第30講　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞及其穩(wěn)定性【課標(biāo)要求】　1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)在生物群落與無機環(huán)境之間不斷循環(huán)、能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規(guī)律。2.舉例說明利用物質(zhì)循環(huán)和能量流動規(guī)律，人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。3.闡明某些有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷地富集的現(xiàn)象。4.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和行為信息的傳遞對生命活動的正常進行、生物種群的繁衍和種間關(guān)系的調(diào)節(jié)起著重要作用。5.解釋生態(tài)系統(tǒng)具有保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定，并維持動態(tài)平衡的能力。6.舉例說明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性會受到自然或人為因素的影響，如氣候變化、自然事件、人類活動或外來物種入侵等。7.闡明生態(tài)系統(tǒng)在受到一定限度的外來干擾時，能夠通過自我調(diào)節(jié)維持穩(wěn)定。8.實驗：設(shè)計并制作生態(tài)瓶，觀察和比較不同生態(tài)瓶中生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，撰寫報告分析其原因。
考點一　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
1．物質(zhì)循環(huán)(1)概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程。(2)物質(zhì)：組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。(3)范圍：生物群落和非生物環(huán)境之間。(4)特點：全球性、循環(huán)往復(fù)運動。(5)意義：使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。
(1)碳的存在形式與循環(huán)形式。①在非生物環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽的形式存在。②在生物群落內(nèi)部：以含碳有機物的形式傳遞。③在生物群落和非生物環(huán)境之間：以CO2的形式循環(huán)。
(2)碳出入生物群落的途徑。
(3)溫室效應(yīng)。①形成原因：大量化石燃料的燃燒，導(dǎo)致大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。②影響：使氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。③緩解措施：植樹造林，增加綠地面積；減少化石燃料的燃燒；開發(fā)清潔能源；秸稈還田，增加農(nóng)田土壤儲碳量。3．生物富集(1)概念：生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象，稱為生物富集。(2)條件：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；能夠被生物體吸收；不易被排出。
(3)途徑——食物鏈：隨著食物鏈的延長，營養(yǎng)級越高，生物體內(nèi)積累越多。(4)實例：鉛的富集過程。
(5)特點：最終積累在食物鏈的頂端；全球性。(6)常見物質(zhì)：重金屬，如Pb、Cd、Hg等；化學(xué)農(nóng)藥，如DDT、六六六等。
4．能量流動、物質(zhì)循環(huán)和生物富集的關(guān)系
5.探究土壤微生物的分解作用
提醒：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑并加熱。
1．碳循環(huán)模型中各成分的判斷
2．物質(zhì)循環(huán)常見模型分析(1)模型一。
①先根據(jù)雙向箭頭判斷：a和b應(yīng)為生產(chǎn)者和非生物的物質(zhì)和能量。②再根據(jù)a→c、c→d判斷：c為消費者，剩下的d為分解者。
①根據(jù)a與c之間的雙向箭頭及a有多個箭頭指向其他成分，c被多個箭頭指向判斷：a是生產(chǎn)者，c是非生物的物質(zhì)和能量。②根據(jù)a、b、d都有箭頭指向e以及a、b、d之間的箭頭關(guān)系，可進一步判斷：b是初級消費者，d是次級消費者，e是分解者。
①根據(jù)a與e之間的雙向箭頭及a被多個箭頭指向，e有多個箭頭指向其他成分判斷：a為非生物的物質(zhì)和能量，e為生產(chǎn)者。②觀察剩余的幾個成分，其他成分的箭頭都指向c，所以c是分解者，b、d、f則為消費者。整個模型中，食物鏈是e→f→d→b。
提醒：碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。
3．生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的三個認知誤區(qū)(1)參加循環(huán)的物質(zhì)不是組成生物體的化合物，而是指組成生物體的基本元素。(2)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的“生態(tài)系統(tǒng)”是指生物圈。(3)在碳循環(huán)中，生產(chǎn)者不只是起固定二氧化碳的作用，還能通過細胞呼吸分解有機物釋放二氧化碳。
考向1　結(jié)合碳循環(huán)過程及特點，考查科學(xué)思維1．(2022·山東泰安)我國政府在2020年的聯(lián)合國大會上宣布，中國將力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰(CO2排放量達到峰值)，2060年前實現(xiàn)碳中和(CO2排放量與減少量相等)。下圖是生物圈碳循環(huán)示意圖(圖中生態(tài)系統(tǒng)的組成成分完整，但缺少部分途徑)。下列相關(guān)分析錯誤的是(　　)
A．增加E對CO2的吸收量是實現(xiàn)碳中和的重要舉措B．若增加途徑“A→E”，則成分C表示分解者C．碳在E、D、B間主要以有機物的形式沿食物鏈單向流動D．增加途徑“C→A”和“A→E”后即可表示完整的碳循環(huán)
解析：由圖可知，A是CO2庫，B、D是消費者，C是分解者，E是生產(chǎn)者。增加生產(chǎn)者E對CO2的吸收量是實現(xiàn)碳中和的重要舉措，A項正確；若增加途徑“A→E”，則成分C表示分解者，B項正確；E、D、B可構(gòu)成食物鏈，碳在食物鏈間主要以有機物的形式單向流動，C項正確；增加途徑“C→A”和“A→E”后，還需要增加化石燃料、柴薪等燃燒途徑才能表示完整的碳循環(huán)，D項錯誤。
2．(2022·湖北荊州中學(xué))碳中和是指國家、企業(yè)或個人等通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實現(xiàn)正負抵消，達到相對“零排放”。下列敘述錯誤的是(　　)A．碳循環(huán)具有全球性，不是每個自然生態(tài)系統(tǒng)都可依靠自身實現(xiàn)碳中和B．碳循環(huán)指CO2不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程C．植樹造林和減少化石燃料的燃燒，有利于碳中和提前實現(xiàn)D．過度的人工碳排放可能會導(dǎo)致海平面上升
解析：碳循環(huán)具有全球性，碳中和是全球性的，不是單獨的生態(tài)系統(tǒng)依靠自身能實現(xiàn)的，A項正確；碳循環(huán)是指C元素不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程，B項錯誤：實現(xiàn)碳中和，可以增加生產(chǎn)者的數(shù)量，提高生產(chǎn)者對二氧化碳的消耗，C項正確；過度的人工碳排放可能會導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度增加，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，導(dǎo)致海平面上升，D項正確。
考向2　結(jié)合物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系，考查綜合分析能力3．(2022·遼寧沈陽二中)某人工馬尾松林中有草本植物和多種體型較小的動物。在第N年時，加拿大一枝黃花初次出現(xiàn)，因缺乏天敵，8年后幾乎占據(jù)了整片樹林，加拿大一枝黃花莖直立，高達2.5米，一株植株可形成2萬多粒種子；根能分泌一種物質(zhì)，抑制其他草本植物種子萌發(fā)，回答下列問題。(1)草本植物用于生長、發(fā)育和繁殖的能量儲存于______________中；若單位體重的田鼠和野兔所含能量相等，兩者攝入等量的生產(chǎn)者，增重卻有明顯的不同，原因是__________________________________________________________。(2)到N＋8年后，加拿大一枝黃花種群數(shù)量不再上升的原因是________________________________，其出生率等于死亡率。加拿大一枝黃花入侵新生境后，將造成該區(qū)域生物多樣性________________。
(3)消費者能促進植物的傳粉和種子傳播，加快生態(tài)系統(tǒng)的__________。研究發(fā)現(xiàn)，N＋8年初級消費者的生物量遠比N－1年的小，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)攝入量＝同化量＋糞便中含的能量，同化量＝呼吸散失的能量＋用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量，田鼠和野兔攝入等量的生產(chǎn)者，但消化吸收能力不同，同化量不同，且呼吸消耗的能量也不同，所以增重有明顯的不同。(2)由于空間和資源有限，加拿大一枝黃花種群數(shù)量會經(jīng)歷先上升然后不再改變，此時出生率＝死亡率。加拿大一枝黃花入侵新生境后，會快速繁殖成為優(yōu)勢種，使其他生物的生存受到威脅，因此將造成該區(qū)域生物多樣性下降。(3)消費者能促進植物的傳粉和種子傳播，加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。N＋8年初級消費者的生物量遠比N－1年的小，原因是加拿大一枝黃花缺乏天敵，不能被初級消費者利用，且使本地生產(chǎn)者種類和數(shù)量減少，初級消費者因缺少食物，生物量減少。
答案：(1)體內(nèi)有機物　兩者消化吸收的能力和呼吸消耗的能量不同(2)空間和資源有限　下降(3)物質(zhì)循環(huán)　加拿大一枝黃花缺乏天敵，不能被初級消費者利用，且使本地生產(chǎn)者種類和數(shù)量減少，初級消費者因缺少食物，生物量減少
考點二　生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞
1．信息的概念信息指日常生活中可以傳播的消息、情報、指令、數(shù)據(jù)與信號等。
2．生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類
4．信息傳遞的范圍及特點(1)范圍：不包括細胞之間的傳遞，而是指種群內(nèi)部個體之間、種群之間以及生物與非生物環(huán)境之間的傳遞。(2)特點。①生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞既可以是雙向的，也可以是單向的；既可以從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞，也可以從高營養(yǎng)級向低營養(yǎng)級傳遞，還可以從非生物環(huán)境向生物群落傳遞。②生物可以通過一種或多種信息類型進行交流，例如孔雀既可以通過開屏等行為信息進行求偶，也可以通過鳴叫等物理信息與同類交流。
5．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
6．信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如利用模擬的動物信息吸引大量傳粉動物，就可以提高果樹的傳粉效率和結(jié)實率。(2)對有害動物進行控制。如利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲的種群密度。7．能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞的關(guān)系
1．生態(tài)系統(tǒng)信息類型的判斷
2．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用整合
3．據(jù)圖分析生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞模型
(1)生態(tài)系統(tǒng)中的信息來源于生物和非生物環(huán)境。(2)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞的范圍不包括細胞之間的傳遞。(3)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞既存在于同種生物之內(nèi)，也發(fā)生在不同生物之間。信息傳遞的方向一般是雙向的。
考向1　結(jié)合信息傳遞的類型和作用，考查科學(xué)思維1．(2022·湖北五市聯(lián)考)最新研究發(fā)現(xiàn)，蟋蟀通過求偶鳴叫辨認發(fā)出叫聲的蟋蟀是否來自同一物種，并根據(jù)鳴叫質(zhì)量選擇交配對象，但交通噪音可使雌性雙斑蟋對交配對象的選擇變得不那么“挑剔”。相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A．同一地區(qū)的蟋蟀可能不止一個物種，不能自由交配和繁衍B．雙斑蟋鳴叫求偶，體現(xiàn)了信息傳遞具有調(diào)節(jié)種間關(guān)系、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的功能C．噪音干擾最終可能降低雙斑蟋的基因多樣性，甚至導(dǎo)致種群滅絕D．噪音污染也可能影響人的行為選擇和身心健康等
解析：同一地區(qū)的蟋蟀可能不止一個物種，不同物種之間存在生殖隔離，因而不能自由交配和繁衍，A項正確；雙斑蟋鳴叫求偶體現(xiàn)了生物種群的繁衍離不開信息的傳遞，雙斑蟋鳴叫求偶只涉及一個物種，與調(diào)節(jié)種間關(guān)系無關(guān)，B項錯誤；根據(jù)題干信息，交通噪音可使雌性雙斑蟋對交配對象的選擇變得不那么“挑剔”，從而使雙斑蟋交配、繁衍質(zhì)量下降甚至無效，導(dǎo)致種群數(shù)量下降，個體所攜帶的遺傳信息流失，導(dǎo)致雙斑蟋的基因多樣性降低，嚴重時甚至?xí)闺p斑蟋無法交配和繁衍而導(dǎo)致種群滅絕，C項正確；噪聲會分散人的注意力，導(dǎo)致反應(yīng)遲鈍，容易疲勞，工作效率下降，差錯率上升，由于噪聲的作用，人會產(chǎn)生頭痛、腦漲、耳鳴、失眠、全身疲乏無力以及記憶力減退等神經(jīng)衰弱癥狀，故噪音污染也可能影響人的行為選擇和身心健康等，D項正確。
考向2　圍繞生態(tài)系統(tǒng)三大功能，考查科學(xué)思維2．(2022·陜西西安中學(xué))2020年2月，東非地區(qū)蝗災(zāi)肆虐，蝗蟲數(shù)量之多幾十年未見，且這種現(xiàn)象未來可能會更加普遍。此次蝗災(zāi)的元兇是沙漠蝗。人們在肯尼亞東北部發(fā)現(xiàn)一個蝗蟲群長達60公里，寬約40公里，每平方公里可聚集1.5億只蝗蟲。據(jù)估計，即使是小型蟲群，每天也能吃掉3.5萬人的食物。(1)某蝗蟲種群攝入的能量流動情況如下表所示[單位：J/(hm2·a)]
該種群同化的能量中只有________%(保留小數(shù)點后一位)用于生長發(fā)育繁殖。
(2)單只沙漠蝗(一種短角蝗蟲)單獨生存時，其顏色為淺棕色，造成的破壞相對較小。然而，當(dāng)環(huán)境適宜時，尤其是在大雨和龍卷風(fēng)之后，大量蝗蟲會聚集在同一地點，其顏色會轉(zhuǎn)為粉紅色(未成熟)，接著再轉(zhuǎn)為黃色(成熟)，并形成蟲群。這一過程被稱為“群聚化”。從生態(tài)系統(tǒng)功能的角度分析，有序蝗群的形成與生態(tài)系統(tǒng)的________有關(guān)，生態(tài)系統(tǒng)的這一功能還能夠調(diào)節(jié)____________________以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定?；认x能釋放信息素促使蝗蟲聚集，聚集的蝗蟲導(dǎo)致信息素的釋放量增加，進一步加劇了蝗蟲的聚集，這種調(diào)節(jié)方式屬于__________調(diào)節(jié)(填“正反饋”或“負反饋”)。(3)人類目前還沒有對付大群蝗蟲的可靠辦法。蟲群的出沒和移動難以預(yù)測，它們往往會以非?？斓乃俣葯M越遼闊且偏遠的地區(qū)。人們可以通過飛機或無人機向蟲群噴灑殺蟲劑，且最佳戰(zhàn)術(shù)是在蝗蟲開始群聚前就噴灑殺蟲劑，該方法殺蟲率高、
滅殺范圍廣，缺點是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (答出兩點)。從生態(tài)系統(tǒng)能量流動的角度分析，消滅蝗蟲可保證農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)良性發(fā)展的意義是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)3.8(2)信息傳遞　生物的種間關(guān)系　正反饋(3)使蝗蟲抗藥性增強、農(nóng)藥藥效降低、蝗蟲天敵減少、環(huán)境污染加劇、破壞生態(tài)平衡等　調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?br/>考點三　生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
2．生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力。(2)原因：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。(3)基礎(chǔ)：負反饋調(diào)節(jié)，既存在于生物群落內(nèi)部，也存在于生物群落與非生物環(huán)境之間。(4)特點：自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度。3．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩種類型(1)概念。①抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀的能力。②恢復(fù)力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力。
(2)抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較。
(3)影響因素。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要與生物種類有關(guān)，還與生物的個體數(shù)量有關(guān)。食物鏈數(shù)量越多越穩(wěn)定。若食物鏈數(shù)量相同，再看生產(chǎn)者，生產(chǎn)者多的穩(wěn)定程度高。4．提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施(1)控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度，在不超過生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的范圍內(nèi)，合理適度地利用生態(tài)系統(tǒng)。(2)對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)給予相應(yīng)的物質(zhì)、能量的投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。
提醒：凍原、沙漠等生態(tài)系統(tǒng)的兩種穩(wěn)定性都比較低。
5．設(shè)計并制作生態(tài)缸(1)小型生態(tài)缸(瓶)實驗流程。
(2)設(shè)計和制作生態(tài)缸的要求。
提醒：①觀察穩(wěn)定性，可通過觀察動物、植物的生活情況，水質(zhì)變化，基質(zhì)變化等判斷生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。②由于生態(tài)缸極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，抵抗力穩(wěn)定性極低，其穩(wěn)定性易被破壞。因此，生態(tài)缸內(nèi)的生物只能保持一定時間的活性。
1．抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關(guān)系
2．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的4個易混點(1)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要與生物種類有關(guān)，還要考慮生物的個體數(shù)量。食物鏈數(shù)量越多越穩(wěn)定。若食物鏈數(shù)量相同，再看生產(chǎn)者，生產(chǎn)者多的穩(wěn)定程度高。(2)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不是恒定不變的，因為生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度。(3)強調(diào)“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性高低”時，必須明確是抵抗力穩(wěn)定性還是恢復(fù)力穩(wěn)定性，因為二者一般呈負相關(guān)。(4)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的辨析：某一生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾，遭到一定程度的破壞而恢復(fù)的過程，應(yīng)視為抵抗力穩(wěn)定性，如河流輕度污染的凈化；若遭到徹底破壞，則其恢復(fù)過程應(yīng)視為恢復(fù)力穩(wěn)定性，如火災(zāi)后草原的恢復(fù)等。
3．生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)中正反饋和負反饋的比較
考向1　結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，考查科學(xué)思維1．(2022·廣東韶關(guān))生活污水的科學(xué)治理是加快推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。右圖是某鄉(xiāng)村河流隨生活污水的流入，其溶解氧量(DO)、生物耗氧量(BOD)、無機物(富含N、P)的濃度變化情況。
回答下列問題：(1)受到輕微污染時，河流能通過物理沉降等方式消除污染，但若持續(xù)排放生活污水會使下游水質(zhì)不斷惡化并難以恢復(fù)，這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的__________________是有一定限度的。(2)與B處相比，A處有機物濃度________。AB段水體中DO值上升的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________(答出一點即可)。(3)浮萍可作為家畜和家禽飼料，也可用于污水處理。浮萍屬植物中有一種紫萍，不僅可以進行光合自養(yǎng)，還可以利用有機碳源進行異養(yǎng)。環(huán)保科研團隊研究了三種營養(yǎng)模式下紫萍的有機物積累狀況和紫萍對氮、磷的吸收率，實驗設(shè)計以及結(jié)果如下表。
①上表中編號2實驗組培養(yǎng)液以及環(huán)境條件的設(shè)置應(yīng)依次為____________________________。②結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析可知，最有利于提高紫萍應(yīng)用價值的營養(yǎng)模式是___________。環(huán)保部門嘗試指導(dǎo)村民在下游BC段湖泊放養(yǎng)紫萍治理污水并獲取家畜和家禽飼料，這一舉措利用了生物多樣性的______________________________________________________________________________________________________________價值。
解析：(1)持續(xù)排放生活污水會使下游水質(zhì)不斷惡化并難以恢復(fù)，這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。(2)據(jù)圖可知，A處位于B處的上游，因此其有機物濃度較高；AB段藻類等生物數(shù)量增加，通過光合作用釋放氧氣，且有機物減少，需氧型細菌數(shù)量下降，對溶解氧的消耗量減少，故AB段水體中DO值上升。(3)①自養(yǎng)與異養(yǎng)取決于培養(yǎng)條件是否有光，所以編號2實驗組培養(yǎng)液以及環(huán)境條件
的設(shè)置應(yīng)為：無機鹽溶液、葡萄糖、24h黑暗。②自養(yǎng)與異養(yǎng)混合時淀粉產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量是最高的，且氮吸收率和磷吸收率最大，所以最有利于提高浮萍應(yīng)用價值的是混合營養(yǎng)；村民在下游BC段湖泊放養(yǎng)紫萍治理污水并獲取家畜和家禽飼料，該過程既有經(jīng)濟價值也有環(huán)保意義，體現(xiàn)了生物多樣性的直接和間接價值。
答案：(1)自我調(diào)節(jié)能力(2)較高　藻類等生物數(shù)量增加，通過光合作用釋放氧氣(有機物減少，需氧型細菌數(shù)量下降，對溶解氧的消耗量減少)(3)無機鹽溶液、葡萄糖，24 h黑暗　自養(yǎng)與異養(yǎng)混合　直接和間接
考向2　圍繞設(shè)計并制作生態(tài)瓶，考查科學(xué)探究2．現(xiàn)有A、B兩個密閉透明的生態(tài)瓶，其生物組成和光照條件見下表。一段時間后，發(fā)現(xiàn)A瓶的生態(tài)系統(tǒng)較B瓶的穩(wěn)定。下列分析合理的是(　　)
注：“＋”表示有，“－”表示無。A．A瓶中的所有生物組成了食物網(wǎng)，而B瓶中所有生物組成一條食物鏈B．A瓶中有光照，生產(chǎn)者固定的全部太陽能是能量流動的源頭C．B瓶浮游動物種群密度降低只是因為缺乏食物D．當(dāng)A瓶中能量的輸入≥能量的散失時，A瓶的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)
解析：A瓶中的浮游動物捕食浮游藻類和水草，組成了食物網(wǎng)，A瓶中的分解者不參與食物網(wǎng)的組成，B瓶中所有生物不一定組成一條食物鏈，A項錯誤；A瓶中有光照，生產(chǎn)者固定的全部太陽能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，而能量流動的源頭是太陽能，B項錯誤；B瓶浮游動物種群密度降低是因為缺乏陽光，C項錯誤；當(dāng)A瓶中能量的輸入≥能量的散失時，A瓶的生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，D項正確。
高考真題體驗1.(2022·湖南卷)稻—蟹共作是以水稻為主體、適量放養(yǎng)蟹的生態(tài)種養(yǎng)模式，常使用燈光誘蟲殺蟲。水稻為蟹提供遮蔽場所和氧氣，蟹能攝食害蟲、蟲卵和雜草，其糞便可作為水稻的肥料。下列敘述正確的是(　　)A．該種養(yǎng)模式提高了營養(yǎng)級間的能量傳遞效率B．采用燈光誘蟲殺蟲利用了物理信息的傳遞C．硬殼蟹(非蛻殼)攝食軟殼蟹(蛻殼)為捕食關(guān)系D．該種養(yǎng)模式可實現(xiàn)物質(zhì)和能量的循環(huán)利用
解析：該模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率，A項錯誤；采用燈光誘蟲殺蟲利用了光，是物理信息的傳遞，B項正確；硬殼蟹(非蛻殼)和軟殼蟹(蛻殼)屬于同一物種，兩者之間的攝食關(guān)系不屬于捕食，C項錯誤；生態(tài)系統(tǒng)中的能量傳遞是單向的，不能循環(huán)利用，D項錯誤。
2．(2021·廣東卷)為積極應(yīng)對全球氣候變化，我國政府在2020年的聯(lián)合國大會上宣布，中國于2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，力爭在2060年前實現(xiàn)碳中和(CO2排放量與減少量相等)。這是中國向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國責(zé)任?；卮鹣铝袉栴}：(1)在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持________。自西方工業(yè)革命以來，大氣中CO2的濃度持續(xù)增加，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致的生態(tài)后果主要是___________。(2)生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費者和分解者獲取碳元素的方式分別是____________________________________________________________________________________，消費者通過食物網(wǎng)(鏈)取食利用，________________________________________________________________________________________________________________。
(3)全球變暖是當(dāng)今國際社會共同面臨的重大問題，從全球碳循環(huán)的主要途徑來看，減少__________和增加__________是實現(xiàn)碳達峰和碳中和的重要舉措。
解析：(1)隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤、石油等化石燃料，從而使碳元素在短時間內(nèi)釋放出來，打破了生物圈中的碳平衡，使大氣中的CO2濃度迅速增加，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等嚴重的生態(tài)后果。(2)生產(chǎn)者主要通過光合作用和化能合成作用獲取碳元素，從而使碳元素通過生產(chǎn)者進入生態(tài)系統(tǒng)，消費者通過攝食生產(chǎn)者和低營養(yǎng)級的消費者來獲取碳元素，分解者通過分解生產(chǎn)者的遺體殘骸和消費者的糞便、遺體殘骸來獲取碳元素。
答案：(1)碳平衡　極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等(2)光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用　從而將碳元素以含碳有機物的形式進行傳遞(3)碳釋放　碳存儲
3．(2021·福建卷)一般情況下，植物開花時間與傳粉動物的活躍期會相互重疊和匹配。全球氣候變化可能對植物開花時間或傳粉動物活躍期產(chǎn)生影響，導(dǎo)致原本時間上匹配關(guān)系發(fā)生改變，稱為物候錯配。物候錯配會影響植物的傳粉和結(jié)實，可引起糧食減產(chǎn)，甚至發(fā)生生態(tài)安全問題。生產(chǎn)上為了減輕物候錯配造成的影響，常通過人工授粉提高產(chǎn)量。回答下列問題：(1)光和溫度屬于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞中的____________信息。(2)延胡索是一種依靠熊蜂傳粉的早春短命藥用植物。全球氣溫升高會使延胡索開花起始時間提前，測取延胡索開花起始時間數(shù)據(jù)并統(tǒng)計結(jié)實率(如下圖)，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明__________。從物候錯配的角度分析延胡索結(jié)實率降低的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)為進一步驗證物候錯配會影響延胡索的傳粉和結(jié)實，科研人員在物候錯配的區(qū)域設(shè)置同等條件的A和B兩個樣地。其中，A樣地中的延胡索保持自然狀態(tài)生長；B樣地中的延胡索則進行__________，分別統(tǒng)計兩樣地延胡索的結(jié)實率。支持“物候錯配會造成延胡索自然結(jié)實率降低”觀點的實驗結(jié)果為____________________________________________________________________________________________。
解析：(1)光和溫度屬于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞中的物理信息。(2)實驗的自變量為開花起始時間，因變量為結(jié)實率，開花起始時間越早，結(jié)實率越低；由于全球氣溫升高，延胡索提前開花，導(dǎo)致開花時間與熊蜂活躍期重疊時間減少，傳粉受影響，結(jié)實率降低。(3)本實驗?zāi)康臑轵炞C物候錯配會影響延胡索的傳粉和結(jié)實，則實驗的自變量為物候錯配是否被打破，可通過人工授粉與否來控制，因變量為結(jié)實率。實驗設(shè)計應(yīng)遵循對照與單一變量原則，因此可設(shè)計實驗如下：在物候錯配的區(qū)域設(shè)置同等條件的A和B兩個樣地，其中，A樣地中的延胡索保持自然狀態(tài)生長；B樣地中的延胡索則進行人工授粉，分別統(tǒng)計兩樣地延胡索的結(jié)實率。若“物候錯配會造成延胡索自然結(jié)實率降低”，則自然生長的A樣地(物候錯配保持組)結(jié)實率低于B樣地(物候錯配被打破)。

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