生态系统的物质循环和生态系统的信息传递 【知识精讲+备课精研+高效课堂】 高考生物一轮复习 （新教材新高考）

核心知识全面复习高考一轮复习——选择性必修二《生物与环境》——第49讲生态系统的物质循环和生态系统的信息传递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。复习目标要求

考点一生态系统的物质循环考点二探究土壤微生物的分解作用考点三生态系统的信息传递主要考点

必备知识生态系统的物质循环考点一一.知识梳理

必备知识1.物质循环概念：

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，这就是生态系统的物质循环，又叫生物地球化学循环。2.物质循环特点：（1）全球性：物质循环的范围为生物圈。（2）循环往复运动：物质可被生物群落反复利用，对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式。注意：“物质循环”中的物质指的是碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，而不是化合物或者单质；

“物质循环”中的循环发生在非生物环境与生物群落之间，在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的。一.知识梳理

必备知识3.碳循环光合作用光合作用光合作用大气中的CO2库呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用煤

石油分解者溶解摄食无机环境生物群落碳循环一.知识梳理

必备知识3.碳循环大气中CO2

生产者（CH2O）碳从无机环境进入生物群落的途径：绿色植物的光合作用（主要）化能合成作用光合作用光合作用光合作用大气中的CO2库呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用煤

石油分解者溶解摄食一.知识梳理

必备知识3.碳循环大气中CO2

生产者（CH2O）（CH2O）捕食消费者碳在生物群落内部进行传递的渠道：食物链（网）形式？含碳有机物光合作用光合作用光合作用大气中的CO2库呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用煤

石油分解者溶解摄食一.知识梳理

必备知识3.碳循环大气中CO2分解者化石燃料

生产者（CH2O）（CH2O）（CH2O）生物群落无机环境捕食消费者碳从哪些途径从生物群落返回无机环境（1）生产者和消费者的呼吸作用（2）化石燃料的燃烧（3）分解者有分解作用光合作用光合作用光合作用大气中的CO2库呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用煤

石油分解者溶解摄食一.知识梳理

必备知识3.碳循环大气中CO2分解者化石燃料

生产者（CH2O）（CH2O）（CH2O）生物群落无机环境捕食消费者碳在无机环境与生物群落间是以_______的形式循环。CO2

光合作用光合作用光合作用大气中的CO2库呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用微生物的分解作用煤

石油分解者溶解摄食一.知识梳理

必备知识3.碳循环碳循环各种成分的判断步骤：看双向箭头：对应的是“生产者”和“大气中的CO2”；

生物群落所有生物都可以通过呼吸作用释放CO2

到大气中，

所有箭头都指向的为“大气中的CO2”，另外一个则为“生产者”。

剩下的为“消费者”和“分解者”。生产者和消费者都可以被分解者分解。BACD一.知识梳理

必备知识3.碳循环（3）图中D到C过程是通过

作用实现的，C到D过程是通过

作用实现的，B到D过程是通过

作用实现的。碳循环始终与

结合在一起。（4）生物群落中有一部分碳以

形式储藏在地层中。碳在无机环境中以

形式存在。CDBA（1）此生态系统的能量流动是从[]

固定太阳能开始的。（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以

形式进行的，在生态系统各成分中A为

，B为

。例：下图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答：C生产者CO2消费者分解者光合作用呼吸作用微生物的分解能量流动化石燃料CO2和碳酸盐一.知识梳理

必备知识3.碳循环【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分大气中的CO2库生产者分解者消费者生产者初级消费者大气中的CO2库次级消费者分解者一.知识梳理

必备知识3.碳循环【方法技巧】巧辨图形判断参与碳循环的四种成分大气中的CO2库（非生物的物质和能量）生产者初消次消三级消分解者辨图要点：(1)碳循环中，只有生产者与非生物环境之间的箭头是双向的(2)箭头指向最多的是大气中的CO2库，其次是分解者一.知识梳理

必备知识3.碳循环

（组成生物体的蛋白质、糖类、脂质和核酸等都是以碳链为基本骨架形成的）(1)碳的存在形式非生物环境：CO2（主要）和碳酸盐生物群落：含碳有机物(2)碳在生物群落和非生物群落之间循环的形式：CO2(3)碳在生物群落内的传递形式：含碳有机物(4)碳进入生物群落的途径：光合作用（主要）和化能合成作用(5)碳在生物群落中传递的主要途径：食物链、食物网(6)碳返回非生物环境的途径：①生产者和消费者的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧；一.知识梳理

必备知识3.碳循环(7)与自然界碳循环关系最为密切的两种细胞器：线粒体和叶绿体(8)碳循环特点：全球性、反复循环流动(9)碳循环具全球性的原因：CO2能够随着大气环流在全球范围内进行(10)海洋对调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。大气循环海洋循环一.知识梳理

必备知识3.碳循环

人类活动对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中碳循环的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化；人类活动增加大气中二氧化碳含量温室效应影响：全球气候变暖，冰川融化，海平面上升，自然灾害频繁。温室效应主要原因:①化石燃料的开采和使用大大增加了二氧化碳的排放；②森林、草原等植被遭到大面积破坏。一.知识梳理

必备知识3.碳循环人类活动减少大气中二氧化碳含量中国科学家利用二氧化碳合成淀粉植树造林减少二氧化碳

人类又大力开展植树造林（提高森林覆盖率）、开发新能源（减少化石燃料燃烧）、发展节能产业、提高秸秆还田率，提高土壤储碳量等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。一.知识梳理

必备知识能量流动物质循环范围形式特点过程联系生物群落（生态系统各营养级之间）生物圈主要以有机物中的化学能的形式碳在生物群落和非生物环境间主要以二氧化碳的形式单向流动、逐级递减全球性、循环往复运动沿食物链、食物网单向流动在生物群落和非生物环境之间循环往返

二者是生态系统的主要功能，它们同时进行，相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；③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。一.知识梳理

必备知识6.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)物质人工合成的有机物:如DDT、六六六等。重金属:如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。(3)发生生物富集的物质的特点:①在环境和生物体中存在形式是比较______的；②必须是生物体能够______的且________的；③在生物代谢过程中是________________的；稳定吸收不易被分解不易排出(4)生物富集的主要途径——______________食物链、食物网鱼鹰大鱼小鱼植物水一.知识梳理

必备知识铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高(5)实例——铅的富集煤燃烧、有色金属冶炼铅被排放进入大气沉降在土壤和植被表面进入土壤进入水体植物根吸收叶片摄入铅水生植物、浮游动物直接吸收铅，动物饮用含铅的水，直接摄入铅铅进入体内形成多种比较稳定的铅的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被排出，积蓄在体内含铅生物被更高营养级动物食用，沿食物链聚集最终积累在食物链的顶端一.知识梳理

必备知识6.生物富集(6)生物富集现象的特点①具有全球性原因：导致生物富集的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②有害物质在生物体内的浓度会沿食物链不断升高鱼鹰（2.5×10-5）大鱼（2×10-6）小鱼（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）有害物质在生物体内的浓度如右图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍二.精题精练考向碳循环的过程分析1.图1是某生态系统碳循环示意图，其中a、b、c、d是生态系统内各生物成分，①②③④⑤⑥表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是()A.在图1中，b、c分别属于初级消费者、生产者B.图1中能表示呼吸作用过程的只有②④⑤C.在图2的食物链中，②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率D.如果a发生瘟疫，d的数量将先增加后减少最后趋于稳定D二.精题精练解析:图1中c是生产者，b是分解者，d是初级消费者，a是次级消费者，A错误；图中的过程③是分解者的分解作用，其实质也是呼吸作用，B错误；图2中的①和②代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以②/①的比值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率，C错误；如果次级消费者a因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者d的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，d又会因食物减少而数量减少，最后趋于相对稳定状态，D正确。二.精题精练考向物质循环和能量流动的关系分析1.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.生物圈的物质是自给自足的，

能量是需要不断补充的B.物质作为能量的载体，使能

量沿着食物链(网)流动C.能量②③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C二.精题精练解析生态系统的物质可循环利用，而能量是单向流动不可循环的，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，A不符合题意；物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动，B不符合题意；生产者固定的太阳能总量包括生产者自身的呼吸作用消耗的能量、生产者流向初级消费者的能量、生产者流向分解者的能量三部分，而能量②表示生产者流向初级消费者的能量，能量③表示初级消费者流向次级消费者的能量，C符合题意；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，D不符合题意。二.精题精练考向生物富集1.如图是一个生态系统中不同营养级同化的能量相对值示意图，其中丙是第一营养级(生产者)。若该生态系统受到含汞的废电池浸出液污染，生物体内含汞最多的营养级是()A.乙

B.丙C.甲

D.丁C解析:图示食物链是丙→丁→乙→甲，有害物质沿着食物链流动并逐渐积累，因此生物体内积存汞最多的营养级是甲。课堂练习：一、易错辨析1.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环(

)2.碳在生物群落和非生物环境之间主要以有机物形式循环(

)3.与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(

)4.生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往返的(

)5.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集，营养级越高，浓度也越高(

)6.物质是能量的载体，能量是物质循环的动力(

)××√×√√课堂练习：二、填空默写1.(选择性必修2P63)物质循环：____________________________________________________________________________________________________________________。2.(选择性必修2P64)生物富集：____________________________________

。3.(选择性必修2P62)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以____

进行的，在生物群落内部是以

传递的。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CO2的形式含碳有机物的形式课堂练习：二、填空默写4.源于选择性必修2P63“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，加剧了温室效应，引起全球性的气候变化。②我国措施：一方面采取积极措施减少

排放，另一方面大力植树种草，提高

，这在吸收和固定二氧化碳方面发挥了重要作用。化石燃料的开采和使用二氧化碳森林覆盖率5.源于选择性必修2P67“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：_____________________________________________________________________________________________________________。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能课堂练习：二、填空默写6.源于选择性必修2P67“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，方可维持正常运转探究土壤微生物的分解作用考点二一.知识梳理

必备知识探究土壤微生物的分解作用秋天刚收获的花生第二年春天从土中刨出的花生1.实验原理：土壤中存在种类、数目繁多的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分为分解者。分解速度主要与环境温度和湿度有关。一.知识梳理

必备知识采集带有落叶的土壤土壤垂直剖面模式图枯枝落叶层有机碎屑层腐殖质层淀积层枯枝落叶层有机碎屑层★采集土壤微生物的方法材料准备1.实验器具：小烧杯、试管、三角瓶、玻璃棒、恒温培养箱、纱布、网袋、塑料袋、烘箱等。2.试剂：淀粉、斐林试剂、碘液、无菌水等。探究土壤微生物的分解作用一.知识梳理

必备知识参考案例1提出问题实验假设实验设计自变量实验组对照组实验现象结论分析落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂土壤中是否含微生物对土壤高温处理（灭菌）对土壤不做任何处理（自然状态）相同时间内对照组落叶腐烂，实验组不腐烂土壤微生物对落叶有分解作用探究土壤微生物的分解作用一.知识梳理

必备知识探究土壤微生物的分解作用土壤进行处理，排除土壤微生物的作用土壤不进行处理，自然状态注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变（例如，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理一小时。实验结果：落叶未腐烂落叶腐烂一.知识梳理

必备知识参考案例2提出问题实验假设实验设计自变量实验组对照组实验现象加入碘液A1B1加入斐林试剂A2B2结论分析土壤微生物能分解淀粉吗？土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL蒸馏水不变蓝变蓝产生砖红色沉淀不产生砖红色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉一.知识梳理

必备知识纱布烧杯土壤水玻璃棒水取出碘液斐林试剂加热（1）配制土壤浸出液1.实验原理：淀粉碘液变蓝淀粉葡萄糖产生砖红色沉淀分解斐林试剂加热2.实验步骤探究土壤微生物的分解作用生态系统的信息传递考点三一.知识梳理

必备知识

（如动物的眼、鼻、耳、皮肤；植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质如光敏色素等）

日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。1.信息概述(1)信息的概念：(2)信息传播的三要素：①信息源：信息产生的部位；（来自生物或非生物环境）②信道：信息传播的媒介（空气、水以及其他介质等）③信息受体：信息接收的生物或其部位(3)信息传递的过程：

信源（信息产生部位）

信道（信息传输媒介）

信息受体（信息接收的生物或部位）一.知识梳理

必备知识1.信息概述(4)信息流：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。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。特别注意：一.知识梳理

必备知识(1)物理信息：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。来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。举例萤火虫（光）蝉（声）蛇的颊窝（温度）种子萌发（温度、湿度）鸟的迁徙（磁场）海豚捕食（超声波）2.生态系统中信息的种类一.知识梳理

必备知识2.生态系统中信息的种类(2)化学信息:在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。来源：生物体的代谢产物或分泌物。举例：①植物的生物碱、有机酸等代谢产物②动物的性外激素③昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长虎撒尿圈地（代谢产物）蛾（信息素）黄鼠狼放臭液（代谢产物）一.知识梳理

必备知识2.生态系统中信息的种类

动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。(3)行为信息:来源：动物的特殊行为。举例：蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。蜜蜂跳舞豪猪竖刺孔雀开屏求偶炫耀一.知识梳理

必备知识2.生态系统中信息的种类鲜艳颜色芳香气味嗅觉器官眼植物花朵蜜蜂光空气物理信息舞蹈眼侦察蜂其他蜜蜂光化学信息行为信息一.知识梳理

必备知识类型来源传递形式实例光、声、温度、湿度、磁力等植物的生物碱、有机酸等代谢废物，动物的性外激素等蜜蜂跳舞，鸟类“求偶炫耀”等；比较非生物环境或生物个体或群体物理过程化学信息物理信息生物体以化学物质为信息载体行为信息动物动物的行为特征①多数情况下，信息传递为双向的；②三种信息都可以来源于动物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；③信息传递可以发生在生物与非生物环境之间，可以发生在同种生物之间，可以发生在不同生物之间一.知识梳理

必备知识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”的，则判断为行为信息。(4)若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)若在噪音嘈杂的环境(如洪水、瀑布旁)，生物间多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。下列各项，属于物理信息的是()；属于化学信息的是()；属于行为信息的是()

(1)哺乳动物的体温；(2)鸟类鸣叫；

(3)红外线；(4)萤火虫发光；

(5)植物分泌的化学物质

(6)电磁波；

(7)昆虫发出的声音；(8)昆虫的性信息素；

(9)植物开花；(10)蓟的刺；

(11)紫外线；(12)蜜蜂跳舞。815122346791011一.知识梳理

必备知识一.知识梳理

必备知识3.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

例如：孔雀开屏（行为信息）：鸣叫（物理信息）：食草动物远处通过识别植物的绿色（物理信息）：近处通过植物的气味（化学信息）：求偶与同类交流搜寻食物辨别和摄取食物(2)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。例如：犀牛与牛椋[liáng]鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附件有危险情况(3)多数情况下，信息传递为双向的；一.知识梳理

必备知识4.信息传递在生态系统中的作用(1)生命活动的正常进行，离不开信息的作用①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波；②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发；③动物的换毛现象受光信息的刺激；例：(2)生物种群的繁衍，也离不开信息的传递例：例：①在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花；②昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配；(3)调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定①当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以开始采食的信息；②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物，兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕（个体水平）（种群水平）（群落和生态系统水平）一.知识梳理

必备知识5.信息传递在农业生产中的应用(1)提高农畜产品的产量实例1：地球上80%的被子植物的传粉都是由昆虫等动物完成的。现有果农希望提高果树的传粉效率和结实率。利用模拟的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。实例2：养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，这会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，这样就可以大大提高产蛋率。利用光照提高鸡的产蛋量蜜蜂引诱剂一.知识梳理

必备知识5.信息传递在农业生产中的应用(2)控制有害动物——机械防治、化学防治和生物防治打农药白僵菌防止害虫---生物防治利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度；还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降，从而减缓有害动物对农作物的破坏。利用昆虫信息素一.知识梳理

必备知识5.信息传递在农业生产中的应用(2)控制有害动物——机械防治、化学防治和生物防治种类措施喷施化学药剂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无污染②有效且持久缺点①会使害虫的抗药性增强②可能杀害害虫天敌，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明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）化学防治机械防治生物防治项目能量流动物质循环信息传递特点范围途径模式图联系单向流动，逐级递减全球性，循环性往往是双向的（也有单向）生态系统中各营养级之间（生物群落中）生物圈生物之间，生物与非生物环境之间食物链和食物网多种①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向能量流动、物质循环、信息传递比较二.精题精练考向信息传递的类型和作用分析1.下列关于生态系统信息传递的叙述，正确的是()A.利用生长素类似物杀死单子叶农作物周围的双子叶杂草，属于化学信

息的应用B.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田，属于生物防治C.生态系统中信息沿食物链从低营养级向高营养级传递D.某种鸟类通过点头或鞠躬追求配偶，这一现象说明生态系统中的信息

传递可以调节生物的种间关系，维持