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第 7 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。
考点一 生态系统的物质循环
1．物质循环
(1)概念：组成生物体的________________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。
(2)特点：________、反复利用、__________________________。
(3)与能量流动的关系：二者______________，________________，不可分割。
(4)意义：使生态系统中的__________________紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
2．碳循环
(1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以________的形式循环。
(2)过程图解
归纳总结 (1)碳的存在形式与循环形式
①在生物群落和非生物环境间：主要以二氧化碳形式循环。
②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
③在非生物环境中：主要以二氧化碳和碳酸盐形式存在。
(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
(3)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(实质是呼吸
作用)和化石燃料的燃烧。
3．生物富集
(1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄________________________________，使其在机体内浓度________________的现象。
(2)特点
①食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就________。
②生物富集也具有________。
4．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
不易分解或排出的重金属化合物或
形式
有机化合物
过程 沿食物链(网) 沿食物链(网)
①在群落中它们的流动渠道都是___________，且
___________________；
②能量的__________________________，离不开__________________；
联系
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
源于选择性必修2 P “练习与应用·拓展应用1”：生物圈________(填“是”或“不是”)一
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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_________________________________________________________________。
既然物质是循环的，为什么农田生态系统还需要经常施肥呢？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
1．(2023·湖北黄石高三模拟)如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方
向。下列叙述错误的是( )A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数
量发生的变化是D增多，F减少
C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D．在A→C过程中碳主要以CO 的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进
2
行流动
归纳总结 “三看法”快速判断碳循环模型中的成分
2．(2023·江苏扬州中学高三期中)为更好地建设雄安新区，科研人员调查了白洋淀水域生态
系统各组成成分中，难降解的有机氯杀虫剂DDT的浓度，得到如表所示的检测结果。下列
相关叙述不正确的是( )
水生 浮游 底栖
不同成分 水 底泥 鲫鱼 乌鳢
植物 动物 动物
DDT浓度/
0.1 0.7 6.3 21.0 37.9 19.4 124.4
(μg·kg－1)
注：鲫鱼主要以植物为食，乌鳢为肉食鱼。
A．营养级越高的生物体内DDT浓度越高
B．DDT在生物群落和非生物环境间循环往复
C．DDT几乎污染了白洋淀生态系统的所有成分
D．水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢
考点二 探究土壤微生物的分解作用
1．实验原理(1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物是______成分。
(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
实验组 对土壤 处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液
实验
对照组 对土壤 处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水
设计
自变量 溶液中是否含有分解淀粉的微生物
A1 不变蓝
A
在相同时间内实验组落叶腐 A2 产生____________
实验现象
烂程度小于对照组 B1 变蓝
B
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：土壤中的微生物具有分解作用。
1．探究土壤微生物在落叶分解中的作用
(1)本实验的自变量和因变量分别是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)在本实验中是如何控制自变量的？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2．探究土壤微生物对淀粉的分解作用
(1)本实验的自变量和因变量分别是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)本实验中选用什么试剂检测因变量的变化？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况见下表。下列相关叙述错误的是( )
项目 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
干燥程度 湿润 湿润 较干燥 较干燥
A.该实验的因变量为土壤微生物对落叶的分解作用
B．该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的对照组是1组和3组
C．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
D．预期结论是1、3组中的落叶分解现象不明显，2、4组中的落叶被不同程度分解
4．(2023·河北邢台高三调研)下列有关“探究土壤微生物的分解作用”实验的叙述，错误的
是( )
A．气候、温度等因素均会影响落叶分解的时间
B．探究微生物对落叶的分解作用时，对照组土壤要灭菌处理
C．具有分解作用的土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌等多种类型
D．探究微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用
考点三 生态系统的信息传递
1．信息和信息流
(1)信息：通常将可以传播的消息、________________与信号等称作信息。
(2)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
________________，即信息流。
2．生态系统信息的种类
(1)物理信息
①概念：通过________________传递的信息。
②举例：________、________、________、湿度、磁场等。
③来源：非生物环境、生物________________。
(2)化学信息
①概念：生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的________________。
②举例：植物的________、有机酸等代谢产物，动物的________________等。
(3)行为信息
①概念：动物的______________(主要指各种动作)在__________________之间传递的信息。
②举例：________________、雄鸟的“求偶炫耀”等。
3．信息种类与生物的关系(1)生物可以通过________________信息类型进行交流。
(2)信息传递既存在于________________之内，也发生在________________之间。
4．信息传递的过程
(1)信息源：信息________的部位。
(2)________：信息传播的媒介。
(3)信息受体：信息接收的________________。
热图分析 据图分析生态系统的信息传递模型
(1)生态系统中的信息来源于________________________________________。
(2)生态系统的信息传递的范围________(填“包括”或“不包括”)细胞之间的传递。
(3)生态系统的信息传递既存在于______________，也发生在________________。信息传递
的方向一般是________的。
5．信息传递在生态系统中的作用
6．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：若能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
_________________；养鸡时，延长光照时间，可以提高________。
(2)对有害动物进行控制
①控制动物危害的方法主要有________________、________________和机械防治等三种类型。
②生物防治的特点：对人类生存环境________、有效。
③实例：利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物；利用昆虫__________诱捕或警示有害动
物，降低害虫的________________；利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，降低有
害动物的繁殖力。7．能量流动、物质循环和信息传递的关系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点 全球性、循环性 往往是双向的
食物链(网)的各 生物与生物之间、生物与非
范围 整个生物圈
营养级 生物环境之间
途径 多种
决定能量流动和物质循环的
地位 生态系统的动力 生态系统的基础
方向和状态
联系 同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体
判断下列措施中哪些是运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的。请说明理由。
①适时灌溉与定时饲喂 ②施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾 ③延长家禽的光照
时间，提高产蛋率 ④人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5．(2023·江苏南京高三模拟)下列关于生态系统信息传递的叙述，正确的是( )
A．利用生长素类调节剂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，维持生态系统的稳定
6．(2023·河北邯郸高三期末)下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是( )
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相抗衡的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
方法技巧 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。
1．(2021·北京，11)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生
态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述
错误的是( )
A．种植此类草本植物可以减少水土流失
B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C．用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D．菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
2．(2020·全国Ⅲ，6)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙
述，错误的是( )
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO 形式循环
2
3．(2019·江苏，24改编)如图为一富营养化河流生态修复工程的示意图，下列叙述不正确的
是( )
A．曝气可增加厌氧微生物降解有机污染物的能力
B．吸附基质增加了微生物附着的表面积，提高了净化效果
C．植物浮床有吸收水体氮、磷的能力，可减少富营养化
D．增加水体透明度，恢复水草生长是该修复工程的目标之一
4．(2021·河北，22)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均
分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高 4 ℃(利用温控装置)，并从附近淡
水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游
动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的
质量)的检测结果如图。回答下列问题：
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为________________，池塘生物群落从简
单到复杂的过程中发生了__________演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈______形增长，若该生物种群密度在较长
时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了__________。
(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是_______________
_______________________________________________________________________________
。
(4)碳在池塘生物群落中主要以______________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因
是
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
5．(2021·广东，17)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中
国于2030年前确保碳达峰(CO 排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO 排放量
2 2
与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳
的速率大致相等，可以自我维持____________。自西方工业革命以来，大气中CO 的浓度持
2
续 增 加 ， 引 起 全 球 气 候 变 暖 ， 导 致 的 生 态 后 果 主 要 是
___________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是_____________________
____________________，消费者通过食物网(链)取食利用，____________________________
__________________________。
(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少
________________和增加__________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
1．判断关于物质循环与生物富集概念的叙述(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)碳循环在生物群落内部以CO 形式进行( )
2
(3)碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用，导致了温室效应现象的出现( )
(4)镉、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩( )
2．判断关于能量流动和物质循环的关系的叙述
(1)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用( )
(2)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，所以物质和能量都是循环
往复的( )
(3)只有在光照的条件下，生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的( )
(4)一个完善的生态系统不需要从外界获得任何物质和能量补给，就能长期维持其正常功能(
)
3．判断关于生态系统中信息种类的叙述
(1)花香引蝶和老马识途都属于物理信息( )
(2)信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递( )
(3)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息( )
4．判断关于信息传递的作用及应用的叙述
(1)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，进而维持生态系统的稳定( )
(2)通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量(
)
5．填空默写
(1)(选择性必修2 P )物质循环：___________________________________________________
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_______________________________________________________________________________
。
(2)(选择性必修2 P )生物富集：___________________________________________________
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_______________________________________________________________________________
。
(3)(选择性必修2 P )碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以___________________
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进行的，在生物群落内部是以________________________________传递的。
(4)(选择性必修2 P )生态系统的信息传递包括____________________________等形式。
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(5)①狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，
这说明信息能________________________________________________。
②昆虫分泌性外激素引诱异性，说明________________________________。
③莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光才能萌发，说明_______________________。
