資源簡介

(共86張PPT)
第8課時
生態系統的物質循環和信息傳遞
課標要求
1.分析生態系統中的物質在生物群落與無機環境之間不斷循環的規律。
2.舉例說明利用物質循環，人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。
3.闡明某些有害物質會通過食物鏈不斷地富集的現象。
4.舉例說出生態系統中物理、化學和行為信息的傳遞對生命活動的正常進行、生物種群的繁衍和種間關系的調節起著重要作用。
考點一　生態系統的物質循環
考點二　生態系統的信息傳遞
內容索引
重溫高考 真題演練
課時精練
考點一
生態系統的物質循環
1.物質循環
(1)概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣等 ，在生態系統中不斷地進行著從 到 ，再回到無機環境的循環過程。
(2)特點：具有 和循環性。
歸納 夯實必備知識
元素
無機環境
生物群落
全球性
2.碳循環
歸納總結
(1)碳的存在形式與循環形式
①在生物群落和無機環境間：主要以 形式循環。
②在生物群落內部：以 形式傳遞。
③在無機環境中：主要以 形式存在。
(2)碳進入生物群落的途徑：生產者的 和化能合成作用。
(3)碳返回無機環境的途徑： ；分解者的分解作用(實質是呼吸作用)和 。
二氧化碳
含碳有機物
二氧化碳和碳酸鹽
光合作用
生產者、消費者的呼吸作用
化石燃料的燃燒
延伸應用
(1)碳循環的破壞——溫室效應
①形成原因：化石燃料的大量燃燒，導致大氣中的 含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環的平衡。
②影響：使 ，加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。
③解決途徑
a.減少 的使用，開發清潔能源。
b.大力植樹造林。
二氧化碳
氣溫升高
化石燃料
延伸應用
(2)氮元素在生物群落與無機環境間 (填“能”或“不能”)循環利用。請解釋需不斷向農田中施加氮肥的原因：_________________
___________________________________________________________
。
能
農產品源源不斷地
從農田生態系統輸出，其中的氮元素并不能全部歸還土壤，所以需
要施加氮肥。這與物質循環并不矛盾
3.主要的物質循環
水循環
磷循環
4.物質循環與能量流動的區別與聯系
(1)區別
項目 物質循環 能量流動
形式 太陽能→化學能→熱能
過程 在無機環境與生物群落之間_________ 沿食物鏈(網) 流動
范圍 全球(生物圈) 生態系統各營養級
特點 性、循環性 、_________
反復循環
單向
全球
單向流動
逐級遞減
(2)聯系
①二者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割。
②物質作為能量的 ，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為 ，使物質在生物群落和無機環境之間得以不斷地往返循環。
載體
動力
5.有害物質通過食物鏈呈現富集現象
(1)有害物質循環
①概念：是指那些對有機體有害的物質進入生態系統，通過 富集或 的過程。
②特點：具有 現象。
③危害：導致生物體 、甚至死亡。
食物鏈
被分解
濃縮
中毒
(2)有害物質循環的實例
①生物富集
難以分解
超過
②汞循環
噴灑農藥
液態
甲基汞
水俁
考向一　碳循環的過程分析
1.(2023·江蘇蘇州高三模擬)如圖是生態系統中碳循環示意圖，其中“→”表示碳的流動方向。下列敘述錯誤的是
A.在碳循環過程中，同時伴隨著能量流動
B.由于某種原因造成圖中E生物數量大量減少，
推測短期內與之相鄰的兩個營養級生物數量
發生的變化是D增多，F減少
C.該生態系統的消費者包括圖中的D、E、F、B
D.在A→C過程中碳主要以CO2的形式進行循環，在F→B過程中以含碳有
機物的形式進行流動
突破 強化關鍵能力
√
分析題圖可知，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是大氣中的CO2庫。A、C之間為雙向箭頭，A為生產者。A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費者。
圖示中包含的食物鏈為A→D→E→F，故E減少，短時間內D增多，F減少。碳在生物群落與無機環境之間主要以CO2的形式循環，在生物群落內部是以含碳有機物的形式流動。
方法技巧
“三看法”快速確認碳循環的各環節
2.低碳生活、綠色經濟已成為人類共識。國務院政府工作報告中明確提出了“碳達峰”的目標，并制定碳排放達峰的行動方案，其中包括植樹造林、節能減排、利用新能源等形式。下列有關說法錯誤的是
A.碳在生物群落和無機環境之間主要是以含碳有機物的形式進行循環
B.人類活動大量利用煤、石油等化石燃料，打破了生物圈中碳循環的平衡
C.碳循環具有全球性，因此碳循環失衡影響的是整個地球的生態環境
D.通過光合作用或化能合成作用，大氣中的CO2轉化為含碳有機物
√
碳在生物群落和無機環境之間主要是以二氧化碳的形式進行循環，A錯誤。
考向二　生物富集
3.如圖是一個生態系統中不同營養級同化的能量相對值示意圖，其中丙是第一營養級(生產者)。若該生態系統受到含汞的廢電池浸出液污染，生物體內含汞最多的營養級是
A.乙　　　B.丙　　　C.甲　　　D.丁
√
圖示食物鏈是丙→丁→乙→甲，有害物質沿著食物鏈流動并逐漸積累，因此生物體內積存汞最多的營養級是甲。
4.(多選)如圖表示某生態系統中，甲、乙兩種群
在一段時間內的數量變化情況。下列有關敘述
錯誤的是
A.甲為捕食者，乙為被捕食者
B.M時甲、乙兩種群的數量相等，但出生率不一定相等
C.甲種群中的碳元素可通過一定途徑進入乙種群
D.若長期受某重金屬污染，甲種群體內重金屬濃度大于乙種群
√
√
圖中乙的數量變化晚于甲，且甲的波峰高于乙，則乙為捕食者，A錯誤；
若長期受某重金屬污染，乙的營養級高于甲，故乙種群體內重金屬濃度大于甲種群，D錯誤。
考點二
生態系統的信息傳遞
歸納 夯實必備知識
1.生態系統的信息種類(連線)
2.生態系統的信息傳遞作用
(1)信息流：生態系統中的信息來自植物、動物、 、人和_______
，這些信息在各成員之間或 的交換、傳遞稱為生態系統的信息流。
(2)信息傳遞特點：往往是雙向的。
(3)信息流傳遞模型
微生物
非生物
環境
成員內部
(4)信息傳遞在生態系統中的作用
生命活動
繁衍
生物的種間關系
穩定
(5)信息傳遞在生產實踐中的作用
①提高農作物產量。如可通過模擬 的信息，吸引這些昆蟲前來幫助農作物傳粉。
②防治害蟲。如在田間釋放人工合成的 ，干擾農作物害蟲的正常交尾，以減少農藥的使用量，達到既防蟲又環保的目的。
③獲得較高的觀賞價值和經濟效益。如通過短日照處理使菊花提前開放，或長日照處理使菊花延遲開放。
傳粉昆蟲
性外激素
熱圖分析
據圖分析生態系統的信息傳遞模型
(1)物理信息來源于 ；化學信息和行為信息來源于 。
(2)生態系統的信息傳遞的范圍______
(填“包括”或“不包括”)細胞之間的傳遞。
(3)生態系統的信息傳遞是種群內部 之間、 之間以及_____
與 之間的傳遞。信息傳遞的方向一般是 的。
生物和無機環境
生物
不包括
個體
種群
生物
無機環境
雙向
3.能量流動、物質循環和信息傳遞的關系
項目 能量流動 物質循環 信息傳遞
特點 __________________ 全球性、循環性 往往是雙向的
途徑 _______________ 多種
地位 生態系統的動力 生態系統的基礎 決定能量流動和物質循環的方向和狀態
聯系 同時進行，相互依存，不可分割，形成統一整體
單向流動、逐級遞減
食物鏈和食物網
考向一　信息傳遞的類型和作用分析
5.(2023·江蘇南京高三模擬)下列關于生態系統信息傳遞的敘述，正確的是
A.利用生長素類調節劑殺死單子葉農作物周圍的雙子葉雜草，屬于化學信息
的應用
B.利用光照、聲音信號誘捕或驅趕某些動物，使其遠離農田，屬于生物防治
C.生態系統中信息沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞
D.某種鳥類通過點頭或鞠躬追求配偶，這一現象說明生態系統中的信息傳遞
可以調節生物的種間關系，維持生態系統的穩定
突破 強化關鍵能力
√
生長素類調節劑不屬于生態系統的化學信息，A錯誤；
生態系統中能量沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞，生態系統中的信息傳遞往往是雙向的，C錯誤；
某種鳥類通過點頭或鞠躬追求配偶，這一現象說明生物種群的繁衍離不開信息的傳遞，D錯誤。
6.下列關于生命系統中信息傳遞的敘述，正確的是
A.生物體內細胞之間的信息傳遞必須依賴細胞質膜上受體的識別
B.生物體內的信息傳遞一般都具有雙向性
C.無論生物體內還是生物體外，傳遞每一種信息都必須依賴具體的信號
分子
D.人體產生的能促進細胞代謝的甲狀腺激素不屬于生態系統信息傳遞中
的化學信息
√
生物體內細胞之間的信息傳遞不是都必須依賴細胞質膜上的受體的識別，如高等植物細胞之間通過胞間連絲進行信息交流，A錯誤；
生物體內的信息傳遞往往是信號分子通過一定的途徑作用于靶細胞，一般是單向的，B錯誤；
生態系統中的信息傳遞不一定依賴于信號分子，如物理信息和行為信息，C錯誤；
人體產生的能促進細胞代謝的甲狀腺激素屬于體內的信號分子，生態系統的化學信息在同種生物或不同生物個體間發揮作用，D正確。
方法技巧
生態系統中信息類型的辨析方法
(1)涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號，通過動物感覺器官皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感覺到的信息，則判斷為物理信息。
(2)若涉及化學物質揮發性(如性外激素等)這一特點，則判斷為化學信息。
(3)凡涉及“肢體語言”的，則判斷為行為信息。
(4)若在影響視線的環境中(如深山密林)，生物間多依靠“聲音”這種物理形式傳遞信息。
(5)若在噪音嘈雜的環境(如洪水、瀑布旁)，生物間多以“肢體語言”這種“行為”進行信息交流。
考向二　生態系統三大功能的綜合
7.物質循環、能量流動和信息傳遞是生態系統的基本功能，下列相關敘述錯誤的是
A.物質循環和能量流動的途徑是食物鏈和食物網
B.物質循環與能量流動相伴隨，且兩者離不開信息傳遞
C.信息傳遞發生在生物之間及生物與無機環境之間
D.生態系統達到穩態時，系統內部不再有信息傳遞
√
食物鏈和食物網是能量流動和物質循環的渠道，A正確；
能量流動、物質循環和信息傳遞將生態系統各組分聯系成一個整體，并調節生態系統的穩定性，B正確；
生態系統中信息傳遞發生在生物之間、生物與無機環境之間，且這種傳遞往往是雙向的，C正確；
生態系統達到穩態時，系統內部仍然存在信息傳遞，D錯誤。
8.(多選)如圖為生態系統信息傳遞模式圖，下列相關敘述正確的是
A.信息傳遞是雙向的，能量流動和物質循環也是雙向的
B.生態系統的功能主要是能量流動和物質循環，還有信息傳遞
C.物質循環是生態系統的基礎，能量流動是生態系統的動力，信息傳遞
則決定著能量流動和物質循環的方向
D.生態系統各成分間都有各種形式的信息傳遞
√
√
√
三
重溫高考 真題演練
1.(2021·北京，11)野生草本植物多具有根系發達、生長較快、抗逆性強的特點，除用于生態治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收獲后剩余的菌渣可作肥料或飼料。下列相關敘述錯誤的是
A.種植此類草本植物可以減少水土流失
B.菌渣作為農作物的肥料可實現能量的循環利用
C.用作培養基的草本植物給食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作飼料實現了物質在植物、真菌和動物間的轉移
√
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此類草本植物根系發達可以固定更多的土壤，故種植此類草本植物可以減少水土流失，A正確；
能量可多級利用，但不能循環利用，B錯誤；
草本植物含有蛋白質和纖維素，可給食用菌提供碳源和氮源，C正確；
草本植物可栽培食用菌，而菌渣可作肥料或飼料，故實現了物質在植物、真菌和動物間的轉移，D正確。
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2.(2020·全國Ⅲ，6)生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環等過程。下列有關碳循環的敘述，錯誤的是
A.消費者沒有參與碳循環的過程
B.生產者的光合作用是碳循環的重要環節
C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節
D.碳在無機環境與生物群落之間主要以CO2形式循環
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√
3.(2021·河北，22)為探究全球氣候變暖對生態系統的影響，研究者將20個人工淡水池塘均分成兩組，對照組保持環境溫度，實驗組始終比對照組高4 ℃(利用溫控裝置)，并從附近淡水棲息地搜集水生生物投入池塘。連續多年觀測
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發現，池塘逐漸形成主要由浮游植物和浮游動物組成的群落。第15年時，池塘中浮游植物和浮游動物生物量(單位體積水體中生物體的質量)的檢測結果如圖。
回答下列問題：
(1)池塘生物群落區別于湖泊生物群落的重要特征為________________，池塘生物群落從簡單到復雜的過程中發生了______演替。
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(2)某種水生生物被投入池塘后，其種群數量將
呈______型增長，若該生物種群密度在較長時期保持相對穩定，表明其種群數量已達到了____________。
群落的物種組成
次生
“S”
環境容納量
(3)從能量流動角度分析，升溫導致該生態系統總生物量降低的原因可能是_________________
_________________________。
生物自身呼吸消耗
增加，分解者分解作用加快
從生態系統的能量流動角度分析，升高溫度可能會導致每一營養級生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快，從而導致生態系統總生物量降低。
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(4)碳在池塘生物群落中主要以___________的形式傳遞，碳循環具有全球性的主要原因是____________________________________
_________________________________________________________________。
含碳有機物
碳在生物群落和無機環境之間的循環主要以CO2的形式進行，大氣中的CO2能夠隨著大氣環流在全球范圍內流動
碳在無機環境中主要以CO2和碳酸鹽形式存在，在生物群落的各類生物體中以含碳有機物的形式存在，并通過食物鏈在生物群落中傳遞。
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4.(2021·廣東，17)為積極應對全球氣候變化，我國政府在2020年的聯合國大會上宣布，中國于2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，力爭在2060年前實現碳中和(CO2排放量與減少量相等)。這是中國向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國責任。回答下列問題：
(1)在自然生態系統中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持________。自西方工業革命以來，大氣中CO2的濃度持續增加，引起全球氣候變暖，導致的生態后果主要是_____________________________________。
碳平衡
極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等
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在自然生態系統中，植物光合作用攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等。隨著現代工業的迅速發展，人類大量燃燒煤、石油等化石燃料，使地層中經過千百萬年而積存的碳元素，在短時間內釋放出來，打破了生物圈中碳平衡，使大氣中的CO2濃度迅速增加，引起全球氣候變暖，導致極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等嚴重的生態后果。
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(2)生態系統中的生產者、消費者和分解者獲取碳元素的方式分別是________________________________________，消費者通過食物網(鏈)取食利用，_______________________________________。
光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用
從而將碳元素以含碳有機物的形式進行傳遞
生產者主要通過光合作用和化能合成作用獲取碳元素，從而碳元素將通過生產者進入生態系統，消費者通過攝食生產者和低營養級的消費者來獲取碳元素，分解者通過分解生產者的遺體殘骸和消費者的糞便、遺體殘骸來獲取碳元素。
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(3)全球變暖是當今國際社會共同面臨的重大問題，從全球碳循環的主要途徑來看，減少________和增加________是實現碳達峰和碳中和的重要舉措。
碳釋放
碳存儲
一、易錯辨析
1.生態系統的物質循環指的是各種化合物在生物群落與無機環境之間往復循環(　　)
2.碳在生物群落和無機環境之間主要以有機物形式循環(　　)
3.與碳循環有關的生理活動有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等
(　　)
4.生態系統的物質循環和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網，所以物質和能量是循環往返的(　　)
五分鐘　查落實
×
×
√
×
5.變色龍變化體色，主要是向同類傳遞行為信息(　　)
6.當食草動物看到青草明顯減少時，部分個體會另覓取食地，這體現了生態系統的信息傳遞功能(　　)
×
√
二、填空默寫
1.(選擇性必修2 P85)物質循環：_____________________________________
________________________________________________________________
___________________。
2.(選擇性必修2 P85)在無機環境中，碳主要以 的形式存在；在生物群落中，碳主要以 的形式存在。
3.(選擇性必修2 P87)生物圈的物質循環還包括_________________________
等。
4.(選擇性必修2 P87)有害物質循環是指_______________________________
___________________________________。
組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫、
鈣等元素，在生態系統中不斷地進行著從無機環境到生物群落，再回到
無機環境的循環過程
二氧化碳和碳酸鹽
有機物
水循環、氮循環、磷循環和
硫循環
那些對有機體有害的物質進入生態
系統，通過食物鏈富集或被分解的過程
5.(選擇性必修2 P87)生物富集：__________________________________
。
6.(選擇性必修2 P93)生態系統中的物理信息、化學信息、____________
等，把生態系統的各部分聯系起來并協調為統一的整體。
7.(選擇性必修2 P95)生物種群的 和 的調節都離不開信息傳遞。
難以分解的化合物或重金屬在生物體內
的濃度遠遠超過環境中濃度的現象
行為信息和
營養信息
繁衍
種間關系
四
課時精練
一、單項選擇題
1.如圖為碳循環示意圖，下列敘述正確的是
A.圖中由生產者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ構成的
食物鏈中，能量流動是單向、逐級
遞減的
B.生產者為第一營養級，①②⑥⑧之和為生產者固定的總能量
C.①⑦⑧過程以CO2的形式進行，②③④⑤⑥過程以有機物的形式進行
D.根瘤菌與豆科植物互利共生時，其生命活動所需的有機碳來自⑥過程
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√
Ⅳ代表分解者，而分解者不參與食物鏈的組成，A錯誤；
生產者為第一營養級，①為生產者固定的總能量，B錯誤；
碳在生物群落和無機環境之間(即圖中①⑦⑧)主要是以CO2的形式進行循環，在生物群落內部(即圖中②③④⑤⑥)以有機物形式進行流動，C正確；
根瘤菌是消費者，不是分解者，因此它與豆科植物互利共生時，其生命活動所需的有機碳應該來自②，而不是⑥，D錯誤。
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2.下列有關生態系統的物質循環和能量流動的敘述，錯誤的是
A.碳在無機環境與生物群落之間主要以二氧化碳的形式循環
B.處于最高營養級的生物所同化的能量不會再提供給其他生物
C.生產者通過光合作用合成有機物，能量就從無機環境流入了生物群落
D.提倡素食能夠使人類的食物鏈縮短，減少生態系統中的能量損失
√
碳在無機環境與生物群落之間主要以二氧化碳的形式循環，在生物群落之間以有機物形式流動，A正確；
處于最高營養級的生物所同化的能量有一部分流向分解者，B錯誤。
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3.下圖為碳循環示意圖，甲、乙、丙表示生態系統中三種成分，下列敘述正確的是
A.碳循環是指二氧化碳在甲與丙之間不
斷循環的過程
B.乙在該生態系統中均處于第二營養級
C.甲、乙、丙共同組成生物群落
D.生物X不可能不具有細胞核，生物Y不可能含有線粒體
√
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4.安徽農業大學科研人員研究發現，茶園中茶樹在受到害蟲侵害時會釋放信號物質順－3－己烯醇，該物質一方面可吸引害蟲天敵前來捕食害蟲，另一方面可傳達信號給周圍的茶樹，未受害茶樹接收到該信號后，就會提前激發自身的防御響應。下列相關敘述錯誤的是
A.茶樹釋放的順－3－己烯醇能夠調節生物的種間關系
B.該茶園中信息傳遞的方向是茶樹→茶樹、茶樹→害蟲天敵
C.外源噴施一定量的順－3－己烯醇可提高茶樹防御害蟲的能力
D.一片茶園可以是一個生態系統，該生態系統中時刻存在著物質循環和
能量流動
√
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5.下列對于生態系統結構和功能的相關敘述，錯誤的是
A.生態系統各成分間都有各種形式的信息傳遞
B.生態系統的物質循環發生在生物群落和無機環境之間
C.生產者除綠色植物外，還包括黑藻、藍細菌、硝化細菌等原核生物
D.生態系統的組成成分，通過物質循環、能量流動和信息傳遞緊密地聯系
在一起
√
生產者除綠色植物外，還包括藍細菌、硝化細菌等自養型的原核生物，黑藻屬于真核植物，C錯誤。
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6.某些人工合成的化合物如農藥DDT、六六六等，進入環境后便參與生態系統的物質循環，但是，這些化合物難以被降解并在生物體內積蓄。下表是某水域生態系統在結構和功能處于相對穩定狀態時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度。下列說法錯誤的是
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項目 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT濃度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
A.該生態系統的水體中DDT的濃度小于0.04 ppm
B.四個種群最簡單的能量流動渠道是形成一條食物鏈
C.甲是該生態系統組成成分中的生產者
D.丁種群個體死亡后釋放的DDT還可能再進入丁種群
√
項目 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT濃度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
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項目 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT濃度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
由表中數據可知，甲所含的總能量最多，DDT濃度最低，所以甲是該生態系統中的生產者，其殘留DDT濃度為0.04 ppm，環境中的DDT濃度應小于0.04 ppm，A、C正確；
乙和丙都位于第二營養級，可以形成甲→乙→丁和甲→丙→丁兩條食物鏈，B錯誤；
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項目 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT濃度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
丁種群個體死亡后釋放的DDT難以被降解，可能通過各級生物的富集再次進入丁種群，D正確。
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7.系統是由相互作用、相互依賴的若干組分有規律地結合而成的、具有特定功能的有機整體。右圖為生態系統部分結構模型示意圖，下列相關敘述錯誤的是
A.輸入該系統的能量主要是太陽能，輸出該系統的能量
主要是熱能
B.若1～3為生態系統的生物組分，則三者間的信息傳遞
都是雙向的
C.若1～3為食物鏈的3個營養級，則組分3含有的能量一定最少
D.若2和3分別代表消費者和分解者，則組分1是生態系統中最基本、最關鍵
的生物因素
√
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生態系統中能量的流動是單一方向的，能量以太陽能的形式進入生態系統中，以熱能的形式不斷散失于環境中，A正確；
生態系統中信息在生物組分中往往都是雙向傳遞的，B正確；
若1～3為食物鏈中3個營養級，雖然能量逐級遞減，但由圖無法判斷2、3哪個營養級更高，因此組分3含有的能量不一定最少，C錯誤。
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二、多項選擇題
8.土壤中的微生物、作物根系和土壤動物的呼吸都會釋放出大量的二氧化碳，統稱為土壤呼吸，土壤呼吸是陸地生態系統碳循環的重要環節。如圖是某林下的苔蘚和凋落物覆蓋條件下土壤呼吸的日變化動態。下列分析正確的是
注：Rs－裸為裸土；Rs－苔為苔蘚覆蓋；Rs－凋為凋落物覆蓋。
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A.凋落物中的能量可供給分解者和其他
各營養級生物利用
B.該生態系統中對碳循環起關鍵作用的
環節是生產者和分解者
C.土壤表層的苔蘚生長有利于涵養水源、
分解者的生存等
D.土壤表層的覆蓋物提高土壤呼吸速率的原因可能與提高溫度有關
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分解者分解凋落物釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少量轉移到ATP中供分解者自身生命活動所需，不能被其他營養級生物利用，A錯誤；
生產者能將無機物合成有機物，供其他生物利用，分解者能將有機物分解成無機物，因此在生態系統中，對碳循環起決定作用的關鍵環節是生產者和分解者，B正確；
凋落物覆蓋土壤呼吸速率最大，有利于分解者的生存，而苔蘚覆蓋土壤呼吸速率與裸土土壤呼吸速率相差不大，不利于分解者生存，C錯誤；
溫度影響細胞呼吸中酶的活性，土壤表層的覆蓋物可以提高土壤溫度，故土壤表層的覆蓋物提高土壤呼吸速率的原因可能與提高溫度有關，D正確。
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9.有科學家指出：“沒有物質，什么都不存在；沒有能量，什么都不會發生；沒有信息，任何事物都沒有意義”。下列關于生態系統中物質循環、能量流動及信息傳遞的敘述，錯誤的是
A.生態系統中的信息只能來源于同種或異種的生物
B.碳元素從非生物環境進入生物群落的途徑只有光合作用
C.從物質循環的角度來看，生物圈是一個自給自足的系統
D.植物生長素對植物生長的調節屬于信息傳遞中的化學信息
√
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生態系統中的信息可以來源于生物，也可以來源于非生物環境，A錯誤；
碳元素從非生物環境進入生物群落不僅可以通過光合作用，還可以通過某些細菌的化能合成作用，B錯誤；
植物生長素對植物生長的調節為體內調節，不屬于生態系統中的信息傳遞，D錯誤。
13
10.草地貪夜蛾俗稱秋黏蟲，外號“行軍蟲”，成蟲借助風力可以在一夜之間飛行100公里，是世界十大植物害蟲之一。草地貪夜蛾取食范圍廣，但明顯嗜好禾本科，其低齡幼蟲對農藥的抵抗力最弱。下列有關說法正確的是
A.用性引誘劑對草地貪夜蛾進行誘殺屬于化學防治
B.利用黑光燈對草地貪夜蛾進行常規監測利用了物理信息
C.殺滅草地貪夜蛾的最佳時期是其幼蟲期
D.在卵孵化初期選擇噴施蘇云金芽孢桿菌進行防治，利用的種間關系是
捕食
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用性引誘劑對草地貪夜蛾進行誘殺屬于生物防治，A錯誤；
蘇云金桿菌能寄生在草地貪夜蛾的體內，在卵孵化初期選擇噴施蘇云金芽孢桿菌進行防治，利用的種間關系是寄生，D錯誤。
11.(2023·江蘇常州高三模擬預測)政府工作報告中，“做好碳達峰、碳中和工作”被列為2021年重點任務之一：國家要如期實現2030年前“碳達峰”、2060年前“碳中和”的目標。下列敘述正確的是
A.“碳達峰”是碳循環調整的結果，使碳釋放速率與消耗速率大致相當
B.“碳中和”就是通過植樹造林、節能減排等措施，使碳實現零排放
C.“碳達峰”是“碳中和”的結果，這需要國內和國際社會的共同努力
D.限制使用不可再生資源是實現“做好碳達峰、碳中和工作”的有效手段
√
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“碳中和”是指國家、企業、產品、活動或個人在一定時間內直接或間接產生的二氧化碳或溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節能減排等形式，以抵消自身產生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實現正負抵消，即達到相對“零排放”，而不是碳實現零排放，B錯誤；
“碳達峰”是碳釋放速率達到最大時出現的一個峰值，不是“碳中和”的結果，碳循環具有全球性等特點，因此“碳中和”需要國內和國際社會的共同努力，C錯誤；
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使用不可再生資源不利于可持續發展，會大大增加碳釋放速率，限制使用不可再生資源是實現“做好碳達峰、碳中和工作”的有效手段，D正確。
三、非選擇題
12.種群、群落和生態系統是生命系統的重要結構層次，請據圖回答相關問題：
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(1)圖1表示某海域受污染后，一種魚的年齡結構發生了改變，預測該種群數量的變化趨勢是______。該海域部分海藻以及多種軟體動物的生物量顯著下降，個別物種消亡，而沙蠶等多毛綱動物變為優勢種群，這是在______水平上研究的結果。
下降
群落
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(2)圖2是生態系統中碳循環示意圖，其中“→”表示碳的流動方向，A→B過程中碳主要以________的形式進行循環，C→D以______的形式進行流動。對E過度開發利用會打破生物圈中碳平衡，則E是______
______。
有機物
CO2
化石
燃料
據圖分析，C是生產者，A為消費者，B為分解者，在A和B之間碳主要以含碳有機物的形式進行循環；D是大氣中的CO2庫，碳元素在生物與大氣中的CO2庫之間以二氧化碳形式流動；E為化石燃料，若對此過度開發，大量燃燒會導致溫室效應的產生。
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(3)圖3所示為某湖泊生態系統能量流動的定量分析圖解，數字均為實際測得的能量數值，單位為kJ/(cm2·a)。那么，能量從第一營養級到第二營養級的傳遞效率是_______。
16%
能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，據圖可知，第一營養級的同化量為175＋875＋200＝1 250 [kJ/(cm2·a)]，第二營養級的同化量為200 kJ/(cm2·a)，故能量從第一營養級到第二營養級的傳遞效率是200/1 250×100%＝16%。
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(4)圖4為某農田生態系統以及對秸稈進行進一步利用的示意圖，與自然生態系統相比，該生態系統的優勢主要是實現了________________________________；
能量的多級利用和物質的循環再生
該農田生態系統中的信息類型有___________________________________
_____。
物理信息、化學信息、行為信息和營養
信息
生態系統中的信息種類包括化學信息(水稻的花香等)、物理信息(光照等)、行為信息和營養信息。
13.某紅樹林生態系統的碳循環如圖所示。圖中A是無機環境，B、C、D、E和F表示構成生物群落的各種生物，箭頭表示碳流動的方向。
(1)圖中生物B屬于第____營養級。從生態系統的組成成分考慮，生物F屬于_______，在生態
三
分解者
系統物質循環過程中發揮的重要作用是____________________________
_____________________。
分解動植物遺體及動物糞便，
加速生態系統物質循環
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結合分析可知，圖中生物B屬于次級消費者，第三營養級，生物F屬于分解者，是物質循環過程中不可缺少的成分，在生態系統物質循環過程中能分解動植物遺體和動物糞便中的有機物，并將這些物質分解成無機物歸還無機環境，從而加速了物質循環。
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(2)生態系統的碳循環以二氧化碳、含碳有機物形式進行，右圖有_____處箭頭所示過程是以含碳有機物形式進行碳循環的。該生態系統的能量流動具有____________________的特點。
7
單向流動、逐級遞減
題圖有7處箭頭(包括三個捕食箭頭、四個指向分解者的箭頭)所示過程是以含碳有機物形式進行碳循環的。
(3)紅樹林具有調節氣候、保護海岸的作用，從生物多樣性價值的角度分析，這種作用所具有的價值屬于________(填“直接”“間接”或“潛在”)價值。
間接
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13第8課時　生態系統的物質循環和信息傳遞
課標要求　1.分析生態系統中的物質在生物群落與無機環境之間不斷循環的規律。2.舉例說明利用物質循環，人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。3.闡明某些有害物質會通過食物鏈不斷地富集的現象。4.舉例說出生態系統中物理、化學和行為信息的傳遞對生命活動的正常進行、生物種群的繁衍和種間關系的調節起著重要作用。
考點一　生態系統的物質循環
1．物質循環
(1)概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣等元素，在生態系統中不斷地進行著從無機環境到生物群落，再回到無機環境的循環過程。
(2)特點：具有全球性和循環性。
2．碳循環
歸納總結　(1)碳的存在形式與循環形式
①在生物群落和無機環境間：主要以二氧化碳形式循環。
②在生物群落內部：以含碳有機物形式傳遞。
③在無機環境中：主要以二氧化碳和碳酸鹽形式存在。
(2)碳進入生物群落的途徑：生產者的光合作用和化能合成作用。
(3)碳返回無機環境的途徑：生產者、消費者的呼吸作用；分解者的分解作用(實質是呼吸作用)和化石燃料的燃燒。
延伸應用　(1)碳循環的破壞——溫室效應
①形成原因：化石燃料的大量燃燒，導致大氣中的二氧化碳含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環的平衡。
②影響：使氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。
③解決途徑
a．減少化石燃料的使用，開發清潔能源。
b．大力植樹造林。
(2)氮元素在生物群落與無機環境間能(填“能”或“不能”)循環利用。請解釋需不斷向農田中施加氮肥的原因：農產品源源不斷地從農田生態系統輸出，其中的氮元素并不能全部歸還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質循環并不矛盾。
3．主要的物質循環
4．物質循環與能量流動的區別與聯系
(1)區別
項目 物質循環 能量流動
形式 太陽能→化學能→熱能
過程 在無機環境與生物群落之間反復循環 沿食物鏈(網)單向流動
范圍 全球(生物圈) 生態系統各營養級
特點 全球性、循環性 單向流動、逐級遞減
(2)聯系
①二者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割。
②物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為動力，使物質在生物群落和無機環境之間得以不斷地往返循環。
5．有害物質通過食物鏈呈現富集現象
(1)有害物質循環
①概念：是指那些對有機體有害的物質進入生態系統，通過食物鏈富集或被分解的過程。
②特點：具有濃縮現象。
③危害：導致生物體中毒、甚至死亡。
(2)有害物質循環的實例
①生物富集
②汞循環
考向一　碳循環的過程分析
1．(2023·江蘇蘇州高三模擬)如圖是生態系統中碳循環示意圖，其中“→”表示碳的流動方向。下列敘述錯誤的是(　　)
A．在碳循環過程中，同時伴隨著能量流動
B．由于某種原因造成圖中E生物數量大量減少，推測短期內與之相鄰的兩個營養級生物數量發生的變化是D增多，F減少
C．該生態系統的消費者包括圖中的D、E、F、B
D．在A→C過程中碳主要以CO2的形式進行循環，在F→B過程中以含碳有機物的形式進行流動
答案　C
解析　分析題圖可知，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是大氣中的CO2庫。A、C之間為雙向箭頭，A為生產者。A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費者。圖示中包含的食物鏈為A→D→E→F，故E減少，短時間內D增多，F減少。碳在生物群落與無機環境之間主要以CO2的形式循環，在生物群落內部是以含碳有機物的形式流動。
方法技巧　“三看法”快速確認碳循環的各環節
2．低碳生活、綠色經濟已成為人類共識。國務院政府工作報告中明確提出了“碳達峰”的目標，并制定碳排放達峰的行動方案，其中包括植樹造林、節能減排、利用新能源等形式。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．碳在生物群落和無機環境之間主要是以含碳有機物的形式進行循環
B．人類活動大量利用煤、石油等化石燃料，打破了生物圈中碳循環的平衡
C．碳循環具有全球性，因此碳循環失衡影響的是整個地球的生態環境
D．通過光合作用或化能合成作用，大氣中的CO2轉化為含碳有機物
答案　A
解析　碳在生物群落和無機環境之間主要是以二氧化碳的形式進行循環，A錯誤。
考向二　生物富集
3．如圖是一個生態系統中不同營養級同化的能量相對值示意圖，其中丙是第一營養級(生產者)。若該生態系統受到含汞的廢電池浸出液污染，生物體內含汞最多的營養級是(　　)
A．乙 B．丙 C．甲 D．丁
答案　C
解析　圖示食物鏈是丙→丁→乙→甲，有害物質沿著食物鏈流動并逐漸積累，因此生物體內積存汞最多的營養級是甲。
4．(多選)如圖表示某生態系統中，甲、乙兩種群在一段時間內的數量變化情況。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．甲為捕食者，乙為被捕食者
B．M時甲、乙兩種群的數量相等，但出生率不一定相等
C．甲種群中的碳元素可通過一定途徑進入乙種群
D．若長期受某重金屬污染，甲種群體內重金屬濃度大于乙種群
答案　AD
解析　圖中乙的數量變化晚于甲，且甲的波峰高于乙，則乙為捕食者，A錯誤；若長期受某重金屬污染，乙的營養級高于甲，故乙種群體內重金屬濃度大于甲種群，D錯誤。
考點二　生態系統的信息傳遞
1．生態系統的信息種類(連線)
2．生態系統的信息傳遞作用
(1)信息流：生態系統中的信息來自植物、動物、微生物、人和非生物環境，這些信息在各成員之間或成員內部的交換、傳遞稱為生態系統的信息流。
(2)信息傳遞特點：往往是雙向的。
(3)信息流傳遞模型
信源發信器官→信道→接收器官信宿
(4)信息傳遞在生態系統中的作用
(5)信息傳遞在生產實踐中的作用
①提高農作物產量。如可通過模擬傳粉昆蟲的信息，吸引這些昆蟲前來幫助農作物傳粉。
②防治害蟲。如在田間釋放人工合成的性外激素，干擾農作物害蟲的正常交尾，以減少農藥的使用量，達到既防蟲又環保的目的。
③獲得較高的觀賞價值和經濟效益。如通過短日照處理使菊花提前開放，或長日照處理使菊花延遲開放。
熱圖分析　據圖分析生態系統的信息傳遞模型
(1)物理信息來源于生物和無機環境；化學信息和行為信息來源于生物。
(2)生態系統的信息傳遞的范圍不包括(填“包括”或“不包括”)細胞之間的傳遞。
(3)生態系統的信息傳遞是種群內部個體之間、種群之間以及生物與無機環境之間的傳遞。信息傳遞的方向一般是雙向的。
3．能量流動、物質循環和信息傳遞的關系
項目 能量流動 物質循環 信息傳遞
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環性 往往是雙向的
途徑 食物鏈和食物網 多種
地位 生態系統的動力 生態系統的基礎 決定能量流動和物質循環的方向和狀態
聯系 同時進行，相互依存，不可分割，形成統一整體
考向一　信息傳遞的類型和作用分析
5．(2023·江蘇南京高三模擬)下列關于生態系統信息傳遞的敘述，正確的是(　　)
A．利用生長素類調節劑殺死單子葉農作物周圍的雙子葉雜草，屬于化學信息的應用
B．利用光照、聲音信號誘捕或驅趕某些動物，使其遠離農田，屬于生物防治
C．生態系統中信息沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞
D．某種鳥類通過點頭或鞠躬追求配偶，這一現象說明生態系統中的信息傳遞可以調節生物的種間關系，維持生態系統的穩定
答案　B
解析　生長素類調節劑不屬于生態系統的化學信息，A錯誤；生態系統中能量沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞，生態系統中的信息傳遞往往是雙向的，C錯誤；某種鳥類通過點頭或鞠躬追求配偶，這一現象說明生物種群的繁衍離不開信息的傳遞，D錯誤。
6．下列關于生命系統中信息傳遞的敘述，正確的是(　　)
A．生物體內細胞之間的信息傳遞必須依賴細胞質膜上受體的識別
B．生物體內的信息傳遞一般都具有雙向性
C．無論生物體內還是生物體外，傳遞每一種信息都必須依賴具體的信號分子
D．人體產生的能促進細胞代謝的甲狀腺激素不屬于生態系統信息傳遞中的化學信息
答案　D
解析　生物體內細胞之間的信息傳遞不是都必須依賴細胞質膜上的受體的識別，如高等植物細胞之間通過胞間連絲進行信息交流，A錯誤；生物體內的信息傳遞往往是信號分子通過一定的途徑作用于靶細胞，一般是單向的，B錯誤；生態系統中的信息傳遞不一定依賴于信號分子，如物理信息和行為信息，C錯誤；人體產生的能促進細胞代謝的甲狀腺激素屬于體內的信號分子，生態系統的化學信息在同種生物或不同生物個體間發揮作用，D正確。
方法技巧　生態系統中信息類型的辨析方法
(1)涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號，通過動物感覺器官皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感覺到的信息，則判斷為物理信息。
(2)若涉及化學物質揮發性(如性外激素等)這一特點，則判斷為化學信息。
(3)凡涉及“肢體語言”的，則判斷為行為信息。
(4)若在影響視線的環境中(如深山密林)，生物間多依靠“聲音”這種物理形式傳遞信息。
(5)若在噪音嘈雜的環境(如洪水、瀑布旁)，生物間多以“肢體語言”這種“行為”進行信息交流。
考向二　生態系統三大功能的綜合
7．物質循環、能量流動和信息傳遞是生態系統的基本功能，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．物質循環和能量流動的途徑是食物鏈和食物網
B．物質循環與能量流動相伴隨，且兩者離不開信息傳遞
C．信息傳遞發生在生物之間及生物與無機環境之間
D．生態系統達到穩態時，系統內部不再有信息傳遞
答案　D
解析　食物鏈和食物網是能量流動和物質循環的渠道，A正確；能量流動、物質循環和信息傳遞將生態系統各組分聯系成一個整體，并調節生態系統的穩定性，B正確；生態系統中信息傳遞發生在生物之間、生物與無機環境之間，且這種傳遞往往是雙向的，C正確；生態系統達到穩態時，系統內部仍然存在信息傳遞，D錯誤。
8．(多選)如圖為生態系統信息傳遞模式圖，下列相關敘述正確的是(　　)
A．信息傳遞是雙向的，能量流動和物質循環也是雙向的
B．生態系統的功能主要是能量流動和物質循環，還有信息傳遞
C．物質循環是生態系統的基礎，能量流動是生態系統的動力，信息傳遞則決定著能量流動和物質循環的方向
D．生態系統各成分間都有各種形式的信息傳遞
答案　BCD
1．(2021·北京，11)野生草本植物多具有根系發達、生長較快、抗逆性強的特點，除用于生態治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收獲后剩余的菌渣可作肥料或飼料。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．種植此類草本植物可以減少水土流失
B．菌渣作為農作物的肥料可實現能量的循環利用
C．用作培養基的草本植物給食用菌提供碳源和氮源
D．菌渣作飼料實現了物質在植物、真菌和動物間的轉移
答案　B
解析　此類草本植物根系發達可以固定更多的土壤，故種植此類草本植物可以減少水土流失，A正確；能量可多級利用，但不能循環利用，B錯誤；草本植物含有蛋白質和纖維素，可給食用菌提供碳源和氮源，C正確；草本植物可栽培食用菌，而菌渣可作肥料或飼料，故實現了物質在植物、真菌和動物間的轉移，D正確。
2．(2020·全國Ⅲ，6)生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環等過程。下列有關碳循環的敘述，錯誤的是(　　)
A．消費者沒有參與碳循環的過程
B．生產者的光合作用是碳循環的重要環節
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節
D．碳在無機環境與生物群落之間主要以CO2形式循環
答案　A
3．(2021·河北，22)為探究全球氣候變暖對生態系統的影響，研究者將20個人工淡水池塘均分成兩組，對照組保持環境溫度，實驗組始終比對照組高4 ℃(利用溫控裝置)，并從附近淡水棲息地搜集水生生物投入池塘。連續多年觀測發現，池塘逐漸形成主要由浮游植物和浮游動物組成的群落。第15年時，池塘中浮游植物和浮游動物生物量(單位體積水體中生物體的質量)的檢測結果如圖。
回答下列問題：
(1)池塘生物群落區別于湖泊生物群落的重要特征為________________，池塘生物群落從簡單到復雜的過程中發生了__________演替。
(2)某種水生生物被投入池塘后，其種群數量將呈______型增長，若該生物種群密度在較長時期保持相對穩定，表明其種群數量已達到了__________。
(3)從能量流動角度分析，升溫導致該生態系統總生物量降低的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)碳在池塘生物群落中主要以______________的形式傳遞，碳循環具有全球性的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)群落的物種組成　次生　(2)“S”　環境容納量　(3)生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快　(4)含碳有機物　碳在生物群落和無機環境之間的循環主要以CO2的形式進行 ，大氣中的CO2能夠隨著大氣環流在全球范圍內流動
解析　(3)從生態系統的能量流動角度分析，升高溫度可能會導致每一營養級生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快，從而導致生態系統總生物量降低。(4)碳在無機環境中主要以CO2和碳酸鹽形式存在，在生物群落的各類生物體中以含碳有機物的形式存在，并通過食物鏈在生物群落中傳遞。
4．(2021·廣東，17)為積極應對全球氣候變化，我國政府在2020年的聯合國大會上宣布，中國于2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，力爭在2060年前實現碳中和(CO2排放量與減少量相等)。這是中國向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國責任。回答下列問題：
(1)在自然生態系統中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等，可以自我維持________。自西方工業革命以來，大氣中CO2的濃度持續增加，引起全球氣候變暖，導致的生態后果主要是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)生態系統中的生產者、消費者和分解者獲取碳元素的方式分別是______________，消費者通過食物網(鏈)取食利用，_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)全球變暖是當今國際社會共同面臨的重大問題，從全球碳循環的主要途徑來看，減少________________和增加__________是實現碳達峰和碳中和的重要舉措。
答案　(1)碳平衡　極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等　(2)光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用　從而將碳元素以含碳有機物的形式進行傳遞　(3)碳釋放　碳存儲
解析　(1)在自然生態系統中，植物光合作用攝取碳的速率與生物的呼吸作用和分解作用釋放碳的速率大致相等。隨著現代工業的迅速發展，人類大量燃燒煤、石油等化石燃料，使地層中經過千百萬年而積存的碳元素，在短時間內釋放出來，打破了生物圈中碳平衡，使大氣中的CO2濃度迅速增加，引起全球氣候變暖，導致極地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等嚴重的生態后果。(2)生產者主要通過光合作用和化能合成作用獲取碳元素，從而碳元素將通過生產者進入生態系統，消費者通過攝食生產者和低營養級的消費者來獲取碳元素，分解者通過分解生產者的遺體殘骸和消費者的糞便、遺體殘骸來獲取碳元素。
一、易錯辨析
1．生態系統的物質循環指的是各種化合物在生物群落與無機環境之間往復循環(　×　)
2．碳在生物群落和無機環境之間主要以有機物形式循環(　×　)
3．與碳循環有關的生理活動有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等(　√　)
4．生態系統的物質循環和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網，所以物質和能量是循環往返的(　×　)
5．變色龍變化體色，主要是向同類傳遞行為信息(　×　)
6．當食草動物看到青草明顯減少時，部分個體會另覓取食地，這體現了生態系統的信息傳遞功能(　√　)
二、填空默寫
1．(選擇性必修2 P85)物質循環：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣等元素，在生態系統中不斷地進行著從無機環境到生物群落，再回到無機環境的循環過程。
2．(選擇性必修2 P85)在無機環境中，碳主要以二氧化碳和碳酸鹽的形式存在；在生物群落中，碳主要以有機物的形式存在。
3．(選擇性必修2 P87)生物圈的物質循環還包括水循環、氮循環、磷循環和硫循環等。
4．(選擇性必修2 P87)有害物質循環是指那些對有機體有害的物質進入生態系統，通過食物鏈富集或被分解的過程。
5．(選擇性必修2 P87)生物富集：難以分解的化合物或重金屬在生物體內的濃度遠遠超過環境中濃度的現象。
6．(選擇性必修2 P93)生態系統中的物理信息、化學信息、行為信息和營養信息等，把生態系統的各部分聯系起來并協調為統一的整體。
7．(選擇性必修2 P95)生物種群的繁衍和種間關系的調節都離不開信息傳遞。
課時精練
一、單項選擇題
1．如圖為碳循環示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A．圖中由生產者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ構成的食物鏈中，能量流動是單向、逐級遞減的
B．生產者為第一營養級，①②⑥⑧之和為生產者固定的總能量
C．①⑦⑧過程以CO2的形式進行，②③④⑤⑥過程以有機物的形式進行
D．根瘤菌與豆科植物互利共生時，其生命活動所需的有機碳來自⑥過程
答案　C
解析　Ⅳ代表分解者，而分解者不參與食物鏈的組成，A錯誤；生產者為第一營養級，①為生產者固定的總能量，B錯誤；碳在生物群落和無機環境之間(即圖中①⑦⑧)主要是以CO2的形式進行循環，在生物群落內部(即圖中②③④⑤⑥)以有機物形式進行流動，C正確；根瘤菌是消費者，不是分解者，因此它與豆科植物互利共生時，其生命活動所需的有機碳應該來自②，而不是⑥，D錯誤。
2．下列有關生態系統的物質循環和能量流動的敘述，錯誤的是(　　)
A．碳在無機環境與生物群落之間主要以二氧化碳的形式循環
B．處于最高營養級的生物所同化的能量不會再提供給其他生物
C．生產者通過光合作用合成有機物，能量就從無機環境流入了生物群落
D．提倡素食能夠使人類的食物鏈縮短，減少生態系統中的能量損失
答案　B
解析　碳在無機環境與生物群落之間主要以二氧化碳的形式循環，在生物群落之間以有機物形式流動，A正確；處于最高營養級的生物所同化的能量有一部分流向分解者，B錯誤。
3．下圖為碳循環示意圖，甲、乙、丙表示生態系統中三種成分，下列敘述正確的是(　　)
A．碳循環是指二氧化碳在甲與丙之間不斷循環的過程
B．乙在該生態系統中均處于第二營養級
C．甲、乙、丙共同組成生物群落
D．生物X不可能不具有細胞核，生物Y不可能含有線粒體
答案　C
4．安徽農業大學科研人員研究發現，茶園中茶樹在受到害蟲侵害時會釋放信號物質順－3－己烯醇，該物質一方面可吸引害蟲天敵前來捕食害蟲，另一方面可傳達信號給周圍的茶樹，未受害茶樹接收到該信號后，就會提前激發自身的防御響應。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．茶樹釋放的順－3－己烯醇能夠調節生物的種間關系
B．該茶園中信息傳遞的方向是茶樹→茶樹、茶樹→害蟲天敵
C．外源噴施一定量的順－3－己烯醇可提高茶樹防御害蟲的能力
D．一片茶園可以是一個生態系統，該生態系統中時刻存在著物質循環和能量流動
答案　B
5．下列對于生態系統結構和功能的相關敘述，錯誤的是(　　)
A．生態系統各成分間都有各種形式的信息傳遞
B．生態系統的物質循環發生在生物群落和無機環境之間
C．生產者除綠色植物外，還包括黑藻、藍細菌、硝化細菌等原核生物
D．生態系統的組成成分，通過物質循環、能量流動和信息傳遞緊密地聯系在一起
答案　C
解析　生產者除綠色植物外，還包括藍細菌、硝化細菌等自養型的原核生物，黑藻屬于真核植物，C錯誤。
6．某些人工合成的化合物如農藥DDT、六六六等，進入環境后便參與生態系統的物質循環，但是，這些化合物難以被降解并在生物體內積蓄。下表是某水域生態系統在結構和功能處于相對穩定狀態時，甲、乙、丙、丁四個種群所含有的總能量和殘留DDT的平均濃度。下列說法錯誤的是(　　)
項目 甲 乙 丙 丁
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT濃度(ppm) 0.04 0.35 0.39 3.4
A．該生態系統的水體中DDT的濃度小于0.04 ppm
B．四個種群最簡單的能量流動渠道是形成一條食物鏈
C．甲是該生態系統組成成分中的生產者
D．丁種群個體死亡后釋放的DDT還可能再進入丁種群
答案　B
解析　由表中數據可知，甲所含的總能量最多，DDT濃度最低，所以甲是該生態系統中的生產者，其殘留DDT濃度為0.04 ppm，環境中的DDT濃度應小于0.04 ppm，A、C正確；乙和丙都位于第二營養級，可以形成甲→乙→丁和甲→丙→丁兩條食物鏈，B錯誤；丁種群個體死亡后釋放的DDT難以被降解，可能通過各級生物的富集再次進入丁種群，D正確。
7．系統是由相互作用、相互依賴的若干組分有規律地結合而成的、具有特定功能的有機整體。下圖為生態系統部分結構模型示意圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．輸入該系統的能量主要是太陽能，輸出該系統的能量主要是熱能
B．若1～3為生態系統的生物組分，則三者間的信息傳遞都是雙向的
C．若1～3為食物鏈的3個營養級，則組分3含有的能量一定最少
D．若2和3分別代表消費者和分解者，則組分1是生態系統中最基本、最關鍵的生物因素
答案　C
解析　生態系統中能量的流動是單一方向的，能量以太陽能的形式進入生態系統中，以熱能的形式不斷散失于環境中，A正確；生態系統中信息在生物組分中往往都是雙向傳遞的，B正確；若1～3為食物鏈中3個營養級，雖然能量逐級遞減，但由圖無法判斷2、3哪個營養級更高，因此組分3含有的能量不一定最少，C錯誤。
二、多項選擇題
8．土壤中的微生物、作物根系和土壤動物的呼吸都會釋放出大量的二氧化碳，統稱為土壤呼吸，土壤呼吸是陸地生態系統碳循環的重要環節。如圖是某林下的苔蘚和凋落物覆蓋條件下土壤呼吸的日變化動態。下列分析正確的是(　　)
注：Rs－裸為裸土；Rs－苔為苔蘚覆蓋；Rs－凋為凋落物覆蓋。
A．凋落物中的能量可供給分解者和其他各營養級生物利用
B．該生態系統中對碳循環起關鍵作用的環節是生產者和分解者
C．土壤表層的苔蘚生長有利于涵養水源、分解者的生存等
D．土壤表層的覆蓋物提高土壤呼吸速率的原因可能與提高溫度有關
答案　BD
解析　分解者分解凋落物釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少量轉移到ATP中供分解者自身生命活動所需，不能被其他營養級生物利用，A錯誤；生產者能將無機物合成有機物，供其他生物利用，分解者能將有機物分解成無機物，因此在生態系統中，對碳循環起決定作用的關鍵環節是生產者和分解者，B正確；凋落物覆蓋土壤呼吸速率最大，有利于分解者的生存，而苔蘚覆蓋土壤呼吸速率與裸土土壤呼吸速率相差不大，不利于分解者生存，C錯誤；溫度影響細胞呼吸中酶的活性，土壤表層的覆蓋物可以提高土壤溫度，故土壤表層的覆蓋物提高土壤呼吸速率的原因可能與提高溫度有關，D正確。
9．有科學家指出：“沒有物質，什么都不存在；沒有能量，什么都不會發生；沒有信息，任何事物都沒有意義”。下列關于生態系統中物質循環、能量流動及信息傳遞的敘述，錯誤的是(　　)
A．生態系統中的信息只能來源于同種或異種的生物
B．碳元素從非生物環境進入生物群落的途徑只有光合作用
C．從物質循環的角度來看，生物圈是一個自給自足的系統
D．植物生長素對植物生長的調節屬于信息傳遞中的化學信息
答案　ABD
解析　生態系統中的信息可以來源于生物，也可以來源于非生物環境，A錯誤；碳元素從非生物環境進入生物群落不僅可以通過光合作用，還可以通過某些細菌的化能合成作用，B錯誤；植物生長素對植物生長的調節為體內調節，不屬于生態系統中的信息傳遞，D錯誤。
10．草地貪夜蛾俗稱秋黏蟲，外號“行軍蟲”，成蟲借助風力可以在一夜之間飛行100公里，是世界十大植物害蟲之一。草地貪夜蛾取食范圍廣，但明顯嗜好禾本科，其低齡幼蟲對農藥的抵抗力最弱。下列有關說法正確的是(　　)
A．用性引誘劑對草地貪夜蛾進行誘殺屬于化學防治
B．利用黑光燈對草地貪夜蛾進行常規監測利用了物理信息
C．殺滅草地貪夜蛾的最佳時期是其幼蟲期
D．在卵孵化初期選擇噴施蘇云金芽孢桿菌進行防治，利用的種間關系是捕食
答案　BC
解析　用性引誘劑對草地貪夜蛾進行誘殺屬于生物防治，A錯誤；蘇云金桿菌能寄生在草地貪夜蛾的體內，在卵孵化初期選擇噴施蘇云金芽孢桿菌進行防治，利用的種間關系是寄生，D錯誤。
11．(2023·江蘇常州高三模擬預測)政府工作報告中，“做好碳達峰、碳中和工作”被列為2021年重點任務之一：國家要如期實現2030年前“碳達峰”、2060年前“碳中和”的目標。下列敘述正確的是(　　)
A．“碳達峰”是碳循環調整的結果，使碳釋放速率與消耗速率大致相當
B．“碳中和”就是通過植樹造林、節能減排等措施，使碳實現零排放
C．“碳達峰”是“碳中和”的結果，這需要國內和國際社會的共同努力
D．限制使用不可再生資源是實現“做好碳達峰、碳中和工作”的有效手段
答案　AD
解析　“碳中和”是指國家、企業、產品、活動或個人在一定時間內直接或間接產生的二氧化碳或溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節能減排等形式，以抵消自身產生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實現正負抵消，即達到相對“零排放”，而不是碳實現零排放，B錯誤；“碳達峰”是碳釋放速率達到最大時出現的一個峰值，不是“碳中和”的結果，碳循環具有全球性等特點，因此“碳中和”需要國內和國際社會的共同努力，C錯誤；使用不可再生資源不利于可持續發展，會大大增加碳釋放速率，限制使用不可再生資源是實現“做好碳達峰、碳中和工作”的有效手段，D正確。
三、非選擇題
12．種群、群落和生態系統是生命系統的重要結構層次，請據圖回答相關問題：
(1)圖1表示某海域受污染后，一種魚的年齡結構發生了改變，預測該種群數量的變化趨勢是__________________。該海域部分海藻以及多種軟體動物的生物量顯著下降，個別物種消亡，而沙蠶等多毛綱動物變為優勢種群，這是在______________水平上研究的結果。
(2)圖2是生態系統中碳循環示意圖，其中“→”表示碳的流動方向，A→B過程中碳主要以________________的形式進行循環，C→D以______________的形式進行流動。對E過度開發利用會打破生物圈中碳平衡，則E是______________。
(3)圖3所示為某湖泊生態系統能量流動的定量分析圖解，數字均為實際測得的能量數值，單位為kJ/(cm2·a)。那么，能量從第一營養級到第二營養級的傳遞效率是____________。
(4)圖4為某農田生態系統以及對秸稈進行進一步利用的示意圖，與自然生態系統相比，該生態系統的優勢主要是實現了______________________；該農田生態系統中的信息類型有
________________________________________________________________________。
答案　(1)下降　群落　(2)有機物　CO2　化石燃料　(3)16%　(4)能量的多級利用和物質的循環再生　物理信息、化學信息、行為信息和營養信息
解析　(2)據圖分析，C是生產者，A為消費者，B為分解者，在A和B之間碳主要以含碳有機物的形式進行循環；D是大氣中的CO2庫，碳元素在生物與大氣中的CO2庫之間以二氧化碳形式流動；E為化石燃料，若對此過度開發，大量燃燒會導致溫室效應的產生。(3)能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，據圖可知，第一營養級的同化量為175＋875＋200＝1 250 [kJ/(cm2·a)]，第二營養級的同化量為200 kJ/(cm2·a)，故能量從第一營養級到第二營養級的傳遞效率是200/1 250×100%＝16%。(4)生態系統中的信息種類包括化學信息(水稻的花香等)、物理信息(光照等)、行為信息和營養信息。
13．某紅樹林生態系統的碳循環如圖所示。圖中A是無機環境，B、C、D、E和F表示構成生物群落的各種生物，箭頭表示碳流動的方向。
(1)圖中生物B屬于第____營養級。從生態系統的組成成分考慮，生物F屬于________，在生態系統物質循環過程中發揮的重要作用是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)生態系統的碳循環以二氧化碳、含碳有機物形式進行，上圖有________處箭頭所示過程是以含碳有機物形式進行碳循環的。該生態系統的能量流動具有________________的特點。
(3)紅樹林具有調節氣候、保護海岸的作用，從生物多樣性價值的角度分析，這種作用所具有的價值屬于_______________________________(填“直接”“間接”或“潛在”)價值。
答案　(1)三　分解者　分解動植物遺體及動物糞便，加速生態系統物質循環　(2)7　單向流動、逐級遞減　(3)間接
解析　(1)結合分析可知，圖中生物B屬于次級消費者，第三營養級，生物F屬于分解者，是物質循環過程中不可缺少的成分，在生態系統物質循環過程中能分解動植物遺體和動物糞便中的有機物，并將這些物質分解成無機物歸還無機環境，從而加速了物質循環。(2)題圖有7處箭頭(包括三個捕食箭頭、四個指向分解者的箭頭)所示過程是以含碳有機物形式進行碳循環的。

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