高考生物一轮复习讲义 第9单元 第31讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性

第第 31 讲讲生生态态系系统统的的物物质质循循环环、、信信息息传传递递及及其其稳稳定定性性 [考纲要求]1.生态系统中物质循环的基本规律及应用(Ⅱ)。2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)。 3.生态系统的稳定性(Ⅱ)。 1．概念 2．碳循环 (1)碳循环及存在形式 ①在生物群落和无机环境间：主要以 CO2形式循环。 ②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。 ③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 ①生产者、消费者的呼吸作用。 ②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)。 ③化石燃料的燃烧。 3．碳循环的破坏——温室效应 (1)形成原因：煤、石油等化石燃料的大量燃烧，导致大气中的二氧化碳含量迅速增加，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。 (3)解决途径 ①减少化石燃料的使用，开发清洁能源。 ②大力植树造林。 4．物质循环与能量流动的区别与联系 (1)区别 项目能量流动物质循环 形式太阳能→化学能→热能 过程沿食物链(网)单向流动在无机环境与生物群落之间反复循环 范围生态系统各营养级全球(生物圈) 特点单向流动、逐级递减全球性、循环性 (2)联系 ①二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道——食 物链(网)一起进行。 ②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量的固定、储存、转移和释放，都 离不开物质的合成和分解等过程。 ③能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。 总体上来说，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。 (1)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(×) (2)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(×) (3)与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(√) (4)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环(√) (5)低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡(√) (6)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，所以物质和能量是循环往复 的(×) (7)物质是能量的载体，能量是物质的动力(√) 考向一碳循环的过程分析 如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头 表示生理过程。请据图分析： (1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。 提示甲和丁之间有双向箭头， 且其他几种成分都有箭头指向丁， 所以丁为大气中的 CO2库， 甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。 (2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？ 提示碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式 是 CO2。 (3)图中的字母分别表示什么过程？ 提示b 表示光合作用或化能合成作用，d 和 c 表示呼吸作用，f 表示微生物的分解作用，a 表示捕食，e 和 g 表示植物的残枝败叶和动物的遗体、排遗物等提供给分解者。 1．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() 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 答案D 解析由图可知，乙、丙、丁都指向甲，因此甲是无机环境，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过程表示呼吸作用释放 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。 2．某生态系统碳循环的部分示意图如下： 回答下列问题： (1)图中的字母_______表示大气中的CO2库， 由于许多因素的影响， 使其含量夏季________(填 “高于”或“低于”)冬季。 (2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的 A、B 的__________和 C 的 分解作用以及 E 的燃烧，转变成 CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演 替过程中， 生产者吸收的 CO2量______(填“大于”或“小于”)整个生物群落排放的 CO2量。 (3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将 D 的含义改为______________，其 他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、 ________________。 答案(1)D低于(2)呼吸作用大于(3)无机环境取消“D→A” 解析(1)题图显示：A、B、C、E 均有箭头指向 D，说明 D 表示大气中的 CO2库。A、D 之 间是双向箭头，A、B 死的有机物等可被 C 利用，说明 A 是生产者，C 是分解者，进而推知： B 是消费者，E 为化石燃料的燃烧。由于许多因素的影响，特别是夏季植物的光合作用较冬 季旺盛，使夏季大气中 CO2的含量低于冬季。(2)CO2被生产者吸收，通过光合作用转变成体 内的含碳有机物进入生物群落，再被图中的 A 生产者、B 消费者的呼吸作用和 C 分解者的分 解作用以及 E 化石燃料的燃烧，转变成 CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在 正常演替过程中，则随着演替的进行，生物的种类和数量，特别是生产者的种类和数量逐渐 增多，因此生产者吸收的 CO2量大于整个生物群落排放的 CO2量。(3)若将本题图修改为该生 态系统的能量流动示意图，可将 D 的含义改为无机环境，其他字母及文字代表的含义不变。 因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动，所 以还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、取消“D→A”。 归纳总结碳循环图解中各成分的判定方法 (1)图中双向箭头代表生产者、大气中的 CO2库，其中其他所有成分都指向的为大气中的 CO2 库，即 C 为大气中的 CO2库，A 为生产者。 (2)除了 C 之外，有最多被指向箭头的为分解者，即 B 为分解者。 (3)三个图的模式其实一致，复杂的地方在于消费者的划分，图甲中消费者只有 D，图乙中消 费者有 D、E，图丙中消费者有 D、E、F。 (4)图甲蕴含的食物链为 A→D，图乙蕴含的食物链为 A→D→E，图丙蕴含的食物链为 A→D→E→F。 考向二物质循环和能量流动的关系分析 (1)生态系统的物质循环是指组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，都不断进行着从无 机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。 (2)生态系统中的物质是循环的，但农田生态系统还需要经常施肥的原因是农田中的农作物合 成有机物(如蛋白质、磷脂等)时利用了土壤中的氮、磷等元素，这些元素随着粮食、瓜、果 等输出农田生态系统，因此需要不断施入含氮、磷等元素的肥料。 3．如图为某生态系统的碳循环示意图(Ⅰ～Ⅳ表示生态系