第47讲 生态系统的物质循环和信息传递-【高效备考】备战2025年高考生物一轮复习精品课件

第47课时 生态系统的物质循环和信息传递 一、 生态系统的物质循环 二、 生态系统的信息传递 课标要求 核心素养 1．分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用。 2．举例说出生态系统中的信息传递。 1．生命观念：通过比较物质循环、能量流动与信息传递的区别与联系，建立普遍联系的观点及生命系统的物质和能量观。 2．科学思维：分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点；根据碳循环过程构建循环模型。培养运用逻辑思维分析问题的能力。 3．社会责任：通过总结研究能量流动的实践意义，对生物富集现象的分析，形成保护环境、关注生产生活的态度，关注温室效应，做出解释，并提出解决问题的思路。 1.生态系统的物质循环的概念： 组成生物体的　　　　　　　　　　等基本元素，在　 　　　和　　　 　 之间往返循环利用的过程，又称为 。 C、H、O、N、P、S 生物群落 无机环境 生物地球化学循环 地球上最大的生态系统——生物圈 注意： （1）物质： （2）范围： （3）循环： 组成生物体C、H、O、N、P、S等基本元素。 而不是单质，也不是化合物。 生物群落 光合作用、化能合成作用 呼吸作用、分解作用、（化石燃料的燃烧） 无机环境 是指地球上最大的生态系统——生物圈。 2.物质循环的特点： 全球性，循环往复运动 一、 生态系统的物质循环 一、 生态系统的物质循环 2.碳循环 (1)请写出图中各标号的名称 生产者 消费者 呼吸作用 光合作用和化能合成作用 呼吸作用 化石燃料的燃烧 a.__________； b.__________； c.____________； d.______________________； e.____________； f.__________________。 一、 生态系统的物质循环 生物群落和非生物环境间主要以______的形式循环。 ①生产者、消费者的__________。 ②分解者的___________(实质是呼吸作用)。 ③__________的燃烧。 生物群落内部：主要___________的形式。 非生物环境中：主要以_____________的形式存在。 碳进入生物群落的途径： 生产者的_________和____________。 碳返回无机环境的途径 生物群落内部：主要___________。 (2)碳的存在形式及循环途径 2.碳循环 CO2 含碳有机物 CO2和碳酸盐 光合作用 化能合成作用 呼吸作用 分解作用 化石燃料 存在形式： 循环形式： 碳的存在及循环形式 碳循环途径 含碳有机物 一、 生态系统的物质循环 化石燃料的开采和利用，大大增加了CO2的排放，引起全球性的气候变化。 (3)温室效应 2.碳循环 形成原因 影响 缓解措施 使气温升高，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 植树造林，增加绿地面积；减少 化石燃一料的燃烧：开发清洁能源 ;秸科还田，增加农田土壤储碳量 一、 生态系统的物质循环 3.生物富集 概念 条件 特点 实例 ①食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就 。 ②生物富集也具有 。 越大 全球性 生物体从周围环境吸收、积蓄 ，使其在机体内浓度 的现象。 ①化学性质稳定; ②能够被生物体吸收; ③不易被排出 例如铅、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质。 某种元素或难以降解的化合物 超过环境浓度 一看： 双箭头 双箭头一方为“生产者”，另方为“大气中的CO2库” 二看： 多箭头 图示各环节均可向其指来箭头，则被指向方为“大气中的CO2库” 三看： 生产者 消费者 及其指向 生产者指向消费者;生产者、消费者均指向分解者 只有生产者与大气中CO2库之间传递是双向的 “箭头分析法”分析常见物质循环模型 ①图1中,A为 ，B为 ，C为 ，D为 。 ②图2中,A为 ，B为 ，C为 ，D为 ，E为 。 ③图3中,E为 ,A为 ，B、D、F为 ，C为 。 “箭头分析法”分析常见物质循环模型 生产者 大气中CO2库 消费者 分解者 生产者 大气中CO2库 初级消费者 次级消费者 分解者 生产者 大气中CO2库 消费者 分解者 一、 生态系统的物质循环 项目 能量流动 物质循环 生物富集 范围 生态系统________ 生态系统_________ 特点 形式 过程 各营养级 各营养级 单向流动，逐级递减 全球性、反复利用 单向流动、逐级积累、全球性 光能→化学能→热能 无机物↔有机物 在生物群落与非生物环境间往复循环 4.能量流动、物质循环和生物富集的关系 沿食物链(网) 沿食物链(网) 不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物 生物圈 4.能量流动、物质循环和生物富集的关系 联系 ①在群落中它们的流动渠道都是 ，且_______ ； ②能量的 ，离不开 ； ③物质是 ，能量是 ; ； ④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集 食物链和食物网 相互联 系，同时进行、相互依存，不可分割 固定、储存、转移和释放 物质的合成和分解 能量沿食物链(网)流动的载体 物质在生物群 落和非生物环境间循环往返的动力，也是生物富集的动力 一、 生态系统的物质循环 5.探究：土壤微生物的分解作用 阅读课本P65—P66，思考下列问题： ①“参考案例1”对照组和实验组分别如何处理？ ②“参考案例2”的自变量是什么？对照组和实验组分别如何处理？ ③“参考案例2”第4步操作，加入碘液和斐林试剂的作用分别是什么？ ④请预测“参考案例2”的实验现象及结论 一、 生态系统的物质循环 (一)实验原理： 土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，他们在生态系统中的成分为分解者。分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境温度、水分等生态因子相关。 （二）案例一：落叶是在土壤微生物的作用下分解的。设计实验进行验证。 （1）实验设计首先要遵循的是___________原则和_______原则。 （2）该实验的自变量是___________________。因变量是______________。无关变量：____________________________________________________等。 （3）以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A组、B组。对照组A组的__________________________，实验组B组的______________________ __________________________________。B组处理的目的是：________________ _______________________________________________。 （4）预测实验结果：____________________________________。 单一变量 对照 土壤微生物的有无 落叶腐烂程度 土壤温度、含水量、PH、落叶种类、落叶大小 土壤不做处理（自然状态） 土壤用塑料袋包好，放在 60℃的恒温箱中灭菌处理1小时 尽可能排除土壤 微生物的作用，同时尽可能避免土壤理化性质的改变 B组落叶腐烂程度小于A组 5.探究：土壤微生物的分解作用 一、 生态系统的物质循环 实验假设 微生物能分解淀粉生成还原糖 实验组 对照组 自变量 实验现象 A1 A2 B1 B2 结论分析 （三）案例二：土壤微生物能分解淀粉 A杯中加入30ml土壤浸出液 B杯中加入30ml蒸馏水 土壤中是否含有微生物 不变蓝 产生砖红色沉淀 变蓝 不产生砖红色沉淀 土壤浸出液中微生物能分解淀粉生成还原糖 5.探究：土壤微生物的分解作用 一、 生态系统的物质循环 (1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环(　　) (2)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行(　　) (3)大气中的CO2进入生物群落的唯一方式是光合作用( ) (4)碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用，导致了温室效应现象的出现(　　) (5)镉、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩(　　) (6)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集，营养级越高，浓度也越高( ) (7)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用(　　) (8)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的(　　) (9)只有在光照的条件下,生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的(　) (10)一个完善的生态系统不需要从外界获得任何物质和能量补给，就能长期维持其正常功能(　　) 鲜艳颜色 芳香气味 嗅觉器官 眼 光 空气 蜜蜂 植物花朵 舞蹈 眼 侦察蜂 其它蜜蜂 光 二、生态系统中信息传递 物理信息 化学信息 行为信息 (1)信息：通常将可以传播的消息、 与信号等称作信息。 (2)信息流：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 ，即信息流。 情报、指令、数据 信息传递 1.信息和信息流 类型 含义 来源 实例 物理信息 化学信息 行为信息 二、生态系统中信息传递 2.生态系统中信息的种类 通过物理过程传递的信息。 非生物环境、生物个体或群体。 光、声、温度、湿度、磁场等。 生物应生的可以传 递信息的化学物质 植物的生物碱、有机酸等代谢产物，动物的性外激素等 生物通过其特殊行为向同种或异种生物传递的某种信息 动物的特殊行为，主要指各种动作 昆虫的信息素、狗的尿液和粪便、植物体散发出的花香气味 牛惊鸟的鸣叫与跳跃等 报警行为、昆虫的舞蹈、孔雀开屏、豪猪竖刺 二、生态系统中信息传递 (1)生态系统中的信息来源于______ 。 (2)生态系统的信息传递的范围_______ (填“包括”或“不包括”)细胞之间的 传递。 (3)生态系统的信息传递既存在于 ， 也发生在 。信息传递的方向一 般是 的。 生物和 非生物环境 不包括 同种生物之内 不同生物之间 双向 3.生态系统的信息传递模型 二、生态系统中信息传递 群落和 生态系统 作用： 实例： 作用： 实例： 生命活动的正常进行离不开信息的作用 海豚靠“超声波”捕食、定位等，莴苣或烟草种子萌发需特定光波 生物种群的繁衍离不开信息的传递 植物开花需要光信息，雌雄昆虫交尾涉及“性外激素” 作用： 实例： 信息能调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定 捕食者与被捕食者依赖信息追踪或躲避猎捕 4.信息传递在生态系统中的作用 个体 种群 二、生态系统中信息传递 如利用模拟的____________吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的____________________。 如利用______________诱捕或警示有害动物，降低害虫的____________。 提高____________的产量。 对____________进行控制。 农畜产品 动物信息 传粉效率和结实率 有害动物 昆虫信息素 种群密度 5.信息传递在农业生产中的应用 作用1： 实例： 作用2： 实例： 二、生态系统中信息传递 6.控制动物危害的技术方法比较 种类 化学防治 机械防治 生物防治 措施 优点 缺点 喷施化学药剂等。 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 ①作用迅速; ②短期效果明显 ①无污染; ②见效快，效果好 ①使害虫抗药性增强;②杀灭害虫天敌，破坏生态平衡 ③污染环境 ①费时费力 ②对体型很小的害虫无法实施. ①效果好且持久; ②成本低,无污染 天敌数量不确定，甚至可能会引发生态危机 二、生态系统中信息传递 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 地位 联系 单向流动、逐级递减 食物链和食物网 7.能量流动、物质循环和信息传递的关系 全球性、循环性 往往是双向的 食物链(网)的各营养级 整个生物圈 生物与生物之间、生物与非生物环境之间 多种 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体 ①涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，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若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若在噪音嘈杂的环境中(如洪水、瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。 巧判生态系统信息传递的类型 (1)信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递(　　) (2)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息(　　) (3)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，进而维持生态系统的稳定(　) (4)通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量(　　) (5)鸟类突然振翅飞起对同伴报警为行为信息，通过尖锐的鸣叫报警为物理信息( ) (6)草原返青时，“绿色”为草原动物提供信息体现了信息传递起调节生物的种间关系的作用( ) (7)心猿意马、飞蛾扑火、花香引蝶都属于生态系统的信息传递( ) (8)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于化学信息( ) (9)信息可来源于非生物环境或生物，传递方向往往是双向的( ) (10)利用生长素类似物杀死单子叶作物田中的双子叶杂草，属于化学信息的应用( ) (11)利用性外激素诱杀害虫属于化学防治( ) (12)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息( ) (13)生态系统维持相对稳定离不开信息传递( ) 经典真题 1.(2021·北京，11)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（ ） A.种植此类草本植物可以减少水土流失 B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用 C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源 D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移 B 经典真题 2.(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 B 经典真题 3.(2019·海南卷，25)假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m只狼组 成的狼群、一个约由n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法 错误的是(　　) A.该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物 B.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量 C.岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量 D.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定 B 经典真题 4.(2021·河北卷，13改编)烟粉虱为害会造成番茄减产。研究者对番茄单作、番茄玫瑰邻作(番茄田与玫瑰田间隔1 m)模式下番茄田中不同发育阶段的烟粉虱及其天敌进行了调查，结果见下表。下列叙述错误的是(　　) B 种植模式 番茄植株不同部位 成虫数量/(头·叶－1) 若虫/(头·叶－1) 天敌昆虫多样性指数 上部叶 中部叶 下部叶 番茄单作 22.7 3.2 0.8 16.5 1.2 番茄玫瑰邻作 1.4 0.2 0.1 1.8 2.2 A.由单作转为邻作，烟粉虱种群的年龄结构改变 B.由单作转为邻作，烟粉虱种群中成虫的空间分布类型改变 C.由单作转为邻作，群落的水平结构改变 D.玫瑰吸引天敌防治害虫，体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能 经典真题 5.(2022·广东卷，20)荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果关 注的问题。荔枝园A采用常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行 管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B与荔枝园A面积相近，但 不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝 园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。 荔枝园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 天敌比例/% A 523 103 278 36.67 14.10 B 568 104 118 40.86 20.40 回答下列问题： (1)除了样方法，研究者还利用一些昆虫有____性，采用了灯光诱捕法进行取样。 (2)与荔枝园A相比，荔枝园B的节肢动物物种丰富度______，可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了__________________，有利于其生存。 (3)与荔枝园B相比，荔枝园A的害虫和天敌的数量____，根据其管理方式分析，主要原因可能是____________________________________________________ _______________________。 趋光 高　 食物和栖息空间　 少 荔枝园A使用杀虫剂，降低了害虫数量，同时因食物来源少， 导致害虫天敌数量也少 经典真题 (2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是： _______________________________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，____________________________________________。 光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用 从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递 (3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 碳释放 碳存储 经典真题 $$