高三生物一轮复习第42讲生态系统的物质循环和信息传递

一轮复习✸选择性必修二：生物与环境

马世骏（1915.12.5—1991.5.30），山东兖州人，生态学家、昆虫学家，我国昆虫生态地理学、数学生态学、经济生态学等学科奠基人，中国科学院学部委员（院士）。1948年赴美求学并获得昆虫生态学硕士学位，1951年于明尼苏达大学获得博士学位。1952年，马世骏回到中国并创建了国内首个昆虫生态学实验室。先后在东亚飞蝗生态、生理研究、系统生态学理论等方面做出了重大贡献。开创了生态工程领域，提出和建立了社会—经济—自然复合生态系统理论，为中国生态学事业发展做出了开创性和奠基性的工作，是系统生态学理论与生态控制、可持续发展理论与应用的先驱。他有过根除东亚飞蝗蝗灾的光辉业绩，有过创立复合生态系统理论的巨大成就，他更有强烈的民族责任感和赤诚爱国心。他为了学习科学知识服务祖国而远赴国外留学，他为了全身心投入新中国建设又冲破重重阻力回到祖国，他的一生虽然短暂，但是全部都奉献给党和国家。他就是誓言要用知识改变落后祖国的中国生态学之父、中国生态文明建设科学先驱马世骏。马世骏第8单元

一轮复习✸选择性必修二：生物与环境生物与环境第42讲生态系统的物质循环和信息传递课标要求核心素养要求1.举例说明利用物质循环和能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源2.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象3.举例说明生态系统中物理、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1.生命观念——通过学习各营养级能量的来源与去路、阐述生态系统能量流动的过程，学生构建物质与能量观。2.科学思维——能用图示等方法说明生态系统的物质循环、信息传递的过程和特征;能运用相关概念、原理和规律,对生态学实践作出科学的分析和判断。3.科学探究——

通过学习物质循环的过程，学生能形成模型概念、运用建模方法。4.社会责任——形成珍爱生命、人与自然和谐发展以及可持续发展的观念,养成保护环境、维护生态平衡的习惯,并能提出人与环境和谐相处的合理化建议生态系统的物质循环和信息传递一轮复习✸选择性必修1：稳态与调节本讲目录考点1

生态系统的物质循环考点2

生态系统的信息传递考点聚焦【思考】空气中的碳是怎样进入人体内的？人呼出的二氧化碳能到哪里去？食物人体的细胞呼吸大气CO2库植物的光合作用考点1生态系统的物质循环应用农业生产中采用

的模式。生物群落非生物环境全球性生物群落非生物环境种养结合一.生态系统的物质循环注意：1、“物质”指的是“元素”，而不是化合物、单质等。2、“循环”的范围是：考点1生态系统的物质循环二.物质循环的过程（以碳循环为例）大气中的二氧化碳库生产者（有机物）消费者（有机物）分解者（有机物）海洋等水体中碳酸氢根等岩石中的碳酸钙煤、石油等化石燃料光合作用呼吸作用被摄食呼

吸作

用残

枝败

叶遗体残枝败叶遗

体呼吸作用被开采和使用溶解分解考点1生态系统的物质循环大气中的二氧化碳库生产者（有机物）消费者（有机物）分解者（有机物）海洋等水体中碳酸氢根等岩石中的碳酸钙煤、石油等化石燃料光合作用呼吸作用被摄食呼

吸作

用残

枝败

叶遗体残枝败叶遗

体呼吸作用被开采和使用溶解分解2.碳的循环形式1.碳的存在形式生物群落内部：非生物环境中：CO2和碳酸盐生物群落与非生物的环境之间主要以CO2形式循环。含碳有机物3.碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用、化能合成作用4.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（呼吸作用）煤、石油等化石燃料海洋等水体中碳酸氢根的分解二.物质循环的过程（以碳循环为例）考点1生态系统的物质循环【总结】“三看法”快速确认碳循环的各环节P254考点1生态系统的物质循环物质循环与能量流动的关系图考点1生态系统的物质循环生产者非生物环境消费者分解者非生物环境生产者初级消费者次级消费者分解者非生物环境生产者初级消费者次级消费者三级消费者分解者巧辨图形判断参与碳循环的四种成分考点1生态系统的物质循环1．(2023·清远高三联考)下图是某生态系统的碳循环示意图，箭头表示碳流动的方向。下列叙述错误的是（

）A．碳在生物群落内主要以含碳有机物的形式流动B．甲固定的能量除呼吸消耗外，其余都流入下一营养级C．丙和乙的种间关系为捕食和种间竞争D．若缺少甲和丁，该生态系统将会崩溃B考点1习题检测_______________，增加绿地面积。_______________的燃烧。开发_______________。化石燃料的大量燃烧，产生____________。

，降低了对大气中CO2的调节能力。大量CO2

植被遭到破坏__________会使冰川雪山融化，海平面上升，使沿海城市和国家面临灭顶之灾。由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。降雨量的变化使部分地区更加干旱或雨涝更严重，并使病虫害增加。气候变暖植树造林种草减少化石燃料清洁能源2.影

响3.缓解措施：考点1生态系统的物质循环三.温室效应的形成原因、影响及缓解措施1.原

因大气氮大气混合脱氮挥发植物吸收量和收获量挥发挥发植物残留物有机污染物硝酸盐铵透明光泽商品肥料生物固定动物粪肥豆类植物工业固定氮循环湿沉降植物残留物和废弃物植物吸收硫循环硫在大气层植物残留物过滤沉积物硫进入水五.其它物质循环的过程考点1生态系统的物质循环

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

①食物链营养级越高，有害物质的浓度

；

②全球性。越高考点1生态系统的物质循环六.生物富集1.概念：5.生物富集的特点:【小结】能量流动、物质循环和生物富集的关系项目能量流动物质循环生物富集范围生态系统________生物圈生态系统________特点______________________________________________________________形式_________________________________不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物过程各营养级各营养级单向流动，逐级递减全球性、反复利用单向流动、逐级积累、全球性光能→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考点1生态系统的物质循环沿食物链(网)沿食物链(网)联系①在群落中它们的流动渠道都是

，且__________

；②能量的

，离不开

；③物质是

，能量是____

；

。④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集食物链和食物网相互联系，同时进行、相互依存，不可分割固定、储存、转移和释放物质的合成和分解能量沿食物链(网)流动的载体物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力，也是生物富集的动力考点1生态系统的物质循环项目能量流动物质循环生物富集【思考】：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，方可维持正常运转考点1生态系统的物质循环1.【考点速览·诊断】(1)“过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的利用。(2022·浙江6月选考，18D)()(2)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。(2020·全国卷Ⅲ，6D)()(3)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。(2017·江苏卷，11B)()(4)物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。(2016·上海卷，20C)()√√√√考点1习题检测2.在夏季稻田中往往分布着杂草等植物以及二化螟、青蛙等动物。研究发现，稻田养鸭可有效提高水稻的产量和质量，请分别从种间关系及物质循环的角度分析其原因：①_____________________________；②___________________________________________________________________________。鸭能防虫除草，使水稻生长良好鸭粪还田为水稻生长提供了优良的有机肥，使水稻生长健壮，减少了化肥的使用考点1习题检测3.(2023·黑龙江大庆模拟)低碳生活、绿色经济已成为人类共识。2021年国务院政府工作报告中明确提出了“碳达峰”的目标，并制定碳排放达峰的行动方案，其中包括植树造林、节能减排、利用新能源等形式。下列有关说法错误的是()A.碳在生物群落和非生物环境之间主要是以含碳有机物的形式进行循环B.人类活动大量利用煤、石油等化石燃料，打破了生物圈中碳循环的平衡C.碳循环具有全球性，因此碳循环失衡影响的是整个地球的生态环境D.通过光合作用或化能合成作用，大气中的CO2转化为含碳有机物A考点1习题检测4.(2023·福建泉州调研)某生态系统中，镉在沿着食物链传递的过程中产生生物富集现象。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，各营养级所积累的镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述正确的是()CA.图示四个营养级中的所有生物构成生物群落B.该生态系统的食物链可表示为丙→甲→乙→丁C.镉沿食物链不断聚集并最终积累在最高营养级，随生物的遗体残骸等能回归非生物环境D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁<甲＋乙＋丙考点1习题检测(1)实验原理①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

。②分解者的分解速度与环境中的

等生态因子相关。③土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖(麦芽糖)，淀粉遇碘变蓝色。还原糖遇斐林试剂，在水浴加热条件下，产生

沉淀。探究土壤微生物的分解作用：分解者温度、水分砖红色考点1生态系统的物质循环项目案例1案例2实验假设土壤微生物能分解落叶使之腐烂土壤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

和淀粉糊.对照组对土壤不做任何处理(自然状态)B烧杯中加入等量蒸馏水和淀粉糊自变量土壤中是否含

.是否含有

.实验现象在相同时间内

.AA1不变蓝A2

BB1

B2

结论分析灭菌微生物实验组落叶的腐烂程度小于对照组土壤微生物对落叶有分解作用土壤浸出液土壤浸出液变蓝出现砖红色沉淀无砖红色沉淀土壤微浸出液中的微生物能分解淀粉考点1生态系统的物质循环1．由案例1可以看出土壤中分解落叶的是什么？

2．案例2中制备好的土壤浸出液要在烧杯中静置一段时间，目的是什么？3．案例2中使用碘液和斐林试剂分别检验什么？土壤中的微生物。让土壤颗粒沉淀下来。碘液：检验淀粉是否被分解完全，斐林试剂：检验是否有淀粉分解成麦芽糖(还原糖)。考点1生态系统的物质循环【思考讨论】考点2生态系统的信息传递

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.信息的含义：类别概念

信息来源举例非生物环境、生物主要来自生物、也可来自非生物环境生物生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息生物在生命活动过程中，自身产生的可以传递信息的化学物质：如生物碱、有机酸、性外激素等对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息物理信息化学信息行为信息蛛网振动频率、萤火虫的光昆虫释放性外激素招引异性孔雀开屏2．信息的种类考点2生态系统的信息传递

自然界中的声、光、电、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。狼嚎蜘蛛利用振动感知猎物开花与光周期物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体！考点2生态系统的信息传递（1）物理信息：生物体在生命活动中产生的一些可以传递信息的

化学物质。性外激素：蚕蛾醇水葫芦的分泌物可以抑制藻类的生长昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体都存在能传递信息的化学物质—信息素课P69P255考点2生态系统的信息传递（2）化学信息：考点2动物的特殊行为，主要指各种动作，即动物的行为特征。孔雀开屏军舰鸟气囊充气生态系统的信息传递（3）行为信息：蜜蜂的摆尾舞【小结】判断生态系统信息传递种类的方法(1)从信息传播的途径判断①涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度等物理因素，可判断为

。②涉及的信息载体为化学物质，如性外激素，可判断为

。③涉及特殊行为，“肢体语言”可判断为

。(2)从文字表述的着重点判断①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于

。②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于

。物理信息行为信息物理信息化学信息行为信息考点2生态系统的信息传递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化学信息舞蹈眼侦察蜂其他蜜蜂光行为信息3.信息传递的过程信息源信道信息产生的部位（生物或非生物环境）信息传播的媒介（空气、水或其他介质）信息接受的生物或其部位（眼、鼻、耳、皮肤、光敏色素等）往往是双向的4.信息传递特点：考点2生态系统的信息传递

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和交流，能够形成信息传递，即信息流。信息传递大多具有双向性的特点。信息受体1.（2023·湖南）“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞。”菜籽油是主要的食用油之一，秸秆和菜籽饼可作为肥料还田。下列叙述错误的是（

）A．油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶B．蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化C．蜂蝶与油菜的种间关系属于互利共生D．秸秆和菜籽饼还田后可提高土壤物种丰富度C2.判断(1)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息(2018·全国卷Ⅲ，T6B)(

) (2)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息(2015·江苏，T9D)

(

)

(3)两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系

（2019江苏卷·6）（）考点2习题检测1.（2018海南卷，19）某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是（）A．小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B．小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息C．小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D．激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息D2.在草原生态系统中，某些鸟类看到食物时，其体内便分泌一种激素，促使其快速完成捕食，这种激素是否属于生态系统的化学信息，说明理由。

_。

不属于。生态系统的信息传递在个体与个体或个体与无机环境之间，动物激素属于个体内细胞间传递信息的分子考点2习题检测5.信息传递在生态系统中的作用层次作用举例个体

(1)海豚、蝙蝠的回声定位(2)莴苣种子必须接受某种波长的光

才萌发种群

(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

体群落和生态系统

食物链上相邻物种间“食”与“被食”的关系生命活动的正常进行，离不开信息的作用生物种群的繁衍离不开信息的传递调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定考点2生态系统的信息传递【思考-练习】1．在适宜的温度和光周期的刺激下，草原上百花争艳，光照对植物来说是一种________信息，该实例说明信息传递的作用是__________________。2．调查发现，湿地内某些植物的种子必须接受某种波长的光处理才能萌发生长，“某种波长的光”属于__________(填“物理”“化学”或“行为”)信息，这说明___________________________________。3．由于水肥等条件不同，草原不同地段分布着不同的种群，这些种群通常呈________分布。草原返青，“绿色”为羊群流动采食提供了信息，说明信息传递能够______________________________________________。物理调节种群的繁衍物理生命活动的正常进行离不开信息的作用镶嵌调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定考点2生态系统的信息传递6.信息传递在农业生产中的应用(1)提高农产品或畜产品

的产量利用光照提高鸡的产蛋量利用温度和湿度延长蔬菜的种植期(2)对有害动物进行控制昆虫性信息素干扰雌雄交尾，防治病虫害播放集群信号录音引来鸟类化学防治机械防治生物防治用化学药剂防治缺点：害虫抗药性增强和环境污染①引入天敌②引入寄生虫③利用信息传递作用优点①成本低②无污染③效果持久人工捕捉缺点：费时费力，对体型很小的动物无法实施化学信息的生物防治物理信息的生物防治考点2生态系统的信息传递※生物防治体现在以下几方面:②利用昆虫性信息素诱捕或警示有害动物，防治病虫害。①利用音响设备播放集群信号录音引来鸟类捕食害虫。③利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的繁殖力下降。生物防治特点:

没有直接杀死生物，也没有造成环境污染。考点2生态系统的信息传递【总结】

任何生态系统都具有___________、__________和___________，他们是生态系的功能，三者密不可分，但各有不同。使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。能量流动物质循环信息传递考点2生态系统的信息传递【生态系统三大功能的关系】项目能量流动物质循环信息传递特点单向流动，__________全球性、循环性往往是______的范围生态系统生物圈生物之间，生物与

之间途径主要是食物链和食物网多种多种地位物质循环的动力能量流动的载体决定物质循环和能量流动的方向和状态联系逐级递减双向非生物环境考点2生态系统的信息传递同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体1.【考点速览·诊断】(1)采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递。(2022·湖南卷，8B)(

)(2)在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。(2021·江苏卷，9C)(

)提示鸣叫声属于物理信息。(3)某岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物。(2019·海南卷，25A)(

)(4)两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。(2019·江苏卷，6D)(

)提示说明生物种群的繁衍离不开信息的传递。(5)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息。(2018·全国卷Ⅲ，6B)(

)√×√××考点2习题检测2.【情境推理·探究】(1)在适宜的温度和光周期的刺激下，草原上百花争艳，光照对植物来说是一种________信息，该实例说明信息传递的作用是______________。物理调节种群繁衍(2)由于水肥等条件不同，草原不同地段分布着不同的种群，这些种群通常呈________分布。草原返青，“绿色”为羊群流动采食提供了信息，说明信息传递能够_________________________________________________________。镶嵌调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定考点2习题检测(3)在草原生态系统中，某些鸟类看到食物时，其体内便分泌一种激素，促使其快速完成捕食，判断这种激素是否属于生态系统的化学信息,并说出你的判断理由。__________________________________________________________________________________________________________________________________________不属于。生态系统的信息传递在个体与个体或个体与无机环境之间，动物激素属于个体内细胞间传递信息的分子。考点2习题检测2.【情境推理·探究】D考点2习题检测B考点2习题检测【跳出题海】巧判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。(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)在嘈杂的环境中(如瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种行为进行信息交流。考点2习题检测◎本讲小结1.(2022·湖南卷，8)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是()A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用B★重温真题经典再现2.(2019·海南卷，25)假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m只狼组成的狼群、一个约由n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法错误的是()A.该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物B.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量C.岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量D.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定B★重温真题经典再现3.(2021·河北卷，13改编)烟粉虱为害会造成番茄减产。研究者对番茄单作、番茄玫瑰邻作(番茄田与玫瑰田间隔1m)模式下番茄田中不同发育阶段的烟粉虱及其天敌进行了调查，结果见下表。下列叙述错误的是()B番茄植株不同部位成虫数量/(头·叶－1)若虫/(头·叶－1)天敌昆虫多样性指数上部叶中部叶下部叶番茄单作22.73.20.816.51.2番茄玫瑰邻作1.40.20.11.82.2★重温真题经典再现A.由单作转为邻作，烟粉虱种群的年龄结构改变B.由单作转为邻作，烟粉虱种群中成虫的空间分布类型改变C.由单作转为邻作，群落的水平结构改变D.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4.(2022·广东卷，20)荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B与荔枝园A面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。荔枝园种类/种个体数量/头害虫比例/%天敌比例/%A52310327836.6714.10B56810411840.8620.40★重温真题经典再现回答下