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(共21张PPT)
课程要求
考点1 生态系统的物质循环
考点2 土壤微生物的分解作用
考点3 富集作用
考点4 生态系统的信息传递
考点5 信息传递的作用和应用
高考第一轮复习第47讲：生态系统的物质循环和信息传递
考点1 生态系统的物质循环
1. 定义：
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，
在无机环境到生物群落中往复循环的过程，
这就是生态系统的物质循环（教材P63黑体字）
主要包含：碳循环、氮循环
物质循环具有全球性、循环性，因此又叫做生物
地球化学循环！
2. 特点
① 反复循环② 全球性
(实例：北极企鹅体内发现DDT，所以治理污染要地区合作)
碳循环示意图
3. 碳循环
光合作用(或化能合成作用)
呼吸作用
植物
(生产者)
动物
(消费者)
呼吸作用
分解者的分解作用
碳循环示意图
1. 碳存在形式
① 在无机环境中：主要以 的形式存在。
② 在生物群落内部：以 的形式传递。
2.碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：
CO2和碳酸盐
含碳有机物
CO2
3. 碳进入生物群落的途径：生产者的　　　　　　　　　作用。
4. 碳返回非生物环境的途径：　　　　　　　　　　　　；分解者的分解作用和　　　　　　　　。
5.与自然界碳循环关系最为密切的细胞器：
光合作用和化能合成
生产者、消费者的呼吸作用
化石燃料的燃烧
线粒体和叶绿体
6. 选择性必修2 P63“与社会的联系”：温室效应
① 成因：世界范围内，_________________________　　大大增加了二氧化碳的排放。
② 我国措施：一方面采取措施减少______　　　　，另一方面大力植树种草，提高　　　　　。
③ 影响：导致 ，加快极地冰川的融化，导海平面上升，对人类和其他生物的生存构成威胁。
化石燃料的开采和使用
二氧化碳排放
森林覆盖率
气温升高
A
D
C
E
F
B
A：生产者
B：分解者
C：大气中的CO2库
D：初级消费者
E：次级消费者
F：三级消费者
A：生产者
B：消费者
C：分解者
D：大气中的CO2库
A
B
C
D
练一练：辨认图中各个字母的含义要点：
1.中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这是我国对世界作出的承诺。“碳达峰”指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长而达到峰值，之后逐步回落；“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳(温室气体)排放总量和通过一定途径吸收的二氧化碳总量相等，实现二氧化碳“零排放”。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 实现碳达峰后生态系统的碳循环不会明显减慢
B. 实现碳中和有助于解决全球温室效应的问题
C. 实现碳达峰后空气中二氧化碳的浓度将保持不变
D. 植树造林和减少化石燃料燃烧有助于实现碳中和
C
2.双碳，即碳达峰与碳中和的简称。我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等).下图为碳循环示意图，图中字母表示生态系统的组成成分，数字表示CO2的排放量或减少量。回答下列问题：
1) 生态系统中，碳在生物群落中的传递渠道是______________________________。碳循环具有全球性的原因是______。
2) 若用图中的数字构建碳中和数学模型，该数学模型是________________。
3) 植树种草是将CO2排放量吸收掉的一种方式，而相应物种应以当地为主，原因是______（答出一点即可），这遵循了生态工程的______基本原理。
食物链、食物网（营养结构）
大气中二氧化碳能随着大气环流在全球范围流动
①=②+④+⑥+⑦+⑧
避免外来物种入侵，保证本地生态系统的安全性；本地物种具有较高的生态适应性
协调
3.选择性必修2 P67“练习与应用·拓展应用1”：
生物圈___　(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统，
______(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统，因为
________________________________________________________________________________________________________。
是
不是
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
[类似问题] 物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？
不同。能量流动起点和终点分别是生产者固定太阳能和以热能的形式散失；而物质循环过程中物质是循环利用的，所以是没有起点和终点的。
[辩证] P67“练习与应用·拓展应用2”：
氮元素在生物群落与非生物环境间　(填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因：___________________________
__________________________________________________________________________________。
能
农产品源源不断地从农田生态系统输出，
其中的氮元素并不能全部归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾
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) ________________________________
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_____ 各营养级
单向流动，逐级递减
全球性、循环往复运动
光能→化学能→热能
无机物 有机物
在生物群落与非生物环境间往复循环
食物链和食物网
载体
动力
能量流动和物质循环的关系：
（1)实验原理
考点2 探究土壤微生物的分解作用
：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分主要为分解者。分解者的分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
（2)实验流程
案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
对照组 实验组(减法原理）
自变量 有土壤微生物 无土壤微生物
设置方式 落叶＋土壤 落叶＋灭菌土壤
因变量 落叶腐烂(快慢和程度) 无关变量 避免土壤理化性质的改变 注意：①不宜采用剧烈条件杀死土壤微生物，以免改变土壤的理化性质（可以60℃恒温箱中处理1h）； ②实验可以设置3组重复实验，以增加可信度（避免偶然因素对实验结果的影响）。
实验现象：在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组
实验结论：微生物对落叶有分解作用
案例2：土壤微生物能否分解淀粉？
实验组(加法原理） 对照组
自变量 有土壤微生物 无土壤微生物
设置方式 淀粉＋土壤浸出液 淀粉＋蒸馏水
因变量观测指标 淀粉显色反应的变化；还原糖含量的变化 无关变量 减少土壤中带颜色的颗粒物、淀粉量相等、土壤浸出液与蒸馏水体积相等 注意：鉴定试剂既要用碘液，也要使用斐林试剂。
实验组 A1 不变蓝
A2 __________
对照组 B1 变蓝
B2 __________
结论：土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 产生砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
下图甲为某水生生态系统不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度；图乙为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图。
思考1：据甲、乙图分析,关于铅元素的含量有什么特点 请尝试解释出现该结果的原因。
铅在生物体内的浓度超过水体浓度且铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。铅在生物体内形成比较稳定的铅化合物，不易被生物体排出。
思考2：生物富集作用的特点？
思考3：能发生生物富集的物质还有哪些？
思考4：如何减少重金属生物富集现象？
沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。
全球性：有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
重金属：如铅、镉、汞等；人工合成的有机化合物：如DDT、
六六六等
减少重金属排放；实施垃圾分类；种植能吸收有害重金属元素的植物
考点3 富集作用教材P63-64
考点4 生态系统的信息传递
1. 信息的概念和信息流
信息是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，
能够形成信息传递，即信息流。
2. 信息的种类：物理信息、化学信息、行为信息。
3.信息传递三要素：信息源、信道、信息受体
4.信息传递范围：生物与生物之间、生物与环境之间
5.特点：双向传递、不可循环
生态系统中信息的种类
类型 概念 来源 传递形式 实例
自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息 物理过程 萤火虫的闪光、蛛网的振动频率、狼的呼叫声
生物产生的可以传递信息的化学物质 以化学物质为信息载体 动物的性外激素，植物的_________、_______等代谢产物
动物通过其特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息 动物的特殊行为 动物的特殊行为 鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为
物理信息
非生物环境和生物个体或群体
化学信息
生物的代谢活动
生物碱
有机酸
行为信息
★方法技巧：判断生态系统信息的类型
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度等信号，通过动物感觉器官皮
肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息，则判断为物理信息。
②若涉及化学物质挥发性（如性外激素等）这一特点，则判断为化学信息。
③凡涉及“肢体语言”者均属于行为信息。若在噪音嘈杂的环境,生物间多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。
④在影响视线的环境中（如深山密林）,生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
⑤生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同：如孔雀开屏，如果通过行为传递信息给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方，则属于物理信息。鸟类或其他动物报警，若通过声音如尖叫，则属于物理信息；若通过特殊的动作如突然飞起，则属于行为信息。
信息传递的过程
生态系统中的信息来源于生物和非生物环境
空气、水及其他介质为媒介
动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质，如光敏色素
注意：生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的信息传递。方向一般是双向。
生态系统中信息传递的特点
①生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流
②生态系统中的信息来源于生物和非生物环境。生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间以及生物与环境之间。
③多数情况下，信息传递一般为双向的。比如草原上，草的绿色给羊传递
了可食用的信息，羊并不传递信息给草，此过程中信息传递是单向的。
④生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递。而是指种
群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。
⑤作为生态系统的三大功能之一，决定着能量流动和物质循环的方向和状态。
考点5 信息传递的作用和应用
作用 举例
①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波；②莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长
①植物开花需光信息刺激；②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
①草原上，草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；②森林中狼用眼睛辨别猎物，也可以根据声音作出反应追捕猎物；兔子依据狼的气味或行为特征躲避猎捕；③烟草释放化学物质吸引害虫天敌
生命活动的正常进行，离不开信息的作用
种群的繁衍，离不开信息传递
信息能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定
（个体水平）
（种群水平）
（群落和生态系统水平）
信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农畜产品的产量。
(2)对有害动物进行控制。
a、利用模拟动物信息吸引大量的传粉动物， 就可以提高果树的传粉效率和结实率。
b、养鸡时，在增加营养的基础上，
延长光照时间，会刺激鸡卵巢的发育
和雌激素的分泌，可以大大提高产蛋率。
a、利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田；
b、利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度；
c、还可以利用特殊化学物质扰乱某些
动物的雌雄交配，使有害动物繁殖力下降
（生物防治）
种类 化学防治 机械防治 生物防治
措施
优点
缺点
喷施化学药剂
作用迅速；
短期效果明显。
会使害虫的抗药性增强；
可能杀害害虫天敌破坏生态平衡；
污染环境。
人工捕捉或利用器械捕捉等
无污染；
见效快，效果好。
费时费力；
对体型很小的害虫无法实施。
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
对环境污染小；
效果好且持久。
天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）。
这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境 、
生物防治。
无污染
有效的
[典例] 下列不属于生态系统信息传递应用的是 (　 　)
A. 人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾
B. 利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫
C. 胰岛B细胞产生的胰岛素作用于肝细胞
D. 控制日照时间以控制开花时间
C
[典例] 雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3 km以外的雄蚕蛾吸引过来。虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的数量不足0. 01 mg，但雄蚕蛾仍能对其作出反应。有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于化学信息
B. 体现了信息的传递有益于种群的繁衍
C. 说明生态系统中的信息都是由生物产生的
D. 说明性引诱剂具有高效性
C

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