第2章 生态系统的结构与功能（知识清单）生物沪科版选择性必修2

第2章 生态系统的结构与功能（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、陷阱规避 第1节　生态系统各组分紧密联系成一体（2个考点+2易错辨析） 考点1 生态系统的组成成分 ★★★☆☆ 考点2 生态系统的营养结构★★★☆☆ 第2节 生能量在单向流动中逐级递减（4个考点+1个易错辨析） 考点1 能量在生物群落中单向流动 ★★☆☆☆ 考点2 能量沿营养级逐步递减★★★☆☆ 考点3 生态金字塔体现食物网各营养级间关系 ★★☆☆☆ 考点4 污染物通过食物链在生物体内富集 ★☆☆☆☆ 第3节 物质在生态系统中循环利用（2个考点+1个易错辨析） 考点1 生态系统的物质循环 ★★☆☆☆ 考点2 物质循环与能量流动的关系★★★★★ 第4节 生态系统运行离不开信息传递（2个考点+1个易错辨析） 考点1 生态系统中信息的种类 ★★☆☆☆ 考点2 信息传递的作用 ★★☆☆☆ 考点3 能量流动、物质循环和信息传递的关系 ★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节　生态系统各组分紧密联系成一体 考点1 生态系统的组成成分 ★★★☆☆ 1．生态系统 （1）概念：由生物群落与_ _相互作用而形成的统一整体。 （2）范围：生态系统的空间范围有大有小。 __是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境。 2．生态系统的类型 (1)自然生态系统 ① ：海洋生态系统、淡水生态系统、 生态系统等。 ②陆地生态系统：森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等。 (2) ：农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。 3. 生态系统的结构：包括生态系统的 （食物链和食物网）。 4. 生态系统的组成成分 (1) 四种组分 · 非生物的物质和能量：如水、空气、无机盐等；能量：如阳光、热能等。 · 生产者：属于 （选填“自养”或“异养”）生物。主要是绿色植物，还包括光合细菌（如蓝细菌等）、化能合成菌（如硝化细菌等）。 · 消费者：属于 （选填“自养”或“异养”）生物。捕食性动物、寄生生物（如菟丝子、蛔虫、肠道中的大肠埃希菌、结核杆菌、病毒等）。 · 分解者：能将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物，供生产者重新利用。属于 （选填“自养”或“异养”）生物。主要是腐生性细菌、真菌及动物。 (2) 生态系统各组成成分的相互关系 易错辨析​（三类“不一定”+两类“一定”）： (1) 不一定：①生产者≠植物（如硝化细菌），植物≠生产者（如菟丝子）；②消费者≠动物（如寄生细菌），动物≠消费者（如蚯蚓是分解者）；③分解者≠微生物（如蚯蚓），微生物≠分解者（如蓝细菌是生产者） (2) 一定：①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者；②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定营腐生生活 考点2 生态系统的营养结构★★★☆☆ 1. ：生态系统中，各种生物之间因捕食关系而形成的一种联系。 2. ：生态系统中，许多食物链彼此相互交错、连接而成的复杂食物网。 3.营养级：处于食物链某一环节上的 的 ；注意：某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物， ，也 。 4.食物链上一般不超过 营养级，只含有生产者和消费者。 5．食物链和食物网的意义 (1)是生态系统的 。 (2)是生态系统 和 的渠道。 (3)是生态系统保持 的重要条件，一般认为， 越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力 。 6.食物链（网）的构建方法——依据种群数量变化曲线：先上升、先下降者为被捕食者（如乙→丙→甲） 易错辨析​ 1：错将寄生生物和分解者列入食物链或计算营养级 　高中生物学中的食物链，实际上是捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者、寄生生物，也不包括非生物的物质和能量。 2:生态系统成分的几个误区 (1)植物≠生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。 (2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动、植物残体为食的腐生动物属于分解者。 (3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。 第2节 能量在单向流动中逐级递减 考点1 能量在生物群落中单向流动 ★★☆☆☆ （1）能量流动的特点分析 特点 原因分析 ①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，是长期 的结果， 各营养级的生物通过 作用以热能形式散失的能量无法再被利用 ①各营养级的生物都会因 而消耗掉相当大的一部分能量 ②各营养级生物的能量中总有一部分未被下一营养级所利用 ③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入 考点2 能量沿营养级逐步递减★★★☆☆ ①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量 ②各营养级生物的能量中总有一部分未被下一营养级所利用 ③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者（2）能量传递效率 ①计算方法：能量传递效率=下一营养级同化的能量÷上一营养级同化的能量×100% ②数值：一般为5%～20%易错辨析​ 1；因混淆“摄入量”与“同化量”“粪便中的能量”而出错 (1)摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。 (2)粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量 2：能量流动相关计算 （1）常规计算（无人工输入） 求某营养级获得的最多能量：选最短食物链，按20%传递效率计算 求某营养级获得的最少能量：选最长食物链，按10%传递效率计算 实例：若第三营养级获得10kJ能量，第一营养级最少需提供10÷10%÷10%＝1000kJ，最多需提供10÷20%÷20%＝250kJ （2）含人工输入的计算 人工输入的能量属于该营养级同化量的一部分，但不算从上一营养级流入的能量 传递效率计算：下一营养级从该营养级同化的能量（不含人工输入）÷该营养级总同化量（含人工输入）×100% 考点3 生态金字塔体现食物网各营养级间关系 ★★☆☆☆ 类型 项目 性状 每一阶含义 食物链中每一营养级生物所含的“能量” 食物链中每一营养级生物个体的“数量” 食物链中每一营养级生物的“总生物量” 图形特点 正金字塔 一般呈正金字塔形，有时会出现倒金字塔形 一般呈正金字塔形 象征含义 能量流动的过程中总有能量的消耗和散失，故能量在流动过程中逐级递减 生物个体数量在食物链中一般随营养级升高而逐渐降低 生物量随营养级逐渐递减 考点4 污染物通过食物链在生物体内富集 ★☆☆☆☆ 1．生物富集 (1)概念：生物体从 吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。 (2)进入生物体方式 ①动、植物直接 。 ②沿 在生物体内逐渐聚集，积累在食物链的顶端。 (3)在生物体的分布：形成稳定化合物分布于多种组织细胞中， 被排出， 在体内。 （3）依据有害物质浓度：有害物质“由少到多”构建（生物富集，营养级越高浓度越 ） 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39 第3节 物质在生态系统中循环利用 考点1 生态系统的物质循环 ★★☆☆☆ （1）概念：组成生物体的化学元素，不断地在 __和 _之间循环流动的过程，如碳循环： ①碳元素进入生物群落的途径：主要是通过植物的 实现的，有时也可通过一些生物的化能合成作用实现。 ②碳的存在形式 生物群落与无机环境之间： 生物群落内部： （2）特点： 、 、 。 （3）碳循环关键过程与途径 过程方向 具体途径 涉及生物/过程 C元素进入生物群落 绿色植物、蓝细菌、光合细菌 硝化细菌、硫细菌等化能自养生物 C元素返回非生物环境 生产者、消费者的细胞呼吸（释放CO₂） 分解者分解动植物遗体、排遗物（释放CO₂） 煤、石油、天然气燃烧（人为主要碳排放源） （4）碳平衡与温室效应 自然平衡：生产者固定CO₂的速率≈生物呼吸+分解者分解释放CO₂的速率 温室效应成因：化石燃料大量燃烧、森林砍伐导致大气CO₂浓度持续升高 缓解措施：减少化石燃料燃烧、大力植树造林（增加碳吸收）、开发清洁能源 （5）水循环：蒸发→径流→降水 考点2 物质循环与能量流动的关系★★★☆☆ 项目 能量流动 物质循环 范围 生态系统 特点 联系 同时进行、相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往复的动力 易错辨析 1：误认为在生物群落中碳都是以CO2的形式进行循环的 在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式循环，其含义是指碳元素从无机环境进入生物群落以及由生物群落返回无机环境是以CO2的形式进行的，但在生物群落内部碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。 2：误认为能量伴随着物质循环而循环 物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。 第4节 生态系统运行离不开信息传递 考点1 生态系统中信息的种类 ★★☆☆☆ 1.三种信息种类： （1） 信息 ①概念：通过物理过程传递的信息。 ②举例：光、声、温度、湿度和磁力等。 （2） 信息 ①概念：生物在生命活动过程中，产生的可以传递信息的化学物质。 ②举例：植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。 （3） 信息 ①概念：对于同种或异种生物能够通过特殊行为传递的信息。 ②举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。 2. 基本过程：信息源→信道（空气、水、其他介质）→信息受体（动物器官、植物光敏色素等） 3.传递范围 1　 同种生物之间（如求偶信息） 2　 不同种生物之间（如捕食者与被捕食者的追踪信息） 3　 生物与非生物环境之间（如植物感知光照时长） 4.传递特点：一般为 传递（不同于能量流动的单向性） 易错辨析 1：误认为生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递 生态系统的信息传递不包括细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间，种群之间以及生物与无机环境之间的传递。 2：误认为生态系统的物理信息只来源于环境 物理信息既可以来源于环境，如光、电、波等；也可以来源于生物，如花的颜色、鸟的鸣叫。 考点2 信息传递的作用 ★★☆☆☆ 1. 个体层面：保证 的正常进行（如莴苣种子需特定光波才能萌发、海豚靠超声波定位） 2. 种群层面：维持生物种群的 （如昆虫性外激素吸引异性、植物开花需光信息刺激） 3. 群落与生态系统层面：调节生物的 ，维持生态系统的 （如松树释放信息素吸引寄生蜂防治松叶蜂幼虫） 在农业方面的应用： 4.在农业生产中的应用 （1）实际应用场景 1　 提高农产品产量：如利用光信息调节光照时长，推迟短日照植物黄麻开花以提高麻皮产量 2　 控制有害动物 （2） 防治技术对比 防治类型 措施举例 优点 缺点 喷施农药 作用迅速、短期效果明显 害虫抗药性增强、污染环境、杀灭天敌 人工捕捉 无污染 费时费力、对小型害虫无效 利用信息素、引入天敌 效果持久、无污染、成本低 天敌数量不确定，可能引发生态危机 考点3 能量流动、物质循环和信息传递的关系 ★★★☆☆ 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动、逐级递减 循环流动、反复利用 往往是双向的 途径 食物链和食物网 多种 地位 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 联系 同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体 1.前沿科学动态 1. 全球变化与生态系统功能耦合研究 近年来，随着全球变暖、极端气候事件频发，生态学家通过长期定位观测与模型模拟相结合，研究气候变化对生态系统物质循环与能量流动的影响。例如，升温可能加速土壤有机质分解，影响碳循环；也可能改变物种分布，进而影响食物网结构与能量传递效率。 考点预测：结合实例分析全球变化（如CO₂升高、温度上升）如何影响生态系统的物质循环（尤其是碳循环）和能量流动过程。 2. 微生物组在生态系统物质循环中的关键作用 研究发现，土壤微生物、水体微生物等微生物组在有机质分解、养分转化（如氮、磷循环）中扮演核心角色。例如，某些微生物能够降解塑料等难降解污染物，参与新型污染物的生物地球化学循环。 考点预测：以微生物为例，说明分解者在物质循环中的作用；或结合污染物富集，分析微生物在生物修复中的应用。 2. 热点问题分析 1. 塑料污染与微塑料在食物链中的富集 塑料污染已成为全球性环境问题，微塑料通过水体、土壤进入食物链，在生物体内积累，影响生物健康，甚至可能通过食物链进入人体。 考点预测：结合“生物富集”考点，分析微塑料在食物链中的传递规律及其对生态系统稳定性的影响。 2. 生态保护与修复中的“自然解决方案” 近年来，“基于自然的解决方案”被提倡用于应对气候变化、生物多样性丧失等问题，如湿地恢复、珊瑚礁保护、城市绿地建设等，强调通过恢复自然生态过程来提升生态系统服务功能。 考点预测：结合生态系统的结构与功能，分析湿地、森林等生态系统在碳汇、水土保持、物种保育等方面的作用，说明保护与修复的重要性。 一、果园生态系统 果园常采用人工或化学手段清除所有杂草和自然植被，即“清耕模式”，而“果园生草技术”是指在果树行间或全园种植某些草本植物 (如长柔毛野豌豆)，旨在提高果实产量和品质。为分析这种生草模式对果园昆虫及其控害功能的影响，研究人员选择三种果园地面管理模式，对绣线菊蚜(主要危害苹果、海棠等)、害虫天敌和传粉昆虫的数量进行调查。结果如图1所示。 (1)果园中的多种生物和长柔毛野豌豆分别构成 。 A．群落和群落 B．种群和群落 C．群落和种群 D．种群和种群 (2)选择合适的草种是果园生草技术的关键，根据所学知识判断，确定草种需考虑的因素包括 (编号选填) ① 所选草种的生态位② 花量、花色和开花时间③ 与果树有无共同病虫害④ 根系的深浅和植株的高度 (3)与清耕模式相比，采用“果园生草技术”的果园 。 A．营养结构更复杂 B．能量金字塔倒置 C．抵抗力稳定性提高 D．信息交流呈单向性 (4)若果园中输入第一营养级的能量n，该营养级呼吸作用共消耗36%n，通过残枝落叶等损失48%n，则苹果园中输入第二营养级的能量约为 。 A．16%n B．<16%n C．>16%n D．16%n~36%n 为了研究生草对果园土壤肥力改善及果树叶片营养状况的影响，研究人员测定了“果园生草”模式下种植三种不同草种的果园的相应指标，结果如下表。 处理 土壤环境 果树叶片 方式 含水量 容重 有机质 叶绿素 氮 磷 钾 (%) (g/cm³) (g/ kg) (mg/g) (mg/g) (mg/g) (mg/g) C 19.4 1.84 11.1 2.66 18.5 3.56 3.55 T 25.4 1.55 15.0 4.15 25.9 4.28 5.20 L 25.1 1.65 18.6 3.22 28.0 4.59 3.44 B 22.6 1.47 23.9 3.24 30.8 5.60 7.21 注：C代表对照处理、T代表白三叶草处理、L代表黑麦草处理、B代表油菜处理土壤容重越低代表土壤越疏松、通气性越好 (5)表中作为对照组的果园管理模式应为 。 A．消耕处理 B．自然生草 C．果园生草 D．引入天敌 (6)综合上述所有信息及所学知识，分析“果园生草技术”有利于提高果实产量和品质的原因是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $第2章 生态系统的结构与功能（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、陷阱规避 第1节　生态系统各组分紧密联系成一体（2个考点+2易错辨析） 考点1 生态系统的组成成分 ★★★☆☆ 考点2 生态系统的营养结构★★★☆☆ 第2节 生能量在单向流动中逐级递减（4个考点+1个易错辨析） 考点1 能量在生物群落中单向流动 ★★☆☆☆ 考点2 能量沿营养级逐步递减★★★☆☆ 考点3 生态金字塔体现食物网各营养级间关系 ★★☆☆☆ 考点4 污染物通过食物链在生物体内富集 ★☆☆☆☆ 第3节 物质在生态系统中循环利用（2个考点+1个易错辨析） 考点1 生态系统的物质循环 ★★☆☆☆ 考点2 物质循环与能量流动的关系★★★★★ 第4节 生态系统运行离不开信息传递（2个考点+1个易错辨析） 考点1 生态系统中信息的种类 ★★☆☆☆ 考点2 信息传递的作用 ★★☆☆☆ 考点3 能量流动、物质循环和信息传递的关系 ★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节　生态系统各组分紧密联系成一体 考点1 生态系统的组成成分 ★★★☆☆ 1．生态系统 （1）概念：由生物群落与_无机环境_相互作用而形成的统一整体。 （2）范围：生态系统的空间范围有大有小。__生物圈__是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境。 2．生态系统的类型 (1)自然生态系统 ①水域生态系统：海洋生态系统、淡水生态系统、湿地生态系统等。 ②陆地生态系统：森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等。 (2)人工生态系统：农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。 3. 生态系统的结构：包括生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。 4. 生态系统的组成成分 (1) 四种组分 · 非生物的物质和能量：如水、空气、无机盐等；能量：如阳光、热能等。 · 生产者：属于____自养__（选填“自养”或“异养”）生物。主要是绿色植物，还包括光合细菌（如蓝细菌等）、化能合成菌（如硝化细菌等）。 · 消费者：属于__异养____（选填“自养”或“异养”）生物。捕食性动物、寄生生物（如菟丝子、蛔虫、肠道中的大肠埃希菌、结核杆菌、病毒等）。 · 分解者：能将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物，供生产者重新利用。属于___异养__（选填“自养”或“异养”）生物。主要是腐生性细菌、真菌及动物。 (2) 生态系统各组成成分的相互关系 考点2 生态系统的营养结构★★★☆☆易错辨析​（三类“不一定”+两类“一定”）： (1) 不一定：①生产者≠植物（如硝化细菌），植物≠生产者（如菟丝子）；②消费者≠动物（如寄生细菌），动物≠消费者（如蚯蚓是分解者）；③分解者≠微生物（如蚯蚓），微生物≠分解者（如蓝细菌是生产者） (2) 一定：①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者；②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定营腐生生活 1._食物链_：生态系统中，各种生物之间因捕食关系而形成的一种联系。 2.___食物网___：生态系统中，许多食物链彼此相互交错、连接而成的复杂食物网。 3.营养级：处于食物链某一环节上的各种生物的总和；注意：某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是一个种群。 4.食物链上一般不超过五个营养级，只含有生产者和消费者。 5．食物链和食物网的意义 (1)是生态系统的营养结构。 (2)是生态系统物质循环和能量流动的渠道。 (3)是生态系统保持相对稳定的重要条件，一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。 6.食物链（网）的构建方法——依据种群数量变化曲线：先上升、先下降者为被捕食者（如乙→丙→甲） 易错辨析​ 1：错将寄生生物和分解者列入食物链或计算营养级 　高中生物学中的食物链，实际上是捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者、寄生生物，也不包括非生物的物质和能量。 2:生态系统成分的几个误区 (1)植物≠生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。 (2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动、植物残体为食的腐生动物属于分解者。 (3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。 第2节 能量在单向流动中逐级递减 考点1 能量在生物群落中单向流动 ★★☆☆☆ （1）能量流动的特点分析 特点 原因分析 单向流动 ①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，是长期自然选择的结果， 各营养级的生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量无法再被利用 逐级递减 ①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量 ②各营养级生物的能量中总有一部分未被下一营养级所利用 ③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者 考点2 能量沿营养级逐步递减★★★☆☆ ①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量 ②各营养级生物的能量中总有一部分未被下一营养级所利用 ③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者（2）能量传递效率 ①计算方法：能量传递效率=下一营养级同化的能量÷上一营养级同化的能量×100% ②数值：一般为5%～20%易错辨析​ 1；因混淆“摄入量”与“同化量”“粪便中的能量”而出错 (1)摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。 (2)粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量 2：能量流动相关计算 （1）常规计算（无人工输入） 求某营养级获得的最多能量：选最短食物链，按20%传递效率计算 求某营养级获得的最少能量：选最长食物链，按10%传递效率计算 实例：若第三营养级获得10kJ能量，第一营养级最少需提供10÷10%÷10%＝1000kJ，最多需提供10÷20%÷20%＝250kJ （2）含人工输入的计算 人工输入的能量属于该营养级同化量的一部分，但不算从上一营养级流入的能量 传递效率计算：下一营养级从该营养级同化的能量（不含人工输入）÷该营养级总同化量（含人工输入）×100% 考点3 生态金字塔体现食物网各营养级间关系 ★★☆☆☆ 类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 性状 每一阶含义 食物链中每一营养级生物所含的“能量” 食物链中每一营养级生物个体的“数量” 食物链中每一营养级生物的“总生物量” 图形特点 正金字塔 一般呈正金字塔形，有时会出现倒金字塔形 一般呈正金字塔形 象征含义 能量流动的过程中总有能量的消耗和散失，故能量在流动过程中逐级递减 生物个体数量在食物链中一般随营养级升高而逐渐降低 生物量随营养级逐渐递减 考点4 污染物通过食物链在生物体内富集 ★☆☆☆☆ 1．生物富集 (1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。 (2)进入生物体方式 ①动、植物直接吸收。 ②沿食物链在生物体内逐渐聚集，积累在食物链的顶端。 (3)在生物体的分布：形成稳定化合物分布于多种组织细胞中，不易被排出，积蓄在体内。 （3）依据有害物质浓度：有害物质“由少到多”构建（生物富集，营养级越高浓度越高） 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39 第3节 物质在生态系统中循环利用 考点1 生态系统的物质循环 ★★☆☆☆ （1）概念：组成生物体的化学元素，不断地在__生物群落___和__无机环境____之间循环流动的过程，如碳循环： ①碳元素进入生物群落的途径：主要是通过植物的光合作用实现的，有时也可通过一些生物的化能合成作用实现。 ②碳的存在形式 生物群落与无机环境之间：CO2 生物群落内部：含碳有机物 （2）特点：全球性、循环流动、反复利用。 （3）碳循环关键过程与途径 过程方向 具体途径 涉及生物/过程 C元素进入生物群落 光合作用 绿色植物、蓝细菌、光合细菌 化能合成作用 硝化细菌、硫细菌等化能自养生物 C元素返回非生物环境 呼吸作用 生产者、消费者的细胞呼吸（释放CO₂） 分解作用 分解者分解动植物遗体、排遗物（释放CO₂） 化石燃料燃烧 煤、石油、天然气燃烧（人为主要碳排放源） （4）碳平衡与温室效应 自然平衡：生产者固定CO₂的速率≈生物呼吸+分解者分解释放CO₂的速率 温室效应成因：化石燃料大量燃烧、森林砍伐导致大气CO₂浓度持续升高 缓解措施：减少化石燃料燃烧、大力植树造林（增加碳吸收）、开发清洁能源 （5）水循环：蒸发→径流→降水 考点2 物质循环与能量流动的关系★★★☆☆ 项目 能量流动 物质循环 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 同时进行、相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往复的动力 易错辨析 1：误认为在生物群落中碳都是以CO2的形式进行循环的 在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式循环，其含义是指碳元素从无机环境进入生物群落以及由生物群落返回无机环境是以CO2的形式进行的，但在生物群落内部碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。 2：误认为能量伴随着物质循环而循环 物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。 第4节 生态系统运行离不开信息传递 考点1 生态系统中信息的种类 ★★☆☆☆ 1.三种信息种类： （1）物理信息 ①概念：通过物理过程传递的信息。 ②举例：光、声、温度、湿度和磁力等。 （2）化学信息 ①概念：生物在生命活动过程中，产生的可以传递信息的化学物质。 ②举例：植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。 （3）行为信息 ①概念：对于同种或异种生物能够通过特殊行为传递的信息。 ②举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。 2. 基本过程：信息源→信道（空气、水、其他介质）→信息受体（动物器官、植物光敏色素等） 3.传递范围 1　 同种生物之间（如求偶信息） 2　 不同种生物之间（如捕食者与被捕食者的追踪信息） 3　 生物与非生物环境之间（如植物感知光照时长） 4.传递特点：一般为双向传递（不同于能量流动的单向性） 易错辨析 1：误认为生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递 生态系统的信息传递不包括细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间，种群之间以及生物与无机环境之间的传递。 2：误认为生态系统的物理信息只来源于环境 物理信息既可以来源于环境，如光、电、波等；也可以来源于生物，如花的颜色、鸟的鸣叫。 考点2 信息传递的作用 ★★☆☆☆ 1. 个体层面：保证生命活动的正常进行（如莴苣种子需特定光波才能萌发、海豚靠超声波定位） 2. 种群层面：维持生物种群的繁衍（如昆虫性外激素吸引异性、植物开花需光信息刺激） 3. 群落与生态系统层面：调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定（如松树释放信息素吸引寄生蜂防治松叶蜂幼虫） 在农业方面的应用： 4.在农业生产中的应用 （1）实际应用场景 1　 提高农产品产量：如利用光信息调节光照时长，推迟短日照植物黄麻开花以提高麻皮产量 2　 控制有害动物 （2） 防治技术对比 防治类型 措施举例 优点 缺点 化学防治 喷施农药 作用迅速、短期效果明显 害虫抗药性增强、污染环境、杀灭天敌 机械防治 人工捕捉 无污染 费时费力、对小型害虫无效 生物防治 利用信息素、引入天敌 效果持久、无污染、成本低 天敌数量不确定，可能引发生态危机 考点3 能量流动、物质循环和信息传递的关系 ★★★☆☆ 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动、逐级递减 循环流动、反复利用 往往是双向的 途径 食物链和食物网 多种 地位 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 联系 同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体 1.前沿科学动态 1. 全球变化与生态系统功能耦合研究 近年来，随着全球变暖、极端气候事件频发，生态学家通过长期定位观测与模型模拟相结合，研究气候变化对生态系统物质循环与能量流动的影响。例如，升温可能加速土壤有机质分解，影响碳循环；也可能改变物种分布，进而影响食物网结构与能量传递效率。 考点预测：结合实例分析全球变化（如CO₂升高、温度上升）如何影响生态系统的物质循环（尤其是碳循环）和能量流动过程。 2. 微生物组在生态系统物质循环中的关键作用 研究发现，土壤微生物、水体微生物等微生物组在有机质分解、养分转化（如氮、磷循环）中扮演核心角色。例如，某些微生物能够降解塑料等难降解污染物，参与新型污染物的生物地球化学循环。 考点预测：以微生物为例，说明分解者在物质循环中的作用；或结合污染物富集，分析微生物在生物修复中的应用。 2. 热点问题分析 1. 塑料污染与微塑料在食物链中的富集 塑料污染已成为全球性环境问题，微塑料通过水体、土壤进入食物链，在生物体内积累，影响生物健康，甚至可能通过食物链进入人体。 考点预测：结合“生物富集”考点，分析微塑料在食物链中的传递规律及其对生态系统稳定性的影响。 2. 生态保护与修复中的“自然解决方案” 近年来，“基于自然的解决方案”被提倡用于应对气候变化、生物多样性丧失等问题，如湿地恢复、珊瑚礁保护、城市绿地建设等，强调通过恢复自然生态过程来提升生态系统服务功能。 考点预测：结合生态系统的结构与功能，分析湿地、森林等生态系统在碳汇、水土保持、物种保育等方面的作用，说明保护与修复的重要性。 一、果园生态系统 果园常采用人工或化学手段清除所有杂草和自然植被，即“清耕模式”，而“果园生草技术”是指在果树行间或全园种植某些草本植物 (如长柔毛野豌豆)，旨在提高果实产量和品质。为分析这种生草模式对果园昆虫及其控害功能的影响，研究人员选择三种果园地面管理模式，对绣线菊蚜(主要危害苹果、海棠等)、害虫天敌和传粉昆虫的数量进行调查。结果如图1所示。 (1)果园中的多种生物和长柔毛野豌豆分别构成 。 A．群落和群落 B．种群和群落 C．群落和种群 D．种群和种群 (2)选择合适的草种是果园生草技术的关键，根据所学知识判断，确定草种需考虑的因素包括 (编号选填) ① 所选草种的生态位② 花量、花色和开花时间③ 与果树有无共同病虫害④ 根系的深浅和植株的高度 (3)与清耕模式相比，采用“果园生草技术”的果园 。 A．营养结构更复杂 B．能量金字塔倒置 C．抵抗力稳定性提高 D．信息交流呈单向性 (4)若果园中输入第一营养级的能量n，该营养级呼吸作用共消耗36%n，通过残枝落叶等损失48%n，则苹果园中输入第二营养级的能量约为 。 A．16%n B．<16%n C．>16%n D．16%n~36%n 为了研究生草对果园土壤肥力改善及果树叶片营养状况的影响，研究人员测定了“果园生草”模式下种植三种不同草种的果园的相应指标，结果如下表。 处理 土壤环境 果树叶片 方式 含水量 容重 有机质 叶绿素 氮 磷 钾 (%) (g/cm³) (g/ kg) (mg/g) (mg/g) (mg/g) (mg/g) C 19.4 1.84 11.1 2.66 18.5 3.56 3.55 T 25.4 1.55 15.0 4.15 25.9 4.28 5.20 L 25.1 1.65 18.6 3.22 28.0 4.59 3.44 B 22.6 1.47 23.9 3.24 30.8 5.60 7.21 注：C代表对照处理、T代表白三叶草处理、L代表黑麦草处理、B代表油菜处理土壤容重越低代表土壤越疏松、通气性越好 (5)表中作为对照组的果园管理模式应为 。 A．消耕处理 B．自然生草 C．果园生草 D．引入天敌 (6)综合上述所有信息及所学知识，分析“果园生草技术”有利于提高果实产量和品质的原因是 。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 【答案】1．(1)C (2)①②③④ (3)AC (4)B (5)A (6)生草增加生物多样性，为害虫天敌和传粉昆虫提供栖息地和食物，增强自然控害和授粉效果（图 1 显示天敌和传粉昆虫增加，蚜虫减少）。改善土壤结构（容重降低，通气性提高），增加土壤有机质和养分（N、P、K 等）；调节果园微气候（增加湿度，减少水分蒸发，稳定地温）；减少水土流失，提高土壤保水保肥能力；减少与果树恶性竞争的杂草（所选草种与果树生态位互补）；果树叶片叶绿素含量及氮磷钾含量提高，光合作用增强，果实产量和品质上升。 【详解】（1）果园中的多种生物包括多种物种，例如包括植物、动物、微生物，因此属于群落，长柔毛野豌豆是其中一种植物，只有一个物种，因此属于种群，故选C。 （2）选择合适的草种需考虑的因素：① 考虑所选草种的生态位 ，避免与果树强烈竞争；② 考虑花量、花色和开花时间 ，涉及是否有利于传粉昆虫；③ 考虑与果树有无共同病虫害，可以避免增加病虫害；④考虑根系的深浅和植株的高度，深浅不同可减少竞争，高度低避免遮光等；故选①②③④。 （3）与清耕模式（只有果树）相比，果园生草技术： A 、果园生草技术可以增加群落中的物种数目，使营养结构更复杂，食物链/网更复杂，A正确； B、果园生草技术不会导致能量金字塔倒置，B错误； C 、由于果园生草技术使得生态系统中物种数目增加，营养结构更加负载，因此抵抗力稳定性提高，C正确； D、信息交流是双向、多向的，D错误。 故选AC。 （4）输入第一营养级的能量n，呼吸消耗36%n，残枝落叶损失48%n，（未进入食物链）。可传给下一营养级（第二营养级）的能量为：n−0.36n−0.48n=0.16n，理论上第一营养级净生产量（用于生长繁殖的能量）。但第二营养级（初级消费者）只能获得其中的一部分（因为未被采食的部分最终进入分解者）。题干说“苹果园中输入第二营养级的能量”是指被植食性昆虫等吃掉的能量，不是全部0.16n都进入第二营养级，实际要 < 0.16n，故选B。 （5）表格中C组各项指标（土壤含水量、有机质等）相对较低，符合清耕处理（无草）的特征。故选A。 （6）综合上述所有信息及所学知识，分析“果园生草技术”有利于提高果实产量和品质的原因是生草增加生物多样性，为害虫天敌和传粉昆虫提供栖息地和食物，增强自然控害和授粉效果（图 1 显示天敌和传粉昆虫增加，蚜虫减少）。改善土壤结构（容重降低，通气性提高），增加土壤有机质和养分（N、P、K 等）；调节果园微气候（增加湿度，减少水分蒸发，稳定地温）；减少水土流失，提高土壤保水保肥能力；减少与果树恶性竞争的杂草（所选草种与果树生态位互补）；果树叶片叶绿素含量及氮磷钾含量提高，光合作用增强，果实产量和品质上升。 【解题方法归纳】 一、概念判断 种群：一物种，一群落：全部生物一区域，生态系统：生物＋环境成整体。 二、能量流动 能量流向：来→去→留，呼吸耗、残枝落、未利用，传下级不超净产量。 计算口诀：总能减呼吸，再减残落叶，余量再打折，才是下级收。 三、生态结构 物种多，网复杂，抵抗强，信息双向传。 金字塔：能量不倒置，数量偶尔倒。 四、农业生态题 四维分析：结构稳、功能强、土质优、产量升。 答题模板：增多样、改土壤、控害虫、促光合、提品质。 五、数据表格题 先找对照比处理，指标升降看趋势，土壤叶片两手抓，生态原理作解释。 口诀小结： 概念清、流向明、结构稳、数据比、系统评。 遇题先定位，原理要对齐，综合不遗漏，表述有条理。 $