2026创新设计高考总复习生物（人教版）复习讲义-第44课时　生态系统的物质循环和信息传递

SHENGWUXUE生态系统的物质循环和信息传递第44课时

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。考情分析1.生态系统的物质循环2024·广东卷，1；2023·海南卷，19；2023·辽宁卷，23；2023·湖北卷，7；2023·浙江1月选考，1；2023·天津卷，13；2022·河北卷，18；2022·辽宁卷，232.生物富集2024·安徽卷，6；2024·甘肃卷，13；2023·湖北卷，93.生态系统的信息传递2024·湖北卷，7；2023·湖南卷，4；2023·北京卷，18；2023·河北卷，11；2022·湖南卷，81目

录生态系统的物质循环23生态系统的信息传递关键·真题必刷命题点一生态系统的物质循环主干知识·复盘关键能力·提升1.生态系统物质循环的概念化学元素生物群落全球性2.碳循环过程分析[认知觉醒]

组成生物体的元素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。如图是某生态系统部分碳循环的示意图，其中①～⑧表示有关生理过程。请分析图中信息，回答下列问题。(1)生产者将大气中的碳元素转化为生物体中的碳元素的生理过程为__________________________，可用图中序号________表示。(2)图示碳循环中，碳以CO2的形式进行传递的过程有________，碳以含碳有机物的形式进行传递的过程有____________(填图中序号)。(3)图中仅显示了碳循环的一部分环节，缺少的环节为____________________(用图中内容和箭头表示)。光合作用或化能合成作用①①⑦⑧②③④⑤⑥Ⅱ→Ⅰ和Ⅲ→Ⅰ解析(1)生产者通过光合作用或化能合成作用将大气中的CO2转化为自身体内的有机物，即图中的①过程。(2)碳由非生物环境进入生物群落的过程①和由生物群落返回无机环境的过程⑦⑧均以CO2的形式进行，碳在生物群落内的流动过程②③④⑤⑥都以含碳有机物的形式进行。(3)图中缺少初级消费者和次级消费者通过呼吸作用产生CO2并将CO2返还大气中的CO2库的环节，即缺少Ⅱ→Ⅰ和Ⅲ→Ⅰ。

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(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)，这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。(1)植树造林在一定程度上可以抵消CO2排放总量，实现相对零排放，要达到“碳中和”需要世界各国共同参与，主要原因是什么？提示碳循环具有全球性。碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能随着大气环流在全球范围内流动。(2)大气中的CO2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，还可采取什么措施？提示温室效应；节能减排，低碳生活，开发利用新能源等。思维升华用建构模型法分析碳循环模式图(1)建构模型：在碳循环中，只有生产者与大气中的CO2库(非生物的物质和能量)之间是双向箭头，生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2库。除大气中的CO2库外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。快速判断碳循环模型如下：(2)模型应用①图1中A～D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者。②图2中A代表生产者，B、D代表消费者，E代表分解者，C代表大气中的CO2库。③图3中，E代表生产者，B、D、F代表消费者，C代表分解者，A代表大气中的CO2库。3.生物富集难以降解延长越高越多(1)磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环。(2024·安徽卷，6D)(

)(2)通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级。(2023·湖北卷，9C)(

)(3)水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放。(2023·湖北卷，7B)(

)提示水生消费者通过细胞呼吸消耗有机碳，产生CO2，不会缓解碳排放。(4)碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环。(2020·全国卷Ⅲ，6D)(

)√√×√A题型1碳循环过程(生命观念)[例1]

(2020·全国卷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.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环解析消费者的存在能加快生态系统的物质循环(碳循环)，A错误；光合作用是指生产者利用光能，将二氧化碳和水转化成有机物，并且释放出氧气的过程，大气CO2库中的碳进入生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用实现的，生产者的光合作用是碳循环的重要环节，B正确；土壤中的微生物可以通过呼吸作用将含碳有机物中的碳返回大气中，土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节，C正确；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，D正确。AC[例2]

(不定项)(2024·山东聊城三模)碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，“碳达峰”是指因化石燃料使用而导致的CO2排放量达到峰值，“碳中和”是指化石燃料使用及土地利用变化导致的碳排放量与陆、海生态系统吸收及其他技术方式固存的碳量之间达到平衡，即CO2净排放量为0。如图是某生态系统碳循环示意图，下列相关叙述错误的是(

)A.碳循环是指CO2在非生物环境和生物群落之间的循环B.图中组成生物体的碳元素回到非生物环境的过程有②③④C.中耕松土促进了④过程的发生，所以不利于实现碳中和D.甲是大气中的CO2库，碳元素以CO2的形式在甲和生物群落间流动解析碳循环是指组成生物体的碳元素在非生物环境和生物群落之间的循环，A错误；根据图中甲和乙之间存在双向箭头，且指向甲的箭头最多，因此甲为无机环境(大气中的CO2库)，乙为生产者，丙为消费者，丁为分解者，图中组成生物体的碳元素回到非生物环境的过程有②③④，B正确；A.碳循环是指CO2在非生物环境和生物群落之间的循环B.图中组成生物体的碳元素回到非生物环境的过程有②③④C.中耕松土促进了④过程的发生，所以不利于实现碳中和D.甲是大气中的CO2库，碳元素以CO2的形式在甲和生物群落间流动中耕松土可以使农作物的根细胞进行充分的有氧呼吸，同时还能使土壤中的好氧微生物繁殖加快，产生更多CO2，导致大气CO2浓度上升，进而促进光合作用的进行，即中耕松土能增加④、②和①的值，且①的增加量大于④和②增加量之和，故利于实现碳中和，C错误；根据B项分析可知，甲是大气中的CO2库，碳元素以CO2的形式在甲和生物群落间流动，D正确。A.碳循环是指CO2在非生物环境和生物群落之间的循环B.图中组成生物体的碳元素回到非生物环境的过程有②③④C.中耕松土促进了④过程的发生，所以不利于实现碳中和D.甲是大气中的CO2库，碳元素以CO2的形式在甲和生物群落间流动题型2生物富集作用(科学探究)[例3]

(2024·甘肃卷，13)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照(镉含量0.82mg·kg－1)。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如表。下列叙述错误的是(

)镉浓度/(mg·kg－1)地上生物量/(g·m－2)地下生物量/(g·m－2)植物体镉含量/(mg·kg－1)

植物A植物B植物A植物B植物A植物B对照120.7115.123.518.02.52.72101.642.515.27.210.15.55105.235.214.34.112.97.41097.428.312.12.327.411.6A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集B.与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物C.在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大D.若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大答案

B解析由表可知，与对照组相比，不同浓度的镉处理下，植物A和B的植物体镉含量都有所增加，说明植物A和B都发生了镉的富集，A正确；由题表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以与植物B相比，植物A更适合作为土壤镉污染修复植物，B错误；由表可知，与对照组相比，植物B生物量下降的更多，说明在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，C正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量高于植物B，说明植物A对镉的富集能力更强，若以植物A作动物饲料，镉会沿着食物链进行富集，安全风险更大，D正确。D[例4]

(2023·湖北卷，9)胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是(

)A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用B.在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降C.通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级D.在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态解析水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，故能缓解H2O2对苦草的氧化作用，A正确；环境容纳量的大小取决于生物所生存的环境，在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降，B正确；镉属于重金属，能够通过生物富集作用，沿食物链传递到更高营养级，C正确；胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件，因此在镉的胁迫下，苦草已经不能通过自身的调节作用维持稳态，D错误。命题点二生态系统的信息传递主干知识·复盘关键能力·提升1.生态系统中信息的种类[认知觉醒]

下列关于生态系统中信息传递的叙述，错误的有________。①“求偶炫耀”和孔雀开屏时展现的鲜艳颜色都属于行为信息；②花香引蝶、警犬嗅寻毒品都体现了化学信息的作用；③雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾体现了行为信息的作用；④“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”体现了物理信息的作用①③解析“求偶炫耀”属于行为信息，孔雀开屏时展现的鲜艳颜色属于物理信息，①错误；花香引蝶中花的香味其实是一种化学物质，警犬嗅寻毒品利用了毒品的特殊气味，这两者均体现了化学信息的作用，②正确；性外激素是一种化学物质，故雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾体现了化学信息的作用，③错误；“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”说明开花受温度的影响，体现了物理信息的作用，④正确。思维升华2.信息传递的过程信道3.信息传递的作用生命活动繁衍生物的种间关系平衡与稳定4.信息传递在农业生产中的应用[认知觉醒]

长江流域的蔬菜产区时有病虫害发生，病虫害防治效果决定着产业的兴衰，下列叙述正确的有________。①生物防治就是利用捕食、种间竞争的种间关系进行防治；②利用黑光灯、杀虫剂、防虫网等防治害虫属于机械防治；③喷施病原微生物类杀虫剂“以菌治虫”属于生物防治；④化学防治虽见效快，但容易导致具有抗药性的个体所占比例增加③④解析生物防治是利用有益生物或其他生物等来抑制或消灭有害生物的一种防治方法。生物防治可利用寄生、捕食、种间竞争等关系进行防治，也可以用特殊化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，降低动物种群繁殖能力的方式进行防治，①错误；利用杀虫剂防治害虫属于化学防治，②错误；“以菌治虫”属于生物防治，③正确；化学防治见效快，但易导致具有抗药性的个体所占比例增加，从而易导致暴发虫害，④正确。思维升华控制动物危害的技术方法比较(1)芦鹀的鸣唱声属于物理信息。(2024·湖北卷，7A)(

)(2)幼年蜜蜂学习采蜜技巧，依赖生态系统中的信息传递。(2023·河北卷，11A)(

)(3)“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞”。油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶。(2023·湖南卷，4A)(

)(4)在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。(2021·江苏卷，9C)(

)提示鸣叫声属于物理信息。√√√×(5)某岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物。(2019·海南卷，25A)(

)(6)两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。(2019·江苏卷，6D)(

)提示说明生物种群的繁衍离不开信息的传递。√×题型

生态系统的信息传递(生命观念)[例1]

(2024·湖北卷，7)研究发现，某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征，相较于其他鸣唱特征有明显分歧，因此推测和求偶有关的鸣唱特征，在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是(

)A.芦鹀的鸣唱声属于物理信息B.求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果C.芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体D.和求偶有关的鸣唱特征的差异，表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离D解析物理信息是指通过物理过程传递的信息，芦鹀的鸣唱声属于物理信息，A正确；某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧，由此可知，求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果，B正确；完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体，芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体，C正确；判断两个种群是否为同一物种，主要依据是它们是否存在生殖隔离，即二者的杂交子代是否可育，根据和求偶有关的鸣唱特征的差异，无法表明这三个芦鹀种群是否存在生殖隔离，且题干中描述为“某种芦鹀”，说明仍为同一物种，D错误。BCD[例2]

(不定项)(2025·山东德州检测)雄性座头鲸常以唱歌作为求偶策略，但当种群规模较大时，其可能会避免这种求偶策略，因为歌声可能会吸引其他雄性鲸鱼接近其潜在配偶；而当另外的雄性竞争者出现时，其会与之战斗或离开。座头鲸通过非唱歌的求偶行为，降低了吸引竞争者的可能性，因此更容易留住雌性。下列有关叙述正确的是(

)A.生态系统中的信息只能由生物发出并相互传递而发挥作用B.雌性座头鲸听到雄性座头鲸的歌声体现了物理信息的传递C.信息传递的过程中不仅需要信息源和信道，还需要信息受体D.座头鲸的求偶策略充分体现了生物种群的繁衍离不开信息的传递解析生态系统中的信息可以由生物发出，也可以由非生物环境发出，A错误；歌声属于物理信息，B正确；座头鲸的求偶策略利用了信息传递，说明生物种群的繁衍离不开信息的传递，D正确。C[例3]

(2025·广东惠州调研)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的粪便有明显的反捕食行为，而对以鸡肉为食的水貂的粪便反应不明显。下列关于捕食信息素的分析，错误的是(

)A.捕食信息素在捕食者和猎物之间的信息传递及协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的外观、声音等C.水貂对斑鳟鱼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逃跑行为解析

水貂释放的捕食信息素属于化学信息，其使斑鳟鱼产生反捕食行为，但没有在水貂和斑鳟鱼之间双向传递，C错误。关键·真题必刷1.(2024·广东卷，1)“碳汇渔业”，又称“不投饵渔业”，是指充分发挥生物碳汇功能，通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动，是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是(

)A.开发海洋牧场，发展深海渔业B.建设大坝鱼道，保障鱼类洄游C.控制无序捕捞，实施长江禁渔D.增加饵料投放，提高渔业产量A解析开发海洋牧场，发展深海渔业可获取水产品且不需要投饵，属于“碳汇渔业”，A符合题意；建设大坝鱼道，保障鱼类洄游、控制无序捕捞，实施长江禁渔，均没有收获水产品，不属于“碳汇渔业”，B、C不符合题意；增加饵料投放，不符合“不投饵渔业”，不属于“碳汇渔业”，D不符合题意。2.(2024·安徽卷，6)磷循环是生物圈物质循环的重要组成部分。磷经岩石风化、溶解、生物吸收利用、微生物分解，进入环境后少量返回生物群落，大部分沉积并进一步形成岩石。岩石风化后，磷再次参与循环。下列叙述错误的是(

)A.在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少B.人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率C.磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程D.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环B解析碳元素能通过生物群落与非生物环境快速循环，结合题干信息可推测在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少，A正确；为提高作物产量，人类施用磷肥，人为增加土壤中能被生产者利用的磷的量，会加快磷循环速率，B错误；磷是ATP、NADPH等的组成成分，磷通过这些物质参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程，C正确；无机环境中的磷主要以磷酸盐的形式被生产者吸收后进入生物群落，同时生物体的遗体残骸中的磷经过分解者的分解也以磷酸盐的形式返回到无机环境中，故磷主要以磷酸盐的形式在生物群落和无机环境之间循环，D正确。3.(2023·江苏卷，4)我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用，还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是(

)A.天然林的抵抗力稳定性强，全球气候变化对其影响不大B.减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的形成C.碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落D.天然林保护是实现碳中和的重要措施，主要体现了生物多样性的直接价值C解析天然林结构复杂，自我调节能力较强，抵抗力稳定性较高，但全球气候变化对其仍有显著影响，A错误；减少化石燃料的大量使用，开发清洁能源，能减少二氧化碳的形成，还需要通过植树造林等措施增加二氧化碳的吸收才能减弱温室效应，B错误；通过光合作用和化能合成作用都可以固定空气中的二氧化碳，使其进入生物群落，C正确；通过天然林保护可促进二氧化碳的吸收，体现了生物多样性的间接价值，D错误。4.(2023·河北卷，11)气候变暖使某地的欧洲白头翁提早开花，而为其传粉的蜜蜂并未提前孵化，且成年蜜蜂也未开始采蜜，造成该植物主要传粉途径受阻。幼年蜜蜂的采蜜技巧须向成年蜜蜂学习，下列叙述错误的是(

)A.幼年蜜蜂学习采蜜技巧，依赖生态系统中的信息传递B.该地欧洲白头翁的提早开花促使其种群数量增加C.蜜蜂采食花蜜过程中发生了生态系统的能量流动D.调查欧洲白头翁的种群数量可采用样方法B解析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，能够形成信息传递，即信息流。幼年蜜蜂向成年蜜蜂学习采蜜技巧，依赖生态系统中的信息传递，A正确；由题干“气候变暖使某地的欧洲白头翁提早开花……造成该植物主要传粉途径受阻”可知，该地欧洲白头翁的提早开花促使其种群数量减少，B错误；蜜蜂采食花蜜过程中发生了生态系统的能量流动，能量由第一营养级(欧洲白头翁)流向了第二营养级(蜜蜂)，C正确；可采用样方法调查欧洲白头翁的种群密度，D正确。5.(2024·山东卷，24)研究群落时，不仅要调查群落的物种丰富度，还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点，沿某一环境因素梯度，不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示。 (1)群落甲中冷杉的数量很多，据此________(填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不