生态系统的物质循环、信息传递(新高考生物一轮复习教案).pdf
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1、(新高考生物一轮复习教案)第九单元 生物与环境 第 7 课时 生态系统的物质循环、信息传递 课标要求 1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。2.举例说明利用物质循环,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。考点一 生态系统的物质循环 1物质循环(1)概念:组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。(2)特点:全球性、反复利用、
2、循环流动。(3)与能量流动的关系:二者同时进行,相互依存,不可分割。(4)意义:使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起,形成一个统一的整体。2碳循环 归纳总结 (1)碳的存在形式与循环形式 在生物群落和非生物环境间:主要以二氧化碳形式循环。在生物群落内部:以含碳有机物形式传递。在非生物环境中:主要以二氧化碳和碳酸盐形式存在。(2)碳进入生物群落的途径:生产者的光合作用和化能合成作用。(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)和化石燃料的燃烧。(1)源于选择性必修 2 P63“与社会的联系”:温室效应 成因:世界范围内,化石燃料的开采和使用大大
3、增加了二氧化碳的排放,加剧了温室效应,引起全球性的气候变化。我国措施:一方面采取积极措施减少二氧化碳排放,另一方面大力植树种草,提高森林覆盖率,这在吸收和固定二氧化碳方面发挥了重要作用。(2)源于选择性必修 2 P67“练习与应用拓展应用 2”:氮元素在生物群落与非生物环境间能(填“能”或“不能”)循环利用。请解释需不断向农田中施加氮肥的原因:农产品源源不断地从农田生态系统输出,其中的氮元素并不能全部归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。3生物富集(1)生物富集的概念 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,称作生物富集。(2)富集
4、的过程 途径:食物链(网)。实例铅的富集过程 (3)特点 最终积累在食物链顶端。全球性。4能量流动、物质循环和生物富集的关系 项目 能量流动 物质循环 生物富集 范围 生态系统各营养级 生物圈 生态系统各营养级 特点 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 形式 光能化学能热能 无机物有机物 不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物 过程 沿食物链(网)在生物群落与非生物沿食物链(网)环境间往复循环 联系 在群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网,且相互联系,同时进行、相互依存,不可分割;能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解;物质是能量沿食物链(网)流
5、动的载体,能量是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;某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集 源于选择性必修 2 P67“练习与应用拓展应用 1”:生物圈是(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统,不是(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统,因为物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入,方可维持正常运转。考向一 碳循环的过程分析 1 图 1 是某生态系统碳循环示意图,其中 a、b、c、d 是生态系统内各生物成分,表示有关的生理过程;图 2 为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法
6、正确的是()A在图 1 中,b、c 分别属于初级消费者、生产者 B图 1 中能表示呼吸作用过程的只有 C在图 2 的食物链中,/的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率 D如果 a 发生瘟疫,d 的数量将先增加后减少最后趋于稳定 答案 D 解析 图 1 中 c 是生产者,b 是分解者,d 是初级消费者,a 是次级消费者,A 错误;图中的过程是分解者的分解作用,其实质也是呼吸作用,B 错误;图 2 中的和代表兔和狼的摄入量而不是同化量,所以/的比值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率,C 错误;如果次级消费者 a 因发生瘟疫而数量减少,则初级消费者 d 的数量会增加,增加后会导致生产者数量
7、减少,d 又会因食物减少而数量减少,最后趋于相对稳定状态,D 正确。方法技巧 “三看法”快速确认碳循环的各环节 2(2022黑龙江大庆高三模拟)低碳生活、绿色经济已成为人类共识。近期国务院政府工作报告中明确提出了“碳达峰”的目标,并制定碳排放达峰的行动方案,其中包括植树造林、节能减排、利用新能源等形式。下列有关说法错误的是()A碳在生物群落和非生物环境之间主要是以含碳有机物的形式进行循环 B人类活动大量利用煤、石油等化石燃料,打破了生物圈中碳循环的平衡 C碳循环具有全球性,因此碳循环失衡影响的是整个地球的生态环境 D通过光合作用或化能合成作用,大气中的 CO2转化为含碳有机物 答案 A 解析
8、碳在生物群落和非生物环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环,A 错误。考向二 生物富集 3如图是一个生态系统中不同营养级同化的能量相对值示意图,其中丙是第一营养级(生产者)。若该生态系统受到含汞的废电池浸出液污染,生物体内含汞最多的营养级是()A乙 B丙 C甲 D丁 答案 C 解析 图示食物链是丙丁乙甲,有害物质沿着食物链流动并逐渐积累,因此生物体内积存汞最多的营养级是甲。4如图表示某生态系统中,甲、乙两种群在一段时间内的数量变化情况。下列有关叙述错误的是()A甲为被捕食者,乙为捕食者 BM 时甲、乙两种群的数量相等,但出生率不一定相等 C甲种群中的碳元素可通过一定途径进入乙种群 D若长期受某
9、重金属污染,甲种群体内重金属浓度大于乙种群 答案 D 解析 图中乙的数量变化晚于甲,且甲的波峰高于乙,则甲为被捕食者,乙为捕食者,A 正确;若长期受某重金属污染,乙的营养级高于甲,故乙种群体内重金属浓度大于甲种群,D错误。考点二 探究土壤微生物的分解作用 阅读教材 P6566中参考案例 1 和参考案例 2,试完成下列案例比较:比较项目 案例 1 案例 2 实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉 实 验 设 计 实验组 对土壤灭菌处理 A 烧杯中加入土壤浸出液和淀粉糊 对照组 对土壤不做处理 B 烧杯中加入蒸馏水和淀粉糊 自变量 土壤中是否含微生物 是否含有土壤浸出液 实验
10、现象 在相同时间内实验组落叶的腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 产生砖红色沉淀 B B1 变蓝 B2 无砖红色沉淀 结论分析 土壤微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 注:在 A1、B1 中加入碘液,在 A2、B2 中加入斐林试剂并加热。考向 探究土壤微生物的分解作用 5为了解土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量砂土分装于相同的两容器中,a 组高压灭菌,b 组不灭菌。下列有关叙述正确的是()向 a、b 中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间 检测“敌草隆”的消失情况,预计 a 中的“敌草隆”含量不
11、变,b 中的全部消失 只用砂土,实验效果不如用几种典型土壤混合后的好 各再增加 c 组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与 a、b 组相同 A B C D 答案 C 解析 本实验的自变量是有无土壤微生物,而“敌草隆”的使用量和培养条件是无关变量,无关变量应保持一致且适宜,所以应向 a、b 中喷入等量“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间,正确;a 组土壤经过高压灭菌,不含微生物,不能将“敌草隆”分解,预计 a中的“敌草隆”含量基本不变,b 组不灭菌,存在土壤微生物,可能将“敌草隆”分解,预计 b 中的“敌草隆”含量减少,但不会全部消失,错误;不同土壤中微生物的种类和数量不同,只用砂土实验
12、效果不如几种典型土壤混合后的好,正确;本实验是探究土壤中的微生物是否对农药“敌草隆”具有分解作用,若不喷入“敌草隆”,则不能得出结论,错误。6某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深 5 cm 左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,单独处理土壤的情况见下表,处理后的土壤再与落叶混合进行实验。以下有关的叙述错误的是()分组 1 组 2 组 3 组 4 组 土壤 处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌 湿润 湿润 较干燥 较干燥 A.该实验遵循了单一变量原则 B为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理 C该小组探究的问题包括不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作
13、用 D预期结果是 1、3 组的落叶被不同程度的分解,2、4 组中的落叶不被分解 答案 D 解析 该实验的变量有两个,一个是灭菌、不灭菌,一个是湿润、不湿润。自变量是灭菌、不灭菌,在湿润条件下 1、2 形成对照,在干燥条件下 3、4 形成对照,所以 1、3 分别是两组对照实验的对照组,该实验遵循单一变量原则;为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶(可能存在微生物)也应进行灭菌处理;2、4 组可以看出,该小组探究的问题包括不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用;预期结果是 1、3 组的落叶不被分解(灭菌后,没有微生物),2、4 组中的落叶被不同程度的分解。考点三 生态系统的信息传递
14、1信息的概念:指日常生活中,可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2信息的种类、特点、来源及实例(连线)热图分析 据图分析生态系统的信息传递模型:(1)生态系统中的信息来源于生物和非生物环境。(2)生态系统的信息传递的范围不包括(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同种生物之内,也发生在不同生物之间。信息传递的方向一般是双向的。3信息传递过程 4信息传递在生态系统中的作用 5信息传递在农业生产中的应用(1)提高农畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,就可以提高果树的传粉效率和结实率。(2)对有害动物进行控制。如利用昆虫信息素诱捕或警示有害
15、动物,降低害虫的种群密度。6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 全球性、循环性 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 考向一 信息传递的类型和作用分析 7(2022哈尔滨市高三一模)下列关于生态系统信息传递的叙述,正确的是()A利用生长素类似物杀死单子叶农作物周围的双子叶杂草,属于化学信息的应用 B利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田,属于生物防治 C生态系统中信息沿食物链从低营养级向高营养级
16、传递 D某种鸟类通过点头或鞠躬追求配偶,这一现象说明生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定 答案 B 解析 生长素类似物是指人工合成的、具有与生长素相似的生理效应的化学物质,利用生长素类似物杀死单子叶农作物周围的双子叶杂草,属于生长素类似物在农业生产中的应用,A错误;生态系统中能量沿食物链从低营养级向高营养级传递,生态系统中的信息传递往往是双向的,C 错误;某种鸟类通过点头或鞠躬追求配偶,这一现象说明生物种群的繁衍离不开信息的传递,D 错误。8(2022吉林四平市高三模拟)下列关于生命系统中信息传递的叙述,正确的是()A生物体内细胞之间的信息传递必须依赖细胞膜上受体的识
17、别 B生物体内的信息传递一般都具有双向性 C无论生物体内还是生物体外,传递每一种信息都必须依赖具体的信息分子 D人体产生的能促进细胞代谢的甲状腺激素不属于生态系统信息传递中的化学信息 答案 D 解析 生物体内细胞之间的信息传递不是都必须依赖细胞膜上的受体的识别,如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,A 错误;生物体内的信息传递往往是信号分子通过一定的途径作用于靶细胞,一般是单向的,B 错误;生态系统中的信息传递不一定依赖于信息分子,如物理信息和行为信息,C 错误;人体产生的能促进细胞代谢的甲状腺激素属于体内的信息分子,生态系统的化学信息在同种生物或不同生物个体间发挥作用,D 正确。方法技
18、巧 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。考向二 生态系统三大功能的综合 9某水库存在一条由甲、乙、丙三种生物组成的食物链,如图表示三种生物在水库中不同深度的分布状况。下列说法正确的是()A甲、乙、丙一起
19、可以构成一个生物群落 B甲的光合作用能推动物质和能量的循环 C影响甲分布的物理信息主要来源于非生物环境 D丙与乙之间的个体数量比值就是能量传递效率 答案 C 解析 群落是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,该水库中的甲、乙、丙不能构成一个生物群落,A 错误;物质可以循环利用,而能量不能循环利用,B 错误;甲是生产者,影响其分布的最主要因素是光照,C 正确;能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值,并不是个体数量的比值,D 错误。10如图为生态系统信息传递模式图,下列相关叙述不正确的是()A信息传递是双向的,能量流动和物质循环也是双向的 B生态系统的功能主要是能量流动和物质循环,还有信
20、息传递 C物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向 D生态系统各成分间都有各种形式的信息传递 答案 A 解析 能量流动的特点是单向流动、逐级递减,而物质循环是反复利用、循环流动的,信息传递往往是双向的。重温高考 真题演练 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
21、在植物、真菌和动物间的转移 答案 B 解析 此类草本植物根系发达可以固定更多的土壤,故种植此类草本植物可以减少水土流失,A 正确;能量可多级利用,但不能循环利用,B 错误;草本植物含有蛋白质和纤维素,可给食用菌提供碳源和氮源,C 正确;草本植物可栽培食用菌,而菌渣可作肥料或饲料,故实现了物质在植物、真菌和动物间的转移,D 正确。2(2020全国,6)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是()A消费者没有参与碳循环的过程 B生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D碳在非生物环境与生物群落之间主要以 CO2形式循环 答案
22、 A 3(2019天津,5)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成 Bt56 蛋白,该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是()A植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能 B植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期协同进化的结果 CBt56 基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快 D开发能水解 Bt56 蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施 答案 C 解析 多数植物遭到昆虫蚕食时会产生吸引昆虫天敌的挥发物质,从而吸引昆虫
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