第47课时生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
课标要求
1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。2.举例说明利用物质循环，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。5.解释生态系统具有维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。6.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。7.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定。8.活动：(1)设计制作生态缸，观察其稳定性；(2)设计提高生态系统稳定性的方案。
考情分析
1.碳循环过程分析
2024·安徽·T62023·广东·T132022·辽宁·T23
2.生物富集
2024·甘肃·T132023·湖北·T9
3.信息传递的类型、作用
2024·广东·T82024·湖北·T7
4.生态平衡及生态系统的稳定性
2024·湖南·T132023·湖南·T132023·全国乙·T31
2022·海南·T52022·天津·T4
考点一生态系统的物质循环
1．生态系统物质循环的概念
2．碳循环
(1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环。
(2)过程图解
[提醒]碳循环模型中：双向箭头的两方是生产者和大气中的CO2库，其中指入箭头多的一方是大气中的CO2库。
(3)碳的存在形式及循环途径
3．生物富集
4．能量流动和物质循环的关系
项目
能量流动
物质循环
范围
生态系统各营养级
生物圈
特点
单向流动，逐级递减
全球性、循环往复运动
形式
光能→化学能→热能
无机物?有机物
过程
沿食物链(网)
在生物群落与非生物环境间往复循环
联系
(1)在群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且同时进行、相互依存，不可分割；
(2)能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
(3)物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力
[提醒]生物圈在物质上能自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入，方可维持正常运转。
5．探究土壤微生物的分解作用
(1)实验原理
土壤中存在的细菌、真菌等微生物是分解者，它们的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。
(2)实验流程
实验假设
微生物能分解落叶使之腐烂
微生物能分解淀粉
实验设计
实验组
对土壤高温处理
A烧杯中加入30mL土壤浸出液
对照组
对土壤不做任何处理
B烧杯中加入30mL蒸馏水
自变量
土壤中是否含微生物
溶液中是否含有分解淀粉的微生物
实验现象
在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组
A
A1
不变蓝
A2
产生砖红色沉淀
B
B1
变蓝
B2
不产生砖红色沉淀
结论分析
微生物对落叶有分解作用
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。
(3)实验结论：土壤中的微生物具有分解作用。
(1)水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放(2023·湖北，7B)(×)
提示水生消费者通过细胞呼吸消耗有机碳，产生CO2，增加了碳的排放。
(2)生产者的光合作用和微生物的呼吸作用都是碳循环的重要环节(2020·全国Ⅲ，6B、C)(√)
(3)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(√)
(4)通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级(2023·湖北，9C)(√)
分析碳循环的过程和全球变暖
为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，我国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是我国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
(1)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式：生产者通过光合作用和化能合成作用固定大气中的CO2以获取碳元素；消费者通过食物网(链)取食获取有机物的碳元素，从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递；分解者通过分解利用动植物遗体和动物排遗物中的有机物获取碳元素。
(2)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持碳平衡。自工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等。
(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途