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第33讲　生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
第1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无机环境之间不断循环的规律 2.举例说明利用物质循环规律,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
考点一　生态系统的物质循环(固本·识记类)
1.生态系统的物质循环
2.碳循环
(1)循环过程
①请写出各标号的名称:
a.　　　　　;b.　　　　　;c.　　　　　;d.　　　　　　　　;e.　　　　　。
②循环途径
③碳的存在形式与循环形式
a.在生物群落和非生物环境之间:主要以　　　　　的形式循环。
b.在生物群落内部:以　　　　　　的形式传递。
c.在非生物环境中:主要以　　　　和碳酸盐的形式存在,此外还有煤、石油燃料等存在形式。
(2)特点:　　　　　、　　　　　　　　。
(3)温室效应加剧
①大气中二氧化碳的来源:各种生物的　　　作用、化石燃料的燃烧。
②形成原因:世界范围内,化石燃料的开采和使用大大增加了　　　　的排放。
③产生危害:引起　　　　　　　　　　。
④解决思路:
a.采取积极措施减少　　　　的排放。
b.大力植树种草,提高森林覆盖率。
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　　　　　　的化合物,使其在机体内浓度　　　　环境浓度的现象。
(2)过程
①途径:　　　　　(网)。
②实例——铅的富集过程
(3)
4.物质循环与能量流动的区别与联系
项目 能量流动 物质循环 生物富集
形式 太阳能→化学能→热能 不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物以及一些放射性物质
过程 沿食物链(网)　　　　流动 在　　　　　 　　　　间循环 沿食物链(网)聚集
范围 生态系统各营养级 全球 生态系统 　　　　
特点 　　　　　、　　　　　　 　　　　　、 循环往复运动 单向流动、逐级积累、全球性
联系 同时进行,相互依存,不可分割。 ①能量的固定、储存、转移、释放都离不开物质的合成和分解等过程; ②物质是能量沿食物链(网)流动的　　　　　　; ③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的　　　　　　; ④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集
命题角度一　生态系统的物质循环
1.关于生态系统的物质循环,下列说法错误的是　　　　。
A.“六月雨后种绿豆,八月中,犁杀之……十月中种瓜”描述了可用犁将绿豆植株翻埋到土中肥田后种瓜,体现了对资源的循环利用[2024·河北卷]
B.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环[2024·安徽卷]
C.氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
D.通过生物富集作用,镉能沿食物链传递到更高营养级[2023·湖北卷]
E.水生消费者对有机碳的利用,缓解了碳排放[2023·湖北卷]
2.[2025·湖北武汉月考] 下图为某稻田生态系统的碳循环图解,数字表示碳的流动。下列叙述正确的是 (　)
A.碳在①②④⑤过程中以CO2形式传递
B.C属于分解者,群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
C.A 可表示大气中的CO2库,碳元素在生物群落中循环利用
D.①过程固定的CO2等于⑥⑦过程释放的CO2量之和即可实现“碳中和”
命题角度二　生物富集
3.[2025·浙江1月选考] 由于DDT严重危害生物的健康且不易降解,许多国家禁用 DDT。但DDT能杀死按蚊,有效控制疟疾的传播,因此2006年世界卫生组织宣布允许非洲国家重新使用DDT,使得非洲疟疾的新增病例大幅下降。下列叙述不合理的是 (　)
A.喷施低浓度的 DDT,也会在生物体内积累
B.DDT不易降解,不会在生物圈中大面积扩散
C.在严格管控的情况下,DDT可以局部用于预防疟疾
D.与第二营养级相比,第三营养级生物体内的DDT含量更高
4.[2024·甘肃卷] 土壤镉污染影响粮食生产和食品安全,是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物,某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况,以不添加镉为对照(镉含量0.82 mg·kg-1)。一段时间后,测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量,结果如下表。下列叙述错误的是 (　)
镉浓度/ (mg· kg-1) 地上生物量/ (g·m-2) 地下生物量/ (g·m-2) 植物体镉含量/ (mg·kg-1)
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
A.在不同浓度的镉处理下,植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比,植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料,植物A的安全风险更大
命题角度三　能量流动和物质循环的关系及应用
5.分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是 (　)
A.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动
B.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
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
6.[2025·广东梅州月考] 如图是一个农业生态系统模式图,下列有关说法正确的是 (　)
A.流经该生态系统的总能量为农作物固定的太阳能
B.该生态系统含有两条食物链,人占有两个营养级
C.人产生的粪肥中的物质和能量可被农作物再利用
D.该生态系统的设计遵循生态工程的循环原理
考点二　探究土壤微生物的分解作用(实验·探究类)
1.实验原理
(1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物大多是　　　　　(填生态系统的组成成分名称)。
(2)分解者的作用是将环境中的　　　　　分解为无机物,分解速度与环境中的　　　　、　　　　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
因变量 土壤中落叶的分解程度 淀粉的分解程度
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
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:土壤中的微生物对土壤中的有机物具有分解作用。
1.[2025·甘肃酒泉期末] 土壤中有很多微生物能够分解纤维素。研究人员在我国南方某地区分别在旱季和雨季采集椰子经济林和热带雨林的土样,研究土壤微生物的分解作用。如图为土壤微生物对纤维素分解的研究结果。下列叙述错误的是 (　)
A.在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土样
B.不同时节椰子经济林的土壤中微生物数量相同
C.椰子经济林的土壤微生物分解纤维素的能力高于热带雨林
D.土壤含水量对热带雨林的碳循环影响较大
2.[2025·四川内江期中] 下列有关生物学实验操作、条件、结果分析等方面的叙述,正确的是 (　)
A.探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验中,应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行灭菌再处理淀粉糊
B.探究土壤微生物在落叶分解中的作用实验中,实验组的落叶腐烂程度大于对照组
C.探究土壤微生物在落叶分解中的作用实验中,对照组需要对土壤灭菌以排除土壤微生物作用
D.制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方,但要避免阳光直接照射
考点三　生态系统的信息传递(固本·识记类)
1.生态系统中信息的种类
2.信息传递过程
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)提高　　　　　　的产量。
①利用模拟的动物信息吸引大量的　　　　　,就可以提高果树的传粉效率和结实率。
②养鸡时,在增加营养的基础上,延长　　　　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。
(2)对　　　　　　进行控制。
利用　　　　　　　诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
[拓展]控制动物危害的技术方法比较
种类 化学防治 机械防治 生物防治
措施 喷施化学药剂等 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫或使用信息素等
优点 ①作用迅速; ②短期效果明显 ①无污染; ②见效快,效果好 ①效果好且持久; ②成本低,无污染
缺点 ①使害虫抗药性增强; ②杀灭害虫天敌,破坏生态平衡; ③污染环境 ①费时费力; ②对体型很小的害虫无法实施 天敌数量不确定,甚至可能会引发生态危机
命题角度一　信息传递的类型及功能分析
1.关于信息传递的类型和功能,下列说法错误的是　　　　。
A.候鸟来湿地公园越冬的信息传递只发生在鸟类与鸟类之间[2025·山东卷]
B.唐诗“翠羽春禽满树喧”描绘了满树鸟儿欢快鸣叫的画面,其中“翠羽”指青翠的羽毛,“喧”指鸣叫,两者皆属于化学信息[2024·广西卷]
C.幼年蜜蜂学习采蜜技巧依赖生态系统中的信息传递[2023·河北卷]
D.“油菜花开陌野黄,清香扑鼻蜂蝶舞。”油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶[2023·湖南卷]
E.顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于生态系统中的化学信息传递
2.[2024·湖北卷] 研究发现,某种芦分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦种群的两个和求偶有关的鸣唱特征,相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征,在芦的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是 (　)
A.芦的鸣唱声属于物理信息
B.求偶的鸣唱特征是芦与栖息环境之间协同进化的结果
C.芦之间通过鸣唱形成信息流,芦既是信息源又是信息受体
D.和求偶有关的鸣唱特征的差异,表明这三个芦种群存在生殖隔离
命题角度二　生态系统功能的分析与比较
3.生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。下列属于生态系统功能描述的是 (　)
①生产者的残枝败叶和消费者的遗体残骸中的能量被分解者利用
②在草→鼠→蛇→猫头鹰的食物链中,蛇是次级消费者,属于第三营养级
③蜜蜂发现蜜源时,就会通过跳圆圈舞动作“告诉”同伴去采蜜
④大气中的CO2被植物吸收,然后通过生物及人类活动又以CO2形式返回大气中
A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.②③④
4.[2025·江西赣州期中] 物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能,下列相关分析正确的是 (　)
A.在生态系统中,能量作为动力,使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环
B.如果要研究某生态系统中流入第二营养级的能量去向,则只需研究第二营养级的呼吸消耗量和未利用的能量即可
C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部
D.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
经典真题·明考向
1.[2024·福建卷] 橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现,雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述错误的是 (　)
A.橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍
C.利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫属于化学防治
D.用含该信息素的诱杀饵剂可改变橘小实蝇种群的性别比例
2.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 粪甲虫是一类嗜粪昆虫的总称,其中金龟科和蜉金龟科粪甲虫以粪便为食,隐翅虫科则主要捕食粪便中滋生的某些小型无脊椎动物。大环内酯类兽药(ML)可以有效治疗畜禽的呼吸道疾病,但其在粪便中的残留会显著影响一些粪甲虫的存活和后代孵化。回答下列问题。
(1)草原生态系统粪甲虫种类繁多,体现了生物多样性中的　　　　　　。金龟科和蜉金龟科粪甲虫能够快速分解草场中的粪便,促进土壤养分循环,体现了生物多样性的　　　　价值。
(2)用箭头连接下列草原生态系统中的关键因子,完成碳循环模型。
(3)对使用ML前后同一草场的粪甲虫进行调查,通常采用陷阱法取样,陷阱位置的选择应符合　　 　　原则;陷阱中新鲜牛粪的气味吸引粪甲虫,属于生态系统中的　 　　　信息传递。
(4)分类统计诱捕到的粪甲虫,结果见下表。由表可知,ML使用后粪甲虫数量明显　　　　,优势科变为了　　　　(填科名),这种变化将会使草场牛粪的清除速度下降,影响草场的生态功能。

粪甲虫 种类 ML使用前 ML使用后
平均数量/ (只/陷阱) 个体占比 平均数量/ (只/陷阱) 个体占比
蜉金龟科 121.7 62.3% 29.9 44.4%
金龟科 73.7 37.7% 0.8 1.2%
隐翅虫科 0 0 36.6 54.4%
(5)为了维持草场畜牧业的可持续发展,降低兽药残留对当地粪甲虫的影响,可采用的方法包括　　　　。(多选)
A.研发低残留、易降解兽药
B.制定严格用药指南,避免过量使用兽药
C.引入新的粪甲虫种类
D.培育抗病力强的牲畜品种,减少兽药使用
第33讲　生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
第1课时　生态系统的物质循环、信息传递
考点一
● 必备知识
1.碳、氢、氧、氮、磷、硫　生物群落　非生物环境　全球性
2.(1)①生产者　消费者　呼吸作用　光合作用和化能合成作用　呼吸作用　②光合作用　化能合成作用　呼吸作用　分解作用　化石燃料　③二氧化碳　含碳有机物　二氧化碳　(2)全球性　循环往复运动　(3)①呼吸　②二氧化碳　③全球性的气候变化　④二氧化碳
3.(1)难以降解　超过　(2)①食物链
(3)①越高
4.单向　生物群落和非生物环境　各营养级　单向流动　逐级递减　全球性　载体　动力
● 典型例题
1.E　[解析] 水生消费者对有机碳的利用,加快了物质循环,不会缓解碳排放,E错误。
2.B　[解析] 碳在生物群落与非生物环境之间即①②过程中以 CO2的形式传递,而在群落内部的④⑤过程中以含碳有机物的形式传递,A错误;C是分解者,生物群落中的其他生物(包括生产者、消费者)的遗体残骸等都会被分解者分解,均可为分解者提供物质和能量,B正确;A 可表示大气中的CO2库,碳元素在生物群落和非生物环境之间循环,C错误;达到“碳中和”时,吸收的CO2总量应等于排放的CO2总量,而CO2排放总量除⑥⑦过程释放的CO2外,还包括②过程释放的CO2,人类对煤、石油等能源物质利用过程中排放的CO2,D错误。
3.B　[解析] DDT严重危害生物的健康且不易降解,能够沿着食物链逐渐在生物体内聚集,且营养级越高的生物,其体内富集的DDT含量就越高,因此喷施低浓度的DDT,也会在生物体内积累,与第二营养级相比,第三营养级生物体内的DDT含量更高,A、D正确;物质循环具有全球性,DDT不易降解,可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地,若使用不当,可能会导致DDT在生物圈中大面积扩散,B错误;由题意“DDT能杀灭按蚊,有效控制疟疾的传播”可知:在严格管控的情况下,DDT可以局部用于预防疟疾,C正确。
4.B　[解析] 由题表可知,与土壤中的镉浓度相比,不同浓度的镉处理下,植物A和B的植物体镉含量都增加了,说明植物A和B都发生了镉的富集,A正确;由题表可知,土壤中添加不同浓度镉后,植物A的植物体镉含量都大于植物B的,所以与植物B相比,植物A更适合作为土壤镉污染修复植物,B错误;由题表可知,与对照组相比,在相同的镉浓度处理下,植物A的地上生物量和地下生物量的下降幅度都小于植物B的,说明在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大,C正确;由题表可知,在不同浓度的镉处理下,植物A的植物体镉含量均高于植物B的,说明植物A对镉的富集能力更强,故若以两种植物作动物饲料,植物A的安全风险更大,D正确。
5.C　[解析] 据题图分析,物质是能量的载体,通过物质循环使能量沿着食物链(网)流动;能量是物质循环的动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返,A、B正确。生产者还有一部分能量未被利用,图中没有表示出来,且②中的能量已经包括了①③④中的部分能量,所以能量①②③④的总和不等于生产者所固定的太阳能总量,C错误。碳在生物群落和非生物环境之间主要是以CO2的形式进行循环的,D正确。
6.D　[解析] 由题图可以看出,流经该农业生态系统的总能量为农作物固定的太阳能和人工添加饲料中的能量之和,A错误;无论家禽,还是家畜,都代表一群生物,所以无法判断该生态系统中含有几条食物链,B错误;人产生的粪肥中的物质经微生物分解后,可以被农作物再利用,能量不能循环利用,C错误;该生态系统的设计,实现了物质的不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少了整个环节“废物”的产生,因而体现了生态工程中的循环原理,D正确。
考点二
● 必备知识
1.(1)分解者　(2)有机物　温度　水
2.高温　不做任何　土壤中是否含微生物　砖红色沉淀　砖红色沉淀　分解
● 典型例题
1.B　[解析] 在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土样,可以减小实验的误差,A正确;旱季和雨季椰子经济林的土壤微生物分解纤维素效率几乎相同,但不能说明不同时节椰子经济林的土壤中微生物数量相同,B错误;由题图可知,无论是旱季还是雨季,椰子经济林的土壤微生物分解纤维素的能力均高于热带雨林,C正确;在旱季和雨季,热带雨林的土壤微生物对纤维素分解能力不同,说明土壤含水量对热带雨林的碳循环影响较大,D正确。
2.D　[解析] 若对土壤浸出液灭菌,就会杀死其中的微生物,无法探究土壤微生物对淀粉的分解作用,A错误;探究土壤微生物在落叶分解中的作用实验中,对照组有土壤微生物,实验组对土壤进行灭菌处理(无土壤微生物),所以实验组的落叶腐烂程度小于对照组,B、C错误;制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方,但要避免阳光直接照射,防止温度过高对生态瓶内的生物造成伤害,D正确。
考点三
● 必备知识
1.同种或异种
3.生命活动　繁衍　生物的种间关系　平衡与稳定
4.(1)农畜产品　①传粉动物　②光照　(2)有害动物　昆虫信息素
● 典型例题
1.ABE　[解析] 候鸟来湿地公园越冬的信息传递不仅发生在鸟类与鸟类之间,还发生在鸟类与其他生物之间、鸟类与无机环境之间,A错误。“翠羽”(颜色等)和“喧”(声音)皆属于物理信息,而不是化学信息,B错误。顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于植物体内激素调节,并非生态系统中的化学信息传递,E错误。
2.D　[解析] 物理信息是指通过物理过程传递的信息,芦鹀的鸣唱声属于物理信息,A正确;某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧,由此可知,求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果,B正确;完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体,芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体,C正确;判断两个种群是否为同一物种,主要依据是它们是否存在生殖隔离,仅由和求偶有关的鸣唱特征的差异,无法确定这三个芦鹀种群存在生殖隔离,D错误。
3.C　[解析] 生产者的残枝败叶和消费者的遗体残骸中的能量被分解者利用,属于能量流动,①符合题意;在草→鼠→蛇→猫头鹰这条食物链中,蛇是次级消费者,属于第三营养级,这里分析的是营养结构,不是生态系统的功能,②不符合题意;蜜蜂发现蜜源时,就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜,利用了行为信息传递食物信息,属于信息传递,③符合题意;大气中的CO2被植物吸收转化成为有机物,然后通过生物及人类活动又以CO2形式重新回到大气中,属于物质循环,④符合题意。综上所述,属于生态系统功能描述的有①③④,故选C。
4.A　[解析] 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返,A正确。流入第二营养级的能量,一部分在初级消费者的呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动,其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果初级消费者被次级消费者捕食,能量就流入了第三营养级。因此如果要研究某生态系统中流入第二营养级的能量去向,除第二营养级的呼吸消耗量和未利用能量外,还需研究用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动的能量和流入下一营养级的能量,B错误。信息传递既可以发生在生物与生物之间,也可以发生在生物与无机环境之间,C错误。物质循环、能量流动是沿食物链进行的,但信息传递不是沿食物链进行的,D错误。
经典真题·明考向
1.C　[解析] 化学信息是指通过化学物质来传递的信息,由此可知,橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息,A正确;分析题意,雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素,由此可知,雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍,B正确;利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫,属于生物防治,C错误;用含该信息素的诱杀饵剂诱杀橘小实蝇雌虫,可改变橘小实蝇种群的性别比例,D正确。
2.(1)物种多样性　间接
(2)
(3)随机取样　化学
(4)减少　隐翅虫科　
(5)ABD
[解析] (1)生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,草原生态系统粪甲虫种类繁多,体现的是物种多样性。金龟科和蜉金龟科粪甲虫能够快速分解草场中的粪便,促进土壤养分循环,这对生态系统的功能有积极作用,体现了生物多样性的间接价值。(2)草原生态系统碳循环过程:牧草通过光合作用吸收大气中的二氧化碳转变为有机碳,食草动物通过摄食牧草获取有机碳,食草动物和牧草通过呼吸作用向大气释放二氧化碳,分解者分解牧草和食草动物的遗体残骸等含碳有机物,将有机碳以二氧化碳形式释放回大气中,碳循环模型图见答案。(3)采用陷阱法对粪甲虫进行取样调查时,陷阱位置的选择应符合随机取样原则,这样才能保证样本具有代表性,使调查结果更准确;气味属于化学物质,陷阱中新鲜牛粪的气味吸引粪甲虫,属于生态系统中的化学信息传递。(4)对比ML使用前和使用后粪甲虫的平均数量之和,ML使用前为121.7+73.7+0=195.4(只/陷阱),ML使用后为29.9+0.8+36.6=67.3(只/陷阱),所以ML使用后粪甲虫数量明显减少。ML使用前蜉金龟科个体占比为62.3%,为优势科,ML使用后隐翅虫科个体占比为54.4%,成为优势科。(5)研发低残留、易降解兽药,可以减少兽药在粪便中的残留量,从而降低对粪甲虫的影响,该方法可行,A符合题意;制定严格用药指南,避免过量使用兽药,能减少进入环境中的兽药总量,降低对粪甲虫的危害,该方法可行,B符合题意;引入新的粪甲虫种类可能会破坏当地原有的生态平衡,带来新的生态问题,此方法不可行,C不符合题意;培育抗病力强的牲畜品种,减少兽药使用,可从源头上减少兽药进入环境的量,进而降低对粪甲虫的影响,该方法可行,D符合题意。(共110张PPT)
第33讲
生态系统的物质循环、信息传递及稳定性
01
第1课时
生态系统的物质循环、信息传递
1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环的规律
2.举例说明利用物质循环规律,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
考点一 生态系统的物质循环（固本·识记类）
考点二 探究土壤微生物的分解作用（实验·探究类）
考点三 生态系统的信息传递（固本·识记类）
经典真题·明考向
备用习题
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一 生态系统的物质循环(固本·识记类)
1.生态系统的物质循环
碳、氢、氧、氮、磷、硫
生物群落
非生物环境
全球性
2.碳循环
(1)循环过程
①请写出各标号的名称:
.________;.________;.__________;.________________________; .
__________。
生产者
消费者
呼吸作用
光合作用和化能合成作用
呼吸作用
②循环途径
光合作用
化能合成作用
呼吸作用
分解作用
化石燃料
③碳的存在形式与循环形式
.在生物群落和非生物环境之间:主要以__________的形式循环。
.在生物群落内部:以____________的形式传递。
.在非生物环境中:主要以__________和碳酸盐的形式存在,此外还有煤、
石油燃料等存在形式。
二氧化碳
含碳有机物
二氧化碳
(2)特点：________、______________。
全球性
循环往复运动
(3)温室效应加剧
①大气中二氧化碳的来源:各种生物的______作用、化石燃料的燃烧。
②形成原因：世界范围内,化石燃料的开采和使用大大增加了________
___的排放。
③产生危害：引起__________________。
呼吸
二氧化碳
全球性的气候变化
④解决思路：
.采取积极措施减少__________的排放。
.大力植树种草,提高森林覆盖率。
二氧化碳
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__________的化合
物,使其在机体内浓度______环境浓度的现象。
难以降解
超过
(2)过程
①途径：________(网)。
食物链
②实例——铅的富集过程
(3)
越高
4.物质循环与能量流动的区别与联系
项目 能量流动 物质循环 生物富集
形式 太阳能 化学 能 热能 不易分解或排出的重金属
化合物或有机化合物以及
一些放射性物质
过程 沿食物链(网) ______流动 在_____________ _________间循环 沿食物链(网)聚集
范围 生态系统各营 养级 全球 生态系统__________
单向
生物群落和非
生物环境
各营养级
项目 能量流动 物质循环 生物富集
特点 __________、 __________ ________、循环 往复运动 单向流动、逐级积累、全
球性
联系 同时进行,相互依存,不可分割。 ①能量的固定、储存、转移、释放都离不开物质的合成和分解 等过程; ②物质是能量沿食物链(网)流动的______; ③能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的______; ④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集
单向流动
逐级递减
全球性
载体
动力
续表
命题角度一 生态系统的物质循环
1.关于生态系统的物质循环，下列说法错误的是___。
A.“六月雨后种绿豆，八月中，犁 杀之……十月中种瓜”描述了可用
犁将绿豆植株翻埋到土中肥田后种瓜，体现了对资源的循环利用［
2024·河北卷］
B.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环［2024·安徽卷］
C.氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
D.通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级［2023·湖北卷］
E.水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放［2023·湖北卷］
√
[解析] 水生消费者对有机碳的利用，加快了物质循环，不会缓解碳
排放， 错误。
2.[2025·湖北武汉月考]下图为某稻田生态系统的碳循
环图解，数字表示碳的流动。下列叙述正确的是
( )
A.碳在①②④⑤过程中以 形式传递
B.C属于分解者，群落中的其他生物均可为它提供物质和能量
C.A可表示大气中的 库，碳元素在生物群落中循环利用
D.①过程固定的等于⑥⑦过程释放的 量之和即可实现“碳中和”
√
[解析] 碳在生物群落与非生物环境之间即①②
过程中以 的形式传递，而在群落内部的④
⑤过程中以含碳有机物的形式传递，A错误；C
是分解者，生物群落中的其他生物(包括生产者、消费者)的遗体残骸
等都会被分解者分解，均可为分解者提供物质和能量，B正确；A可
表示大气中的 库，碳元素在生物群落和非生物环境之间循环，C
错误；达到“碳中和”时，吸收的总量应等于排放的 总量，而
排放总量除⑥⑦过程释放的外，还包括②过程释放的 ，
人类对煤、石油等能源物质利用过程中排放的 ，D错误。
【题后归纳】
碳循环模型中成分判定
(1)“三看法”快速判断
(2)模式图常见形式分析
①图甲中,B为生产者,A为大气中的 库,C为消费者,D为分解者。
②图乙中,A为生产者,B为大气中的 库,C为初级消费者,D为次级消
费者, 为分解者。
③图丙中,为生产者,A为大气中的库,B、D、 为消费者,C为分解者。
命题角度二 生物富集
3.[2025·浙江1月选考]由于 严重危害生物的健康且不易降解，许多
国家禁用。但 能杀死按蚊，有效控制疟疾的传播，因此2006
年世界卫生组织宣布允许非洲国家重新使用 ，使得非洲疟疾的新
增病例大幅下降。下列叙述不合理的是( )
A.喷施低浓度的 ，也会在生物体内积累
B. 不易降解，不会在生物圈中大面积扩散
C.在严格管控的情况下， 可以局部用于预防疟疾
D.与第二营养级相比，第三营养级生物体内的 含量更高
√
[解析] 严重危害生物的健康且不易降解，能够沿着食物链逐渐
在生物体内聚集，且营养级越高的生物，其体内富集的 含量就
越高，因此喷施低浓度的 ，也会在生物体内积累，与第二营养
级相比，第三营养级生物体内的 含量更高，A、D正确；物质循
环具有全球性， 不易降解，可以通过大气、水和生物迁移等途
径扩散到世界各地，若使用不当，可能会导致 在生物圈中大面
积扩散，B错误；由题意“ 能杀灭按蚊，有效控制疟疾的传播”可
知：在严格管控的情况下， 可以局部用于预防疟疾，C正确。
4.[2024·甘肃卷]土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的
重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选
这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生
长情况，以不添加镉为对照(镉含量 )。一段时间后，测
量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述
错误的是( )
镉浓度/ 地上生物量/ 地下生物量/ 植物体镉含量/
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大
√
[解析] 由题表可知，与土壤中的镉浓度相比，不同浓度的镉处理下，
植物A和B的植物体镉含量都增加了，说明植物A和B都发生了镉的
富集，A正确；由题表可知，土壤中添加不同浓度镉后，植物A的植
物体镉含量都大于植物B的，所以与植物B相比，植物A更适合作为
土壤镉污染修复植物，B错误；由题表可知，与对照组相比，在相同
的镉浓度处理下，植物A的地上生物量和地下生物量的下降幅度都小
于植物B的，说明在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，
C正确；由题表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含
量均高于植物B的，说明植物A对镉的富集能力更强，故若以两种植
物作动物饲料，植物A的安全风险更大，D正确。
命题角度三 能量流动和物质循环的关系及应用
5.分析以下生态系统的能量流动和物质循环的
关系简图，不能得到的结论是( )
A.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)
流动
B.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
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太
阳能总量
D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要
是以 的形式进行的
√
[解析] 据题图分析，物质是能量的载体，通
过物质循环使能量沿着食物链(网)流动；能
量是物质循环的动力，使物质能够不断地在
生物群落和无机环境之间循环往返，A、B正确。生产者还有一部分
能量未被利用，图中没有表示出来，且②中的能量已经包括了①③
④中的部分能量，所以能量①②③④的总和不等于生产者所固定的
太阳能总量，C错误。碳在生物群落和非生物环境之间主要是以
的形式进行循环的，D正确。
6.[2025·广东梅州月考]如图是一个农业生态系统
模式图，下列有关说法正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为农作物固定的太阳能
B.该生态系统含有两条食物链，人占有两个营养级
C.人产生的粪肥中的物质和能量可被农作物再利用
D.该生态系统的设计遵循生态工程的循环原理
√
[解析] 由题图可以看出，流经该农业生态系统
的总能量为农作物固定的太阳能和人工添加饲料
中的能量之和，A错误；无论家禽，还是家畜，
都代表一群生物，所以无法判断该生态系统中含有几条食物链，B错
误；人产生的粪肥中的物质经微生物分解后，可以被农作物再利用，
能量不能循环利用，C错误；该生态系统的设计，实现了物质的不断
循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少了整
个环节“废物”的产生，因而体现了生态工程中的循环原理，D正确。
考点二 探究土壤微生物的分解作用(实验·探究类)
1.实验原理
(1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物大多是________(填生态系统的
组成成分名称)。
(2)分解者的作用是将环境中的________分解为无机物，分解速度与环
境中的______、____等生态因子相关。
分解者
有机物
温度
水
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 土壤浸出液
对照组 对土壤__________处理 B烧杯中加入 蒸馏水
自变量 ____________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微 生物
因变量 土壤中落叶的分解程度 淀粉的分解程度
高温
不做任何
土壤中是否含微生物
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 不变蓝
产生____________
B 变蓝
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
注：在、中加入碘液，在、 中加入斐林试剂并加热。
砖红色沉淀
砖红色沉淀
分解
3.实验结论：土壤中的微生物对土壤中的有机物具有分解作用。
续表
1.[2025·甘肃酒泉期末]土壤中有很多微生物能够分
解纤维素。研究人员在我国南方某地区分别在旱季
和雨季采集椰子经济林和热带雨林的土样，研究土
壤微生物的分解作用。如图为土壤微生物对纤维素
分解的研究结果。下列叙述错误的是( )
A.在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土样
B.不同时节椰子经济林的土壤中微生物数量相同
C.椰子经济林的土壤微生物分解纤维素的能力高于热带雨林
D.土壤含水量对热带雨林的碳循环影响较大
√
[解析] 在旱季和雨季应在相同的地点分别采集土
样，可以减小实验的误差，A正确；旱季和雨季椰
子经济林的土壤微生物分解纤维素效率几乎相同，
但不能说明不同时节椰子经济林的土壤中微生物
数量相同，B错误；由题图可知，无论是旱季还是雨季，椰子经济林
的土壤微生物分解纤维素的能力均高于热带雨林，C正确；在旱季和
雨季，热带雨林的土壤微生物对纤维素分解能力不同，说明土壤含
水量对热带雨林的碳循环影响较大，D正确。
2.[2025·四川内江期中]下列有关生物学实验操作、条件、结果分析等
方面的叙述，正确的是( )
A.探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验中，应分别对土壤浸出液和
蒸馏水进行灭菌再处理淀粉糊
B.探究土壤微生物在落叶分解中的作用实验中，实验组的落叶腐烂程
度大于对照组
C.探究土壤微生物在落叶分解中的作用实验中，对照组需要对土壤灭
菌以排除土壤微生物作用
D.制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方，但要避免阳光
直接照射
√
[解析] 若对土壤浸出液灭菌，就会杀死其中的微生物，无法探究土
壤微生物对淀粉的分解作用，A错误；探究土壤微生物在落叶分解中
的作用实验中，对照组有土壤微生物，实验组对土壤进行灭菌处理
(无土壤微生物)，所以实验组的落叶腐烂程度小于对照组，B、C错
误；制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方，但要避免
阳光直接照射，防止温度过高对生态瓶内的生物造成伤害，D正确。
考点三 生态系统的信息传递(固本·识记类)
1.生态系统中信息的种类
同种或异种
2.信息传递过程
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
平衡与稳定
4.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高__________的产量。
农畜产品
①利用模拟的动物信息吸引大量的__________，就可以提高果树的传
粉效率和结实率。
②养鸡时,在增加营养的基础上,延长______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。
传粉动物
光照
(2)对__________进行控制。
利用____________诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
有害动物
昆虫信息素
［拓展］控制动物危害的技术方法比较
种类 化学防治 机械防治 生物防治
措施 喷施化学药剂等 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫
或使用信息素等
优点 ①作用迅速； ②短期效果明显 ①无污染； ②见效快，效 果好 ①效果好且持久；
②成本低，无污染
种类 化学防治 机械防治 生物防治
缺点 ①使害虫抗药性增强； ②杀灭害虫天敌，破坏 生态平衡； ③污染环境 ①费时费力； ②对体型很小的 害虫无法实施 天敌数量不确定，
甚至可能会引发生
态危机
续表
命题角度一 信息传递的类型及功能分析
1.关于信息传递的类型和功能，下列说法错误的是______。
A.候鸟来湿地公园越冬的信息传递只发生在鸟类与鸟类之间［2025·山
东卷］
B.唐诗“翠羽春禽满树喧”描绘了满树鸟儿欢快鸣叫的画面，其中“翠羽”
指青翠的羽毛，“喧”指鸣叫，两者皆属于化学信息［2024·广西卷］
C.幼年蜜蜂学习采蜜技巧依赖生态系统中的信息传递［2023·河北卷］
D.“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞。”油菜花通过物理、化学信息
吸引蜂蝶［2023·湖南卷］
E.顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于生态系统中的化学信息传递
√
√
√
[解析] 候鸟来湿地公园越冬的信息传递不仅发生在鸟类与鸟类之间，
还发生在鸟类与其他生物之间、鸟类与无机环境之间，A错误。“翠
羽”(颜色等)和“喧”(声音)皆属于物理信息，而不是化学信息，B错误。
顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于植物体内激素调节，并非生态
系统中的化学信息传递， 错误。
2.[2024·湖北卷]研究发现，某种芦 分布在不同地区的三个种群，因
栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦 种群的两个和求
偶有关的鸣唱特征，相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求
偶有关的鸣唱特征，在芦 的早期物种形成过程中有重要作用。下列
叙述错误的是( )
A.芦 的鸣唱声属于物理信息
B.求偶的鸣唱特征是芦 与栖息环境之间协同进化的结果
C.芦 之间通过鸣唱形成信息流，芦 既是信息源又是信息受体
D.和求偶有关的鸣唱特征的差异，表明这三个芦 种群存在生殖隔离
√
[解析] 物理信息是指通过物理过程传递的信息，芦鹀的鸣唱声属于
物理信息，A正确；某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地
环境的差异导致声音信号发生分歧，由此可知，求偶的鸣唱特征是
芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果，B正确；完整信息传递过程包
括了信息源、信道和信息受体，芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦
鹀既是信息源又是信息受体，C正确；判断两个种群是否为同一物种，
主要依据是它们是否存在生殖隔离，仅由和求偶有关的鸣唱特征的
差异，无法确定这三个芦鹀种群存在生殖隔离，D错误。
【题后归纳】
生态系统中信息类型的辨析方法
(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过动物
感觉器官皮肤、耳朵、眼睛或植物光敏色素、叶、芽等感觉到的信息,
则判断为物理信息。
(2)若涉及化学物质(如性外激素等),则判断为化学信息。
(3)凡涉及“肢体语言”的,则判断为行为信息。
命题角度二 生态系统功能的分析与比较
3.生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。下列属于生
态系统功能描述的是( )
①生产者的残枝败叶和消费者的遗体残骸中的能量被分解者利用
②在草 鼠 蛇 猫头鹰的食物链中，蛇是次级消费者，属于第三
营养级
③蜜蜂发现蜜源时，就会通过跳圆圈舞动作“告诉”同伴去采蜜
④大气中的被植物吸收，然后通过生物及人类活动又以 形式返
回大气中
A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.②③④
√
[解析] 生产者的残枝败叶和消费者的遗体残骸中的能量被分解者利
用，属于能量流动，①符合题意；在草 鼠 蛇 猫头鹰这条食
物链中，蛇是次级消费者，属于第三营养级，这里分析的是营养结
构，不是生态系统的功能，②不符合题意；蜜蜂发现蜜源时，就会
通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜，利用了行为信息传递食物信息，
属于信息传递，③符合题意；大气中的 被植物吸收转化成为有机
物，然后通过生物及人类活动又以 形式重新回到大气中，属于物
质循环，④符合题意。综上所述，属于生态系统功能描述的有①③
④，故选C。
4.[2025·江西赣州期中]物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的
基本功能，下列相关分析正确的是( )
A.在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机
环境中循环
B.如果要研究某生态系统中流入第二营养级的能量去向，则只需研究
第二营养级的呼吸消耗量和未利用的能量即可
C.只有生物才会对信息有反应，因此信息传递只发生在生物群落内部
D.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
√
[解析] 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返，
A正确。流入第二营养级的能量，一部分在初级消费者的呼吸作用中
以热能的形式散失；另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖
等生命活动，其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果初级
消费者被次级消费者捕食，能量就流入了第三营养级。因此如果要
研究某生态系统中流入第二营养级的能量去向，除第二营养级的呼
吸消耗量和未利用能量外，还需研究用于初级消费者的生长、发育
和繁殖等生命活动的能量和流入下一营养级的能量，B错误。
信息传递既可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与无机环境之间，C错误。物质循环、能量流动是沿食物链进行的，但信息传递不是沿食物链进行的，D错误。
经典真题·明考向
1.[2024·福建卷]橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现，
雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌，让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信
息素。下列叙述错误的是( )
A.橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍
C.利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫属于化学防治
D.用含该信息素的诱杀饵剂可改变橘小实蝇种群的性别比例
√
[解析] 化学信息是指通过化学物质来传递的信息，由此可知，橘小
实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息，A正确；分析题意，雄虫
能提供底物给直肠中的芽孢杆菌，让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息
素，由此可知，雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍，B
正确；利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫，属于生物防治，C错误；用
含该信息素的诱杀饵剂诱杀橘小实蝇雌虫，可改变橘小实蝇种群的
性别比例，D正确。
2.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 粪甲虫是一类嗜粪昆虫的总称，其中金龟科
和蜉金龟科粪甲虫以粪便为食，隐翅虫科则主要捕食粪便中滋生的某
些小型无脊椎动物。大环内酯类兽药 可以有效治疗畜禽的呼吸道
疾病，但其在粪便中的残留会显著影响一些粪甲虫的存活和后代孵化。
回答下列问题。
(1)草原生态系统粪甲虫种类繁多，体现了生物多样性中的__________
___。金龟科和蜉金龟科粪甲虫能够快速分解草场中的粪便，促进土
壤养分循环，体现了生物多样性的______价值。
物种多样性
间接
[解析] 生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，
草原生态系统粪甲虫种类繁多，体现的是物种多样性。金龟科和蜉
金龟科粪甲虫能够快速分解草场中的粪便，促进土壤养分循环，这
对生态系统的功能有积极作用，体现了生物多样性的间接价值。
(2)用箭头连接下列草原生态系统中的关键因子，完成碳循环模型。
[答案]
[解析] 草原生态系统碳循环过程：牧草通过光合作用吸收大气中的
二氧化碳转变为有机碳，食草动物通过摄食牧草获取有机碳，食草
动物和牧草通过呼吸作用向大气释放二氧化碳，分解者分解牧草和
食草动物的遗体残骸等含碳有机物，将有机碳以二氧化碳形式释放
回大气中，碳循环模型图见答案。
(3)对使用 前后同一草场的粪甲虫进行调查，通常采用陷阱法取样，
陷阱位置的选择应符合__________原则;陷阱中新鲜牛粪的气味吸引粪
甲虫，属于生态系统中的______信息传递。
随机取样
化学
[解析] 采用陷阱法对粪甲虫进行取样调查时，陷阱位置的选择应符
合随机取样原则，这样才能保证样本具有代表性，使调查结果更准
确；气味属于化学物质，陷阱中新鲜牛粪的气味吸引粪甲虫，属于
生态系统中的化学信息传递。
(4)分类统计诱捕到的粪甲虫，结果见下表。由表可知， 使用后粪
甲虫数量明显______，优势科变为了__________(填科名)，这种变化
将会使草场牛粪的清除速度下降，影响草场的生态功能。
粪甲虫 种类 使用前 使用后
平均数量/ (只/陷阱) 个体占比 平均数量/ (只/陷阱) 个体占比
蜉金龟科 121.7 29.9
金龟科 73.7 0.8
隐翅虫科 0 0 36.6
减少
隐翅虫科
[解析] 对比使用前和使用后粪甲虫的平均数量之和， 使用前
为(只/陷阱)， 使用后为
(只/陷阱)，所以 使用后粪甲虫数量明显
减少。使用前蜉金龟科个体占比为，为优势科， 使用后
隐翅虫科个体占比为 ，成为优势科。
(5)为了维持草场畜牧业的可持续发展，降低兽药残留对当地粪甲虫的
影响，可采用的方法包括______。(多选)
A.研发低残留、易降解兽药
B.制定严格用药指南，避免过量使用兽药
C.引入新的粪甲虫种类
D.培育抗病力强的牲畜品种，减少兽药使用
√
√
√
[解析] 研发低残留、易降解兽药，可以减少兽药在粪便中的残留量，
从而降低对粪甲虫的影响，该方法可行，A符合题意；制定严格用药
指南，避免过量使用兽药，能减少进入环境中的兽药总量，降低对
粪甲虫的危害，该方法可行，B符合题意；引入新的粪甲虫种类可能
会破坏当地原有的生态平衡，带来新的生态问题，此方法不可行，C
不符合题意；培育抗病力强的牲畜品种，减少兽药使用，可从源头
上减少兽药进入环境的量，进而降低对粪甲虫的影响，该方法可行，
D符合题意。
备用习题
1. 某地将当年收获的小麦秸秆剪成小段，于7月20日开始分别进行露天堆放、水泡和土埋3种方式的处理， 每隔15 天检测一次秸秆残留量， 结果如图。下列分析合理的是 ( )
A. 秸秆还田后翻耕土埋应是利用秸秆的
合理方法
B. 从露天堆放、水泡2条曲线可以推测好氧微生物分解能力高于厌氧微生物
C. 若实验条件的环境温度较低，则3条曲线的位置将呈现下移趋势
D. 秸秆还田有利于提高土壤肥力，但会污染环境
√
[解析]由图可知，相同处理时间下土埋方式的秸秆残留量最小，因此，秸秆还田后翻耕土埋是利用秸秆的合理方法，A正确；由图可知，露天堆放曲线高于水泡曲线，但秸秆的分解受温度、微生物种类、数量的影响，因此，不能得出好氧微生物和厌氧微生物分解能力的强弱关系，B错误；温度降低，分解者的分解速率下降，秸秆的分解速度减慢，曲线位置不会呈现下移趋势，C错误；秸秆还田有利于增加土壤中的营养物质， 提高土壤肥力，为土壤微生物的生长、繁殖提供有力条件， 进而增加土壤微生物的数量， 加大分解力度， 减少环境污染，D 错误。
2. 中科院谭垦团队最新研究表明，与成年蜜蜂的互动能提高幼年蜜蜂“舞蹈语言”表达能力，幼教缺失影响蜜蜂舞蹈信息的准确性。下列说法错误的是 ( )
A. 蜘蛛网的震动频率与蜜蜂跳舞均为典型的行为信息
B. 幼年蜜蜂学习“舞蹈语言”依赖生态系统中的信息传递
C. 蜜蜂采食花蜜过程中发生了生态系统的能量流动
D. 生态系统中的信息传递过程中，信息传播的媒介称为信道
√
[解析] 蜘蛛网的震动频率属于物理信息，蜜蜂跳舞属于行为信息，A错误；幼年蜜蜂需要观察成年蜜蜂舞蹈的动作来学习“舞蹈语言”，该过程需要依赖生态系统中的信息传递，B正确；蜜蜂采食花蜜过程中能量从花蜜进入蜜蜂，因此发生了生态系统的能量流动，C正确；在生态系统中的信息传递过程中，需要信息传播的媒介——信道，空气、水以及其他介质均可以传播信息，D正确。
作业手册
题组一 物质循环的概念、碳循环
1.物质循环是生态系统三大功能之一。下列关于生态系统物质循环的
叙述，错误的是( )
A.元素均以有机物形式在食物网中流动
B.消费者能够加快生态系统的物质循环
C.生产者和分解者是连接无机环境与生物群落间物质循环的桥梁
D.重金属、 在能量金字塔的最底端浓度最低，最顶端浓度最高
√
[解析] 元素并不一定都以有机物的形式在食物网中流动，还可以以
无机盐等形式进行流动，A错误；消费者能够加快生态系统的物质循
环，B正确；生产者能利用二氧化碳合成有机物，分解者将有机物转
化为无机物，生产者和分解者是连接无机环境与生物群落间物质循
环的桥梁，C正确；能量金字塔的最底端为第一营养级，最顶端为最
高营养级，重金属、 在生态系统中具有富集作用，其在第一营
养级含量最低，在最高营养级含量最高，D正确。
2.[2025·河南郑州一模]碳是构成生物体的重
要元素之一，生物体和大气的碳含量都长期
处于稳定的状态，下图表示大气中的碳循环
示意图。下列叙述错误的是( )
A.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以 的形式进行的
B.化石燃料的开采和使用加剧了温室效应，引起全球气候变化
C.①可表示植物光合作用，将 转化为有机物储存在植物体内
D.⑤表示分解者，属于第二营养级，能将有机物分解成无机物
√
[解析] 生产者(主要是绿色植物)通过光合
作用吸收大气中的二氧化碳，生产者、
消费者和分解者通过呼吸作用产生二氧
化碳进入大气，碳在生物群落和非生物
环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行，A正确；化石燃料的
开采和使用可以产生大量的 ，加剧温室效应，引起全球气候变
化， 正确；①可表示植物的光合作用，②可表示植物的呼吸作用，
通过①能将 转化为有机物储存在植物体内，C正确；⑤表示消费
者，③表示分解者的分解作用，能将有机物分解为无机物，D错误。
3.氮是生物体必需的重要元素，大气中
以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用
被还原为氨，再进一步进入氮循环过程的。
部分氮循环过程如图所示，下列叙述错误的
是( )
A.硝化细菌可以利用氨氧化时释放的能量合成有机物
B.消费者可以加快生态系统氮循环的速度
C.开发根瘤菌的多物种共生性可以提高农作物产量
D.浮游植物是氮进入生物地球化学循环的关键环节
√
[解析] 硝化细菌是化能自养型生物，可以
通过硝化作用，利用氨氧化时释放的能量
将 和水合成有机物，A正确；消费者的
存在能加快生态系统的物质循环，B正确；
根瘤菌能与豆科植物共生固氮，开发根瘤菌的多物种共生性，可使
更多植物获得氮，利于植物生长，从而提高农作物产量，C正确；固
氮微生物将大气中分子态氮还原为氨，是氮进入生物地球化学循环
的关键环节，D错误。
4.[2025·安徽合肥模拟]碳达峰(碳的排放量达到峰值)和碳中和
(碳的排放总量等于吸收总量)目标的提出是构建人类命运共同体的时
代要求，从全球碳循环的主要途径来看，减少二氧化碳的排放和增加
二氧化碳的吸收是实现碳达峰和碳中和的重要举措。研究团队对某河
口湿地生态系统的碳循环进行了综合分析。下表显示不同季节碳输入
与输出量(单位： )。
河口湿地碳输入与输出量季节变化
季节 生产者总生产量 呼吸量 土壤沉积埋藏 潮汐输出
春 580 320 120 80
夏 720 450 150 120
秋 480 380 90 60
冬 210 180 30 20
生产者总生产量：生产者制造的有机物总量；
呼吸量：生产者、消费者和分解者的呼吸消耗量。
根据研究数据，下列分析正确的是( )
A.夏季是该湿地净碳汇(净储存大气 的能力)功能最强的季节
B.生态系统碳循环是指 在生物群落和非生物环境之间循环往复的
过程
C.潮汐输出是影响该湿地碳储存效率的最主要因素
D.消费者的存在可以加快该河口湿地生态系统的碳循环
√
[解析] 根据题表数据，计算各季节净碳汇可得，春季：
，夏季： ，秋季：
，冬季： ，由此可知，夏
季并非净碳汇功能最强的季节，A错误；生态系统碳循环是指组成生
物体的碳元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程，B错误；
潮汐输出量(夏)远低于光合固定量(夏 )，
潮汐输出不是影响该湿地碳储存效率的最主要因素，C错误；消费者
的存在可以加快该河口湿地生态系统的碳循环，D正确。
题组二 生物富集
5.[2026·重庆渝中区月考]土壤-桑树-家蚕系统 可用于修复重金
属污染的土壤。图中桑树对重金属元素生物富集系数 指的是某
种重金属元素在桑树体内与土壤中含量的比值，图中分别表示了桑树
和蚕对镉、铅的 值，下列说法错误的是( )
植物/土壤 家蚕/桑叶
镉 铅 镉 铅
叶 0.09 0.07 茧 0.14 0.07
茎 0.24 0.09 蛹 0.35 0.10
根 0.84 0.62 幼虫 1.23 0.25
蚕粪便 1.51 2.65
A. 治理的优点是环境污染小，重金属可以回收利用
B.据 值推测铅比镉更容易在家蚕体内被分解或排出
C.在 系统中，定期清除蚕粪便可缓解重金属对土壤的
污染
D.由 值推测铅在蚕结茧过程中浓度增大
√
植物/土壤 家蚕/桑叶
镉 铅 镉 铅
叶 0.09 0.07 茧 0.14 0.07
茎 0.24 0.09 蛹 0.35 0.10
根 0.84 0.62 幼虫 1.23 0.25
蚕粪便 1.51 2.65
[解析] 在土壤-桑树-家蚕系统 中，重金属可以被桑
树吸收富集，家蚕可以进一步利用桑树等资源，最后重金
属可以通过一定的技术手段从桑树、家蚕等生物体内回收
利用，A正确；从图中可以看出，家蚕对镉的 值大于
对铅的 值，这意味着镉在家蚕体内的相对含量比铅高，即铅比
镉更容易在家蚕体内被分解或排出，B正确；在 系统中，蚕粪
便中含有从桑树等吸收的重金属，定期清除蚕粪便，可以减少重金
属随着蚕粪便重新回到土壤中的量，从而缓解重金属对土壤的污染，
C正确；铅在蚕茧中的值小于幼虫中的值 ，说
明铅在蚕结茧过程中浓度并没有增大，D错误。
6.[2025·辽宁沈阳三模]农用塑料薄膜聚乙烯可被 降解菌分解生
成微塑料，微塑料存在生物富集现象。施用、等肥料可促进 降解
菌的分解作用。蚯蚓不能消化但可通过搅动使 分布更均匀。下列
叙述错误的是( )
A.蚯蚓的活动有助于 的分解
B.、 等肥料的施用会缓解土壤的微塑料污染
C.生物体内的微塑料浓度会沿着食物链逐渐升高
D.微塑料的生物富集现象具有全球性的特点
√
[解析] 据题干信息可知，蚯蚓的搅动行为可以提高 在土壤中的分
散度，使降解菌更容易接触和分解，A正确；施用、 等肥料
可以促进降解菌的分解作用，从而生成微塑料，故施用、 等肥
料会加剧土壤的微塑料污染，B错误；据题干信息可知，微塑料存在
生物富集现象，故生物体内的微塑料浓度会沿着食物链逐渐升高，C
正确；微塑料由于其微小的尺寸和难以降解的特性，可以通过风、
水等媒介在全球范围内传播，它们可以被各种生物所摄取和积累，
从而在全球范围内造成生物富集现象，D正确。
题组三 探究土壤微生物的分解作用
7.[2025·北京朝阳区一模]某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用，
分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤，制备土壤浸出液甲、乙。
用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液，分别呈蓝色和黄褐色。相关叙
述正确的是( )
A.将土壤灭菌后，加水搅拌，过滤获得土壤浸出液
B.向淀粉溶液中加入土壤浸出液，在室温放置 后用碘液检测
C.结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱
D.用斐林试剂检测甲、乙处理后的淀粉溶液，只有前者生成砖红色沉淀
√
[解析] 将土壤灭菌后，会导致土壤微生物失活，故不可对土壤灭菌，
A错误。 时间过短，微生物难以充分分解淀粉，无法反映真实
结果，B错误。公路边空地的土壤浸出液(甲)处理后淀粉剩余较多
(蓝色)，说明其微生物分解作用较弱；校园花坛土壤浸出液(乙)处理
后淀粉较少(黄褐色)，说明其微生物分解作用较强，C正确。用斐林
试剂检测还原糖(淀粉分解产物)，甲淀粉分解少，可能不生成砖红色
沉淀；乙淀粉分解多，应生成砖红色沉淀，D错误。
题组四 生态系统的信息传递
8.[2025·河北衡水二模]信息传递在生态系统中具有重要作用，下列相
关叙述正确的是( )
A.顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于生态系统中的化学信息传递
B.通过喷施白僵菌来杀死多种害虫属于化学防治
C.海豚用超声波进行“回声定位”，体现信息传递具有维持生物体正常
生命活动的作用
D.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递都是沿着食物链进行的
√
[解析] 顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于植物体内激素调节，并非
生态系统中的化学信息传递(发生在不同个体或种群间)，A不符合题
意；白僵菌是真菌，通过喷施白僵菌来杀死多种害虫属于生物防治，
B不符合题意；海豚通过超声波(物理信息)进行定位，体现信息传递
具有维持生物体正常生命活动的作用，C符合题意；物质循环在生物
群落与无机环境之间进行，信息传递不依赖食物链，D不符合题意。
9.[2025·湖北武汉三模]戴胜窃听斑鸫鹛的关于捕食者存在等信息的警
报叫声，获取对自身生存有价值的信息。与斑鸫鹛共处时，戴胜觅食
时间占比显著提高，警戒时间占比下降。戴胜主要在树上觅食，但与
斑鸫鹛共处时，地面觅食时间显著提高，能获取到在树上无法得到的
中型到大型地下蛹等猎物。下列叙述正确的是( )
A.戴胜与斑鸫鹛的种间关系为原始合作，双方都从这种关系中获益
B.戴胜生态位的变化，完全是戴胜与斑鸫鹛之间协同进化的结果
C.若斑鸫鹛数量减少，戴胜的觅食效率可能会降低，生态位收缩
D.体现了信息传递在调节种间关系中的作用，且信息传递是单向的
√
[解析] 斑鸫鹛的鸣叫声对戴胜有一定的帮助，但并不能从题中获取
戴胜对斑鸫鹛有益的信息，因而不能说明两者的种间关系为原始合
作，A错误；戴胜生态位的变化是多种因素共同作用的结果，不仅仅
是戴胜与斑鸫鹛之间协同进化的结果，还可能受到其他生物以及环
境等因素的影响，B错误；斑鸫鹛的警报叫声对戴胜有帮助，若斑鸫
鹛数量减少，戴胜获取捕食者信息等可能受影响，觅食效率可能会
降低，其生态位可能会收缩，C正确；信息传递在生物与生物之间一
般是双向的，题干中戴胜窃听斑鸫鹛的警报叫声，体现了信息传递
在调节种间关系中的作用，但信息传递不是单向的，D错误。
10.[2025·福建厦门二模]生物在进化过程中形成了利用信息判断栖息地
适宜度的能力，但当人类活动或自然变化导致信息与栖息地真实情况
脱节时，生物会被诱导至不利于生存和繁衍的栖息地，这种现象被称
为“生态陷阱”。下列实例中最符合“生态陷阱”现象的是( )
A.人类在机场及周边利用声、光等信息驱赶鸟类，导致机场及周边的
鸟类减少
B.在水力发电站大坝旁设置鱼类洄游的专用水道，帮助鱼类正常且顺
利地洄游
C.靛蓝彩鹀偏好在人为改造的森林边缘筑巢，因捕食者聚集导致繁殖
成功率下降
D.珠颈斑鸠偏好在城市的人造设施中筑巢产卵，因天敌较少而数量增加
√
[解析] 人类在机场及周边利用声、光等信息驱赶鸟类，生物远离机
场及周边，不符合“生态陷阱”中生物会被诱导至不利于生存和繁衍
的栖息地这一现象，A错误；在水力发电站大坝旁设置鱼类洄游的专
用水道，帮助鱼类正常且顺利地洄游，有利于鱼类的生存和繁衍，
不符合“生态陷阱”现象，B错误；靛蓝彩鹀偏好在人为改造的森林边
缘筑巢，因捕食者聚集导致繁殖成功率下降，符合当人类活动或自
然变化导致信息与栖息地真实情况脱节时，生物会被诱导至不利于
生存和繁衍的栖息地这一现象，C正确；珠颈斑鸠偏好在城市的人造
设施中筑巢产卵，因天敌较少而数量增加，该环境有利于珠颈斑鸠
的生存和繁衍，不符合“生态陷阱”现象，D错误。
题组五 能量流动、物质循环、信息传递的关系与应用
11.[2025·山东泰安三模]谷雨节气天气转温，北方地区的桃花、杏花等
开放；南方地区，柳絮飞落，布谷鸟开始鸣叫，牡丹吐蕊，樱桃红熟。
自然景物提醒着人们时至暮春了，同时病虫害也进入高发期。下列有
关说法正确的是( )
A.气温升高、布谷鸟鸣叫属于物理信息，农药除虫利用了化学信息
B.布谷鸟属于消费者，它从上一营养级获得 的能量
C.北方桃花、杏花等的开放，杨絮、柳絮四处飞扬说明信息传递具有
双向性
D.在桃园中养鸡、养鸭可实现能量多级利用，提高能量利用率
√
[解析] 利用农药来防治病虫害并未利用化学信息，A错误；能量传
递效率指的是两个营养级间的同化量的比值，布谷鸟所在的营养级
能从上一营养级获得 的能量，B错误；北方桃花、杏花
等的开放，杨絮、柳絮四处飞扬只体现了无机环境将信息传递给生
物群落，并没有体现出信息传递具有双向性，C错误；在桃园中养鸡、
养鸭可实现能量的多级利用，提高能量利用率，D正确。
12.越来越多的证据表明，北极冻原生态系统正因全球变暖、核污染等
问题而逐渐消失。下图为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。
已知狼粪便中的能量为，呼吸作用消耗的能量为 ，用于自身生长、
发育和繁殖等生命活动的能量为 。结合图示分析正确的是( )
A.狼同化的能量可表示为
B.北极冻原生态系统动植物种类稀少，营养结构简单，但恢复力稳定
性强
C.核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象，这种现象具有全球性
D. 和有机物在生物群落与非生物环境之间的循环叫作碳循环，碳
循环不平衡加剧了温室效应
√
[解析] 狼同化的能量不包括狼粪便中的能
量，因此可表示为 ，A错误；北极冻
原生态系统环境恶劣，因此抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较弱，B
错误；生物富集是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，这些有害物
质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散，因此生物富集具有全
球性，核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象，且具有全球
性，C正确；碳循环是指组成生物体的碳元素而不是 和有机物，
在生物群落与非生物环境之间循环往返，D错误。
综合应用练
13.[2025·福建龙岩一模] 鹭科鸟类常在红树林中筑巢。研究人员在福
建漳江口红树林保护区研究鹭科鸟类繁殖期巢址选择(如下表)，为保
护这些鸟类提供科学依据。
鹭科鸟类在集群营巢区巢址
种类 白鹭 池鹭 绿鹭 牛背鹭
植株平均高度/ 2.77 2.8 2.85 2.31
巢平均高度/ 2.14 2.25 2.35 2.31
集群营巢区位置 中央区 边缘区 西南区 东北区
回答下列问题：
(1)红树植物树皮富含单宁酸，单宁酸的涩味可以帮助红树抵御植食性
动物的取食。该过程释放的单宁酸属于______信息，体现了信息传递
在生态系统中具有____________________________________________
_________作用。
化学
调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡
与稳定的
[解析] 单宁酸是化学物质，属于化学信息，体现了信息传递能够调
节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定的作用。
(2)科研人员采用逐个计数法记录鹭科鸟类的种类和数量，与标记重捕
法相比，这种统计方法具有的优点是____________________________
___。
避免标记物对鹭科鸟类造成伤害
[解析] 与标记重捕法相比，用逐个计数法记录鹭科鸟类的种类和数
量，可避免标记物对鹭科鸟类造成伤害。
(3)研究鹭科鸟类的生态位通常需要研究其食物、天敌、________和
__________________等。
栖息地
与其他物种的关系
[解析] 研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天
敌以及与其他物种的关系等。
14.[2025·湖北武汉三模] 全球气候变化威胁人类和生物的生存。为实
现碳中和，除节能减排外，生物固碳是重要途径，生物固碳可以分为
陆地固碳和海洋固碳两种类型。请回答下列问题：
(1)陆地森林固碳能力提升后，碳足迹的值将______(填“增大”“减小”或
“不改变”)。
减小
[解析] 陆地森林固碳能力提升会增加碳吸收，从而降低碳足迹。
(2)生物泵是海洋固碳的重要机制，其部分过程如下图
所示，浮游植物通过__________固定无机碳，产生的
有机碳沿着________________不断传递，这个过程中
产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层沉降，实现海
洋储碳，但生物泵的效率较低，其原因可能是______
_______________________________________。
光合作用
食物链和食物网
微生
物的呼吸作用会将有机碳重新分解为无机碳
[解析] 根据图示，浮游植物通过光合作用固定无机
碳，产生的有机碳沿着食物链和食物网不断传递，
这个过程中产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层
沉降，实现海洋储碳。由于微生物的呼吸作用会将
有机碳重新分解为无机碳，因此生物泵的效率较低。
(3)海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策
略。请结合表中的实验数据，推测其原理是______________________
____________________________________________________________
________________，但在北太平洋进行铁施肥对固碳量的影响并不大，
其原因可能是________________________________________________
___________________。
海洋铁施肥可以提高浮
游植物叶绿素的含量，有利于浮游植物通过光合作用固定更多的，
提高海洋储碳量
北太平洋的初始铁含量较高，铁并不是浮游植物光合
速率的主要限制因素
地区 初始铁含量 / 处理后铁含 量/ 浮游植物叶绿素 变化量/ 表层海水二
氧化碳分压
变化量/
赤道太平 洋 0.02 2.0
南大洋 0.05 2.9
北太平洋 0.4 3
[解析] 海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工
程策略，根据表中实验数据可知，增加了铁含量以后，赤道太平洋和
南大洋的浮游植物叶绿素 的含量显著增加，有利于浮游植物通过光
合作用固定更多的 ，提高海洋储碳量；但在北太平洋进行铁施肥
对固碳量的影响并不大，根据表格数据分析，其原因可能是北太平洋
的初始铁含量较高，铁并不是浮游植物光合速率的主要限制因素。
(4)根据上述信息，分别从海洋固碳和陆地固碳的角度提出缓解全球气
候变化的2条措施：___________________________________________
___________________________________________。
海洋铁施肥，提高海洋固碳量；植树种草，提高
森林覆盖率；改造植物基因，提升森林固碳能力
[解析] 根据上述信息，从海洋固碳的角度来说，海洋铁施肥，提高
海洋固碳量可以缓解全球气候变化；从陆地固碳的角度来说，植树
种草，提高森林覆盖率，改造植物基因，提升森林固碳能力，可以
缓解全球气候变化。中小学教育资源及组卷应用平台
课时作业(四十六)　生态系统的物质循环、信息传递
题组一　物质循环的概念、碳循环
1.物质循环是生态系统三大功能之一。下列关于生态系统物质循环的叙述,错误的是 (　)
A.元素均以有机物形式在食物网中流动
B.消费者能够加快生态系统的物质循环
C.生产者和分解者是连接无机环境与生物群落间物质循环的桥梁
D.重金属、DDT在能量金字塔的最底端浓度最低,最顶端浓度最高
2.[2025·河南郑州一模] 碳是构成生物体的重要元素之一,生物体和大气的碳含量都长期处于稳定的状态,下图表示大气中的碳循环示意图。下列叙述错误的是 (　)
A.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
B.化石燃料的开采和使用加剧了温室效应,引起全球气候变化
C.①可表示植物光合作用,将CO2转化为有机物储存在植物体内
D.⑤表示分解者,属于第二营养级,能将有机物分解成无机物
3.氮是生物体必需的重要元素,大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨,再进一步进入氮循环过程的。部分氮循环过程如图所示,下列叙述错误的是 (　)
A.硝化细菌可以利用氨氧化时释放的能量合成有机物
B.消费者可以加快生态系统氮循环的速度
C.开发根瘤菌的多物种共生性可以提高农作物产量
D.浮游植物是氮进入生物地球化学循环的关键环节
4.[2025·安徽合肥模拟] 碳达峰(碳的排放量达到峰值)和碳中和(碳的排放总量等于吸收总量)目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求,从全球碳循环的主要途径来看,减少二氧化碳的排放和增加二氧化碳的吸收是实现碳达峰和碳中和的重要举措。研究团队对某河口湿地生态系统的碳循环进行了综合分析。下表显示不同季节碳输入与输出量(单位:gC/m2/yr)。
河口湿地碳输入与输出量季节变化
季节 生产者 总生产量 呼吸量 土壤沉 积埋藏 潮汐输出
春 580 320 120 80
夏 720 450 150 120
秋 480 380 90 60
冬 210 180 30 20
生产者总生产量:生产者制造的有机物总量;
呼吸量:生产者、消费者和分解者的呼吸消耗量。
根据研究数据,下列分析正确的是 (　)
A.夏季是该湿地净碳汇(净储存大气CO2的能力)功能最强的季节
B.生态系统碳循环是指CO2在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
C.潮汐输出是影响该湿地碳储存效率的最主要因素
D.消费者的存在可以加快该河口湿地生态系统的碳循环
题组二　生物富集
5.[2026·重庆渝中区月考] 土壤-桑树-家蚕系统(SMSS)可用于修复重金属污染的土壤。图中桑树对重金属元素生物富集系数(BCFs)指的是某种重金属元素在桑树体内与土壤中含量的比值,图中分别表示了桑树和蚕对镉、铅的BCFs值,下列说法错误的是 (　)
BCFs植物/土壤 BCFs家蚕/桑叶
镉 铅 镉 铅
叶 0.09 0.07 茧 0.14 0.07
茎 0.24 0.09 蛹 0.35 0.10
根 0.84 0.62 幼虫 1.23 0.25
蚕粪便 1.51 2.65
A.SMSS治理的优点是环境污染小,重金属可以回收利用
B.据BCFs值推测铅比镉更容易在家蚕体内被分解或排出
C.在SMSS系统中,定期清除蚕粪便可缓解重金属对土壤的污染
D.由BCFs值推测铅在蚕结茧过程中浓度增大
6.[2025·辽宁沈阳三模] 农用塑料薄膜聚乙烯(PE)可被PE降解菌分解生成微塑料,微塑料存在生物富集现象。施用N、P等肥料可促进PE降解菌的分解作用。蚯蚓不能消化PE但可通过搅动使PE分布更均匀。下列叙述错误的是 (　)
A.蚯蚓的活动有助于PE的分解
B.N、P等肥料的施用会缓解土壤的微塑料污染
C.生物体内的微塑料浓度会沿着食物链逐渐升高
D.微塑料的生物富集现象具有全球性的特点
题组三　探究土壤微生物的分解作用
7.[2025·北京朝阳区一模] 某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤,制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液,分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述正确的是 (　)
A.将土壤灭菌后,加水搅拌,过滤获得土壤浸出液
B.向淀粉溶液中加入土壤浸出液,在室温放置2 min后用碘液检测
C.结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱
D.用斐林试剂检测甲、乙处理后的淀粉溶液,只有前者生成砖红色沉淀
题组四　生态系统的信息传递
8.[2025·河北衡水二模] 信息传递在生态系统中具有重要作用,下列相关叙述正确的是 (　)
A.顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于生态系统中的化学信息传递
B.通过喷施白僵菌来杀死多种害虫属于化学防治
C.海豚用超声波进行“回声定位”,体现信息传递具有维持生物体正常生命活动的作用
D.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递都是沿着食物链进行的
9.[2025·湖北武汉三模] 戴胜窃听斑鸫鹛的关于捕食者存在等信息的警报叫声,获取对自身生存有价值的信息。与斑鸫鹛共处时,戴胜觅食时间占比显著提高,警戒时间占比下降。戴胜主要在树上觅食,但与斑鸫鹛共处时,地面觅食时间显著提高,能获取到在树上无法得到的中型到大型地下蛹等猎物。下列叙述正确的是 (　)
A.戴胜与斑鸫鹛的种间关系为原始合作,双方都从这种关系中获益
B.戴胜生态位的变化,完全是戴胜与斑鸫鹛之间协同进化的结果
C.若斑鸫鹛数量减少,戴胜的觅食效率可能会降低,生态位收缩
D.体现了信息传递在调节种间关系中的作用,且信息传递是单向的
10.[2025·福建厦门二模] 生物在进化过程中形成了利用信息判断栖息地适宜度的能力,但当人类活动或自然变化导致信息与栖息地真实情况脱节时,生物会被诱导至不利于生存和繁衍的栖息地,这种现象被称为“生态陷阱”。下列实例中最符合“生态陷阱”现象的是 (　)
A.人类在机场及周边利用声、光等信息驱赶鸟类,导致机场及周边的鸟类减少
B.在水力发电站大坝旁设置鱼类洄游的专用水道,帮助鱼类正常且顺利地洄游
C.靛蓝彩鹀偏好在人为改造的森林边缘筑巢,因捕食者聚集导致繁殖成功率下降
D.珠颈斑鸠偏好在城市的人造设施中筑巢产卵,因天敌较少而数量增加
题组五　能量流动、物质循环、信息传递的关系与应用
11.[2025·山东泰安三模] 谷雨节气天气转温,北方地区的桃花、杏花等开放;南方地区,柳絮飞落,布谷鸟开始鸣叫,牡丹吐蕊,樱桃红熟。自然景物提醒着人们时至暮春了,同时病虫害也进入高发期。下列有关说法正确的是 (　)
A.气温升高、布谷鸟鸣叫属于物理信息,农药除虫利用了化学信息
B.布谷鸟属于消费者,它从上一营养级获得10%~20%的能量
C.北方桃花、杏花等的开放,杨絮、柳絮四处飞扬说明信息传递具有双向性
D.在桃园中养鸡、养鸭可实现能量多级利用,提高能量利用率
12.越来越多的证据表明,北极冻原生态系统正因全球变暖、核污染等问题而逐渐消失。下图为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。已知狼粪便中的能量为M,呼吸作用消耗的能量为R,用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N。结合图示分析正确的是 (　)
A.狼同化的能量可表示为M+R+N
B.北极冻原生态系统动植物种类稀少,营养结构简单,但恢复力稳定性强
C.核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象,这种现象具有全球性
D.CO2和有机物在生物群落与非生物环境之间的循环叫作碳循环,碳循环不平衡加剧了温室效应
综合应用练
13.[2025·福建龙岩一模] 鹭科鸟类常在红树林中筑巢。研究人员在福建漳江口红树林保护区研究鹭科鸟类繁殖期巢址选择(如下表),为保护这些鸟类提供科学依据。
鹭科鸟类在集群营巢区巢址
种类 白鹭 池鹭 绿鹭 牛背鹭
植株平均高度/m 2.77 2.8 2.85 2.31
巢平均高度/m 2.14 2.25 2.35 2.31
集群营巢区位置 中央区 边缘区 西南区 东北区
回答下列问题:
(1)红树植物树皮富含单宁酸,单宁酸的涩味可以帮助红树抵御植食性动物的取食。该过程释放的单宁酸属于　　　信息,体现了信息传递在生态系统中具有　　　　　　　　　　　　　　　　　作用。
(2)科研人员采用逐个计数法记录鹭科鸟类的种类和数量,与标记重捕法相比,这种统计方法具有的优点是 　。
(3)研究鹭科鸟类的生态位通常需要研究其食物、天敌、　　　　和 　等。
14.[2025·湖北武汉三模] 全球气候变化威胁人类和生物的生存。为实现碳中和,除节能减排外,生物固碳是重要途径,生物固碳可以分为陆地固碳和海洋固碳两种类型。请回答下列问题:
(1)陆地森林固碳能力提升后,碳足迹的值将　　　(填“增大”“减小”或“不改变”)。
(2)生物泵是海洋固碳的重要机制,其部分过程如下图所示,浮游植物通过　　　　
　　 固定无机碳,产生的有机碳沿着　　　　　　　　不断传递,这个过程中产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层沉降,实现海洋储碳,但生物泵的效率较低,其原因可能是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。
(3)海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策略。请结合表中的实验数据,推测其原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　,但在北太平洋进行铁施肥对固碳量的影响并不大,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　 　　
　　　　　　 　　　　。
地区 初始铁 含量/ (nmol/L) 处理后 铁含量/ (nmol/L) 浮游植物 叶绿素a 变化量/ (mg/m3) 表层海水 二氧化碳 分压变化 量/μatm
赤道 太平洋 0.02 2.0 +3.85 -73
南大洋 0.05 2.9 +21 -130
北太 平洋 0.4 3 +0.01 -6
(4)根据上述信息,分别从海洋固碳和陆地固碳的角度提出缓解全球
气候变化的2条措施:　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　
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课时作业(四十六)　生态系统的物质循环、信息传递
1.A　[解析] 元素并不一定都以有机物的形式在食物网中流动,还可以以无机盐等形式进行流动,A错误;消费者能够加快生态系统的物质循环,B正确;生产者能利用二氧化碳合成有机物,分解者将有机物转化为无机物,生产者和分解者是连接无机环境与生物群落间物质循环的桥梁,C正确;能量金字塔的最底端为第一营养级,最顶端为最高营养级,重金属、DDT在生态系统中具有富集作用,其在第一营养级含量最低,在最高营养级含量最高,D正确。
2.D　[解析] 生产者(主要是绿色植物)通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,生产者、消费者和分解者通过呼吸作用产生二氧化碳进入大气,碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行,A正确;化石燃料的开采和使用可以产生大量的CO2,加剧温室效应,引起全球气候变化, B正确;①可表示植物的光合作用,②可表示植物的呼吸作用,通过①能将CO2转化为有机物储存在植物体内,C正确;⑤表示消费者,③表示分解者的分解作用,能将有机物分解为无机物,D错误。
3.D　[解析] 硝化细菌是化能自养型生物,可以通过硝化作用,利用氨氧化时释放的能量将CO2和水合成有机物,A正确;消费者的存在能加快生态系统的物质循环,B正确;根瘤菌能与豆科植物共生固氮,开发根瘤菌的多物种共生性,可使更多植物获得氮,利于植物生长,从而提高农作物产量,C正确;固氮微生物将大气中分子态氮还原为氨,是氮进入生物地球化学循环的关键环节,D错误。
4.D　[解析] 根据题表数据,计算各季节净碳汇可得,春季:580-320-80=180,夏季:720-450-120=150,秋季:480-380-60=40,冬季:210-180-20=10,由此可知,夏季并非净碳汇功能最强的季节,A错误;生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程,B错误;潮汐输出量(夏120 gC/m2/yr)远低于光合固定量(夏720 gC/m2/yr),潮汐输出不是影响该湿地碳储存效率的最主要因素,C错误;消费者的存在可以加快该河口湿地生态系统的碳循环,D正确。
5.D　[解析] 在土壤-桑树-家蚕系统(SMSS)中,重金属可以被桑树吸收富集,家蚕可以进一步利用桑树等资源,最后重金属可以通过一定的技术手段从桑树、家蚕等生物体内回收利用,A正确;从图中可以看出,家蚕对镉的BCFs值大于对铅的BCFs值,这意味着镉在家蚕体内的相对含量比铅高,即铅比镉更容易在家蚕体内被分解或排出,B正确;在SMSS系统中,蚕粪便中含有从桑树等吸收的重金属,定期清除蚕粪便,可以减少重金属随着蚕粪便重新回到土壤中的量,从而缓解重金属对土壤的污染,C正确;铅在蚕茧中的BCFs值(0.07)小于幼虫中的BCFs值(0.25),说明铅在蚕结茧过程中浓度并没有增大,D错误。
6.B　[解析] 据题干信息可知,蚯蚓的搅动行为可以提高PE在土壤中的分散度,使PE降解菌更容易接触和分解PE,A正确;施用N、P等肥料可以促进PE降解菌的分解作用,从而生成微塑料,故施用N、P等肥料会加剧土壤的微塑料污染,B错误;据题干信息可知,微塑料存在生物富集现象,故生物体内的微塑料浓度会沿着食物链逐渐升高,C正确;微塑料由于其微小的尺寸和难以降解的特性,可以通过风、水等媒介在全球范围内传播,它们可以被各种生物所摄取和积累,从而在全球范围内造成生物富集现象,D正确。
7.C　[解析] 将土壤灭菌后,会导致土壤微生物失活,故不可对土壤灭菌,A错误。2 min时间过短,微生物难以充分分解淀粉,无法反映真实结果,B错误。公路边空地的土壤浸出液(甲)处理后淀粉剩余较多(蓝色),说明其微生物分解作用较弱;校园花坛土壤浸出液(乙)处理后淀粉较少(黄褐色),说明其微生物分解作用较强,C正确。用斐林试剂检测还原糖(淀粉分解产物),甲淀粉分解少,可能不生成砖红色沉淀;乙淀粉分解多,应生成砖红色沉淀,D错误。
8.C　[解析] 顶芽产生的生长素抑制侧芽生长属于植物体内激素调节,并非生态系统中的化学信息传递(发生在不同个体或种群间),A不符合题意;白僵菌是真菌,通过喷施白僵菌来杀死多种害虫属于生物防治,B不符合题意;海豚通过超声波(物理信息)进行定位,体现信息传递具有维持生物体正常生命活动的作用,C符合题意;物质循环在生物群落与无机环境之间进行,信息传递不依赖食物链,D不符合题意。
9.C　[解析] 斑鸫鹛的鸣叫声对戴胜有一定的帮助,但并不能从题中获取戴胜对斑鸫鹛有益的信息,因而不能说明两者的种间关系为原始合作,A错误;戴胜生态位的变化是多种因素共同作用的结果,不仅仅是戴胜与斑鸫鹛之间协同进化的结果,还可能受到其他生物以及环境等因素的影响,B错误;斑鸫鹛的警报叫声对戴胜有帮助,若斑鸫鹛数量减少,戴胜获取捕食者信息等可能受影响,觅食效率可能会降低,其生态位可能会收缩,C正确;信息传递在生物与生物之间一般是双向的,题干中戴胜窃听斑鸫鹛的警报叫声,体现了信息传递在调节种间关系中的作用,但信息传递不是单向的,D错误。
10.C　[解析] 人类在机场及周边利用声、光等信息驱赶鸟类,生物远离机场及周边,不符合“生态陷阱”中生物会被诱导至不利于生存和繁衍的栖息地这一现象,A错误;在水力发电站大坝旁设置鱼类洄游的专用水道,帮助鱼类正常且顺利地洄游,有利于鱼类的生存和繁衍,不符合“生态陷阱”现象,B错误;靛蓝彩鹀偏好在人为改造的森林边缘筑巢,因捕食者聚集导致繁殖成功率下降,符合当人类活动或自然变化导致信息与栖息地真实情况脱节时,生物会被诱导至不利于生存和繁衍的栖息地这一现象,C正确;珠颈斑鸠偏好在城市的人造设施中筑巢产卵,因天敌较少而数量增加,该环境有利于珠颈斑鸠的生存和繁衍,不符合“生态陷阱”现象,D错误。
11.D　[解析] 利用农药来防治病虫害并未利用化学信息,A错误;能量传递效率指的是两个营养级间的同化量的比值,布谷鸟所在的营养级能从上一营养级获得10%~20%的能量,B错误;北方桃花、杏花等的开放,杨絮、柳絮四处飞扬只体现了无机环境将信息传递给生物群落,并没有体现出信息传递具有双向性,C错误;在桃园中养鸡、养鸭可实现能量的多级利用,提高能量利用率,D正确。
12.C　[解析] 狼同化的能量不包括狼粪便中的能量,因此可表示为R+N,A错误;北极冻原生态系统环境恶劣,因此抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较弱,B错误;生物富集是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,这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散, 因此生物富集具有全球性,核污染中某些放射性物质会出现生物富集现象,且具有全球性,C正确;碳循环是指组成生物体的碳元素而不是CO2和有机物,在生物群落与非生物环境之间循环往返,D错误。
13.(1)化学　调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定的
(2)避免标记物对鹭科鸟类造成伤害
(3)栖息地　与其他物种的关系
[解析] (1)单宁酸是化学物质,属于化学信息,体现了信息传递能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定的作用。(2)与标记重捕法相比,用逐个计数法记录鹭科鸟类的种类和数量,可避免标记物对鹭科鸟类造成伤害。(3)研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
14.(1)减小
(2)光合作用　食物链和食物网　微生物的呼吸作用会将有机碳重新分解为无机碳
(3)海洋铁施肥可以提高浮游植物叶绿素a的含量,有利于浮游植物通过光合作用固定更多的CO2,提高海洋储碳量　北太平洋的初始铁含量较高,铁并不是浮游植物光合速率的主要限制因素
(4)海洋铁施肥,提高海洋固碳量;植树种草,提高森林覆盖率;改造植物基因,提升森林固碳能力
[解析] (1)陆地森林固碳能力提升会增加碳吸收,从而降低碳足迹。(2)根据图示,浮游植物通过光合作用固定无机碳,产生的有机碳沿着食物链和食物网不断传递,这个过程中产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层沉降,实现海洋储碳。由于微生物的呼吸作用会将有机碳重新分解为无机碳,因此生物泵的效率较低。(3)海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策略,根据表中实验数据可知,增加了铁含量以后,赤道太平洋和南大洋的浮游植物叶绿素a的含量显著增加,有利于浮游植物通过光合作用固定更多的CO2,提高海洋储碳量;但在北太平洋进行铁施肥对固碳量的影响并不大,根据表格数据分析,其原因可能是北太平洋的初始铁含量较高,铁并不是浮游植物光合速率的主要限制因素。(4)根据上述信息,从海洋固碳的角度来说,海洋铁施肥,提高海洋固碳量可以缓解全球气候变化;从陆地固碳的角度来说,植树种草,提高森林覆盖率,改造植物基因,提升森林固碳能力,可以缓解全球气候变化。

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