高三生物一轮复习生态系统的物质循环与信息传递 讲义

生态系统的物质循环与信息传递【考点梳理】典例1氮和碳都是组成氨基酸、蛋白质、核酸的主要成分，是构成生物有机体的重要元素。两者的主要贮存库都是大气，但是氮循环和碳循环存在若干方面的不同。据图分析，下列说法错误的是（）A.氮循环和碳循环一样都是具有全球性的B.氮是通过生物固氮的途径进入生物群落的C.氮在生物群落中的传递是以含氮化合物的形式进行D.生物群落中的氮最终通过反硝化作用返回大气中答案：B解析：本题考查生态系统的物质循环。C、H、O、N等元素的物质循环都具有全球性，A正确；由题图可知，大气中的氮经过多种途径转变为氨，然后转变为硝酸盐，再经还原才能进入生物群落，B错误；氮在生物群落中以含氮有机物（比如蛋白质）的形式经食物链或腐食链传递，C正确；由题图可知，进入大气中的氮是通过反硝化作用的途径进入的，D正确。考点链接生态系统的物质循环一、物质循环1.概念组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断地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.范围：生物圈。3.渠道：食物链和食物网。4.特点（1）全球性——生物地球化学循环。（2）循环性——物质可被生物群落反复利用。二、碳循环1.碳的存在形式（1）无机自然环境：以CO2和碳酸盐（石灰岩、珊瑚礁）等形式存在。（2）生物群落：主要以含碳有机物的形式存在。2.循环形式（1）在生物群落与无机环境间：主要以CO2的形式进行。（2）在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。3.过程图解4.温室效应（1）形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。（2）危害：气温升高，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。5.探究土壤生物的分解作用（1）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为分解者。②分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。（2）材料用具新鲜土壤、蒸馏水、淀粉糊、碘液、斐林试剂（3）实验方案项目案例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设计实验组对土壤进行高温灭菌处理A烧杯中加入30

mL土壤浸出液+淀粉糊对照组对土壤不做任何处理B烧杯中加入30mL蒸馏水+等量淀粉糊自变量土壤中是否含微生物土壤中是否含微生物实验现象在相同时间内对照组落叶腐烂程度快于实验组A烧杯中加入碘液蓝色变淡，加入斐林试剂出现砖红色沉淀；而B烧杯未出现此种实验现象实验结论微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉三、物质循环和能量流动的关系1.区别（1）物质循环具有全球性和循环性的特点。（2）能量流动是逐级递减的，是单方向的。2.联系（1）二者同时进行，相互依存，不可分割。（2）物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。例题练习1.常规区稻田生态系统碳元素转移示意图如下，箭头和字母分别表示碳元素的传递方向和转移量。下列分析不正确的是（）A.调查丁中的小动物类群丰富度常用取样器取样法B.水稻生长期，该生态系统碳元素转移量为a>（b+c+e）C.图中乙、丁中的生物成分在碳循环过程中起着关键作用D.e中包括未利用的能量，能被土壤微生物通过呼吸作用利用答案：D解析：本题主要考查生态系统的物质循环。调查丁中的小动物类群丰富度常用取样器取样法，A正确；水稻在生长期有光合产物的积累，故其通过光合作用同化的能量多于消耗或损失的能量，即a>（b+c+e），B正确；碳循环过程中起关键作用的是生产者和分解者，即题图中乙、丁两生物成分，C正确；e为水稻、杂草、藻类等枯枝败叶中的有机物中的能量，被分解者利用，其不包括未利用的能量，D错误。（多选题）2.如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。下列叙述错误的是（）A.太阳能通过甲进入生态系统 B.除乙外的其他成分均参与食物链的构成C.碳元素从甲到丙主要以CO2形式传递 D.图中鹰处于第二、三营养级答案：BCD解析：据图分析，甲和乙之间是双向箭头，其他的组成成分都指向乙，因此乙是CO2，甲是生产者，丙是分解者。太阳能通过甲进入生态系统，A正确；食物链中不包含分解者，B错误；碳元素在生物群落中主要以含碳有机物的形式传递，C错误；食物链的起点是生产者，因此鹰处于第三、四营养级，D错误。典例2“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。”这是诗圣杜甫描绘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.可以使用样方法调查花丛中蝴蝶的种群密度B.花的颜色、大小，黄莺的鸣叫均属于物理信息C.日照时间的长短决定植物开花期，体现了生物种群的繁衍离不开信息传递D.为避免果树遭受鸟害，可用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟，这属于生物防治答案：A解析：调查蝴蝶的种群密度常采用标记重捕法，样方法适用于调查双子叶植物和活动范围小、活动能力弱的动物的种群密度，A错误；自然界中的光、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，B项所述均属于物理信息，B正确；用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于物理信息的应用，是一种生物防治措施，D正确。考点链接生态系统的信息传递一、生态系统的信息种类1.信息的概念一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。2.信息的基本类型（1）物理信息①概念：通过物理过程传递的信息。②举例：光、声、温度、湿度和磁力等。（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化学物质。②举例：植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。（3）行为信息①概念：对于同种或异种生物能够通过特殊行为传递的信息。②举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。二、信息传递在生态系统中的作用（1）个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。（2）种群水平：生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。（3）群落水平：信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。三、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。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉率和结实率。（2）对有害动物进行控制。如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。例题练习1.以下关于信息传递的说法，错误的是（）A.对动物生长有调节作用的生长激素属于信息传递中的化学信息B.利用信息传递可以来提高农产品或畜产品的产量，也可以对有害动物进行控制C.在生态系统中，某些植物在长日照条件下才开花，说明信息传递有利于种群的繁衍D.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用答案：A解析：信息传递可以发生在同一物种或者不同物种的个体之间，还可以存在于生物与无机环境之间，而生长激素对动物生长的调节为体液调节，不属于生态系统中的信息传递，A错误；信息传递在农业生产中的应用主要有两个方面：一是提高农畜产品的产量，二是对有害动物进行控制，B正确；日照时间的长短属于物理信息，开花与植物种群的繁衍密切相关，所以在生态系统中，某些植物在长日照下才开花，说明信息传递有利于种群的繁衍，C正确；利用黑光灯诱捕法调查昆虫的种群密度，是利用昆虫的趋光性特点，这属于生态系统中物理信息传递的应用，D正确。（多选题）2.捕食信息素是指由捕食者释放的，能够引发猎物产生反捕食反应的化学信号。研究发现，斑鳟鱼对以斑鳟鱼为食的水貂粪便有明显的反捕食行为，而对以鸡肉为食的水貂粪便反应不明显。下列关于捕食信息素的分析，正确的是（）A.捕食信息素在捕食者和猎物之间信息传递及共同进化过程中发挥着重要作用B.水貂捕食斑鳟鱼时存在物理信息的传递，物理信息包括斑鳟鱼外观、声音和气味C.水貂对斑鳟鱼所释放的捕食信息素属于化学信息，在水貂和斑鳟鱼之间双向传递D.斑鳟鱼对捕食信息素的反应可能是降低群体的活动频率、改变活动时间或产生规避行为答案：AD解析：捕食信息素在捕食者和猎物之间信息传递及共同进化过程中发挥着重要作用，A正确；水貂捕食斑鳟鱼时存在物理信息的传递，物理信息包括斑鳟鱼外观、声音，斑鳟鱼的气味属于化学信息，B错误；水貂粪便对斑鳟鱼所释放的捕食信息素属于化学信息，使斑鳟鱼产生反捕食反应，没有在水貂和斑鳟鱼之间双向传递，C错误；斑鳟鱼可能通过降低群体的活动频率、改变活动时间或产生规避行为等避免被水貂捕食，这些属于对捕食信息素的反应，D正确。【要点突破】一、能量流动和物质循环的关系图解二、能量流动和物质循环的区别与联系项目能量流动物质循环形式太阳能→化学能→热能过程沿食物链（网）单向流动在无机环境与生物群落之间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、循环性联系（1）能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。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，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。（2）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。三、信息传递的模式1.范围：个体、种群、群落以及无机环境之间。2.形式：物理信息、化学信息、行为信息。3.来源：既可来自环境，也可来自生物。4.过程：生态系统的信息传递一般包括5个环节，可以表示为：5.信息传递的功能：信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各种成分联系成一个整体，决定能量流动和物质循环的方向和状态。四、有害动物的三种防治方法的比较名称化学防治机械防治生物防治措施化学药剂喷施等人工捕捉等引入天敌或寄生生物优点作用迅速；短期效果明显无污染；见效快，效果好效果好且持久；成本低，无污染缺点引起害虫抗药性增强；杀灭害虫天敌，破坏生态平衡；污染环境费时费力；对体型很小的害虫无法实施天敌数量不确定；