新高考生物一轮复习学案：第31讲　生态系统的稳定性和生态环境的保护（含解析）

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高中生物一轮复习学案第31讲 生态系统的稳定性和生态环境的保护考点一　生态系统的稳定性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)基础：负反馈调节。(2)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，生态系统难以恢复。3．生态系统稳定性的两种类型(1)概念①抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。②恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。(2)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较[基础诊断]1．生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。(必修3　P109正文)(√)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。(必修3　P109正文)(√)3．生态系统的自我调节能力是无限的。(必修3　P110正文)(×)4．一般来说，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，抵抗力稳定性和恢复力稳定性就越高。(必修3　P111正文)(×)5．生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其恢复速度与恢复时间是不一样的。(必修3　P111正文)(√)[深度拓展](必修3　P116知识迁移2)如图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。请根据图回答：(1)在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？提示：藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。(2)在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的主要原因是什么？提示：有机物分解后形成的大量的NH等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。(3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？提示：藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。(4)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？提示：河流中生物大量死亡，该生物系统的稳定性遭到破坏。1．辨析生态系统稳定性的四个易误点(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。(2)生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。(3)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统，由于物种组成成分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。(4)某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。2．比较归纳正反馈调节与负反馈调节 项目正反馈负反馈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和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已污染的湖泊污染加剧草原上食草动物与植物的平衡1．对于一个结构和功能处于恢复过程中的生态系统，下列推论错误的是(　　)A．适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复B．随着生物多样性的提高，系统的自我调节能力增强C．恢复后的生态系统，其结构和功能可接近受损前的状态D．生物多样性提高后，某营养级的能量可全部流入下一营养级D　[由于该生态系统处于恢复过程中，结构和功能不完善，所以适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复，A正确；生物多样性是生态系统自我调节能力的基础，生态系统中物种丰富度越高，其自我调节能力越强，B正确；恢复生态系统主要是恢复生态系统的自我调节能力和生物的适应性，充分依靠生态系统自身的能力，辅以物质和能量的投入，从而尽快使生态系统的结构和功能恢复到(或接近)受干扰前的状态，C正确；无论生物多样性高与低，某营养级的能量不可能全部流入下一营养级，D错误。]2．两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，由图不能得出的结论是(　　)A．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高B．同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则b点左移C．若甲生态系统的干扰强度增大，则c点右移D．乙生态系统b点后一定有新的物种产生D　[从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到同等强度干扰后，与乙相比，甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高；若乙生态系统干扰提前，其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前，即b点左移；若甲的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，c点右移；乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生。] 　判断生态系统稳定性的方法(1)抵抗力稳定性强弱的判断(2)恢复力稳定性强弱的判断：一般与抵抗力稳定性成反比，但是也有例外，如极地苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱。 3．图A为某草原生态系统中某食物链的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动的示意图，下列分析不正确的是(　　)A．一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括分解者以及非生物的物质和能量B．甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→甲→丙C．图B所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态D．图A是负反馈调节，图B是正反馈调节C　[题图A所示为一条食物链，组成是乙→甲→丙，它们表示的是负反馈调节机制。而题图B为正反馈调节，它会使生态系统偏离原有的稳态，故选C。]4．(2022·黑龙江伊春模拟)下列调节过程不属于反馈调节的是(　　)A．害虫数量增加会引起食虫鸟类数量增多，进而抑制害虫种群的增长B．池塘污染后，水蚤死亡进一步加剧污染，导致更多水蚤死亡C．血液中CO2增多会刺激呼吸中枢，使CO2大量排出，以维持CO2含量正常D．寒冷时，促甲状腺激素分泌增多，使甲状腺激素分泌增多D　[害虫数量增加会引起食虫鸟类数量增多，进而抑制害虫种群的增长是负反馈调节，A不符合题意；池塘污染后，水蚤死亡进一步加剧污染，导致更多水蚤死亡是正反馈调节，B不符合题意；血液中CO2增多会刺激呼吸中枢，使CO2大量排出，以维持CO2含量正常是负反馈调节，C不符合题意；寒冷时，促甲状腺激素分泌增多，使甲状腺激素分泌增多不属于反馈调节，D符合题意。] 考点二　设计并制作生态缸，观察其稳定性(实验)1．实验原理(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。(2)各种生物之间以及生物与无机环境之间，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。2．实验流程3．实验设计要求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生态缸的采光要用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡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选择的动物不宜过多，个体不宜过大减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量4.生态缸稳定性的观察与分析(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)由于生态缸中的成分极为简单，自我调节能力极差，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。1．(2021·潍坊月考)生态缸是以水生植物造景为主的相对封闭的微型生态系统。下列关于生态缸的说法，正确的是(　　)A．制作生态缸，要遵循生态系统的基本原理，能够实现短期内的相对稳定B．生态缸密封后，要能和外界进行能量交换，要置于阳光直射下C．人工生态缸只能够实现能量流动和物质循环的功能D．人工制作的生态缸中生产者的种类和数量越多，其稳定性越高A　[在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统，能实现短期内的相对稳定，A正确；制作的生态缸应密闭，放置在室内通风、光线良好但要避免阳光直射的地方，B错误；人工生态缸还具有信息传递的功能，C错误；制作生态缸时，放置的生产者、消费者和分解者的种类和数量要适宜，并不是其越多生态缸越稳定，D错误。]2．(2021·洛阳期末)设计制作封闭型生态缸应该遵循一定的原理和要求，下列原理或要求中合理的是(　　)A．应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量B．应该经常向生态缸中通气，从而保证缸中生物的呼吸C．生态缸中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数量要多一些D．生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动D　[应该将生态缸放在散射光下，而不能放在阳光能够直接照射的地方，A不符合题意；封闭型生态缸应该是密闭的，不能通气，B不符合题意；生态缸中投放的生物的数量和比例要适中，C不符合题意；生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动，D符合题意。]3．(2021石家庄质检)近年来，市面上出现了很多观赏性的小生态瓶，为人们的生活增添了乐趣。如图是一个简易生态瓶的示意图。回答下列问题：(1)在一定时间范围内，小生态瓶内________(填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定，这是因为生态系统具有一定的________能力，但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定，应将该生态瓶置于____________处，并避免阳光直射。若要在该生态瓶中添加小动物，则应注意各营养级生物之间的合适比例，从能量流动的角度分析，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________。答案：　(1)能　该生态瓶内有生产者和分解者，能通过光合作用、呼吸作用、分解作用等生理过程实现各元素的循环利用　(2)自我调节　该生态系统生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱　(3)通风、光线良好　能量流动是逐级递减的
考点三　生态环境的保护1．全球性的环境问题(1)生态环境问题的类型及主要成因(2)生态环境问题的特点及影响2．生物多样性的三个层次3．生物多样性的价值4．保护生物多样性的措施[基础诊断]1．人口增长过快，在消耗大量自然资源的同时，还加剧了对环境的污染，增加了治理的成本和难度。(必修3　P121正文)(√)2．全球性生态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。(必修3　P123正文)(√)3．盲鱼作为进化研究的材料体现了生物多样性的间接价值。(必修3　P125正文)(×)4．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。(必修3　P125正文)(×)5．在植物园引种栽培红豆杉的措施属于易地保护。(必修3　P126正文)(√)6．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。(必修3　P127正文)(√)[深度拓展]1．(必修3　P118资料分析)如图表示的是三种可能的人口增长曲线，据图回答有关问题。(1)按生态学原理，世界人口增长应该表现为哪个曲线？说明理由。(2)曲线b与曲线a产生差别的主要原因是什么？(3)人口剧增会带来哪些环境问题？提示：(1)b曲线。按生态学原理，世界人口增长呈“S”型曲线。(2)资源和空间有限。(3)人均耕地减少、环境污染、资源短缺。2．(必修3　P124正文)从分子水平分析生物多样性的直接原因和根本原因分别是什么？从进化角度分析生物多样性的原因是什么？提示：从分子水平分析生物多样性的直接原因是蛋白质结构和功能的多样性，根本原因是基因的多样性。从进化角度分析生物多样性的原因是生物的不定向变异。1．人口增长与其他生物种群增长的区别与联系(1)一个国家或地区的全部人口可以看作一个种群，它同样具有种群的特征，其相互关系如下：(2)人口增长规律与其他生物种群消长规律并不完全相同。①人是生物界中的一员，所以生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。②人不同于一般的生物。人具有发达和善于思维的大脑，具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等，如实行计划生育。因此，人口增长规律又有其特有特点。2．从分子水平及进化角度理解生物多样性形成的原因(1)分子水平→(2)进化角度物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。3．图解归纳分析生物多样性三个层次的内在关系1．(2022·济南模拟)为减少环境污染保护生态环境，必须走可持续发展的道路。我国作为《湿地公约》缔约国，对湿地生态系统进行保护、开发和建设责无旁贷。下列有关叙述正确的是(　　)A．湿地生态系统能调节气候、蓄洪防旱体现了生物多样性的直接价值B．人类活动可以影响湿地生态系统演替的速度，但不能改变演替的方向C．少量生活污水流入人工湿地不会造成明显影响，这说明湿地生态系统具有恢复力稳定性D．湿地生态系统中捕食者的存在有利于提高群落的丰富度和增加营养结构的复杂程度D　[湿地生态系统能调节气候、蓄洪防旱体现了生物多样性的间接价值，A错误；人类活动可以影响湿地生态系统演替的速度和方向，B错误；少量生活污水流入人工湿地不会造成明显影响，这说明湿地生态系统具有抵抗力稳定性，C错误；湿地生态系统中捕食者的存在有利于提高群落的丰富度和增加营养结构的复杂程度，D正确。]2．(2021·房山区一模)含磷洗涤剂产生的污水未经处理即行排放，使海水、湖水中富含氮、磷等植物营养物质，称为水体富营养化。水体富营养化是全球性的水环境问题，科学家研制出生态浮床以进行缓解，如图所示，以下关于生态浮床的作用说法错误的是(　　)A．生态浮床上的植物能吸收水中的氮磷，缓解水体富营养化现象B．生态浮床上的植物能吸收水中的有机物，减少水体污染现象C．生态浮床上的植物能使进入该生态系统的总能量增加D．生态浮床能为水中的鱼类提供隐蔽空间，避免其被捕食B　[水体富营养化指的是水中富含N、P等营养物质，栽培的植物可以吸收利用水中的无机盐，从而降低水体富营养化程度，A正确；生态浮床上的植物细胞膜具有选择透过性，不能吸收水中的有机物，B错误；生态浮床上的植物属于生产者，可以进行光合作用，因此其能使进入该生态系统的总能量增加，C正确；生态浮床可以为鱼类提供栖息空间和食物条件，即也能提供隐蔽空间，避免其被捕食，D正确。] 　水体富营养化产生机制(如下图) 3．(2021·广东卷)近年来我国生态文明建设卓有成效，粤港澳大湾区的生态环境也持续改善。研究人员对该地区的水鸟进行研究，记录到146种水鸟，隶属9目21科，其中有国家级保护鸟类14种，近海与海岸带湿地、城市水域都是水鸟的主要栖息地。该调查结果直接体现了生物多样性中的(　　)A．基因多样性和物种多样性B．种群多样性和物种多样性C．物种多样性和生态系统多样性D．基因多样性和生态系统多样性C　[据题意，“研究人员对该地区的水鸟进行研究，记录到146种水鸟，隶属9目21科，其中有国家级保护鸟类14种，近海和海岸带湿地、城市水域是水鸟的主要栖息地”，可知该调查结果直接体现了生物多样性中的物种多样性和生态系统多样性，C正确。]4．(2021·河北卷)湿地生态系统生物多样性丰富，鸟类是其重要组成部分。研究者对某湿地生态系统不同退化阶段的生物多样性进行了调查，结果见下表。下列叙述正确的是(　　)注：生物多样性指数反映生物多样性水平A．严重退化湿地中的鼠类吸引部分猛禽使得食物网结构最为复杂B．因湿地退化食物不足，鸟类死亡率增加导致丰富度降低C．湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础D．湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大D　[由表可知，严重退化湿地的生物多样性指数最低，说明其生物多样性水平低，食物网结构简单，A错误；由表格信息无法推断出鸟类死亡率增加导致丰富度降低，B错误；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，C错误；湿地退化对生物多样性间接价值的影响远远大于直接价值，D正确。]5．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(　　)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D　[在生态建设工程逐步实施过程中，生态环境越来越好，物种多样性增加，生物群落的组成更加复杂，生态系统的类型也越来越多样化，A、B、C合理；优良的生态环境改善了当地的气候、水源等，主要目的是提高了生物多样性的间接价值，D不合理。]一、网络构建二、要语必记1．人口增长不同于自然种群数量的增长，生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。2．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，二者呈负相关。3．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。4．各种污染物经河流和空气进入海洋，以及海洋运输时的石油泄漏和倾倒污染物等造成海洋污染。5．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。6．在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区或名胜风景区等是就地保护，是保护生物多样性的最有效措施。7．人类活动超出了环境的承受能力，对人类自身赖以生存的生态系统的结构与功能造成了破坏。