第44課時生態(tài)系統的物質循環(huán)和信息傳遞課標要求1.分析生態(tài)系統中的物質在生物群落與非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)的規(guī)律。2.舉例說明利用物質循環(huán)，人們能夠更加科學、有效地利用生態(tài)系統中的資源。3.闡明某些有害物質會通過食物鏈不斷富集的現象。4.舉例說出生態(tài)系統中物理、化學和行為信息的傳遞對生命活動的正常進行、生物種群的繁衍和種間關系的調節(jié)起著重要作用。考情分析1.生態(tài)系統的物質循環(huán)2024·廣東卷，1；2023·海南卷，19；2023·遼寧卷，23；2023·湖北卷，7；2023·浙江1月選考，1；2023·天津卷，13；2022·河北卷，18；2022·遼寧卷，232.生物富集2024·安徽卷，6；2024·甘肅卷，13；2023·湖北卷，93.生態(tài)系統的信息傳遞2024·湖北卷，7；2023·湖南卷，4；2023·北京卷，18；2023·河北卷，11；2022·湖南卷，8命題點一生態(tài)系統的物質循環(huán)1.生態(tài)系統物質循環(huán)的概念2.碳循環(huán)過程分析[認知覺醒]組成生物體的元素不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程。如圖是某生態(tài)系統部分碳循環(huán)的示意圖，其中①～⑧表示有關生理過程。請分析圖中信息，回答下列問題。(1)生產者將大氣中的碳元素轉化為生物體中的碳元素的生理過程為___________________________________________________________________，可用圖中序號________表示。(2)圖示碳循環(huán)中，碳以CO2的形式進行傳遞的過程有________，碳以含碳有機物的形式進行傳遞的過程有____________(填圖中序號)。(3)圖中僅顯示了碳循環(huán)的一部分環(huán)節(jié)，缺少的環(huán)節(jié)為____________________(用圖中內容和箭頭表示)。答案(1)光合作用或化能合成作用①(2)①⑦⑧②③④⑤⑥(3)Ⅱ→Ⅰ和Ⅲ→Ⅰ解析(1)生產者通過光合作用或化能合成作用將大氣中的CO2轉化為自身體內的有機物，即圖中的①過程。(2)碳由非生物環(huán)境進入生物群落的過程①和由生物群落返回無機環(huán)境的過程⑦⑧均以CO2的形式進行，碳在生物群落內的流動過程②③④⑤⑥都以含碳有機物的形式進行。(3)圖中缺少初級消費者和次級消費者通過呼吸作用產生CO2并將CO2返還大氣中的CO2庫的環(huán)節(jié)，即缺少Ⅱ→Ⅰ和Ⅲ→Ⅰ。為積極應對全球氣候變化，我國政府在2020年的聯合國大會上宣布，中國于2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，力爭在2060年前實現碳中和(CO2排放量與減少量相等)，這是中國向全世界的鄭重承諾，彰顯了大國責任。(1)植樹造林在一定程度上可以抵消CO2排放總量，實現相對零排放，要達到“碳中和”需要世界各國共同參與，主要原因是什么？提示碳循環(huán)具有全球性。碳在生物群落與非生物環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行，大氣中的CO2能隨著大氣環(huán)流在全球范圍內流動。(2)大氣中的CO2增多將導致什么問題加劇？要實現“碳中和”，除繼續(xù)植樹造林外，還可采取什么措施？提示溫室效應；節(jié)能減排，低碳生活，開發(fā)利用新能源等。思維升華用建構模型法分析碳循環(huán)模式圖(1)建構模型：在碳循環(huán)中，只有生產者與大氣中的CO2庫(非生物的物質和能量)之間是雙向箭頭，生產者、消費者、分解者都有箭頭指向大氣中的CO2庫。除大氣中的CO2庫外，生產者、消費者都有箭頭指向分解者。快速判斷碳循環(huán)模型如下：(2)模型應用①圖1中A～D代表的成分依次是生產者、大氣中的CO2庫、消費者、分解者。②圖2中A代表生產者，B、D代表消費者，E代表分解者，C代表大氣中的CO2庫。③圖3中，E代表生產者，B、D、F代表消費者，C代表分解者，A代表大氣中的CO2庫。3.生物富集(1)磷主要以磷酸鹽的形式在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)。(2024·安徽卷，6D)(√)(2)通過生物富集作用，鎘能沿食物鏈傳遞到更高營養(yǎng)級。(2023·湖北卷，9C)(√)(3)水生消費者對有機碳的利用，緩解了碳排放。(2023·湖北卷，7B)(×)提示水生消費者通過細胞呼吸消耗有機碳，產生CO2，不會緩解碳排放。(4)碳在非生物環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)。(2020·全國卷Ⅲ，6D)(√)題型1碳循環(huán)過程(生命觀念)[例1](2020·全國卷Ⅲ，6)生態(tài)系統的物質循環(huán)包括碳循環(huán)和氮循環(huán)等過程。下列有關碳循環(huán)的敘述，錯誤的是()A.消費者沒有參與碳循環(huán)的過程B.生產者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)D.碳在無機環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)答案A解析消費者的存在能加快生態(tài)系統的物質循環(huán)(碳循環(huán))，A錯誤；光合作用是指生產者利用光能，將二氧化碳和水轉化成有機物，并且釋放出氧氣的過程，大氣CO2庫中的碳進入生物群落是通過生產者的光合作用或化能合成作用實現的，生產者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，B正確；土壤中的微生物可以通過呼吸作用將含碳有機物中的碳返回大氣中，土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，C正確；碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行，在生物群落內部主要以含碳有機物的形式傳遞，D正確。[例2](不定項)(2024·山東聊城三模)碳達峰和碳中和目標的提出是構建人類命運共同體的時代要求，“碳達峰”是指因化石燃料使用而導致的CO2排放量達到峰值，“碳中和”是指化石燃料使用及土地利用變化導致的碳排放量與陸、海生態(tài)系統吸收及其他技術方式固存的碳量之間達到平衡，即CO2凈排放量為0。如圖是某生態(tài)系統碳循環(huán)示意圖，下列相關敘述錯誤的是()A.碳循環(huán)是指CO2在非生物環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)B.圖中組成生物體的碳元素回到非生物環(huán)境的過程有②③④C.中耕松土促進了④過程的發(fā)生，所以不利于實現碳中和D.甲是大氣中的CO2庫，碳元素以CO2的形式在甲和生物群落間流動答案AC解析碳循環(huán)是指組成生物體的碳元素在非生物環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)，A錯誤；根據圖中甲和乙之間存在雙向箭頭，且指向甲的箭頭最多，因此甲為無機環(huán)境(大氣中的CO2庫)，乙為生產者，丙為消費者，丁為分解者，圖中組成生物體的碳元素回到非生物環(huán)境的過程有②③④，B正確；中耕松土可以使農作物的根細胞進行充分的有氧呼吸，同時還能使土壤中的好氧微生物繁殖加快，產生更多CO2，導致大氣CO2濃度上升，進而促進光合作用的進行，即中耕松土能增加④、②和①的值，且①的增加量大于④和②增加量之和，故利于實現碳中和，C錯誤；根據B項分析可知，甲是大氣中的CO2庫，碳元素以CO2的形式在甲和生物群落間流動，D正確。題型2生物富集作用(科學探究)[例3](2024·甘肅卷，13)土壤鎘污染影響糧食生產和食品安全，是人類面臨的重要環(huán)境問題。種植富集鎘的植物可以修復鎘污染的土壤。為了篩選這些植物，某科研小組研究了土壤中添加不同濃度鎘后植物A和B的生長情況，以不添加鎘為對照(鎘含量0.82mg·kg－1)。一段時間后，測量植物的地上、地下生物量和植物體鎘含量，結果如表。下列敘述錯誤的是()鎘濃度/(mg·kg－1)地上生物量/(g·m－2)地下生物量/(g·m－2)植物體鎘含量/(mg·kg－1)植物A植物B植物A植物B植物A植物B對照120.7115.123.518.02.52.72101.642.515.27.210.15.55105.235.214.34.112.97.41097.428.312.12.327.411.6A.在不同濃度的鎘處理下，植物A和B都發(fā)生了鎘的富集B.與植物A相比，植物B更適合作為土壤鎘污染修復植物C.在被鎘污染的土壤中，鎘對植物B生長的影響更大D.若以兩種植物作動物飼料，植物A的安全風險更大答案B解析由表可知，與對照組相比，不同濃度的鎘處理下，植物A和B的植物體鎘含量都有所增加，說明植物A和B都發(fā)生了鎘的富集，A正確；由題表可知，在不同濃度的鎘處理下，植物A的植物體鎘含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以與植物B相比，植物A更適合作為土壤鎘污染修復植物，B錯誤；由表可知，與對照組相比，植物B生物量下降的更多，說明在被鎘污染的土壤中，鎘對植物B生長的影響更大，C正確；由表可知，在不同濃度的鎘處理下，植物A的植物體鎘含量高于植物B，說明植物A對鎘的富集能力更強，若以植物A作動物飼料，鎘會沿著食物鏈進行富集，安全風險更大，D正確。[例4](2023·湖北卷，9)脅迫是指一種顯著偏離于生物適宜生活需求的環(huán)境條件。水楊酸可以減輕脅迫對植物的不利影響。在鎘的脅迫下，添加適宜濃度的水楊酸可激活苦草體內抗氧化酶系統，降低丙二醛和H2O2含量，有效緩解鎘對苦草的氧化脅迫。下列敘述錯誤的是()A.水楊酸能緩解H2O2對苦草的氧化作用B.在脅迫環(huán)境下，苦草種群的環(huán)境容納量下降C.通過生物富集作用，鎘能沿食物鏈傳遞到更高營養(yǎng)級D.在鎘的脅迫下，苦草能通過自身的調節(jié)作用維持穩(wěn)態(tài)答案D解析水楊酸可激活苦草體內抗氧化酶系統，降低丙二醛和H2O2含量，故能緩解H2O2對苦草的氧化作用，A正確；環(huán)境容納量的大小取決于生物所生存的環(huán)境，在脅迫環(huán)境下，苦草種群的環(huán)境容納量下降，B正確；鎘屬于重金屬，能夠通過生物富集作用，沿食物鏈傳遞到更高營養(yǎng)級，C正確；脅迫是一種顯著偏離于生物適宜生活需求的環(huán)境條件，因此在鎘的脅迫下，苦草已經不能通過自身的調節(jié)作用維持穩(wěn)態(tài)，D錯誤。命題點二生態(tài)系統的信息傳遞1.生態(tài)系統中信息的種類[認知覺醒]下列關于生態(tài)系統中信息傳遞的敘述，錯誤的有________。①“求偶炫耀”和孔雀開屏時展現的鮮艷顏色都屬于行為信息；②花香引蝶、警犬嗅尋毒品都體現了化學信息的作用；③雌蠶蛾釋放性外激素吸引異性前來交尾體現了行為信息的作用；④“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”體現了物理信息的作用答案①③解析“求偶炫耀”屬于行為信息，孔雀開屏時展現的鮮艷顏色屬于物理信息，①錯誤；花香引蝶中花的香味其實是一種化學物質，警犬嗅尋毒品利用了毒品的特殊氣味，這兩者均體現了化學信息的作用，②正確；性外激素是一種化學物質，故雌蠶蛾釋放性外激素吸引異性前來交尾體現了化學信息的作用，③錯誤；“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”說明開花受溫度的影響，體現了物理信息的作用，④正確。思維升華2.信息傳遞的過程3.信息傳遞的作用4.信息傳遞在農業(yè)生產中的應用[認知覺醒]長江流域的蔬菜產區(qū)時有病蟲害發(fā)生，病蟲害防治效果決定著產業(yè)的興衰，下列敘述正確的有________。①生物防治就是利用捕食、種間競爭的種間關系進行防治；②利用黑光燈、殺蟲劑、防蟲網等防治害蟲屬于機械防治；③噴施病原微生物類殺蟲劑“以菌治蟲”屬于生物防治；④化學防治雖見效快，但容易導致具有抗藥性的個體所占比例增加答案③④解析生物防治是利用有益生物或其他生物等來抑制或消滅有害生物的一種防治方法。生物防治可利用寄生、捕食、種間競爭等關系進行防治，也可以用特殊化學物質擾亂某些動物的雌雄交配，降低動物種群繁殖能力的方式進行防治，①錯誤；利用殺蟲劑防治害蟲屬于化學防治，②錯誤；“以菌治蟲”屬于生物防治，③正確；化學防治見效快，但易導致具有抗藥性的個體所占比例增加，從而易導致暴發(fā)蟲害，④正確。思維升華控制動物危害的技術方法比較(1)蘆鹀的鳴唱聲屬于物理信息。(2024·湖北卷，7A)(√)(2)幼年蜜蜂學習采蜜技巧，依賴生態(tài)系統中的信息傳遞。(2023·河北卷，11A)(√)(3)“油菜花開陌野黃，清香撲鼻蜂蝶舞”。油菜花通過物理、化學信息吸引蜂蝶。(2023·湖南卷，4A)(√)(4)在繁殖季節(jié)，白鷺求偶時發(fā)出的鳴叫聲屬于行為信息。(2021·江蘇卷，9C)(×)提示鳴叫聲屬于物理信息。(5)某島上的狼能夠依據獵物留下的氣味信息追捕獵物。(2019·海南卷，25A)(√)(6)兩只雄孔雀為吸引異性爭相開屏，說明行為信息能夠影響種間關系。(2019·江蘇卷，6D)(×)提示說明生物種群的繁衍離不開信息的傳遞。題型生態(tài)系統的信息傳遞(生命觀念)[例1](2024·湖北卷，7)研究發(fā)現，某種蘆鹀分布在不同地區(qū)的三個種群，因棲息地環(huán)境的差異導致聲音信號發(fā)生分歧。不同蘆鹀種群的兩個和求偶有關的鳴唱特征，相較于其他鳴唱特征有明顯分歧，因此推測和求偶有關的鳴唱特征，在蘆鹀的早期物種形成過程中有重要作用。下列敘述錯誤的是()A.蘆鹀的鳴唱聲屬于物理信息B.求偶的鳴唱特征是蘆鹀與棲息環(huán)境之間協同進化的結果C.蘆鹀之間通過鳴唱形成信息流，蘆鹀既是信息源又是信息受體D.和求偶有關的鳴唱特征的差異，表明這三個蘆鹀種群存在生殖隔離答案D解析物理信息是指通過物理過程傳遞的信息，蘆鹀的鳴唱聲屬于物理信息，A正確；某種蘆鹀分布在不同地區(qū)的三個種群，因棲息地環(huán)境的差異導致聲音信號發(fā)生分歧，由此可知，求偶的鳴唱特征是蘆鹀與棲息環(huán)境之間協同進化的結果，B正確；完整信息傳遞過程包括了信息源、信道和信息受體，蘆鹀之間通過鳴唱形成信息流，蘆鹀既是信息源又是信息受體，C正確；判斷兩個種群是否為同一物種，主要依據是它們是否存在生殖隔離，即二者的雜交子代是否可育，根據和求偶有關的鳴唱特征的差異，無法表明這三個蘆鹀種群是否存在生殖隔離，且題干中描述為“某種蘆鹀”，說明仍為同一物種，D錯誤。[例2](不定項)(2025·山東德州檢測)雄性座頭鯨常以唱歌作為求偶策略，但當種群規(guī)模較大時，其可能會避免這種求偶策略，因為歌聲可能會吸引其他雄性鯨魚接近其潛在配偶；而當另外的雄性競爭者出現時，其會與之戰(zhàn)斗或離開。座頭鯨通過非唱歌的求偶行為，降低了吸引競爭者的可能性，因此更容易留住雌性。下列有關敘述正確的是()A.生態(tài)系統中的信息只能由生物發(fā)出并相互傳遞而發(fā)揮作用B.雌性座頭鯨聽到雄性座頭鯨的歌聲體現了物理信息的傳遞C.信息傳遞的過程中不僅需要信息源和信道，還需要信息受體D.座頭鯨的求偶策略充分體現了生物種群的繁衍離不開信息的傳遞答案BCD解析生態(tài)系統中的信息可以由生物發(fā)出，也可以由非生物環(huán)境發(fā)出，A錯誤；歌聲屬于物理信息，B正確；座頭鯨的求偶策略利用了信息傳遞，說明生物種群的繁衍離不開信息的傳遞，D正確。[例3](2025·廣東惠州調研)捕食信息素是指由捕食者釋放的，能夠引發(fā)獵物產生反捕食反應的化學信號。研究發(fā)現，斑鱒魚對以斑鱒魚為食的水貂的糞便有明顯的反捕食行為，而對以雞肉為食的水貂的糞便反應不明顯。下列關于捕食信息素的分析，錯誤的是()A.捕食信息素在捕食者和獵物之間的信息傳遞及協同進化過程中發(fā)揮著重要作用B.水貂捕食斑鱒魚時存在物理信息的傳遞，物理信息包括斑鱒魚的外觀、聲音等C.水貂對斑鱒魚釋放的捕食信息素屬于化學信息，在水貂和斑鱒魚之間雙向傳遞D.斑鱒魚對捕食信息素的反應可能是降低群體的活動頻率、改變活動時間或產生逃跑行為答案C解析水貂釋放的捕食信息素屬于化學信息，其使斑鱒魚產生反捕食行為，但沒有在水貂和斑鱒魚之間雙向傳遞，C錯誤。1.(2024·廣東卷，1)“碳匯漁業(yè)”，又稱“不投餌漁業(yè)”，是指充分發(fā)揮生物碳匯功能，通過收獲水產品直接或間接減少CO2的漁業(yè)生產活動，是我國實現“雙碳”目標、踐行“大食物觀”的舉措之一。下列生產活動屬于“碳匯漁業(yè)”的是()A.開發(fā)海洋牧場，發(fā)展深海漁業(yè)B.建設大壩魚道，保障魚類洄游C.控制無序捕撈，實施長江禁漁D.增加餌料投放，提高漁業(yè)產量答案A解析開發(fā)海洋牧場，發(fā)展深海漁業(yè)可獲取水產品且不需要投餌，屬于“碳匯漁業(yè)”，A符合題意；建設大壩魚道，保障魚類洄游、控制無序捕撈，實施長江禁漁，均沒有收獲水產品，不屬于“碳匯漁業(yè)”，B、C不符合題意；增加餌料投放，不符合“不投餌漁業(yè)”，不屬于“碳匯漁業(yè)”，D不符合題意。2.(2024·安徽卷，6)磷循環(huán)是生物圈物質循環(huán)的重要組成部分。磷經巖石風化、溶解、生物吸收利用、微生物分解，進入環(huán)境后少量返回生物群落，大部分沉積并進一步形成巖石。巖石風化后，磷再次參與循環(huán)。下列敘述錯誤的是()A.在生物地球化學循環(huán)中，磷元素年周轉量比碳元素少B.人類施用磷肥等農業(yè)生產活動不會改變磷循環(huán)速率C.磷參與生態(tài)系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程D.磷主要以磷酸鹽的形式在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)答案B解析碳元素能通過生物群落與非生物環(huán)境快速循環(huán)，結合題干信息可推測在生物地球化學循環(huán)中，磷元素年周轉量比碳元素少，A正確；為提高作物產量，人類施用磷肥，人為增加土壤中能被生產者利用的磷的量，會加快磷循環(huán)速率，B錯誤；磷是ATP、NADPH等的組成成分，磷通過這些物質參與生態(tài)系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程，C正確；無機環(huán)境中的磷主要以磷酸鹽的形式被生產者吸收后進入生物群落，同時生物體的遺體殘骸中的磷經過分解者的分解也以磷酸鹽的形式返回到無機環(huán)境中，故磷主要以磷酸鹽的形式在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)，D正確。3.(2023·江蘇卷，4)我國天然林保護工程等國家重點生態(tài)工程不僅在生態(tài)恢復、生物多樣性保護等方面發(fā)揮著重要作用，還顯著增加了生態(tài)系統的固碳能力。下列相關敘述正確的是()A.天然林的抵抗力穩(wěn)定性強，全球氣候變化對其影響不大B.減少化石燃料的大量使用可消除溫室效應的形成C.碳循環(huán)中無機碳通過光合作用和化能合成作用進入生物群落D.天然林保護是實現碳中和的重要措施，主要體現了生物多樣性的直接價值答案C解析天然林結構復雜，自我調節(jié)能力較強，抵抗力穩(wěn)定性較高，但全球氣候變化對其仍有顯著影響，A錯誤；減少化石燃料的大量使用，開發(fā)清潔能源，能減少二氧化碳的形成，還需要通過植樹造林等措施增加二氧化碳的吸收才能減弱溫室效應，B錯誤；通過光合作用和化能合成作用都可以固定空氣中的二氧化碳，使其進入生物群落，C正確；通過天然林保護可促進二氧化碳的吸收，體現了生物多樣性的間接價值，D錯誤。4.(2023·河北卷，11)氣候變暖使某地的歐洲白頭翁提早開花，而為其傳粉的蜜蜂并未提前孵化，且成年蜜蜂也未開始采蜜，造成該植物主要傳粉途徑受阻。幼年蜜蜂的采蜜技巧須向成年蜜蜂學習，下列敘述錯誤的是()A.幼年蜜蜂學習采蜜技巧，依賴生態(tài)系統中的信息傳遞B.該地歐洲白頭翁的提早開花促使其種群數量增加C.蜜蜂采食花蜜過程中發(fā)生了生態(tài)系統的能量流動D.調查歐洲白頭翁的種群數量可采用樣方法答案B解析生態(tài)系統中的生物種群之間，以及它們內部都有信息的產生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。幼年蜜蜂向成年蜜蜂學習采蜜技巧，依賴生態(tài)系統中的信息傳遞，A正確；由題干“氣候變暖使某地的歐洲白頭翁提早開花……造成該植物主要傳粉途徑受阻”可知，該地歐洲白頭翁的提早開花促使其種群數量減少，B錯誤；蜜蜂采食花蜜過程中發(fā)生了生態(tài)系統的能量流動，能量由第一營養(yǎng)級(歐洲白頭翁)流向了第二營養(yǎng)級(蜜蜂)，C正確；可采用樣方法調查歐洲白頭翁的種群密度，D正確。5.(2024·山東卷，24)研究群落時，不僅要調查群落的物種豐富度，還要比較不同群落的物種組成。β多樣性是指某特定時間點，沿某一環(huán)境因素梯度，不同群落間物種組成的變化。它可用群落a和群落b的獨有物種數之和與群落a、b各自的物種數之和的比值表示。(1)群落甲中冷杉的數量很多，據此________(填“能”或“不能”)判斷冷杉在該群落中是否占據優(yōu)勢。群落甲中冷杉在不同地段的種群密度不同，這體現了群落空間結構中的________。從協同進化的角度分析，冷杉在群落甲中能占據相對穩(wěn)定生態(tài)位的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)群落甲、乙的物種豐富度分別為70和80，兩群落之間的β多樣性為0.4，則兩群落的共有物種數為________(填數字)。(3)根據β多樣性可以科學合理規(guī)劃自然保護區(qū)以維系物種多樣性。群落丙、丁的物種豐富度分別為56和98，若兩群落之間的β多樣性高，則應該在群落________(填“丙”“丁”“戊”或“丙和丁”)建立自然保護區(qū)，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)不能水平結構冷杉與群落甲中其他物種之間、冷杉與無機環(huán)境之間相互影響，不斷進化和發(fā)展，達到穩(wěn)定狀態(tài)(2)45(3)丙和丁丙和丁之間的共有物種數少，兩群落同時建立自然保護區(qū)，更有利于維系物種多樣性解析(1)在群落中，數量多且對其他物種影響大的物種，往往占據優(yōu)勢；有些物種雖然在群落中比較常見，但對其他物種的影響不大，它們就不占優(yōu)勢，故不能根據“群落甲中冷杉的數量很多”判斷冷杉在該群落中是否占據優(yōu)勢。由于地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同等因素的影響，不同地段分布著不同種群，同一地段上種群密度也有差別，這體現了群落空間結構中的水平結構。群落中每種生物都占據著相對穩(wěn)定的生態(tài)位，這有利于不同生物充分利用環(huán)境資源，是群落中物種之間及生物與環(huán)境間協同進化的結果。(2)由題意可知，β多樣性可用群落a和群落b的獨有物種數之和與群落a、b各自的物種數之和的比值表示。群落甲、乙的物種豐富度分別為70和80，兩群落之間的β多樣性為0.4，設群落甲、乙的共有物種數為x，帶入公式(70－x＋80－x)÷(70＋80)＝0.4，解得x＝45，即兩群落的共有物種數為45。(3)由于群落丙和丁的獨有物種數均較多，因此應在群落丙和丁建立自然保護區(qū)，以維系物種多樣性。限時練44生態(tài)系統的物質循環(huán)和信息傳遞(時間：30分鐘)一、選擇題1.(2025·湖北武漢聯考)碳是構成生物體的重要元素之一，大氣中的碳主要以CO2形式存在，生物體和大氣中的碳含量長期處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。下列有關碳循環(huán)的說法，錯誤的是()A.碳在生物群落和非生物環(huán)境之間主要以含碳有機物的形式進行循環(huán)B.碳循環(huán)具有全球性，因此碳循環(huán)失衡影響的是整個地球的生態(tài)環(huán)境C.大氣中的CO2發(fā)生局部短缺時，水圈中的CO2會及時進入大氣進行補充D.人類活動大量利用煤、石油等化石燃料，增加了CO2的排放，加劇了溫室效應答案A解析碳在生物群落和非生物環(huán)境之間主要以CO2的形式進行循環(huán)，A錯誤。2.(2025·山東德州高三檢測)氮循環(huán)過程如圖所示，下列敘述錯誤的是()A.大氣中的氮必須通過Ⅰ過程才能被大多數生物利用B.生態(tài)系統中氮流出的主要途徑是通過Ⅱ過程進行的C.部分土壤微生物合成的脲酶能在Ⅲ過程中發(fā)揮作用D.氮循環(huán)是指氮氣在群落和非生物環(huán)境之間不斷循環(huán)流動答案D解析大氣中的氮主要以N2形式存在，不能直接被生物利用，必須通過Ⅰ過程轉化為NH3或銨鹽才能被大多數生物利用，A正確；由圖可知，生態(tài)系統中氮流出的主要途徑是通過Ⅱ過程進行的，B正確；部分土壤微生物合成的脲酶能將含氮有機物轉化為NH3或銨鹽，即脲酶能在Ⅲ過程中發(fā)揮作用，C正確；氮循環(huán)是指氮元素不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程，D錯誤。3.(2024·九省聯考廣西卷，14)植物對重金屬的生物富集系數是指某種重金屬元素在植物體內與土壤中含量的比值。某礦區(qū)三個樣地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的污染程度依次加重，統計甲、乙植物對礦區(qū)重金屬鉛(Pb)、鎘(Cd)及鋅(Zn)的富集系數如表所示。據表分析，以下敘述合理的是()植物Pb富集系數Cd富集系數Zn富集系數ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ甲1.253.746.214.7610.2915.972.445.309.19乙0.340.611.211.932.513.081.271.582.70A.兩種植物體內重金屬含量高于土壤B.甲更適合用于該礦區(qū)土壤修復C.乙對Pb的富集能力高于Cd和ZnD.乙對Cd的富集量與土壤污染程度無關答案B解析在樣地Ⅰ、Ⅱ中，乙對Pb的富集系數均小于1，說明植物體內重金屬含量低于土壤，A不合理；甲對Pb、Cd和Zn的富集系數均高于乙，說明甲更易吸收重金屬，因此甲更適合用于該礦區(qū)土壤修復，B合理；乙對Pb的富集系數均小于對Cd和Zn的富集系數，因此乙對Pb的富集能力低于Cd和Zn，C不合理；隨著污染程度的加重，乙對Cd的富集系數逐漸增大，因此乙對Cd的富集量與土壤污染程度有關，D不合理。4.(2025·福建泉州期中)煙草植株在4～10月開花，開花需要光信息刺激。當煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放信息素。信息素白天可以吸引蛾幼蟲的天敵來捕食蛾幼蟲，夜晚又可以驅除夜間活動的雌蛾，使它們不能停留在葉片上產卵。下列相關敘述或推斷合理的是()A.光信息刺激植物開花，主要體現了生命活動的正常進行離不開信息的傳遞B.“兩岸猿聲啼不住”所體現的信息類型與信息素相同C.信息素只能作用于不同種生物，維持生態(tài)系統的穩(wěn)定D.信息傳遞可以調節(jié)捕食者和被捕食者的數量，影響種間關系答案D解析光信息刺激植物開花，主要體現了生物種群的繁衍離不開信息的傳遞，A錯誤；“兩岸猿聲啼不住”，猿的叫聲屬于物理信息，與信息素(化學信息)的信息類型不同，B錯誤；信息素可以作用于同種生物，也可以作用于不同種生物，C錯誤；由題干信息“信息素白天可以吸引蛾幼蟲的天敵來捕食蛾幼蟲，夜晚又可以驅除夜間活動的雌蛾，使它們不能停留在葉片上產卵”，可見信息傳遞可以調節(jié)捕食者和被捕食者的數量，影響種間關系，D正確。5.(2025·山東泰安模擬)二化螟以水稻莖稈纖維為食，褐飛虱主要刺吸水稻莖葉汁液，二者是導致水稻減產的主要害蟲，在水稻上寄生后導致水稻產生的防御性揮發(fā)物發(fā)生變化，“氣味”有所不同。稻螟赤眼蜂可將卵產在二化螟的蟲卵內?？蒲腥藛T通過實驗得到了稻螟赤眼蜂被吸引至A、B兩側不同“氣味”的水稻的百分率。下列敘述錯誤的是()A.褐飛虱和二化螟的生態(tài)位不完全相同，種間競爭并不激烈B.褐飛虱的存在增加了二化螟蟲卵被稻螟赤眼蜂寄生的風險C.該實驗說明了“信息”能夠調節(jié)生物的種間關系，維持生態(tài)系統的平衡與穩(wěn)定D.稻螟赤眼蜂與二化螟之間是寄生關系，對彼此而言互為密度制約因素答案B解析依據“二化螟以水稻莖稈……水稻莖葉汁液”，分析褐飛虱和二化螟的生態(tài)位不完全相同，種間競爭并不激烈，A正確；結合題圖，對比A、B側水稻褐飛虱寄生情況及稻螟赤眼蜂移向兩側的百分率，分析當水稻上寄生褐飛虱時，對稻螟赤眼蜂吸引力下降，再結合稻螟赤眼蜂可將卵產在二化螟的蟲卵內，兩者為寄生關系，推測褐飛虱的存在降低了二化螟蟲卵被稻螟赤眼蜂寄生的風險，B錯誤。6.(2025·廣東茂名調研)氣候變化與生態(tài)系統的碳循環(huán)密切相關。下表為A、B兩個不同時期陸地生態(tài)系統與大氣環(huán)境的碳交換情況。下列相關敘述錯誤的是()時間碳吸收量/(kgC·a－1)碳釋放量/(kgC·a－1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014A.生態(tài)系統中碳的吸收主要通過光合作用實現，碳的釋放主要通過生物的呼吸作用實現B.如果碳釋放量遠遠大于碳吸收量，會引起溫室效應C.生態(tài)系統在B時期屬于增長階段，A時期屬于穩(wěn)定階段D.B時期大量植樹造林可以使碳的吸收量和釋放量趨于平衡答案C解析從該生態(tài)系統A、B兩時期的碳吸收量和碳釋放量的差值來看，A時期處于正常的穩(wěn)定狀態(tài)，而B時期碳釋放量大于碳吸收量，說明此時生產者制造的有機物量小于該生態(tài)系統中生物消耗的有機物量，不屬于增長階段，C錯誤。7.(不定項)(2024·山東臨沂高三檢測)碳是構成生物體的重要元素之一。下圖為碳循環(huán)的示意圖，甲～丁表示生態(tài)系統的組成成分，a～d表示丙中的四種生物，①～⑦表示相關的生理作用。據圖分析，下列敘述錯誤的是()A.甲是生產者，丙是消費者，丁是分解者B.①②③⑤過程中碳元素主要以CO2的形式存在C.碳元素在圖中生物成分和非生物成分之間循環(huán)往復D.甲→a→c→b可能是圖中生態(tài)系統中的一條食物鏈答案BD解析只有一個箭頭指向甲，甲是生產者，丙和甲都指向丁，丁是分解者，丙是消費者，A正確；①表示生產者固定大氣中的CO2，②③④表示生產者和消費者的呼吸作用、分解者的分解作用產生的CO2，這些過程中碳元素主要以CO2的形式存在，⑤過程中的碳元素以含碳有機物的形式存在，B錯誤；碳元素在圖中生物成分和非生物成分之間循環(huán)往復，循環(huán)利用，C正確；由生物富集現象可知，食物鏈營養(yǎng)級越高，含有的重金屬應該越多，a應該是食物鏈中營養(yǎng)級最高的生物，D錯誤。8.(不定項)(2024·山東泰安三模)“稻蟹綜合種養(yǎng)”是將水稻種植與河蟹養(yǎng)殖有機結合起來的一種現代生態(tài)循環(huán)農業(yè)模式。如圖是某“稻蟹綜合種養(yǎng)”生態(tài)系統結構簡圖。下列敘述錯誤的是()A.用樣方法調查某雙子葉雜草的種群密度時要在密集處取樣B.稻田昆蟲、底棲動物、河蟹等動物能加快生態(tài)系統的物質循環(huán)C.浮游動物同化的能量可以隨著自身的殘體和糞便流向分解者D.為保證河蟹的餌料充足，應根據種養(yǎng)區(qū)密度加大投喂量答案ACD解析用樣方法調查某雙子葉雜草的種群密度時要做到隨機取樣，以免主觀因素的干擾，A錯誤；稻田昆蟲、底棲動物、河蟹等動物在該生態(tài)系統中都是消費者，其作用是加快生態(tài)系統的物質循環(huán)，B正確；浮游動物同化的能量可以通過自身的遺體殘骸和河蟹的糞便流向分解者，C錯誤；根據種養(yǎng)區(qū)密度，適量投喂，既保證餌料充足，又要防止過多投喂影響水質，D錯誤。二、非選擇題9.(2025·