2021新高考生物人教版一輪學(xué)案：選擇性必修部分模塊1第2單元第4講　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞及其穩(wěn)定性和生態(tài)保護(hù)

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第4講　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞及其穩(wěn)定性和生態(tài)保護(hù)
考綱研讀備考定位
考綱要求
核心素養(yǎng)
1.分析生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的基本規(guī)律及其應(yīng)用。
2.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞。
3.闡明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響。
5.全球性生態(tài)環(huán)境問題。
6.生物多樣性保護(hù)的意義和措施。
1.生命觀念——通過比較物質(zhì)循環(huán)、能量流動與信息傳遞的區(qū)別與聯(lián)系，建立普遍聯(lián)系的觀點及生命系統(tǒng)的物質(zhì)和能量觀；通過分析生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，建立生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)觀。
2.理性思維——通過分析生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的模式圖及抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性與總穩(wěn)定性的關(guān)系曲線，培養(yǎng)運用科學(xué)思維分析問題、解決問題的能力。
3.科學(xué)探究——通過“設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性”的實驗，提高實驗設(shè)計、動手操作及觀察、分析能力。
4.社會責(zé)任——通過分析信息傳遞在實踐中的應(yīng)用及提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施，培養(yǎng)保護(hù)生物與環(huán)境的責(zé)任感。
考點一　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞

1．概念

2．碳循環(huán)


(1)碳的存在形式與循環(huán)形式
A．在生物群落和無機(jī)環(huán)境間：主要以CO2形式循環(huán)。
B．在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物形式傳遞。
C．在無機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。
(2)碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。
(3)碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用；分解者的分解作用(實質(zhì)是呼吸作用)；化石燃料的燃燒。
3．碳循環(huán)的破壞——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(jìn)而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。

4．生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類
實例
類別
傳遞形式
光、聲、溫度、濕度等
物理信息
物理過程
動物的性外激素
化學(xué)信息
信息素
蜜蜂跳舞、孔雀開屏
行為信息
動物的特定行為特征
5.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
層次
作用
舉例
個體
生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用
(1)蝙蝠的回聲定位
(2)萵苣種子必須接受某種波長的光才萌發(fā)
種群
生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞
(1)植物開花需光信息刺激
(2)昆蟲分泌性外激素，引誘異性個體
群落和生態(tài)系統(tǒng)
調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定
食物鏈上相鄰物種的某些個體行為或種群特征為對方提供大量的有用信息
6.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
(1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物，就可以提高果樹的傳粉率和結(jié)實率。
(2)控制有害動物。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。

易錯整合，判斷正誤。
(1)無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用(　√　)
(2)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指的是各種化合物在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間往復(fù)循環(huán)(　×　)
(3)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，所以物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復(fù)的(　×　)
(4)與碳循環(huán)有關(guān)的生理活動有光合作用、細(xì)胞呼吸和化能合成作用等(　√　)
(5)減少化石燃料的燃燒和大力植樹造林都可以有效地緩解溫室效應(yīng)(　√　)
(6)變色龍變化體色，主要是向同類傳遞行為信息 (　×　)
(7)能量流動是單向的，物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞都是雙向的(　×　)
(8)當(dāng)食草動物看到青草明顯減少時，部分個體會另覓取食地，這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能(　√　)
(9)羊和草之間的信息傳遞有利于調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定(　√　)
(10)通過生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，可以防治有害動物，也可以提高一些農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量(　√　)

1．(教材必修3P104“基礎(chǔ)題·4”改編)生物圈是不是一個在“物質(zhì)”上自給自足的系統(tǒng)？“能量”上呢？
[提示]生物圈在物質(zhì)上可自給自足，但在能量上不能自給自足，因為物質(zhì)可以在生物圈內(nèi)循環(huán)利用，而能量不能循環(huán)利用——它必須由生物圈外的太陽能源源不斷地輸入方可維持正常運轉(zhuǎn)。
2．(教材必修3P104“二、拓展題”改編)氮元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境間能否循環(huán)利用？你如何解釋需不斷向農(nóng)田中施加氮肥？
[提示]能。農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效益，使能量更多地流向人類，滿足人類的需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。
3．如圖為生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞模型，請據(jù)圖思考下列問題：

(1)與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)及能量流動相比，信息傳遞的方向有何特點？
(2)圖中“信息”可來自何處？
(3)從圖中可以看出，生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞是否只發(fā)生于生物與生物之間？
[提示](1)生態(tài)系統(tǒng)的能量是“單向”流動的，物質(zhì)是“循環(huán)”利用的，信息傳遞則是“雙向”的。(2)生物或無機(jī)環(huán)境。(3)不是，在生物與生物之間以及生物與環(huán)境之間都能發(fā)生信息傳遞。

1．物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系
項目
能量流動
物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)
形式
太陽能→化學(xué)能→熱能

特點
單向流動、逐級遞減
全球性、循環(huán)性
范圍
生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級
生物圈(全球性)
聯(lián)系
同時進(jìn)行、相互依存，不可分割
①能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解
②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體
③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力
圖示

　　■
正確理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的四個關(guān)鍵點
(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。
(2)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“物質(zhì)”并不是指組成生物體的化合物，而是指組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。
(3)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)者與無機(jī)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。
(4)重金屬和DDT等農(nóng)藥的生物富集：生物富集問題與能量流動相反，能量沿食物鏈流動時逐級遞減，而農(nóng)藥或重金屬在食物鏈中則存在“生物富集作用”，即營養(yǎng)級越高，該物質(zhì)濃度越高。
2．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用整合

3．生態(tài)系統(tǒng)三大功能的比較
任何生態(tài)系統(tǒng)都能進(jìn)行能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，它們是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能，三者密不可分，但各有不同。
項目
能量流動
物質(zhì)循環(huán)
信息傳遞
區(qū)別
來源
太陽能
生態(tài)系統(tǒng)
生物或無機(jī)環(huán)境
特點
單向流動、逐級遞減
循環(huán)流動、反復(fù)利用
往往是雙向的
范圍
生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級
群落與無機(jī)環(huán)境之間
生物之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間
途徑
食物鏈和食物網(wǎng)

多種
地位
生態(tài)系統(tǒng)的動力
生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)
調(diào)節(jié)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)
聯(lián)系
同時進(jìn)行，相互依存，不可分割，共同把生態(tài)系統(tǒng)各組分聯(lián)系成一個統(tǒng)一整體，并調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

考向一　碳循環(huán)過程
例1 如圖是生物圈中碳循環(huán)示意圖，下列相關(guān)分析不正確的是(　B　)

A．生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足
B．A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在各成分間以CO2的形式傳遞
C．對E過度開發(fā)利用會打破生物圈中碳循環(huán)的平衡
D．碳循環(huán)過程需要能量驅(qū)動，同時又是能量的載體
[解析]　生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足，A正確；A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在生物群落中以有機(jī)物的形式循環(huán)，在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間以CO2的形式循環(huán)，B錯誤；E為化石燃料，若對此過度開發(fā)利用會導(dǎo)致溫室效應(yīng)的產(chǎn)生，C正確；能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)是能量的載體，D正確。
技巧點撥
對物質(zhì)循環(huán)過程相關(guān)圖解的識別
(1)碳循環(huán)過程示意圖

(2)將上圖換成字母，如下面三種變式圖。據(jù)圖判斷A、B、C、D各代表哪種成分。


①圖1——先根據(jù)雙向箭頭判斷：A和B應(yīng)為生產(chǎn)者和大氣中CO2庫，再根據(jù)A→C判斷：C為消費者，剩下的D為分解者。
②圖2——根據(jù)A與C之間的雙向箭頭判斷：A是生產(chǎn)者，C是大氣中CO2庫。根據(jù)A、B、D的箭頭都流向E，可進(jìn)一步判斷：B是初級消費者，D是次級消費者，E是分解者。
③圖3——根據(jù)A與E之間的雙向箭頭判斷：A為大氣中CO2庫，E為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他生物部分的箭頭都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F則為消費者。整個圖解中，食物鏈?zhǔn)荅→F→D→B。
〔對應(yīng)訓(xùn)練〕
1．(2019·廣西南寧高三第一次摸底考試)如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙、丁為生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，①～⑦表示生理過程。下列有關(guān)該圖的分析錯誤的是(　D　)

A．乙是該生態(tài)系統(tǒng)的基石
B．⑦過程中碳的傳遞形式是CO2
C．①過程主要是指綠色植物的光合作用
D．丙中的多種生物之間只存在競爭關(guān)系
[解析]　由圖可知，乙、丙、丁都指向甲，因此甲是非生物的物質(zhì)和能量，根據(jù)雙向箭頭可判斷出乙是生產(chǎn)者，生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石，A正確；⑦過程表示通過呼吸作用釋放出CO2，B正確；①過程將CO2輸入到生物群落中，主要是指綠色植物的光合作用，C正確；丙中多種生物之間可能存在捕食關(guān)系，D錯誤。
考向二　信息種類的判斷及應(yīng)用
例2 (2019·太和一中高三理綜)以下關(guān)于生命系統(tǒng)信息傳遞的說法正確的是(　D　)
A．在生物體細(xì)胞中，分子之間傳遞遺傳信息的途徑是DNA→RNA→蛋白質(zhì)
B．在生物體中，不同細(xì)胞之間信息的識別主要依賴于細(xì)胞膜上的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)
C．在動、植物體中，信息在不同組織、器官之間傳遞的主要形式是激素
D．在生態(tài)系統(tǒng)中，某些植物在長日照條件下才開花，說明信息傳遞利于種群的繁衍
[解析]　在生物體細(xì)胞中，分子之間傳遞遺傳信息的途徑是→RNA→蛋白質(zhì)，A項錯誤；在生物體中，不同細(xì)胞之間信息的識別主要依賴于細(xì)胞膜上的糖蛋白和糖脂，B項錯誤；神經(jīng)調(diào)節(jié)是動物生命活動調(diào)節(jié)的主要形式，因此在動物體中，信息在不同組織、器官之間傳遞的主要形式是神經(jīng)沖動和神經(jīng)遞質(zhì)，在植物體中，信息在不同組織、器官之間傳遞的主要形式是激素，C項錯誤；日照時間的長短屬于物理信息，開花與植物種群的繁衍密切相關(guān)，所以在生態(tài)系統(tǒng)中，某些植物在長日照條件下才開花，說明信息傳遞利于種群的繁衍，D項正確。
巧判生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的類型
(1)涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號，通過動物感覺器官皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感覺上述信息，則判斷為物理信息。
(2)若涉及化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)性(如性外激素等)這一特點，則判斷為化學(xué)信息。
(3)凡涉及“肢體語言”者均屬行為信息。
(4)若在影響視線的環(huán)境中(如深山密林)，生物間多依靠“聲音”這種物理形式傳遞信息。
(5)若在噪音嘈雜的環(huán)境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢體語言”這種“行為”進(jìn)行信息交流?！矊?yīng)訓(xùn)練〕
2．(2019·黑龍江省生物模擬)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞說法不正確的是(　A　)
A．生物種群的繁衍無需信息傳遞
B．自然界中，植物的開花需要光信息的刺激
C．生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞往往是雙向的
D．蝙蝠對周圍環(huán)境的識別、取食與飛行，幾乎完全依賴于聲波
[解析]　根據(jù)分析可知，生物種群的繁衍離不開信息傳遞的作用，A錯誤；自然界中植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時間達(dá)到一定長度時，植物才能開花，B正確；生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞往往是雙向的，C正確；蝙蝠對周圍環(huán)境的識別、取食與飛行，幾乎完全依賴聲波。蝙蝠通過自身發(fā)出聲波，對目標(biāo)進(jìn)行“回聲定位”，D正確。
考向三　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞
例3 (2019·山東濟(jì)南開學(xué)考試)如圖為生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞模式圖，相關(guān)敘述不正確的是(　A　)

A．信息傳遞是雙向的，能量流動和物質(zhì)循環(huán)也是雙向的
B．生態(tài)系統(tǒng)的功能主要是能量流動和物質(zhì)循環(huán)，還有信息傳遞
C．物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的動力，信息傳遞則決定著能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向
D．生態(tài)系統(tǒng)各成分間都有各種形式的信息傳遞
[解析]　能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，而物質(zhì)循環(huán)是反復(fù)利用、循環(huán)流動的，信息傳遞往往是雙向的。
〔對應(yīng)訓(xùn)練〕
3．(2019·長沙一中月考)下列關(guān)于物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系敘述不正確的是(　A　)
A．物質(zhì)為能量的載體，使能量在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)
B．能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)
C．物質(zhì)循環(huán)和能量流動同時進(jìn)行
D．二者相互依存，不可分割
[解析]　能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，因此能量不能在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)，A項錯誤；能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)，B項正確；能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進(jìn)行的，C項正確；能量流動和物質(zhì)循環(huán)是相互依存、不可分割的，D項正確。
4．(2019·河北省承德市高三期末)淡水養(yǎng)殖在魚類養(yǎng)殖上的應(yīng)用非常普遍。請回答下列相關(guān)的問題：
(1)魚類養(yǎng)殖中要采用立體養(yǎng)殖法，從群落結(jié)構(gòu)的角度分析，立體養(yǎng)殖可以充分利用空間和資源。從能量流動的角度分析，合理密養(yǎng)可以提高能量利用率，使生產(chǎn)者固定的能量更多的流向人類。
(2)某淡水養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中存在浮游植物、浮游動物、鳙魚、鰱魚，其中鳙魚以浮游動物和浮游植物為食，鰱魚和浮游動物以浮游植物為食。若浮游植物提供1.0×103 kJ的能量，其中鰱魚獲得的能量為1.0×102 kJ，鳙魚的食物1/2來自浮游植物，1/2來自浮游動物，則鳙魚最多獲得能量33.3(或100/3)kJ。調(diào)查鰱魚的種群密度的常用方法為標(biāo)志重捕法。
(3)某種魚排卵時還能釋放激素以吸引雄魚前來排精，以促進(jìn)卵子受精，這種激素屬于生態(tài)系統(tǒng)的化學(xué)信息，該實例說明信息傳遞有利于生物種群的繁衍。
[解析]　(1)采用立體養(yǎng)殖法養(yǎng)殖魚類，從群落結(jié)構(gòu)的角度分析，主要是讓不同魚種在不同水域?qū)用娉浞掷盟蚩臻g和資源。從能量流動的角度分析，合理密養(yǎng)可以提高能量利用率，使生產(chǎn)者固定的能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧?2)根據(jù)題意涉及三條食物鏈：浮游植物→鰱魚，浮游植物→鳙魚，浮游植物→浮游動物→鳙魚；鰱魚獲得能量為1.0×102 kJ，則浮游植物提供給鳙魚的能量最多為：1.0×103－1.0×102×5＝5.0×102 kJ，據(jù)題中各食物鏈能量分配比，則鳙魚獲得的最多能量為x：x÷20%＋x÷(20%)2＝5.0×102，即：x＝。由于鳙魚活動范圍廣，活動能力強(qiáng)，通常采用標(biāo)志重捕法調(diào)查其種群密度。(3)某種魚排卵時還能釋放激素以吸引雄魚前來排精，以促進(jìn)卵子受精，這種激素是生物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，屬于生態(tài)系統(tǒng)的化學(xué)信息，該實例說明信息傳遞有利于生物種群的繁衍。


考點二　生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生態(tài)保護(hù)

1．概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。
2．形成原因：生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。
(1)實例


(2)基礎(chǔ)：負(fù)反饋調(diào)節(jié)，在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。
(3)特點：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的，當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力會迅速喪失，生態(tài)系統(tǒng)原狀難以恢復(fù)。
3．類型
類型
抵抗力穩(wěn)定性
恢復(fù)力穩(wěn)定性
區(qū)別
實質(zhì)
保持自身結(jié)構(gòu)與功能相對穩(wěn)定
恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能相對穩(wěn)定
核心
抵抗干擾，保持原狀
遭到破壞，恢復(fù)原狀
影響因素

聯(lián)系
一般情況下二者呈負(fù)相關(guān)，a為抵抗力穩(wěn)定性，b為恢復(fù)力穩(wěn)定性。

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)干擾的程度，對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)適度，不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。
(2)對人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實施相應(yīng)的物質(zhì)和能量投入。
5．人口問題

6.全球性的環(huán)境問題
(1)生態(tài)環(huán)境問題的類型及主要成因

(2)特點：全球性。
(3)影響：對生物圈的穩(wěn)態(tài)造成嚴(yán)重威脅，并且影響到人類的生存和發(fā)展。
7．生物多樣性及其保護(hù)
(1)生物多樣性的內(nèi)容


易錯整合，判斷正誤。
(1)害蟲數(shù)量對其天敵鳥類數(shù)量的影響一定存在反饋調(diào)節(jié)(　√　)
(2)許多野生生物的使用價值目前還不清楚，說明生物多樣性具有間接價值(　×　)
(3)保護(hù)生物多樣性并非禁止開發(fā)利用任何自然資源，而是反對盲目地、掠奪式地開發(fā)利用(　√　)
(4)盲魚作為進(jìn)化研究的材料體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值(　×　)
(5)生物多樣性對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其間接價值(　√　)
(6)為協(xié)調(diào)人口與環(huán)境的關(guān)系，應(yīng)繼續(xù)控制人口增長，加大保護(hù)資源和環(huán)境的力度，努力推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)(　√　)
(7)造成地面紫外線照射增強(qiáng)的直接原因是南極冰川融化(　×　)
(8)被有機(jī)物輕度污染的流動水體中，距排污口越近的水體中溶解氧越多(　×　)
(9)生物多樣性對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其間接價值(　√　)
(10)盲魚作為進(jìn)化研究的材料體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值(　×　)
(11)某地區(qū)為打造灰椋鳥品牌，計劃在林區(qū)大規(guī)模清除其他樹種，并改種灰椋鳥喜居的樹種，招引灰椋鳥，該計劃的實施將使該區(qū)農(nóng)林害蟲數(shù)量必然大幅度上升(　×　)
(12)生物多樣性的直接價值遠(yuǎn)大于間接價值(　×　)

1．圖A為草原生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調(diào)節(jié)示意圖，圖B為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的某種調(diào)節(jié)活動。請據(jù)圖思考下列問題：

(1)反饋調(diào)節(jié)有正反饋調(diào)節(jié)和負(fù)反饋調(diào)節(jié)，圖A和圖B分別屬于哪一種？
(2)請寫出圖A中的食物鏈。
[提示](1)圖A所示的是負(fù)反饋調(diào)節(jié)，圖B所示的是正反饋調(diào)節(jié)。
(2)乙→甲→丙。
2．下圖中1表示生物多樣性的三個不同層次，圖2中甲、乙、丙是關(guān)于地雀的進(jìn)化、發(fā)展過程示意圖。

圖1

甲　　　　　　　　乙　　　　　　　丙
圖2
說明：此圖中地雀A與地雀B可以交配產(chǎn)生可育后代，地雀C與地雀A、B之間不能互相交配
(1)圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表生物多樣性的哪個層面？
(2)圖2中哪些地雀間差異能體現(xiàn)基因多樣性？哪些地雀差異能體現(xiàn)物種多樣性？請說明判斷依據(jù)。
(3)在“蒲公英→麻雀→蛇”這個食物鏈中：
①蒲公英可以作為工業(yè)原料，蛇可以作為制藥原料。以上可說明生物多樣性具有何種價值？
②在上述食物鏈中，麻雀數(shù)目的增多，導(dǎo)致蛇的數(shù)目也增多，但蛇增多后，麻雀數(shù)目受到抑制。這反映了什么調(diào)節(jié)機(jī)制？同時也說明生物多樣性具有何類價值？
[提示](1)Ⅰ反映了同一物種中的差異應(yīng)為基因多樣性；
Ⅱ反映了不同物種間的差異應(yīng)為“物種多樣性”；
Ⅲ反映了生物與無機(jī)環(huán)境間的關(guān)系應(yīng)為“生態(tài)系統(tǒng)多樣性”。
(2)由A與B可以交配產(chǎn)生可育后代推知，二者未產(chǎn)生“生殖隔離”，應(yīng)屬同一物種，其差異應(yīng)為“基因多樣性”；由C與A、B間“不能互相交配”推知，C與A、B間已產(chǎn)生生殖隔離，故C為新物種，則C與A、B間的差異反映的是物種多樣性。
(3)①直接。②負(fù)反饋；間接。

1．生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)中正反饋和負(fù)反饋的比較
比較項目
正反饋調(diào)節(jié)
負(fù)反饋調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)方式
加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化
抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化
結(jié)果
常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)
有利于生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定
實例分析


2.生態(tài)缸設(shè)計要求及相關(guān)分析
設(shè)計要求
相關(guān)分析
生態(tài)缸必須是封閉的
防止外界生物或非生物因素的干擾
生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強(qiáng)的生活力，成分齊全(具有生產(chǎn)者、消費者和分解者)
生態(tài)缸中能夠進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定
生態(tài)缸的材料必須透明
為光合作用提供光能；便于觀察
生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)適宜，要留出一定的空間
便于操作；缸內(nèi)儲備一定量的空氣
3.生物多樣性的三個層次

4．生物多樣性價值
(1)直接價值：藥用價值、工業(yè)原料、科研價值、文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作、旅游、美學(xué)價值等。
(2)間接價值：生態(tài)功能，如保持水土、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候等。
(3)潛在價值：大量野生生物的使用價值目前還不清楚，但將來可能有重要作用，一旦這些生物從地球上消失，就永遠(yuǎn)無法再生了。
5．可持續(xù)發(fā)展——人類的必然選擇
(1)內(nèi)涵
追求的是自然、社會、經(jīng)濟(jì)的持久而協(xié)調(diào)的發(fā)展。
(2)實現(xiàn)措施
①保護(hù)生物多樣性。
②保護(hù)環(huán)境和資源。
③建立人口、環(huán)境、科技和資源消費之間的協(xié)調(diào)與平衡。

考向一　生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
例4 (2019·江西省新余市高三期末)新余某校生物興趣小組對仙女湖生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了一段時間的跟蹤研究。
(1)該湖泊中食物鏈最高營養(yǎng)級的某魚種群的年齡組成，結(jié)果如下表。該魚在3＋時達(dá)到性成熟(進(jìn)入成年)，9＋時喪失繁殖能力(進(jìn)入老年)。據(jù)此推測，在這段研究期間，該魚種群的年齡組成是穩(wěn)定型，該營養(yǎng)級能量分配去向除了未利用的，還應(yīng)包括分解者分解和自身呼吸消耗。
年齡
0＋
1＋
2＋
3＋
4＋
5＋
6＋
7＋
8＋
9＋
10＋
11＋
≥
個體數(shù)
92
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
264
注：表中“1＋”表示魚的年齡大于等于1，小于2，其他依次類推。
(2)若為了改善水系景觀，清除多種野生植物，擴(kuò)大荷花等少數(shù)幾種觀賞植物的種植面積，則該湖泊生態(tài)系統(tǒng)消除少量城市生活廢水的能力會減弱(填“增強(qiáng)”或“減弱”)，其主要原因是生物多樣性被破壞，(濕地)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力(或抵抗力穩(wěn)定性)減弱。
(3)該湖泊曾發(fā)生過水華，藻類水華的發(fā)生通常被認(rèn)為是N、P污染導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的結(jié)果。水體富營養(yǎng)化后，水中含氧量降低，原因一是藻類大量增生并覆蓋水面使水體中含氧量明顯下降；另一原因是，水中生物大量死亡，導(dǎo)致需氧型(填“需氧型”或“厭氧型”)微生物的大量繁殖，使水體含氧量進(jìn)一步減少。水中含氧量降低和藻類分泌的毒素都會進(jìn)一步引起水生動物死亡，加劇水體的污染，形成正反饋(填“負(fù)反饋”或“正反饋”)，最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)崩潰。
(4)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)能夠控制洪水、調(diào)節(jié)氣候，體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值。研究湖泊的邊界和范圍屬于群落水平的研究。
考向二　生態(tài)環(huán)境的保護(hù)
例5 (2017·江蘇卷，9)江蘇省徐州市多年來圍繞“一城青山半城湖”理念，實施了一系列生態(tài)建設(shè)工程，生態(tài)效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。下列有關(guān)該生態(tài)工程的分析評價不合理的是(　D　)
A．使物種多樣性程度顯著提高
B．使生物群落的組成更為復(fù)雜
C．使生態(tài)系統(tǒng)的類型更為多樣
D．其主要目的是提高生物多樣性的直接價值
[解析]　生態(tài)工程建設(shè)可以提高生物多樣性，增加豐富度，使群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加生態(tài)系統(tǒng)的類型，增加生物多樣性的間接價值(生態(tài)功能)，但不一定增加生物多樣性的直接價值，A、B、C項正確，D項錯誤。
〔對應(yīng)訓(xùn)練〕
5．(2019·海南省八校高三生物)下列有關(guān)生態(tài)學(xué)的基本原理在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用的敘述，錯誤的是(　C　)
A．合理的規(guī)劃載牧量，能使能量持續(xù)地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?br /> B．生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，將秸稈作飼料喂牲畜能實現(xiàn)能量的多級利用
C．大量引入外來物種，能增加當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的物種多樣性，提高穩(wěn)定性
D．合理地引入天敵治理害蟲，能避免因化學(xué)農(nóng)藥的大量使用而帶來的二次污染
[解析]　合理的規(guī)劃載牧量，能使能量持續(xù)地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?，A正確；生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，將秸稈作飼料喂牲畜能實現(xiàn)能量的多級利用，B正確；大量引入外來物種，能增加當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的物種多樣性，，可能會提高穩(wěn)定性，有可能導(dǎo)致生態(tài)入侵，使得本地物種的生存受到威脅，C錯誤；合理地引入天敵治理害蟲，能避免因化學(xué)農(nóng)藥的大量使用而帶來的二次污染，D正確。

課末總結(jié)

1．〔思維導(dǎo)圖〕

2．〔簡答題常考長句分析〕
1．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指的是組成生物體的各種元素在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間循環(huán)往復(fù)的現(xiàn)象。
2．碳元素在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間是以CO2的形式循環(huán)的，在生物群落內(nèi)部是以含碳有機(jī)物的形式傳遞的。
3．生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞包括物理信息、化學(xué)信息和行為信息等形式。
4．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。
5．生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無限的，當(dāng)外界干擾因素超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力會迅速喪失。
6．全球性環(huán)境問題主要包括全球氣候變化、水資源短缺、臭氧層破壞、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多樣性銳減等。
7．生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層次；生物多樣性具有直接價值、間接價值和潛在價值。
8．生物多樣性保護(hù)包括就地保護(hù)、易地保護(hù)，利用生物技術(shù)保護(hù)及法制保護(hù)。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2019·天津卷，7)在北方農(nóng)牧交錯帶的中溫帶半干旱區(qū)，當(dāng)農(nóng)田連續(xù)耕作六年后，農(nóng)作物產(chǎn)量往往下降，棄耕后土地易沙化。對三片棄耕土地分別采取圍封禁牧、人工種植灌木或喬木等恢復(fù)措施，灌木、喬木成活后該地自然恢復(fù)。十五年后進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見下表。

*多樣性指數(shù)綜合反映豐富度和均勻度
據(jù)表回答：
(1)土壤含水量增加最明顯的是人工喬木林樣地。土壤全氮增加最明顯的是人工灌木林樣地，這是該樣地內(nèi)豆科植物與根瘤菌相互作用的結(jié)果，豆科植物與根瘤菌的種間關(guān)系為互利共生。
(2)三種恢復(fù)措施均可改良土壤，這體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值。
(3)在半干旱地區(qū)，節(jié)肢動物是物種最豐富和數(shù)量最多的類群，在食物網(wǎng)中占據(jù)重要地位，其多樣性一定程度上可反映生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性。從生物多樣性角度分析，三種恢復(fù)措施中更適宜于中溫帶半干旱區(qū)的是圍封禁牧。
(4)在中溫帶半干旱區(qū)，草原生態(tài)系統(tǒng)比農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)。
[解析]　(1)由表中數(shù)據(jù)可知，土壤含水量增加最明顯的是人工喬木林樣地。土壤全氮增加最明顯的是人工灌木林樣地，題目指出這是該樣地內(nèi)豆科植物與根瘤菌相互作用的結(jié)果，說明豆科植物與根瘤菌相互依存，彼此有利，其種間關(guān)系為互利共生。(2)三種恢復(fù)措施均可改良土壤，影響了環(huán)境條件，體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值。(3)據(jù)題可知，節(jié)肢動物多樣性指數(shù)可反映生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性，表中數(shù)據(jù)顯示，在中溫帶半干旱區(qū)，節(jié)肢動物多樣性指數(shù)最高的樣地是禁牧草地，所以從保護(hù)生物多樣性角度分析，采取的恢復(fù)措施是圍封禁牧。(4)在中溫帶半干旱區(qū)，與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)相比，草原生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性更豐富，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，所以其自我調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)。
2．(2018·全國卷Ⅲ，6)某同學(xué)運用黑光燈誘捕的方法對農(nóng)田中具有趨光性的昆蟲進(jìn)行調(diào)查。下列敘述錯誤的是(　B　)
A．趨光性昆蟲是該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的消費者
B．黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息屬于化學(xué)信息
C．黑光燈誘捕的方法可用于調(diào)查某種趨光性昆蟲的種群密度
D．黑光燈誘捕的方法可用于探究該農(nóng)田趨光性昆蟲的物種數(shù)目
[解析]　A對：昆蟲以植物或微小動物等為食，屬于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的消費者。B錯：黑光燈傳遞的光，是通過物理過程傳遞的信息，屬于物理信息。C、D對：對于具有趨光性的昆蟲，可運用黑光燈誘捕的方法調(diào)查其種群密度，此外還可運用此方法探究該農(nóng)田趨光性昆蟲的物種數(shù)目。
3．(2017·江蘇卷，24)下列關(guān)于種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的敘述，正確的是(多選)(　BD　)
A．調(diào)查草地某種蜘蛛種群密度時，要選擇草多的地方，否則結(jié)果偏低
B．西雙版納熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于三北防護(hù)林
C．一只猛禽追逐另一只抓握著鼠的猛禽，這兩只猛禽屬于捕食關(guān)系
D．一棵樹上不同高度的喜鵲巢，不能反映動物群落的垂直結(jié)構(gòu)
[解析]　調(diào)查草地某種蜘蛛的種群密度可用樣方法，要注意隨機(jī)取樣，不能選擇草多的地方，A項錯誤；西雙版納熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的物種豐富度要高于三北防護(hù)林，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，B項正確；若兩只猛禽是不同物種，則兩者之間可能存在著捕食關(guān)系，若其中一只猛禽追趕的目的是爭奪另一只猛禽抓握著的鼠，則二者之間是競爭關(guān)系，C項錯誤；一棵樹上不同高度的喜鵲巢屬于同一種生物搭建的，不能反映不同物種在垂直結(jié)構(gòu)上的分布，D項正確。
4．(全國卷Ⅰ，5)在漫長的歷史時期內(nèi)，我們的祖先通過自身的生產(chǎn)和生活實踐，積累了對生態(tài)方面的感性認(rèn)識和經(jīng)驗，并形成了一些生態(tài)學(xué)思想，如：自然與人和諧統(tǒng)一的思想。根據(jù)這一思想和生態(tài)學(xué)知識，下列說法錯誤的是(　B　)
A．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動有其自身的運行規(guī)律
B．若人與自然和諧統(tǒng)一，生產(chǎn)者固定的能量便可反復(fù)利用
C．“退耕還林、還草”是體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一思想的實例
D．人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定為原則，確定自己的消耗標(biāo)準(zhǔn)
[解析]　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動有其自身的運行規(guī)律，A正確；能量流動的特點為單向流動、逐級遞減，因此生產(chǎn)者固定的能量不可能反復(fù)利用，B錯誤；退耕還林、還草，增加了生物多樣性，可體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一的思想，C正確；人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定為原則，對生態(tài)系統(tǒng)適度利用，不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，D正確。
5．(江蘇卷，20)為修復(fù)長期使用農(nóng)藥導(dǎo)致有機(jī)物污染的農(nóng)田，向土壤中投放由多種微生物組成的復(fù)合菌劑。下列相關(guān)敘述中錯誤的是(　B　)
A．加入菌劑可增加土壤中的物種多樣性，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
B．該菌劑減少了殘留農(nóng)藥進(jìn)入農(nóng)作物，一定程度上阻礙了土壤中的物質(zhì)循環(huán)
C．土壤有毒物質(zhì)的減少有利于增加農(nóng)田動物的種類，降低害蟲的優(yōu)勢度
D．農(nóng)藥降解菌具有分解農(nóng)藥的特殊代謝途徑，體現(xiàn)了基因多樣性的應(yīng)用價值
[解析]　該菌劑中含有多種微生物，可增加土壤中的物種多樣性，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，A正確；該菌劑中的微生物分解殘留農(nóng)藥，在一定程度上促進(jìn)了土壤中的物質(zhì)循環(huán)，B錯誤；土壤有毒物質(zhì)的減少，可避免農(nóng)田動物受毒害，能有效地增加其種類，同時也增大了害蟲的環(huán)境壓力，降低了其優(yōu)勢度，C正確；農(nóng)藥降解菌具有分解農(nóng)藥的特殊代謝途徑，從根本上講是因為它存在相應(yīng)的基因，這體現(xiàn)了基因多樣性的應(yīng)用價值，D正確。
6．(2018·全國卷Ⅲ，32)下圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖。

據(jù)圖回答下列問題：
(1)蚯蚓生命活動所需的能量來自生活垃圾中的有機(jī)物(填“有機(jī)物”或“無機(jī)物”)。生活垃圾中的細(xì)菌和真菌屬于分解者，在生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用是將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機(jī)物。
(2)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用，若要采用生物方法處理生活垃圾，在確定處理生活垃圾的方案時，通常需要考慮的因素可概括為3個方面，即待分解垃圾的性質(zhì)，引進(jìn)的分解者生物的種類，處理環(huán)境的理化條件。
(3)有機(jī)肥在土壤中經(jīng)分解、轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生NO，通常植物根系對NO的吸收是通過主動運輸完成的。
[解析]　(1)蚯蚓為分解者，通過分解生活垃圾中的有機(jī)物獲得其生命活動所需的能量。生態(tài)系統(tǒng)中的分解者能將動植物遺體和動物的排遺物等中的有機(jī)物分解為無機(jī)物，保障物質(zhì)循環(huán)的順利進(jìn)行。
(2)采用生物方法處理生活垃圾時，需考慮生活垃圾的性質(zhì)(是有機(jī)垃圾還是無機(jī)垃圾)、引進(jìn)的分解者生物的種類，還需考慮處理環(huán)境的理化條件，如氧氣、溫度和水分等。
(3)植物根細(xì)胞對無機(jī)鹽離子如NO的吸收是通過主動運輸完成的。