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第3节 生态系统的物质循环
知识点一 碳循环
1．碳循环过程图解
分析上图可知：
(1)大气中的碳元素进入生物群落，主要是通过植物的光合作用，其次还有某些细菌的化能合成作用。
(2)碳在生物群落和无机环境之间是以CO2的形式进行循环的。
(3)大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化学燃料的燃烧。
(4)碳元素在生物群落中的传递主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。
(5)碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他各成分之间的传递都是单向的。
2．碳循环平衡的破坏——温室效应
(1)现象：大气中的CO2含量上升，导致气温升高。
(2)原因：大量化学燃料的燃烧；森林、草原等植被被大面积破坏，降低了植被对大气中CO2的吸收。
(3)影响：气候变暖会使极地和高山冰川融化、海平面上升；气候变化也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。
(4)防止或减缓温室效应的措施
①减少化学燃料的燃烧，改善能源结构，开发新能源；
②大力植树造林，退耕还林、还草等。
知识点二 物质循环与能量流动的关系
1．物质循环和能量流动的关系示意图
2．比较
能量流动 物质循环
形式 以有机物中化学能的形式流动 因不同元素而异，如碳以CO2和有机物的形式循环
特点 单向流动，逐渐递减 具有循环性、全球性
范围 生态系统的各营养级 生物圈
联系 二者同时进行，相互依存，不可分割
①二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链(网)一起运行
②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成与分解等过程
③物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动
④能量作为动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
知识点三 探究土壤微生物的分解作用
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 对土壤高温处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水
自变量 土壤中是否含微生物 是否加土壤浸出液
实验现象 在相同时间内实验组落叶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 不变色
结论分析 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作出假设→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果得出结论→相互交流
【例1】 下图为生态系统中碳循环的简明示意图，请据图回答下列问题：
(1)A过程是__________的__________作用，呼吸类型具体包括__________和__________ 两种类型。
(2)图中缺少的一个重要箭头是
________________________________________________________________________。
(3)与A过程本质相同的有__________过程(用图中字母代号表示)。
(4)碳在无机环境中以__________形式存在，而在无机环境与生物群落之间以__________ 形式进行循环。碳循环始终与__________结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分是通过__________和__________紧密联系在一起而形成一个统一整体的。
答案 (1)分解者 分解 有氧呼吸 无氧呼吸 (2)从大气中的CO2库到绿色植物 (3)B、C (4)CO2或碳酸盐 CO2 能量流动 (5)物质循环 能量流动
解析 从图中可以看出，本图少了一个非常重要的箭头，是从大气中的CO2库到绿色植物，因为这是大气中CO2进入生物群落的途径，如果没有这一光合作用的途径，碳循环便
不能进行；图中A表示分解者的分解作用，它将有机物氧化分解，释放出能量，同时产生CO2，与此本质相同的是B和C，它们都是呼吸作用，而D则是燃烧释放CO2，不属于生物的呼吸作用；(4)(5)小题主要考查的是物质循环和能量流动的关系。
规律总结
掌握碳循环过程要从以下几个方面入手
(1)生产者包括进行光合作用的植物和进行化能合成作用的细菌，只有生产者与大气中的CO2库存在双向联系。
(2)大气中CO2的来源途径有三条：①分解者的分解作用；②化学燃料的燃烧；③动植物的呼吸作用
(3)生理活动包括有氧、无氧呼吸。
【例2】 在自然生态系统中，物质是能量的载体。下列叙述正确的是( )
A．能量可驱动物质循环
B．物质和能量可循环利用
C．能量只能在食物链中流动
D．能量和生物数量金字塔均可倒置
答案 A
解析 在自然生态系统中，物质可循环利用，而能量流动是单向的，不可以循环利用的；能量在相邻两个营养级之间以10%～20%的比例传递，由此得出的能量金字塔是不会倒置的；能量不只在食物链中流动，也可以通过分解者的分解作用流动；在物质循环过程中，需要能量的驱动。
提示：学完课文内容即可作答。
1．提示：碳酸盐或CO2的形式。
2.
提示：大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化
碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制引起温室效应的源头——温室气体的排放。
一、基础题
1．(1)√ (2)×
2．A 3.B
4．提示：是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，它通过物质循环构成一个物质上自给自足的平衡系统。
二、拓展题
提示：农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
1．下列关于碳循环的叙述中，正确的是( )
①全过程在生物群落中进行
②碳元素只能通过光合作用进入生物群落
③生物群落的碳元素通过分解者回归无机环境
④其循环过程中伴随着能量的转换
③② B．③④ C．①③ ⑤④
答案 B
2．生态系统的物质循环中，物质是指( )
A．组成生物体的各种元素
B．组成自然界的元素
C．组成生物体的一些基本元素
D．组成生物体的蛋白质和核酸
答案 C
3．如图是生态系统中碳循环的图解，其中甲、乙、丙各是( )
A．甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者
B．乙是生产者，甲是消费者，丙是分解者
C．丙是生产者，乙是消费者，甲是分解者
D．甲是生产者，丙是消费者，乙是分解者
答案 B
4．生态系统的物质循环的特点不包括( )
A．带有全球性
B．物质是指组成生物体的基本元素
C．在群落与无机环境之间循环往复
D．在群落的各营养级之间循环往复
答案 D
5．下列关于生态系统中的能量流动和物质循环的叙述，不正确的是( )
A．能量流动和物质循环是独立进行的两个过程
B．能量流动和物质循环是相互依存的两个过程
C．物质循环的进行需要能量的推动
D．能量流动的载体是各种有机物
答案 A
6．下面是某生态系统的碳循环示意图，分析回答：
(1)碳在无机环境中以__________________的形式存在，在生物群落与无机环境之间的循环是以__________________的形式进行的。
(2)A、B、D分别代表的生理过程是：
A．________________________________________________________________________；
B．________________________________________________________________________；
D．________________________________________________________________________。
(3)该生态系统中碳循环首先依赖于________________过程。
(4)图中A通过________和________两种方式将生物组织内的碳返回大气中。
(5)碳循环始终与能量流动结合在一起进行，生态系统中能量的最终来源是________。能量流动的渠道是__________________________。
答案 (1)碳酸盐和CO2 CO2 (2)微生物的分解作用 动物的呼吸作用 绿色植物的光合作用 (3)绿色植物的光合作用 (4)有氧呼吸 无氧呼吸 (5)太阳能 食物链和食物网
讲练学案部分
1．关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是( )
A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等一些基本化学元素
B．所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈
C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
答案 D
解析 由生态系统的物质循环的概念特点可知，本题的A、B、C选项都是正确的。物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，但不会消失。
”表示碳的流动方向，下列说法正确的是( )
→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是( )
A．图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者
B．该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量
C.该生态系统中食物网可表示为
A→D→E→B
D．E每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A
答案 D
D→D→E，E要增加1 kg的体重，至少需要1÷0.2÷0.2＝25 kg的A。
3．下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述，正确的是( )
①物质是单向流动，不循环的 ②物质是反复利用，可循环的 ③能量是单向流动的，不循环的 ④能量是单向流动，可循环的 ⑤能量是伴随着物质而流动的 ⑥能量不是伴随着物质而流动的
A.③③⑤ B.④④⑥
C.③③⑤ D.⑤④⑥
答案 C
4．某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组要求( )
A．土壤不作处理，自然状态
B．土壤进行处理
C．排除土壤微生物的作用
D．尽可能避免改变土壤的理化性质
答案 A
解析 该探究实验的自变量为土壤中是否含有微生物，对实验组要处理为无微生物状态，而对照组则不作任何处理。
一、选择题
1．在碳循环中，使碳从无机环境进入生物群落的生理作用是( )
①呼吸作用 ②光合作用 ③摄食作用 ④化能合成作用
⑤硝化作用 ⑥反硝化作用
A.③② B．③④
C.③④ D．⑤⑥
答案 C
解析 能够将CO2转化为有机物的生理作用是生产者的光合作用和化能合成作用。故选C。
2．下列关于碳循环的说法， 错误的是( )
A．生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的
B．温室效应主要是由于化学燃料的大量燃烧造成的
C．光合作用固定的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时，大气中的CO2即可维持稳定
D．碳循环过程中伴随着能量流动
答案 C
解析 大气中CO2的来源途径有3个：①动植物的呼吸作用；②分解者的分解作用；③化学燃料的燃烧，所以C错。
3．下列不属于生物群落中的碳返回大气的途径是( )
A．生物的呼吸作用 B．某些细菌的化能合成作用
C．分解者的分解作用 D．森林火灾
答案 B
解析 生物群落中的碳返回大气的途径有动植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及化学燃料的燃烧。硝化细菌等的化能合成作用是无机环境中的碳进入生物群落的途径之一。
4．若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表大气中的CO2库。图中能正确代表甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是( )
答案 B
解析 只有甲与丁之间应为双向箭头，而其他应为单向箭头。
5．生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。这个过程( )
A．不具有全球性
B．不受能量的驱动
C．都依赖于水的循环
D．只依赖光合作用和呼吸作用
答案 C
解析 生态系统的物质循环，具有全球性的特点；物质循环和能量流动是同时进行的，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力；N、P等元素在植物体内的运输离不开水。
6．当今地球上大气的CO2浓度增高，由于温室效应，地球温度也有所升高，这将导致沙漠化等恶果。造成CO2浓度增高的原因是( )
A．自然因素破坏了生态系统的自我调节能力
B．人口剧烈增加，呼出的CO2增多
C．工业污染和自然资源的不合理利用
D．生产者同化CO2的效率低
答案 C
解析 大气中CO2浓度过高的主要原因是工业污染和自然资源的不合理利用造成的。
7．在自然界的物质循环中，对物质的转化起着主要作用的是( )
A．化能自养生物 B．动物和微生物
C．微生物和绿色植物 D．绿色植物和动物
答案 C
8．与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是( )
A．内质网和高尔基体 B．叶绿体和线粒体
C．核糖体和叶绿体 D．核糖体和高尔基体
答案 B
9．在生物圈中，物质和能量流动的特点是( )
A．物质流动和能量流动都是循环的
B．物质的流动是不循环的，能量的流动也是不循环的
C．物质的流动是循环的，能量的流动是单向不循环的
D．物质的流动是单向不循环的，能量的流动是循环的
答案 C
10．生物地化循环是指组成生物的基本元素( )
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动中的复杂过程
B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程
C．在组成生态系统生物体内的反复循环运动
D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
答案 D
解析 生物地化循环是生物地球化学循环的简称，指的是地球这个最大的生态系统(生物圈)中的物质循环，是组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生物群落与无机环境之间的反复循环运动。这种运动带有全球性，它不局限于陆地生态系统和生物群落的生物体内，也不同于能量在流经各营养级时逐级递减的过程。
二、非选择题
11．下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
请据图回答：
(1)生态系统的碳循环是指碳元素在____________________________ 之间不断循环的过程。
(2)X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为
____________________________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是
________________________________________________________________________。
(3)大气中的CO2在甲中图示的________(在a～d中选择)合成有机物；含碳有机物在甲中图示的________处(在a～d中选择)可以分解为CO2。
(4)除化学燃料燃烧外，还可以通过______途径产生CO2。
答案 (1)生物群落与无机环境
(2)化能自养细菌(或硝化细菌等) 有核膜包围的细胞核
(3)c a和b
(4)微生物的分解
解析 (1)生态系统的碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间的不断循环过程。(2)X与甲为生产者，甲所示的生物类群因细胞中含有叶绿体，可进行光合作用，判断为绿色植物，所利用的能量为光能。X与甲生物类型不同，但同为自养型生物，所以X为能进行化能合成作用的生物，所表示的生物为化能自养细菌或硝化细菌。丙所示结构为细菌，Y和丙同为分解者，但细胞结构不同，推断Y的细胞结构为真核细胞，真核细胞不同于细菌的最主要特点是有核膜包围的细胞核。(3)植物细胞中将二氧化碳和水合成有机物的细胞器为叶绿体，即c；将含碳有机物分解为二氧化碳的场所是细胞质基质和线粒体，即a和b。(4)化学燃料为无机环境中的有机物，可以通过微生物的分解作用和化学燃料的燃烧生成二氧化碳。
12．落叶在土壤中能被分解掉，是不是土壤中微生物的作用呢？请在父母的帮助下设计实验探究微生物能否分解落叶并使之腐烂。
实验步骤：(1)将取自农田、林地或者花盆等处带有落叶的土壤平均分成两份，编号A、B，A不作任何处理，对B土壤灭菌处理，可以用塑料袋装好放在60°C下烘烤一段时间，排除其中的微生物。
(2)然后用透气的袋子装好，埋入深度约为5cm的同等条件的土壤中。
(3)一段时间后，观察落叶的腐烂程度。
请预测结果并得出结论。
(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)如果在相同的时间内B中落叶腐烂程度小于A中，则说明微生物对落叶有分解作用
(2)如果在相同的时间内B中落叶腐烂程度基本和A中相同，则说明微生物对落叶没有分解作用
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第4节 生态系统的信息传递
知识点一 生态系统中信息的种类
1．信息种类
类别 概念 传递形式 实例
物理
信息 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息 物理过程 萤火虫的闪光、植物的五颜六色的花
化学
信息 生物在生命活动过程中，自身产生的可以传递信息的化学物质 信息素 昆虫的性外激素、狗利用其小便记路
行为
信息 对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息 动物的异常表现及行为 鸟类的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为
2.生态系统的物质循环、能量流动、信息传递三个基本功能的联系
(1)三个基本功能及其地位
任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递，它们是生态系统的基本功能，三者密不可分，但也各有不同。
生态系统能量流动___________生态系统的动力
基本功能 物质循环 ___________生态系统的基础
信息传递___________决定能量流动和物质循环的方向和状态
(2)三个基本功能的区别与联系
项目
区别
来源 途径 特点 范围 联系
能量
流动 太阳能
物质
循环 无机
环境 食物链
或
食物网
单向流动、逐
级递减 食物链各营
养级生物间
反复出现，循
环流动 群落与无机
环境之间
信息
传递 生物或
无机
环境 多种
途径 信息发生生理或行为的变化(单向或双向) 生物与生物之间或生物与无机环境之间 共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性
(3)信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各个组成部分联系成一个整体，并不一定像能量流动和物质循环一样，沿着营养结构进行。
知识点二 信息传递在生态系统中的作用
1．生命活动的正常进行离不开信息的作用。
2．生物种群的繁衍离不开信息的传递，如昆虫的体表所分泌的性外激素，能引诱同种异性个体前来交尾。
3．能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。如雪兔数量减少时，其天敌——猞猁的数量减少；猞猁数量的减少，又促使雪兔数量的回升。
知识点三 信息传递在农业生产中的应用
1．提高农产品或畜产品的产量
(1)养鸡时在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率。
(2)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类等作物的种子，可以提高发芽率，获得增产。
(3)利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率。
2．对有害生物进行控制
(1)利用音响设备发出不同的声信号来诱捕或驱赶某些动物。
(2)利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。
(3)利用昆虫的趋光性进行诱杀。
【例1】 萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用( )
A．物理信息；化学信息；行为信息
B．物理信息；行为信息；化学信息
C．行为信息；物理信息；化学信息
D．化学信息；行为信息；物理信息
答案 B
解析 生态系统中信息的分类是以传递信息的载体为依据来划分的。物理信息是通过物理过程来传递的，如光、声、温度、湿度、磁力等；化学信息是生物生命活动过程中产生一些可以传递信息的化学物质，如性外激素等；行为信息是通过动物的特殊行为等“肢体语言”来传递和表达的。
【例2】 下列哪项不属于信息传递在生态系统中的作用( )
A．生命活动的维持者
B．有利于生物种群的繁衍
C．调节生物的种间关系
D．维持生态系统的稳定
答案 A
解析 生物生命活动的正常进行，离不开信息的作用，但不是维持者；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
1．提示：通过跳“圆圈舞”来传递这一信息。
2．提示：教材中例子很多。
提示：参见本节参考资料。
1．如果没有信息传递，蝙蝠对周围环境的识别、取食、飞行，以及莴苣、茄、烟草种子的萌发等生命活动将不能正常进行。
2．通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。
3．将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
4．是。
5．信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
一、基础题
属于物理信息的是(1、2、3、4、6、7、9、10、11)；属于化学信息的是(5、8)；属于行为信息的是(12)。
二、拓展题
提示：(1)利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产。
(2)利用各种昆虫的趋光性进行诱杀，大量消灭害虫，减少对农作物的破坏。
(3)家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。
(4)用一定频率的声波处理蔬菜、谷类等作物的种子，可以提高发芽率，获得增产。
(5)释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。
(6)利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内部结构特点，将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互抑制的植物一起种植。例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用。
(7)利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫这一特性，利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传粉效率和结实率。
1．利用音响设备发出的信息诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田，利用的信息是( )
A．物理信息 B．化学信息
C．生物信息 D．行为信息
答案 A
解析 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。音响设备发出的信号为声音，属于物理信息。
2．当一只蚜虫受到攻击时，就会释放出一种起警告作用的化学物质，以便使邻近的蚜虫迅速地逃避敌害，这种现象所属的特征及所释放的化学物质分别是( )
A．种间互助，告警激素 B．种内互助，告警激素
C．种间互助，性外激素 D．种内互助，性外激素
答案 B
解析 本题是一道考查生物种内互助和信息激素基本概念的题目。解答此题的关键是要知道种内互助的概念以及信息激素的种类。
3．蝙蝠的回声定位、莴苣种子必须接受光信息才能萌发，说明( )
A．生命活动的正常进行、生物种群的繁衍，都离不开信息的作用
B．生物种群的繁衍离不开信息的传递
C．信息能调节生物的种间关系
D．信息能维持生态系统的稳定
答案 A
解析 考查信息传递的作用。蝙蝠的回声定位，属于生命活动；种子的萌发是生物种群的繁衍。
4．在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；森林中，狼能依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样能依据狼的气味或行为躲避追捕，说明( )
A．生命活动的进行，离不开信息的作用
B．生物种群的繁衍，离不开信息的作用
C．信息能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D．生命活动的进行，生物种群的繁衍，离不开信息的传递
答案 C
解析 生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供大量有用信息。这些信息能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。
5．在生态系统中，信息传递发生在( )
个体和种群之间
B．种群内部个体和个体之间
C．生物和环境之间
D．以上三项都有
答案 D
解析 生态系统中，信息传递发生在种群内部的个体与个体之间，有的信息属种内互助，有的信息属种内斗争；还发生在种群与种群之间以及生物与环境之间。
6．生态系统中信息的种类有三种：________、________、____________。填写下列实例中信息的种类：
(1)蜘蛛网的振动频率属于________信息；萤火虫的闪光属于________信息。
(2)昆虫的性外激素属于________信息。
(3)孔雀开屏属于________信息；夏夜中雌雄萤火虫的相互识别，其中的光属于________信息。
(4)鸟类的鸣叫声所发出的信息属于________信息。
(5)猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息属于________信息。
(6)蜜蜂的舞蹈行为属于________信息。
(7)植物的颜色、形状等，某些植物的花对于传粉昆虫来说属于________信息。
(8)生物代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗生素等属于________信息。
答案 物理信息 化学信息 行为信息 (1)物理 物理 (2)化学 (3)行为 物理 (4)物理 (5)化学 (6)行为 (7)物理 (8)化学
解析 生态系统中信息的种类有三种：物理信息、化学信息、行为信息，物理信息是指生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力、振动频率等，通过物理过程传递的信息；化学信息是指生物在生命活动中产生的一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等；行为信息指动物的特殊行为对于同种或异种生物传递的信息。
讲练学案部分
1．下列信息传递的实例中，不属于物理信息的是( )
A．有些侯鸟的迁徙，在夜间是靠天空中的星座来确定方位的
B．含羞草在强烈声音的刺激下，就会表现出小叶合拢，叶柄下垂的反应
C．鳗鱼、鲑鱼等能按照洋流形成的电流来选择方向和路线
D．鼬遇到危险时，由肛门排出有强烈恶臭味的气体，起到报警和防御的功能
答案 D
解析 D项属于化学信息。生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程来传递的信息，称为物理信息。
2．下列各项中，属于物理信息的是________，属于化学信息的是________，属于行为信息的是________。
A．毒蜂身上斑斓的花纹 B．抗生素 C．光周期 D．花的颜色 E．花的气味 F．孔雀开屏 G．蚜虫腹部后方分泌的一种萜烯类挥发性物质 H．乌贼喷出黑液，赶跑敌人 I．国外报道为让番茄增产而让其“听”的音乐 J．豪猪遭遇敌人时，竖直体刺 K．猛兽的吼叫
答案 ACDIK BEG FHJ
解析 生态系统中的光、温度、颜色、湿度、声、磁力等通过物理过程传递的信息，称为物理信息，如本题中的ACDIK；生物在生命活动过程中，还会产生一些可以传递信息的化学物质，就是化学信息，抗生素、气味中含有的多种化学物质、萜烯类挥发性物质都属于化学信息；动物的一些特殊行为对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息，孔雀开屏、乌贼喷黑液以及豪猪竖直体刺都是行为信息。
3．关于信息传递在生态系统中作用的叙述，不正确的是( )
A．生命活动的正常进行，离不开信息的传递
B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
C．没有信息传递，生物仍可正常生存
D．信息在生态系统中的作用，有些是我们用肉眼看不到的
答案 C
解析 信息传递的作用有两个，其一，生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息的传递；其二，信息传递能够调
节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。所以，没有信息的传递，生物不可能正常生存。
4．有关信息传递在农业生产中的应用，下列说法不正确的是( )
A．利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率
B．利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田
C．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，可以降低种群密度
D．利用信息传递防治害虫效果太差
答案 D
解析 利用信息传递防治害虫效果明显，能起到很好的作用，而且对生态系统的无机环境没有较大干扰，不会造成环境污染。
一、选择题
1．以下现象属于生态系统行为信息的是( )
A．蝙蝠的“回声定位”
B．萤火虫发光
C．蚊虫飞行时发出的声音
D．雄鸟的“求偶炫耀”
答案 D
解析 A、B、C都属于物理信息；D属于行为信息。
2．利用性外激素或人工合成的性引诱剂防治害虫的优越性表现在( )
A．对害虫准确地预测预报
B．干扰雌、雄虫正常的交尾
C．生物防治，以虫治虫，有效地消灭大量害虫
D．减少农药使用量，减轻对环境的污染
答案 D
解析 生物防治的较化学防治优越，可以减少农药的使用量，减轻对环境的污染。
3．下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是( )
A．生态系统的物理信息都来源于环境
B．植物都通过化学物质传递信息
C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D．信息可以调节生物的种间关系
答案 D
解析 生态系统的物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。信息传递在生态系统中具有重要的作用，一是生命活动的正常进行离不开信息的作用，生物种群的繁衍也离不开信息的传递；二是信息还能调节生物间的关系，以维持生态系统的稳定。
4．下列说法错误的是( )
A．有些植物的开花需要光信息素的刺激
B．昆虫信息素中的性信息素占少部分
C．烟草植株受到蛾的攻击会产生一种信息素
D．蚜虫受到七星瓢虫的攻击时，会产生一种信息素，附近其他的蚜虫感知后会离开
答案 B
解析 像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长，说明有些植物的开花需要光信息素的刺激；蚜虫受到七星瓢虫的攻击和烟草植株受到蛾的攻击时，都会产生一种信息素；昆虫信息素中的性信息素占绝大部分。
5．将豌豆种子放在培养皿上进行实验，实验过程与结果如下表
装置 场所 温度 棉花状态 数日后的现象
甲 日光 23°C 潮湿 全部发芽
乙 日光 23°C 干燥 没有发芽
丙 黑暗 23°C 潮湿 全部发芽
丁 黑暗 23°C 干燥 没有发芽
以上实验只能证明种子发芽需要( )
A．阳光 B．空气 C．温度 D．水分
答案 D
解析 由甲与乙、丙与丁比较可以得知棉花潮湿时豌豆全部发芽，干燥时不发芽，与其他的外界条件没有关系。分析时注意实验的单一变量。
6．下列生产实践措施利用生态系统中信息传递的是( )
A．人工合成性外激素，干扰害虫的正常交尾
B．控制日照时间以控制开花时间
C．利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫
D．以上说法都包含信息传递
答案 D
解析 A选项利用的是生态系统中的化学信息；B、C两项利用的是物理信息，都是信息传递在生产实践中应用的典型事例。
7．关于生态系统的下列活动中，不是以其营养结构为基础的有( )
A．生物生产 B．信息传递
C．能量流动 D．物质循环
答案 B
解析 能量流动和物质循环的渠道是食物链和食物网，食物链和食物网是生态系统的营养结构。信息传递不是按食物链(网)来传递的。
8．下面关于生态系统功能的叙述中，不正确的是( )
A．能量流动是生态系统的动力
B．物质循环是生态系统的基础
C．并非任何一个生态系统都有能量流动、物质循环
D．信息传递的作用与能量流动、物质循环一样，把生态系统各组分联系成一个统一整体，并且具有调节系统稳定性的作用
答案 C
解析 生物体的生命活动无时不在消耗着能量，同样生态系统的生存和发展也离不开能量的供应；物质作为能量的载体，使能量沿食物链(网)流动，所以物质循环是生态系统的基础；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能，三者共同把生态系统的各组分联系成一个整体，并且有调节生态系统稳定性的作用。
9．信息传递在农业生产中有许多方面的应用，下列叙述不正确的是( )
A．提高农产品产量
B．提高畜产品产量
C．对有害动物进行控制
D．可以提高农业害虫的繁殖能力
答案 D
解析 信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高农产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。
10．以下关于生态系统信息传递的说法，不正确的是( )
A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可避免地要被大自然所淘汰
B．信息传递在农业生产中的应用可提高农产品或畜产品的产量，也可对有害动物进行控制
C．短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，这是对行为信息的合理利用
D．任何生态系统中，能量流动、物质循环和信息传递三方面不可分割、密切相关
答案 C
解析 C项是对物理信息的合理应用。
二、非选择题
11．如图表示生态系统的信息传递(信息流)模型，请回答：
(1) 生态系统的信息流在方式和方向上不同于物质流和能量流的特点是
(2) ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由于生态系统所有层次、生物的各分类单元及其各部分都有特殊的信息联系，才使生
态系统产生了__________机制，从而使其结构和功能维持相对稳定。
(3)生态系统营养信息的传递系统是
________________________________________________________________________。
(4)生态系统的信息传递有利于沟通__________与__________之间以及__________与__________之间的关系，因而信息传递是生态系统的基本功能之一。
答案 (1)生态系统中的物质是循环流动的，能量是单向流动、逐级递减的，而信息流往往是双向的 (2)自我调节 (3)食物链和食物网 (4)生物群落 非生物环境 生物 生物
解析 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大基本功能，前两者都是沿食物链或食物网进行的，而信息传递则不是按食物链或食物网来传递。另外，信息交流往往是双向的。
12．植物开花受开花激素的影响。如下图所示光周期(日照长短)诱导植物开花激素的产生以及影响开花的实验。图中植物去掉了顶端的全部叶子，A、D植株分别接受长日照、短日照；B、C植株方框内为受短日照处理的部位。
(1)对照实验A、D可说明该植物属于___________ (长日照植物、短日照植物)。
(2)根据B、C实验分析，在叶和顶端部位中：
①感受光周期的部位是___________；
②接受诱导产生开花激素的部位是___________；
③开花激素作用的部位是___________。
(3) 从整体实验的分析中可以得出的结论是
(4) ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)借鉴“生长素的发现”的科学实验方法，设计一个简单的模拟实验：证明B株产生的开花激素可使A株条件下的同种植物开花。
步骤一：切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂块上一段时间；
步骤二：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
实验结果：_____________________；
步骤三：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
实验结果：_____________________。
答案 (1)短日照植物 (2)①叶 ②叶 ③顶端
(3)光周期可诱导植物开花激素的形成，进而影响开花(或短日照可诱导短日照植物的叶产生开花激素，进而影响开花)
(4)将A株条件下的同种植物枝条切口，再将含开花激素的琼脂块放在切口上 开花 将另一A株条件下的同种植物枝条切口，再将不含开花激素的琼脂块放在切口上作为对照 不开花
解析 A植株接受长日照不开花，D植株接受短日照开花，可说明该植物是短日照植物。B植株下部的叶子接受短日照开花，C植株的顶端接受短日照不开花，这表明短日照和长日照对花芽的分化不产生直接的影响，只有通过叶子才能影响芽的分化，这是叶子接受短日照刺激后产生了开花激素，从叶运输到芽而使芽分化为花芽，结果B株开了花。
借鉴“生长素的发现”的科学实验方法，主要是借鉴其发现过程中利用琼脂等材料来设计对照实验。第一步：切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂块上一段时间后，受重力作用必然会使琼脂块中含一定量的开花激素。第二步：将A株条件下的同种枝条切口(注意不能切去整个顶端)，再将含开花激素的琼脂小块放在切口上，运输到芽使芽分化为花芽，预期结果开花；将另一A株条件下的同种植物枝条切口，再将不经过第一步处理的琼脂小块放在切口上，由于没有开花激素，预期结果不开花。
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