第27讲 生态系统的物质循环和信息传递（知识清单）（上海专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第27讲 生态系统的物质循环和信息传递（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 物质在生态系统中循环利用★★★☆☆ 考点2 生态系统运行离不开信息传递★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱预警） 素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析、聚焦考点预测 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 （附高清PDF，可打印） · 考点1 物质在生态系统中循环利用★★★☆☆ 1.物质在生物群落与无机环境间不断循环 （1）物质循环：生物体是由许多基本元素组成的，这些元素以多样的物质形态在无机环境与生物群落间往复循环，此过程称为生态系统的物质循环，也称生物地球化学循环。 （2） （3）地球上主要的物质循环有碳循环、水循环、氮循环和磷循环等。 2.二氧化碳的固定和释放是碳循环的关机环节 （1）碳循环：碳元素主要贮存在化石燃料，土壤、沉积物、海洋、生物体以及大气中，在各组分间持续运动和交换的现象。 （2）碳循环过程： ①绿色植物将大气中的二氧化碳经光合作用转化成有机物并释放氧气； ②有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最初形态 （二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量； ③千分之一的生物有机体转变为化石燃料； ④燃烧化石燃料时，其中的碳氧化成为二氧化碳而排入大气。 总结：（1）碳的存在形式与循环形式 （2）碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用、化能合成作用。 （3）碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用（实质是呼吸作用）、化石燃料的燃烧。 3.降水、蒸发和径流是水循环的主要环节 （1）水主要储存在海洋，冰川，湖泊、河流和地下水，微量水蒸气存在于大气中。 （2）水循环动力：太阳辐射和地球引力两大驱动力 （3）水循环过程： ①在太阳能的作用下，地球表面的水蒸发到大气中形成水蒸气； ②水蒸气随大气环流运动，在一定条件下，凝结成云并形成雨雪等降水；③降水到达地面后，转化为地表水和地下水，最后以径流的形式返回海洋，完成水循环。 （4）水循环作用：形成全球范围的大循环，影响各地气候；补充陆地上的水资源；植物通过蒸腾作用提高大气湿度，参与水循环；水循环对其他物质的循环运动具有重要作用；通过侵蚀、搬运、沉积等过程，形成丰富多彩的地形地貌。 补充：水体富营养化和水华 水体富营养化：指水中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，实质是营养盐物质的输入和输出失衡。在富营养化水体，经常会出现蓝细菌（旧称蓝藻）大量繁殖，在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫，称为水华。 结果：大量繁殖的蓝细菌死亡后，其分解过程会耗尽水中氧气，从而造成鱼类等大量水生生物的死亡。蓝细菌还能产生毒素，除了直接对鱼类等水生动物产生毒害外，还是人类肝癌等疾病的重要诱因。 2007年5月，江苏无锡发生太湖蓝细菌污染饮用水事件，200万人的生活用水受到影响，造成严重的社会影响。富营养化水体的治理和修复工作虽然已初见成效，但仍然任重而道远。 补充：辨析物质循环的三个易误点 （1）生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。 （2）生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。 （3）碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。 项目 能量流动 物质循环 形式 光能→化学能→热能 （碳循环为例）CO2→有机物→CO2 范围 生态系统各营养级 全球性 特点 单向流动，逐级递减 反复利用 联系 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行。彼此相互依存，不可分割。 ①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。物质是能量的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。 ②生态系统各组成成分，通过能量流动和物质循环，紧密联系在一起，形成一个统一的整体。 注：①不能说物质循环和能量流动是相互依存的两个过程，能量存在于物质中，能量驱动着物质循环，故是不可分割的。 ②能量流动的终点是热能散失到非生物环境中，不能循环利用。而物质循环产生的 CO2又被重新利用，所以没有终点。 · 考点2 生态系统运行离不开信息传递★★★☆☆ 1.生态系统正常运行需要信息传递 （1）信息的种类 信息种类 定义 来源 举例 物理信息 光、声、温度、湿度、磁场、机械振动等物理因素，引起生物之间感应作用，称为物理信息 非生物环境、生物 ①光强和光周期调控植物的生长和发育； ②海豚、蝙蝠等利用声波进行回声定位； ③雄性蟋蟀的鸣叫可以向雌性个体传递发送者的物种（不同物种的雄性蟋蟀有不同的声音）、性别（仅雄性会发声）、位置（声音的方位）以及社会地位（能够保护栖息洞穴周围领地的那只雄性才会鸣叫）等信息。 化学信息 生物在生命过程中常会产生一些可以传递信息的化学物质 生物 ①雌蚕蛾释放的性外激素等②黄鼠狼放出臭味信息，吓跑敌人； ③狗撒尿标记地盘。 行为信息 动物的某些行为也可以用于同种或异种间的信息传递， 这些行为特征。 动物特殊表现和行为 ①蜜蜂“舞蹈” 准确地把蜜源的距离、方位等信息告诉其他个体； ②孔雀开屏是雄孔雀的求偶炫耀行为，它在雌孔雀面前尽力表现自己，以期待获得与雌孔雀交配繁衍的机会。 （2）信息传递过程： 信息是世界物质客体间普遍联系的形式，每一个信息过程含有信息产生、传输和接收三个基本环节。 （3）信息传递特点：生态系统的各组成成员之间和成员内部都广泛存在着信息交流，传递的方向往往是双向的，彼此间进行着信息传递。 信息传递的双向性，加强了生物群落与非生物因素之间、生物与生物之间的联系，形成了生态系统的自我调节机制，从而保持生态系统结构和功能的相对稳定 （4）信息传递功能：是生物长期进化的结果，可以出现在个体、种群、群落等不同水平上。 （5）应用 在生产和生活中，可以利用信息传递来对虫害、鼠害等进行生物防治。例如，农业中，利用昆虫性外激素有效诱捕害虫；在机场跑道，利用音响设备播放猛禽的鸣声驱赶鸟群，避免对飞机起降造成危害。 补充 1.信息传递在农业生产中的应用 措施 目的 养鸡场延长光照时间 提高产蛋率 用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子 提高萌发率 利用模拟的动物信息吸引传粉动物 提高作物的传粉效率和结实率 利用音响设备模拟动物声音 诱捕或驱赶动物 施加昆虫信息素 诱捕或警示有害动物 2．有害动物三种防治方法的比较 名称 化学防治 机械防治 生物防治 措施 化学药剂喷施等 人工捕捉等 引入天敌或寄生生物等 优点 作用迅速；短期效果明显 无污染；见效快，效果好 效果好且持久；成本低，无污染 缺点 引起害虫抗药性增强；杀灭害虫天敌，破坏生态平衡；污染环境 费时费力；对体型很小的害虫无法实施 天敌数量不确定；寄生生物专一性强 补充：生态系统中信息类型的辨析方法 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、芽等感觉到的信息，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”的，则判断为行为信息。 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（如洪水、瀑布旁），生物间多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。 2.信息传递、能量流动和物质循环相互依存并协同作用 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 双向传递 途径 食物链和食物网 多种 地位 能量是生态系统的动力，使物质能够连续地在生物群落和无机环境间循环利用； 能量的载体，使能量能够沿生态系统食物链（网）流动 决定能量流动和物质循环的方向和强度 联系 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的主要功能，三者同时进行，彼此相互依存、不可割裂。能量在生态系统中的固定、转换和释放，离不开物质的合成、转化和分解，也都伴随着信息的产生、传递和响应。 生态系统的各组分正是通过能量流动、物质循环和信息传递三者的协同作用，形成一个统一的有机整体。决定了生态系统的整体性和稳定性。 预警类别一 生态系统的物质循环 陷阱1 碳元素可以在一个相对封闭的群落内部往复循环 正确理解：碳元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。 陷阱2 生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥 正确理解：随着农民对农作物的收割，农作物从土壤中吸收的N等元素也随之离开土壤，为了保证农作物的正常生长，仍然需要对农作物增施氮肥。 预警类别二 生态系统的信息传递 陷阱1 花香引蝶属于物理信息 正确理解：花香引蝶属于化学信息。 陷阱2 利用昆虫信息素诱捕、警示有害动物，属于化学防治 正确理解：昆虫信息素虽属于化学信息，但是利用信息传递原理控制有害动物属于生物防治。 1、 生态系统的功能 主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上指出“‘万物各得其和以生，各得其养以成’。生物多样性使地球充满生机，也是人类生存和发展的基础。” 　　从生态系统的稳态维持到物种资源的存续演化，再到遗传信息的世代传递，生物多样性承载着为人类提供食物供给、水源净化、气候调节等基础生态服务功能，也蕴含着巨大的经济价值与文化内涵。当前生物多样性保护已成为实现可持续发展目标的核心议题。本文基于生态学原理与实践经验，从保护生态环境、改善生态质量、挖掘资源潜力三个维度，探讨生物多样性保护与生产力发展的协同路径。 考点预测： 生态系统的结构包括组成成分和营养结构，本节知识难度不大，为后续介绍生态系统的功能打下基础。应掌握组成成分的类型、作用和地位，了解食物链和食物网的构成和意义。能量流动在高考中考查频率较高，也是生态板块的难点。同学们应重点理解能量流动的输入、传递、转化和散失过程，掌握能量传递的常见图像，辨析能量传递效率和能量利用率等易混名词，并能熟练计算能量传递效率。 （2023·上海·高考真题）1. 研究人员调查了我国某生态系统的结构及生物多样性，并用模拟增温的方式，研究全球变暖对该草地生态系统特征的影响。如图显示了该生态系统中不同口器类型昆虫与不同蜜距花型植物之间的传粉关系。昆虫与花朵之间的连线表示有传粉关系。图中L表示蜜距。 （1）下列生态系统的组分①-④中，A~D花型的植物属于该草地生态系统的___；a-d口器类型的昆虫属于该草地生态系统的___；除了图中所示的生态系统组分外，该草地生态系统至少还应有___（编号选填）。 ①无机环境②分解者③消费者④生产者 （2）下列①~④中，能正确表示生物之间信息传递关系的有___；能正确表示生物之间能量流动方向的有___（编号选填）。 ①a型口器昆虫↔d型口器昆虫 ②C花型植物↔b型口器昆虫 ③a型口器昆虫→D花型植物 ④C花型植物→b型口器昆虫 （3）要获得图中所示研究结果，且使研究结果准确和具有代表性，应选择下列实验方法中的___（多选）。 A. 在禁止放牧区随机取样 B. 记录昆虫口器形态 C. 在放牧区域固定地点取样 D. 测量花蜜距 a型口器昆虫熊蜂是A花型植物蓝翠雀花主要的传粉者。研究人员通过模拟增温，研究全球气候变暖对两者关系的影响，部分研究数据如表所示。 蓝翠雀花的指标 对照组 实验组（模拟增温） 第一朵花开放时间 一年中的第214天 一年中的第211天 平均花寿命（天） 13 10 平均蜜距长度（毫米） 25 21 总种子数目（粒） 99±5 90±2 种子发芽率（%） 80 70 （4）据表1推测，全球气候变暖对蓝翠雀花的影响是___（单选）。 A. 只影响花期 B. 种群数量和花期都受影响 C. 只影响种群数量 D 种群数量和花期都不受影响 （5）据图和表推测，全球气候变暖过程中，熊蜂的长口器基因最可能发生___（单选）。 A. 定向突变且基因频率升高 B. 定向突变且基因频率降低 C. 非定向突变且基因频率升高 D. 非定向突变且基因频率降低 （6）据图中信息，下列关于全球气候变暖对该草地生态系统影响效应的预测中，最合理的是___（单选）。 A. 若a型口器昆虫的种群数量显著减少会引起四种花型植物种群数量增加 B. 若四种花型植物种群数量波动会引起a型口器昆虫的种群数量波动 C. 若d型口器昆虫的种群数量显著增加会导致b、c型口器昆虫形成竞争关系 D. 若b型口器昆虫的种群数量显著增加会导致c、d型口器昆虫形成竞争关系 【答案】（1） ①. ④ ②. ③ ③. ①② （2） ①. ①② ②. ④ （3）ABD （4）B （5）D （6）B 【解析】 【分析】生态系统的结构包含组成成分和营养结构。前者包含生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。 【小问1详解】 A~D花型的植物可通过光合作用讲二氧化碳转化为有机物，属于自养型生物，在生态系统中属于生产者；a~d口器类型的昆虫通过口器吸食花蜜，属于异养型生物，在生态系统中属于消费者；生态系统的组成成分除生产者和消费者外，还有非生物的物质和能量以及分解者，因此除图中所示的生态系统组分外，该草地生态系统至少还应有无机环境与分解者。 【小问2详解】 昆虫传粉的过程中，花朵开放以及分泌化学物质产生香气吸引昆虫前往吸蜜是植物向昆虫传递了物理信息和化学信息，研究表明，当昆虫口器伸入到花朵蜜腺，触碰到花丝，整个雄蕊会迅速向花的中心弹起，使得花粉粘附到昆虫的身上，过程中昆虫向植物传递了物理信息，因此该过程中的信息传递是双向的，例如C型花植物与其对应的b型口器昆虫进行传粉时，便会进行生态系统中的双向的信息传递，同时a型口器昆虫和d型口器昆虫可吸食同种花型花朵的花蜜，存在种间竞争关系，二者的信息传递也可双向传递，能正确表示生物之间信息传递关系的有①和②； 生态系统中能量具有单向传递的特点，题中昆虫与植物之间可通过吸食花蜜建立能量流动关系，能量从提供花蜜的植物传向吸食花蜜的昆虫，如b类型口器昆虫从C花型植物获取能量，能正确表示生物之间能量流动方向的有④。 【小问3详解】 ACD、图中所示的研究结果需要取样研究该生态系统中的花朵类型并根据蜜距进行分类，在采用样方法统计花朵类型时，取样关键是随机取样，取样后需要测量花蜜距，以对花朵进行分类，为避免放牧导致花朵类型及数目减少，应禁止放牧，AD正确，C错误； B、观察统计吸食不同蜜距花型花朵的昆虫并根据不同类型的口器进行分类，因此需要记录昆虫口器形态，B正确。 故选ABD。 【小问4详解】 由表格数据可知，模拟增温后，平均花朵寿命（花期）变短，平均蜜距长度变短，总种子数目变少，种子发芽率也变低，种子数量及种子发芽率均减少将导致该种植物种群出生率降低，种群数量减少，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问5详解】 雄蜂种群在生长繁殖的过程中会发生不定向的变异，由于气候变暖导致花朵蜜距变短，口器较短的雄蜂更适应花朵的蜜距，自然选择导致雄蜂短口器基因频率增加，长口器基因频率降低，D正确，ABC错误。 故选D。 【小问6详解】 A、a型口器昆虫可帮助四种花型植物传粉，若A型口器昆虫减少，将导致四种植物的传粉率降低，降低种群出生率，四种植物种群数量将减少，A错误； B、a型口器昆虫以四种植物花朵花蜜为食，四种植物种群数量波动将会引起a型口器昆虫的种群数量波动，B正确； C、b、c型口器类昆虫均可以C、D两种花型的花蜜为食，两种昆虫本身就具有竞争关系，二者种间竞争关系与d型口器类昆虫的种群数量无关；若d型口器昆虫的种群数量显著增加，将导致D型植物的花蜜被d型口器类昆虫吸食得更多，b、c型口器类昆虫的食物来源减少，种间竞争关系变得更激烈，C错误； D、c、d型口器昆虫均可以D型花朵的花蜜为食，二者本身具有种间竞争关系，该种竞争关系与b型口器类昆虫的种群数量无关，但c、d型口器昆虫的种间竞争关系的激烈程度与b型口器类昆虫的种群数量有关，D错误。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $。物质循环 生态系统的结构与功能（下） D信息传递 范围是生物圈 全球性 不是局域性的生态系统 特点 无机环境←→生物群落 往复循环过程 反复利用、循环流动 绿色植物将大气中二氧化碳经光合 作用转化成有机物并释放氧气 碳进入生物群落的途径 光合生物吸收空气中的二氧化碳，吸收 的量~呼吸释放出的量 过程 有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最 碳循环 碳返回非生物环境 初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量 的途径 燃烧化石燃料时，其中的碳氧化成为二氧化碳而排入大气 间循 在太阳能的作用下，地球表面的水蒸发大气中形成水蒸汽 ,水汽输送 物蒸腾陆上内 过程 指发 水蒸气大气环流运动，一定条件凝结成云形成雨雪等降水 地表径流 渗 降水到达地面后，转化为地表水和地下水，以径流形式返回海洋 地下径流 海洋端 水循环 营养级越高，浓度越高 特点 全球性{大气、水、生物迁移扩散 水中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水质污染现象 水体富营养化 生物富集 实质{营养盐物质的输入和输出失衡 蓝细菌大量繁殖 在水面形成蓝绿色而有恶臭味的浮沫 否水华 蓝细菌死亡耗尽水中氧气{造成鱼类等大量水生生物死亡 危害 直接毒害水生动物 蓝细菌产生毒素 人类肝癌的重要诱因 般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 特点 生态系统各组分之间往往存在双向的信息传递 生物长期进化的结果，出现在个体、种群、群落等不同水平上 物理信息{ 举例：海豚、蝙蝠等利用声波进行回声定位 0分类 化学信息 举例：雌蚕娥释放的性外激素等 行为信息{ 举例：蜜蜂的舞蹈语言、孔雀拳开屏求偶行为等 在生产和生活中的应用 {利用信息传递来对虫害、鼠害等进行生物防治丽学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 第27讲生态系统的物质循环和信息传递 (知识清单) 分学习导航站 9知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 巴核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1物质在生态系统中循环利用★★★☆☆ 考点2生态系统运行离不开信息传遵南★★☆☆ (是级越高，重要程度越高) @陷阱预警台：识别高颜错误，提供防错策略(2大陷肼预警) 回卧素养加油站： 前沿科研成果或热点问题分析、聚焦考点预测 了真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 (附高清PDF,可打印) 知识主脉络 范围是生物圈 全球性 【不是局域性的生态系统 特点 无机环境+→生物群落 往复循环过程 反复利用、循环流动 绿色植物将大气中二氧化碳经光合 作用转化成有机物并释放氧气 碳进入生物群落的途径 光合生物吸收空气中的二氧化碳，吸收 过程 的量：呼吸释放出的量 有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其最 碳循环 碳返回非生物环境 初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量 的途径 。物质循环 燃烧化石燃料时，其中的碳氧化成为二氧化碳而排入大气 在太阳能的作用下，地球表面的水蒸发大气中形成水蒸汽 过程 水蒸气大气环流运动，一定条件凝结成云形成雨雪等降水 降水到达地面后，转化为地表水和地下水，以径流形式返回海洋 水循环 营养级越高，浓度越高 特点 全球性大气、水、生物迁移扩散 水中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水质污染现象 生物富集 水体富营养化 实质营养盐物质的输入和输出失衡 生态系统的结构与功能（下） 蓝细菌大量繁殖 0水华 在水面形成蓝绿色而有恶臭味的浮沫 蓝细菌死亡耗尽水中氧气{造成鱼类等大量水生生物死亡 危害 人蓝细菌产生毒素{ 直接毒害水生动物 人类肝癌的重要诱因 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 特点 生态系统各组分之间往往存在双向的信息传递 生物长期进化的结果，出现在个体、种群、群落等不同水平上 物理信息举例：海豚、编蝠等利用声波进行回声定位 。信息传递 ⊙分类化学信息{举例：雌蚕娥释放的性外激素等 、行为信息举例：蜜蜂的舞蹈语言、孔雀拳开屏求偶行为等 在生产和生活中的应用 利用信息传递来对虫害、鼠害等进行生物防治 1/10 命学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 核心知识库 ⊙考点1物质在生态系统中循环利用★★★☆☆ 1.物质在生物群落与无机环境间不断循环 (1)物质循还：生物体是由许多基本元素组成的，这些元素以多样的物质形态在无机环境与生物群落 间往复循环，此过程称为生态系统的物质循环，也称生物地球化学循环。 物质：组成生物体的基本化学元素（碳、氢、氧、氮、磷、硫等） (2)范围：无机环境与生物群落间的往复循环过程 特点：全球性、循环往复运动 (3)地球上主要的物质循环有碳循环、水循环、氨循环和磷循环等。 2.二氧化碳的固定和释放是碳循环的关机环节 (1)碳循环：碳元素主要贮存在化石燃料，土壤、沉积物、海洋、生物体以及大气中，在各组 分间持续运动和交换的现象。 (2)碳循环过程： 大气中的C0, ①绿色植物将大气中的二氧化碳经光合作用转化成有机物 光合作用 并释放氧气： 合作用 化石燃料 ②有机物被消费者或分解者利用，通过呼吸作用把碳以其 的燃烧浮游植物 消费者 最初形态（二氧化碳）返回到环境中，并释放储存的能量： ③千分之一的生物有机体转变为化石燃料： 分解作用 ④燃烧化石燃料时，其中的碳氧化成为二氧化碳而排入大 气。 总结：(1)碳的存在形式与循环形式 在生物群落和非生物环境间：主要以CO2形式循环 在生物群落内部：以含碳有机物形式传递 、在非生物环境中：主要以C02和碳酸盐形式存在 (2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用、化能合成作用。 2/10 丽学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 (3)碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用（实质是呼吸作用）、 化石燃料的燃烧。 3降水、蒸发和径流是水循环的主要环节 (1)水主要储存在海洋，冰川，湖泊、河流和地下水，微量水蒸气存在于大气中。 (2)水循环动力：太阳辐射和地球引力两大驱动力 (3)水循环过程： ①在太阳能的作用下，地球表面的水蒸发到大气中形成水蒸 气： 水汽输送 ②水蒸气随大气环流运动，在一定条件下，凝结成云并形成 雨雪等降水；③降水到达地面后，转化为地表水和地下水，最后 以径流的形式返回海洋，完成水循环。 (4)水循环作用：形成全球范围的大循环，影响各地气候； 补充陆地上的水资源；植物通过蒸腾作用提高大气湿度，参与水 循环：水循环对其他物质的循环运动具有重要作用；通过侵蚀、搬运、沉积等过程，形成丰富多彩的 地形地貌。 △补充：水体富营养化和水华 水体富营养化：指水中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，实质是营养盐物质的输 入和输出失衡。在富营养化水体，经常会出现蓝细菌（旧称蓝藻）大量繁殖，在水面形成一层蓝绿色 而有恶臭味的浮沫，称为水华。 结果：大量繁殖的蓝细菌死亡后，其分解过程会耗尽水中氧气，从而造成鱼类等大量水生生物的 死亡。蓝细菌还能产生毒素，除了直接对鱼类等水生动物产生毒害外，还是人类肝癌等疾病的重要诱 因。 2007年5月，江苏无锡发生太湖蓝细菌污染饮用水事件，200万人的生活用水受到影响，造成严 重的社会影响。富营养化水体的治理和修复工作虽然已初见成效，但仍然任重而道远。 △补充：辨析物质循环的三个易误点 3/10 函学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 (1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态 系统—生物圈，因此物质循环具有全球性。 (2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化 学元素，如C、H、O、N、P、S等。 (3)碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是 双向的，其他各成分间的传递均是单向的。 项目 能量流动 物质循环 形式 光能→化学能→热能 (碳循环为例)C02→有机物→C02 范围 生态系统各营养级 全球性 特点 单向流动，逐级递减 反复利用 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行。彼此相互 依存，不可分割。 ①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。 联系 物质是能量的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。 ②生态系统各组成成分，通过能量流动和物质循环，紧密联系在一起， 形成一个统一的整体。 注：①不能说物质循环和能量流动是相互依存的两个过程，能量存在于物质中，能量驱动着物质 循环，故是不可分割的。 ②能量流动的终点是热能散失到非生物环境中，不能循环利用。而物质循环产生的C02又被重新 利用，所以没有终点。 ⊙考点2生态系统运行离不开信息传递★★★☆☆ 1.生态系统正常运行需要信息传递 (1)信息的种类 信息种类 定义 来源 举例 物理信息 光、声、温度、 非生物环 ①光强和光周期调控植物的生长和发育： 湿度、磁场、 境、生物 ②海豚、蝙蝠等利用声波进行回声定位； 机械振动等物 理因素，引起 4/10 学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 生物之间感应 作用，称为物 000} 理信息 ③雄性蟋蟀的鸣叫可以向雌性个体传递发送者的 物种（不同物种的雄性蟋蟀有不同的声音）、性别 (仅雄性会发声)、位置（声音的方位）以及社会 地位（能够保护栖息洞穴周围领地的那只雄性才会 鸣叫)等信息。 化学信息 生物在生命过 生物 ①雌蚕蛾释放的性外激素等②黄鼠狼放出臭味信 程中常会产生 息，吓跑敌人： 一些可以传递 ③狗撒尿标记地盘。 信息的化学物 质 行为信息 动物的某些行 动物特殊 ①蜜蜂“舞蹈”准确地把蜜源的距离、方位等信息 为也可以用于 表现和行 告诉其他个体： 同种或异种间 为 的信息传递， 这些行为特 摆尾狮 圆舞 征。 ②孔雀开屏是雄孔雀的求偶炫耀行为，它在雌孔雀 面前尽力表现自己，以期待获得与雌孔雀交配繁衍 的机会。 (2)信息传递过程： 信息是世界物质客体间普遍联系的形式，每一个信息过程含有信息产生、传输和接收三个基本环 节。 (3)信息传递特点：生态系统的各组成成员之间和成员内部都广泛存在着信息交流，传递的方向往 往是双向的，彼此间进行着信息传递。 信息传递的双向性，加强了生物群落与非生物因素之间、生物与生物之间的联系，形成了生态系 统的自我调节机制，从而保持生态系统结构和功能的相对稳定 (4)信息传递功能：是生物长期进化的结果，可以出现在个体、种群、群落等不同水平上。 5/10 学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 作用：维持生命活动正常进行的重要保障，生物生长繁殖离不开信息传递 个体种群 实例：大闸蟹感受到水温降低的信息，从湖泊奔向河口完成生殖洄游 作用：信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 群落 食物链相邻营养级间生物充分利用对方特征，保持“捕食”与“被捕食”平衡 实例 狼能够识别兔的气味而追踪兔，兔也能探测到狼的气味而躲避狼 (5)应用 在生产和生活中，可以利用信息传递来对虫害、鼠害等进行生物防治。例如，农业中，利用昆虫 性外激素有效诱捕害虫；在机场跑道，利用音响设备播放猛禽的鸣声驱赶鸟群，避免对飞机起降造成 危害。 △补充 1.信息传递在农业生产中的应用 措施 目的 养鸡场延长光照时间 提高产蛋率 用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子 提高萌发率 利用模拟的动物信息吸引传粉动物 提高作物的传粉效率和结实率 利用音响设备模拟动物声音 诱捕或驱赶动物 施加昆虫信息素 诱捕或警示有害动物 2.有害动物三种防治方法的比较 名称 化学防治 机械防治 生物防治 引入天敌或寄生生物 措施 化学药剂喷施等 人工捕捉等 等 效果好且持久；成本 优点 作用迅速：短期效果明显 无污染；见效快，效果好 低，无污染 引起害虫抗药性增强；杀 费时费力：对体型很小的 天敌数量不确定；寄生 缺点 灭害虫天敌，破坏生态平 害虫无法实施 生物专一性强 衡；污染环境 △补充：生态系统中信息类型的辨析方法 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、芽等感觉到的信息，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。 6/10 丽学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 3.凡涉及“肢体语言的，则判断为行为信息。 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（如洪水、瀑布旁），生物间多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。 2信息传递、能量流动和物质循环相互依存并协同作用 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环性 双向传递 途径 食物链和食物网 多种 能量是生态系统的动 能量的载体，使能量能 力，使物质能够连续地 够沿生态系统食物链 决定能量流动和物质循 地位 在生物群落和无机环 (网)流动 环的方向和强度 境间循环利用： 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的主要功能，三者同时进 行，彼此相互依存、不可割裂。能量在生态系统中的固定、转换和释放， 联系 离不开物质的合成、转化和分解，也都伴随着信息的产生、传递和响应。 生态系统的各组分正是通过能量流动、物质循环和信息传递三者的协 同作用，形成一个统一的有机整体。决定了生态系统的整体性和稳定性。 陷阱预警台 预警类别一生态系统的物质循环 A陷阱1碳元素可以在一个相对封闭的群落内部往复循环 正确理解：碳元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。 △陷阱？生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥 正确理解：随着农民对农作物的收割，农作物从土壤中吸收的N等元素也随之离开土壤，为了保证农 作物的正常生长，仍然需要对农作物增施氮肥。 预警类别二生态系统的信息传递 7/10 学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 △陷阱1花香引蝶属于物理信息 正确理解：花香引蝶属于化学信息。 △陷阱2利用昆虫信息素诱捕、警示有害动物，属于化学防治 正确理解：昆虫信息素虽属于化学信息，但是利用信息传递原理控制有害动物属于生物防治。 05 素养加油站 一、生态系统的功能 主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上指出“‘万物各得其和以生，各得其养 以成’。生物多样性使地球充满生机，也是人类生存和发展的基础。” 从生态系统的稳态维持到物种资源的存续演化，再到遗传信息的世代传递，生物多样性承载着为人类 提供食物供给、水源净化、气候调节等基础生态服务功能，也蕴含着巨大的经济价值与文化内涵。当前生 物多样性保护已成为实现可持续发展目标的核心议题。本文基于生态学原理与实践经验，从保护生态环境、 改善生态质量、挖掘资源潜力三个维度，探讨生物多样性保护与生产力发展的协同路径。 考点预测：生态系统的结构包括组成成分和营养结构，本节知识难度不大，为后续介绍生态系统的功 能打下基础。应掌握组成成分的类型、作用和地位，了解食物链和食物网的构成和意义。能量流动在高考 中考查频率较高，也是生态板块的难点。同学们应重点理解能量流动的输入、传递、转化和散失过程，掌 握能量传递的常见图像，辨析能量传递效率和能量利用率等易混名词，并能熟练计算能量传递效率。 06 真题挑战场 (2023·上海·高考真题)1.研究人员调查了我国某生态系统的结构及生物多样性，并用模拟增温的方式， 研究全球变暖对该草地生态系统特征的影响。如图显示了该生态系统中不同口器类型昆虫与不同蜜距花型 植物之间的传粉关系。昆虫与花朵之间的连线表示有传粉关系。图中工表示蜜距。 8/10 学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 a b =c d (1)下列生态系统的组分①-④中，AD花型的植物属于该草地生态系统的；-d口器类型的昆虫属于 该草地生态系统的；除了图中所示的生态系统组分外，该草地生态系统至少还应有（编号选填）。 ①无机环境②分解者③消费者④生产者 (2)下列①④中，能正确表示生物之间信息传递关系的有_：能正确表示生物之间能量流动方向的有_ (编号选填)。 ①a型口器昆虫d型口器昆虫 ②C花型植物←b型口器昆虫 ③a型口器昆虫→D花型植物 ④C花型植物b型口器昆虫 (3)要获得图中所示的研究结果，且使研究结果准确和具有代表性，应选择下列实验方法中的（多选)。 A.在禁止放牧区随机取样 B.记录昆虫口器形态 C.在放牧区域固定地点取样 D.测量花蜜距 型口器昆虫熊蜂是A花型植物蓝翠雀花主要的传粉者。研究人员通过模拟增温，研究全球气候变暖对两者 关系的影响，部分研究数据如表所示。 蓝翠雀花的指标 对照组 实验组（模拟增温） 第一朵花开放时间 年中的第214天 年中的第211天 平均花寿命（天） 13 10 平均蜜距长度（毫米） 25 31 总种子数目（粒） 99±5 90±2 9/10 丽学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 种子发芽率(%) 80 70 (4)据表1推测，全球气候变暖对蓝翠雀花的影响是（单选）。 A.只影响花期 B.种群数量和花期都受影响 C.只影响种群数量 D种群数量和花期都不受影响 (5)据图和表推测，全球气候变暖过程中，熊蜂的长口器基因最可能发生（单选）。 A.定向突变且基因频率升高 B.定向突变且基因频率降低 C.非定向突变且基因频率升高 D.非定向突变且基因频率降低 (6)据图中信息，下列关于全球气候变暖对该草地生态系统影响效应的预测中，最合理的是一（单选）。 A.若a型口器昆虫的种群数量显著减少会引起四种花型植物种群数量增加 B.若四种花型植物种群数量波动会引起a型口器昆虫的种群数量波动 C.若d型口器昆虫的种群数量显著增加会导致b、c型口器昆虫形成竞争关系 D.若b型口器昆虫的种群数量显著增加会导致c、d型口器昆虫形成竞争关系 【答案】(1) ①.④ ②.③ ③.①② (2) ①.①② ②.④ (3)ABD (4)B(5)D(6)B 【解析】 【分析】生态系统的结构包含组成成分和营养结构。前者包含生产者、消费者、分解者、非生物的物质和 能量。 【小问1详解】 AD花型的植物可通过光合作用讲二氧化碳转化为有机物，属于自养型生物，在生态系统中属于生产者：a~d 口器类型的昆虫通过口器吸食花蜜，属于异养型生物，在生态系统中属于消费者；生态系统的组成成分除 生产者和消费者外，还有非生物的物质和能量以及分解者，因此除图中所示的生态系统组分外，该草地生 态系统至少还应有无机环境与分解者。 【小问2详解】 10