考试要求
核心素养要求
1．简述生态系统的稳态，感受生态系统的和谐统一之美。
2．概述负反馈和正反馈，说出正反馈和负反馈的调节机制。
3．探讨提高生态系统稳定性的措施，关注人类活动对生态系统稳态的影响。
4．设计并制作生态瓶。
一、生态系统的稳态及其调节
1．稳态
(1)含义：生态系统的一个重要特点就是它常常趋向于稳态，使系统内部的所有成分彼此相互协调，保持稳定。
(2)稳态的原因：稳态是靠生态系统的自我调节来实现的。
2．反馈调节
当生态系统中的某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫反馈调节。
思考
在内环境稳态调节中是否也存在反馈调节，以哪种调节为主？
答案 也存在，以负反馈调节为主。
3．反馈调节的类型
(1)负反馈
①作用：负反馈是最常见的一种反馈，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，使生态系统保持稳定。
②实例：某草原上狼、兔和植物的数量变化。
(2)正反馈
①作用：加速生态系统最初所发生的变化，使生态系统远离稳态。
②实例：一个湖泊生态系统受到污染后发生的变化。
归纳总结
两种反馈调节的比较
注：“＋”表示促进，“－”表示抑制。
例1
(2018·宁波高二检测)稳态概念起源于内环境的稳定，后来逐渐发展成为适用于整个生物科学的基本概念。对此不正确的理解是( )
A．人体内环境稳态具体是指内环境的温度、渗透压和酸碱度的恒定不变
B．抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，从而保持稳态平衡，这种调节方式是生态系统自我调节功能的基础
C．人体、种群、生态系统等生命系统的各个层次均存在稳态
D．生态系统之所以能维持相对稳定，是因为生态系统存在自我调节功能
答案 A
解析 人体内环境稳态具体是指内环境的温度、渗透压和酸碱度的相对稳定，三者在一定范围内波动，A错误；抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，从而使生态系统保持稳定，这种调节方式是负反馈调节，它是生态系统自我调节功能的基础，B正确；从细胞到生态系统，生命系统各层次均存在稳态，C正确；由于自我调节功能的存在，生态系统能维持相对稳定，D正确。
例2
(2018·浙江模拟)某湖泊中发生了如图所示的变化，则以下选项中错误的是( )
A．如图所示调节方式可加速最初所发生的变化，使生态系统远离稳态
B．在人体中也存在类似的调节方式，如甲状腺激素水平的调节
C．图中过程对生态系统虽有极大的破坏作用，但仍旧可能修复
D．如图调节方式不是生态系统主要的调节方式，在自然生态系统中十分少见
答案 B
解析 据图分析，湖泊污染后导致鱼死亡，鱼腐烂后使得污染加重，使生态系统远离稳态，A正确；图示为正反馈调节，而甲状腺激素的调节为负反馈调节，B错误；图中过程对生态系统虽有极大的破坏作用，但是并没有造成生态系统的瘫痪，所以仍旧可能修复，C正确；生态系统主要的调节方式是负反馈调节，如图调节方式在自然生态系统中十分少见，D正确。
方法技巧
区分正反馈和负反馈的方法
(1)正反馈：指A的变化引起B的变化，B的变化结果反过来促进A的变化，图示举例如下：
A增加→B增加→A进一步增加
(2)负反馈：指A的变化引起B的变化，B的变化结果反过来抑制A的变化，图示举例如下：
A增加→B增加→A减少。
二、生态系统稳态的破坏
1．生态系统的发展趋势
物种多样化、结构复杂化和功能完善化。
2．生态系统稳态的破坏
(1)破坏原因：当外来干扰因素超过一定的限度，生态系统的自我调节功能本身就会受到损害。
(2)破坏因素：自然因素和人为因素。
3．正确处理人与自然的关系
(1)人类生存和发展的基础：保护生态系统结构和功能的稳定。
(2)人类的活动与稳态的关系：人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须特别注意生态效益和生态后果，以便在利用自然的同时能基本保持生物圈的稳定。
例3
(2018·温州十校联合体模拟)下列叙述中不属于稳定的生态系统特征的是( )
A．各种群都处于种群密度越来越大的增长型
B．能量的输入和输出之间达到相对平衡
C．动物和植物在数量上保持相对平衡
D．生产者、消费者之间构成完整的营养结构
答案 A
解析 一个稳定的生态系统，各种群密度应处于相对稳定状态而不是增长型状态。
例4
下列曲线表示四个不同自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，一级消费者和二级消费者的数量变化情况。其中抵抗外界干扰的能力最强的生态系统是( )
答案 C
解析 题中四个曲线中，只有C选项的曲线受干扰后，一级消费者和二级消费者的数量变化与原来变化趋势基本相同，所以该生态系统抵抗外界干扰的能力是最强的。
方法技巧
自我调节功能
(1)决定生态系统自我调节功能的因素是完善的营养结构。
(2)一般情况下，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节功能就越弱；在一个自然形成的生态系统中，各营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节功能就越强。
(3)生态系统的调节能力是有一定限度的。当外界因素的干扰强度超过一定限度时，其自我调节功能就会受到损害，生态系统就难以恢复。
三、生态瓶的制作
1．制作生态瓶的目的：探究生态系统保持相对稳定的条件。
2．设计原理：生态系统的物种组成、营养结构和非生物因素与其稳定性密切相关。将少量植物、以该植物为食的动物、一定的分解者和其他非生物物质放入一个密闭的广口瓶中形成一个生态瓶。
3．制作注意事项
例5
(2018·长兴中学检测)设计并制作生态瓶，观察其稳定性，以下方法错误的是( )
A．对生态系统的基本成分及其比例要有严格的要求，生态瓶可制作成封闭型
B．生态瓶中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的数量要合适
C．为了使生态瓶内的沙土保持干燥，应将生态瓶放置在直射光下
D．生态瓶制作完毕后，应该贴上标签，写明制作者的姓名与制作日期
答案 C
解析 直射光下，生态瓶中的水温会升高，会导致生物死亡。
例6
某同学设计了一个小生态瓶，要想较长时间保持稳态，一定要做到的是( )
①要有稳定的能量来源 ②生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理 ③植物的光合作用能满足动物对氧气和养料的需要 ④动物产生的CO2能满足植物进行光合作用 ⑤瓶底应放一些鹅卵石
A．①③④ B．①②③④
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
答案 B
解析 生态系统在能量来源上不能自给自足，必须依赖太阳能，因此设计的生态瓶要有稳定的能量来源；生态瓶内可实现物质的循环利用，但为维持其稳定性，生产者、消费者和分解者的数量要遵循能量流动规律；瓶底放一些鹅卵石并不是设计生态瓶所必需的。
方法技巧
生态瓶制作的两点注意事项
(1)非生物因素极易影响生态瓶中的生物，因此要注意生态瓶中水温不能过高。
(2)观察稳定性可以以植物和动物的生活情况、水质变化等为观察指标。
例7
(2018·临安中学质检)在一个稳定的池塘生态系统：浮游藻类→浮游动物→小型鱼类→大型鱼类中，一种突然而来的污染使所有植物死亡，请回答下列问题：
(1)植物死亡引起动物大量死亡，加剧被污染的程度，这种调节方式为__________，此方式对生态系统有极大的________作用。生态系统中________调节起主要作用。
(2)如果是轻度污染，则对池塘生态系统不产生明显影响，这是因为____________________。
正因为这样，发展到一定阶段的生态系统，它的________和________能够较长时间地保持一种________平衡。
(3)若该污染物是脂溶性农药，你估计在题干中几种相关联的生物体内污染物浓度最高的是________，此类生物所处的营养级别是__________________，属于________级消费者，此现象被称为______________________。
答案 (1)正反馈调节 破坏 负反馈 (2)生态系统具有一定的自我调节功能 能量流动 物质循环 动态 (3)大型鱼类 第四个营养级 三 生物放大
解析 (1)污染的结果加重了污染程度，使生态系统远离稳态，属于正反馈调节，在生态系统中有破坏作用，而负反馈调节使生态系统处于稳定状态，在生态系统中起主要作用。(2)轻度污染对池塘生态系统影响不大，这表明了生态系统具有一定的自我调节功能，因而生态系统发展到一定阶段后，它的物质循环和能量流动能够较长时间地保持一种动态平衡。(3)农药污染物可被生物放大，所以体内污染物浓度最高的是大型鱼类，其所处的营养级是第四个营养级，属于三级消费者。
核心素养解读
通过分析生态系统的调节机制，培养运用理性思维分析问题、解决问题的能力；通过分析生态系统的稳定性，建立生命系统的稳态观。
1．判断正误：
(1)维持生态系统的稳态主要靠负反馈调节( )
(2)生态系统具有自我调节功能，因此不会因为外界的干扰而遭到破坏( )
(3)生态系统的稳态与生态系统中物种的多少有着密切关系( )
(4)负反馈常使生态系统保持平衡和稳定，正反馈常使生态系统远离平衡状态( )
(5)人类活动只会对生态系统的稳态产生破坏性的影响，不可能增强生态系统的稳定性( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2．(2018·金华高二检测)下列实例中，不属于“生态系统具有自我调节功能”的典型实例的是( )
A．矿质元素被绿色植物吸收，其枯枝落叶腐烂后又还给土壤
B．被轻度污染的水体经过生物和理化作用而得到净化
C．被大火烧毁的森林通过土壤中生物的繁殖作用得到恢复更新
D．过度开垦草原及毁林造田等使气候失调、土地荒漠化
答案 D
解析 生态系统的自我调节过程实际上是一种消除干扰、维持自身结构和功能稳定的过程。它通过能量流动、物质循环而实现，四个选项中，A为矿质元素的循环，B为系统对污染的自动净化，C为系统内部群落的次生演替，这些都是通过系统自我调节，维持系统的自身稳定，均属于“生态系统具有自我调节功能”的实例；D中过度开垦草原及毁林造田使气候失调、土地荒漠化是人为干扰的强度超过了系统自我调节功能的限度而造成环境破坏的实例，不属于“生态系统具有自我调节功能”的实例。
3．(2018·衢州高二检测)自然情况下，不能表明生态系统达到了稳定状态的是( )
A．食物链缩短 B．物种多样化
C．结构复杂化 D．功能完善化
答案 A
解析 在自然条件下，生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直到生态系统达到稳态为止。而食物链缩短，说明生态系统中生物种类减少了，营养结构变简单了，这样会使生态系统的自我调节功能下降。
4．自然条件下，生态系统能够在一段较长的时间内保持动态的平衡，例如森林中的生物群落不会因为气候的干旱而发生太大的变化，其主要原因是( )
A．能量的收支随季节而波动
B．具有复杂的营养结构
C．生态系统具有一定的自我调节功能
D．物质循环和能量流动能反复进行
答案 C
解析 环境的改变并不引起生态系统太大的变化，原因是生态系统具有一定的自我调节功能，通过复杂的食物网，调节其中的物质循环和能量流动，使生态系统保持相对稳定。
5．为观察生态系统的稳定性，某生物兴趣小组的同学设计了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，发现甲瓶内的生态系统最稳定。
注：“＋”表示有，“－”表示无。
请回答下列问题：
(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)根据观察结果，得出结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
答案 (1)下降 在缺乏光照情况下，藻类不能进行光合作用，不能生长 (2)丙瓶缺乏泥沙，分解者数量太少 (3)较少 消费者较多，消耗较多的氧气 (4)①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物成分
②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定
解析 生态系统由非生物成分(如无机物、有机物、气候、能源等)、生产者、消费者和分解者组成。(1)对于生态瓶乙来说，没有光照，该生态系统就没有能量来源，不能保持稳态。(2)对于生态瓶丙来说，没有泥沙，该生态系统就缺乏分解者，有机物不能及时分解为无机物，就不能维持生态系统内的物质循环，不能保持稳态。(3)对于生态瓶丁来说，消费者过多，生产者不能满足其对有机物和氧气的需要，该生态系统也不能保持稳态。(4)对于该生态系统来说，生产者和分解者是生态系统不可缺少的重要组成部分，光照是维持生态系统长期稳定的必要条件。
题组一 生态系统的稳态
1．(2017·浙江11月学考)下列生态系统中，最稳定的是( )
A．沙漠 B．苔原
C．草原 D．热带雨林
答案 D
解析 热带雨林生态系统中的降雨量多，阳光充足，动植物种类繁多，是地球环境中最具有生物多样性的地区，自我调节功能较强，故稳定性最高。
2．下列哪种方法能增强生态系统的自我调节功能( )
A．减少捕食者和寄生生物的数量
B．使生产者和消费者在数量上保持平衡
C．增加生物的种类
D．减少生物的种类
答案 C
解析 减少捕食者和寄生生物的数量，使得生态系统组分减少，自我调节功能减弱，A错误；生产者和消费者在数量上保持相对平衡，能够维持生态系统的稳态，但不能增强自我调节功能，B错误；增加生物的种类，营养结构变复杂，生态系统的自我调节功能增强，C正确；减少生物的种类，营养结构变简单，生态系统的自我调节功能减弱，D错误。
3．达到稳定性的生态系统所具备的特征是( )
①该系统处于幼年到成年的过渡阶段
②生态系统内生物的种类和数量比例相对稳定
③物质和能量的输入与输出相对平衡
④有完整的食物链和食物网
⑤能量的收支随气候周期性变化
⑥有一定的自我调节功能
A．①②③④⑤ B．②③④⑤⑥
C．①②③④⑥ D．①②④⑤⑥
答案 B
解析 达到稳定性的生态系统从发展阶段上分析，已达到成熟阶段；从营养结构、功能等方面分析，已达到相对平衡的状态；从机能上分析，具有一定的自我调节功能。
4．生态系统的稳态是指( )
A．生态系统的营养结构相对稳定
B．生态系统的物质循环和能量流动相对稳定
C．生态系统的生物群落相互协调，保持相对稳定
D．生态系统的所有成分相互协调，保持相对稳定
答案 D
解析 稳态是生态系统发展到一定阶段所具有的特征，是指生态系统内部的所有成分之间彼此相互协调、保持相对稳定，即生物与生物之间以及生物与非生物之间协调发展。
题组二 稳态的调节
5．下列关于生态系统稳态及调节的叙述中，错误的是( )
A．正反馈和负反馈均有利于生态系统稳态的维持
B．负反馈调节是生态系统自我调节功能的基础
C．自我调节功能强的生态系统抵抗外力干扰的能力强
D．当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节功能会受损害
答案 A
解析 负反馈有利于生态系统稳态的维持，正反馈使生态系统远离稳态。
6．天然森林中的马尾松很少发生虫害，而人工马尾松林却常发生严重的松毛虫危害。从生态学上分析，主要原因是( )
A．人工马尾松林的营养结构简单
B．人工马尾松林的适应性差
C．人工马尾松林的抗虫害能力差
D．人工马尾松林适宜松毛虫繁殖
答案 A
解析 生物之间既相互联系又相互制约，生物种类越丰富、营养结构越复杂，生态系统的稳定性越高。一般来说，自然林区经过了若干年的发展，种群数量多，营养结构复杂，自我调节功能强。当发生虫害时，以松毛虫为食的动物的数量也会增加，从而限制了松毛虫的数量，保护了植物，故很少发生虫害。而人工马尾松林营养结构简单，成分单一，自我调节功能差，故易发生虫害。
7．在一个系统中，系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。下列有关反馈调节的叙述中，不正确的是( )
A．负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与非生物环境之间不存在
B．捕食者和被捕食者的数量变化能体现生物群落内的负反馈调节
C．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功能的基础
D．通过反馈调节作用，血液中的激素经常维持在正常的相对稳定的水平
答案 A
解析 负反馈调节存在于生态系统中，在生物群落、生物群落与非生物环境之间都存在，A项错误；捕食者和被捕食者的数量变化能体现生物群落内的负反馈调节，如当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，属于生物群落内的负反馈，B项正确；负反馈调节是生态系统自我调节功能的基础，C项正确；通过反馈调节作用，血液中的激素经常维持在正常的相对稳定的水平，如甲状腺激素分泌过多，反过来抑制促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌，进而使得甲状腺激素含量下降，D项正确。
8．内蒙古呼伦贝尔草原上的牧民以养羊为主业。近年来的过度放牧致使草原退化，也使分布在这里的野生黄羊种群密度大幅度下降，面临濒危。针对这一事实，下列观点不正确的是( )
A．过度放牧降低了草原生态系统的自我调节功能
B．家羊是草原生态系统的外来入侵物种
C．野生黄羊与家羊之间是竞争关系
D．草原生态保护与牧业发展之间产生了矛盾
答案 B
解析 过度放牧，使草原植被遭到破坏，使草原生态系统的自我调节功能降低；家羊是牧民从草原原有物种中驯化而来的，所以不能称为外来入侵物种(外来入侵物种一般是本地生态系统中所没有的，从别的生态系统引入的物种)；草原生态系统中的黄羊与家羊在食物、空间等方面都存在竞争关系；一个生态系统的自我调节功能是有限的，控制过度放牧，保护草原生态系统是必需的，二者之间存在一定矛盾，但是可以有效调控。
题组三 设计并制作生态瓶
9．(2018·宁波高二检测)很多同学都曾尝试制作生态瓶，但有相当一部分同学的设计并不成功。下面列举了设计生态瓶应遵循的原理，其中不合理的是( )
A．瓶内各种生物应有营养上的联系
B．瓶内各种生物的数量搭配应合理
C．应定时向瓶内通气，保证生物的需氧呼吸
D．瓶内生态系统应获得充足的能量供应
答案 C
解析 一个稳定的生态系统通常由无机物、有机物、气候、能源以及生产者、消费者和分解者等组成，且应保证各种生物合理的数量以及正常的营养关系，A、B正确；同时还应源源不断地为生态系统提供能量，保障其能量需求，D正确；生态瓶是一个相对独立的生态系统，应将其封闭，而生物需氧呼吸所需的O2应由瓶内生产者提供，C错误。
10.小军为探究人工生态系统的稳定性，设计并制作了一个生态瓶，如图所示。下列做法中，可能会降低该生态瓶中生态系统稳定性的是( )
A．用蒸馏水代替池塘水
B．给予一定的光照
C．添加一些分解者
D．通入一定量的空气
答案 A
解析 用蒸馏水代替池塘水，会减少生态瓶的分解者，降低物质循环，可能会降低该生态瓶中生态系统稳定性，A正确；该生态瓶中生态系统需要能量输入，给予一定的光照会增加稳定性，B错误；添加一些分解者会加快生态系统的物质循环，增强生态系统的稳定性，C错误；通入一定量的空气供生态系统中的生物利用，可增强生态系统的稳定性，D错误。
11．(2018·宁波高二检测)下列关于盐碱地的生物与环境之间关系的叙述，正确的是( )
A．盐碱区域的生态系统食物链少，易趋向稳态
B．种群密度是限制盐碱地区生物种群数量增长的关键生态因素
C．在盐碱的长期诱导下，生物体发生耐盐碱突变
D．该区域生态系统的自我调节功能弱
答案 D
解析 盐碱地由于土壤溶液浓度大，一般植物难以生存，物种种类少，难趋向稳态；限制该地区种群数量增长的关键生态因素是水分和无机盐；耐盐碱突变并不是在盐碱的诱导下发生的，盐碱地只起选择作用；该地区营养结构简单，自我调节功能弱。
12．如图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是( )
A．图中所含的食物链为捕食食物链
B．这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C．旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D．旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
答案 D
解析 由植物、旅鼠及其天敌形成的食物链为植物→旅鼠→旅鼠的天敌，此食物链为捕食食物链，A正确；三种生物都生存在资源有限的环境中，都存在环境容纳量(K值)，并且种群数量都在各自的K值上下波动，B正确；旅鼠的种群数量变化主要是由食物和天敌的变化引起的，C正确；在这三种生物所形成的食物链中，捕食者数量的增多，必然会引起被捕食者种群数量的减少，这属于负反馈调节，D错误。
13．如图所示，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，x表示恢复到原状态所需的时间，曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列有关说法正确的是( )
A．在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量都保持不变
B．在遭到外来干扰时，x、y值的大小与生物的种类有关，与数量无关
C．一般来说，对同一个生态系统而言，y值和x值之间呈负相关
D．TS值越小，这个生态系统的总稳定性越大
答案 D
解析 在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量都在一定范围内保持动态平衡，并不是保持不变，A错误；生态系统抵抗外来干扰及恢复原状的能力与生物的种类和数量关系密切，B错误；对同一个生态系统而言，偏离正常作用范围越大，恢复到正常状态所需要的时间越长，故y值和x值之间呈正相关，C错误；TS值是生态系统遭到破坏后偏离正常水平的程度，该值越小，则表示生态系统总稳定性越大，D正确。
14．如图是某条河流食物网中各生物之间的关系，请据图回答下列问题：
(1)此生态系统中处于第三个营养级的生物有________种。流经该生态系统的总能量是__________________。
(2)若此生态系统中的大鱼因某种原因数量大量减少，水蚤的数量变化是________。
(3)河流受到轻微的污染时能通过各种作用很快消除污染，说明河流具有一定的________________________________________________________________________。
答案 (1)3 生产者(水绵和水藻)固定的能量
(2)减少 (3)自我调节功能
解析 该食物网中，水藻、水绵是第一个营养级，依次可以找出第三个营养级的生物有水鸟、大鱼、淡水虾3种；如果大鱼的数量大量减少，将导致淡水虾的数量增加，从而使水蚤的数量减少；河流的自净作用说明河流具有一定的自我调节功能。
15．(2018·浙江名校新高考联盟联考)如图是草原生态系统中兔子种群数量与植物种群数量之间的反馈调节示意图，请据图回答问题：
(1)兔子种群和植物种群数量的这种调节属于________调节，它是生态系统________________的基础。
(2)试分析这种调节对生态系统的意义。
(3)若把兔种群全部消灭，植物种群会____________________________________________。
答案 (1)负反馈 自我调节 (2)使生态系统保持稳定。 (3)先增加后减少，最后趋于稳定
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