第47講

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞大概念八生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)保持結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定（1）概念：（2）范圍：（4）特點：考點一：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念剖析又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。

組成生物體的C、H、O、N、P、S等

，都不斷的進(jìn)行著從

到

，又從

到

的循環(huán)過程。化學(xué)元素非生物群落生物群落生物群落非生物環(huán)境②循環(huán)往復(fù)運動：物質(zhì)可被生物群落反復(fù)利用①全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍為生物圈。生物圈。判斷：物質(zhì)既在非生物環(huán)境與生物群落之間循環(huán)往復(fù)運動，也在生物群落內(nèi)部循環(huán)往復(fù)運動。（

）“物質(zhì)循環(huán)”中的雙向循環(huán)發(fā)生在非生物環(huán)境與生物群落之間，在生物群落內(nèi)部物質(zhì)是沿食物鏈和食物網(wǎng)單向流動的（3）實例：

碳循環(huán)、氮循環(huán)、磷循環(huán)、硫循環(huán)等??考點一：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)2碳循環(huán)1.碳的存在形式與循環(huán)形式：（1）在生物群落和非生物環(huán)境間：

主要以CO2形式循環(huán)。（2）在生物群落內(nèi)部：

以含碳有機物形式傳遞。（3）在非生物環(huán)境中：

主要以CO2和碳酸鹽形式存在。2.碳進(jìn)入生物群落的途徑：3.碳返回非生物環(huán)境的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。（1）生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用；（2）分解者的分解作用(實質(zhì)是呼吸作用)（3）化石燃料的燃燒。光合(或化能)呼吸作用植物(生產(chǎn)者)動物(消費者)呼吸作用分解者的分解作用巧辨圖形判斷參與碳循環(huán)的四種成分大氣中的CO2庫生產(chǎn)者分解者消費者生產(chǎn)者初級消費者大氣中的CO2庫次級消費者分解者大氣中的CO2庫（非生物的物質(zhì)和能量）生產(chǎn)者初消次消三級消分解者辨圖要點：①

碳循環(huán)中，只有生產(chǎn)者與非生物環(huán)境之間的箭頭是雙向的。②

箭頭指入最多的是大氣中的CO2庫，其次是分解者。指出最多的是生產(chǎn)者(2）原因：①化石燃料的大量燃燒（主要原因）②森林、草原等植被的破壞(1）概念：大氣中的溫室氣體（CO2、CH4、N2O等）相當(dāng)于保溫層。大氣中的CO2越多，地球上的溫度升高就越快，這種現(xiàn)象就叫做“溫室效應(yīng)”。(3）危害：②極地和高山冰川加速融化③海平面上升①氣溫升高⑤對人類和其他生物的生存構(gòu)成威脅④土地荒漠化加劇，洪災(zāi)、旱災(zāi)不斷4.溫室效應(yīng)2碳循環(huán)(4）緩解措施：①減少化石燃料的使用，開發(fā)新能源②大力植樹種草，提高森林覆蓋率③提高秸稈還田率，提高土壤儲碳量。根據(jù)氮循環(huán)示意圖，思考并回答下列問題。(1)植物吸收的氮主要以什么形式存在？離子（NO3-）。固氮生物的固氮作用。(3)生物群落中的氮最終通過什么途徑返回大氣中？反硝化作用。(2)大氣中的氮氣通過什么途徑進(jìn)入生物群落？(4)據(jù)圖可知氮元素是不斷循環(huán)的，但農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為什么仍需不斷施加氮肥？

農(nóng)田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥?？键c一：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)3氮循環(huán)生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象。2.物質(zhì)人工合成的有機物：

如DDT、六六六等。重金屬：如鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)等。3.物質(zhì)的特點：①在環(huán)境和生物體中存在形式是比較_____的；②必須是生物體能夠______的且__________的；③在生物代謝過程中是__________________的；穩(wěn)定吸收不易被分解不易排出4.生物富集的主要途徑：___________________。食物鏈、食物網(wǎng)1.概念：

一些放射性物質(zhì)5.生物富集的特點：_____________________________________。①全球性②隨食物鏈逐漸積累如上圖測定結(jié)果顯示DDT濃度沿食物鏈放大了一千萬倍魚鷹（2.5×10-5）大魚（2×10-6）小魚（5×10-7）植物（4×10-8）水（3×10-12）在農(nóng)田中大量使用的DDT殺蟲劑，在南極的企鵝體內(nèi)檢測到考點一：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)4生物富集6.生物富集的危害：進(jìn)入人體的甲基汞在體內(nèi)代謝緩慢，且不易排出，嚴(yán)重時會引起中毒。通過血腦屏障進(jìn)入大腦的汞會侵害腦神經(jīng)，導(dǎo)致腦萎縮。2017年9月24日《水俁公約》第一屆締約國會議開幕日本患者呼吁加強管控7.減少生物富集的的措施：合理利用資源，減少排放有害物質(zhì)；實施垃圾分類；種植能富集有害重金屬元素的植物。在湖泊里種植大量蘆葦，蘆葦可以吸收水中的有毒物質(zhì)，而且蘆葦抗毒能力非常強，然后將蘆葦進(jìn)行封存，防止有毒物質(zhì)重新進(jìn)入環(huán)境。在生物體內(nèi)形成積累性中毒實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？實驗假設(shè)實驗設(shè)計自變量實驗組對照組案例2：土壤微生物能分解淀粉嗎？落葉在土壤微生物的作用下可以腐爛土壤中是否含微生物落葉+對土壤高溫處理（滅菌）落葉+對土壤不做任何處理（自然狀態(tài)）土壤微生物能分解淀粉土壤中是否含有分解淀粉的微生物A杯中加入適量淀粉糊+30mL土壤浸出液B杯中加入等量淀粉糊+30mL無菌水注意：實驗組的土壤要進(jìn)行處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變?？键c一：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)5探究土壤微生物的分解作用能量流動物質(zhì)循環(huán)范圍形式特點渠道聯(lián)系生物群落(各營養(yǎng)級之間)生物圈主要以有機物中的化學(xué)能的形式單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復(fù)運動沿食物鏈、食物網(wǎng)單向流動在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)往返①在群落中它們的流動渠道都是

，同時進(jìn)行，相互依存，不可分割②能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開物質(zhì)的

等過程；③物質(zhì)是能量沿食物鏈網(wǎng)流動的

；④能量是物質(zhì)循環(huán)的

。光能→化學(xué)能→熱能化學(xué)元素(無機物→有機物→無機物)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系合成和分解載體動力食物鏈和食物網(wǎng)考點二：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞1生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類1.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類包括

。物理信息、化學(xué)信息、行為信息種類概念例子物理信息化學(xué)信息行為信息光、聲、溫度、濕度、磁場等植物的花香、生物堿等；動物的性外激素、尿液等生物產(chǎn)生的可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)通過物理過程傳遞的信息動物的特殊行為，主要指各種動作蜜蜂跳舞、孔雀開屏等【典例】下列各項屬于物理信息的是

；屬于化學(xué)信息的是

;屬于行為信息的是

。⑴孔雀開屏⑵鳥類的鳴叫

⑶鼬遇危險釋放惡臭氣體⑷螢火蟲發(fā)光⑸植物分泌的化學(xué)物質(zhì)⑹電磁波⑺昆蟲發(fā)出的聲音⑻昆蟲的性外激素

⑼五顏六色的花⑽薊的刺⑾蜜蜂跳舞⑿蛇通過熱感受器發(fā)現(xiàn)鼠⑵⑷⑹⑺⑼⑽

⑿⑶⑸⑻⑴⑾嗅覺器官眼植物花朵鮮艷顏色芳香氣味光空氣眼偵察蜂舞蹈光其他蜜蜂產(chǎn)生：生物或非生物環(huán)境媒介：空氣、水及其他介質(zhì)物理信息化學(xué)信息行為信息信息源信道信息受體接收：如動物的眼、鼻、耳、皮膚，植物的葉、芽以及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)(如光敏色素)等蜜蜂阻礙其中的任意一個環(huán)節(jié)都會使信息無法發(fā)生傳遞。哪些環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個完整的信息傳遞過程？考點二：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞2信息傳遞的過程1.生物可以通過一種或者多種信息類型進(jìn)行交流

例如:孔雀開屏:鳴叫:食草動物遠(yuǎn)處通過識別植物的綠色:近處通過植物的氣味:求偶(行為信息)與同類交流(物理信息)搜尋食物(物理信息)辨別和攝取食物(化學(xué)信息)2.生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞既存在于同種生物之內(nèi)，也發(fā)生在不同生物之間例如:犀牛與牛椋(liánɡ)鳥，鳥的鳴叫與跳躍提醒犀牛附近有危險情況。3.信息傳遞的方向往往是雙向的

考點二：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞3生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點狼根據(jù)兔的氣味捕獵，兔根據(jù)狼的氣味躲避。草的綠色給兔傳遞了可食用的信息，羊并不傳遞信息給草，此過程中信息傳遞是單向的(生物與非生物環(huán)境)。個

體種

群

群落和生態(tài)系統(tǒng)實例：海豚靠“超聲波”捕食、定位等；萵苣萌發(fā)靠特定光波作用：生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞作用：生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用實例：植物開花需要光信息；雌雄昆蟲交尾涉及“性外激素”作用：調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，進(jìn)而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定實例：捕食者與被捕食者依賴信息追蹤或躲避追捕考點二：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞4信息傳遞的作用1.提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量：利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物,就可以提高果樹的傳粉效率和結(jié)實率。延長光照時間，刺激雞卵巢的發(fā)育和雌激素的分泌，可以大大提高產(chǎn)蛋率。利用溫度和濕度延長蔬菜的種植期?？键c二：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞5信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用考點二：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞5信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用利用光照、聲音信號誘捕或驅(qū)趕某些動物利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度還可以利用特殊的化學(xué)物質(zhì)擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物的繁殖力下降2.對有害動物進(jìn)行防治：（化學(xué)防治、生物防治、機械防治）種類化學(xué)防治機械防治生物防治措施優(yōu)點缺點噴施化學(xué)藥劑①作用迅速

②短期效果明顯①會使抗藥性害蟲個體增加②可能殺害害蟲天敵，破壞生態(tài)平衡③污染環(huán)境人工捕捉等①無污染②見效快，效果好①費時費力②對體型很小的害蟲無法實施引入天敵、寄生蟲或使用信息素等①無污染②效果好且持久天敵數(shù)量不明確，甚至可能會引發(fā)生態(tài)危機（可能引起物種入侵）——對有害動物進(jìn)行控制的方法的比較5信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用利用性引誘劑誘殺雄性個體，屬于

防治。利用化學(xué)信息≠化學(xué)防治。生物化學(xué)防治是利用有毒性的化學(xué)物質(zhì)直接的殺傷作用項目能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞特點范圍途徑模式圖聯(lián)系單向流動，逐級遞減全球性，循環(huán)性往往是雙向的（也有單向）生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級之間（生物群落中）生物圈生物之間，生物與非生物環(huán)境之間食物鏈和食物網(wǎng)多種①任何一個生態(tài)系統(tǒng)這三個基本功能，三者同時進(jìn)行，相互依存，不可分割，形成統(tǒng)一整體。②能量流動是生態(tài)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的動力，物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，信息傳遞決定能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向。歸納總結(jié)：能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞的比較（3）延伸探究：科學(xué)家事先捕捉到一些生長狀態(tài)正常的雄蛾，分成C、D兩組，C組全部被剪掉觸角，D組保持原狀．同時放飛后，發(fā)現(xiàn)D組的雄蛾幾乎全部被A誘捕器捕捉，而C組雄娥幾乎沒有一只被捕捉。這種現(xiàn)象說明：_________________________________。設(shè)計實驗證明：雌蛾能夠分泌化學(xué)物質(zhì)吸引雄蛾前來交配p72（1）實驗步驟：①夜晚，將若干未交配的雌蛾（只有未交配的個體才能分泌性外激素）分成A、B兩組。把A組雌蛾直接放在誘捕器（標(biāo)記為A）中，把B組雌蛾先放在

中，再放在同樣的誘捕器（標(biāo)記為B）中。②把A、B兩個誘捕器均懸掛在門外。③一夜后，觀察A、B兩個誘捕器，發(fā)現(xiàn)A誘捕器___________________，B誘捕器__________________。（2）實驗結(jié)論：__________________________________。捕捉到許多同種雄蛾沒有捕捉到雄蛾雄蛾的觸角是感受化學(xué)信息的重要器官雌蛾能分泌化學(xué)物質(zhì)吸引雄蛾前來交尾封閉的玻璃管真題必刷1．（2025·浙江·高考真題）某種植物生長在灰色背景的自然環(huán)境中，有灰色葉片植株和綠色葉片植株，是某蝴蝶幼蟲的主要食物。在兩種顏色葉片中間，放置幼蟲并統(tǒng)計葉片被取食的比例。另放置兩種顏色的假葉片，一段時間后統(tǒng)計附近有蝴蝶卵的假葉片比例。結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是（）A．幼蟲能區(qū)分兩種顏色的葉片并有選擇地取食B．葉片顏色可影響自然環(huán)境中該植物被取食的概率C．蝴蝶在尋找葉片并產(chǎn)卵的過程中利用了化學(xué)信息D．即使環(huán)境背景顏色發(fā)生變化，兩個實驗結(jié)果也不變B真題必刷2．（2025·四川·高考真題）青藏高原礫石（呈灰色）荒漠中生活著一種紫堇，每年7月開藍(lán)花，葉片通常為綠色，但部分植株出現(xiàn)H基因，導(dǎo)致葉片呈灰色。絹蝶是紫堇的頭號天敵，主要靠識別紫堇與環(huán)境的顏色差異來定位植株。絹蝶5~6月將卵產(chǎn)在紫堇附近的礫石上，便于孵化的幼蟲就近取食。絹蝶產(chǎn)卵率與紫堇結(jié)實率如下圖。下列推斷不合理的是（

）注：產(chǎn)卵率指絹蝶在綠葉或灰葉紫堇附近產(chǎn)卵的機率；結(jié)實率=結(jié)實植株數(shù)/總植株數(shù)×100%A．灰葉紫堇具有保護(hù)色，被天敵取食的機率更低，結(jié)實率更高B．紫堇開花時間與絹蝶產(chǎn)卵時間不重疊，不利于H基因的保留C．若絹蝶種群數(shù)量銳減，綠葉紫堇在種群中所占的比例會增加D．灰葉紫堇占比增加有助于絹蝶演化出更敏銳的視覺定位能力B3．（2025·浙江