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1、第4讲 生态系统的物质循环和稳定性,一、生态系统的物质循环 1.概念 （1）物质：组成生物体的_，如C、H、O、N、P、S。 （2）循环范围：_和_之间。 （3）循环特点：具有_。,化学元素,生物群落,无机环境,全球性,2.碳循环 （1）循环形式： 无机环境与生物群落之间：_。 在生物群落中：以_形式沿_传递。,CO2,有机物,食物链和食物网,（2）写出图中AE所代表的过程： A _， B _， C _， D _， E _。 （3）温室效应的形成原因：_含量迅速增加，打破了生物圈的_。 【点拨】生态系统的物质循环指的是生态系统中C、H、O、N、P等元素的循环，而不是生态系统中化合物或单质的循环
2、。,光合作用,呼吸作用,呼吸作用,摄食,分解作用,大气中CO2,碳循环平衡,二、生态系统的稳定性 1.抵抗力稳定性 生态系统抵抗_并使自身的结构与功能_的能力。 2.恢复力稳定性 生态系统在遭到_因素的破坏以后恢复到原状的能力。 3.二者的关系 往往是_关系。 【点拨】生态系统稳定性的表现：生态系统发展到成熟阶段，生产者、消费者和分解者三大类群齐全，能量输入保持稳定，物质的输 入和输出相对平衡。,外界干扰,保持原状,外界干扰,相反,1大气中的碳元素都是通过植物的光合作用进入生物群落。 （ ） 【分析】大气中的碳元素通过植物的光合作用或微生物的化能合成作用进入生物群落。 2化石燃料的燃烧是形成温
3、室效应的主要原因。（ ） 【分析】大气中CO2的来源主要有三个：一是分解者的分解作用，二是动植物的细胞呼吸，三是化石燃料的燃烧，其中化石燃料的燃烧是形成温室效应的主要原因。,3一般来说，森林生态系统的稳定性比农田生态系统的稳定性要高。（ ） 【分析】比较不同生态系统的稳定性应强调是抵抗力稳定性，还是恢复力稳定性。一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性比农田生态系统的抵抗力稳定性要高。 4河流受到轻度污染后的自净作用和受到重度污染后的缓慢恢复都体现了生态系统的恢复力稳定性。（ ） 【分析】河流受到轻度污染后的自净作用体现了生态系统的抵抗力稳定性，受到重度污染后的缓慢恢复体现了生态系统的恢复力稳定性
4、。,生态系统的物质循环 1实例碳循环 (1)过程：,动植物残骸,大气中的CO2库,化石燃料,动物,植物,图乙,分解者的分解作用,燃烧,(2)图解说明： 大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或微生物的化能合成作用完成的。 碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。 大气中的CO2主要来源于化石燃料燃烧产生的CO2。 碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他成分之间的传递都是单向的。,2.温室效应 (1)主要成因：大量使用化石燃料，打破了生物圈中碳循环的平衡，大气中
5、的二氧化碳迅速增加。 (2)影响：地球气候异常，灾难性气候增加；温度上升，冰川融化，导致海平面上升，沿海国家和地区可能被海水淹没。 (3)解决方法：减少化石燃料的使用，开发新的能源，改进能源结构，如利用风能、水能、核能等。,3物质循环与能量流动的关系,以有机物为载体,单向传递、逐级递减,生态系统各营养级,主要是无机物,全球性、循环性,生物圈(全球性),同时进行、相互依存,不可分割 能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解 物质是能量沿食物链(网)流动的载体 能量是物质在生态系统中往复循环的动力,【技巧点拨台】 碳循环的总结 （1）碳的存在形式： 生物群落内：以有机物形式存在； 无机
6、环境中：以CO2和碳酸盐形式存在。 （2）碳的循环形式： 碳在生物群落和无机环境中主要以CO2的形式循环。 （3）与碳循环有关的生理过程： 光合作用、呼吸作用和分解作用，其中分解作用的主要过程是分解者的呼吸作用。,【典例训练1】（2012北海模拟）分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是( ),A物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动 B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 C能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量 D碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,【解题指南】 1.考查实质：本题结合图形考查生态系统中物质循
7、环、能量流动的过程和关系，考查学生对图形的分析能力。 2.解题思路：从生态系统的能量流动和物质循环的关系简图入手，正确理解能量流动的起点、物质循环的形式以及两者之间的关系。 【解析】选C。A项和B项，物质循环和能量流动的联系：物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；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；,C项，生产者固定的太阳能的总量包括三部分：生产者自身的呼吸作用散失的能量、生产者流向初级消费者的能量、生产者流向分解者的能量，其中能量和能量代表所有生物的呼吸作用散失的能量；D项，碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内部以有机
8、物的形式传递。,【变式训练】大气中CO2过多与碳循环失衡有关。哥本哈根世界气候大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所作出的判断不正确的是( ) A增加自养生物种类和数量 有利于降低大气中的CO2含量 B大气中CO2的增加主要与异 养生物的数量增加有关 C该生态系统中的所有自养生物与所有异养生物构成了生物群落 D该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动方向,【解析】选B。降低大气中的CO2含量，主要通过生产者的光合作用来完成；大气中CO2的增加主要是由化石燃料的大量燃烧引起的，异养生物的数量增加对大气中CO2的浓度改变不会有很大影响；生物群落包括生产者、消费者、分解者，其中生产者属于自
9、养型，消费者、分解者都为异养型；物质是循环的，能量流动是单向逐级递减不循环的，故题图不能准确表示能量流动方向。,生态系统的稳定性 1.具体表现 (1)结构相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈周期性变化，可用下图曲线表示。 (2)功能相对稳定：生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。,2.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较,保持自身结构功能相对稳定,恢复自身结构功能相对稳定,抵抗干扰、保持原状,遭到破坏、恢复原状,一般地说,生态系统中物种丰富度越大,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越高,一般地说,生态系统中物种丰富度越小,营养结构越简单,
10、恢复力稳定性越高,一般呈相反关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差,反之亦然; 二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用共同维持生态系统的稳定。 如图所示:,【高考警示钟】1.生态系统的稳定性不是恒定不变的，它是一种相对稳定。 2.生态系统的生物数量越多，生态系统的抵抗力稳定性不一定越强，但生态系统的生物种类越多，生态系统的抵抗力稳定性越强。 3.负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性，而是使最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定。,【典例训练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
11、的自我调节能力特点是( ) A种群数量多，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能量流动速度快，物质循环速度慢,【解题指南】 1.考查实质：本题以热带雨林为例，通过比较考查生态系统中自我调节能力的特点。 2.解题关键：从生态系统结构和功能的角度，分析生态系统中决定自我调节能力的因素。,【解析】选C。热带雨林生物种类繁多，生态系统的成分和营养结构复杂。因此，自我调节能力强，抵抗力稳定性强而恢复力稳定性弱。热带雨林生态系统与其他生态系统相比，光照较强，气温较高，生产者和分解者的活动均较强，因此物质循环和能量流动速度均较快。,【变式训练】某池塘
12、演变早期，藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类数量减少，接着又引起水蚤减少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是( ) A早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节 B早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节 C早期、后期均属于负反馈调节 D早期、后期均属于正反馈调节,【解析】选B。负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化，题干中所述的后期属于正反馈调节。,表格类信息
13、题 判断生态系统的稳定性 【案例】为观察生态系统的稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。,请回答以下问题： （1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_，原因是_。 （2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是_ _。 （3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量_，原因是_ _。,（4）根据观测结果，得出结论： _ _。 _ _。,【命题人透析】 （1）甲瓶为何最稳定： 生态系统的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。在光照条件下，水草、藻类为生产者，进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消
14、费者浮游动物（小鱼）提供氧气和食物，泥沙中含有微生物分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。,（2）准确分析表中的信息： 乙瓶与甲瓶相比缺少光照，不久稳定性被破坏，说明光照是维持该生态系统的必要条件； 丙瓶与甲瓶相比缺少分解者，不久稳定性被破坏，说明分解者是维持该生态系统的必要条件； 丁瓶与甲瓶相比多小鱼，消费者过多，也造成稳定性被破坏，说明生态瓶中消费者不能过多，过多会破坏食物链，造成生态系统崩溃。,【标准答案】 （1）减少 缺乏光照，无法进行光合作用 （2）没有微生物的分解作用 （3）低 小鱼呼吸要消耗部分氧气 （4）分解者是生态系统的重要组成成分 光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件,【阅卷人点评】 得分要点 （1）必须体现“减少 缺乏光照，无法进行光合作用”。 （2）必须体现“没有微生物”。 （3）必须体现“低 小鱼呼吸要消耗部分氧气”。 （4）必须体现“光照是必要条件，分解者是重要组成成分”。,失分案例 （1）错答为“增加 消费者少”。 （2）错答为“光合作用旺盛”。 （3）错答为“相等 生产者一样”。 （4）错答为“泥沙是生态系统的重要成分生物越多，生态系统 越稳定等”。,1.从生态系统的物质循环角度看，人体内碳元素的根本来源是 ( ) A.大气中的C
