生物学讲义 生态系统的物质循环与信息传递-讲义

PAGE0-课程讲义学科：生物专题：生态系统的物质循环与信息传递主讲教师：北京师范大学附属实验中学生物特级教师主要知识点梳理一、生态系统的物质循环组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。◆碳循环◆物质循环与能量流动的关系二、生态系统的信息传递金题精讲题一：以单位面积计，热带雨林中残枝落叶较温带森林的多，土壤中有机物的积累量一般是（）A．热带雨林小于温带森林B．热带雨林大于温带森林C．热带雨林等于温带森林D．热带雨林与温带森林无法比较题二：下列不属于生态系统信息传递的是()A．心猿意马 B．飞蛾扑火C．花香引蝶 D．老马识途题三：下列关于信息传递的说法中，正确的是()A．物理信息仅存在于生物与生物之间B．化学信息在种群内部传递C．行为信息在生物群落内部传递D．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递题四：下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是()A．人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾B．控制日照时间以控制开花时间C．利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫D．利用生长素类似物杀死单子叶植物田地中的双子叶杂草题五：（1）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以____的形式进行。驱动整个生态系统运转的能量主要来源于_____的太阳能。（2）分解者通过_____和____的方式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中。（3）右图所示的食物网中共有______条食物链，其中初级消费者是_________。（4）如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解，也不能排出体外，则该物质经______的传递后，便可在不同的生物体内积累。因此，通常生物所在的_______越高，该有毒物质在其体内的积累量越大。题六：气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。（1）生态系统碳的吸收主要是通过______作用实现的，碳的释放主要是通过_____作用实现的。（2）表中_______时期的生态系统处于稳定状态，原因是______。（3）由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的_____，导致大气中_____增加并引起全球气候变化。（4）人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特征而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的_____阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的_____直接发酵转化为燃料乙醇。题七：下图是生态系统碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。请回答：（1）写出图中含有四个营养级的食物链：________。（用字母和箭头表示）。（2）分析A→E和D→B过程中碳流动形式的不同点__________。（3）若生产者有10000kg，按能量最大传递效率计算，位于第四营养级的生物可增重____（4）人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是_________。（5）上图可知，减缓二氧化碳增多的关键的措施是：第一____________；第二__________。课后拓展练习题一若一个相对封闭的生态系统中共有五个种群，其能量调查如下：种群甲乙丙丁戊能量（107kJ·m-2）2.5013.309.800.24250.00下面①—④图是根据该表数据作出的一些分析，下列叙述最可能错误的是（）A．①③B．②C．②④D．①③④题二阅读下面两段材料，运用所学知识回答问题：材料一：雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3km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量不到0.01mg，但雄蚕蛾却仍可对其作出反应。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。材料二：在防治害虫上，利用性引诱剂“迷向法”防治害虫效果显著。其具体做法是：在田间释放过量的人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。（1）材料一说明使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于________信息，而不是________信息，不是由视觉引起的。（2）材料一体现了信息传递的什么作用？___________。（3）微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，说明性引诱剂具有_____性和____性。（4）从材料二可以看出，“迷向法”并不能直接杀死害虫，而是通过___________，从而使害虫种群的________率下降，降低对作物的危害。题三Ⅰ.1962年，英国学者L.D.Ovington研究了一个人工栽培松林(树种是苏格兰松)的能量流动过程，主要是研究这片松林从栽种后的第17～35年这18年间的能量流动情况。请分析下图，回答问题。（1）图中初级生物量180，不是流入整个生态系统的总能量，而是生产者固定的总能量与________的差值。（2）从图中分析苏格兰松储存的能量，主要去路有哪两个？__________________。（3）这个生态系统沿着捕食食物链流动的能量比例____(填“大”或“小”)，由此分析动物在此森林生态系统能量流动过程中所起的作用是____的(填“大”或“小”)。Ⅱ.下图甲为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。图乙虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动的方向。请据图回答下列问题：

（4）图甲中雪兔和狼之间存在明显的种间关系是________。（5）假如北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，且该系统能量从生产者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%，如果北极狐种群增加的能量为80kJ，若不考虑其他变化的影响，则需要植物的能量是________kJ。（6）图乙中C代表生态系统中的成分是________。

讲义参考答案金题精讲题一：答案：A题二：答案：A题三：答案：C题四：答案：D题五：答案：（1）CO2绿色植物固定（或光合作用固定）（2）有氧呼吸无氧呼吸（或发酵（3）3兔和鼠（4）食物链营养级题六：答案：（1）光合呼吸（2）A碳吸收量应该基本上等于碳释放量（3）碳循环CO2（4）光反应有机物题七：答案：（1）E→F→D→B（2）A→E是以CO2形式，D→B是以含碳有机物形式（3）80（4）产生温室效应（CO2增多）（5）改善能源结构，开发新能源，减少二氧化碳排放；植树造林，增加二氧化碳的利用课后拓展练习题一答案：A详解：①根据五个种群所含的能量，可以判断戊处于第一营养级，是生产者，而丁处于最高营养级。假如该生态系统的食物链是戊→乙→丙→甲→丁，那么：戊→乙的能量传递效率是13.30/250.00*100%=5.32%；乙→丙的能量传递效率是9.80/13.30*100%=73.68%；丙→甲的能量传递效率是2.50/9.80*100%=25.51%，从而可以看出这四个营养级间的能量传递效率都不在10～20%的范围内，因此表示出来的生物间的关系是错误的。根据乙与丙的能量较相近，可以判断它们应该处于同一营养级，因此正确的食物链是：根据正确的食物链可以知道②是正确的，而③是错误的，因为乙与丙是竞争而不是图中的捕食关系。当该生态系统中除去甲和丁后，乙与丙由于缺少天敌，因此数量会增加，但当食物来源少的时候，相互间的竞争加剧，其中一种生物在竞争中会被淘汰，而另外一种生物的数量会增加，因此④正确。题二答案：（1）化学物理（2）信息的传递有利于种群的繁衍（3）高效 专一（4）干扰雌雄虫的正常交尾 出生详解：昆虫的性引诱剂是通过空气传播的，材料一中，由于玻璃瓶的阻挡，阻碍了性引诱剂的传播和接收，但并没有阻挡视线，结果雄蚕蛾没有反应，说明性引诱剂属于化学信息，不是由视觉引起的。信息传递的作用主要表现在三个方面：即维持生命活动的正常进行、有利于生物种群的繁衍及调节生物的种间关系，材料一中，性引诱剂有利于雌雄蚕蛾的正常交配和繁衍。“迷向法”能干扰雌雄虫的正常交尾，从而降低出生率，这将降低害虫的种群密度，从而降低其对作物的危害。题三答案：（1）细胞呼吸消耗的总能量（2）分解者分解散失的能量和一部分经人类砍伐后以木材中有机物的能量形式移出了松林（3）小小（4）捕食（5）3600（6）分解者详解：Ⅰ.（1）)生产者固定的总能量去路一定有细胞呼吸散失，图中不存在呼吸作用散失的能量，所以，此处的初级生产量一定是生产者固定的总能量去掉了呼吸作用消耗的能量所剩余的部分，也就是生产者储存的能量。（2）这个森林生态系统所固定的能量有相当大的部分是表现为枯枝落叶被分解者所分解的能量(约占净初级生物量的38%)，还有一部分是经人类砍伐后以木材中有机物的能量形式移出了松林(占净初级生物量