第47讲　生态系统的物质循环和信息传递-2026版一轮复习

第47讲生态系统的物质循环和信息传递课标内容(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.生态系统物质循环的概念2.碳循环(1)碳循环及存在形式：①在生物群落和非生物环境间，主要以CO2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CO2、碳酸盐形式存在。(2)消耗CO2的过程：主要是光合作用。(3)产生CO2的过程：呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的大量燃烧。(4)温室效应：3.生物富集4.物质循环与能量流动的区别与联系(1)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，增加了碳的排放。(2)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)(√)(3)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。(2017·江苏卷，11B)(√)我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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1.如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐，对碳循环的影响是___________________________________________________________________。提示打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量明显增多2.氮元素在生物群落与非生物环境间________(填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因：____________________________________________________________________________________________________。提示能农田是人工生态系统，以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥考向1结合碳循环的过程，考查生命观念1.(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答案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；减少化石燃料的燃烧，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。2.(2024·广东深圳调研)为积极应对全球气候变化，我国政府宣布于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)。下列叙述正确的是()A.碳循环是指CO2在生物圈的循环过程B.植树造林和减少化石燃料燃烧是实现碳中和的重要举措C.群落中的碳元素只有通过分解者的分解作用重返非生物环境D.在裸岩上的初生演替过程中，该生态系统生产者固定的CO2量小于生物群落排出的CO2量答案B解析碳循环是指碳元素在生物圈的循环过程，A错误；大气中的CO2主要来源为化石燃料的燃烧，植树造林有助于绿色植物通过光合作用吸收更多的CO2，故减少化石燃料燃烧和植树造林可以降低大气中CO2浓度，实现碳中和，B正确；物质循环中的碳循环可以经过生产者、消费者、分解者或化石燃料的燃烧返回非生物环境，C错误；在初生演替过程中，群落在逐渐壮大，有机物总量增加，生产者固定的CO2量大于生物群落排出的CO2量，D错误。3.(2024·河南九师联盟)如图是某生态系统的碳循环示意图，箭头表示碳流动的方向。下列叙述错误的是()A.碳在生物群落内主要以含碳有机物的形式流动B.甲固定的能量除呼吸消耗外，其余都流入下一营养级C.丙和乙的种间关系为捕食和种间竞争D.若缺少甲和丁，该生态系统将会崩溃答案B解析碳在生物群落与非生物环境之间以CO2的形式流动，在生物群落内主要以含碳有机物的形式流动，A正确；甲(生产者)固定的能量除呼吸消耗外，还流入下一营养级和流入分解者，B错误；丙和乙有捕食关系，同时都捕食甲，故它们的种间关系为捕食和种间竞争，C正确；生产者和分解者是生态系统中必不可少的成分，缺失它们该生态系统将会崩溃，D正确。碳循环模式图分析考向2围绕生物富集作用，考查科学探究4.(2024·福建泉州调研)某生态系统中，镉在沿着食物链传递的过程中产生生物富集现象。该生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，各营养级所积累的镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述正确的是()A.图示四个营养级中的所有生物构成生物群落B.该生态系统的食物链可表示为丙→甲→乙→丁C.镉沿食物链不断聚集并最终积累在最高营养级，随生物的遗体残骸等能回归非生物环境D.四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁<甲＋乙＋丙答案C解析图示不同营养级的生物包括该生态系统的生产者和消费者，但未包括分解者，不构成生物群落，A错误；某些有害物质沿食物链积累，因此图中含有镉浓度越高，营养级越高，故该食物链可表示为丁→乙→甲→丙，由于上一营养级到下一营养级的能量传递效率为10%～20%，因此四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁>甲＋乙＋丙，B、D错误。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[微思考]所有的信息传递都是双向的吗？提示并非所有的信息传递均具有双向性。比如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊并不传递信息给草，此过程中信息传递是单向的。提醒①信息可以来源于非生物环境，也可以来源于同种生物，还可以来源于不同种生物。②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非生物环境之间的传递。3.信息传递的作用4.信息传递在农业生产中的应用(1)“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)(√)(2)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。(3)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)(√)(4)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。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_____________________________________________________________________________________________________________________。提示调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定2.在草原生态系统中，某些鸟类看到食物时，其体内便分泌一种激素，促使其快速完成捕食，判断这种激素是否属于生态系统的化学信息，并说出你的判断理由。____________________________________________________________________提示不属于。生态系统的信息传递在个体与个体或个体与非生物环境之间，动物激素属于个体内细胞间传递信息的分子。3.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、高产的目的提示②③④。②性引诱剂是一种化学物质，此实例属于对化学信息的利用；光照是物理信息的一种，故③④均属于对物理信息的利用；①中适时灌溉与定时饲喂是生物对营养物质方面的需求，不属于对生态系统信息传递原理的运用。考向围绕生态系统的信息传递，考查生命观念1.(2024·安徽阜阳模拟)烟草植株在4～10月开花，开花需要光信息刺激。当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫，夜晚又可以驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。相关叙述或推断合理的是()A.光信息刺激植物开花，体现生命活动的正常进行离不开信息的传递B.“深山密林，猿声尖啼”所体现的信息类型与信息素相同C.信息素只能作用于不同种生物，维持生态系统的平衡与稳定D.信息传递可以调节捕食者和被捕食者的数量，影响种间关系答案D解析光信息刺激植物开花，体现了生物种群的繁衍离不开信息的传递，A错误；“深山密林，猿声尖啼”所体现的是声信息，属于物理信息，与信息素(化学信息)不同，B错误；信息素可以作用于同种生物，也可以作用于不同种生物，C错误。2.(2024·广东汕头调研)1967年，荷兰一位生物学家在研究蜜蜂时，发现蜜蜂在找到蜜源后，可以通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源信息。圆圈舞表明蜜源较近，大约距蜂箱百米以内；摆尾舞的意思是蜜源在百米之外的远处，距离多远与摆尾的速度有关。下列有关叙述错误的是()A.蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞就是典型的行为信息B.生态系统中的信息传递只能发生在生物和生物之间C.由此可见，生命活动的正常进行离不开信息的作用D.苹果园中制造与蜜蜂跳舞相同频率的振动或声音有助于提高苹果的产量答案B解析生态系统的信息传递能发生在生物与生物之间，也能发生在生物与非生物环境之间，B错误；制造与蜜蜂跳舞相同频率的振动或声音，从而吸引蜜蜂前来采蜜传粉，提高产量，这属于物理信息的作用，说明生物种群的繁衍离不开信息传递，体现了信息传递在农业生产中的应用，可以提高农产品的产量，D正确。巧判生态系统信息的类型(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度等信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息，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”者均属于行为信息。(4)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)在嘈杂的环境中(如瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种行为进行信息交流。1.(2023·浙江6月选考，2)自从践行生态文明建设以来，“酸雨”在我国发生的频率及强度都有明显下降。下列措施中，对减少“酸雨”发生效果最明显的是()A.大力推广风能、光能等绿色能源替代化石燃料B.通过技术升级使化石燃料的燃烧率提高C.将化石燃料燃烧产生的废气集中排放D.将用煤量大的企业搬离城市中心答案A解析减少“酸雨”最有效的方法是减少硫氧化物和氮氧化物的排放量，具体措施有减少煤炭和石油的消耗量、开发无污染新能源、减少二氧化硫的排放量等。因此答案为A。2.(2023年1月浙江选考，1)近百年来，随着大气CO2浓度不断增加，全球变暖加剧。为减缓全球变暖，我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标，彰显了大国责任。下列措施不利于达成此目标的是()A.大量燃烧化石燃料 B.积极推进植树造林C.大力发展风能发电 D.广泛应用节能技术答案A解析大量燃烧化石燃料会增加CO2的排放，不利于达成此目标。3.(2023·广东卷，13)凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见图。下列叙述正确的是()A.1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻B.1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位C.浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者D.异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养答案B解析1周后开始投喂人工饵料，虾池中有机碎屑含量增加，水体中N、P等无机盐增多，水体富营养化严重，A错误；藻类作为生产者，在物质循环中占主要地位，B正确；浮游动物摄食藻类，同时浮游动物摄食细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者，C错误；异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养，D错误。4.(2022·湖南卷，8)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是()A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用答案B解析能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，稻—蟹共作模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，A错误；生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁力等，采用灯光诱虫杀虫利用了光，是物理信息的传递，B正确；捕食关系是指群落中两个物种之间的关系，硬壳蟹(非蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同一物种，两者之间的摄食不属于捕食关系，C错误；生态系统中的能量流动是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，D错误。限时强化练(时间：30分钟)【对点强化】考点一生态系统的物质循环1.(2024·中原名校联考)生态系统的物质循环是生态系统的重要功能，碳循环是其中重要的形式之一。下列关于碳循环的叙述，正确的是()A.CO2进入生物群落的途径是光合作用B.目前造成全球气候变暖的主要原因是植被被大量破坏C.在生物群落自然演替的过程中，CO2的输入和输出处于不平衡状态D.碳循环指的就是CO2在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程答案C解析CO2进入生物群落的途径主要有光合作用和化能合成作用；目前造成全球气候变暖的主要原因是化石燃料的燃烧，短时间内释放大量的CO2；在群落演替过程中，多数情况下，总光合作用强度大于呼吸作用强度，CO2的输入大于输出；碳循环指的是碳元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程，而不是CO2。2.(2024·江苏徐州调研)2020年9月，我国提出要在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和的目标。下列关于“碳达峰”和“碳中和”的叙述，错误的是()A.“碳中和”是指在某一时刻，该地区没有碳的排放B.“碳达峰”是指在某一时刻，碳排放量达到历史最高值C.“碳达峰”和“碳中和”所指的“碳”都是温室气体CO2D.发展太阳能等新能源有助于我国提前达成“碳达峰”和“碳中和”的目标答案A解析“碳中和”是指在一定时间内，通过植树造林、节能减排等形式，抵消产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”，A错误；“碳达峰”是指在某一时刻，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值，之后逐步回落，B正确；“碳达峰”和“碳中和”所指的“碳”都是温室气体CO2，C正确；发展太阳能等新能源可以减少CO2的排放，有助于我国提前达成“碳达峰”和“碳中和”的目标，D正确。3.(2024·西安五校联考)下图为碳循环示意图，有关叙述错误的是()A.图中①代表光合作用，③代表有氧呼吸B.①～④过程伴随能量的输入、传递、转化和散失C.碳在非生物环境和生物群落之间的循环形式主要是CO2D.CO2在大气圈和水圈之间的交换有利于调节大气中碳含量答案A解析图中①代表光合作用和化能合成作用，③代表细胞呼吸，主要是有氧呼吸，A错误；①～④过程表示能量的流动过程，伴随能量的输入、传递、转化和散失，B正确；碳进入生物群落是以CO2的形式，返回非生物环境也是以CO2的形式，即在非生物环境和生物群落之间的循环形式主要是CO2，C正确；CO2在大气圈与水圈的界面上通过扩散作用相互交换，从而完成碳循环的自我调节，D正确。4.(2024·山东潍坊模拟)磷循环在维持生态系统结构和功能的稳定性等方面有重要作用。某人工生态系统磷循环部分过程如图所示。下列有关叙述中，正确的是()A.生态系统的磷循环是指组成生物体的含磷化合物，在非生物环境和生物群落之间反复循环的过程B.生态系统的结构是指生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量C.植物磷、动物磷和早期凋落物磷中的某些含磷化合物相同D.物质循环具有全球性，故该生态系统不需要人工施加磷肥答案C解析生态系统的磷循环是指磷(P)元素在非生物环境和生物群落之间反复循环的过程，A错误；生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，营养结构包括食物链和食物网，B错误；植物磷、动物磷和早期凋落物磷中均含有磷脂，即存在相同的含磷化合物，C正确；据图可知，磷以有机物形式通过牧草和中草药、畜产品等输出，故需要人工施加磷肥，D错误。考点二生态系统的信息传递5.(2024·漯河一高质检)信息传递在生态系统中有着广泛的应用，下列叙述错误的是()A.头狼的嚎叫声是一种物理信息B.“燕燕于飞，差池其羽”表达的是行为信息C.神经细胞释放的神经递质是一种化学信息D.草原返青时，“绿色”为食草动物提供的信息有调节作用答案C解析声音是一种物理信息，A正确；“燕燕于飞，差池其羽”意思是燕子飞在天上，参差舒展翅膀，体现的是行为信息，B正确；神经细胞释放神经递质发生在生物体内，不属于生态系统的信息传递，C错误；草原的绿色(物理信息)为食草动物提供可以采食的信息，有调节作用，D正确。6.(2024·黑龙江哈尔滨模拟)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，维持生态系统的平衡与稳定答案B解析生长素类调节剂是人工合成的，不属于化学信息，A错误；生态系统中能量沿食物链从低营养级向高营养级传递，生态系统中的信息传递往往是双向的，C错误；某种鸟类通过点头或鞠躬追求配偶，说明生物种群的繁衍离不开信息的传递，D错误。7.(2024·广东肇庆调研)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.可以使用标记重捕法调查莺的种群密度C.黄莺的鸣叫声属于物理信息，物理信息也可来自非生物环境D.为防止果树遭受鸟害，用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于机械防治答案D解析为防止果树遭受鸟害，用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于生物防治，D错误。【综合提升】8.(2024·山东泰安模拟)我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国将于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)。如图是生物圈碳循环示意图(图中生态系统的组成成分完整，但缺少部分途径)。下列相关分析错误的是()A.增加E对CO2的吸收量是实现碳中和的重要举措B.若增加途径“A→E”，则成分C表示分解者C.碳在E、D、B间主要以有机物的形式沿食物链单向流动D.增加途径“C→A”和“A→E”后即可表示完整的碳循环答案D解析E表示生产者，能吸收CO2，增大生产者对CO2的吸收量，是有效实现碳中和的途径之一，D表示初级消费者，B表示次级消费者，碳在E、D、B间主要以有机物的形式沿食物链单向流动，A、C正确；若增加途径“A→E”，即生产者通过光合作用或化能合成作用利用CO2形成有机物进入生物群落，则成分C表示分解者，B正确；增加途径“C→A”和“A→E”后，还需要增加化石燃料等的燃烧途径才能表示完整的碳循环，D错误。9.(2024·河北唐山调研)为更好地建设雄安新区，科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中有机氯农药DDT污染的状况，得到如表所示检测结果。下列说法错误的是()不同成分水底泥水生植物浮游动物底栖动物鲫鱼乌鳢DDT含量/(μg·kg－1)21.037.919.4124.4A.DDT在生物群落和非生物环境间循环往复，不能被分解B.DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有成分C.营养级越高，生物体内的DDT浓度越高，称为生物富集D.水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢答案A解析生态系统中的物质循环是指某些化学元素在非生物环境与生物群落中的循环，不是DDT这样的难以降解的化合物，DDT会随着营养级的增加，在生物体内不断富集，不会在生物群落与非生物环境之间循环往复，A错误。10.(2024·江苏南京学情调研)图1为生态系统碳循环示意图，图2为某湖泊生态系统主要生物类群示意图(浮游动物以浮游植物为食，食浮游生物的鱼以浮游植物和浮游动物为食)。请据图回答下列问题：(1)图1中有________条食物链，图2中食浮游生物的鱼属于________营养级。(2)碳元素在生态系统中主要以________的形式在生物群落和非生物环境之间循环。补充图1中缺少的箭头：____________________(用图1中文字和箭头表示)。(3)图2所示某湖泊生态系统能量流动的起点是____________________。浮游动物同化的能量，除一部分流向食浮游生物的鱼外，其余能量的去向是______________________________________________________(至少答出两点)。(4)如图2所示的某些浮游植物会产生有毒物质，与浮游动物相比，食浮游生物的鱼体内有毒物质的浓度________(填“高”或“低”)，其原因是___________________________________________________________________。答案(1)一第二、三(2)CO2微生物→大气中的CO2(3)