文档内容
专题 30 生态系统的物质循环与信息传递
考点一、生态系统的物质循环
【要点速记】
1．物质循环的概念
2．碳循环
（1）请写出图中各标号的名称：
a._________ ； b._________ ； c___________ ； d._____________ ； e._________ ；
f._____________。
（2）碳的存在形式与循环形式：
①在生物群落和无机环境间：主要以___________的形式循环。
②在生物群落内部：以_____________的形式传递。
③在无机环境中：主要以_____________的形式存在。
（3）碳进入生物群落的途径：生产者的_____________和_______________。
（4）碳返回无机环境的途径：
①生产者、消费者的___________。
②分解者的___________（实质是呼吸作用）。③___________的燃烧。
3．温室效应
（1）形成原因：大量燃烧_____________，导致大气中的___含量迅速增加，打破了生物圈
中___________的平衡。
（2）主要影响：导致___________，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而
对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
【重难点突破】
1．能量流动与物质循环的区别
项目 能量流动 物质循环
形式 太阳能→化学能→热能
在无机环境与生物群落之间
过程 沿食物链（网）单向流动
反复循环
范围 生态系统各营养级 全球（生物圈）
特点 单向流动、逐级递减 全球性、反复循环
2．物质循环与能量流动的联系
（1）生物群落中的物质和能量最终来自无机环境。
（2）连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者；图示中未标出某些生产者还
可以利用化学能进行化能合成作用。
（3）二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道
——食物链（网）一起进行。
（4）能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成与分解等过程。
（5）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动。（6）能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
（7）总体上来说，二者之间是相互依存、不可分割，并且同时进行的关系。
考点二、生态系统的信息传递
【要点速记】
1．信息的概念：指日常生活中，一般可以传播的___________________________等。
2．信息的种类、特点、来源及实例：
3．信息传递的作用
4．信息传递在农业生产中的应用
（1）提高_________________的产量。如利用模拟的___________吸引大量的传粉动物，就
可以提高果树的__________________。
（2）对__________进行控制。如利用_______诱捕或警示有害动物，降低害虫的_________。
【重难点突破】
1．对信息传递有关知识的辨析
（1）生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果通过行为传递信
息给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方，则属于物理信息。
（2）鸟类或其他动物报警。若通过声音（尖叫）传递信息，则属于物理信息；若通过特殊
的动作（突然飞起）传递信息，则属于行为信息。（3）信息传递的范围包括同种生物个体之间（性外激素、舞蹈等）、异种生物个体之间
（物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用）和生物与无机环境之间（主要有物理信
息中的光磁等）。
2．生态系统的信息传递模型分析
（1）来源：物理信息来源于生物或无机环境，化学信息和行为信息来源于生物。
（2）范围：生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之
间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。
（3）方向性：一般是“双向”的。
3．能量流动、物质循环和信息传递的关系
项
能量流动 物质循环 信息传递
目
特 单向流动、逐级递 循环流动、反复利
往往是双向的
点 减 用
途
食物链和食物网 多种
径
地
生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态
位
联
同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体
系
要点速记答案
考点一、1．化学元素 生物群落 无机环境 全球性 2．（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 化石燃料的燃烧 （2）
CO 含碳有机物 CO 和碳酸盐 （3）光合作用 化能合成作用 （4）呼吸
2 2
作用 分解作用 化石燃料 3．（1）化石燃料 CO 碳循环 （2）气温
2
升高考点二、1．消息、情报、指令、数据与信号 2．①－b－Ⅲ－C ②－c－Ⅰ－A
③－a－Ⅱ－B 3．生命活动 繁衍 生物的种间关系 稳定 4．（1）农产
品或畜产品 动物信息 传粉效率和结实率 （2）有害动物 昆虫信息素 种
群密度
专题 30 生态系统的物质循环与信息传递
（基础）
一、单选题
1．碳循环是生态系统中重要的物质循环类型。下列过程与碳循环无直接关系的是（ ）
A．生物的细胞呼吸 B．植物的光合作用 C．化石燃料的燃烧 D．植物的蒸腾作用
【答案】D【解析】生物的细胞呼吸是生物群落中碳进入无机环境的途径之一，A正确；植物的光合
作用是无机环境中的碳进入生物群落的途径之一，B正确；化石燃料的燃烧是生物群落中
碳进入无机环境的途径之一，C正确；植物的蒸腾作用与碳循环没有直接关系，D错误。
2．下列现象中，不属于化学信息的是（ ）
A．“我最闪亮”——孔雀开屏：鸟类的求偶炫耀
B．“我的地盘”——美洲猎豹：撒尿标记自己的领地
C．“臭名昭著”——野生海芋：海芋释放臭味吸引蚊子前来，帮助传粉
D．“温柔陷阱”——捕虫草“绝技”：捕虫草产生香甜的分泌液，引诱昆虫前来并将其
捕食
【答案】A
【解析】“我最闪亮”——孔雀开屏：鸟类的求偶炫耀，属于行为信息，A正确；“我的
地盘”——美洲猎豹：撒尿标记自己的领地，属于化学信息，B错误；“臭名昭著”——
野生海芋：海芋释放臭味吸引蚊子前来，帮助传粉，属于化学信息，C错误；“温柔陷
阱”——捕虫草“绝技”：捕虫草产生香甜的分泌液，引诱昆虫前来并将其捕食，属于化
学信息，D错误。
3．促进生物圈中氮循环的微生物所发挥的作用不包含（ ）
A．根瘤菌能使大气中的氮气固定并转化为含氮的化合物
B．一些微生物将生物体内的含氮化合物释放到土壤中
C．一些微生物将土壤中的含氮化合物分解成氮气释放回空气中
D．根瘤菌将含氮的化合物分解为氮气释放回大气中
【答案】B
【解析】根瘤菌能使大气中的氮气固定并转化为含氮的化合物，是无机环境是氮元素进入
生物群落的过程，A正确；一些微生物将生物体内的含氮化合物释放到土壤中还是含氮化
合物，不属于氮循环，因此不是促进生物圈中氮循环的微生物所发挥的作用，B错误；一
些微生物将土壤中的含氮化合物分解成氮气释放回空气中，是生物群落中的氮元素进入无
机环境的过程，C正确；根瘤菌将含氮的化合物分解为氮气释放回大气中，是生物群落中
的氮元素进入无机环境的过程，D正确。
4．如图为部分碳循环示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代表不同生物类群，①②代表相关
的生理过程，相关叙述不正确的是（ ）A．图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共同构成生物群落
B．该生态系统通过捕食关系构成的联系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．经过②过程释放的能量会重新经过①过程进入生物群落
D．碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以含碳有机物的形式传递
【答案】C
【解析】由上分析可知，图中I是生产者，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是消费者，V是分解者，共同构成
生物群落，A正确；分解者不参与构成捕食链，该生态系统构成捕食关系是
Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，B正确；能量是单向流动的，不能循环重复利用，C错误；碳元素在生
物群落之间以含碳有机物的形式传递，D正确。
5．下列有关生物圈中能量流动和物质循环的说法错误的是（ ）
A．氮元素的循环速度快于碳元素的循环速度
B．植物的蒸腾作用在水循环中起着重要作用
C．淡水生态系统中氮磷含量的增加导致该系统在一定时间内固定的光能增加
D．在草场上轮流放牧可以使能量持续的流向对人类有益的方向
【答案】A
【解析】碳循环速度快于氮循环速度，A错误；蒸腾作用是水分从活的植物体表面以水蒸
气状态通过气孔散失到大气中的过程，植物的蒸腾作用在水循环中起着重要作用，B正确；
淡水生态系统中氮磷含量的增加会促进水生植物的光合作用，一定时间内固定的光能增加，
C正确；轮流放牧有利于草场及时得到恢复，保持畜产品的持续高产，使能量持续的流向
对人类有益的方向，D正确。
6．蟑螂喜欢在夜间活动，若将其放在实验室中，人为地将白天与黑夜颠倒，大约一周后，
蟑螂就在人造的黑夜活动。本实验说明（ ）
A．蟑螂能感受物理信息的改变 B．信息传递是生态系统的重要功能之一
C．行为信息可以影响蟑螂的行为 D．蟑螂可以感受化学信息的刺激【答案】A
【解析】白天和黑夜的不同主要在于光的强弱不同，光属于物理信息；该实验只能说明蟑
螂能感受物理信息的改变，并未说明信息传递是生态系统的功能之一。综上所述，BCD不
符合题意，A符合题意。
7．下列有关生物圈中碳循环的叙述，错误的是（ ）
A．碳循环伴随着能量流动
B．分解者不参与生物圈中碳循环过程
C．光合作用和呼吸作用与碳循环密切相关
D．碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO
2
【答案】B
【解析】生态系统的包括碳循环在内的物质循环和能量流动是同时进行､相互依存､不可分
割的，A正确；在碳循环中，大气中的二氧化碳主要通过生产者的光合作用进入生物群落，
消费者和生产者都通过呼吸作用将进入生物群落的碳释放到大气中，生产者和消费者的遗
体残骸等有机物中的碳，又会通过分解者的分解作用，以二氧化碳的形式返回到大气中，
所以碳循环与光合作用和呼吸作用密切相关，分解者参与生物圈中碳循环过程，B错误，C
正确；CO 是碳在生物群落和无机环境之间的主要循环形式，D正确。
2
8．如图表示生物圈中碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。下列有关该
图的分析正确的是（ ）
A．图中生态系统中的食物链是A→B→C
B．碳从生物群落进入无机环境的途径是③⑤⑦
C．碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性
D．提高⑥过程有利于维持大气中的碳--氧平衡
【答案】B
【解析】从图中看出，A为分解者，生态系统中的食物链是B→C，分解者不参与形成食物
链，A错误；碳从生物群落进入无机环境的途径是③生产者呼吸作用、⑤分解者呼吸作用
和⑦动物呼吸作用，B正确；碳循环具有全球性，磷循环也具有全球性，C错误；提高⑥过程使氧消耗加大，不利于维持大气中碳－氧平衡，D错误。
9．信息传递对维持生态系统的稳定发挥了不可替代的作用。下列有关说法错误的是
（ ）
A．蜘蛛感受蛛网的震动属于接收物理信息
B．植物产生的生物碱、有机酸等都属于化学信息
C．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍离不开信息传递
D．利用卷叶螟的性外激素诱捕雄虫属于化学防治
【答案】D
【解析】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，称为物
理信息，蜘蛛网的震动频率就是一种物理信息，A正确；生物在生命活动过程中，产生的
一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等就是化学信息，B正确；生态
系统信息传递的作用包括维持生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，以及调节生物的种
间关系，维持生态系统的稳定，C正确；利用昆虫的性外激素诱捕雄虫，降低害虫的种群
密度属于生物防治的方法，D错误。
10．下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是（ ）
A．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
B．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
C．煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO，促进碳循环
2
D．生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能
【答案】B
【解析】低碳生活方式可以减少CO 的排放，有助于维持生物圈中碳循环的平衡，A正确；
2
物质循环是在生物圈的范围内，由生产者、消费者和分解者构成的生物群落与无机环境之
间进行的，B错误；煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO，可为生产者的光合
2
作用通过原料，进而促进碳循环，C正确；生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统，
不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能，D正确。
11．下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是（ ）
A．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
B．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
C．煤和石油燃烧以及微生物分解产生的CO，促进了碳循环
2D．组成生物体的各种元素在生态系统中都是循环的，且均具有全球性
【答案】B
【解析】温室气体二氧化碳增多造成温室效应，低碳生活方式减少大气中的二氧化碳，有
助于维持生物圈中碳循环的平衡，A正确；物质循环应是在无机环境与生物群落之间进行
的，B错误；煤和石油燃烧以及微生物分解产生的CO，促进了碳循环，C正确；组成生
2
物体的各种元素在生态系统中都是循环的，且均具有全球性，D正确。
12．田鼠能够依据鼬的气味和行为躲避猎捕，在此过程中，起着调节生物种间关系的作用
的信息类型是（ ）
A．物理信息 B．行为信息
C．化学信息和物理信息 D．化学信息和行为信息
【答案】D
【解析】题中鼬的气味属于化学信息，鼬的行为属于行为信息，田鼠根据这些信息实现了
躲避猎捕，获得了生存的机会，这里显示了生态系统的信息传递能调节种间关系，维持生
态系统的稳定，即D正确。
13．某同学构建了如图所示的生态系统的结构模式图，下列分析正确的是（ ）
A．组分2．3分别是分解者消费者
B．能量只能通过组分2输出该生态系统
C．组分1和组分3之间的信息传递是单向的
D．碳元素在三种组分之间以有机物的形式循环
【答案】A
【解析】由以上分析可知，组分2、3分别代表分解者和消费者，A正确；各个组分都会进
行呼吸作用，都有部分能量以热能的形式输出生态系统，B错误；生产者和消费者之间的
信息传递是双向的，C错误；碳元素在三种组分之间以有机物的形式传递，D错误。
14．下列有关生态系统中信息传递的叙述，正确的是（ ）
A．蜜蜂找到蜜源后，通过跳圆圈舞的方式向同伴传递的信息属于物理信息
B．信息传递能调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定C．短日照植物黄麻南种北移可提高麻皮产量，这是对行为信息的合理利用
D．信息传递和能量流动都是单向的
【答案】B
【解析】蜜蜂找到蜜源后，通过跳圆圈舞向同伴传递信息属于行为信息，A错误；信息传
递能调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定，B正确；短日照植物黄麻南种北移可提
高麻皮产量，这是对物理信息的合理利用，C错误；信息传递一般是双向的，D 错误。
15．土壤的结构、成分、理化性质以及土壤中的生物活动都在影响着土壤上面的生物群落。
下列有关说法错误的是（ ）
A．土壤中大量分解者的分解作用对维持生物圈碳循环至关重要
B．土壤的结构、成分、理化性质的改变与生物的活动密不可分，是共同进化的结果
C．土壤中的水分含量可直接影响某些土壤昆虫的发育和生殖能力，这体现了生态系统的
信息传递功能
D．土壤小动物丰富度的调查常采用抽样检测法，种群密度调查常采用样方法
【答案】D
【解析】分解者可将动植物遗体残骸及动物排遗物分解成无机物（包括CO），对碳循环
2
很重要，A正确；生物的活动可以改变土壤的结构、成分和理化性质等，如植树可以固水
土，是共同进化的结果，B正确；土壤中的水分含量对某些土壤昆虫发育和繁殖的影响属
于无机环境向生物发送的信息，体现了生态系统的信息传递功能，C正确；土壤小动物通
常采用取样器取样法，D错误。
16．如图是自然界碳循环的简图，图中甲、乙、丙各代表（ ）
A．甲为生产者、乙为分解者、丙为消费者
B．甲为消费者、乙为分解者、丙为生产者
C．甲为分解者、乙为生产者、丙为消费者
D．甲为生产者、乙为消费者、丙为分解者
【答案】A
【解析】生态系统是由非生物成分和生物成分两部分组成的。
其中，根据获得的营养和能量的方式，生物成分又可以划分为生产者、消费者、分解者。
其中生产者指的是绿色植物，它们通过光合作用，吸收二氧化碳，制造成有机物，也能通
过呼吸作用释放二氧化碳，所以甲为生产者；消费者指的是各种动物，它们的生存都直接
或间接的以绿色植物为食，也能通过呼吸作用释放二氧化碳，所以丙为消费者；分解者指的是细菌、真菌等营腐生生活的微生物，它们将动植物残体等含有的有机物分解成简单的
无机物，归还到无机环境中，促进了物质的循环，所以乙为分解者。
17．如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是（ ）
A．图中B能实现光能→电能→化学能的转化
B．由B→C→D能量传递效率是变化的
C．B、E是实现生物群落与无机环境沟通的关键环
节
D．B、C、D被E食用而处于第二、三、四营养级
【答案】D
【解析】B为生产者，能进行光合作用，而光合过程中实现了光能﹣电能﹣化学能的转化，
A正确；相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%，B→C→D能量传递效率是不
同的，B正确；B为生产者，能将无机物转化为有机物，同时储存能量，而E为分解者，
能将有机物转化为无机物，并释放能量，因此B、E是实现生物群落与无机环境沟通的关
键环节，C正确；E为分解者，不参与食物链的组成，D错误。
18．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是（ ）
A．富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点
B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C．食物链各营养级中10% ~ 20%的能量会被分解者利用
D．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
【答案】D
【解析】富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明物质循环的特点，A选项错误；生
态系统中能量的初始来源主要是太阳能，也可以是化学能，B选项错误；食物链各营养级
中10%～20%的能量会被下一个营养级生物利用，故C选项错误；碳在生物群落与无机环
境之间的循环是以CO 的形式进行的，故D选项正确。
2
19．下图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是（ ）
A．甲代表生产者，①可以代表化能合成作用
B．在食物链中甲是占有碳元素最多的营养级
C．该生态系统中的消费者为乙、丙
D．碳元素在甲、乙、丙、丁间以含碳有机物的形式传递【答案】B
【解析】甲是生产者，①可以代表生产者的呼吸作用，A错误；在食物链中占有碳元素最
多的营养级是生产者，即甲所在的营养级，B正确；根据分析可知，乙是消费者，丙是分
解者，C错误；碳元素在生物群落内部（甲、乙、丙之间）主要以有机物的形式进行传递，
在无机环境（丁）与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递，D错误。
20．火灾常给森林带来较大危害，但是在某些国家有时对寒带地区森林的残枝落叶等进行
有限的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是（ ）
A．消灭森林病虫害 B．刺激树木种子萌发
C．加速生态系统的分解过程 D．提高森林的蓄水能力
【答案】C
【解析】森林虫害不仅存在于残枝落叶层中，所以无法消灭。火烧残枝落叶不能刺激树木
种子萌发，反而使森林的蓄水能力下降。ABD错误。森林生态系统在生物圈物质循环中占
据重要地位。寒带地区温度低，分解者代谢活动较弱，对有机物分解能力低，使生态系统
的物质循环缓慢。有限度的人工火烧，是在保证分解者食物的基础上加速残枝落叶的分解，
加速生物圈的物质循环。
21．稻田里，农民要拔掉稗草；鱼塘中，人们不断清除肉食性的“黑鱼”。用生态学观点
分析，其目的是（ ）
A．提高生态系统的能量传递效率 B．使组成物质的元素能够尽快地循环流动
C．保持生物群落的物种单一性 D．调整生态系统的能量流动方向
【答案】D
【解析】拔掉稗草，使能量尽可能流向农作物；清除肉食性的“黑鱼”，使能量尽可能流
向草食性鱼类，所以这些操作均是为了调整能量在生态系统中流动的方向，使能量持续高
效流向有益于人类的方向。综上所述，ABC错误，D正确。
22．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
【答案】C
【解析】能量流动和物质循环是生态系统主要功能，二者同时进行，彼此相互依存，不可
分割，可见，在碳循环过程中，同时伴随着能量流动，A正确；分析图示可知：该生态系
统中的食物链为A→D→E→F，由于某种原因造成图中E生物数量大量减 少，则短期内D
的数量增加，F的数量减少，B正确；该生态系统的消费者包括图中的D、E、F，B是分解
者，A是生产者，C错误；A→C过程表示生产者的呼吸作用，其中碳主要以CO 的形式进
2
行循环，F→B表示消费者F的遗体、残骸等被分解者利用，其中的碳以含碳有机物的形式
进行流动，D正确。
二、综合题
23．如图一为某一生态系统的碳循环示意图，图二表示在该生态系统中能量流经第二营养
级的示意图，请据图分析回答：
（1）据图分析，生物群落中的碳进入无机环境的途径有化石燃料的燃烧、动植物的呼吸作用和_____，为了维持大气中CO 的相对平衡，从过程①角度分析，有效措施是________。
2
（2）图二中A表示_______的能量，B表示_______________的能量。B比A的能量少，原
因是除了图二中所示，第二营养级同化的能量还有一部分__________________。
（3）从图二中可以总结出能量流动的特点是_________________________________。
【答案】（1）微生物的分解作用 植树造林
（2）初级消费者同化 用于生长、发育和繁殖 在细胞呼吸中，以热能的形式散失
（3）单向流动，逐级递减
【解析】（1）生物群落中的碳进入无机环境的途径有图一中的③各处生物的呼吸作用、④
微生物的分解作用、⑤化石燃烧等过程。过程①为绿色植物的光合作用，故从该角度可以
考虑植树造林，从而进大气中更多的二氧化碳固定到生物群落。
（2）因摄入量包括同化量和粪便量，故图二中A表示初级消费者同化的能量，同化的能
量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，还有一部分用于生长、发育和繁殖，则B表示
用于繁殖的能量，且B的能量少于A同化的能量。
（3）从图二中箭头的指向可以看出能量流动是单向的特点，因为有自身呼吸作用的消耗、
分解者的利用等，可推知能量流动具有逐级递减的特点。
24．世界著名的天然牧场，也是我国的奶源主要产地。其特点是年降水量少，群落结构简
单，不同季节或年份景观差异较大。
（1）在研究牧草的种类和数量时，常采用____________进行调查，这种方法往往不适合调
查单子叶植物，原因是_________________________________________________________。
（2）生态系统的物质循环是将组成生物的___________在生物群落和无机环境之间反复循
环。
（3）草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息，这说明生态系统中信息传
递能够_____________________________________________。
（4）适度放牧有利于草原经济的可持续发展。从研究能量流动的实践意义来分析，适度放
牧的目的是_______________________________________。
【答案】（1）样方法 单子叶植物往往是丛生或蔓生的，难以辨别是一株还是多株
（2）C、H、O、N、P、S等元素（或化学元素）
（3）调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
（4）合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
【解析】（1）牧草属于植物，在研究其种类和数量时，常采用样方法进行调查，但该方法
往往不适合调查单子叶植物，原因是单子叶植物往往是丛生或蔓生的，难以辨别是一株还是多株。
（2）生态系统的物质循环是将组成生物的C、H、O、N、P、S等元素（或化学元素）在
生物群落和无机环境之间反复循环。
（3）草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息，这说明生态系统中信息传
递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
（4）从研究能量流动的实践意义来分析，适度放牧的目的是：帮助人们合理地调整生态系
统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
25．如图所示为种植巨型稻的农田生态系统碳元素转移示意图，其中箭头和字母分别表示
碳元素的传递方向和转移量。请回答下列问题：
（1）生态系统的碳循环指的是_______________。
（2）该生态系统中，a与b、c、d碳元素转移量的大小关系为____________。
（3）“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。在青蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声传递求偶信
息，其意义是____________________。
（4）“巨型稻→昆虫→青蛙”是该农田生态系统中的一条食物链。昆虫同化的能量一部分
以__________形式散失，另一部分用于自身的生长、发育和繁殖，而这“另一部分”的能
量还可以流向__________________。
【答案】（1）组成生物体的碳元素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
（2）a＞b＋c＋d
（3）维持青蛙种群的繁衍
（4）热能 下一营养级（或青蛙）和分解者
【解析】（1）根据生态系统物质循环的定义可知，生态系统的碳循环指的是组成生物体的
碳元素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。
（2）由于巨型稻、杂草、藻类等生产者依旧存在，致使该生态系统a与b、c、d碳元素转移量的大小关系为a=b＋c＋d＋自身积累量，即a＞b＋c＋d。
（3）在蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种物理信息求偶进行繁殖，这对于维持青蛙种群的
繁衍具有重要意义。
（4）除了顶级消费者外，每一营养级同化的能量一部分以热能形式散失，另一部分用于自
身的生长、发育和繁殖，而用于自身的生长、发育和繁殖的能量还可以流向下一营养级
（或青蛙）和分解者。
专题 30 生态系统的物质循环与信息传递
（提高）
一、单选题1．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．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO 形式循环
2
【答案】A
【解析】消费者能通过呼吸作用将有机物中的碳转化为无机物CO，释放到无机环境中，
2
参与了碳循环，A错误；生产者的光合作用能将无机环境中的无机碳转化为含碳有机物，
是碳进入生物群落的重要途径，因此是碳循环的重要环节，B正确；土壤中的微生物的分
解作用，能将有机物中的碳转化为无机物释放到无机环境中，是碳返回无机环境的重要过
程，C正确；碳在无机环境与生物群落之间主要以CO 的形式循环，在生物群落内部的传
2
递形式是含碳有机物，D正确。
2．杜甫作为中国古代诗歌的集大成者，他的《江畔独步寻花七绝句》其六中“黄四娘家花
满蹊，千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼”，描绘了百姓人家与大自然
和谐相处的场景。下列相关叙述错误的是（ ）
A．日照时间的长短决定植物的开花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
B．可以使用标志重捕法调查蝴蝶的种群密度
C．黄莺的呜叫属于物理信息，物理信息还可来自于非生物环境
D．人与自然和谐相处的美景激发了诗人的创作热情，这体现了生物多样性的间接价值
【答案】D
【解析】日照时间的长短为物理信息，其对植物开花期的调节说明生物种群的繁衍离不开
信息传递，A正确；蝴蝶作为动物活动能力较强，所以用标志重捕法调查蝴蝶种群密度，
B正确；黄鹂的鸣叫属于物理信息，来自无机环境的物理信息如光照、温度等，C正确；
人与自然和谐相处的美景激发了诗人的创作热情，体现了生物多样性的直接价值，D错误。
3．土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述，错误的
是（ ）
A．调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标志重捕法
B．土壤中小动物类群的丰富度高，则该类群含有的物种数目多
C．土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力，进而影响植物生长D．土壤小动物呼吸作用产生的CO 参与生态系统中的碳循环
2
【答案】A
【解析】调查身体微小、活动能力强的小动物数量常用取样器取样法，A错误；物种丰富
度指群落中物种数目的多少，土壤中小动物丰富度高，说明该类群含有的物种数目多，B
正确；一些土壤小动物可以将有机物分解为无机物，增加土壤肥力，进而影响植物的生长，
C正确；土壤小动物可以通过呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳进入大气中，可以参与碳
循环，D正确。
4．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是（ ）
A．光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环
B．碳以CO 的形式在生物群落与无机环境之间循环
2
C．生态系统中能量的初始来源只有太阳能
D．防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率
【答案】B
【解析】生态系统中能量的单向传递的，不能循环使用，A错误；碳以CO 的形式在生物
2
群落与无机环境之间循环，以含碳有机物的形式在生物群落内部流动，B正确；生态系统
中能量的初始来源可以是太阳能，或者有机物分解释放的化学能，C错误；防治稻田害虫，
即调节能量流动的关系，使能量流向对人类有益的部分，能达到提高能量利用率的目的，
但不能提高能量传递效率，能量在相邻两个营养级之间的传递效率仍然是10%～20%，D
错误。
5．下列关于生态系统的信息传递的叙述，正确的是（ ）
A．生态系统中信息的传递是单向的
B．信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
C．雌鸟通过鸣叫召唤雏鸟属于动物的行为信息
D．“墙角数枝梅凌寒独自开”体现了生态系统中化学信息的传递
【答案】B
【解析】生态系统中信息的传递通常是双向的，也有单向的，如日照时间的长短对鸟类繁
殖的传递的信息是单向的，A错误；信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统
的稳定，B正确；雌鸟通过鸣叫召唤雏鸟属于动物的物理信息，C错误；“墙角数枝梅凌
寒独自开”体现了生态系统中物理信息的传递，D错误。
6．下图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、
丙组成生物群落。下列分析错误的是（ ）A．①②过程中，碳元素是以有机物的形式存在的
B．③增多是温室效应产生的主要原因
C．乙的存在能加快生态系统的碳循环
D．碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间循环
【答案】B
【解析】据图分析，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，因此①②过程中，碳元素是
以有机物的形式存在的，A正确；③是分解者的分解作用，而引起温室效应的主要原因是
化石燃料的燃烧，B错误；消费者的存在能加快生态系统的碳循环，C正确；碳循环是指
碳元素在生物群落和无机环境之间循环，D正确。
7．在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感
性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如人与自然和谐统一的思想。根据这一思想和
生态学知识，下列说法错误的是（ ）
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现人与自然和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自身的消耗标准
【答案】B
【解析】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，前者具有全球性、
可以被生物群落反复利用，后者是单向流动、逐级递减，不能反复利用，二者都有其自身
的运行规律，A正确、B错误；“退耕还林、还草”是提高并保持生态系统稳定性的重要
措施，是体现自然与人和谐统一思想的实例，C正确；人类的活动应该遵循生态系统的客
观规律，应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准，D正确。
8．如图为生态系统碳循环模式图，下列分析错误的是（ ）A．图中有生产者、消费者、分解者和大气中的CO 库
2
B．图中的a是生态系统的基石，为其他生物提供有机物和能量
C．图中d的粪便中的能量是由c同化的
D．伴随着碳循环的进行，能量也是循环流动的
【答案】D
【解析】根据分析，图中有生产者、消费者、分解者和大气中的CO 库，A正确；图中的a
2
是生产者，通过光合作用固定太阳能，制造有机物，为其他生物提供有机物和能量，B正
确；d是次级消费者，其粪便的能量属于上一营养级c同化的能量，C正确；能量是单向流
动的，不能循环，D错误。
9．下图是某生态系统中部分食物链上的能量流动关系图（图中石南是一种植物）下列叙述
错误的是（ ）
A．石南固定太阳能a的数值大于bd之和
B．d包括石南枯枝败叶以及雪兔粪便中有机物的能量
C．猞猁的捕食作用在一定程度上促进雪兔种群的发展
D．该生态系统的信息有物理信息、化学信息和生物信息
【答案】D
【解析】流经该生态系统的总能量为石南所固定的全部太阳能，所以石南固定太阳能a的
数值大于b、d之和，A正确；d是生产者流向分解的能量，包括石南枯枝败叶以及雪兔粪
便中有机物的能量，B正确；猞猁的捕食作用在一定程度上促进雪兔种群的发展，共同进
化，C正确；该生态系统的信息有物理信息、化学信息和行为信息，D错误。
10．下列关于生态系统结构与功能的叙述，错误的是（ ）
A．在生态系统中，生产者不一定都能进行光合作用
B．所有生态系统中各营养级的生物数量与能量均为金字塔形
C．利用黑光灯发出的物理信息可调查趋光性昆虫的种群密度
D．农业过度耕作导致分解者有氧呼吸加强，是温室效应加剧的一个原因
【答案】B
【解析】在生态系统中，生产者不一定都能进行光合作用，有的进行化能合成作用，A正确；所有生态系统中各营养级的能量均为金字塔形，各营养级的生物数量一般为正金字塔，
有时会出现倒置情况，B错误；黑光灯发出的光属于物理信息，可以吸引具有趋光性的昆
虫，可利用黑光灯发出的物理信息调查趋光性昆虫的种群密度，C正确；农业生产中，过
度耕作导致土壤中氧气含量增加使分解者有氧呼吸加强，导致温室效应加剧，D正确。
11．下图为部分碳循环示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向、逐级递减的
B．生产者为第一营养级，①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量
C．生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环
D．途径①主要是通过光合作用实现的，途径⑦⑧是通过呼吸作用实现的
【答案】D
【解析】Ⅳ是分解者，不参与食物链的组成，食物链由生产者和消费者构成，A错误；生
产者为第一营养级，①为生产者固定的总能量，B错误；生态系统的物质循环指的是组成
生物体的C、H、O、N、P、S等元素在生物群落与无机环境之间往复循环的过程，C错误；
根据分析可知，途径①主要是通过光合作用将二氧化碳固定到生物群落中，途径⑦是分解
者的分解作用，实质是通过分解者的呼吸作用完成，⑧是生产者的呼吸作用，D正确。
12．黑光灯发出的365nm左右的紫外光波是人类不敏感的光。大多数趋光性昆虫的视网膜
上存在一种色素，对这一波段的光很敏感。色素吸收光之后刺激视觉神经，最终引发昆虫
趋向光源飞行。一盏20W的黑光灯可管理50亩农作物，一夜的诱杀虫总重数高达4-5kg。
以下说法正确的是（ ）
A．黑光灯诱捕的方法可用于调查农田中某种趋光性昆虫的种群密度
B．昆虫的趋光性导致了昆虫被诱杀，说明了趋光性是一种不利的变异
C．用黑光灯诱杀昆虫改变了种群的性别比例，从而降低了害虫种群密度
D．用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，利用了生态系统的化学信息特点
【答案】A
【解析】黑光灯可诱捕趋光性昆虫，因此可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度，A正确；
趋光性在人类灯光诱捕的情况下对昆虫不利，但不能说明自然界中趋光性是一种不利的变异，B错误；黑光灯对雌雄昆虫的引诱无区别，不能改变其性别比例，而是通过直接捕杀
降低害虫种群密度，C错误；黑光灯发出的光属于物理信息，用黑光灯诱杀昆虫利用了生
态系统的物理信息特点，D错误。
13．某生态系统碳循环的部分过程示意图如下，下列叙述错误的是（ ）
A．图中A是生产者，B是消费者
B．图中A、B、C指向D的箭头表示呼吸作用
C．碳以含碳有机物的形式在A、B、C之间流动
D．碳循环过程中伴随着能量循环
【答案】D
【解析】根据以上分析可知，图中A是生产者，B是消
费者，C是分解者，D表示大气中的CO 库，E指向D为化石燃料的燃烧，A、B、C指向
2
D的箭头表示呼吸作用，A、B正确；碳在无机环境和生物群落之间以CO 的形式循环，在
2
生物群落内部以含碳有机物的形式进行流动，C正确；生态系统中能量是单向流动，不能
循环，D错误。
14．如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，箭头表示碳传递方
向，字母表示碳传递途径。下列各项叙述不正确的是（ ）
A．碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物
B．a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过呼吸作用实现
的
C．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行
D．如果图中的字母表示碳元素传递的数量，则夏季a、b、c、e之间的
关系可表示为a＝b＋c＋e
【答案】D
【解析】碳元素在生物群落中以碳有机物的形式流动，A正确；在生物群落和无机环境之
间以CO 的形式循环，C正确；a代表植物的光合作用，b、d、g代表生物的呼吸作用，c
2
代表捕食，e、f代表动植物的残枝败叶、遗体和粪便流向分解者，B正确；该生态系统在
一年中保持平衡状态，a＝b＋c＋e，但是不同的季节不一定保持平衡，如夏季植物正常生
长较快，a＞b＋c＋e，D错误。
15．党的十九大提出我国粮食产业向绿色优质转型。有关农作物生产措施的叙述，正确的
是（ ）
A．农作物种植期间要及时除草，除草可防止种内斗争加剧导致减产B．喷洒农药防治农田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率
C．轮作在提高对矿质元素利用率的同时可改变原有的食物链从而增产
D．松土能降低土壤微生物的呼吸强度减少二氧化碳排放，避免温室效应
【答案】C
【解析】农作物种植期间要及时除草，除草可防止竞争加剧导致减产，A错误；喷洒农药
防治农田害虫可调整能量流动关系，使能量流向人类最有益的部分，不是提高了能量传递
效率，B错误；由于不同的农作物对矿质元素的需求不同，故轮作在提高对矿质元素利用
率的同时可改变原有的食物链从而增产，C正确；松土能提高土壤微生物的呼吸强度，从
而丰富农作物的矿质营养的供应，增加二氧化碳排放，有利于农作物的光合作用，D错误。
二、综合题
16．草莓缺氮一般表现为叶子逐渐由绿色向淡绿色转变，随着缺氮的加重叶片变成黄色，
局部枯焦而且比正常叶略小。
（1）草莓生长主要依靠农家肥，农家肥难以被作物直接吸收利用，必须经过__________，
使养分逐渐释放，因而农家肥肥效长而稳定。
（2）氮元素和碳元素一样，在生物群落和无机环境之间也是不断循环的，请分析草莓田中
需要施加氮肥的原因________________________________________（至少答两点）。
（3）四季草莓属于长日照植物，在北部地区夏季长日照条件下才能形成花芽，日照时间属
于__________信息，这体现了生态系统信息传递的功能是__________________________。
（4）种植过大片草莓的农田，闲置数年后被柳等木本植物覆盖，成片的草莓不见了，草莓
不能与柳等木本植物共同繁盛的原因是__________________________。
【答案】（1）分解者的分解作用
（2）①土壤中的氮不足以提高草莓的产量；②被草莓吸收利用的氮会以农产品形式输出该
生态系统，不能全部回到土壤
（3）物理 种群的繁衍离不开信息的作用
（4）柳等木本植物高大，占据更多空间和阳光，与草莓相比具有生长优势
【解析】（1）分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，农家肥主要成分是有
机物，需要微生物将其分解为无机物后才能被植物的根吸收。
（2）农田生态系统的目的是提高农作物的产量和效益，土壤中的氮不足以提高草莓的产量，
此外，被草莓吸收利用的氮会以农产品形式输出该生态系统，不能全部回到土壤，因此土
壤中氮元素的量会越来越少，为了提高农作物的产量需要施用氮肥。
（3）日照时间属于物理信息，植物开花是为了传粉，体现了种群的繁衍离不开信息的作用。（4）草莓被柳等木本植物取代是因为草莓植株矮小，在与木本植物竞争空间和阳光等资源
中占劣势，因此不能与柳等木本植物共同繁盛。
17．湖泊是调节江河水量的天然水库，也是重要的淡水生态系统。研究人员在对某湖泊生
态系统研究后，绘制了该生态系统中部分生物构成的食物网示意图（图1）和碳循环部分
示意图（图2），图2中甲、乙、丙、丁表示生态系统的相关成分。请据图回答有关问题：
（1）图1的生物中，种群数量最少的是________________，从生态系统能量流动的角度看
原因是_______________。
（2）图2中缺少两个重要过程，请用文字和箭头的形式补充：_______________________。
（3）图2中甲→乙过程中碳主要以____________的形式进行传递，在生物群落与无机环境
之间碳主要以____________的形式进行循环。
（4）该湖泊因大量排入污水，藻类过度繁殖，引起水草（沉水植物）死亡，随之大量浮游
动物及鱼类等死亡，水体发臭，水生生物的死亡又加重了水体污染，这种调节方式称为
____________。为保护湖泊生态系统的生物多样性，我国已建立多个自然保护区，这属于
____________保护。
【答案】（1）黑鱼 能量流动是逐级递减的，黑鱼所处的营养级最高，获得的能量较少
（2）无机环境→丁，甲→丙
（3）含碳有机物 CO
2
（4）正反馈调节 就地
【解析】（1）由于能量流动逐级递减，所以营养级越高，获得的能量越少。据图1所示，
黑鱼处在最高营养级即第五营养级，获得的能量最少，所以种群数量最少。
（2）图2是碳循环途径，根据乙、丁都有箭头指向丙，则丙为分解者，另外丁→甲→乙，
所以丁为生产者，甲为初级消费者，乙为次级消费者，由于生产者可利用CO，以及甲的
2
遗体残骸也会被分解者分解，所以应该还要补上无机环境→丁和甲→丙两个过程。
（3）图2中甲→乙过程中，是通过捕食关系实现的能量流动，故碳是以含碳有机物的形式由甲进入乙。在生物群落与无机环境之间碳元素是通过光合作用和呼吸作用进行的，主要
以CO 形式进行循环。
2
（4）该湖泊因大量排入污水，藻类过度繁殖，引起水草（沉水植物）死亡，随之大量浮游
动物及鱼类等死亡，水体发臭，水生生物的死亡又加重了水体污染，大量污水入湖的结果
是水生动物大量死亡，导致水体污染更加严重，故其调节方式称为正反馈调节；为保护湖
泊生态系统的生物多样性，我国已建立多个自然保护区，建立自然保护区，属于就地保护。
18．某果园生态系统，苹果树下进行了间种草菇的试验，利用高湿度、低风速等环境条件，
获得了良好的经济效益。
（1）区别该群落与其它普通果园群落的重要特征是________________。
（2）苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这
种生产模式体现了生态系统的___________功能。
（3）草菇在该生态系统成分中属于_________。长期间种草菇使该生态系统的营养结构趋
于复杂，生态系统的_________能力将会增强，这也是人类为保护生物多样性进行的有益尝
试。
（4）初夏池塘蛙声一片，这属于______________信息，它有利于_____________________。
（5）苹果小卷叶蛾幼虫是危害苹果的害虫，姬蜂是该虫的天敌。为研究苹果抵抗虫害的机
制，某科研小组用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B，进
行相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只姬蜂，观察其对这两种物
质的选择情况，结果如下表。
实验中的对照物质是__________________。分析实验结果得出的结论是________________。
【答案】（1）群落的物种组成
（2）物质循环（或物质循环和能量流动）
（3）分解者 自我调节
（4）物理 种群的繁衍
（5）丁原醇溶剂 苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发
物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害
【解析】（1）该果园生态系统中，在苹果树下进行了间种草菇试验，因此与普通果园群落
相比，该群落的物种组成较丰富。（2）苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这
种生产模式体现了生态系统的物质循环（或物质循环和能量流动）的功能。
（3）草菇是食用菌，在该生态系统中属于分解者；生态系统的营养结构越复杂，其自我调
节能力越强。
（4）初夏池塘中的蛙声属于物理信息，有利于种群的繁衍。
（5）根据题意分析，用某科研小组用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后
的苹果挥发物B，进行了相关实验，因此该实验中的对照组中的物质应该是挥发物的溶剂，
即丁原醇溶剂；根据表格分析，两种挥发物的实验组的姬蜂都高于对照组，且挥发物B的
组高于挥发物A的组，说明苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生
的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害。
19．随着转基因抗虫棉的推广和普及，棉田中的生物种群发生了重大变化。棉盲蝽替代了
原来的棉铃虫成为棉田中的主要害虫，棉盲蝽具有喜温好湿的生活习性，发育过程分为卵、
若虫、成虫三个时期，成虫善于飞行，有趋光性，以刺吸食芽、嫩叶及幼果。科研人员发
明了一种在转基因棉田中插种葵花来防治棉育蝽的方法，取得了良好的效果。请回答下列
问题：
耕作方式 棉盲蝽数量（只） 棉盲蝽的天敌数量（只）
纯作的转基因抗虫棉田 743 349
插种葵花的转基因抗虫棉
486 563
田
注：数据为6月1日至10月31日期间30次调查的百株棉花累计发生总量。
（1）结合表中数据和种间关系分析，抗虫棉田中插种葵花可以防治棉盲蝽的原因是
__________________。
（2）与纯作的转基因抗虫棉田相比，插种葵花的转基因棉田自我调节能力更____________，
原因是____________。
（3）随着时间的推移，棉田中的生物种群发生了变化，这种现象称为____________。人类
活动对该现象的影响是______________________。
（4）研究发现人工合成的性引诱剂X能够引起雄性棉盲蝽强烈的触角反应。该研究中涉
及的信息属于__________信息。请据此设计一种防治棉盲蝽的新方案：
___________________。
【答案】（1）葵花对棉盲蝽及其天敌由显著的诱集效果（2）强 生物种类更多，营养结构更复杂，自我调节能力就更强
（3）群落的演替 使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行
（4）化学 用人工合成的性引诱剂X诱杀雄虫来改变棉盲蝽的性别比例，降低其出生
率，最终导致种群密度下降
【解析】（1）结合表中数据和种间关系分析，抗虫棉田中插种葵花可以防治棉盲蝽的原因
是葵花对棉盲蝽及其天敌由显著的诱集效果。
（2）与纯作的转基因抗虫棉田相比，插种葵花的转基因棉田自我调节能力更强，因为插种
葵花的转基因棉田生物种类更多，营养结构更复杂，所以自我调节能力就更强。
（3）随着时间的推移，棉田中的生物种群发生了变化，这种现象称为群落的演替，人类活
动对该现象的影响是使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
（4）研究发现人工合成的性引诱剂X能够引起雄性棉盲蝽强烈的触角反应。该研究中涉
及的信息属于化学信息。可以用人工合成的性引诱剂X诱杀雄虫来改变棉盲蝽的性别比例，
降低其出生率，最终导致种群密度下降。
专题 30 生态系统的物质循环与信息传递
（挑战）
一、单选题
1．下列关于生态系统中物质和能量的叙述，正确的是（ ）
A．碳循环是指二氧化碳在无机环境和生物群落之间的循环
B．光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环
C．无机环境中的化学元素可通过多种途径被生物群落反复利用
D．生态系统中的能量流动环节越多，人类可获得的能量就越少【答案】C
【解析】碳循环是指碳元素在无机环境和生物群落之间的循环，A错误；光合作用推动碳
循环过程，促进了碳从无机环境进入生物群落，能量不能循环，B错误；无机环境中的化
学元素可通过多种途径被生物群落反复利用，C正确；生态系统中的能量流动环节越多，
使得能量多级利用，人可获得的能量就增加，D错误。
2．下列关于物质循环的叙述错误的是（ ）
A．生态系统中的物质循环是通过食物链来完成
B．生态系统需要不断从外界输入能量才能维持物质循环
C．碳元素以有机物的形式在食物链上进行传递
D．一片农田不能自给自足地进行物质循环
【答案】A
【解析】食物链是生态系统中物质移动的通道，而物质循环是通过生产者将生态系统中的
无机物转化为有机物，生产者、消费者和分解者将有机物转化为无机物重返环境中进而完
成物质的循环，A错误；能量流动是单向流动、逐级递减的，生态系统需要不断从外界输
入能量才能维持正常功能，能量流动是物质循环的动力，B正确；碳在生物与生物之间以
有机物的形式通过食物链进行传递，在生物群落与无机环境间主要以CO 的形式循环，C
2
正确；农田属于人工生态系统，人为干扰影响大，不断有农产品输出，因此不能自给自足
地进行物质循环，需要人工的物质和能量投入，以促进产品的输出，如大量N元素随农产
品的输出而缺失，需要人工不断补充，D正确。
3．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
【答案】D
【解析】小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息，A正确；小鸟的眼睛能够感受镜子发
出的光，这属于物理信息，B正确；小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息，因此
会对其进行愤怒地啄击扑打，C正确；由B选项可知，激怒小鸟的信息是直接来自非生物的物理信息，D错误。
4．蚜虫是世界上繁殖最快的昆虫，其种类众多，中国约有1100种，蚜虫用腹部管状结构
吸食植物汁液，其天敌有瓢虫、昆虫病原真菌等，当一只蚜虫受到攻击时就会释放一种有
警告作用的化学物质A，从而使邻近的蚜虫迅速逃避敌害。下列相关叙述正确的是
（ ）
A．蚜虫的种类众多体现了生态系统中种群的多样性
B．蚜虫与宿主之间是寄生关系，与天敌之间是捕食关系
C．人为释放物质A可增大蚜虫被捕杀的概率，属于生物防治
D．因与蚜虫同一营养级的动物多，蚜虫的同化量远小于植物的同化量
【答案】D
【解析】生物多样性包括基因（遗传）多样性、物种多样性和生态系统多样性，蚜虫的种
类众多体现了生物多样性中遗传（基因）多样性和物种多样性，A错误；因蚜虫吸食植物
汁液，与宿主为寄生关系，其天敌有瓢虫昆虫病原真菌等，关系为捕食或寄生，B错误；
人为释放物质A会使蚜虫逃避，降低被捕杀的概率，C错误；两个营养级之间的能量传递
效率为10%~20%，第二营养级不仅有蚜虫，还有其他动物，因此蚜虫与植物之间的能量传
递效率小于10%，D正确。
5．图为某生态系统碳循环的过程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．d表示大气中的CO，由于许多因素的影响其含量夏季低于冬季
2
B．通过a的吸收，a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧，实现碳循环
C．在正常演替过程中，生产者固定CO 量大于整个生物群落排放CO 量
2 2
D．只需将d的含义改为非生物环境，右图即可为该生态系统的能量流动示意图
【答案】D
【解析】d表示大气中的CO，夏天光合作用相对较强，光合作用消耗二氧化碳，故其含量
2
低于冬季，A正确；通过a生产者的光合作用固定、a生产者、b消费者的呼吸、c分解者
的分解作用及e化石燃料的燃烧，实现碳循环，B正确；正常的演替过程中，群落不断发
展，光合速率大于呼吸速率，故生产者固定CO 量大于整个生物群落排放CO 量，C正确；
2 2能量是单向流动、逐级递减的，不能循环的，故把d改为非生物环境也不能表示能量流动
过程，还应该去掉d→a、→e→d的箭头，加上光→a的箭头，D错误。
6．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。与此有关的叙述不正确的是（ ）
组别 1组 2组 3组 4组
土壤 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
处理 湿润 湿润 较干燥 较干燥
A．探究的问题是不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B．预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度的分解
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．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和3
【答案】D
【解析】由表格可知，该实验有两个自变量：是否灭菌和湿度，探究的问题是不同土壤湿
度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用，A正确；1、3组灭菌，没有微生物，落叶不被
分解，2、4组有微生物，但湿度不同，则落叶分解程度不同，B正确；该实验中微生物来
自土壤，所以为控制无关变量，落叶应进行灭菌处理，C正确；该实验有两个自变量：是
否灭菌和湿度，对照实验需遵循单一变量原则，在湿润条件下1、2形成对照，在干燥条件
下3、4形成对照，所以1、3分别是两组对照实验的对照组，D错误。
7．在某草原上存在甲、乙和丙三种主要牧草，牛羊对牧草喜食程度甲>乙>丙，放牧强度
越大，牧草地上生物量越小。牛羊对牧草的啃食造成的损伤能促进牧草产生和积累单宁类
物质，使牧草的口感变差。下列叙述错误的是（ ）
A．牧草返青后能为牛羊提供物理信息
B．过度放牧可能导致牧草发生群落演替
C．捕食关系的单向性决定了能量流动和信息传递的单向性
D．牧草防御机制的形成是牛羊与牧草共同进化的结果
【答案】C
【解析】牧草返青是通过光传播的信息，故属于物理信息，A正确；由于牛羊对牧草喜食
程度甲＞乙＞丙，过度放牧可能导致种间关系发生变化，牧草发生群落演替，B正确；生
态系统的信息传递往往是双向的，C错误；牛羊对牧草的啃食造成的损伤能促进牧草产生和积累单宁类物质，使牧草的口感变差，从而减少对这种牧草的取食。牧草防御机制的形
成是牛羊与牧草共同进化的结果，D正确。
8．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．能量①②③④的总和一定小于生产者所固定的太阳能总量
B．生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的
C．丁中包含的生物可能处于食物链的最高营养级
D．碳元素以CO 形式进入生物群落，又以CO 的形式离开生物群落返回无机环境
2 2
【答案】C
【解析】流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能，故能量①②③④的总和一定小
于生产者所固定的太阳能总量，A正确；对于生态系统的功能来讲，物质循环是可以自给
自足的，而能量沿食物链流动是单向传递、逐级递减的，故能量是需要不断补充，B正确；
由图可知：甲、乙、丙都有一部分能量流向了丁，丁可能是分解者，C错误；由图可知：
碳以CO 形式通过植物的光合作用进入生物群落，又以CO 的形式离开生物群落返回无机
2 2
环境，D正确。
9．某桑基鱼塘中养殖有多种鱼，不同种类的鱼生活在鱼塘的不同水层，食性也有很明显的
差异，其中生活在下层的一些鱼可以食用蚕沙（蚕的粪便）。下列叙述正确的是（ ）
A．决定不同种类鱼在鱼塘中垂直分布的主要因素是光照强度
B．蚕沙和鱼体内的碳元素都能以CO 的形式进入生产者体内
2
C．蚕同化的能量通过蚕沙流动到鱼体内的部分约为10%〜20%
D．桑基鱼塘通过能量的多级利用来提高桑树对光能的利用率
【答案】B
【解析】决定不同种类鱼在鱼塘中垂直分布的主要因素是食物，A错误；蚕沙中的含碳有
机物和鱼体内的含碳有机物可分别通过微生物的分解作用和鱼的呼吸作用以CO 的形式释
2
放到大气中，进而被生产者用于光合作用，可见，蚕沙和鱼体内的碳元素都能以CO 的形
2
式进入生产者体内，B正确；蚕沙（蚕的粪便）中的能量不属于蚕同化的能量，C错误；
桑基鱼塘，通过人们科学规划，使能量得到高效利用，但不能提高桑树对光能的利用率，D 错误。
10．下图为某生态系统的能量流动模型（n示营养级即1、2、3），相关分析正确的是（
）
A．该生态系统中只存在一条食物链即生产者→初级消费者→次级消费者
B．分解者释放的CO2被生产者光合作用所固定，说明生产者和分解者之间发生了碳循环
C．由模型可知A2＝A3＋R2＋F2＋V2＝A1－R1－F1－v1
D．人为调整V2和F2能量流动的方向，可实现能量的多级利用，提高能量的传递效率
【答案】C
【解析】该生态系统中的食物链的通式可表示为生产者→初级消费者→次级消费者，这不
是一条具体的食物链，而是食物链的通式，A错误；生物群落内部碳流动的形式是含碳有
机物，分解者释放的CO 被生产者光合作用所固定这属于无机环境中的二氧化碳进入生物
2
群落的过程，不能说明生产者和分解者之间发生了碳循环，B错误；由模型可知A2＝A3＋
R2＋F2＋V2＝A1－R1－F1－v1，C正确；人为调整V2和F2能量流动的方向，可实现能
量的多级利用，提高能量利用率，D错误。
11．“要金山银山，更要青山绿水”，环境治理与经济可持续发展将是时代的主旋律。根
据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是（ ）
A．生物圈是一个在物质和能量上都能自给自足的系统
B．面对温室效应加剧问题主要通过各国节能减排来解决
C．生态农业利用的主要生态学原理是物质循环再生和能量多级利用
D．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
【答案】A
【解析】生物圈的能量需要从外界源源不断输入，生物圈的物质可以循环利用，A错误；节能减排的生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡，降低温室效应，B正确；根据以
上分析可知，生态农业利用的生态学原理主要是物质循环再生和能量多级利用，以获得较
高的经济效益、生态效益和社会效益，C正确；低碳生活方式减少二氧化碳的排放，有助
于维持生物圈中碳循环的平衡，D正确。
12．人类的参与使受到影响的环境得到改善不同地区采取不同的措施，如修复盐碱化的草
地、植树造林、生态农业的发展、将工厂废弃地改造为公园等下列叙述错误的是（ ）
A．工厂废弃地植被重建与维持过程属于群落的次生演替
B．修复盐碱化草地的过程中生态系统的结构逐渐变得复杂
C．植树造林增加了生物多样性，同时有利于缓解温室效应
D．生态农业实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
【答案】D
【解析】工厂废弃地植被重建与维持过程是在保留了土壤条件的基础上发生的演替过程，
属于次生演替，A正确；改造盐碱化草地的过程中，群落的空间结构也会发生变化，群落
结构变得复杂，B正确；植树造林使群落结构更加负载，提高了生物多样性和生态系统的
稳定性，C正确；物质可以循环利用，但能量只能多级利用，不能循环，D错误。
二、综合题
13．图1为某草原生态系统的部分碳循环示意图，甲～丁为生态系统的组成成分；图2为
该生态系统的部分能量流动示意图（不考虑未利用的能量）。据图分析回答：
（1）图1中，碳元素进入无机环境的途径是_____________（填序号），能量进入群落的
主要途径是___________（填序号）。
（2）生态系统的结构包括___________和___________。图2中B表示_________________。
若鼠摄入能量为2.2×109kJ，A中能量为1.6×109kJ，B中能量为1.2×109kJ，狼同化能量为
2.4×108kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为___________。
（3）狼能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕，狼和
鼠种群数量保持相对稳定的调节机制属于________调节，这也体现出信息传递能够调节生物的_______________，以维持生态系统的稳定。
（4）生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的：物质作为能量的载体，使能量沿着
____________流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往
返。
【答案】（1）②③④ ①
（2）组成成分 营养结构（食物链或食物网） 用于生长、发育、繁殖的能量（储存
在体内的能量） 15%
（3）（负）反馈调节 种间关系
（4）食物链（网）
【解析】（1）图1中，碳元素进入无机环境的途径是②③植物和动物的呼吸作用和④分解
者的分解作用，能量进入群落的主要途径是①光合作用。
（2）生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。图2中B表示鼠用于生长、发
育、繁殖的能量。若鼠摄入能量为2.2×109kJ，A中能量为1.6×109kJ，B中能量为
1.2×109kJ，狼同化能量为2.4×108kJ，则该生态系统中鼠到狼的能量传递效率为（2.4×108）
÷（1.6×109）×100%＝15%。
（3）狼能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕，狼和
鼠种群数量保持相对稳定的调节机制属于负反馈调节，这也体现出信息传递能够调节生物
的种间关系，以维持生态系统的稳定。
（4）生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的：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无机环境之间循环往返。
14．蚯蚓是森林中的土壤动物之一，主要以植物的枯枝败叶为食。为探究蚯蚓对森林凋落
物的作用，研究者做了如下实验。
（1）森林生态系统中的各种生物称为______________。从生态系统的成分角度看，蚯蚓属
于__________，从生态系统的功能角度看，蚯蚓的行为促进了______________。
（2）研究者选择4个树种的叶片做了不同处理，于6～9月进行了室外实验。每种叶片置
于两个盆中，与土壤混合均匀，将数目相等的蚯蚓置于其中饲养，统计蚯蚓的食物消耗量，
结果如下表。
单位体重蚯蚓日平均食物消耗量（mg/（g．d））
不同处理 蒙古栎 杨 红松 白桦
未分解叶 2．44 5．94 4．79 7．30半分解叶 7．20 9．42 8．71 5．23
①实验所选择蚯蚓生长状况基本一致，其目的是_______________。为了排除土壤中原有动
物和微生物对实验的影响，应该在实验前对土壤进行________处理。
②据表分析，蚯蚓对半分解叶的消耗量明显____________未分解叶的消耗量，在不同叶片
中，对____________最为喜好。由此说明____________是影响蚯蚓摄食偏好的主要因素。
（3）依据上述实验分析，若在红松林和蒙古栎林中种植一些杨树，有利于增加
____________的数量和种类，增加整个生态系统的______________。
【答案】（1）（生物）群落 分解者 物质循环（答物质循环和能量流动也得分）
（2）排除蚯蚓个体差异对实验结果的影响（或无关变量对实验结果的影响） 灭菌
高于（或“大于”） 杨半分解叶 叶片种类和分解（腐解）程度
（3）蚯蚓 （抵抗力）稳定性（或“自我调节能力”）
【解析】（1）同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合叫群落。蚯蚓主要分解腐
肉和遗体，为生态系统中的分解者。分解者的主要作用是促进物质循环。
（2）① 实验中除了自变量和因变量以外，其余各个变量保持一致，以消除无关变量对实
验结果的影响。为了排除土壤中原有动物和微生物对实验的影响，应该在实验前对土壤进
行灭菌处理。
② 根据表格中数据可知，蚯蚓的食物中日平均食物消耗量半分解叶比较多，而对杨的半分
解叶尤其喜好。蚯蚓对植物的种类有选择，对分解程度有选择。
（3）蚯蚓为这个生态系统的分解者，增加分解者的数量，可以加快物质循环的过程，从而
增加抵抗力稳定性。
15．某小组利用处于生殖期的雌蛾进行了实验（如图）来探究雌蛾是否通过分泌某种化学
物质吸引雄蛾前来交配。回答下列相关问题。（1）该实验_____（填“有”或“没有”）对照，加塞的目的是_______________________。
（2）有人认为这个实验不能说明雌蛾通过分泌某种化学物质吸引雄蛾前来交配。因为塞瓶
塞也会削弱声波，雌蛾有可能是通过传递____________________（信息种类）来吸引雄蛾。
（3）利用以下材料设计一个实验，证明雌蛾是通过分泌某种化学物质吸引雄蛾前来交配。
材料：放置过雌蛾的滤纸、未处理过的滤纸、未加塞的玻璃瓶若干、雄蛾若干。
实验设计思路：__________________________________。
预期实验结果：___________________________________。
【答案】（1）有 使化学物质无法散发到空气中，阻断这种信息的传递
（2）物理信息
（3）取甲、乙两组未加塞的玻璃瓶，甲组放入放置过雌蛾的滤纸，乙组放入未处理过的滤
纸，置于相同且适宜的环境条件下相同时间，统计两组瓶子吸引雄蛾的数量 甲组吸引
一定数量的雄蛾，乙组没有
【解析】（1）该实验中两个玻璃瓶是否加塞形成对照，加塞的目的是使化学物质无法散发
到空气中，阻断这种信息的传递。
（2）声波属于物理信息，因为塞瓶塞也会削弱声波，所以雌蛾也有可能是通过传递物理信
息来吸引雄蛾的。
（3）若要证明雌蛾是通过分泌某种化学物质吸引雄蛾前来交配，可取甲、乙两组未加塞的
玻璃瓶，甲组放入放置过雌蛾的滤纸（可排除雌蛾通过物理信息传递给雄蛾），乙组放入
未处理过的滤纸，置于相同且适宜的环境条件下相同时间，统计两组瓶子吸引雄蛾的数量。
若甲组吸引一定数量的雄蛾，乙组没有，则说明雌蛾是通过分泌某种化学物质吸引雄蛾前
来交配的。
