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第 53 课时 生态系统的物质循环、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
课标要求 源。3.阐明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象。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。
2023·广东·T13 2023·天津·T13 2022·河北·T18
1.碳循环过程分析 2022·辽宁·T23
2021·河北·T22 2020·全国Ⅰ·T6 2020·全国Ⅲ·T6
考情分析 2.生物富集 2023·湖北·T9 2020·山东·T24
2023·湖南·T4 2023·北京·T18 2022·湖南·T8 2021·
3.信息传递的类
海南·T24
型、作用
2021·河北·T13 2021·福建·T18 2021·江苏·T9
考点一 生态系统的物质循环
1．物质循环的概念
(1)物质：组成生物体的____________________等元素。
(2)范围：________________和______________之间。
(3)特点：____________、______________。
(4)实例：碳循环等。
提醒 这里的生态系统指的是生物圈。农田是一个较小的人工生态系统，在农田内部无法
做到物质循环，自给自足，因为不断有粮食作物的输出，因此需要不断施加肥料。
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)过程图解提醒 ①碳的存在形式：在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，在非生物环境中主要
以二氧化碳和碳酸盐的形式存在。
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(实质是胞内
分解和胞外分解，不完全等同于分解者的呼吸作用)和化石燃料的燃烧。
④碳循环模型中：双向箭头的两方是生产者和大气中的CO 库，其中指入箭头多的一方是大
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气中的CO 库。
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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)条件、实例：化学性质稳定、能被生物体吸收、不易被排出的物质，如铅、汞、镉等重
金属及DDT、六六六等人工合成的有机化合物。
(3)特点
①含铅等物质的生物被更高营养级的动物食用，铅等物质就会沿着食物链逐渐在生物体内
________，最终________________________。
②生物富集也具有______________。
4．能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
范围 生态系统______ 生物圈
特点
形式
过程 沿食物链(网)
(1)在群落中它们的流动渠道都是______________________，且同时进
行、相互依存，不可分割；
联系 (2)能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
(3)物质是能量沿食物链(网)流动的______，能量是物质在生物群落和非生
物环境间循环往返的________
提醒 生物圈在物质上能自给自足，但在能量上不能自给自足，因为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。5．探究土壤微生物的分解作用
(1)实验原理
土壤中存在的细菌、真菌等微生物是分解者，它们的作用是将环境中的有机物分解为无机物，
分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。
(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
实验设计 对照组 对土壤______________处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水
自变量 溶液中是否含有分解淀粉的微生物
A1 不变蓝
产生
A
A2 __________
__________
在相同时间内实验组落叶腐烂
实验现象 B1 变蓝
程度小于对照组
不产生
B __________
B2
__________
__________
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。
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(1)土壤小动物呼吸作用产生的CO 参与生态系统中的碳循环(2020·全国Ⅰ，6)( )
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(2)碳元素可以在一个相对封闭的群落内部往复循环( )
(3)生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥( )
(4)物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力( )
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 排放量与减少量相等)，这
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是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。
(1)在生态系统中，碳在生物群落与非生物环境之间主要以什么形式循环？碳元素在生物群
落中的传递渠道是什么？与地球形成初期的大气相比，现在大气中碳的含量要低得多，请从碳的去向方面考虑下降的这部分碳最终的存在形式主要有哪些？
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(2)在自然生态系统的碳循环过程中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸、分解作
用释放碳的速率存在什么关系？达到碳中和时，生产者吸收的CO 总量是否大于生产者、消
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费者和分解者释放的CO 总量，理由是什么？
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(3)植树造林在一定程度上可以抵消CO 排放总量，实现相对零排放，要达到“碳中和”需
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要世界各国共同参与，主要原因是什么？
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(4)大气中的CO 增多将导致什么问题加剧？要实现“碳中和”，除继续植树造林外，还可
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采取什么措施？
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考向一 碳循环过程分析
1．(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
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2．(2024·宜荆高三开学考)如图是某生态系统碳元素的转移情况示意图，其中箭头表示碳元
素转移方向，甲、乙、丙表示生态系统的组成成分，字母表示碳元素转移量。下列相关说法
错误的是( )
A．为实现“碳中和”应增加甲的碳储存量
B．碳元素在甲与乙之间主要以有机物形式进行转移
C．甲获取碳元素的方式有光合作用和化能合成作用
D．乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在f中考向二 生物富集
3．含铅汽油的燃烧、对铅的开采及提取等人类活动都可以增加大气和土壤中的铅含量。植
物能吸收含铅物质，动物通过取食植物而在体内累积铅。铅在人体内聚集和浓缩可引发智力
障碍、神经麻痹，甚至死亡。下列说法错误的是( )
A．植物可以通过根系和叶片吸收非生物环境中的铅
B．非生物环境中的铅均通过生产者进入生物群落，通过分解者回归非生物环境
C．铅能沿食物链富集的原因是铅在生物体内形成稳定的化合物，不易被排出
D．利用清洁能源可减少大气中铅的来源，采用生物吸收等方法可对铅进行集中处理
4．瘿蚊的幼虫生活在水中。为了防治瘿蚊，人们在某湖泊长期喷洒杀虫剂DDT。该杀虫剂
在生物体内很难降解，使用初期效果显著，后期效果下降，停用后检测该湖泊水体和几种生
物体内的DDT浓度，结果如表所示。下列有关说法正确的是( )
检测对象 水 a b c d
DDT浓度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
A.该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境
B．DDT的使用导致瘿蚊幼虫产生抗药性突变
C．分析表中数据可推测生物b处于最低营养级
D．DDT存在生物富集现象且该现象具有全球性
考点二 生态系统的信息传递
1．生态系统中信息的种类2．信息传递的过程
3．信息传递在生态系统中的作用
4．信息传递在农业生产中的应用(1)应用和实例
(2)控制动物危害的技术方法比较
(1)雄鹿常通过吼叫、嗅闻等方式获得繁殖机会，其中嗅闻利用的信息种类属于化学信息
(2021·海南，24)( )
(2)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(2021·河北，13)(
)
(3)采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递(2022·湖南，8)( )
(4)花香引蝶属于物理信息( )
(5)信息传递过程中伴随着一定的物质或能量的消耗( )
(6)利用昆虫信息素诱捕、警示有害动物，属于化学防治( )
2020年一场史上罕见的蝗虫灾害席卷东非和亚欧大陆，大量毁坏当地的草场、作物，对粮
食安全造成了巨大的威胁。
(1)亚洲飞蝗的雌雄成虫在性成熟期可以利用前翅中闰脉上着生的发声齿与后足股节内侧隆
线摩擦发声，据此分析此信息属于哪一类型？
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(2)有论文指出：“蝗虫从独居到群居的转变，始于它们相互吸引而聚集在一起，发现并嗅
到对方发出的气味(4－乙烯基苯甲醚)，或者用后肢彼此触碰。”此文中存在哪些信息类型？又说明了信息传递的什么功能？
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(3)有研究表明，植物释放的气味对蝗虫食物的选择行为起了决定性的作用，由此说明生态
系统中信息传递的作用是什么？
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(4)可以利用创造不利于蝗虫生活的生态条件控制蝗灾，例如，修筑堤坝、疏浚河道、挖排
水沟等方法，其原理是什么？采用化学农药防治和生物防治等防治措施可快速有效地控制蝗
灾，和前者相比，生物防治的优势是什么？生物防治可以采取的措施有哪些？(答出两点即
可)
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(5)巴基斯坦发生蝗灾时，有人建议派10万“浙江鸭”前往增援，用鸭子治蝗的技术方法属
于什么防治？专家未予采纳，请推测其理由。
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(6)散居型蝗虫并不会对农作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会
释放大量“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由
散居转化为群居，这项研究使绿色防控成为可能。据此研究，请提出有关蝗灾防治方法的设
想 ：
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考向三 信息传递的类型、作用及应用
5．(2024·泉州高三质量检测)研究发现生活在马铃薯雄株上的加州新小绥螨会表现出一种
“上－下聚集”的行为：当加州新小绥螨被释放到马铃薯植株上时，它们会迅速“向上聚
集”到花中取食花粉，表现为植食性；而当植株受到二斑叶螨危害时，加州新小绥螨会快速
“向下聚集”到叶片上捕食二斑叶螨，表现为肉食性。进一步研究表明：在植株未受二斑叶
螨危害时，花中释放的众多挥发物对加州新小绥螨有强烈的引诱作用；而叶片在受二斑叶螨
危害后会释放大量的虫害诱导挥发物，这些物质对加州新小绥螨的引诱作用比花中释放的挥
发物的作用更强。下列相关叙述错误的是( )
A．虫害诱导挥发物和花中释放的挥发物均属于化学信息
B．加州新小绥螨“荤素搭配”有利于维持田间生态系统的稳定性C．加州新小绥螨“荤素搭配”将使得其在田间数量呈“J”形增长
D．该研究成果有望应用于马铃薯田间生物防治
6．(2024·重庆万州第二高级中学高三模拟)每种生物都有自己独一无二的“语言天赋”。国
宝大熊猫在非交配时节基本都在自己的领地之内，它们利用自己的尿液来标记领地范围，一
般10～20公里只有一只大熊猫，而求偶期间它们也会留下尿液，方便异性大熊猫找到自己。
下列说法错误的是( )
A．大熊猫占据领地及求偶的“语言”为化学信息
B．竹子的绿色为大熊猫传递的信息与大熊猫求偶传递的信息类型不同
C．大熊猫与其天敌间的信息传递有助于维持生态系统的平衡与稳定
D．大熊猫种群内的信息传递只是为了进行种族的繁衍
1．(选择性必修2 P )物质循环：___________________________________________________
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______________________________________________________________________________。
2．(2021·河北，22节选)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_____________________________________________________________
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3．(2020·山东，24改编)生物富集：_______________________________________________
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经测定该土壤中捕食性线虫(最高营养级)体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物
食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是
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4．(2023·北京，18改编)生态系统的信息传递包括__________________________等形式。人
工光照最可能作为________信息对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。
5．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_____________________________________________________________________。
6．昆虫分泌性外激素引诱异性，说明_____________________________________________。
7．莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发，说明_________________。
8．同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，为什么还要往农田
中 不 断 地 施 加 氮 肥 ？ 因 为
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