2021新高考生物人教版一轮学案：选择性必修部分模块2第1单元第4讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性和生态保护


第4讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性和生态保护
考纲研读备考定位
考纲要求
核心素养
1.分析生态系统中物质循环的基本规律及其应用。
2.举例说出生态系统中的信息传递。
3.阐明生态系统的稳定性。
4.人口增长对生态环境的影响。
5.全球性生态环境问题。
6.生物多样性保护的意义和措施。
1.生命观念——通过比较物质循环、能量流动与信息传递的区别与联系，建立普遍联系的观点及生命系统的物质和能量观；通过分析生态系统的稳定性，建立生命系统的稳态观。
2.理性思维——通过分析生态系统物质循环的模式图及抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线，培养运用科学思维分析问题、解决问题的能力。
3.科学探究——通过“设计并制作生态缸，观察其稳定性”的实验，提高实验设计、动手操作及观察、分析能力。
4.社会责任——通过分析信息传递在实践中的应用及提高生态系统稳定性的措施，培养保护生物与环境的责任感。
考点一　生态系统的物质循环和信息传递

1．概念

2．碳循环


(1)碳的存在形式与循环形式
A．在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。
B．在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
C．在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
(3)碳返回无机环境的途径生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；化石燃料的燃烧。
3．碳循环的破坏——温室效应
(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。

4．生态系统中信息的种类
实例
类别
传递形式
光、声、温度、湿度等
物理信息
物理过程
动物的性外激素
化学信息
信息素
蜜蜂跳舞、孔雀开屏
行为信息
动物的特定行为特征
5.信息传递在生态系统中的作用
层次
作用
举例
个体
生命活动的正常进行，离不开信息的作用
(1)蝙蝠的回声定位
(2)莴苣种子必须接受某种波长的光才萌发
种群
生物种群的繁衍，离不开信息的传递
(1)植物开花需光信息刺激
(2)昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
群落和生态系统
调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定
食物链上相邻物种的某些个体行为或种群特征为对方提供大量的有用信息
6.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农产品或畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉率和结实率。
(2)控制有害动物。如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。

易错整合，判断正误。
(1)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(　√　)
(2)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(　×　)
(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)与碳循环有关的生理活动有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用等(　√　)
(5)减少化石燃料的燃烧和大力植树造林都可以有效地缓解温室效应(　√　)
(6)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息 (　×　)
(7)能量流动是单向的，物质循环和信息传递都是双向的(　×　)
(8)当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能(　√　)
(9)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(　√　)
(10)通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量(　√　)

1．(教材必修3P104“基础题·4”改编)生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？“能量”上呢？
[提示]生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用——它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
2．(教材必修3P104“二、拓展题”改编)氮元素在生物群落与无机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自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
3．如图为生态系统的信息传递模型，请据图思考下列问题：

(1)与生态系统的物质循环及能量流动相比，信息传递的方向有何特点？
(2)图中“信息”可来自何处？
(3)从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？
[提示](1)生态系统的能量是“单向”流动的，物质是“循环”利用的，信息传递则是“双向”的。(2)生物或无机环境。(3)不是，在生物与生物之间以及生物与环境之间都能发生信息传递。

1．物质循环与能量流动的关系
项目
能量流动
物质循环(以碳循环为例)
形式
太阳能→化学能→热能

特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
联系
同时进行、相互依存，不可分割
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
图示

　　■
正确理解生态系统物质循环的四个关键点
(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。
(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。
(3)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
(4)重金属和DDT等农药的生物富集：生物富集问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。
2．信息传递在生态系统中的作用整合

3．生态系统三大功能的比较
任何生态系统都能进行能量流动、物质循环和信息传递，它们是生态系统的基本功能，三者密不可分，但各有不同。
项目
能量流动
物质循环
信息传递
区别
来源
太阳能
生态系统
生物或无机环境
特点
单向流动、逐级递减
循环流动、反复利用
往往是双向的
范围
生态系统中各营养级
群落与无机环境之间
生物之间，生物与无机环境之间
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
调节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，共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性

考向一　碳循环过程
例1 (不定项选择题)如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析正确的是( ACD )

A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B．A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体
[解析]　生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足，A正确；A是消费者，C是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式循环，在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环，B错误；E为化石燃料，若对此过度开发利用会导致温室效应的产生，C正确；能量是物质循环的动力，物质是能量的载体，D正确。
技巧点拨
对物质循环过程相关图解的识别
(1)碳循环过程示意图

(2)将上图换成字母，如下面三种变式图。据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。


①图1——先根据双向箭头判断：A和B应为生产者和大气中CO2库，再根据A→C判断：C为消费者，剩下的D为分解者。
②图2——根据A与C之间的双向箭头判断：A是生产者，C是大气中CO2库。根据A、B、D的箭头都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。
③图3——根据A与E之间的双向箭头判断：A为大气中CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中，食物链是E→F→D→B。
〔对应训练〕
1．(2019·广西南宁高三第一次摸底考试)如图表示某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，①～⑦表示生理过程。下列有关该图的分析错误的是(　D　)

A．乙是该生态系统的基石
B．⑦过程中碳的传递形式是CO2
C．①过程主要是指绿色植物的光合作用
D．丙中的多种生物之间只存在竞争关系
[解析]　由图可知，乙、丙、丁都指向甲，因此甲是非生物的物质和能量，根据双向箭头可判断出乙是生产者，生产者是生态系统的基石，A正确；⑦过程表示通过呼吸作用释放出CO2，B正确；①过程将CO2输入到生物群落中，主要是指绿色植物的光合作用，C正确；丙中多种生物之间可能存在捕食关系，D错误。
考向二　信息种类的判断及应用
例2 (2019·太和一中高三理综)以下关于生命系统信息传递的说法正确的是(　D　)
A．在生物体细胞中，分子之间传递遗传信息的途径是DNA→RNA→蛋白质
B．在生物体中，不同细胞之间信息的识别主要依赖于细胞膜上的脂质和蛋白质
C．在动、植物体中，信息在不同组织、器官之间传递的主要形式是激素
D．在生态系统中，某些植物在长日照条件下才开花，说明信息传递利于种群的繁衍
[解析]　在生物体细胞中，分子之间传递遗传信息的途径是→RNA→蛋白质，A项错误；在生物体中，不同细胞之间信息的识别主要依赖于细胞膜上的糖蛋白和糖脂，B项错误；神经调节是动物生命活动调节的主要形式，因此在动物体中，信息在不同组织、器官之间传递的主要形式是神经冲动和神经递质，在植物体中，信息在不同组织、器官之间传递的主要形式是激素，C项错误；日照时间的长短属于物理信息，开花与植物种群的繁衍密切相关，所以在生态系统中，某些植物在长日照条件下才开花，说明信息传递利于种群的繁衍，D项正确。
巧判生态系统信息传递的类型
(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。
(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。
(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。
(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。〔对应训练〕
2．(2019·黑龙江省生物模拟)关于生态系统的信息传递说法不正确的是(　A　)
A．生物种群的繁衍无需信息传递
B．自然界中，植物的开花需要光信息的刺激
C．生态系统中的信息传递往往是双向的
D．蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖于声波
[解析]　根据分析可知，生物种群的繁衍离不开信息传递的作用，A错误；自然界中植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花，B正确；生态系统中的信息传递往往是双向的，C正确；蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖声波。蝙蝠通过自身发出声波，对目标进行“回声定位”，D正确。
考向三　生态系统的物质循环、能量流动和信息传递
例3 (不定项选择题)(2020·山东济南模拟)如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述正确的是( BCD )

A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递
C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
[解析]　能量流动的特点是单向流动、逐级递减，而物质循环是反复利用、循环流动的，信息传递往往是双向的。
〔对应训练〕
3．(2019·长沙一中月考)下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是(　A　)
A．物质为能量的载体，使能量在生物群落与无机环境之间循环往复
B．能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复
C．物质循环和能量流动同时进行
D．二者相互依存，不可分割
[解析]　能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此能量不能在生物群落与无机环境之间循环往复，A项错误；能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复，B项正确；能量流动和物质循环是同时进行的，C项正确；能量流动和物质循环是相互依存、不可分割的，D项正确。
4．(2019·河北省承德市高三期末)淡水养殖在鱼类养殖上的应用非常普遍。请回答下列相关的问题：
(1)鱼类养殖中要采用立体养殖法，从群落结构的角度分析，立体养殖可以充分利用空间和资源。从能量流动的角度分析，合理密养可以提高能量利用率，使生产者固定的能量更多的流向人类。
(2)某淡水养殖生态系统中存在浮游植物、浮游动物、鳙鱼、鲢鱼，其中鳙鱼以浮游动物和浮游植物为食，鲢鱼和浮游动物以浮游植物为食。若浮游植物提供1.0×103 kJ的能量，其中鲢鱼获得的能量为1.0×102 kJ，鳙鱼的食物1/2来自浮游植物，1/2来自浮游动物，则鳙鱼最多获得能量33.3(或100/3)kJ。调查鲢鱼的种群密度的常用方法为标志重捕法。
(3)某种鱼排卵时还能释放激素以吸引雄鱼前来排精，以促进卵子受精，这种激素属于生态系统的化学信息，该实例说明信息传递有利于生物种群的繁衍。
[解析]　(1)采用立体养殖法养殖鱼类，从群落结构的角度分析，主要是让不同鱼种在不同水域层面充分利用水域空间和资源。从能量流动的角度分析，合理密养可以提高能量利用率，使生产者固定的能量更多地流向对人类有益的部分。(2)根据题意涉及三条食物链：浮游植物→鲢鱼，浮游植物→鳙鱼，浮游植物→浮游动物→鳙鱼；鲢鱼获得能量为1.0×102 kJ，则浮游植物提供给鳙鱼的能量最多为：1.0×103－1.0×102×5＝5.0×102 kJ，据题中各食物链能量分配比，则鳙鱼获得的最多能量为x：x÷20%＋x÷(20%)2＝5.0×102，即：x＝。由于鳙鱼活动范围广，活动能力强，通常采用标志重捕法调查其种群密度。(3)某种鱼排卵时还能释放激素以吸引雄鱼前来排精，以促进卵子受精，这种激素是生物产生的化学物质，属于生态系统的化学信息，该实例说明信息传递有利于生物种群的繁衍。


考点二　生态系统的稳定性和生态保护

1．概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2．形成原因：生态系统内部具有一定的自我调节能力。
(1)实例


(2)基础：负反馈调节，在生态系统中普遍存在。
(3)特点：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，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。
3．类型
类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构与功能相对稳定
恢复自身结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
影响因素

联系
一般情况下二者呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。

4.提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量投入。
5．人口问题

6.全球性的环境问题
(1)生态环境问题的类型及主要成因

(2)特点：全球性。
(3)影响：对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类的生存和发展。
7．生物多样性及其保护
(1)生物多样性的内容


易错整合，判断正误。
(1)害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节(　√　)
(2)许多野生生物的使用价值目前还不清楚，说明生物多样性具有间接价值(　×　)
(3)保护生物多样性并非禁止开发利用任何自然资源，而是反对盲目地、掠夺式地开发利用(　√　)
(4)盲鱼作为进化研究的材料体现了生物多样性的间接价值(　×　)
(5)生物多样性对维持生态系统的稳定性具有重要作用，体现了其间接价值(　√　)
(6)为协调人口与环境的关系，应继续控制人口增长，加大保护资源和环境的力度，努力推广生态农业(　√　)
(7)造成地面紫外线照射增强的直接原因是南极冰川融化(　×　)
(8)被有机物轻度污染的流动水体中，距排污口越近的水体中溶解氧越多(　×　)
(9)生物多样性对维持生态系统的稳定性具有重要作用，体现了其间接价值(　√　)
(10)盲鱼作为进化研究的材料体现了生物多样性的间接价值(　×　)
(11)某地区为打造灰椋鸟品牌，计划在林区大规模清除其他树种，并改种灰椋鸟喜居的树种，招引灰椋鸟，该计划的实施将使该区农林害虫数量必然大幅度上升(　×　)
(12)生物多样性的直接价值远大于间接价值(　×　)

1．图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。请据图思考下列问题：

(1)反馈调节有正反馈调节和负反馈调节，图A和图B分别属于哪一种？
(2)请写出图A中的食物链。
[提示](1)图A所示的是负反馈调节，图B所示的是正反馈调节。
(2)乙→甲→丙。
2．下图中1表示生物多样性的三个不同层次，图2中甲、乙、丙是关于地雀的进化、发展过程示意图。

图1

甲　　　　　　　　乙　　　　　　　丙
图2
说明：此图中地雀A与地雀B可以交配产生可育后代，地雀C与地雀A、B之间不能互相交配
(1)图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表生物多样性的哪个层面？
(2)图2中哪些地雀间差异能体现基因多样性？哪些地雀差异能体现物种多样性？请说明判断依据。
(3)在“蒲公英→麻雀→蛇”这个食物链中：
①蒲公英可以作为工业原料，蛇可以作为制药原料。以上可说明生物多样性具有何种价值？
②在上述食物链中，麻雀数目的增多，导致蛇的数目也增多，但蛇增多后，麻雀数目受到抑制。这反映了什么调节机制？同时也说明生物多样性具有何类价值？
[提示](1)Ⅰ反映了同一物种中的差异应为基因多样性；
Ⅱ反映了不同物种间的差异应为“物种多样性”；
Ⅲ反映了生物与无机环境间的关系应为“生态系统多样性”。
(2)由A与B可以交配产生可育后代推知，二者未产生“生殖隔离”，应属同一物种，其差异应为“基因多样性”；由C与A、B间“不能互相交配”推知，C与A、B间已产生生殖隔离，故C为新物种，则C与A、B间的差异反映的是物种多样性。
(3)①直接。②负反馈；间接。

1．生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
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
抑制或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


2.生态缸设计要求及相关分析
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，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)
生态缸中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；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；缸内储备一定量的空气
3.生物多样性的三个层次

4．生物多样性价值
(1)直接价值：药用价值、工业原料、科研价值、文学艺术创作、旅游、美学价值等。
(2)间接价值：生态功能，如保持水土、涵养水源、调节气候等。
(3)潜在价值：大量野生生物的使用价值目前还不清楚，但将来可能有重要作用，一旦这些生物从地球上消失，就永远无法再生了。
5．可持续发展——人类的必然选择
(1)内涵
追求的是自然、社会、经济的持久而协调的发展。
(2)实现措施
①保护生物多样性。
②保护环境和资源。
③建立人口、环境、科技和资源消费之间的协调与平衡。

考向一　生态系统的稳定性
例4 (2019·江西省新余市高三期末)新余某校生物兴趣小组对仙女湖生态系统进行了一段时间的跟踪研究。
(1)该湖泊中食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如下表。该鱼在3＋时达到性成熟(进入成年)，9＋时丧失繁殖能力(进入老年)。据此推测，在这段研究期间，该鱼种群的年龄组成是稳定型，该营养级能量分配去向除了未利用的，还应包括分解者分解和自身呼吸消耗。
年龄
0＋
1＋
2＋
3＋
4＋
5＋
6＋
7＋
8＋
9＋
10＋
11＋
≥
个体数
92
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
264
注：表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1，小于2，其他依次类推。
(2)若为了改善水系景观，清除多种野生植物，扩大荷花等少数几种观赏植物的种植面积，则该湖泊生态系统消除少量城市生活废水的能力会减弱(填“增强”或“减弱”)，其主要原因是生物多样性被破坏，(湿地)生态系统的自我调节能力(或抵抗力稳定性)减弱。
(3)该湖泊曾发生过水华，藻类水华的发生通常被认为是N、P污染导致水体富营养化的结果。水体富营养化后，水中含氧量降低，原因一是藻类大量增生并覆盖水面使水体中含氧量明显下降；另一原因是，水中生物大量死亡，导致需氧型(填“需氧型”或“厌氧型”)微生物的大量繁殖，使水体含氧量进一步减少。水中含氧量降低和藻类分泌的毒素都会进一步引起水生动物死亡，加剧水体的污染，形成正反馈(填“负反馈”或“正反馈”)，最终导致生态系统崩溃。
(4)湖泊湿地生态系统能够控制洪水、调节气候，体现了生物多样性的间接价值。研究湖泊的边界和范围属于群落水平的研究。
考向二　生态环境的保护
例5 (2017·江苏卷，9)江苏省徐州市多年来围绕“一城青山半城湖”理念，实施了一系列生态建设工程，生态效应逐渐显现。下列有关该生态工程的分析评价不合理的是(　D　)
A．使物种多样性程度显著提高
B．使生物群落的组成更为复杂
C．使生态系统的类型更为多样
D．其主要目的是提高生物多样性的直接价值
[解析]　生态工程建设可以提高生物多样性，增加丰富度，使群落结构复杂，增加生态系统的类型，增加生物多样性的间接价值(生态功能)，但不一定增加生物多样性的直接价值，A、B、C项正确，D项错误。
〔对应训练〕
5．(2019·海南省八校高三生物)下列有关生态学的基本原理在生产实践中的应用的叙述，错误的是(　C　)
A．合理的规划载牧量，能使能量持续地流向对人类有益的部分
B．生态农业系统中，将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用
C．大量引入外来物种，能增加当地生态系统的物种多样性，提高稳定性
D．合理地引入天敌治理害虫，能避免因化学农药的大量使用而带来的二次污染
[解析]　合理的规划载牧量，能使能量持续地流向对人类有益的部分，A正确；生态农业系统中，将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用，B正确；大量引入外来物种，能增加当地生态系统的物种多样性，，可能会提高稳定性，有可能导致生态入侵，使得本地物种的生存受到威胁，C错误；合理地引入天敌治理害虫，能避免因化学农药的大量使用而带来的二次污染，D正确。

课末总结

1．〔思维导图〕

2．〔简答题常考长句分析〕
1．生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种元素在无机环境和生物群落之间循环往复的现象。
2．碳元素在无机环境和生物群落之间是以CO2的形式循环的，在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。
3．生态系统的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。
4．生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
5．生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失。
6．全球性环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。
7．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次；生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值。
8．生物多样性保护包括就地保护、易地保护，利用生物技术保护及法制保护。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2019·天津卷，7)在北方农牧交错带的中温带半干旱区，当农田连续耕作六年后，农作物产量往往下降，弃耕后土地易沙化。对三片弃耕土地分别采取围封禁牧、人工种植灌木或乔木等恢复措施，灌木、乔木成活后该地自然恢复。十五年后进行调查，结果见下表。

*多样性指数综合反映丰富度和均匀度
据表回答：
(1)土壤含水量增加最明显的是人工乔木林样地。土壤全氮增加最明显的是人工灌木林样地，这是该样地内豆科植物与根瘤菌相互作用的结果，豆科植物与根瘤菌的种间关系为互利共生。
(2)三种恢复措施均可改良土壤，这体现了生物多样性的间接价值。
(3)在半干旱地区，节肢动物是物种最丰富和数量最多的类群，在食物网中占据重要地位，其多样性一定程度上可反映生态系统的物种多样性。从生物多样性角度分析，三种恢复措施中更适宜于中温带半干旱区的是围封禁牧。
(4)在中温带半干旱区，草原生态系统比农田生态系统的自我调节能力更强。
[解析]　(1)由表中数据可知，土壤含水量增加最明显的是人工乔木林样地。土壤全氮增加最明显的是人工灌木林样地，题目指出这是该样地内豆科植物与根瘤菌相互作用的结果，说明豆科植物与根瘤菌相互依存，彼此有利，其种间关系为互利共生。(2)三种恢复措施均可改良土壤，影响了环境条件，体现了生物多样性的间接价值。(3)据题可知，节肢动物多样性指数可反映生态系统的物种多样性，表中数据显示，在中温带半干旱区，节肢动物多样性指数最高的样地是禁牧草地，所以从保护生物多样性角度分析，采取的恢复措施是围封禁牧。(4)在中温带半干旱区，与农田生态系统相比，草原生态系统的生物多样性更丰富，营养结构更复杂，所以其自我调节能力更强。
2．(2018·全国卷Ⅲ，6)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是(　B　)
A．趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者
B．黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息
C．黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度
D．黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目
[解析]　A对：昆虫以植物或微小动物等为食，属于农田生态系统的消费者。B错：黑光灯传递的光，是通过物理过程传递的信息，属于物理信息。C、D对：对于具有趋光性的昆虫，可运用黑光灯诱捕的方法调查其种群密度，此外还可运用此方法探究该农田趋光性昆虫的物种数目。
3．(2017·江苏卷，24)下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是(多选)(　BD　)
A．调查草地某种蜘蛛种群密度时，要选择草多的地方，否则结果偏低
B．西双版纳热带雨林生态系统的自我调节能力强于三北防护林
C．一只猛禽追逐另一只抓握着鼠的猛禽，这两只猛禽属于捕食关系
D．一棵树上不同高度的喜鹊巢，不能反映动物群落的垂直结构
[解析]　调查草地某种蜘蛛的种群密度可用样方法，要注意随机取样，不能选择草多的地方，A项错误；西双版纳热带雨林生态系统的物种丰富度要高于三北防护林，生态系统的自我调节能力较强，B项正确；若两只猛禽是不同物种，则两者之间可能存在着捕食关系，若其中一只猛禽追赶的目的是争夺另一只猛禽抓握着的鼠，则二者之间是竞争关系，C项错误；一棵树上不同高度的喜鹊巢属于同一种生物搭建的，不能反映不同物种在垂直结构上的分布，D项正确。
4．(全国卷Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是(　B　)
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
[解析]　生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律，A正确；能量流动的特点为单向流动、逐级递减，因此生产者固定的能量不可能反复利用，B错误；退耕还林、还草，增加了生物多样性，可体现自然与人和谐统一的思想，C正确；人类应以保持生态系统相对稳定为原则，对生态系统适度利用，不应超过生态系统的自我调节能力，D正确。
5．(江苏卷，20)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田，向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是(　B　)
A．加入菌剂可增加土壤中的物种多样性，提高土壤生态系统的稳定性
B．该菌剂减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C．土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度
D．农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值
[解析]　该菌剂中含有多种微生物，可增加土壤中的物种多样性，提高土壤生态系统的稳定性，A正确；该菌剂中的微生物分解残留农药，在一定程度上促进了土壤中的物质循环，B错误；土壤有毒物质的减少，可避免农田动物受毒害，能有效地增加其种类，同时也增大了害虫的环境压力，降低了其优势度，C正确；农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，从根本上讲是因为它存在相应的基因，这体现了基因多样性的应用价值，D正确。
6．(2018·全国卷Ⅲ，32)下图是某农业生态系统模式图。

据图回答下列问题：
(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自生活垃圾中的有机物(填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。
(2)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类，处理环境的理化条件。
(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO，通常植物根系对NO的吸收是通过主动运输完成的。
[解析]　(1)蚯蚓为分解者，通过分解生活垃圾中的有机物获得其生命活动所需的能量。生态系统中的分解者能将动植物遗体和动物的排遗物等中的有机物分解为无机物，保障物质循环的顺利进行。
(2)采用生物方法处理生活垃圾时，需考虑生活垃圾的性质(是有机垃圾还是无机垃圾)、引进的分解者生物的种类，还需考虑处理环境的理化条件，如氧气、温度和水分等。
(3)植物根细胞对无机盐离子如NO的吸收是通过主动运输完成的。