2022届 新高考 一轮复习 人教版 实验 设计制作生态缸,观察其稳定性 教案 (1)

【实验梳理】

一、实验目的:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统的稳定性。 二、实验原理

在有限的空间内,依据生态系统原理, 将生态系统具有的基本成分进行组织,构建一个人工微生态系统是可能的。但同时,这个人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的,它会发生群落的演替。 三、实验设计要求及分析

设计要求

相关分析

防止外界生物或非生物因素

生态缸必须是封闭的

的干扰

生态缸中投放的几种生物必须具有很强的 生态缸中能够进行物质循生命力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解环和能量流动,在一定时期内保者)

持稳定

为光合作用提供光能;便于观

生态缸的材料必须是透明的

察

生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的空间

生态缸的放置位置要光线良好,但要避免阳光直接照射

便于操作;缸内储备一定量的空气

防止水温过高导致水生植物死亡

选择生命力强的生物,动物不宜太多,个体不宜太大

减少对O2的消耗,避免生产量<消耗量

1.[海南卷] 将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是 ( ) A.植物为鱼的生存提供氧气 B.鱼可为植物的光合作用提供CO2

C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物 D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡

2.[2020·江苏高三适应性检测] 某生物兴趣小组用河水、池泥、黑藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶,如图10-31-12所示。下列说法错误的是 ( )

图10-31-12

A.营养结构的完整和合理是维持生态瓶稳态的重要条件之一 B.甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少 C.乙瓶中的生物存活的时间相对较长,稳定性较高

D.丙瓶不应放在黑暗中,应放在太阳散射光下,保证能量的输入

经典真题·高考预测

1.[2020·全国卷Ⅲ] 生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是 ( ) A.消费者没有参与碳循环的过程 B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环

2.[海南卷] 某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜前,对着镜子中的 “小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述,错误的是

( )

A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息 B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息 C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息 D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息

3.[天津卷] 为研究森林生态系统的碳循环,对西黄松老龄(未砍伐50~250年)和幼龄(砍伐后22年)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测定,结果见下表。据表回答:

碳量 生产者活

死有机质

西黄松 生物量

(g/m2)

生态系统 (g/m2) 老龄

12 730

2560

(g/m2) 5330

[g/(m2·年)] 470

440

机碳

生产力*

[g/(m2·年)]

土壤有

净初级

异养呼吸**

幼龄

1460 3240 4310 360 390

*净初级生产力:生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率

**异养呼吸:消费者和分解者的呼吸作用

(1)西黄松群落被砍伐后,可逐渐形成自然幼龄群落,体现了生态系统的 稳定性。

(2)大气中的碳主要在叶绿体 部位被固定,进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米有 克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖,储存在生产者活生物量中;其中,部分通过生态系统中 的呼吸作用,部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过 的分解作用,返回大气中的CO2库。

(3)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力 (填“大于”“等于”或“小于”)老龄群落。根据年碳收支分析,幼龄西黄松群落 (填“能”或“不能”)降低大气碳总量。

4.[2020·湖北天门、仙桃、潜江联考] 图10-31-13为部分碳循环示意图,下列叙述正确的是 ( )

图10-31-13

A.①⑦⑧过程以CO2的形式进行,②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行 B.生产者为第一营养级,①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量

C.根瘤菌与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳来自⑥过程 D.图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中,能量流动是单向、逐级递减的 5.[2020·福建莆田一中月考] 两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如图10-31-14所示,由图不能得出的结论是

( )

图10-31-14

A.同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强 B.同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B点左移 C.若甲生态系统的干扰强度增大,则C点右移 D.乙生态系统B点后一定有新的物种产生

1.重要概念

(1)P101 物质循环:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。

(2)P110抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力

(3)P110恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力 2.重点易错语句

(1)P101碳元素在无机环境和生物群落之间主要是以CO2的形式循环的,在生物群落内部是以有机物的形式传递的。

(2)P101在物质循环过程中,无机环境中的物质可以被生物群落反复利用;能量流动则不同,能量在流经生态系统各营养级时,是单方向的、逐级递减的,而不是循环流动。

(3)P107生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,离不开信息的传递;信息还能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。

(4)P109负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力的基础。 (5)P111一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。 3.边角知识

(1) P101物质循环里所说的生态系统,指的是地球上最大的生态系统——生物圈。 (2)P105动物的眼、耳、皮肤,植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质(光敏色素等),可以感受到多样化的物理信息。

(3) P112封上生态缸盖,将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。

考点四

● 素养全面提升

1.C [解析] 植物光合作用产生的氧气可为鱼的生存提供条件,A项正确。鱼是异养需氧型生物,呼吸作用产生的CO2可为植物光合作用提供原料,B项正确。在玻璃缸中,能量来源于植物的光合作用,由植物流向小鱼,不能逆向流动,C项错误。生

物的生存离不开能量的供应,而一个生态系统的能量来源于植物的光合作用,故长期黑暗,鱼和植物均会死亡,D项正确。

2.B [解析] 营养结构的完整和合理能保证生态系统的能量流动和物质循环的正常进行,是维持生态瓶稳态的重要条件之一,A正确;甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内小鱼数量过多,B错误;由于乙瓶在散射光下,成分齐全,比例恰当,故乙瓶中的生物存活的时间相对较长,C正确;丙瓶不应放在黑暗中,应给予散射光,保证能量的输入,D正确。

经典真题·模拟新题

【经典真题】

1.A [解析] 消费者的存在能加快碳循环的过程,消费者通过呼吸作用产生CO2也是碳循环的一个环节,A错误;生产者的光合作用能固定CO2形成有机物进入生物群落,是碳循环的重要环节,B正确;生产者的残枝败叶和消费者尸体、粪便中的有机物,都要经过土壤中作为分解者的微生物的分解作用形成无机物回到无机环境中,C正确;碳在无机环境与生物群落间主要以CO2形式循环,D正确。

2.D [解析] 小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打是动物的特殊行为,能够对于同种或异种生物传递某种信息,属于行为信息,激怒小鸟的信息是直接来自镜子中的“小鸟”的物理和行为信息。 3.(1)恢复力

(2)基质 360 消费者 分解者 (3)大于 不能

[解析] (1)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力,叫作生态系统的恢复力稳定性,西黄松群落被砍伐后,可形成自然幼龄群落,体现了生态系统的恢复力稳定性。

(2)大气中的碳主要被植物的光合作用固定,进入生物群落,固定场所为叶绿体基质。生产者光合作用制造的有机物,一部分在生产者的呼吸作用中被消耗,一部分用于生产者的生长、发育和繁殖,储存在生产者体内。由题干信息可知,表中的净初级生产力是生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率,可表示用于生长、发育和繁殖的碳量,表中幼龄西黄松群落的净初级生产力为360 g/(m2·年),其中,部分通过生态系统中消费者的呼吸作用,部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过分解者的分解作用,返回大气中的CO2库。

(3)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为360÷1460≈0.25 g/(m2·年),而西黄松老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为470÷12 730≈0.04 g/(m2·年);根据年碳收支分析,幼龄西黄松群落的净初级生产力为360 g/(m2·年),而消费者和分解者的呼吸作用消耗量为390 g/(m2·年),因此幼龄西黄松群落不能降低大气碳总量。 【高考预测】

4.A [解析] 图中Ⅰ是无机环境,代表大气中的CO2,Ⅱ、Ⅲ是消费者,Ⅳ是分解者。碳在生物群落和无机环境之间(即图中①⑦⑧)以CO2的形式进行循环,碳在生物群落内部(即图中②③④⑤⑥)以有机物的形式流动,A正确;图中生产者为第一营养级,①为生产者固定的总能量,B错误;根瘤菌是消费者,因此它与豆科植物互利共生时,其生命活动所需的有机碳应该来自于②,而不是⑥,C错误;图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ可以构成捕食链,而分解者不参与食物链的组成,D错误。

5.D [解析] 从图中可看出甲乙两个生态系统受到干扰后,甲生态系统结构和功能波动范围大,说明甲的抵抗力稳定性低,乙的抵抗力稳定性高,A正确;若乙生态系统干扰提前,B点也会提前,B正确;若甲生态系统干扰强度增大,则恢复所需要的时间延长,C点右移,C正确;乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生,D错误。