選修一生物技術(shù)實踐試題

專題31生態(tài)系統(tǒng)的功能(能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞)及穩(wěn)定性一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1．概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的①

、傳遞、②

和散失的過程。2．過程(1)輸入途徑：主要是生產(chǎn)者的③

。(2)起點：從④

固定太陽能開始，總能量為生產(chǎn)者所固定的全部太陽能。輸入轉(zhuǎn)化光合作用生產(chǎn)者(3)途徑：以有機物形式沿⑤

向下一營養(yǎng)級傳遞，散失的能量是三大功能類群生物呼吸作用產(chǎn)生的熱能。食物鏈3．特點(1)⑦

：沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可⑧

，也不能⑨

。(2)⑩

(傳遞效率為10%～20%)。a．每個營養(yǎng)級生物都因呼吸作用而散失部分熱能。b．每個營養(yǎng)級總有部分能量被分解者利用。c．每個營養(yǎng)級生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。能量金字塔：將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值?

繪成圖，可形成一個金字塔圖形。單向流動逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動逐級遞減由低到高4．意義(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計?

，使能量得到?

的利用。(2)幫助人們合理地?

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量?

地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。人工生態(tài)系統(tǒng)最有效調(diào)整持續(xù)高效全球性循環(huán)流動各種組成成分三、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞1．信息(1)概念：是指日常生活中，可以傳播的信息、情報、指令、數(shù)據(jù)與信號等。農(nóng)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品有害動物保持或恢復(fù)結(jié)構(gòu)和功能自我調(diào)節(jié)負反饋干擾物質(zhì)、能量投入結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)1.對能量流動的理解“能量流動”是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一，能量是維持生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的動力?？键c1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

起點生產(chǎn)者源頭能量輸入相關(guān)生理過程總能量能量的傳遞傳遞形式：傳遞渠道：能量的散失相關(guān)生理過程形式能量流動特點光源光合作用、化能合成作用生產(chǎn)者固定的太陽能總量有機物沿食物鏈和食物網(wǎng)細胞呼吸熱能①逐級遞減；②單向流動a．自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。3．流動模型——生態(tài)金字塔的類型、含義比較能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形象征含義一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減一般生物有機物的總質(zhì)量沿食物鏈升高逐級遞減每一階含義特殊形狀無樹→昆蟲→鳥極少能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目每一營養(yǎng)級生物的有機物總量1.物質(zhì)循環(huán)分析考點2生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動的比較

范圍生物圈(全球)物質(zhì)對象形式生物群落與無機環(huán)境之間：無機物生物群落內(nèi)：有機物動力能量重要生物類群生產(chǎn)者：物質(zhì)、能量輸入分解者：物質(zhì)、能量輸出特點組成生物體的化學(xué)元素全球性、往復(fù)循環(huán)、反復(fù)利用2.碳循環(huán)過程項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式過程范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級特點反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動聯(lián)系①能量的固定、轉(zhuǎn)移、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)的動力光能→化學(xué)能→熱能(一般形式)以化學(xué)元素形式流動沿食物鏈(網(wǎng))單向流動在無機環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)全球性單向流動，逐級遞減4.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系圖解1.信息傳遞的模型及解讀(1)該模型為信息傳遞模式圖，屬物理模型。考點3生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

(2)范圍(3)形式：分為物理信息、化學(xué)信息、行為信息。(4)來源：可來自于無機環(huán)境，也可來自于生物。(5)方向：信息傳遞是雙向的。(6)作用：信息傳遞可以調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系。(7)過程：信源(信息產(chǎn)生)信息道(信息傳輸)信宿(信息接收)反饋作用阻礙其中的任一環(huán)節(jié)均不能實現(xiàn)信息的傳遞。2．信息傳遞的作用或應(yīng)用(見下表)作用或應(yīng)用舉例有利于生命活動的正常進行①蝙蝠依靠“回聲定位”實現(xiàn)對周圍環(huán)境的識別、取食與飛行；②萵苣的種子必須接受某種波長的光信息才能萌發(fā)生長調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定①草原上，草返青時，“綠色”為食草動物提供了可采食的信息；②森林中狼與兔相互依據(jù)對方的氣味捕食或躲避；③煙草釋放化學(xué)物質(zhì)調(diào)控害蟲天敵有利于生物種群的繁衍①植物開花需光信息刺激；②昆蟲分泌性外激素，引誘異性個體提高農(nóng)產(chǎn)品或者畜產(chǎn)品的產(chǎn)量；對有害動物進行控制利用模擬動物信息吸引傳粉動物，提高果樹傳粉效率和結(jié)實率；利用音響設(shè)備誘捕或驅(qū)趕有害動物3.信息傳遞與能量流動、物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系項目區(qū)別聯(lián)系來源途徑特點范圍共同把生態(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)定性能量流動太陽能食物鏈或食物網(wǎng)單向流動，逐級遞減食物鏈各營養(yǎng)級生物間物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動群落與無機環(huán)境之間信息傳遞生物或無機環(huán)境多種途徑往往具有雙向性生物與生物之間或生物與環(huán)境之間4.生態(tài)系統(tǒng)三大基本功能的重要性任何生態(tài)系統(tǒng)都具有能量流動、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。(1)能量流動——生態(tài)系統(tǒng)的動力。(2)物質(zhì)循環(huán)——生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。(3)信息傳遞——決定能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)。1.穩(wěn)定性表現(xiàn)(1)結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中動植物的種類及數(shù)量一般不會有太大的變化，一般相關(guān)種群數(shù)量呈現(xiàn)周期性變化，可用如圖曲線表示：(2)功能的相對穩(wěn)定：生物群落的能量輸入與輸出相對平衡，物質(zhì)的輸入與輸出保持相對平衡?？键c4生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性2．生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性的原因生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。負反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。(1)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與自我調(diào)節(jié)能力的關(guān)系(2)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無限的，當(dāng)外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力迅速喪失，生態(tài)系統(tǒng)將難以恢復(fù)平衡。生態(tài)系統(tǒng)的成分食物網(wǎng)自我調(diào)節(jié)能力越多越復(fù)雜大越少越簡單小3．生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)(1)概念：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化的時候，它必然會引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這種變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分的現(xiàn)象。(2)正、負反饋調(diào)節(jié)的比較調(diào)節(jié)方式比較內(nèi)容負反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)作用是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，能使生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平衡使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)結(jié)果抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化調(diào)節(jié)方式比較內(nèi)容負反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)實例森林中的食蟲鳥和害蟲的數(shù)量變化已經(jīng)污染的湖泊中污染狀況加劇圖示4.生態(tài)系統(tǒng)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(如下圖)(1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。(2)y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性強弱的指標(biāo)，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強，如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比，受到相同干擾，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的y值。(3)x可以表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時間：x越大，表示恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱，反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性強。(4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積可做為總穩(wěn)定性的定量指標(biāo)，這一面積越大，即x與y越大，則說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低?！久}預(yù)測】本考點屬高考重點與熱點之一，對本考點的考查，可以與光合作用、化能合成作用、細胞呼吸等生理過程結(jié)合起來考查，涉及的主要內(nèi)容包括能量流動的特點、相關(guān)概念的比較理解(如能量傳遞效率與能量利用率、同化量與攝入量)、能量傳遞效率的計算、碳循環(huán)及溫室效應(yīng)和低碳經(jīng)濟等社會熱點。穩(wěn)定性的原理在實踐中的應(yīng)用也是高考中?？嫉闹R點，題型有選擇題也有非選擇題。設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性1．實驗原理(1)生態(tài)缸中必須包括生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，特別需要注意必須有足夠的分解者。(2)各種生物之間以及生物與無機環(huán)境之間，必須能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動。(3)生物之間要有合適的食物鏈結(jié)構(gòu)，生物的數(shù)量不宜過多。(4)生態(tài)缸必須是透明的，這樣可保證生態(tài)缸中有充足的太陽能。當(dāng)然，生態(tài)缸中一定要封閉，防止外界生物或非生物因素的干擾。2．實驗流程鋪墊細沙↓注水：注入適量的河水或池塘水，使缸內(nèi)有陸上與水下之分↓放置動植物：根據(jù)生物本身的生活習(xí)性正確放置適量的生物個體↓密封生態(tài)缸：用膠帶將生態(tài)缸口密封

↓移置生態(tài)缸：將生態(tài)缸放置在光線良好的散射光下

↓觀察記錄：每周定時觀察生態(tài)缸中生物的存活和水質(zhì)變

化情況3．生態(tài)缸穩(wěn)定性觀察與分析(1)觀察穩(wěn)定性，可通過觀察動植物的生活情況、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)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸內(nèi)的生物只能保持一定時間的活性。(3)如果生態(tài)缸是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，則生態(tài)系統(tǒng)的成分復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)和自我延續(xù)的能力強，在沒