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新高考生物一轮复习课件 第九单元 第5课 生态系统的信息传递和稳定性（含解析）
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这是一份新高考生物一轮复习课件 第九单元 第5课 生态系统的信息传递和稳定性（含解析），共60页。PPT课件主要包含了核心概念·自查，物理信息，信息素，行为信息，动物信息，有害动物，保持或恢复，自我调节能力，负反馈调节，调节能力有一定的限度等内容，欢迎下载使用。
【概念导图】一图知全局
【概念梳理】闭书测基础一、生态系统中信息的类型
二、信息传递的作用及实例
三、信息传递在农业生产中的应用
四、生态系统的稳定性的理解1.概念:生态系统所具有的___________自身结构和功能相对稳定的能力。2.原因:生态系统具有一定的_____________。3.调节基础:___________。4.特点:_____________________。
五、生态系统的稳定性类型1.抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能_________(不受损害)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___________的能力。
六、提高生态系统稳定性的措施1.控制对生态系统_____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___________投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
【概念辨析】 全面清障碍1.判断下列有关信息传递叙述的正误(1)变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。( )分析:变色龙变化体色,主要是保护自己免受天敌的捕食。(2)心猿意马、花香引蝶和老马识途都属于生态系统的信息传递。( )分析:心猿意马形容心思不专,心里东想西想,安静不下来,是一种心理状态,不属于生态系统的信息传递。
(3)生态系统中传递的信息由生物成分和无机环境产生。 ( )(4)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记,这种行为传递的信息类型属于化学信息。( )
(5)生态系统中的负反馈调节由生物种类间的数量变化引起,与信息传递无关。( )分析:生态系统的负反馈调节既与生物种类间的数量有关,又与它们的信息传递有关。如田鼠和鼬相互之间传递信息,以利于各自物种的更好生存,使二者数量保持相对稳定。(6)两只雄性孔雀为吸引异性争相开屏,说明行为信息能够影响种间关系。 ( )分析:两只雄性孔雀为吸引异性争相开屏,说明生物种群的繁衍离不开信息传递的作用。
2.判断下列有关生态系统的稳定性叙述的正误:(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)污染的湖泊,鱼类大量死亡,腐生细菌增多,进一步加重污染,这种调节是负反馈调节。 ( )分析:湖泊污染后,鱼类的死亡加剧了污染,属于正反馈调节。
(3)生态系统中的生物个体数目越多,生态系统抵抗力稳定性就越强。( )分析:生态系统的抵抗力稳定性大小取决于生物种类的多少,而不是生物个体数目的多少。(4)极地苔原由于物种组成单一,结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。( )(5)某自然保护区的生态系统能长时间保持相对稳定,则该生态系统生产者的数量大于消费者和分解者的数量。( )分析:生产者的数量一般大于消费者的数量,处于平衡状态,但一般不会大于分解者数量。生产者所含的能量最多,并不意味着其个体数量就最多。
【概念活用】 教材命题源1.教材必修3 P106:动物的行为信息丰富多彩,前面提到的蜜蜂跳舞就是典型的行为信息。一些鸟类在求偶时的行为更独特,通常雄鸟会进行复杂的“求偶炫耀”。(1)雄鸟的求偶炫耀行为与种群的_____有关,但并不是所有的行为信息都是这样,蜜蜂跳舞就是与捕食有关,这说明了信息传递有利于_________的正常进行。(2)高等动物的神经信息的传递和遗传信息的传递与表达_______(填“属于”或“不属于”)生态系统的信息传递。
2.教材必修3 P108:目前控制动物危害的技术大致有化学防治、生物防治和机械防治等。这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治。生物防治中有些就是利用信息传递作用。(1)利用昆虫信息素诱捕害虫,从而降低害虫的种群密度,这是利用了_____信息,进行的是_____防治。(2)生态系统中信息传递不包括多细胞生物细胞之间的信息传递,这是因为生态系统中的信息传递是指种群内部个体之间、_____之间以及_______________之间的传递。
3.教材必修3 P113“科学·技术·社会”改编:(1)恢复生态的目标是重建某一区域历史上曾有的植物和动物群落,使这一区域生态系统的___________恢复到(或接近)受干扰前的原状。(2)恢复生态学主要利用的是_____________理论,特别强调生态系统的__________能力与生物的适应性,充分依靠生态系统自身的能力,并辅以有效的人为手段(_________________),从而尽快使生态系统从受损的退化状态恢复到正常的健康状态。
考点一 生态系统的信息传递 【典例精研引领】烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后,会释放出一种挥发性的化学物质,这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片),如图所示。下列叙述错误的是( )
A.烟草释放的这种化学物质属于化学信息 B.体现了信息在生态系统中的作用是调节种间关系,维持生态系统的稳定性C.甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是捕食D.甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是种内斗争
【名师授法解题】 抓题眼练思维
【解析】选D。烟草释放的这种化学物质属于化学信息,A正确;烟草释放的化学物质在白天能吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,这说明信息能调节生物的种间关系,B正确;甲种蛾幼虫采食烟草的叶片,二者是捕食关系,C正确;甲种蛾幼虫和乙种蛾幼虫都采食烟草叶片,二者是种间竞争关系,D错误。
【母题变式延伸】 核心素养新命题(1)利用烟草的这种特性,我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中,对有害动物进行控制。这种方法属于什么防治?其主要优点是什么?(科学思维:分析与比较)提示:生物防治。优点是减少农药的使用,不污染环境。
(2)运用生态系统信息传递的原理,可以有效提高农畜产品的产量,例如用捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类。有同学认为圈养家畜、散养家禽也是利用了信息传递的原理,你认同他的观点吗?试解释原因。(科学思维:分析与综合)提示:不认同。圈养家畜是利用能量流动的原理,减少能量的消耗,以达到增产的目的。散养家禽也是利用能量流动的原理,增大取食范围,以达到增产的目的。二者都没有运用生态系统信息传递的原理。
【备选典例】低温处理萌发的种子可促使其长成的小麦植株提前开花和成熟,如春小麦经过春化处理后,可早熟5～10 d。下列说法不正确的是( )A.温度在生态系统的信息传递中属于物理信息B.该材料体现了信息的传递对植物的生长发育起重要作用C.信息传递在农业生产中能够提高产品的产量D.影响春小麦生长发育过程的信息只有温度
【解析】选D。该生产实例体现了物理信息(温度)对植物生长发育的影响,也体现出物理信息在农业生产上的应用,A、B正确;春小麦春播时气温较低,如果提早进行低温处理(即春化阶段),然后播种,小麦植株会提前进入开花阶段,从而提高产量,C正确;春小麦在生长发育过程中,受光、温度、水分、空气等多种信息的影响,D错误。
【知能素养提升】1.生态系统的信息传递模型分析:(科学思维:建立模型)(1)信息模型:
(2)信息传递的范围:
(3)信息的来源:物理信息来源于生物或无机环境,化学和行为信息来源于_____。(4)信息传递过程:阻碍其中任何一环节都不能实现信息传递。(5)传递的方向:往往是_____的。
2.对有害动物进行控制的方法:(科学思维:比较与分析)
3.能量流动、物质循环和信息传递之间的关系:(科学思维:比较与分析)
【热点考向演练】考向一 判断信息传递的类型、特点和作用,考查生命观念的结构与功能观和稳态与平衡观1.(2021·扬州模拟)研究发现黑核桃树皮和果实含有氢化胡桃酮,这种物质被雨水冲到土壤里后再被氧化成胡桃酮,从而抑制其他植物的生长。下列分析正确的是( )A.黑核桃与其他生物之间的信息传递属于物理信息B.材料反映了信息传递有利于黑核桃树的繁殖C.材料反映了信息传递可以调节种间关系D.黑核桃与其他生物的信息传递是单向的
【解析】选C。黑核桃中的氢化胡桃酮在土壤中被氧化为胡桃酮,对其他生物的生长有抑制作用,这是一种化学信息,A错误;通过这种物质调节了种间关系,但与黑核桃树的繁殖无关,B错误,C正确;信息传递在生物之间往往是双向的,D错误。
【方法技巧】判断信息种类的两种方法
2.下列信息的传递中,与其他3种不属于同一类型的是 ( )A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后,会发出聚集信息素,召唤同类来共同取食B.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊C.群居动物通过群体气味与其他群体相区别 D.榆树通过分泌一种化学物质,与栎树产生相互拮抗的现象【解析】选B。小囊虫发出的聚集信息素、榆树分泌的化学物质、群居动物的群体气味均属于化学信息;雌蚊飞行时所发出的低频声波属于物理信息。
考向二 围绕生态系统三大功能的相互关系,考查科学思维中比较、分析和归纳、综合的能力3.(2020·百师联考)物质循环、能量流动、信息传递是生态系统的三大功能,其中物质循环又分为开放式循环和闭合式循环。开放式循环需要从其他系统中获取物质,例如农业生态系统中的N循环,该生态系统中的N元素可以输出,也可以输入;闭合式循环不需要与其他系统交换物质,下列说法正确的是 ( )A.地球化学循环时间长、范围广,是开放式循环B.循环的物质是指C、H、O、N、P等元素,循环的形式都呈气体C.生态系统中信息包括物理、化学、行为等三种类型D.农田中使用有机肥,可以提高能量的传递效率
【解析】选C。地球化学循环经过生物圈、大气圈、岩石圈等,时间长范围广,不需要与其他系统交换物质,是闭合式循环,A错误;物质循环中循环的物质是组成各种化合物的C、H、O、N、P等元素,它们循环的形式有气体,也有水和无机盐等,B错误;生态系统中常见的信息有物理、化学、行为三种,C正确;有机物被分解者分解为无机物才能被植物吸收,植物不能利用有机肥中有机物的能量,与能量传递效率无关,D错误。
4.研究人员通过研究小型哺乳动物的骨骼化石,成功评估出美国大盆地地区生态系统从12 800年前更新世时代末期到20世纪早期的能量流动情况。下列有关生态系统中信息、物质和能量的叙述,错误的是( )A.生态系统是信息、物质和能量的统一体B.信息、物质、能量都可能来源于无机环境C.信息与物质和能量一样都是循环、流动的D.信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗
【解析】选C。生态系统是信息、物质和能量的统一体,A正确;信息、物质、能量都可能来源于无机环境,也可来自生物,B正确;能量流动是单向的,不能往复循环,信息传递一般是双向的,C错误;物质循环、能量流动和信息传递三者同时进行,不可分割,信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗,D正确。
【加固训练·拔高】1.(2018·海南高考)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜前,对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述,错误的是( )A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息
【解析】选D。本题考查生态系统的信息传递。依据题干中的信息,小鸟通过光的反射看到镜子里的自己,愤怒地啄击扑打,光线属于物理信息,小鸟的这种行为传达了抵御外来小鸟入侵的信息,是一种行为信息,而不是非生物的化学信息。
2.(2020·兰州模拟)“端午节”是中国传统文化中的一个重要节日,在这天有悬挂葛蒲、艾草的习俗,因为葛蒲、艾草可以驱蚊除虫。下列分析错误的是( )A.艾草可适当改变蚊子的种群密度B.葛蒲、艾草是生态系统成分中的生产者C.艾草与蚊子之间传递的是化学信息D.艾草、蚊虫共同构成了一个生物群落
【解析】选D。艾草与蚊子之间通过化学信息来调节种间关系,艾草可适当改变蚊子的种群密度,A、C项正确;葛蒲、艾草属于绿色植物,在生态系统中作为生产者,B项正确;群落是指生活在同一区域的所有种群的总和,艾草、蚊虫没有包括该区域的所有生物,不能称为一个群落,D项错误。
3.生态系统具有多种功能,下列关于生态系统功能的叙述不正确的是( )A.生态系统物质循环具有全球性,也叫生物地球化学循环B.通过秸秆还田能实现物质和能量的循环利用C.物质是能量流动的载体,能量作为动力使物质循环顺利进行D.斑马与其捕食者猎豹之间的信息传递有利于调节种间关系
【解析】选B。生态系统物质循环具有全球性,也叫生物地球化学循环,A正确;秸秆还田能实现物质的循环利用,但能量不能循环利用,B错误;物质是能量流动的载体,能量作为动力使物质循环顺利进行,C正确;斑马与其捕食者猎豹之间的信息传递有利于调节种间关系,D正确。
4.在推进精准扶贫过程中,多地结合当地实际,把食用菌产业作为脱贫致富的主导产业。农民通过种植食用菌和增加养殖业脱贫,建成了很多食用菌基地、养殖场和大型沼气池,经济效益大幅提高。请回答下列问题:(1)某地在发展此生态农业时,食用菌属于生态系统成分中的____________。调整结构后的生态系统,能够使能量更有效地被人们利用,原因是 。(2)部分家禽养殖户在增加营养的基础上延长光照时间,提高了家禽的产蛋率,该过程中光刺激传递的信息属于____________信息。由此说明,信息传递在____________________等方面起着重要作用。(3)与森林生态系统相比较,农业生态系统的抵抗力稳定性较低。从生态系统的营养结构上分析,其主要原因是 。
【解析】(1)某地在发展此生态农业时,食用菌是真菌,可利用动、植物遗体中的能量,属于生态系统成分中的分解者。调整结构后的生态系统,实现了对能量的多级利用,大大提高了能量的利用率,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(2)光刺激传递的信息属于物理信息;延长光照时间,提高了家禽的产蛋率使得种群的繁衍正常进行,说明了信息传递在保证种群的正常繁衍等方面起着重要作用。(3)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。与森林生态系统相比较,农业生态系统物种丰富度低,营养结构简单,自我调节能力差,抵抗力稳定性较低。
答案:(1)分解者 实现了对能量的多级利用,且让能量更多地流向对人类有益的部分(2)物理 保证种群的正常繁衍(3)物种数量较少,营养结构简单,自我调节能力差
考点二 生态系统的稳定性【典例精研引领】一个系统作用的效果反过来又促进或抑制了这个系统的工作,如果是促进,该调节就是正反馈,反之则是负反馈。如图1为某草原生态系统中的反馈调节示意图,图2为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动,下列分析正确的是( )
A.图1中生物和非生物的物质和能量构成了完整的生态系统B.甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→丙→甲C.图1中存在负反馈调节,图2中存在正反馈调节D.乙一定是生态系统中的生产者,最可能是草本植物
【解析】选C。生态系统成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,图1中缺少分解者、非生物的物质和能量,构不成完整的生态系统,A项错误;由图1中种群数量的变化,可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙,B项错误;图1中存在负反馈调节,图2中存在正反馈调节,C项正确;图中乙的营养级一定比甲和丙低,但不一定是生态系统中的生产者,D项错误。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)题图2中这种调节方式最终的结果会是怎样的?产生此结果的原因是什么?(生命观念:稳态与平衡观)提示:该湖泊受到污染,水质恶化加剧了物种减少,形成恶性循环,最终加速破坏该生态系统原有的稳态。原因是该生态系统生物种类减少,自我调节能力降低,抵抗力稳定性降低。
(2)上题图2中的生态系统被破坏后的恢复过程属于哪种类型的演替?为什么?(科学思维:分析与比较)提示:次生演替。生态系统被破坏后,仍然保留原来的基本条件。
【知能素养提升】1.生态系统中的正反馈和负反馈:(科学思维:比较分析、模型构建)
有利于生态系统保持相对稳定
2.生态系统的稳定性理解及类型比较:(科学思维:分析综合、概括归纳)(1)稳定性的理解。①结构相对稳定:动植物的___________相对稳定。②功能相对稳定:___________输入和输出相对平衡。③是内部自我调节的结果,主要依靠群落内部种间关系及种内斗争实现。④可打破重建:在遵循生态系统规律的前提下依据人类的需要,打破原有平衡,建立更加高效的平衡。
(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较:
3.生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系:(科学思维:模型构建)
(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间。x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低。
【热点考向演练】考向一 运用生态系统的反馈调节和自我调节能力,考查科学思维的分析与比较能力1.(2021·重庆模拟)生态系统的自我调节能力,对于维护生态系统的稳定起着关键作用。这是通过( )A.种群密度的一定的规律性变化而实现的B.群落与无机环境之间的物质循环而实现的C.生态系统内部的负反馈调节机制来实现的D.人工建造“生态屏障”和环境保护来实现的
【解析】选C。生态系统的自我调节能力与群落的丰富度有关,群落结构越复杂,自我调节能力越大,生态系统的抵抗力稳定性就越强,而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,C正确。
2.地球上各种不同类型的生态系统具有不同的调节能力。与农田、草原、冻原等生态系统相比较,热带雨林的自我调节能力的特点是( )A.种群数量调节能力强,抵抗外界干扰能力弱B.分解力弱,生产力强C.抵抗外界干扰能力强,自我恢复能力弱D.能量流动速率快,物质循环速率慢
【解析】选C。与农田、草原、冻原等生态系统相比较,热带雨林的组成成分更复杂,种群数量调节能力强,抵抗外界干扰的能力强,A错误;热带雨林中分解者和生产者的数量均较农田、草原、冻原等生态系统多,故分解力强,生产力也强,B错误;热带雨林生态系统的物种丰富度高,营养结构复杂,其抵抗外界干扰的能力强,自我恢复能力弱,C正确;热带雨林的能量流动速率和物质循环速率均较快,D错误。
考向二 结合生态系统的稳定性分析,考查科学思维的模型建构和科学探究能力3.(2018·海南高考)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
【解析】选D。据题意分析,一个处于恢复过程中的生态系统,生物种类少,若适当进行物质和能量的投入,可促进演替的进行,加快生态系统的恢复,随着生物种类和密度的增加,系统的自我调节能力会增强,A、B项正确。演替最终发展到哪个阶段受环境条件决定;若当地的自然环境不变,该生态系统的结构和功能会恢复到受损前的状态,C项正确。一个营养级的能量一部分会被自身呼吸消耗,一部分流向分解者,即使生物多样性提高,该营养级的能量也不会全部流向下一营养级,D项错误。
4.(2021·景德镇模拟)如图表示“粮桑渔畜”农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法正确的是( )A.农田生态系统中除草、治虫可以提高其抵抗力稳定性B.利用苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因培育抗虫作物,利用了其间接价值C.饲养家禽可以适当延长光照时间来提高产蛋率,这是利用了物理信息的作用D.该生态农业有效地促进了生态系统物质循环,提高了能量传递效率
【解析】选C。农田生态系统中除草、治虫会降低其抵抗力稳定性,A错误;利用苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因培育抗虫作物,属于生物多样性的直接价值,B错误;饲养家禽可以适当延长光照时间来提高产蛋率,这是利用了物理信息的作用,C正确;该生态农业有效地促进了生态系统物质循环,提高了能量的利用率,但相邻两个营养级之间的传递效率不能提高,D错误。
【加固训练·拔高】1.(2020·南昌模拟)生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节,下列哪项不属于生态系统的负反馈调节( )A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制B.池塘被倾倒了大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差C.森林局部着火破坏了部分植被,但形成的空地土壤肥沃,幸存植物种子能够更迅速地萌发D.草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,减缓植物种群数量的下降
【解析】选B。草原鼠的数量上升,蛇的食物增加引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制属于负反馈调节,A正确;池塘被倾倒了大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差,属于正反馈调节,B错误;森林局部着火破坏了部分植被,但形成的空地土壤肥沃,光照充足,幸存植物种子能更迅速地萌发生长,属于负反馈调节,C正确;草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,可以减缓植物种群数量的下降,属于生态系统的自我调节,是负反馈调节,D正确。
2.(2020·赤峰模拟)以下实例可以说明生态系统具有自我调节能力的是( )A.废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草,进而逐渐出现小灌木林B.豆科植物能供给根瘤菌有机养料,同时能通过根瘤菌获得含氮养料C.山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的发生D.草原上羊数量剧增会导致草的数量减少,进而抑制了羊的数量增长
【解析】选D。废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草,进而逐渐出现小灌木林,属于群落的演替,A错误;豆科植物能供给根瘤菌有机养料,同时能通过根瘤菌获得含氮养料,说明豆科植物和根瘤菌是共生关系,B错误;植被破坏导致泥石流发生,是自然灾害,没有体现自我调节能力,C错误;草原上羊数量剧增会导致草的数量减少,进而抑制了羊的数量增加,体现了生态系统的自我调节能力,D正确。
【命题新情境】中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”专项(简称“碳专项”)之“生态系统固碳”项目团队,在系统调查了中国陆地生态系统(森林、草地、灌丛、农田)碳储量及其分布等,经过深入挖掘和分析,取得了一系列突破性进展。在几年的研究中,科学家发现,中国碳排放长期以来被高估了,而生态系统的固碳能力则被低估了。“碳专项”的此次调查研究就是为了搞清楚中国碳收支的“家底”。将重要研究成果公布如下已证实中国的实力:一、中国陆地生态系统在过去几十年一直扮演着重要的碳汇角色。例如,在2001～2010年期间,陆地生态系统年均固碳2.01亿吨,相当于抵消
了同期中国化石燃料碳排放量的14.1%;其中,森林生态系统是固碳主体,贡献了约80%的固碳量,而农田和灌丛生态系统分别贡献了12%和8%的固碳量,草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态。二、首次通过直接证据证明人类有效干预能提高陆地生态系统的固碳能力。例如,包括天然林保护工程、退耕还林工程、退耕还草工程、长江和珠江防护林工程等在内的我国重大生态工程和秸秆还田农田管理措施的实施,分别贡献了中国陆地生态系统固碳总量的36.8%(7.4千万吨)和9.9%(2.0千万吨)。三、首次揭示了生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关关系,证实了增加生物多样性不仅能提高生态系统的生产力,而且可以增加土壤的碳储量。(摘自《人民日报》)
【命题新角度】1.生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关关系中,对碳循环起着重要作用的成分有______________________,环境保护是人类生存与发展的人类命运共同体,说明了碳循环具有__________。
2.下列与碳循环相关的叙述,不正确的是( )A.草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态是因为分解者的存在B.森林生态系统同化无机碳变成有机碳C.化石燃料过度开发和使用打破了碳循环的收支平衡D.碳排放主要是通过各生物的细胞呼吸实现的
3.退耕还林还草工程的实施有利于增加生态系统抗干扰能力,请您解释原因 。 4.生物多样性的增加有利于生态系统的生产力的提高是通过信息传递来完成的,这反映了信息传递的哪一项功能? 。 5.“焚烧秸秆污染大气,秸秆还田肥沃土地”,我国已明确将禁止焚烧秸秆列入《中华人民共和国大气污染防治法》,秸秆还田措施中生态学家建议使用秸秆生产混合地膜代替塑料地膜。请解释原因 。
【解析】1.生产者使无机物同化为有机物,CO2进入生物群落中;分解者使有机物分解为无机物,使有机物中的碳返回无机环境中。2.碳排放主要是化石燃料的燃烧。3.退耕还林还草使生物种类增加,营养结构更加复杂,生态系统自我调节能力增强。4.生物种类增加主要依靠生物与生物、生物与环境之间的信息传递,信息传递体现了调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。5.使用秸秆混合地膜的主要成分为有机物,容易被土壤中的分解者分解,有利于环境保护。
答案:1.生产者、分解者 全球性2.D3.使森林生态系统生物种类增加,营养结构更加复杂,生态系统自我调节能力增强,抵抗力稳定性增高4.可以调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定5.秸秆混合地膜含有有机物,可以快速被土壤中的分解者分解,有利于环境保护
【拓展视野】 信息传递与提高产量 如果你是一个农场经营者,种植了一些粮食作物,栽培了多种果树,同时还饲养着优质的家禽、家畜等。你将利用哪些与信息传递有关的措施来提高各类农畜产品的产量呢?
(1)利用光信息调节和控制生物的生长和发育,根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同,人工控制光周期达到早熟高产。 (2)利用害虫的趋光性对它进行诱杀,大量消灭害虫,减少对农作物的破坏。 (3)家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率。 (4)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子,可以提高发芽率,获得增产。 (5)释放过量人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾活动,达到消灭害虫的目的。
(6)利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争,也可以通过化学信息来调节种群的内部结构的特点,将能够相互促进的植物一起种植,避免将相互影响的植物一起种植。例如,作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进;若是将胡桃与苹果种在一起,将会对苹果起到毒害作用。 (7)利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性,人工合成各种化学信息素,吸引传粉昆虫,提高果树及作物的传粉率和结实率。
【概念导图】一图知全局
【概念梳理】闭书测基础一、生态系统中信息的类型
二、信息传递的作用及实例
三、信息传递在农业生产中的应用
四、生态系统的稳定性的理解1.概念:生态系统所具有的___________自身结构和功能相对稳定的能力。2.原因:生态系统具有一定的_____________。3.调节基础:___________。4.特点:_____________________。
五、生态系统的稳定性类型1.抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能_________(不受损害)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___________的能力。
六、提高生态系统稳定性的措施1.控制对生态系统_____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___________投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
【概念辨析】 全面清障碍1.判断下列有关信息传递叙述的正误(1)变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。( )分析:变色龙变化体色,主要是保护自己免受天敌的捕食。(2)心猿意马、花香引蝶和老马识途都属于生态系统的信息传递。( )分析:心猿意马形容心思不专,心里东想西想,安静不下来,是一种心理状态,不属于生态系统的信息传递。
(3)生态系统中传递的信息由生物成分和无机环境产生。 ( )(4)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记,这种行为传递的信息类型属于化学信息。( )
(5)生态系统中的负反馈调节由生物种类间的数量变化引起,与信息传递无关。( )分析:生态系统的负反馈调节既与生物种类间的数量有关,又与它们的信息传递有关。如田鼠和鼬相互之间传递信息,以利于各自物种的更好生存,使二者数量保持相对稳定。(6)两只雄性孔雀为吸引异性争相开屏,说明行为信息能够影响种间关系。 ( )分析:两只雄性孔雀为吸引异性争相开屏,说明生物种群的繁衍离不开信息传递的作用。
2.判断下列有关生态系统的稳定性叙述的正误:(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)污染的湖泊,鱼类大量死亡,腐生细菌增多,进一步加重污染,这种调节是负反馈调节。 ( )分析:湖泊污染后,鱼类的死亡加剧了污染,属于正反馈调节。
(3)生态系统中的生物个体数目越多,生态系统抵抗力稳定性就越强。( )分析:生态系统的抵抗力稳定性大小取决于生物种类的多少,而不是生物个体数目的多少。(4)极地苔原由于物种组成单一,结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。( )(5)某自然保护区的生态系统能长时间保持相对稳定,则该生态系统生产者的数量大于消费者和分解者的数量。( )分析:生产者的数量一般大于消费者的数量,处于平衡状态,但一般不会大于分解者数量。生产者所含的能量最多,并不意味着其个体数量就最多。
【概念活用】 教材命题源1.教材必修3 P106:动物的行为信息丰富多彩,前面提到的蜜蜂跳舞就是典型的行为信息。一些鸟类在求偶时的行为更独特,通常雄鸟会进行复杂的“求偶炫耀”。(1)雄鸟的求偶炫耀行为与种群的_____有关,但并不是所有的行为信息都是这样,蜜蜂跳舞就是与捕食有关,这说明了信息传递有利于_________的正常进行。(2)高等动物的神经信息的传递和遗传信息的传递与表达_______(填“属于”或“不属于”)生态系统的信息传递。
2.教材必修3 P108:目前控制动物危害的技术大致有化学防治、生物防治和机械防治等。这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治。生物防治中有些就是利用信息传递作用。(1)利用昆虫信息素诱捕害虫,从而降低害虫的种群密度,这是利用了_____信息,进行的是_____防治。(2)生态系统中信息传递不包括多细胞生物细胞之间的信息传递,这是因为生态系统中的信息传递是指种群内部个体之间、_____之间以及_______________之间的传递。
3.教材必修3 P113“科学·技术·社会”改编:(1)恢复生态的目标是重建某一区域历史上曾有的植物和动物群落,使这一区域生态系统的___________恢复到(或接近)受干扰前的原状。(2)恢复生态学主要利用的是_____________理论,特别强调生态系统的__________能力与生物的适应性,充分依靠生态系统自身的能力,并辅以有效的人为手段(_________________),从而尽快使生态系统从受损的退化状态恢复到正常的健康状态。
考点一 生态系统的信息传递 【典例精研引领】烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后,会释放出一种挥发性的化学物质,这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片),如图所示。下列叙述错误的是( )
A.烟草释放的这种化学物质属于化学信息 B.体现了信息在生态系统中的作用是调节种间关系,维持生态系统的稳定性C.甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是捕食D.甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是种内斗争
【名师授法解题】 抓题眼练思维
【解析】选D。烟草释放的这种化学物质属于化学信息,A正确;烟草释放的化学物质在白天能吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,这说明信息能调节生物的种间关系,B正确;甲种蛾幼虫采食烟草的叶片,二者是捕食关系,C正确;甲种蛾幼虫和乙种蛾幼虫都采食烟草叶片,二者是种间竞争关系,D错误。
【母题变式延伸】 核心素养新命题(1)利用烟草的这种特性,我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中,对有害动物进行控制。这种方法属于什么防治?其主要优点是什么?(科学思维:分析与比较)提示:生物防治。优点是减少农药的使用,不污染环境。
(2)运用生态系统信息传递的原理,可以有效提高农畜产品的产量,例如用捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类。有同学认为圈养家畜、散养家禽也是利用了信息传递的原理,你认同他的观点吗?试解释原因。(科学思维:分析与综合)提示:不认同。圈养家畜是利用能量流动的原理,减少能量的消耗,以达到增产的目的。散养家禽也是利用能量流动的原理,增大取食范围,以达到增产的目的。二者都没有运用生态系统信息传递的原理。
【备选典例】低温处理萌发的种子可促使其长成的小麦植株提前开花和成熟,如春小麦经过春化处理后,可早熟5～10 d。下列说法不正确的是( )A.温度在生态系统的信息传递中属于物理信息B.该材料体现了信息的传递对植物的生长发育起重要作用C.信息传递在农业生产中能够提高产品的产量D.影响春小麦生长发育过程的信息只有温度
【解析】选D。该生产实例体现了物理信息(温度)对植物生长发育的影响,也体现出物理信息在农业生产上的应用,A、B正确;春小麦春播时气温较低,如果提早进行低温处理(即春化阶段),然后播种,小麦植株会提前进入开花阶段,从而提高产量,C正确;春小麦在生长发育过程中,受光、温度、水分、空气等多种信息的影响,D错误。
【知能素养提升】1.生态系统的信息传递模型分析:(科学思维:建立模型)(1)信息模型:
(2)信息传递的范围:
(3)信息的来源:物理信息来源于生物或无机环境,化学和行为信息来源于_____。(4)信息传递过程:阻碍其中任何一环节都不能实现信息传递。(5)传递的方向:往往是_____的。
2.对有害动物进行控制的方法:(科学思维:比较与分析)
3.能量流动、物质循环和信息传递之间的关系:(科学思维:比较与分析)
【热点考向演练】考向一 判断信息传递的类型、特点和作用,考查生命观念的结构与功能观和稳态与平衡观1.(2021·扬州模拟)研究发现黑核桃树皮和果实含有氢化胡桃酮,这种物质被雨水冲到土壤里后再被氧化成胡桃酮,从而抑制其他植物的生长。下列分析正确的是( )A.黑核桃与其他生物之间的信息传递属于物理信息B.材料反映了信息传递有利于黑核桃树的繁殖C.材料反映了信息传递可以调节种间关系D.黑核桃与其他生物的信息传递是单向的
【解析】选C。黑核桃中的氢化胡桃酮在土壤中被氧化为胡桃酮,对其他生物的生长有抑制作用,这是一种化学信息,A错误;通过这种物质调节了种间关系,但与黑核桃树的繁殖无关,B错误,C正确;信息传递在生物之间往往是双向的,D错误。
【方法技巧】判断信息种类的两种方法
2.下列信息的传递中,与其他3种不属于同一类型的是 ( )A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后,会发出聚集信息素,召唤同类来共同取食B.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊C.群居动物通过群体气味与其他群体相区别 D.榆树通过分泌一种化学物质,与栎树产生相互拮抗的现象【解析】选B。小囊虫发出的聚集信息素、榆树分泌的化学物质、群居动物的群体气味均属于化学信息;雌蚊飞行时所发出的低频声波属于物理信息。
考向二 围绕生态系统三大功能的相互关系,考查科学思维中比较、分析和归纳、综合的能力3.(2020·百师联考)物质循环、能量流动、信息传递是生态系统的三大功能,其中物质循环又分为开放式循环和闭合式循环。开放式循环需要从其他系统中获取物质,例如农业生态系统中的N循环,该生态系统中的N元素可以输出,也可以输入;闭合式循环不需要与其他系统交换物质,下列说法正确的是 ( )A.地球化学循环时间长、范围广,是开放式循环B.循环的物质是指C、H、O、N、P等元素,循环的形式都呈气体C.生态系统中信息包括物理、化学、行为等三种类型D.农田中使用有机肥,可以提高能量的传递效率
【解析】选C。地球化学循环经过生物圈、大气圈、岩石圈等,时间长范围广,不需要与其他系统交换物质,是闭合式循环,A错误;物质循环中循环的物质是组成各种化合物的C、H、O、N、P等元素,它们循环的形式有气体,也有水和无机盐等,B错误;生态系统中常见的信息有物理、化学、行为三种,C正确;有机物被分解者分解为无机物才能被植物吸收,植物不能利用有机肥中有机物的能量,与能量传递效率无关,D错误。
4.研究人员通过研究小型哺乳动物的骨骼化石,成功评估出美国大盆地地区生态系统从12 800年前更新世时代末期到20世纪早期的能量流动情况。下列有关生态系统中信息、物质和能量的叙述,错误的是( )A.生态系统是信息、物质和能量的统一体B.信息、物质、能量都可能来源于无机环境C.信息与物质和能量一样都是循环、流动的D.信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗
【解析】选C。生态系统是信息、物质和能量的统一体,A正确;信息、物质、能量都可能来源于无机环境,也可来自生物,B正确;能量流动是单向的,不能往复循环,信息传递一般是双向的,C错误;物质循环、能量流动和信息传递三者同时进行,不可分割,信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗,D正确。
【加固训练·拔高】1.(2018·海南高考)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜前,对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述,错误的是( )A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息
【解析】选D。本题考查生态系统的信息传递。依据题干中的信息,小鸟通过光的反射看到镜子里的自己,愤怒地啄击扑打,光线属于物理信息,小鸟的这种行为传达了抵御外来小鸟入侵的信息,是一种行为信息,而不是非生物的化学信息。
2.(2020·兰州模拟)“端午节”是中国传统文化中的一个重要节日,在这天有悬挂葛蒲、艾草的习俗,因为葛蒲、艾草可以驱蚊除虫。下列分析错误的是( )A.艾草可适当改变蚊子的种群密度B.葛蒲、艾草是生态系统成分中的生产者C.艾草与蚊子之间传递的是化学信息D.艾草、蚊虫共同构成了一个生物群落
【解析】选D。艾草与蚊子之间通过化学信息来调节种间关系,艾草可适当改变蚊子的种群密度,A、C项正确;葛蒲、艾草属于绿色植物,在生态系统中作为生产者,B项正确;群落是指生活在同一区域的所有种群的总和,艾草、蚊虫没有包括该区域的所有生物,不能称为一个群落,D项错误。
3.生态系统具有多种功能,下列关于生态系统功能的叙述不正确的是( )A.生态系统物质循环具有全球性,也叫生物地球化学循环B.通过秸秆还田能实现物质和能量的循环利用C.物质是能量流动的载体,能量作为动力使物质循环顺利进行D.斑马与其捕食者猎豹之间的信息传递有利于调节种间关系
【解析】选B。生态系统物质循环具有全球性,也叫生物地球化学循环,A正确;秸秆还田能实现物质的循环利用,但能量不能循环利用,B错误;物质是能量流动的载体,能量作为动力使物质循环顺利进行,C正确;斑马与其捕食者猎豹之间的信息传递有利于调节种间关系,D正确。
4.在推进精准扶贫过程中,多地结合当地实际,把食用菌产业作为脱贫致富的主导产业。农民通过种植食用菌和增加养殖业脱贫,建成了很多食用菌基地、养殖场和大型沼气池,经济效益大幅提高。请回答下列问题:(1)某地在发展此生态农业时,食用菌属于生态系统成分中的____________。调整结构后的生态系统,能够使能量更有效地被人们利用,原因是 。(2)部分家禽养殖户在增加营养的基础上延长光照时间,提高了家禽的产蛋率,该过程中光刺激传递的信息属于____________信息。由此说明,信息传递在____________________等方面起着重要作用。(3)与森林生态系统相比较,农业生态系统的抵抗力稳定性较低。从生态系统的营养结构上分析,其主要原因是 。
【解析】(1)某地在发展此生态农业时,食用菌是真菌,可利用动、植物遗体中的能量,属于生态系统成分中的分解者。调整结构后的生态系统,实现了对能量的多级利用,大大提高了能量的利用率,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(2)光刺激传递的信息属于物理信息;延长光照时间,提高了家禽的产蛋率使得种群的繁衍正常进行,说明了信息传递在保证种群的正常繁衍等方面起着重要作用。(3)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。与森林生态系统相比较,农业生态系统物种丰富度低,营养结构简单,自我调节能力差,抵抗力稳定性较低。
答案:(1)分解者 实现了对能量的多级利用,且让能量更多地流向对人类有益的部分(2)物理 保证种群的正常繁衍(3)物种数量较少,营养结构简单,自我调节能力差
考点二 生态系统的稳定性【典例精研引领】一个系统作用的效果反过来又促进或抑制了这个系统的工作,如果是促进,该调节就是正反馈,反之则是负反馈。如图1为某草原生态系统中的反馈调节示意图,图2为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动,下列分析正确的是( )
A.图1中生物和非生物的物质和能量构成了完整的生态系统B.甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→丙→甲C.图1中存在负反馈调节,图2中存在正反馈调节D.乙一定是生态系统中的生产者,最可能是草本植物
【解析】选C。生态系统成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,图1中缺少分解者、非生物的物质和能量,构不成完整的生态系统,A项错误;由图1中种群数量的变化,可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙,B项错误;图1中存在负反馈调节,图2中存在正反馈调节,C项正确;图中乙的营养级一定比甲和丙低,但不一定是生态系统中的生产者,D项错误。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)题图2中这种调节方式最终的结果会是怎样的?产生此结果的原因是什么?(生命观念:稳态与平衡观)提示:该湖泊受到污染,水质恶化加剧了物种减少,形成恶性循环,最终加速破坏该生态系统原有的稳态。原因是该生态系统生物种类减少,自我调节能力降低,抵抗力稳定性降低。
(2)上题图2中的生态系统被破坏后的恢复过程属于哪种类型的演替?为什么?(科学思维:分析与比较)提示:次生演替。生态系统被破坏后,仍然保留原来的基本条件。
【知能素养提升】1.生态系统中的正反馈和负反馈:(科学思维:比较分析、模型构建)
有利于生态系统保持相对稳定
2.生态系统的稳定性理解及类型比较:(科学思维:分析综合、概括归纳)(1)稳定性的理解。①结构相对稳定:动植物的___________相对稳定。②功能相对稳定:___________输入和输出相对平衡。③是内部自我调节的结果,主要依靠群落内部种间关系及种内斗争实现。④可打破重建:在遵循生态系统规律的前提下依据人类的需要,打破原有平衡,建立更加高效的平衡。
(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较:
3.生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系:(科学思维:模型构建)
(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间。x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低。
【热点考向演练】考向一 运用生态系统的反馈调节和自我调节能力,考查科学思维的分析与比较能力1.(2021·重庆模拟)生态系统的自我调节能力,对于维护生态系统的稳定起着关键作用。这是通过( )A.种群密度的一定的规律性变化而实现的B.群落与无机环境之间的物质循环而实现的C.生态系统内部的负反馈调节机制来实现的D.人工建造“生态屏障”和环境保护来实现的
【解析】选C。生态系统的自我调节能力与群落的丰富度有关,群落结构越复杂,自我调节能力越大,生态系统的抵抗力稳定性就越强,而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,C正确。
2.地球上各种不同类型的生态系统具有不同的调节能力。与农田、草原、冻原等生态系统相比较,热带雨林的自我调节能力的特点是( )A.种群数量调节能力强,抵抗外界干扰能力弱B.分解力弱,生产力强C.抵抗外界干扰能力强,自我恢复能力弱D.能量流动速率快,物质循环速率慢
【解析】选C。与农田、草原、冻原等生态系统相比较,热带雨林的组成成分更复杂,种群数量调节能力强,抵抗外界干扰的能力强,A错误;热带雨林中分解者和生产者的数量均较农田、草原、冻原等生态系统多,故分解力强,生产力也强,B错误;热带雨林生态系统的物种丰富度高,营养结构复杂,其抵抗外界干扰的能力强,自我恢复能力弱,C正确;热带雨林的能量流动速率和物质循环速率均较快,D错误。
考向二 结合生态系统的稳定性分析,考查科学思维的模型建构和科学探究能力3.(2018·海南高考)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
【解析】选D。据题意分析,一个处于恢复过程中的生态系统,生物种类少,若适当进行物质和能量的投入,可促进演替的进行,加快生态系统的恢复,随着生物种类和密度的增加,系统的自我调节能力会增强,A、B项正确。演替最终发展到哪个阶段受环境条件决定;若当地的自然环境不变,该生态系统的结构和功能会恢复到受损前的状态,C项正确。一个营养级的能量一部分会被自身呼吸消耗,一部分流向分解者,即使生物多样性提高,该营养级的能量也不会全部流向下一营养级,D项错误。
4.(2021·景德镇模拟)如图表示“粮桑渔畜”农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法正确的是( )A.农田生态系统中除草、治虫可以提高其抵抗力稳定性B.利用苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因培育抗虫作物,利用了其间接价值C.饲养家禽可以适当延长光照时间来提高产蛋率,这是利用了物理信息的作用D.该生态农业有效地促进了生态系统物质循环,提高了能量传递效率
【解析】选C。农田生态系统中除草、治虫会降低其抵抗力稳定性,A错误;利用苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因培育抗虫作物,属于生物多样性的直接价值,B错误;饲养家禽可以适当延长光照时间来提高产蛋率,这是利用了物理信息的作用,C正确;该生态农业有效地促进了生态系统物质循环,提高了能量的利用率,但相邻两个营养级之间的传递效率不能提高,D错误。
【加固训练·拔高】1.(2020·南昌模拟)生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节,下列哪项不属于生态系统的负反馈调节( )A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制B.池塘被倾倒了大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差C.森林局部着火破坏了部分植被,但形成的空地土壤肥沃,幸存植物种子能够更迅速地萌发D.草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,减缓植物种群数量的下降
【解析】选B。草原鼠的数量上升,蛇的食物增加引起蛇的数量上升,使得鼠的增加受到抑制属于负反馈调节,A正确;池塘被倾倒了大量污水后,水生生物大量死亡,进一步引起水质变差,属于正反馈调节,B错误;森林局部着火破坏了部分植被,但形成的空地土壤肥沃,光照充足,幸存植物种子能更迅速地萌发生长,属于负反馈调节,C正确;草原被蝗虫采食后,草原植物增强再生能力,可以减缓植物种群数量的下降,属于生态系统的自我调节,是负反馈调节,D正确。
2.(2020·赤峰模拟)以下实例可以说明生态系统具有自我调节能力的是( )A.废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草,进而逐渐出现小灌木林B.豆科植物能供给根瘤菌有机养料,同时能通过根瘤菌获得含氮养料C.山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后造成水土流失甚至泥石流的发生D.草原上羊数量剧增会导致草的数量减少,进而抑制了羊的数量增长
【解析】选D。废弃多时的耕地上会逐渐生长出杂草,进而逐渐出现小灌木林,属于群落的演替,A错误;豆科植物能供给根瘤菌有机养料,同时能通过根瘤菌获得含氮养料,说明豆科植物和根瘤菌是共生关系,B错误;植被破坏导致泥石流发生,是自然灾害,没有体现自我调节能力,C错误;草原上羊数量剧增会导致草的数量减少,进而抑制了羊的数量增加,体现了生态系统的自我调节能力,D正确。
【命题新情境】中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”专项(简称“碳专项”)之“生态系统固碳”项目团队,在系统调查了中国陆地生态系统(森林、草地、灌丛、农田)碳储量及其分布等,经过深入挖掘和分析,取得了一系列突破性进展。在几年的研究中,科学家发现,中国碳排放长期以来被高估了,而生态系统的固碳能力则被低估了。“碳专项”的此次调查研究就是为了搞清楚中国碳收支的“家底”。将重要研究成果公布如下已证实中国的实力:一、中国陆地生态系统在过去几十年一直扮演着重要的碳汇角色。例如,在2001～2010年期间,陆地生态系统年均固碳2.01亿吨,相当于抵消
了同期中国化石燃料碳排放量的14.1%;其中,森林生态系统是固碳主体,贡献了约80%的固碳量,而农田和灌丛生态系统分别贡献了12%和8%的固碳量,草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态。二、首次通过直接证据证明人类有效干预能提高陆地生态系统的固碳能力。例如,包括天然林保护工程、退耕还林工程、退耕还草工程、长江和珠江防护林工程等在内的我国重大生态工程和秸秆还田农田管理措施的实施,分别贡献了中国陆地生态系统固碳总量的36.8%(7.4千万吨)和9.9%(2.0千万吨)。三、首次揭示了生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关关系,证实了增加生物多样性不仅能提高生态系统的生产力,而且可以增加土壤的碳储量。(摘自《人民日报》)
【命题新角度】1.生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关关系中,对碳循环起着重要作用的成分有______________________,环境保护是人类生存与发展的人类命运共同体,说明了碳循环具有__________。
2.下列与碳循环相关的叙述,不正确的是( )A.草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态是因为分解者的存在B.森林生态系统同化无机碳变成有机碳C.化石燃料过度开发和使用打破了碳循环的收支平衡D.碳排放主要是通过各生物的细胞呼吸实现的
3.退耕还林还草工程的实施有利于增加生态系统抗干扰能力,请您解释原因 。 4.生物多样性的增加有利于生态系统的生产力的提高是通过信息传递来完成的,这反映了信息传递的哪一项功能? 。 5.“焚烧秸秆污染大气,秸秆还田肥沃土地”,我国已明确将禁止焚烧秸秆列入《中华人民共和国大气污染防治法》,秸秆还田措施中生态学家建议使用秸秆生产混合地膜代替塑料地膜。请解释原因 。
【解析】1.生产者使无机物同化为有机物,CO2进入生物群落中;分解者使有机物分解为无机物,使有机物中的碳返回无机环境中。2.碳排放主要是化石燃料的燃烧。3.退耕还林还草使生物种类增加,营养结构更加复杂,生态系统自我调节能力增强。4.生物种类增加主要依靠生物与生物、生物与环境之间的信息传递,信息传递体现了调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。5.使用秸秆混合地膜的主要成分为有机物,容易被土壤中的分解者分解,有利于环境保护。
答案:1.生产者、分解者 全球性2.D3.使森林生态系统生物种类增加,营养结构更加复杂,生态系统自我调节能力增强,抵抗力稳定性增高4.可以调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定5.秸秆混合地膜含有有机物,可以快速被土壤中的分解者分解,有利于环境保护
【拓展视野】 信息传递与提高产量 如果你是一个农场经营者,种植了一些粮食作物,栽培了多种果树,同时还饲养着优质的家禽、家畜等。你将利用哪些与信息传递有关的措施来提高各类农畜产品的产量呢?
(1)利用光信息调节和控制生物的生长和发育,根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同,人工控制光周期达到早熟高产。 (2)利用害虫的趋光性对它进行诱杀,大量消灭害虫,减少对农作物的破坏。 (3)家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率。 (4)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子,可以提高发芽率,获得增产。 (5)释放过量人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾活动,达到消灭害虫的目的。
(6)利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争,也可以通过化学信息来调节种群的内部结构的特点,将能够相互促进的植物一起种植,避免将相互影响的植物一起种植。例如,作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进;若是将胡桃与苹果种在一起,将会对苹果起到毒害作用。 (7)利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性,人工合成各种化学信息素,吸引传粉昆虫,提高果树及作物的传粉率和结实率。
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