是同种鸟类集群)飞行可减小飞行阻力、降低天敌捕获率,但是同种生物互助不属于互利共生,C项错误;迁徙距离不同的游隼种群的基因库中ADCY8的基因频率不同,说明它们发生了进化,但未进化为不同物种,D项错误。
2.(2022临沂一模)某湖泊生态系统中的食物网如图所示,下列叙述错误的是( ) A.水蚤属于第二、第三营养级,鲶鱼占有四个营养级B.从能量流动的角度分析,鲶鱼个体中所含的能量最少C.从物质循环的角度分析,碳主要以有机物的形式从水蚤传递给鲶鱼D.从信息传递的角度分析,蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递往往是双向的
答案:B解析:食物链中能量是单向流动、逐级递减的,鲶鱼营养级最高,其所在营养级同化量少,但鲶鱼个体中所含的能量不一定最少,B项错误。
1.生态系统的自我调节能力
2.生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
考向 围绕生态系统的稳定性的分析,考查科学思维(2023届江门校级月考)北极北部冰雪覆盖的荒原地带和北极南部森林群落之间的过渡地区被称为苔原。在苔原生态系统中,动植物种类稀少,其他生物大都直接或间接依靠地衣来维持生命活动。而热带雨林地区的物种资源十分丰富,当遭到一定程度破坏后可以恢复原状。下列相关叙述正确的是( )A.遭到破坏,恢复原状,体现的是生态系统的抵抗力稳定性B.苔原生态系统的物种数量相对较少,恢复力稳定性较弱,抵抗力稳定性也较弱C.热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性很强D.提高生态系统稳定性的措施之一是引入外来物种,增加生物种类,改变营养结构
答案:B解析:遭到破坏,恢复原状,体现的是生态系统的恢复力稳定性,A项错误;苔原生态系统的物种数量相对较少,营养结构简单,恢复力稳定性和抵抗力稳定性都较弱,B项正确;由于热带雨林物种丰富,营养结构较复杂,因此热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性较弱,C项错误;组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的,随意引入外来物种,不一定能改变营养结构,可能造成生态入侵,导致生态系统的崩溃,D项错误。
3 练高考·衍生训练
角度1 生态系统的物质循环1.(2022山东高考)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是( )A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同D.该稻田比普通稻田的能量的利用率低答案:A
解析:与普通稻田相比,该稻田输出的物质更多,故需要施加更多的肥料,A项正确。由于利用鸭子进行害虫防治,该稻田农药使用量减少,B项错误。稻田养鸭模式增加了鸭子,群落的空间结构发生了变化,C项错误。由于杂草、害虫和老黄稻叶中的能量被鸭子利用,鸭粪可作为有机肥料还田,故该稻田比普通稻田的能量的利用率高,D项错误。
2.(2020全国高考Ⅲ卷)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.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环答案:A
解析:消费者能通过呼吸作用将体内有机物中的碳转化为无机物CO2,并将CO2释放到无机环境中,所以消费者参与了碳循环的过程,A项错误。生产者通过光合作用或化能合成作用将大气中的CO2转化为有机物,使碳元素进入生物群落,因此生产者的光合作用是碳循环的重要环节,B项正确。土壤中微生物的呼吸作用能将动植物遗体或动物的排遗物中的有机物分解成无机物,使碳元素归还到无机环境中,因此,土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节,C项正确。碳在生物群落内部以含碳有机物的形式传递,在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环, D项正确。
角度2生态系统的信息传递3.(2022湖南高考)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式,常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气,蟹能摄食害虫、虫卵和杂草,其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是( )A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用答案:B
解析:该种养模式并没有提高营养级间的能量传递效率,A项错误;灯光属于物理信息,B项正确;硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳),属于种内斗争关系,C项错误;该种养模式可实现物质的循环利用,但能量流动是单向的、逐级递减的,D项错误。
4.(2021江苏高考)某地区积极实施湖区拆除养殖围网等措施,并将沿湖地区改造成湿地公园,下列相关叙述正确的是( )A.该公园生物群落发生的演替属于初生演替B.公园建成初期草本植物占优势,群落尚未形成垂直结构C.在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息D.该湿地公园具有生物多样性的直接价值和间接价值答案:D解析:由题干信息分析可知,该公园生物群落发生的演替属于次生演替,A项错误;公园建成初期草本植物占优势,群落的垂直结构不明显,但并不是没有形成垂直结构,B项错误;在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于物理信息,C项错误;该湿地公园具有旅游观赏和对生态系统调节等作用,这体现了生物多样性的直接价值和间接价值,D项正确。
角度3 生态系统的稳定性5.(2021海南高考)红树林是海南的一道靓丽风景,既可防风护堤,也可为鱼类、鸟类等动物提供栖息地。下列有关叙述错误的是( )A.“植物→鱼→水鸟”是红树林生态系统常见的一条食物链B.红树林生态系统物种丰富,结构相对复杂,具有较强的自我调节能力C.红树林的海岸防护作用和观赏性体现了红树林生态系统的直接价值D.采取退塘还林、治污减排等措施有利于保护红树林生态系统答案:C
1 强基础·增分策略
一、生态系统的物质循环1.物质循环概念
2.碳循环(1)概念: 碳元素 在生物圈中的循环过程称为碳循环。 (2)存在形式:碳在无机环境中主要以 CO2和碳酸盐 的形式存在;在生物群落中主要以有机物的形式存在。 (3)循环形式:在生物群落与非生物环境间主要以 CO2 的形式循环。
图中标号代表的含义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 ,f. 化石燃料燃烧 。
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。
技巧点拨“箭头分析法”分析常见物质循环模型及“三看法”快速确认碳循环的各环节
3.能量流动与物质循环的关系(1)区别
(2)联系①物质作为能量的 载体 ,使能量沿着食物链(网)流动;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。 ②二者同时进行,相互依存、不可分割。
5.探究土壤微生物的分解作用(1)原理①土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌,它们在生态系统中的成分是分解者。②由于各地气候与环境(如温度、湿度等)等因素不同,落叶在土壤中被分解的时间也是不同的。
旁栏边角 (选择性必修2 P67“拓展应用”改编)氮元素在生物群落与非生物环境间能否循环利用?你如何解释需不断向农田中施加氮肥?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从农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要不断施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
易错辨析 (1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环。( × ) (2)物质循环和能量流动是两个独立的过程。( × ) (3)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。( × ) (4)DDT进入人体或动物体,容易积累在人体的脂肪和器官细胞中。( √ ) (5)水俣病主要是由甲基汞中毒造成,甲基汞是一种脂溶性无机汞化合物,毒性不高。( × )
二、生态系统的信息传递1.生态系统中信息的种类
特别提醒信息传递的3要素
2.信息传递在生态系统中的作用
3.信息传递在农业生产中的应用(1)提高 农畜产品 的产量。 (2)对 有害动物 进行控制。 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信息传递。
易错辨析(1)变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。( × )(2)“心猿意马”不属于生态系统的信息传递。( √ )(3)生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息。( √ )(4)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。( √ )(5)生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利。( × )(6)通过生态系统的信息传递,可以防治有害动物,也可以提高农产品或畜产品的产量。( √ )
三、生态系统的稳定性1.生态平衡(1)概念:生态系统的 结构和功能 处于相对稳定的 一种状态 。 (2)特征
(3)调节机制:负反馈机制,是指在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为 信息 调节该系统的工作,并且使系统工作的效果 减弱或受到限制 ,它可使系统 保持稳定 。
2.生态系统的稳定性(1)概念: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。(2)原因:生态系统具有自我调节能力。
(3)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
一般来说,生态系统中的 组分 越多, 食物网 越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。 提醒:冻原、沙漠等生态系统两种稳定性都比较低,热带雨林生态系统两种稳定性都比较高。
3.提高生态系统的稳定性
4.设计制作生态缸,观察其稳定性(1)目的要求:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的 稳定性 。 (2)基本原理①生态缸中必须包括生态系统的4种成分,特别需要注意必须有足够的分解者。②各种生物之间及生物与非生物环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动。生物之间要有合适的食物链结构,生物的数量不宜过多。
(3)设计制作生态缸的要求
旁栏边角1.(选择性必修2 P80“复习与提高”改编)农业部门在防治棉铃虫问题上,提出了两种方案:A.喷洒高效农药;B.放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性。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,就容易再度大爆发。在棉田中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系,因此,能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。方案B有利于提高农田生态系统的稳定性。
2.(选择性必修2 P78“探究·实践”)生态缸内的生物只能保持一定时间的活性的原因是_________________________________________。 提示:生态缸中的生态系统极为简单,自我调节能力极差,抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被破坏
易错辨析(1)生物多样性增加有利于提高生态系统的自我调节能力。( √ )(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)某相对稳定的生态系统中旅鼠天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节。( × )
2 提能力·精准突破
考向1 结合碳循环的过程,考查生命观念1.(2022济南学情检测)大气中的二氧化碳含量是变化的,我们把释放二氧化碳的库称为源,吸收二氧化碳的库称为汇。在分析碳循环各个构成元素的基础上,某科研小组提出了中国陆地生态系统碳循环模式图,其中括号内的数据为年变化量(109tC/a),未加括号的数据为库存量(109tC),下列叙述正确的是( )
A.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和碳酸盐的形式进行的B.不考虑人类活动的作用,仅考虑正常的自然因素时,中国陆地植被是一个二氧化碳的汇,它每年净吸收0.37×109tC的碳量C.考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时,该系统每年会向大气净排放0.62×109tC的碳量D.“土壤呼吸”是陆地生态系统通过呼吸作用排放二氧化碳最多的途径,即土壤微生物通过无氧或有氧呼吸产生的二氧化碳量答案:C
解析: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,A项错误;不考虑人类活动的作用,仅考虑正常的自然因素时,由题图可知,植物进行光合作用吸收大气的碳,只有自身呼吸作用和凋落物的途径离开植物群落,因此中国陆地植被每年净吸收的碳量=光合作用-植物呼吸作用-凋落物=(4.26-1.85-1.5)×109tC=0.91×109tC,B项错误;考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时,由图可知,在中国陆地生态系统中,吸收碳的只有植物的光合作用;释放碳的有土壤呼吸、人的呼吸、植物的呼吸作用、生物质燃烧和化石燃料燃烧+水泥,因此这个条件下该系统每年会向大气净排放的碳量=土壤呼吸+人的呼吸+植物呼吸作用+生物质燃烧+(化石燃料燃烧+水泥)-光合作用=(2.04+0.08+1.85+0.18+0.73-4.26) ×109=0.62×109(tC),C项正确;土壤呼吸包括土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤动物呼吸,以及一个非生物学过程,即含碳矿物质的化学氧化作用,D项错误。
考向2 结合氮循环的实例分析2.(2022济南二模)氮在自然界以多种形式存在,主要有氮气、氮氧化物、铵态氮、硝酸根离子、亚硝酸根离子,以及各种含氮有机化合物等。生物圈中的氮循环示意图如下,下列说法正确的是( )
A.植物从土壤中吸收含氮类无机盐,可用来合成蛋白质、脂质、纤维素等物质B.硝化细菌能通过硝化作用合成有机物,属于生态系统中的生产者C.硝酸盐或亚硝酸盐在生物群落与无机环境之间循环往复即为氮循环D.往农田中适当地施加氮肥与物质循环是不相矛盾的答案:D解析:纤维素和某些脂质中不含氮,植物从土壤中吸收含氮类无机盐,不能用来合成纤维素和某些脂质,A项错误;硝化细菌是通过化能合成作用将无机物合成有机物,B项错误;物质循环指的是元素的循环,故氮循环是指氮元素在生物群落与无机环境之间往复循环,C项错误;由于农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素部分不能都归还土壤,故往农田中适当地施加氮肥与物质循环是不相矛盾的,D项正确。
考向 结合信息种类的应用,考查社会责任1.(2022聊城二模改编)中科院对游隼迁徙行为研究发现:冰川消退而带动的繁殖地向北退缩以及越冬地变迁是游隼迁徙路线变化的主要原因;与记忆能力相关的基因ADCY8在长距离迁徙的游隼种群中受到了正选择。另有研究发现游隼等迁徙鸟类眼睛感光细胞中隐花色素Ⅳ蛋白(CRY4)具有光依赖性磁罗盘所需的磁性潜质,使鸟类完成集群飞行、空间定向和迁徙路线导航。下列说法正确的是( )A.迁徙鸟类接受的光、磁等信息属于化学信息B.动物的行为是由生态因子和遗传物质共同决定的C.迁徙鸟类集群飞行可减小飞行阻力、降低天敌捕获率,属于互利共生D.迁徙距离不同的游隼种群的基因库中ADCY8的基因频率不同,说明它们已经进化为不同物种
答案:B解析:迁徙鸟类接受的光、磁等信息属于物理信息,A项错误;结合题干信息可知,动物的行为是由生态因子和遗传物质共同决定的,B项正确;迁徙鸟类集群(一般是同种鸟类集群)飞行可减小飞行阻力、降低天敌捕获率,但是同种生物互助不属于互利共生,C项错误;迁徙距离不同的游隼种群的基因库中ADCY8的基因频率不同,说明它们发生了进化,但未进化为不同物种,D项错误。
2.(2022临沂一模)某湖泊生态系统中的食物网如图所示,下列叙述错误的是( ) A.水蚤属于第二、第三营养级,鲶鱼占有四个营养级B.从能量流动的角度分析,鲶鱼个体中所含的能量最少C.从物质循环的角度分析,碳主要以有机物的形式从水蚤传递给鲶鱼D.从信息传递的角度分析,蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递往往是双向的
答案:B解析:食物链中能量是单向流动、逐级递减的,鲶鱼营养级最高,其所在营养级同化量少,但鲶鱼个体中所含的能量不一定最少,B项错误。
1.生态系统的自我调节能力
2.生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
考向 围绕生态系统的稳定性的分析,考查科学思维(2023届江门校级月考)北极北部冰雪覆盖的荒原地带和北极南部森林群落之间的过渡地区被称为苔原。在苔原生态系统中,动植物种类稀少,其他生物大都直接或间接依靠地衣来维持生命活动。而热带雨林地区的物种资源十分丰富,当遭到一定程度破坏后可以恢复原状。下列相关叙述正确的是( )A.遭到破坏,恢复原状,体现的是生态系统的抵抗力稳定性B.苔原生态系统的物种数量相对较少,恢复力稳定性较弱,抵抗力稳定性也较弱C.热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性很强D.提高生态系统稳定性的措施之一是引入外来物种,增加生物种类,改变营养结构
答案:B解析:遭到破坏,恢复原状,体现的是生态系统的恢复力稳定性,A项错误;苔原生态系统的物种数量相对较少,营养结构简单,恢复力稳定性和抵抗力稳定性都较弱,B项正确;由于热带雨林物种丰富,营养结构较复杂,因此热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性较弱,C项错误;组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的,随意引入外来物种,不一定能改变营养结构,可能造成生态入侵,导致生态系统的崩溃,D项错误。
3 练高考·衍生训练
角度1 生态系统的物质循环1.(2022山东高考)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是( )A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同D.该稻田比普通稻田的能量的利用率低答案:A
解析:与普通稻田相比,该稻田输出的物质更多,故需要施加更多的肥料,A项正确。由于利用鸭子进行害虫防治,该稻田农药使用量减少,B项错误。稻田养鸭模式增加了鸭子,群落的空间结构发生了变化,C项错误。由于杂草、害虫和老黄稻叶中的能量被鸭子利用,鸭粪可作为有机肥料还田,故该稻田比普通稻田的能量的利用率高,D项错误。
2.(2020全国高考Ⅲ卷)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.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环答案:A
解析:消费者能通过呼吸作用将体内有机物中的碳转化为无机物CO2,并将CO2释放到无机环境中,所以消费者参与了碳循环的过程,A项错误。生产者通过光合作用或化能合成作用将大气中的CO2转化为有机物,使碳元素进入生物群落,因此生产者的光合作用是碳循环的重要环节,B项正确。土壤中微生物的呼吸作用能将动植物遗体或动物的排遗物中的有机物分解成无机物,使碳元素归还到无机环境中,因此,土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节,C项正确。碳在生物群落内部以含碳有机物的形式传递,在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环, D项正确。
角度2生态系统的信息传递3.(2022湖南高考)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式,常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气,蟹能摄食害虫、虫卵和杂草,其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是( )A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用答案:B
解析:该种养模式并没有提高营养级间的能量传递效率,A项错误;灯光属于物理信息,B项正确;硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳),属于种内斗争关系,C项错误;该种养模式可实现物质的循环利用,但能量流动是单向的、逐级递减的,D项错误。
4.(2021江苏高考)某地区积极实施湖区拆除养殖围网等措施,并将沿湖地区改造成湿地公园,下列相关叙述正确的是( )A.该公园生物群落发生的演替属于初生演替B.公园建成初期草本植物占优势,群落尚未形成垂直结构C.在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息D.该湿地公园具有生物多样性的直接价值和间接价值答案:D解析:由题干信息分析可知,该公园生物群落发生的演替属于次生演替,A项错误;公园建成初期草本植物占优势,群落的垂直结构不明显,但并不是没有形成垂直结构,B项错误;在繁殖季节,白鹭求偶时发出的鸣叫声属于物理信息,C项错误;该湿地公园具有旅游观赏和对生态系统调节等作用,这体现了生物多样性的直接价值和间接价值,D项正确。
角度3 生态系统的稳定性5.(2021海南高考)红树林是海南的一道靓丽风景,既可防风护堤,也可为鱼类、鸟类等动物提供栖息地。下列有关叙述错误的是( )A.“植物→鱼→水鸟”是红树林生态系统常见的一条食物链B.红树林生态系统物种丰富,结构相对复杂,具有较强的自我调节能力C.红树林的海岸防护作用和观赏性体现了红树林生态系统的直接价值D.采取退塘还林、治污减排等措施有利于保护红树林生态系统答案:C
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