资源简介

(共92张PPT)
生态系统的物质循环、信息传递
第53课时
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。
课标要求
考情分析
1.碳循环过程分析 2023·广东·T13　2023·天津·T13　2022·河北·T18　2022·辽宁·T23
2021·河北·T22　2020·全国Ⅰ·T6　2020·全国Ⅲ·T6
2.生物富集 2023·湖北·T9　2020·山东·T24
3.信息传递的类型、作用 2023·湖南·T4　2023·北京·T18　2022·湖南·T8　2021·海南·T24
2021·河北·T13　2021·福建·T18　2021·江苏·T9
内容索引
考点一　　生态系统的物质循环
考点二　　生态系统的信息传递
课时精练
考点一
生态系统的物质循环
1.物质循环的概念
(1)物质：组成生物体的 等元素。
(2)范围： 和 之间。
(3)特点： 、 。
(4)实例：碳循环等。
提醒　这里的生态系统指的是生物圈。农田是一个较小的人工生态系统，在农田内部无法做到物质循环，自给自足，因为不断有粮食作物的输出，因此需要不断施加肥料。
碳、氢、氧、氮、磷、硫
非生物环境
生物群落
全球性
循环往复运动
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 的形式循环。
(2)过程图解
CO2
提醒　①碳的存在形式：在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，在非生物环境中主要以二氧化碳和碳酸盐的形式存在。
②碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
③碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用，分解者的分解作用(实质是胞内分解和胞外分解，不完全等同于分解者的呼吸作用)和化石燃料的燃烧。
④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.生物富集
(1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄 ，使其在机体内浓度 的现象。
(2)条件、实例：化学性质稳定、能被生物体吸收、不易被排出的物质，如铅、汞、镉等重金属及DDT、六六六等人工合成的有机化合物。
某种元素或难以降解的化合物
超过环境浓度
(3)特点
①含铅等物质的生物被更高营养级的动物食用，铅等物质就会沿着食物链逐渐在生物体内 ，最终 。
②生物富集也具有 。
聚集
积累在食物链的顶端
全球性
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___________ 生物圈
特点 ___________________ _____________________
形式 ___________________ _______________
过程 沿食物链(网) ____________________________________
各营养级
单向流动，逐级递减
光能→化学能→热能
全球性、循环往复运动
无机物 有机物
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________________，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_____，能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往返的______
食物链和食物网
载体
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
项目 案例1 案例2
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_____处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤__________处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水
自变量 ______________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物
高温
不做任何
土壤中是否含微生物
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。
分解
砖红色沉淀
砖红色沉淀
项目 案例1 案例2
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___________
B B1 变蓝
B2 不产生___________
结论分析 微生物对落叶有____ 作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
(1)土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环(2020·全国Ⅰ，6)
(　　)
(2)碳元素可以在一个相对封闭的群落内部往复循环(　　)
√
提示　碳元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。
×
(3)生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥(　　)
提示　随着农民对农作物的收割，农作物从土壤中吸收的N等元素也随之离开土壤，为了保证农作物的正常生长，仍然需要对农作物增施氮肥。
√
×
(4)物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力(　　)
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，中国于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)，这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。
(1)在生态系统中，碳在生物群落与非生物环境之间主要以什么形式循环？碳元素在生物群落中的传递渠道是什么？与地球形成初期的大气相比，现在大气中碳的含量要低得多，请从碳的去向方面考虑下降的这部分碳最终的存在形式主要有哪些？
提示　碳在生物群落与非生物环境之间主要以二氧化碳的形式循环；碳元素在生物群落中的传递渠道是食物链和食物网；以有机物形式存在于生物体或其遗体中。
(2)在自然生态系统的碳循环过程中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸、分解作用释放碳的速率存在什么关系？达到碳中和时，生产者吸收的CO2总量是否大于生产者、消费者和分解者释放的CO2总量，理由是什么？
提示　植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸、分解作用释放碳的速率大致相等；达到碳中和时，生产者吸收的CO2总量大于生产者、消费者和分解者释放的CO2总量，CO2排放总量除了生物群落释放的CO2总量外，还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2。
(3)植树造林在一定程度上可以抵消CO2排放总量，实现相对零排放，要达到“碳中和”需要世界各国共同参与，主要原因是什么？
提示　碳循环具有全球性。碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能随着大气环流在全球范围内流动。
(4)大气中的CO2增多将导致什么问题加剧？要实现“碳中和”，除继续植树造林外，还可采取什么措施？
提示　温室效应；节能减排，低碳生活，开发利用新能源。
1
2
3
考向一　碳循环过程分析
1.(2020·全国Ⅲ，6)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.碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
√
4
生产者、消费者和分解者都参与了生态系统的碳循环，其中消费者可以通过呼吸作用等加快生态系统的碳循环，A错误。
1
2
3
4
2.(2024·宜荆高三开学考)如图是某生态系统碳元素的转移情况示意图，其中箭头表示碳元素转移方向，甲、乙、丙表示生态系统的组成成分，字母表示碳元素转移量。下列相关说法错误的是
A.为实现“碳中和”应增加甲的碳储存量
B.碳元素在甲与乙之间主要以有机物形式
进行转移
C.甲获取碳元素的方式有光合作用和化能
合成作用
D.乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在f中
√
1
2
3
4
乙中植食性动物产生的粪便中所含的能量为上一营养级甲的同化量，故乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在e中，D错误。
1
2
3
4
考向二　生物富集
3.含铅汽油的燃烧、对铅的开采及提取等人类活动都可以增加大气和土壤中的铅含量。植物能吸收含铅物质，动物通过取食植物而在体内累积铅。铅在人体内聚集和浓缩可引发智力障碍、神经麻痹，甚至死亡。下列说法错误的是
A.植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B.非生物环境中的铅均通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境
C.铅能沿食物链富集的原因是铅在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出
D.利用清洁能源可减少大气中铅的来源，采用生物吸收等方法可对铅进行集中
处理
1
2
3
4
√
植物和动物都可以吸收环境中的铅，即铅可以通过生产者、消费者进入生物群落，通过分解者分解遗体残骸等回归非生物环境，B错误。
1
2
3
4
4.瘿蚊的幼虫生活在水中。为了防治瘿蚊，人们在某湖泊长期喷洒杀虫剂DDT。该杀虫剂在生物体内很难降解，使用初期效果显著，后期效果下降，停用后检测该湖泊水体和几种生物体内的DDT浓度，结果如表所示。下列有关说法正确的是
1
2
3
4
检测对象 水 a b c d
DDT浓度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
A.该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境
B.DDT的使用导致瘿蚊幼虫产生抗药性突变
C.分析表中数据可推测生物b处于最低营养级
D.DDT存在生物富集现象且该现象具有全球性
√
1
2
3
4
检测对象 水 a b c d
DDT浓度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
该湖泊生态系统的结构是指生态系统的组成成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网)，A错误；
DDT只是对抗药性突变起选择作用，B错误；
由于DDT很难分解，因此会随着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端，b生物体内DDT浓度最高，可能是最高营养级，C错误。
1
2
3
4
返回
生态系统的信息传递
考点二
1.生态系统中信息的种类
同种
或异种
性外
激素
动物
2.信息传递的过程
信息源
信道
3.信息传递在生态系统中的作用
生命活动
繁衍
生物的种间关系
稳定
4.信息传递在农业生产中的应用
(1)应用和实例
(2)控制动物危害的技术方法比较
(1)雄鹿常通过吼叫、嗅闻等方式获得繁殖机会，其中嗅闻利用的信息种类属于化学信息(2021·海南，24)(　　)
(2)玫瑰吸引天敌防治害虫，体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能(2021·河北，13)(　　)
(3)采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递(2022·湖南，8)(　　)
(4)花香引蝶属于物理信息(　　)
提示　花香引蝶属于化学信息。
√
√
√
×
(5)信息传递过程中伴随着一定的物质或能量的消耗(　　)
(6)利用昆虫信息素诱捕、警示有害动物，属于化学防治(　　)
提示　昆虫信息素虽属于化学信息，但是利用信息传递原理控制有害动物属于生物防治。
√
×
2020年一场史上罕见的蝗虫灾害席卷东非和亚欧大陆，大量毁坏当地的草场、作物，对粮食安全造成了巨大的威胁。
(1)亚洲飞蝗的雌雄成虫在性成熟期可以利用前翅中闰脉上着生的发声齿与后足股节内侧隆线摩擦发声，据此分析此信息属于哪一类型？
提示　物理信息。
(2)有论文指出：“蝗虫从独居到群居的转变，始于它们相互吸引而聚集在一起，发现并嗅到对方发出的气味(4－乙烯基苯甲醚)，或者用后肢彼此触碰。”此文中存在哪些信息类型？又说明了信息传递的什么功能？
提示　文中存在化学信息和行为信息；信息传递有利于生命活动的正常进行和种群的繁衍。
(3)有研究表明，植物释放的气味对蝗虫食物的选择行为起了决定性的作用，由此说明生态系统中信息传递的作用是什么？
提示　调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
(4)可以利用创造不利于蝗虫生活的生态条件控制蝗灾，例如，修筑堤坝、疏浚河道、挖排水沟等方法，其原理是什么？采用化学农药防治和生物防治等防治措施可快速有效地控制蝗灾，和前者相比，生物防治的优势是什么？生物防治可以采取的措施有哪些？(答出两点即可)
提示　原理是降低蝗虫的环境容纳量；生物防治的优势是对人类生存环境无污染；引入该生物的捕食者、寄生者和引入有利于人类的该生物的竞争者。
(5)巴基斯坦发生蝗灾时，有人建议派10万“浙江鸭”前往增援，用鸭子治蝗的技术方法属于什么防治？专家未予采纳，请推测其理由。
提示　生物防治。该方法见效慢，容易造成外来物种入侵；该操作成本高(运输、饲料、管理等)；浙江鸭和蝗虫的生活环境不同。
(6)散居型蝗虫并不会对农作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会释放大量“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色防控成为可能。据此研究，请提出有关蝗灾防治方法的设想：_______
___________________________________________________________________________________________________________。
可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，阻止蝗虫的聚集(或使用干扰“集群信息素”接收的化学物质)
考向三　信息传递的类型、作用及应用
5.(2024·泉州高三质量检测)研究发现生活在马铃薯雄株上的加州新小绥螨会表现出一种“上－下聚集”的行为：当加州新小绥螨被释放到马铃薯植株上时，它们会迅速“向上聚集”到花中取食花粉，表现为植食性；而当植株受到二斑叶螨危害时，加州新小绥螨会快速“向下聚集”到叶片上捕食二斑叶螨，表现为肉食性。进一步研究表明：在植株未受二斑叶螨危害时，花中释放的众多挥发物对加州新小绥螨有强烈的引诱作用；而叶片在受二斑叶螨危害后会释放大量的虫害诱导挥发物，这些物质对加州新小绥螨的引诱作用比花中释放的挥发物的作用更强。
5
6
下列相关叙述错误的是
A.虫害诱导挥发物和花中释放的挥发物均属于化学信息
B.加州新小绥螨“荤素搭配”有利于维持田间生态系统的稳定性
C.加州新小绥螨“荤素搭配”将使得其在田间数量呈“J”形增长
D.该研究成果有望应用于马铃薯田间生物防治
5
6
√
“J”形增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等的理想条件下，种群呈指数增长；加州新小绥螨在马铃薯植株上生长会受到食物、空间等条件制约，故其在田间数量呈“S”形增长，C错误。
5
6
6.(2024·重庆万州第二高级中学高三模拟)每种生物都有自己独一无二的“语言天赋”。国宝大熊猫在非交配时节基本都在自己的领地之内，它们利用自己的尿液来标记领地范围，一般10～20公里只有一只大熊猫，而求偶期间它们也会留下尿液，方便异性大熊猫找到自己。下列说法错误的是
A.大熊猫占据领地及求偶的“语言”为化学信息
B.竹子的绿色为大熊猫传递的信息与大熊猫求偶传递的信息类型不同
C.大熊猫与其天敌间的信息传递有助于维持生态系统的平衡与稳定
D.大熊猫种群内的信息传递只是为了进行种族的繁衍
5
6
√
5
6
竹子的绿色为大熊猫传递的信息属于物理信息，大熊猫求偶传递的信息属于化学信息，两者不同，B正确；
大熊猫与其天敌间的信息传递是两个物种之间的信息传递，能调节生物的种间关系，有助于维持生态系统的平衡与稳定，C正确；
大熊猫种群内的信息传递有利于进行种族的繁衍，也利于其适应环境，有助于维持生态系统的平衡与稳定，D错误。
1.(选择性必修2 P63)物质循环：____________________________________
_____________________________________________________________________________________。
2.(2021·河北，22节选)碳在池塘生物群落中主要以___________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是_______________________________
______________________________________________________________________。
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程
含碳有机物
碳在生物群落和非生物环境之间的
循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围
内流动
3.(2020·山东，24改编)生物富集：_________________________________
___________________________________________________________。经测定该土壤中捕食性线虫(最高营养级)体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是_____________________________。
4.(2023·北京，18改编)生态系统的信息传递包括_____________________
___________等形式。人工光照最可能作为_____信息对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。
生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象
镉随着食物链的延长逐渐积累
物理信息、化学信息和
行为信息
物理
5.狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明信息能_____________________________________
______________。
6.昆虫分泌性外激素引诱异性，说明_______________________________。
7.莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发，说明______
_____________________________。
调节生物的种间关系，进而维持生态系统
的平衡与稳定
生物种群的繁衍，离不开信息的传递
动的正常进行，离不开信息传递
生命活
8.同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥？因为_________________________
_____________________________________________________。
农田中农产品源源不断地输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥
返回
课时精练
一、选择题
1.(2024·咸宁高三调研)如图为碳循环示意图，请据图分析，下列说法正确的是
A.碳循环的平衡一般是①摄取
碳的速率和③④释放碳的速
率大致相同
B.碳循环的主要形式是CO2，在
任一生态系统内部都可以实现碳元素的自给自足
C.过程②越简单，则生态系统的抵抗力稳定性一般越弱，恢复力稳定性不一定
越强
D.DDT等有害物质参与物质循环的过程与碳循环的过程相似
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
碳循环的平衡一般是①光合作用以及化能合成作用摄取碳的速率和③呼吸作用、④分解者的分解作用、⑤化石燃料的燃烧释放碳的速率大致相同，A错误；
碳循环的主要形式是CO2，在生物圈内部可以实现碳元素的自给自足，B错误；
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
②捕食关系越简单，食物网相对越简单，则生态系统的抵抗力稳定性一般越弱，恢复力稳定性也可能越弱，C正确；
DDT等有害物质参与物质循环的过程是随营养级逐级积累，与碳循环过程不相似，D错误。
15
2.(2024·汕头高三模拟)为积极应对全球气候变化，我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，2060年前力争实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下列关于碳循环的叙述，错误的是
A.群落稳定阶段植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等
B.垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环，提高了能量传递
效率
C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行
D.植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
15
垃圾分类、回收再利用不能提高能量传递效率，B错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.某同学以普通小球藻为材料，研究不同硒浓度下小球藻对硒的富集量。结果表明：在硒浓度为1～8 mg/L的范围内，随着硒浓度的增加，小球藻的富集量随之升高；当硒浓度大于12 mg/L时，可导致藻类死亡。下列有关叙述正确的是
A.小球藻属于分解者，缺少这一组分生态系统会崩溃
B.硒沿食物链传递到更高营养级生物体内时，浓度不变
C.硒进入食物链后，在不同营养级生物体内积累，不参与物质循环
D.合理利用生物富集可以取得生态效益和经济效益，造福人类生产、生活
√
15
小球藻是生产者，是生态系统的基石，A错误；
硒进入食物链后，随着营养级增加，在生物体内积累的浓度不断增加，B错误；
硒进入环境后，便参与生态系统的物质循环，只不过与C、N等基本元素的循环过程不同，C错误；
如果利用生物富集，阻断物质在食物链中的传递，对有益的和有害的物质进行回收利用或处理，不仅可以减少环境污染，还可以带来一定的经济效益，造福人类生产、生活，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4.(2024·南宁高三模拟)有机磷农药能抑制突触间隙中的乙酰胆碱酯酶(可催化乙酰胆碱分解)，使用后残留严重且难以降解。研究发现白腐真菌能产生多种降解有机磷类农药的酶。下列相关说法不正确的是
A.有机磷农药甚至会出现在鲜有人类活动的南极生物体内，体现了物质循环的
全球性
B.在一受有机磷农药污染的生态系统内，最高营养级的生物体内有机磷农药的
浓度最高
C.有机磷农药中毒后，突触前膜释放乙酰胆碱过程受阻，导致患者肌肉瘫痪
D.向有机磷农药残留污染的土壤中投放白腐真菌一定时间后，会提高土壤小动
物的丰富度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
有机磷农药中毒后，乙酰胆碱酯酶活性被抑制，乙酰胆碱不能被分解，突触前膜释放乙酰胆碱的过程不受影响，C错误；
白腐真菌能产生多种降解有机磷类农药的酶，使土壤中有机磷农药含量降低，从而可提高土壤小动物的丰富度，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。下列叙述正确的是
A.无机自然环境中的物质和能量都可以被生物群落反复利用
B.生态系统的物质循环和能量流动是同时进行并相互依存的
C.任何生态系统都需要不断得到来自系统外物质和能量的补充
D.物质循环和能量流动的渠道分别是生态系统的组成成分和营养结构
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
无机自然环境中的物质可以被生物群落反复利用，能量是单向流动的，不能反复利用，A错误；
能量流动是单向的、逐级递减的，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，物质可以循环利用，可以不需要来自系统外的补充，C错误；
物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述错误的是
A.图中黑色箭头可表示能量流动过程，白
色箭头可表示物质循环过程
B.能量流动和物质循环可借助生物之间的
取食过程相依相伴进行
C.②表示热能散失的过程，生态系统需要
通过①过程从外界获得能量
15
D.若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
图中黑色箭头②③④单向流动，可表示能量流动过程，白色箭头⑤循环往复，可表示物质循环过程，A正确；
能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程(即捕食关系)相依相伴进行，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，B正确；
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
分析题图可知，②表示热能散失的过程，①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能，生态系统需要通过①过程从外界获得能量，C正确；
碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动，故碳在③④之间以含碳有机物的形式流动，D错误。
15
7.(2024·武汉高三模拟)氮循环是生物圈内物质循环之一。下列叙述正确的是
A.氮循环具有全球性，海洋对氮循环有调节作用
B.消费者参与氮循环过程，但会减缓氮循环速度
C.氮循环中细菌只能作为分解者，将有机氮转化为无机氮
D.氮循环指含氮化合物在生物群落和无机环境之间的循环
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
15
生态系统中的氮循环属于生态系统的物质循环范畴，具有全球性，海洋对氮循环有调节作用，A正确；
消费者参与氮循环过程，能加快氮循环速度，B错误；
氮循环中的氮指的是组成生物体的氮元素，而不是含氮化合物，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
8.(2024·重庆高三模拟)古人将小暑分为三候：“一候温风至；二候蟋蟀居宇；三候鹰始鸷。”一候时，所有的风中都带着热浪；二候时，蟋蟀到庭院的墙角下避暑；三候时，老鹰在清凉的高空中活动。下列相关叙述正确的是
A.温风吹拂属于物理信息，蟋蟀翅膀发声和老鹰鸣叫属于行为信息
B.蟋蟀是分解者，老鹰是消费者，都能加快生态系统的物质循环
C.气温对蟋蟀和老鹰的影响，体现了信息能够调节生物的种间关系
D.保护老鹰的根本措施是改善其生存环境，提高环境容纳量
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
温风吹拂、蟋蟀翅膀发声和老鹰鸣叫涉及的温度、声音都属于物理信息，A错误；
蟋蟀和老鹰都属于消费者，能加快生态系统的物质循环，是生态系统最活跃的成分，B错误；
气温对蟋蟀和老鹰的影响，体现了生命活动的正常进行离不开信息传递，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9.(2023·徐州高三模拟)梨小食心虫是果园的主要害虫之一，为控制其危害，需要多次喷药防治，增加了环境污染的风险。科研人员利用性信息素迷向技术在田间高剂量、多位点释放梨小食心虫性信息素，掩盖雌虫释放的性信息素气味，使雄虫无法找到雌虫，降低成虫交配概率，以达到防治目的。下列叙述错误的是
A.多次、大量喷施农药会导致梨小食心虫种群的抗药性增强
B.性信息素迷向技术通过改变梨小食心虫的性别比例来降低其出生率
C.梨小食心虫的性信息素属于化学信息，性信息素迷向技术属于生物防治
D.性信息素影响梨小食心虫的交配，说明种群的繁衍离不开信息的传递
√
15
性信息素迷向技术通过降低成虫交配概率来降低其出生率，以达到防治目的，没有改变性别比例，B错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10.烟粉虱是一种世界性重大害虫，它吸取多种植物汁液，体长不足1 mm，活动能力弱。巴氏新小绥螨属于广食性捕食螨类，主要以烟粉虱为食。为探究化学防治与释放巴氏新小绥螨对烟粉虱的防治效果，科研人员进行了实验，结果如图所示。下列说法错误的是
A.调查烟粉虱种群密度可用样方法
B.化学防治与生物防治均利用了信息传递的功能
C.在t5时增加巴氏新小绥螨数量可以增强对烟粉
虱的防治效果
D.巴氏新小绥螨在田间对烟粉虱的防治效果明显
优于化学防治
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
13
14
15
由题意可知，烟粉虱的活动能力弱，所以调查烟粉虱种群密度可用样方法，A正确；
化学防治利用农药将烟粉虱杀死，并未利用信息传递的功能，生物防治利用的是巴氏新小绥螨捕食烟粉虱，利用了信息传递的功能，B错误；
t5时烟粉虱的数量在增加，此时增加巴氏新小绥螨数量可以增强对烟粉虱的防治效果，C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
分析题图可知，化学防治后烟粉虱的数量明显增加，而生物防治相对来说效果更显著，即巴氏新小绥螨在田间对烟粉虱的防治效果明显优于化学防治，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
11.(2024·宁德高三期末)下列有关生态学原理或规律的叙述，正确的是
A.生态系统中的信息传递和物质循环不都具有全球性
B.生态系统中的信息传递和能量流动都是单向的
C.生态系统中存在着物质循环和能量流动两个相互独立的过程
D.日照达到一定长度时植物才能够开花体现了信息能调节生物的种间关系
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
15
生态系统中的物质循环具有全球性，信息传递无全球性，A正确；
生态系统中的能量流动是单向的，而信息传递往往是双向的，B错误；
生态系统中，物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返作为能量的载体，而能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返，因此物质循环和能量流动是相互依存、不可分割、同时进行的，C错误；
日照达到一定长度时植物才能够开花，体现了生物生命活动的正常进行离不开信息传递，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
12.大气CO2浓度的升高会影响到水体中藻类的生长，水环境中碳循环的部分过程如图所示。下列相关叙述错误的是
A.能量作为物质的载体，使物质
沿着食物链(网)流动
B.该示意图可体现碳循环具有循
环往复的特点
C.藻类可通过呼吸作用和光合作
用参与生态系统的碳循环
D.从物质循环的角度看，藻类碳元素的根本来源是大气中的CO2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
15
生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的，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非生物环境之间循环往复，A错误；
由图可知，物质可以从生物群落到非生物环境，又可以从非生物环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复的特点，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
藻类通过呼吸作用和光合作用完成碳在生物与非生物环境间的相互转化，参与生态系统的碳循环，C正确；
藻类中的有机物来源于光合作用产生的有机物，而光合作用产生的有机物中碳的来源是大气中的CO2，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13.生态学家对某生态系统中各营养级的能量进行统计分析，结果如表。下列叙述错误的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
注：单位为kJ·hm－2·a－1。
A.若该生态系统受到DDT污染，则DDT在乙中的浓度最高
B.第二、三营养级之间的能量传递效率约为3.17%
C.乙、丙中的生物之间可能存在化学信息交流
D.乙用于生长、发育和繁殖的能量为2.40×107 kJ·hm－2·a－1
营养级 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸释放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
√
由表中数据可知，乙的同化量最小，说明乙的营养级最高，甲的同化量最大，说明甲的营养级最低，如果该生态系统受到DDT污染，营养级越高，所含DDT浓度越高，则DDT在乙中的浓度最高，A正确；
丙是第二营养级，乙是第三营养级，两个营养级之间的传递效率为(2.40×107)÷(7.58×108)×100%≈3.17%，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
营养级 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸释放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
乙、丙属于不同营养级，二者之间存在捕食关系，可能存在信息交流，如物理信息、化学信息、行为信息，C正确；
乙用于生长、发育和繁殖的能量包括未利用的能量、流入下一营养级的能量、被分解者利用的能量，乙是最高营养级，没有流入下一营养级的能量，所以乙用于生长、发育和繁殖的能量为6.00×105＋4.00×105＝1.00×106(kJ·hm－2·a－1)，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
营养级 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸释放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
14.(2024·重庆十八中高三开学考)科学家向做了彩色四点标记的实验箱内喷入特定的气味；同时追踪各组箱内雌性埃及伊蚊的行为。结果显示，在没有任何气味刺激的情况下，蚊子基本忽略各种颜色的圆点；但将CO2(蚊子能够识别CO2的气味)喷入箱内后，蚊子会继续忽略绿色、蓝色或紫色圆点，而会飞向红色、橙色或黑色圆点。下列分析不正确的是
A.该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息和行为信息
B.该研究有助人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等防蚊工具
C.该研究提示人们在野外避免选择红色、橙色或黑色等颜色的衣服
D.这项研究揭示了蚊子的嗅觉如何影响蚊子对视觉线索的反应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
与对照组相比，在CO2条件下，蚊子能忽略绿色、蓝色或紫色圆点，而飞向红色、橙色或黑色圆点，该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息，A错误。
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
二、非选择题
15.(2021·福建，18)一般情况下，植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响，导致原本时间上匹配关系发生改变，称为物候错配。物候错配会影响植物的传粉和结实，可引起粮食减产，甚至发生生态安全问题。生产上为了减轻物候错配造成的影响，常通过人工授粉提高产量。回答下列问题：
(1)光和温度属于生态系统信息传递中的________信息。
15
物理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物。全球气温升高会使延胡索开花起始时间提前，测取延胡索开花起始时间数据并统计结实率(如图)，监测数据表明______________________________。从物候错配的角度分析延胡索结实率降低的原
15
开花起始时间越早，结实率越低
因是___________________________________________________________
____________________。
延胡索提前开花，导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
分析题图可知，实验的自变量为开花起始时间，因变量为结实率，据图可知，开花起始时间越早，结实率越低；结合题干信息可知，由于全球气温升高，延胡索提前开花，导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低。
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)为进一步验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实，科研人员在物候错配的区域设置同等条件的A和B两个样地。其中，A样地中的延胡索保持自然状态生长；B样地中的延胡索则进行__________，分别统计两样地延胡索的结实率。支持“物候错配会造成延胡索自然结实率降低”观点的实验结果为_______________________。
15
人工授粉
A样地结实率低于B样地
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
分析题意可知，本实验目的为验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实，则实验的自变量为物候错配是否被打破，可通过是否进行人工授粉控制，因变量为结实率，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故B样地中的延胡索应进行人工授粉，分别
统计两样地延胡索的结实率。若“物候错配会造成延胡索自然结实率降低”，则自然生长的A样地(物候错配保持组)结实率低于B样地(物候错配被打破)。
15
返回第53课时　生态系统的物质循环、信息传递
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。
考情分析 1.碳循环过程分析 2023·广东·T13　2023·天津·T13　2022·河北·T18　2022·辽宁·T23 2021·河北·T22　2020·全国Ⅰ·T6　2020·全国Ⅲ·T6
2.生物富集 2023·湖北·T9　2020·山东·T24
3.信息传递的类型、作用 2023·湖南·T4　2023·北京·T18　2022·湖南·T8　2021·海南·T24 2021·河北·T13　2021·福建·T18　2021·江苏·T9
考点一　生态系统的物质循环
1．物质循环的概念
(1)物质：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素。
(2)范围：非生物环境和生物群落之间。
(3)特点：全球性、循环往复运动。
(4)实例：碳循环等。
提醒　这里的生态系统指的是生物圈。农田是一个较小的人工生态系统，在农田内部无法做到物质循环，自给自足，因为不断有粮食作物的输出，因此需要不断施加肥料。
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　①碳的存在形式：在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，在非生物环境中主要以二氧化碳和碳酸盐的形式存在。
②碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
③碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用，分解者的分解作用(实质是胞内分解和胞外分解，不完全等同于分解者的呼吸作用)和化石燃料的燃烧。
④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．生物富集
(1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
(2)条件、实例：化学性质稳定、能被生物体吸收、不易被排出的物质，如铅、汞、镉等重金属及DDT、六六六等人工合成的有机化合物。
(3)特点
①含铅等物质的生物被更高营养级的动物食用，铅等物质就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。
②生物富集也具有全球性。
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
项目 案例1 案例2
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30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入30 mL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。
判断正误
(1)土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环(2020·全国Ⅰ，6)(　√　)
(2)碳元素可以在一个相对封闭的群落内部往复循环(　×　)
提示　碳元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。
(3)生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥(　×　)
提示　随着农民对农作物的收割，农作物从土壤中吸收的N等元素也随之离开土壤，为了保证农作物的正常生长，仍然需要对农作物增施氮肥。
(4)物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力(　√　)
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，中国于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)，这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。
(1)在生态系统中，碳在生物群落与非生物环境之间主要以什么形式循环？碳元素在生物群落中的传递渠道是什么？与地球形成初期的大气相比，现在大气中碳的含量要低得多，请从碳的去向方面考虑下降的这部分碳最终的存在形式主要有哪些？
提示　碳在生物群落与非生物环境之间主要以二氧化碳的形式循环；碳元素在生物群落中的传递渠道是食物链和食物网；以有机物形式存在于生物体或其遗体中。
(2)在自然生态系统的碳循环过程中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸、分解作用释放碳的速率存在什么关系？达到碳中和时，生产者吸收的CO2总量是否大于生产者、消费者和分解者释放的CO2总量，理由是什么？
提示　植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸、分解作用释放碳的速率大致相等；达到碳中和时，生产者吸收的CO2总量大于生产者、消费者和分解者释放的CO2总量，CO2排放总量除了生物群落释放的CO2总量外，还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2。
(3)植树造林在一定程度上可以抵消CO2排放总量，实现相对零排放，要达到“碳中和”需要世界各国共同参与，主要原因是什么？
提示　碳循环具有全球性。碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能随着大气环流在全球范围内流动。
(4)大气中的CO2增多将导致什么问题加剧？要实现“碳中和”，除继续植树造林外，还可采取什么措施？
提示　温室效应；节能减排，低碳生活，开发利用新能源。
考向一　碳循环过程分析
1．(2020·全国Ⅲ，6)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．碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
答案　A
解析　生产者、消费者和分解者都参与了生态系统的碳循环，其中消费者可以通过呼吸作用等加快生态系统的碳循环，A错误。
2.(2024·宜荆高三开学考)如图是某生态系统碳元素的转移情况示意图，其中箭头表示碳元素转移方向，甲、乙、丙表示生态系统的组成成分，字母表示碳元素转移量。下列相关说法错误的是(　　)
A．为实现“碳中和”应增加甲的碳储存量
B．碳元素在甲与乙之间主要以有机物形式进行转移
C．甲获取碳元素的方式有光合作用和化能合成作用
D．乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在f中
答案　D
解析　乙中植食性动物产生的粪便中所含的能量为上一营养级甲的同化量，故乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在e中，D错误。
考向二　生物富集
3．含铅汽油的燃烧、对铅的开采及提取等人类活动都可以增加大气和土壤中的铅含量。植物能吸收含铅物质，动物通过取食植物而在体内累积铅。铅在人体内聚集和浓缩可引发智力障碍、神经麻痹，甚至死亡。下列说法错误的是(　　)
A．植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B．非生物环境中的铅均通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境
C．铅能沿食物链富集的原因是铅在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出
D．利用清洁能源可减少大气中铅的来源，采用生物吸收等方法可对铅进行集中处理
答案　B
解析　植物和动物都可以吸收环境中的铅，即铅可以通过生产者、消费者进入生物群落，通过分解者分解遗体残骸等回归非生物环境，B错误。
4．瘿蚊的幼虫生活在水中。为了防治瘿蚊，人们在某湖泊长期喷洒杀虫剂DDT。该杀虫剂在生物体内很难降解，使用初期效果显著，后期效果下降，停用后检测该湖泊水体和几种生物体内的DDT浓度，结果如表所示。下列有关说法正确的是(　　)
检测对象 水 a b c d
DDT浓度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
A.该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境
B．DDT的使用导致瘿蚊幼虫产生抗药性突变
C．分析表中数据可推测生物b处于最低营养级
D．DDT存在生物富集现象且该现象具有全球性
答案　D
解析　该湖泊生态系统的结构是指生态系统的组成成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网)，A错误；DDT只是对抗药性突变起选择作用，B错误；由于DDT很难分解，因此会随着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端，b生物体内DDT浓度最高，可能是最高营养级，C错误。
考点二　生态系统的信息传递
1．生态系统中信息的种类
2．信息传递的过程
3．信息传递在生态系统中的作用
4．信息传递在农业生产中的应用
(1)应用和实例
(2)控制动物危害的技术方法比较
判断正误
(1)雄鹿常通过吼叫、嗅闻等方式获得繁殖机会，其中嗅闻利用的信息种类属于化学信息(2021·海南，24)(　√　)
(2)玫瑰吸引天敌防治害虫，体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能(2021·河北，13)(　√　)
(3)采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递(2022·湖南，8)(　√　)
(4)花香引蝶属于物理信息(　×　)
提示　花香引蝶属于化学信息。
(5)信息传递过程中伴随着一定的物质或能量的消耗(　√　)
(6)利用昆虫信息素诱捕、警示有害动物，属于化学防治(　×　)
提示　昆虫信息素虽属于化学信息，但是利用信息传递原理控制有害动物属于生物防治。
2020年一场史上罕见的蝗虫灾害席卷东非和亚欧大陆，大量毁坏当地的草场、作物，对粮食安全造成了巨大的威胁。
(1)亚洲飞蝗的雌雄成虫在性成熟期可以利用前翅中闰脉上着生的发声齿与后足股节内侧隆线摩擦发声，据此分析此信息属于哪一类型？
提示　物理信息。
(2)有论文指出：“蝗虫从独居到群居的转变，始于它们相互吸引而聚集在一起，发现并嗅到对方发出的气味(4－乙烯基苯甲醚)，或者用后肢彼此触碰。”此文中存在哪些信息类型？又说明了信息传递的什么功能？
提示　文中存在化学信息和行为信息；信息传递有利于生命活动的正常进行和种群的繁衍。
(3)有研究表明，植物释放的气味对蝗虫食物的选择行为起了决定性的作用，由此说明生态系统中信息传递的作用是什么？
提示　调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
(4)可以利用创造不利于蝗虫生活的生态条件控制蝗灾，例如，修筑堤坝、疏浚河道、挖排水沟等方法，其原理是什么？采用化学农药防治和生物防治等防治措施可快速有效地控制蝗灾，和前者相比，生物防治的优势是什么？生物防治可以采取的措施有哪些？(答出两点即可)
提示　原理是降低蝗虫的环境容纳量；生物防治的优势是对人类生存环境无污染；引入该生物的捕食者、寄生者和引入有利于人类的该生物的竞争者。
(5)巴基斯坦发生蝗灾时，有人建议派10万“浙江鸭”前往增援，用鸭子治蝗的技术方法属于什么防治？专家未予采纳，请推测其理由。
提示　生物防治。该方法见效慢，容易造成外来物种入侵；该操作成本高(运输、饲料、管理等)；浙江鸭和蝗虫的生活环境不同。
(6)散居型蝗虫并不会对农作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会释放大量“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色防控成为可能。据此研究，请提出有关蝗灾防治方法的设想：可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，阻止蝗虫的聚集(或使用干扰“集群信息素”接收的化学物质)。
考向三　信息传递的类型、作用及应用
5．(2024·泉州高三质量检测)研究发现生活在马铃薯雄株上的加州新小绥螨会表现出一种“上－下聚集”的行为：当加州新小绥螨被释放到马铃薯植株上时，它们会迅速“向上聚集”到花中取食花粉，表现为植食性；而当植株受到二斑叶螨危害时，加州新小绥螨会快速“向下聚集”到叶片上捕食二斑叶螨，表现为肉食性。进一步研究表明：在植株未受二斑叶螨危害时，花中释放的众多挥发物对加州新小绥螨有强烈的引诱作用；而叶片在受二斑叶螨危害后会释放大量的虫害诱导挥发物，这些物质对加州新小绥螨的引诱作用比花中释放的挥发物的作用更强。下列相关叙述错误的是(　　)
A．虫害诱导挥发物和花中释放的挥发物均属于化学信息
B．加州新小绥螨“荤素搭配”有利于维持田间生态系统的稳定性
C．加州新小绥螨“荤素搭配”将使得其在田间数量呈“J”形增长
D．该研究成果有望应用于马铃薯田间生物防治
答案　C
解析　“J”形增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等的理想条件下，种群呈指数增长；加州新小绥螨在马铃薯植株上生长会受到食物、空间等条件制约，故其在田间数量呈“S”形增长，C错误。
6．(2024·重庆万州第二高级中学高三模拟)每种生物都有自己独一无二的“语言天赋”。国宝大熊猫在非交配时节基本都在自己的领地之内，它们利用自己的尿液来标记领地范围，一般10～20公里只有一只大熊猫，而求偶期间它们也会留下尿液，方便异性大熊猫找到自己。下列说法错误的是(　　)
A．大熊猫占据领地及求偶的“语言”为化学信息
B．竹子的绿色为大熊猫传递的信息与大熊猫求偶传递的信息类型不同
C．大熊猫与其天敌间的信息传递有助于维持生态系统的平衡与稳定
D．大熊猫种群内的信息传递只是为了进行种族的繁衍
答案　D
解析　竹子的绿色为大熊猫传递的信息属于物理信息，大熊猫求偶传递的信息属于化学信息，两者不同，B正确；大熊猫与其天敌间的信息传递是两个物种之间的信息传递，能调节生物的种间关系，有助于维持生态系统的平衡与稳定，C正确；大熊猫种群内的信息传递有利于进行种族的繁衍，也利于其适应环境，有助于维持生态系统的平衡与稳定，D错误。
1．(选择性必修2 P63)物质循环：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
2．(2021·河北，22节选)碳在池塘生物群落中主要以含碳有机物的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动。
3．(2020·山东，24改编)生物富集：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。经测定该土壤中捕食性线虫(最高营养级)体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是镉随着食物链的延长逐渐积累。
4．(2023·北京，18改编)生态系统的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。人工光照最可能作为物理信息对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。
5．狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明信息能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
6．昆虫分泌性外激素引诱异性，说明生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
7．莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发，说明生命活动的正常进行，离不开信息传递。
8．同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥？因为农田中农产品源源不断地输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。
课时精练
一、选择题
1．(2024·咸宁高三调研)如图为碳循环示意图，请据图分析，下列说法正确的是(　　)
A．碳循环的平衡一般是①摄取碳的速率和③④释放碳的速率大致相同
B．碳循环的主要形式是CO2，在任一生态系统内部都可以实现碳元素的自给自足
C．过程②越简单，则生态系统的抵抗力稳定性一般越弱，恢复力稳定性不一定越强
D．DDT等有害物质参与物质循环的过程与碳循环的过程相似
答案　C
解析　碳循环的平衡一般是①光合作用以及化能合成作用摄取碳的速率和③呼吸作用、④分解者的分解作用、⑤化石燃料的燃烧释放碳的速率大致相同，A错误；碳循环的主要形式是CO2，在生物圈内部可以实现碳元素的自给自足，B错误；②捕食关系越简单，食物网相对越简单，则生态系统的抵抗力稳定性一般越弱，恢复力稳定性也可能越弱，C正确；DDT等有害物质参与物质循环的过程是随营养级逐级积累，与碳循环过程不相似，D错误。
2．(2024·汕头高三模拟)为积极应对全球气候变化，我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，2060年前力争实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下列关于碳循环的叙述，错误的是(　　)
A．群落稳定阶段植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等
B．垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环，提高了能量传递效率
C．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行
D．植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标
答案　B
解析　垃圾分类、回收再利用不能提高能量传递效率，B错误。
3．某同学以普通小球藻为材料，研究不同硒浓度下小球藻对硒的富集量。结果表明：在硒浓度为1～8 mg/L的范围内，随着硒浓度的增加，小球藻的富集量随之升高；当硒浓度大于12 mg/L时，可导致藻类死亡。下列有关叙述正确的是(　　)
A．小球藻属于分解者，缺少这一组分生态系统会崩溃
B．硒沿食物链传递到更高营养级生物体内时，浓度不变
C．硒进入食物链后，在不同营养级生物体内积累，不参与物质循环
D．合理利用生物富集可以取得生态效益和经济效益，造福人类生产、生活
答案　D
解析　小球藻是生产者，是生态系统的基石，A错误；硒进入食物链后，随着营养级增加，在生物体内积累的浓度不断增加，B错误；硒进入环境后，便参与生态系统的物质循环，只不过与C、N等基本元素的循环过程不同，C错误；如果利用生物富集，阻断物质在食物链中的传递，对有益的和有害的物质进行回收利用或处理，不仅可以减少环境污染，还可以带来一定的经济效益，造福人类生产、生活，D正确。
4．(2024·南宁高三模拟)有机磷农药能抑制突触间隙中的乙酰胆碱酯酶(可催化乙酰胆碱分解)，使用后残留严重且难以降解。研究发现白腐真菌能产生多种降解有机磷类农药的酶。下列相关说法不正确的是(　　)
A．有机磷农药甚至会出现在鲜有人类活动的南极生物体内，体现了物质循环的全球性
B．在一受有机磷农药污染的生态系统内，最高营养级的生物体内有机磷农药的浓度最高
C．有机磷农药中毒后，突触前膜释放乙酰胆碱过程受阻，导致患者肌肉瘫痪
D．向有机磷农药残留污染的土壤中投放白腐真菌一定时间后，会提高土壤小动物的丰富度
答案　C
解析　有机磷农药中毒后，乙酰胆碱酯酶活性被抑制，乙酰胆碱不能被分解，突触前膜释放乙酰胆碱的过程不受影响，C错误；白腐真菌能产生多种降解有机磷类农药的酶，使土壤中有机磷农药含量降低，从而可提高土壤小动物的丰富度，D正确。
5．能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。下列叙述正确的是(　　)
A．无机自然环境中的物质和能量都可以被生物群落反复利用
B．生态系统的物质循环和能量流动是同时进行并相互依存的
C．任何生态系统都需要不断得到来自系统外物质和能量的补充
D．物质循环和能量流动的渠道分别是生态系统的组成成分和营养结构
答案　B
解析　无机自然环境中的物质可以被生物群落反复利用，能量是单向流动的，不能反复利用，A错误；能量流动是单向的、逐级递减的，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，物质可以循环利用，可以不需要来自系统外的补充，C错误；物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，D错误。
6．如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物质循环过程
B．能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相依相伴进行
C．②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量
D．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2
答案　D
解析　图中黑色箭头②③④单向流动，可表示能量流动过程，白色箭头⑤循环往复，可表示物质循环过程，A正确；能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程(即捕食关系)相依相伴进行，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，B正确；分析题图可知，②表示热能散失的过程，①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能，生态系统需要通过①过程从外界获得能量，C正确；碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动，故碳在③④之间以含碳有机物的形式流动，D错误。
7．(2024·武汉高三模拟)氮循环是生物圈内物质循环之一。下列叙述正确的是(　　)
A．氮循环具有全球性，海洋对氮循环有调节作用
B．消费者参与氮循环过程，但会减缓氮循环速度
C．氮循环中细菌只能作为分解者，将有机氮转化为无机氮
D．氮循环指含氮化合物在生物群落和无机环境之间的循环
答案　A
解析　生态系统中的氮循环属于生态系统的物质循环范畴，具有全球性，海洋对氮循环有调节作用，A正确；消费者参与氮循环过程，能加快氮循环速度，B错误；氮循环中的氮指的是组成生物体的氮元素，而不是含氮化合物，D错误。
8．(2024·重庆高三模拟)古人将小暑分为三候：“一候温风至；二候蟋蟀居宇；三候鹰始鸷。”一候时，所有的风中都带着热浪；二候时，蟋蟀到庭院的墙角下避暑；三候时，老鹰在清凉的高空中活动。下列相关叙述正确的是(　　)
A．温风吹拂属于物理信息，蟋蟀翅膀发声和老鹰鸣叫属于行为信息
B．蟋蟀是分解者，老鹰是消费者，都能加快生态系统的物质循环
C．气温对蟋蟀和老鹰的影响，体现了信息能够调节生物的种间关系
D．保护老鹰的根本措施是改善其生存环境，提高环境容纳量
答案　D
解析　温风吹拂、蟋蟀翅膀发声和老鹰鸣叫涉及的温度、声音都属于物理信息，A错误；蟋蟀和老鹰都属于消费者，能加快生态系统的物质循环，是生态系统最活跃的成分，B错误；气温对蟋蟀和老鹰的影响，体现了生命活动的正常进行离不开信息传递，C错误。
9．(2023·徐州高三模拟)梨小食心虫是果园的主要害虫之一，为控制其危害，需要多次喷药防治，增加了环境污染的风险。科研人员利用性信息素迷向技术在田间高剂量、多位点释放梨小食心虫性信息素，掩盖雌虫释放的性信息素气味，使雄虫无法找到雌虫，降低成虫交配概率，以达到防治目的。下列叙述错误的是(　　)
A．多次、大量喷施农药会导致梨小食心虫种群的抗药性增强
B．性信息素迷向技术通过改变梨小食心虫的性别比例来降低其出生率
C．梨小食心虫的性信息素属于化学信息，性信息素迷向技术属于生物防治
D．性信息素影响梨小食心虫的交配，说明种群的繁衍离不开信息的传递
答案　B
解析　性信息素迷向技术通过降低成虫交配概率来降低其出生率，以达到防治目的，没有改变性别比例，B错误。
10．烟粉虱是一种世界性重大害虫，它吸取多种植物汁液，体长不足1 mm，活动能力弱。巴氏新小绥螨属于广食性捕食螨类，主要以烟粉虱为食。为探究化学防治与释放巴氏新小绥螨对烟粉虱的防治效果，科研人员进行了实验，结果如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．调查烟粉虱种群密度可用样方法
B．化学防治与生物防治均利用了信息传递的功能
C．在t5时增加巴氏新小绥螨数量可以增强对烟粉虱的防治效果
D．巴氏新小绥螨在田间对烟粉虱的防治效果明显优于化学防治
答案　B
解析　由题意可知，烟粉虱的活动能力弱，所以调查烟粉虱种群密度可用样方法，A正确；化学防治利用农药将烟粉虱杀死，并未利用信息传递的功能，生物防治利用的是巴氏新小绥螨捕食烟粉虱，利用了信息传递的功能，B错误；t5时烟粉虱的数量在增加，此时增加巴氏新小绥螨数量可以增强对烟粉虱的防治效果，C正确；分析题图可知，化学防治后烟粉虱的数量明显增加，而生物防治相对来说效果更显著，即巴氏新小绥螨在田间对烟粉虱的防治效果明显优于化学防治，D正确。
11．(2024·宁德高三期末)下列有关生态学原理或规律的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统中的信息传递和物质循环不都具有全球性
B．生态系统中的信息传递和能量流动都是单向的
C．生态系统中存在着物质循环和能量流动两个相互独立的过程
D．日照达到一定长度时植物才能够开花体现了信息能调节生物的种间关系
答案　A
解析　生态系统中的物质循环具有全球性，信息传递无全球性，A正确；生态系统中的能量流动是单向的，而信息传递往往是双向的，B错误；生态系统中，物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返作为能量的载体，而能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返，因此物质循环和能量流动是相互依存、不可分割、同时进行的，C错误；日照达到一定长度时植物才能够开花，体现了生物生命活动的正常进行离不开信息传递，D错误。
12．大气CO2浓度的升高会影响到水体中藻类的生长，水环境中碳循环的部分过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．能量作为物质的载体，使物质沿着食物链(网)流动
B．该示意图可体现碳循环具有循环往复的特点
C．藻类可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环
D．从物质循环的角度看，藻类碳元素的根本来源是大气中的CO2
答案　A
解析　生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的，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非生物环境之间循环往复，A错误；由图可知，物质可以从生物群落到非生物环境，又可以从非生物环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复的特点，B正确；藻类通过呼吸作用和光合作用完成碳在生物与非生物环境间的相互转化，参与生态系统的碳循环，C正确；藻类中的有机物来源于光合作用产生的有机物，而光合作用产生的有机物中碳的来源是大气中的CO2，D正确。
13．生态学家对某生态系统中各营养级的能量进行统计分析，结果如表。下列叙述错误的是(　　)
营养级 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸释放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
注：单位为kJ·hm－2·a－1。
A．若该生态系统受到DDT污染，则DDT在乙中的浓度最高
B．第二、三营养级之间的能量传递效率约为3.17%
C．乙、丙中的生物之间可能存在化学信息交流
D．乙用于生长、发育和繁殖的能量为2.40×107 kJ·hm－2·a－1
答案　D
解析　由表中数据可知，乙的同化量最小，说明乙的营养级最高，甲的同化量最大，说明甲的营养级最低，如果该生态系统受到DDT污染，营养级越高，所含DDT浓度越高，则DDT在乙中的浓度最高，A正确；丙是第二营养级，乙是第三营养级，两个营养级之间的传递效率为(2.40×107)÷(7.58×108)×100%≈3.17%，B正确；乙、丙属于不同营养级，二者之间存在捕食关系，可能存在信息交流，如物理信息、化学信息、行为信息，C正确；乙用于生长、发育和繁殖的能量包括未利用的能量、流入下一营养级的能量、被分解者利用的能量，乙是最高营养级，没有流入下一营养级的能量，所以乙用于生长、发育和繁殖的能量为6.00×105＋4.00×105＝1.00×106(kJ·hm－2·a－1)，D错误。
14．(2024·重庆十八中高三开学考)科学家向做了彩色四点标记的实验箱内喷入特定的气味；同时追踪各组箱内雌性埃及伊蚊的行为。结果显示，在没有任何气味刺激的情况下，蚊子基本忽略各种颜色的圆点；但将CO2(蚊子能够识别CO2的气味)喷入箱内后，蚊子会继续忽略绿色、蓝色或紫色圆点，而会飞向红色、橙色或黑色圆点。下列分析不正确的是(　　)
A．该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息和行为信息
B．该研究有助人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等防蚊工具
C．该研究提示人们在野外避免选择红色、橙色或黑色等颜色的衣服
D．这项研究揭示了蚊子的嗅觉如何影响蚊子对视觉线索的反应
答案　A
解析　与对照组相比，在CO2条件下，蚊子能忽略绿色、蓝色或紫色圆点，而飞向红色、橙色或黑色圆点，该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息，A错误。
二、非选择题
15．(2021·福建，18)一般情况下，植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响，导致原本时间上匹配关系发生改变，称为物候错配。物候错配会影响植物的传粉和结实，可引起粮食减产，甚至发生生态安全问题。生产上为了减轻物候错配造成的影响，常通过人工授粉提高产量。回答下列问题：
(1)光和温度属于生态系统信息传递中的________信息。
(2)延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物。全球气温升高会使延胡索开花起始时间提前，测取延胡索开花起始时间数据并统计结实率(如图)，监测数据表明________________。从物候错配的角度分析延胡索结实率降低的原因是__________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)为进一步验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实，科研人员在物候错配的区域设置同等条件的A和B两个样地。其中，A样地中的延胡索保持自然状态生长；B样地中的延胡索则进行__________，分别统计两样地延胡索的结实率。支持“物候错配会造成延胡索自然结实率降低”观点的实验结果为
________________________________________________________________________。
答案　(1)物理　(2)开花起始时间越早，结实率越低　延胡索提前开花，导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低　(3)人工授粉　A样地结实率低于B样地
解析　(2)分析题图可知，实验的自变量为开花起始时间，因变量为结实率，据图可知，开花起始时间越早，结实率越低；结合题干信息可知，由于全球气温升高，延胡索提前开花，导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低。(3)分析题意可知，本实验目的为验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实，则实验的自变量为物候错配是否被打破，可通过是否进行人工授粉控制，因变量为结实率，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故B样地中的延胡索应进行人工授粉，分别统计两样地延胡索的结实率。若“物候错配会造成延胡索自然结实率降低”，则自然生长的A样地(物候错配保持组)结实率低于B样地(物候错配被打破)。

展开更多......

收起↑