資源簡介

(共92張PPT)
生態系統的物質循環、信息傳遞
第53課時
1.分析生態系統中的物質在生物群落與非生物環境之間不斷循環的規律。
2.舉例說明利用物質循環，人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。
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起著重要作用。
課標要求
考情分析
1.碳循環過程分析 2023·廣東·T13　2023·天津·T13　2022·河北·T18　2022·遼寧·T23
2021·河北·T22　2020·全國Ⅰ·T6　2020·全國Ⅲ·T6
2.生物富集 2023·湖北·T9　2020·山東·T24
3.信息傳遞的類型、作用 2023·湖南·T4　2023·北京·T18　2022·湖南·T8　2021·海南·T24
2021·河北·T13　2021·福建·T18　2021·江蘇·T9
內容索引
考點一　　生態系統的物質循環
考點二　　生態系統的信息傳遞
課時精練
考點一
生態系統的物質循環
1.物質循環的概念
(1)物質：組成生物體的 等元素。
(2)范圍： 和 之間。
(3)特點： 、 。
(4)實例：碳循環等。
提醒　這里的生態系統指的是生物圈。農田是一個較小的人工生態系統，在農田內部無法做到物質循環，自給自足，因為不斷有糧食作物的輸出，因此需要不斷施加肥料。
碳、氫、氧、氮、磷、硫
非生物環境
生物群落
全球性
循環往復運動
2.碳循環
(1)循環形式：在生物群落與非生物環境之間主要以 的形式循環。
(2)過程圖解
CO2
提醒　①碳的存在形式：在生物群落內部以含碳有機物的形式傳遞，在非生物環境中主要以二氧化碳和碳酸鹽的形式存在。
②碳進入生物群落的途徑：生產者的光合作用和化能合成作用。
③碳返回非生物環境的途徑：生產者、消費者的呼吸作用，分解者的分解作用(實質是胞內分解和胞外分解，不完全等同于分解者的呼吸作用)和化石燃料的燃燒。
④碳循環模型中：雙向箭頭的兩方是生產者和大氣中的CO2庫，其中指入箭頭多的一方是大氣中的CO2庫。
3.生物富集
(1)概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄 ，使其在機體內濃度 的現象。
(2)條件、實例：化學性質穩定、能被生物體吸收、不易被排出的物質，如鉛、汞、鎘等重金屬及DDT、六六六等人工合成的有機化合物。
某種元素或難以降解的化合物
超過環境濃度
(3)特點
①含鉛等物質的生物被更高營養級的動物食用，鉛等物質就會沿著食物鏈逐漸在生物體內 ，最終 。
②生物富集也具有 。
聚集
積累在食物鏈的頂端
全球性
4.能量流動和物質循環的關系
項目 能量流動 物質循環
范圍 生態系統___________ 生物圈
特點 ___________________ _____________________
形式 ___________________ _______________
過程 沿食物鏈(網) ____________________________________
各營養級
單向流動，逐級遞減
光能→化學能→熱能
全球性、循環往復運動
無機物 有機物
在生物群落與非生物環境間往復循環
聯系 (1)在群落中它們的流動渠道都是________________，且同時進行、相互依存，不可分割；
(2)能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解；
(3)物質是能量沿食物鏈(網)流動的_____，能量是物質在生物群落和非生物環境間循環往返的______
食物鏈和食物網
載體
動力
提醒　生物圈在物質上能自給自足，但在能量上不能自給自足，因為物質可以在生物圈內循環利用，而能量不能循環利用，它必須由生物圈外的太陽能源源不斷地輸入，方可維持正常運轉。
5.探究土壤微生物的分解作用
(1)實驗原理
土壤中存在的細菌、真菌等微生物是分解者，它們的作用是將環境中的有機物分解為無機物，分解速度與環境中的溫度、水等生態因子相關。
(2)實驗流程
項目 案例1 案例2
實驗假設 微生物能分解落葉使之腐爛 微生物能分解淀粉
實驗 設計 實驗組 對土壤_____處理 A燒杯中加入30 mL土壤浸出液
對照組 對土壤__________處理 B燒杯中加入30 mL蒸餾水
自變量 ______________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物
高溫
不做任何
土壤中是否含微生物
注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑并加熱。
(3)實驗結論：土壤中的微生物具有分解作用。
分解
磚紅色沉淀
磚紅色沉淀
項目 案例1 案例2
實驗現象 在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組 A A1 不變藍
A2 產生___________
B B1 變藍
B2 不產生___________
結論分析 微生物對落葉有____ 作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
(1)土壤小動物呼吸作用產生的CO2參與生態系統中的碳循環(2020·全國Ⅰ，6)
(　　)
(2)碳元素可以在一個相對封閉的群落內部往復循環(　　)
√
提示　碳元素在生物群落與非生物環境之間往復循環。
×
(3)生態農業中物質不斷循環，農民不需要對農作物增施氮肥(　　)
提示　隨著農民對農作物的收割，農作物從土壤中吸收的N等元素也隨之離開土壤，為了保證農作物的正常生長，仍然需要對農作物增施氮肥。
√
×
(4)物質是能量流動的載體，能量是物質循環的動力(　　)
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)在生態系統中，碳在生物群落與非生物環境之間主要以什么形式循環？碳元素在生物群落中的傳遞渠道是什么？與地球形成初期的大氣相比，現在大氣中碳的含量要低得多，請從碳的去向方面考慮下降的這部分碳最終的存在形式主要有哪些？
提示　碳在生物群落與非生物環境之間主要以二氧化碳的形式循環；碳元素在生物群落中的傳遞渠道是食物鏈和食物網；以有機物形式存在于生物體或其遺體中。
(2)在自然生態系統的碳循環過程中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸、分解作用釋放碳的速率存在什么關系？達到碳中和時，生產者吸收的CO2總量是否大于生產者、消費者和分解者釋放的CO2總量，理由是什么？
提示　植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸、分解作用釋放碳的速率大致相等；達到碳中和時，生產者吸收的CO2總量大于生產者、消費者和分解者釋放的CO2總量，CO2排放總量除了生物群落釋放的CO2總量外，還包括化石燃料的開采和使用過程中排放的CO2。
(3)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　碳循環具有全球性。碳在生物群落與無機環境之間的循環主要以CO2的形式進行，大氣中的CO2能隨著大氣環流在全球范圍內流動。
(4)大氣中的CO2增多將導致什么問題加劇？要實現“碳中和”，除繼續植樹造林外，還可采取什么措施？
提示　溫室效應；節能減排，低碳生活，開發利用新能源。
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考向一　碳循環過程分析
1.(2020·全國Ⅲ，6)生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環等過程。下列有關碳循環的敘述，錯誤的是
A.消費者沒有參與碳循環的過程
B.生產者的光合作用是碳循環的重要環節
C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節
D.碳在非生物環境與生物群落之間主要以CO2形式循環
√
4
生產者、消費者和分解者都參與了生態系統的碳循環，其中消費者可以通過呼吸作用等加快生態系統的碳循環，A錯誤。
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2.(2024·宜荊高三開學考)如圖是某生態系統碳元素的轉移情況示意圖，其中箭頭表示碳元素轉移方向，甲、乙、丙表示生態系統的組成成分，字母表示碳元素轉移量。下列相關說法錯誤的是
A.為實現“碳中和”應增加甲的碳儲存量
B.碳元素在甲與乙之間主要以有機物形式
進行轉移
C.甲獲取碳元素的方式有光合作用和化能
合成作用
D.乙中植食性動物產生的糞便被分解者利用，涉及的碳元素轉移量包含在f中
√
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乙中植食性動物產生的糞便中所含的能量為上一營養級甲的同化量，故乙中植食性動物產生的糞便被分解者利用，涉及的碳元素轉移量包含在e中，D錯誤。
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考向二　生物富集
3.含鉛汽油的燃燒、對鉛的開采及提取等人類活動都可以增加大氣和土壤中的鉛含量。植物能吸收含鉛物質，動物通過取食植物而在體內累積鉛。鉛在人體內聚集和濃縮可引發智力障礙、神經麻痹，甚至死亡。下列說法錯誤的是
A.植物可以通過根系和葉片吸收非生物環境中的鉛
B.非生物環境中的鉛均通過生產者進入生物群落，通過分解者回歸非生物環境
C.鉛能沿食物鏈富集的原因是鉛在生物體內形成穩定的化合物，不易被排出
D.利用清潔能源可減少大氣中鉛的來源，采用生物吸收等方法可對鉛進行集中
處理
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√
植物和動物都可以吸收環境中的鉛，即鉛可以通過生產者、消費者進入生物群落，通過分解者分解遺體殘骸等回歸非生物環境，B錯誤。
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4.癭蚊的幼蟲生活在水中。為了防治癭蚊，人們在某湖泊長期噴灑殺蟲劑DDT。該殺蟲劑在生物體內很難降解，使用初期效果顯著，后期效果下降，停用后檢測該湖泊水體和幾種生物體內的DDT濃度，結果如表所示。下列有關說法正確的是
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檢測對象 水 a b c d
DDT濃度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
A.該湖泊生態系統的結構是指群落和非生物環境
B.DDT的使用導致癭蚊幼蟲產生抗藥性突變
C.分析表中數據可推測生物b處于最低營養級
D.DDT存在生物富集現象且該現象具有全球性
√
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檢測對象 水 a b c d
DDT濃度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
該湖泊生態系統的結構是指生態系統的組成成分(包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者)和營養結構(食物鏈和食物網)，A錯誤；
DDT只是對抗藥性突變起選擇作用，B錯誤；
由于DDT很難分解，因此會隨著食物鏈逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈的頂端，b生物體內DDT濃度最高，可能是最高營養級，C錯誤。
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生態系統的信息傳遞
考點二
1.生態系統中信息的種類
同種
或異種
性外
激素
動物
2.信息傳遞的過程
信息源
信道
3.信息傳遞在生態系統中的作用
生命活動
繁衍
生物的種間關系
穩定
4.信息傳遞在農業生產中的應用
(1)應用和實例
(2)控制動物危害的技術方法比較
(1)雄鹿常通過吼叫、嗅聞等方式獲得繁殖機會，其中嗅聞利用的信息種類屬于化學信息(2021·海南，24)(　　)
(2)玫瑰吸引天敵防治害蟲，體現了生態系統信息調節生物種間關系的功能(2021·河北，13)(　　)
(3)采用燈光誘蟲殺蟲利用了物理信息的傳遞(2022·湖南，8)(　　)
(4)花香引蝶屬于物理信息(　　)
提示　花香引蝶屬于化學信息。
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(5)信息傳遞過程中伴隨著一定的物質或能量的消耗(　　)
(6)利用昆蟲信息素誘捕、警示有害動物，屬于化學防治(　　)
提示　昆蟲信息素雖屬于化學信息，但是利用信息傳遞原理控制有害動物屬于生物防治。
√
×
2020年一場史上罕見的蝗蟲災害席卷東非和亞歐大陸，大量毀壞當地的草場、作物，對糧食安全造成了巨大的威脅。
(1)亞洲飛蝗的雌雄成蟲在性成熟期可以利用前翅中閏脈上著生的發聲齒與后足股節內側隆線摩擦發聲，據此分析此信息屬于哪一類型？
提示　物理信息。
(2)有論文指出：“蝗蟲從獨居到群居的轉變，始于它們相互吸引而聚集在一起，發現并嗅到對方發出的氣味(4－乙烯基苯甲醚)，或者用后肢彼此觸碰。”此文中存在哪些信息類型？又說明了信息傳遞的什么功能？
提示　文中存在化學信息和行為信息；信息傳遞有利于生命活動的正常進行和種群的繁衍。
(3)有研究表明，植物釋放的氣味對蝗蟲食物的選擇行為起了決定性的作用，由此說明生態系統中信息傳遞的作用是什么？
提示　調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定。
(4)可以利用創造不利于蝗蟲生活的生態條件控制蝗災，例如，修筑堤壩、疏浚河道、挖排水溝等方法，其原理是什么？采用化學農藥防治和生物防治等防治措施可快速有效地控制蝗災，和前者相比，生物防治的優勢是什么？生物防治可以采取的措施有哪些？(答出兩點即可)
提示　原理是降低蝗蟲的環境容納量；生物防治的優勢是對人類生存環境無污染；引入該生物的捕食者、寄生者和引入有利于人類的該生物的競爭者。
(5)巴基斯坦發生蝗災時，有人建議派10萬“浙江鴨”前往增援，用鴨子治蝗的技術方法屬于什么防治？專家未予采納，請推測其理由。
提示　生物防治。該方法見效慢，容易造成外來物種入侵；該操作成本高(運輸、飼料、管理等)；浙江鴨和蝗蟲的生活環境不同。
(6)散居型蝗蟲并不會對農作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗蟲密度增大時，體內會釋放大量“集群信息素”，在蝗蟲的觸角上存在感知該種信息素的嗅覺受體，從而使蝗蟲由散居轉化為群居，這項研究使綠色防控成為可能。據此研究，請提出有關蝗災防治方法的設想：_______
___________________________________________________________________________________________________________。
可根據“集群信息素”的結構設計拮抗劑，阻止蝗蟲的聚集(或使用干擾“集群信息素”接收的化學物質)
考向三　信息傳遞的類型、作用及應用
5.(2024·泉州高三質量檢測)研究發現生活在馬鈴薯雄株上的加州新小綏螨會表現出一種“上－下聚集”的行為：當加州新小綏螨被釋放到馬鈴薯植株上時，它們會迅速“向上聚集”到花中取食花粉，表現為植食性；而當植株受到二斑葉螨危害時，加州新小綏螨會快速“向下聚集”到葉片上捕食二斑葉螨，表現為肉食性。進一步研究表明：在植株未受二斑葉螨危害時，花中釋放的眾多揮發物對加州新小綏螨有強烈的引誘作用；而葉片在受二斑葉螨危害后會釋放大量的蟲害誘導揮發物，這些物質對加州新小綏螨的引誘作用比花中釋放的揮發物的作用更強。
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下列相關敘述錯誤的是
A.蟲害誘導揮發物和花中釋放的揮發物均屬于化學信息
B.加州新小綏螨“葷素搭配”有利于維持田間生態系統的穩定性
C.加州新小綏螨“葷素搭配”將使得其在田間數量呈“J”形增長
D.該研究成果有望應用于馬鈴薯田間生物防治
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√
“J”形增長是指在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等的理想條件下，種群呈指數增長；加州新小綏螨在馬鈴薯植株上生長會受到食物、空間等條件制約，故其在田間數量呈“S”形增長，C錯誤。
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6.(2024·重慶萬州第二高級中學高三模擬)每種生物都有自己獨一無二的“語言天賦”。國寶大熊貓在非交配時節基本都在自己的領地之內，它們利用自己的尿液來標記領地范圍，一般10～20公里只有一只大熊貓，而求偶期間它們也會留下尿液，方便異性大熊貓找到自己。下列說法錯誤的是
A.大熊貓占據領地及求偶的“語言”為化學信息
B.竹子的綠色為大熊貓傳遞的信息與大熊貓求偶傳遞的信息類型不同
C.大熊貓與其天敵間的信息傳遞有助于維持生態系統的平衡與穩定
D.大熊貓種群內的信息傳遞只是為了進行種族的繁衍
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竹子的綠色為大熊貓傳遞的信息屬于物理信息，大熊貓求偶傳遞的信息屬于化學信息，兩者不同，B正確；
大熊貓與其天敵間的信息傳遞是兩個物種之間的信息傳遞，能調節生物的種間關系，有助于維持生態系統的平衡與穩定，C正確；
大熊貓種群內的信息傳遞有利于進行種族的繁衍，也利于其適應環境，有助于維持生態系統的平衡與穩定，D錯誤。
1.(選擇性必修2 P63)物質循環：____________________________________
_____________________________________________________________________________________。
2.(2021·河北，22節選)碳在池塘生物群落中主要以___________的形式傳遞，碳循環具有全球性的主要原因是_______________________________
______________________________________________________________________。
組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程
含碳有機物
碳在生物群落和非生物環境之間的
循環主要以CO2的形式進行，大氣中的CO2能夠隨著大氣環流在全球范圍
內流動
3.(2020·山東，24改編)生物富集：_________________________________
___________________________________________________________。經測定該土壤中捕食性線蟲(最高營養級)體內的鎘含量遠遠大于其他生物類群，從土壤生物食物關系的角度分析，捕食性線蟲體內鎘含量高的原因是_____________________________。
4.(2023·北京，18改編)生態系統的信息傳遞包括_____________________
___________等形式。人工光照最可能作為_____信息對節肢動物產生影響，從而在生態系統中發揮作用。
生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象
鎘隨著食物鏈的延長逐漸積累
物理信息、化學信息和
行為信息
物理
5.狼能依據兔留下的氣味去捕食后者，兔同樣也能依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕，這說明信息能_____________________________________
______________。
6.昆蟲分泌性外激素引誘異性，說明_______________________________。
7.萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長的光信息才能萌發，說明______
_____________________________。
調節生物的種間關系，進而維持生態系統
的平衡與穩定
生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞
動的正常進行，離不開信息傳遞
生命活
8.同碳元素一樣，氮元素在生物群落和非生物環境之間是不斷循環的，為什么還要往農田中不斷地施加氮肥？因為_________________________
_____________________________________________________。
農田中農產品源源不斷地輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥
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課時精練
一、選擇題
1.(2024·咸寧高三調研)如圖為碳循環示意圖，請據圖分析，下列說法正確的是
A.碳循環的平衡一般是①攝取
碳的速率和③④釋放碳的速
率大致相同
B.碳循環的主要形式是CO2，在
任一生態系統內部都可以實現碳元素的自給自足
C.過程②越簡單，則生態系統的抵抗力穩定性一般越弱，恢復力穩定性不一定
越強
D.DDT等有害物質參與物質循環的過程與碳循環的過程相似
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碳循環的平衡一般是①光合作用以及化能合成作用攝取碳的速率和③呼吸作用、④分解者的分解作用、⑤化石燃料的燃燒釋放碳的速率大致相同，A錯誤；
碳循環的主要形式是CO2，在生物圈內部可以實現碳元素的自給自足，B錯誤；
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②捕食關系越簡單，食物網相對越簡單，則生態系統的抵抗力穩定性一般越弱，恢復力穩定性也可能越弱，C正確；
DDT等有害物質參與物質循環的過程是隨營養級逐級積累，與碳循環過程不相似，D錯誤。
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2.(2024·汕頭高三模擬)為積極應對全球氣候變化，我國政府宣布2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，2060年前力爭實現碳中和(CO2排放量與減少量相等)。下列關于碳循環的敘述，錯誤的是
A.群落穩定階段植物CO2吸收速率與生物釋放速率大致相等
B.垃圾分類、回收再利用實現了生態系統的物質循環，提高了能量傳遞
效率
C.碳在生物群落與非生物環境之間的循環主要是以CO2的形式進行
D.植樹造林和尋找新的清潔能源將助力于早日實現碳中和目標
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垃圾分類、回收再利用不能提高能量傳遞效率，B錯誤。
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3.某同學以普通小球藻為材料，研究不同硒濃度下小球藻對硒的富集量。結果表明：在硒濃度為1～8 mg/L的范圍內，隨著硒濃度的增加，小球藻的富集量隨之升高；當硒濃度大于12 mg/L時，可導致藻類死亡。下列有關敘述正確的是
A.小球藻屬于分解者，缺少這一組分生態系統會崩潰
B.硒沿食物鏈傳遞到更高營養級生物體內時，濃度不變
C.硒進入食物鏈后，在不同營養級生物體內積累，不參與物質循環
D.合理利用生物富集可以取得生態效益和經濟效益，造福人類生產、生活
√
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小球藻是生產者，是生態系統的基石，A錯誤；
硒進入食物鏈后，隨著營養級增加，在生物體內積累的濃度不斷增加，B錯誤；
硒進入環境后，便參與生態系統的物質循環，只不過與C、N等基本元素的循環過程不同，C錯誤；
如果利用生物富集，阻斷物質在食物鏈中的傳遞，對有益的和有害的物質進行回收利用或處理，不僅可以減少環境污染，還可以帶來一定的經濟效益，造福人類生產、生活，D正確。
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4.(2024·南寧高三模擬)有機磷農藥能抑制突觸間隙中的乙酰膽堿酯酶(可催化乙酰膽堿分解)，使用后殘留嚴重且難以降解。研究發現白腐真菌能產生多種降解有機磷類農藥的酶。下列相關說法不正確的是
A.有機磷農藥甚至會出現在鮮有人類活動的南極生物體內，體現了物質循環的
全球性
B.在一受有機磷農藥污染的生態系統內，最高營養級的生物體內有機磷農藥的
濃度最高
C.有機磷農藥中毒后，突觸前膜釋放乙酰膽堿過程受阻，導致患者肌肉癱瘓
D.向有機磷農藥殘留污染的土壤中投放白腐真菌一定時間后，會提高土壤小動
物的豐富度
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有機磷農藥中毒后，乙酰膽堿酯酶活性被抑制，乙酰膽堿不能被分解，突觸前膜釋放乙酰膽堿的過程不受影響，C錯誤；
白腐真菌能產生多種降解有機磷類農藥的酶，使土壤中有機磷農藥含量降低，從而可提高土壤小動物的豐富度，D正確。
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5.能量流動和物質循環是生態系統的主要功能。下列敘述正確的是
A.無機自然環境中的物質和能量都可以被生物群落反復利用
B.生態系統的物質循環和能量流動是同時進行并相互依存的
C.任何生態系統都需要不斷得到來自系統外物質和能量的補充
D.物質循環和能量流動的渠道分別是生態系統的組成成分和營養結構
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無機自然環境中的物質可以被生物群落反復利用，能量是單向流動的，不能反復利用，A錯誤；
能量流動是單向的、逐級遞減的，任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能，物質可以循環利用，可以不需要來自系統外的補充，C錯誤；
物質循環和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網，D錯誤。
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6.如圖為生態系統能量流動和物質循環的關系圖，下列相關敘述錯誤的是
A.圖中黑色箭頭可表示能量流動過程，白
色箭頭可表示物質循環過程
B.能量流動和物質循環可借助生物之間的
取食過程相依相伴進行
C.②表示熱能散失的過程，生態系統需要
通過①過程從外界獲得能量
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D.若圖中物質循環表示碳循環，則碳在③④⑤過程的傳遞形式為CO2
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圖中黑色箭頭②③④單向流動，可表示能量流動過程，白色箭頭⑤循環往復，可表示物質循環過程，A正確；
能量流動和物質循環可借助生物之間的取食過程(即捕食關系)相依相伴進行，能量流動是物質循環的動力，物質循環是能量流動的載體，B正確；
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分析題圖可知，②表示熱能散失的過程，①主要表示生產者通過光合作用固定太陽能，生態系統需要通過①過程從外界獲得能量，C正確；
碳在生物群落內部是以含碳有機物的形式流動，故碳在③④之間以含碳有機物的形式流動，D錯誤。
15
7.(2024·武漢高三模擬)氮循環是生物圈內物質循環之一。下列敘述正確的是
A.氮循環具有全球性，海洋對氮循環有調節作用
B.消費者參與氮循環過程，但會減緩氮循環速度
C.氮循環中細菌只能作為分解者，將有機氮轉化為無機氮
D.氮循環指含氮化合物在生物群落和無機環境之間的循環
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√
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生態系統中的氮循環屬于生態系統的物質循環范疇，具有全球性，海洋對氮循環有調節作用，A正確；
消費者參與氮循環過程，能加快氮循環速度，B錯誤；
氮循環中的氮指的是組成生物體的氮元素，而不是含氮化合物，D錯誤。
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8.(2024·重慶高三模擬)古人將小暑分為三候：“一候溫風至；二候蟋蟀居宇；三候鷹始鷙。”一候時，所有的風中都帶著熱浪；二候時，蟋蟀到庭院的墻角下避暑；三候時，老鷹在清涼的高空中活動。下列相關敘述正確的是
A.溫風吹拂屬于物理信息，蟋蟀翅膀發聲和老鷹鳴叫屬于行為信息
B.蟋蟀是分解者，老鷹是消費者，都能加快生態系統的物質循環
C.氣溫對蟋蟀和老鷹的影響，體現了信息能夠調節生物的種間關系
D.保護老鷹的根本措施是改善其生存環境，提高環境容納量
√
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溫風吹拂、蟋蟀翅膀發聲和老鷹鳴叫涉及的溫度、聲音都屬于物理信息，A錯誤；
蟋蟀和老鷹都屬于消費者，能加快生態系統的物質循環，是生態系統最活躍的成分，B錯誤；
氣溫對蟋蟀和老鷹的影響，體現了生命活動的正常進行離不開信息傳遞，C錯誤。
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9.(2023·徐州高三模擬)梨小食心蟲是果園的主要害蟲之一，為控制其危害，需要多次噴藥防治，增加了環境污染的風險。科研人員利用性信息素迷向技術在田間高劑量、多位點釋放梨小食心蟲性信息素，掩蓋雌蟲釋放的性信息素氣味，使雄蟲無法找到雌蟲，降低成蟲交配概率，以達到防治目的。下列敘述錯誤的是
A.多次、大量噴施農藥會導致梨小食心蟲種群的抗藥性增強
B.性信息素迷向技術通過改變梨小食心蟲的性別比例來降低其出生率
C.梨小食心蟲的性信息素屬于化學信息，性信息素迷向技術屬于生物防治
D.性信息素影響梨小食心蟲的交配，說明種群的繁衍離不開信息的傳遞
√
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性信息素迷向技術通過降低成蟲交配概率來降低其出生率，以達到防治目的，沒有改變性別比例，B錯誤。
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10.煙粉虱是一種世界性重大害蟲，它吸取多種植物汁液，體長不足1 mm，活動能力弱。巴氏新小綏螨屬于廣食性捕食螨類，主要以煙粉虱為食。為探究化學防治與釋放巴氏新小綏螨對煙粉虱的防治效果，科研人員進行了實驗，結果如圖所示。下列說法錯誤的是
A.調查煙粉虱種群密度可用樣方法
B.化學防治與生物防治均利用了信息傳遞的功能
C.在t5時增加巴氏新小綏螨數量可以增強對煙粉
虱的防治效果
D.巴氏新小綏螨在田間對煙粉虱的防治效果明顯
優于化學防治
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由題意可知，煙粉虱的活動能力弱，所以調查煙粉虱種群密度可用樣方法，A正確；
化學防治利用農藥將煙粉虱殺死，并未利用信息傳遞的功能，生物防治利用的是巴氏新小綏螨捕食煙粉虱，利用了信息傳遞的功能，B錯誤；
t5時煙粉虱的數量在增加，此時增加巴氏新小綏螨數量可以增強對煙粉虱的防治效果，C正確；
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分析題圖可知，化學防治后煙粉虱的數量明顯增加，而生物防治相對來說效果更顯著，即巴氏新小綏螨在田間對煙粉虱的防治效果明顯優于化學防治，D正確。
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11.(2024·寧德高三期末)下列有關生態學原理或規律的敘述，正確的是
A.生態系統中的信息傳遞和物質循環不都具有全球性
B.生態系統中的信息傳遞和能量流動都是單向的
C.生態系統中存在著物質循環和能量流動兩個相互獨立的過程
D.日照達到一定長度時植物才能夠開花體現了信息能調節生物的種間關系
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生態系統中的物質循環具有全球性，信息傳遞無全球性，A正確；
生態系統中的能量流動是單向的，而信息傳遞往往是雙向的，B錯誤；
生態系統中，物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返作為能量的載體，而能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返，因此物質循環和能量流動是相互依存、不可分割、同時進行的，C錯誤；
日照達到一定長度時植物才能夠開花，體現了生物生命活動的正常進行離不開信息傳遞，D錯誤。
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12.大氣CO2濃度的升高會影響到水體中藻類的生長，水環境中碳循環的部分過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是
A.能量作為物質的載體，使物質
沿著食物鏈(網)流動
B.該示意圖可體現碳循環具有循
環往復的特點
C.藻類可通過呼吸作用和光合作
用參與生態系統的碳循環
D.從物質循環的角度看，藻類碳元素的根本來源是大氣中的CO2
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生態系統的能量流動和物質循環是同時進行的，物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往復，A錯誤；
由圖可知，物質可以從生物群落到非生物環境，又可以從非生物環境到生物群落，體現了物質循環具有循環往復的特點，B正確；
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藻類通過呼吸作用和光合作用完成碳在生物與非生物環境間的相互轉化，參與生態系統的碳循環，C正確；
藻類中的有機物來源于光合作用產生的有機物，而光合作用產生的有機物中碳的來源是大氣中的CO2，D正確。
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13.生態學家對某生態系統中各營養級的能量進行統計分析，結果如表。下列敘述錯誤的是
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注：單位為kJ·hm－2·a－1。
A.若該生態系統受到DDT污染，則DDT在乙中的濃度最高
B.第二、三營養級之間的能量傳遞效率約為3.17%
C.乙、丙中的生物之間可能存在化學信息交流
D.乙用于生長、發育和繁殖的能量為2.40×107 kJ·hm－2·a－1
營養級 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸釋放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
√
由表中數據可知，乙的同化量最小，說明乙的營養級最高，甲的同化量最大，說明甲的營養級最低，如果該生態系統受到DDT污染，營養級越高，所含DDT濃度越高，則DDT在乙中的濃度最高，A正確；
丙是第二營養級，乙是第三營養級，兩個營養級之間的傳遞效率為(2.40×107)÷(7.58×108)×100%≈3.17%，B正確；
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營養級 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸釋放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
乙、丙屬于不同營養級，二者之間存在捕食關系，可能存在信息交流，如物理信息、化學信息、行為信息，C正確；
乙用于生長、發育和繁殖的能量包括未利用的能量、流入下一營養級的能量、被分解者利用的能量，乙是最高營養級，沒有流入下一營養級的能量，所以乙用于生長、發育和繁殖的能量為6.00×105＋4.00×105＝1.00×106(kJ·hm－2·a－1)，D錯誤。
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營養級 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸釋放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
14.(2024·重慶十八中高三開學考)科學家向做了彩色四點標記的實驗箱內噴入特定的氣味；同時追蹤各組箱內雌性埃及伊蚊的行為。結果顯示，在沒有任何氣味刺激的情況下，蚊子基本忽略各種顏色的圓點；但將CO2(蚊子能夠識別CO2的氣味)噴入箱內后，蚊子會繼續忽略綠色、藍色或紫色圓點，而會飛向紅色、橙色或黑色圓點。下列分析不正確的是
A.該研究說明蚊子發現叮咬對象需要化學信息和行為信息
B.該研究有助人們設計出更好的驅蚊劑、誘捕器等防蚊工具
C.該研究提示人們在野外避免選擇紅色、橙色或黑色等顏色的衣服
D.這項研究揭示了蚊子的嗅覺如何影響蚊子對視覺線索的反應
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與對照組相比，在CO2條件下，蚊子能忽略綠色、藍色或紫色圓點，而飛向紅色、橙色或黑色圓點，該研究說明蚊子發現叮咬對象需要化學信息，A錯誤。
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二、非選擇題
15.(2021·福建，18)一般情況下，植物開花時間與傳粉動物的活躍期會相互重疊和匹配。全球氣候變化可能對植物開花時間或傳粉動物活躍期產生影響，導致原本時間上匹配關系發生改變，稱為物候錯配。物候錯配會影響植物的傳粉和結實，可引起糧食減產，甚至發生生態安全問題。生產上為了減輕物候錯配造成的影響，常通過人工授粉提高產量。回答下列問題：
(1)光和溫度屬于生態系統信息傳遞中的________信息。
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物理
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(2)延胡索是一種依靠熊蜂傳粉的早春短命藥用植物。全球氣溫升高會使延胡索開花起始時間提前，測取延胡索開花起始時間數據并統計結實率(如圖)，監測數據表明______________________________。從物候錯配的角度分析延胡索結實率降低的原
15
開花起始時間越早，結實率越低
因是___________________________________________________________
____________________。
延胡索提前開花，導致開花時間與熊蜂活躍期重疊時間減少，傳粉受影響，結實率降低
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分析題圖可知，實驗的自變量為開花起始時間，因變量為結實率，據圖可知，開花起始時間越早，結實率越低；結合題干信息可知，由于全球氣溫升高，延胡索提前開花，導致開花時間與熊蜂活躍期重疊時間減少，傳粉受影響，結實率降低。
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(3)為進一步驗證物候錯配會影響延胡索的傳粉和結實，科研人員在物候錯配的區域設置同等條件的A和B兩個樣地。其中，A樣地中的延胡索保持自然狀態生長；B樣地中的延胡索則進行__________，分別統計兩樣地延胡索的結實率。支持“物候錯配會造成延胡索自然結實率降低”觀點的實驗結果為_______________________。
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人工授粉
A樣地結實率低于B樣地
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分析題意可知，本實驗目的為驗證物候錯配會影響延胡索的傳粉和結實，則實驗的自變量為物候錯配是否被打破，可通過是否進行人工授粉控制，因變量為結實率，實驗設計應遵循對照原則與單一變量原則，故B樣地中的延胡索應進行人工授粉，分別
統計兩樣地延胡索的結實率。若“物候錯配會造成延胡索自然結實率降低”，則自然生長的A樣地(物候錯配保持組)結實率低于B樣地(物候錯配被打破)。
15
返回第53課時　生態系統的物質循環、信息傳遞
課標要求 1.分析生態系統中的物質在生物群落與非生物環境之間不斷循環的規律。2.舉例說明利用物質循環，人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。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起著重要作用。
考情分析 1.碳循環過程分析 2023·廣東·T13　2023·天津·T13　2022·河北·T18　2022·遼寧·T23 2021·河北·T22　2020·全國Ⅰ·T6　2020·全國Ⅲ·T6
2.生物富集 2023·湖北·T9　2020·山東·T24
3.信息傳遞的類型、作用 2023·湖南·T4　2023·北京·T18　2022·湖南·T8　2021·海南·T24 2021·河北·T13　2021·福建·T18　2021·江蘇·T9
考點一　生態系統的物質循環
1．物質循環的概念
(1)物質：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素。
(2)范圍：非生物環境和生物群落之間。
(3)特點：全球性、循環往復運動。
(4)實例：碳循環等。
提醒　這里的生態系統指的是生物圈。農田是一個較小的人工生態系統，在農田內部無法做到物質循環，自給自足，因為不斷有糧食作物的輸出，因此需要不斷施加肥料。
2．碳循環
(1)循環形式：在生物群落與非生物環境之間主要以CO2的形式循環。
(2)過程圖解
提醒　①碳的存在形式：在生物群落內部以含碳有機物的形式傳遞，在非生物環境中主要以二氧化碳和碳酸鹽的形式存在。
②碳進入生物群落的途徑：生產者的光合作用和化能合成作用。
③碳返回非生物環境的途徑：生產者、消費者的呼吸作用，分解者的分解作用(實質是胞內分解和胞外分解，不完全等同于分解者的呼吸作用)和化石燃料的燃燒。
④碳循環模型中：雙向箭頭的兩方是生產者和大氣中的CO2庫，其中指入箭頭多的一方是大氣中的CO2庫。
3．生物富集
(1)概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。
(2)條件、實例：化學性質穩定、能被生物體吸收、不易被排出的物質，如鉛、汞、鎘等重金屬及DDT、六六六等人工合成的有機化合物。
(3)特點
①含鉛等物質的生物被更高營養級的動物食用，鉛等物質就會沿著食物鏈逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈的頂端。
②生物富集也具有全球性。
4．能量流動和物質循環的關系
項目 能量流動 物質循環
范圍 生態系統各營養級 生物圈
特點 單向流動，逐級遞減 全球性、循環往復運動
形式 光能→化學能→熱能 無機物 有機物
過程 沿食物鏈(網) 在生物群落與非生物環境間往復循環
聯系 (1)在群落中它們的流動渠道都是食物鏈和食物網，且同時進行、相互依存，不可分割； (2)能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解； (3)物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體，能量是物質在生物群落和非生物環境間循環往返的動力
提醒　生物圈在物質上能自給自足，但在能量上不能自給自足，因為物質可以在生物圈內循環利用，而能量不能循環利用，它必須由生物圈外的太陽能源源不斷地輸入，方可維持正常運轉。
5．探究土壤微生物的分解作用
(1)實驗原理
土壤中存在的細菌、真菌等微生物是分解者，它們的作用是將環境中的有機物分解為無機物，分解速度與環境中的溫度、水等生態因子相關。
(2)實驗流程
項目 案例1 案例2
實驗假設 微生物能分解落葉使之腐爛 微生物能分解淀粉
實驗設計 實驗組 對土壤高溫處理 A燒杯中加入30 mL土壤浸出液
對照組 對土壤不做任何處理 B燒杯中加入30 mL蒸餾水
自變量 土壤中是否含微生物 溶液中是否含有分解淀粉的微生物
實驗現象 在相同時間內實驗組落葉腐爛程度小于對照組 A A1 不變藍
A2 產生磚紅色沉淀
B B1 變藍
B2 不產生磚紅色沉淀
結論分析 微生物對落葉有分解作用 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中加入斐林試劑并加熱。
(3)實驗結論：土壤中的微生物具有分解作用。
判斷正誤
(1)土壤小動物呼吸作用產生的CO2參與生態系統中的碳循環(2020·全國Ⅰ，6)(　√　)
(2)碳元素可以在一個相對封閉的群落內部往復循環(　×　)
提示　碳元素在生物群落與非生物環境之間往復循環。
(3)生態農業中物質不斷循環，農民不需要對農作物增施氮肥(　×　)
提示　隨著農民對農作物的收割，農作物從土壤中吸收的N等元素也隨之離開土壤，為了保證農作物的正常生長，仍然需要對農作物增施氮肥。
(4)物質是能量流動的載體，能量是物質循環的動力(　√　)
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)在生態系統中，碳在生物群落與非生物環境之間主要以什么形式循環？碳元素在生物群落中的傳遞渠道是什么？與地球形成初期的大氣相比，現在大氣中碳的含量要低得多，請從碳的去向方面考慮下降的這部分碳最終的存在形式主要有哪些？
提示　碳在生物群落與非生物環境之間主要以二氧化碳的形式循環；碳元素在生物群落中的傳遞渠道是食物鏈和食物網；以有機物形式存在于生物體或其遺體中。
(2)在自然生態系統的碳循環過程中，植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸、分解作用釋放碳的速率存在什么關系？達到碳中和時，生產者吸收的CO2總量是否大于生產者、消費者和分解者釋放的CO2總量，理由是什么？
提示　植物等從大氣中攝取碳的速率與生物的呼吸、分解作用釋放碳的速率大致相等；達到碳中和時，生產者吸收的CO2總量大于生產者、消費者和分解者釋放的CO2總量，CO2排放總量除了生物群落釋放的CO2總量外，還包括化石燃料的開采和使用過程中排放的CO2。
(3)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　碳循環具有全球性。碳在生物群落與無機環境之間的循環主要以CO2的形式進行，大氣中的CO2能隨著大氣環流在全球范圍內流動。
(4)大氣中的CO2增多將導致什么問題加劇？要實現“碳中和”，除繼續植樹造林外，還可采取什么措施？
提示　溫室效應；節能減排，低碳生活，開發利用新能源。
考向一　碳循環過程分析
1．(2020·全國Ⅲ，6)生態系統的物質循環包括碳循環和氮循環等過程。下列有關碳循環的敘述，錯誤的是(　　)
A．消費者沒有參與碳循環的過程
B．生產者的光合作用是碳循環的重要環節
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循環的重要環節
D．碳在非生物環境與生物群落之間主要以CO2形式循環
答案　A
解析　生產者、消費者和分解者都參與了生態系統的碳循環，其中消費者可以通過呼吸作用等加快生態系統的碳循環，A錯誤。
2.(2024·宜荊高三開學考)如圖是某生態系統碳元素的轉移情況示意圖，其中箭頭表示碳元素轉移方向，甲、乙、丙表示生態系統的組成成分，字母表示碳元素轉移量。下列相關說法錯誤的是(　　)
A．為實現“碳中和”應增加甲的碳儲存量
B．碳元素在甲與乙之間主要以有機物形式進行轉移
C．甲獲取碳元素的方式有光合作用和化能合成作用
D．乙中植食性動物產生的糞便被分解者利用，涉及的碳元素轉移量包含在f中
答案　D
解析　乙中植食性動物產生的糞便中所含的能量為上一營養級甲的同化量，故乙中植食性動物產生的糞便被分解者利用，涉及的碳元素轉移量包含在e中，D錯誤。
考向二　生物富集
3．含鉛汽油的燃燒、對鉛的開采及提取等人類活動都可以增加大氣和土壤中的鉛含量。植物能吸收含鉛物質，動物通過取食植物而在體內累積鉛。鉛在人體內聚集和濃縮可引發智力障礙、神經麻痹，甚至死亡。下列說法錯誤的是(　　)
A．植物可以通過根系和葉片吸收非生物環境中的鉛
B．非生物環境中的鉛均通過生產者進入生物群落，通過分解者回歸非生物環境
C．鉛能沿食物鏈富集的原因是鉛在生物體內形成穩定的化合物，不易被排出
D．利用清潔能源可減少大氣中鉛的來源，采用生物吸收等方法可對鉛進行集中處理
答案　B
解析　植物和動物都可以吸收環境中的鉛，即鉛可以通過生產者、消費者進入生物群落，通過分解者分解遺體殘骸等回歸非生物環境，B錯誤。
4．癭蚊的幼蟲生活在水中。為了防治癭蚊，人們在某湖泊長期噴灑殺蟲劑DDT。該殺蟲劑在生物體內很難降解，使用初期效果顯著，后期效果下降，停用后檢測該湖泊水體和幾種生物體內的DDT濃度，結果如表所示。下列有關說法正確的是(　　)
檢測對象 水 a b c d
DDT濃度(μg/kg) 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53
A.該湖泊生態系統的結構是指群落和非生物環境
B．DDT的使用導致癭蚊幼蟲產生抗藥性突變
C．分析表中數據可推測生物b處于最低營養級
D．DDT存在生物富集現象且該現象具有全球性
答案　D
解析　該湖泊生態系統的結構是指生態系統的組成成分(包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者)和營養結構(食物鏈和食物網)，A錯誤；DDT只是對抗藥性突變起選擇作用，B錯誤；由于DDT很難分解，因此會隨著食物鏈逐漸在生物體內聚集，最終積累在食物鏈的頂端，b生物體內DDT濃度最高，可能是最高營養級，C錯誤。
考點二　生態系統的信息傳遞
1．生態系統中信息的種類
2．信息傳遞的過程
3．信息傳遞在生態系統中的作用
4．信息傳遞在農業生產中的應用
(1)應用和實例
(2)控制動物危害的技術方法比較
判斷正誤
(1)雄鹿常通過吼叫、嗅聞等方式獲得繁殖機會，其中嗅聞利用的信息種類屬于化學信息(2021·海南，24)(　√　)
(2)玫瑰吸引天敵防治害蟲，體現了生態系統信息調節生物種間關系的功能(2021·河北，13)(　√　)
(3)采用燈光誘蟲殺蟲利用了物理信息的傳遞(2022·湖南，8)(　√　)
(4)花香引蝶屬于物理信息(　×　)
提示　花香引蝶屬于化學信息。
(5)信息傳遞過程中伴隨著一定的物質或能量的消耗(　√　)
(6)利用昆蟲信息素誘捕、警示有害動物，屬于化學防治(　×　)
提示　昆蟲信息素雖屬于化學信息，但是利用信息傳遞原理控制有害動物屬于生物防治。
2020年一場史上罕見的蝗蟲災害席卷東非和亞歐大陸，大量毀壞當地的草場、作物，對糧食安全造成了巨大的威脅。
(1)亞洲飛蝗的雌雄成蟲在性成熟期可以利用前翅中閏脈上著生的發聲齒與后足股節內側隆線摩擦發聲，據此分析此信息屬于哪一類型？
提示　物理信息。
(2)有論文指出：“蝗蟲從獨居到群居的轉變，始于它們相互吸引而聚集在一起，發現并嗅到對方發出的氣味(4－乙烯基苯甲醚)，或者用后肢彼此觸碰。”此文中存在哪些信息類型？又說明了信息傳遞的什么功能？
提示　文中存在化學信息和行為信息；信息傳遞有利于生命活動的正常進行和種群的繁衍。
(3)有研究表明，植物釋放的氣味對蝗蟲食物的選擇行為起了決定性的作用，由此說明生態系統中信息傳遞的作用是什么？
提示　調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定。
(4)可以利用創造不利于蝗蟲生活的生態條件控制蝗災，例如，修筑堤壩、疏浚河道、挖排水溝等方法，其原理是什么？采用化學農藥防治和生物防治等防治措施可快速有效地控制蝗災，和前者相比，生物防治的優勢是什么？生物防治可以采取的措施有哪些？(答出兩點即可)
提示　原理是降低蝗蟲的環境容納量；生物防治的優勢是對人類生存環境無污染；引入該生物的捕食者、寄生者和引入有利于人類的該生物的競爭者。
(5)巴基斯坦發生蝗災時，有人建議派10萬“浙江鴨”前往增援，用鴨子治蝗的技術方法屬于什么防治？專家未予采納，請推測其理由。
提示　生物防治。該方法見效慢，容易造成外來物種入侵；該操作成本高(運輸、飼料、管理等)；浙江鴨和蝗蟲的生活環境不同。
(6)散居型蝗蟲并不會對農作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗蟲密度增大時，體內會釋放大量“集群信息素”，在蝗蟲的觸角上存在感知該種信息素的嗅覺受體，從而使蝗蟲由散居轉化為群居，這項研究使綠色防控成為可能。據此研究，請提出有關蝗災防治方法的設想：可根據“集群信息素”的結構設計拮抗劑，阻止蝗蟲的聚集(或使用干擾“集群信息素”接收的化學物質)。
考向三　信息傳遞的類型、作用及應用
5．(2024·泉州高三質量檢測)研究發現生活在馬鈴薯雄株上的加州新小綏螨會表現出一種“上－下聚集”的行為：當加州新小綏螨被釋放到馬鈴薯植株上時，它們會迅速“向上聚集”到花中取食花粉，表現為植食性；而當植株受到二斑葉螨危害時，加州新小綏螨會快速“向下聚集”到葉片上捕食二斑葉螨，表現為肉食性。進一步研究表明：在植株未受二斑葉螨危害時，花中釋放的眾多揮發物對加州新小綏螨有強烈的引誘作用；而葉片在受二斑葉螨危害后會釋放大量的蟲害誘導揮發物，這些物質對加州新小綏螨的引誘作用比花中釋放的揮發物的作用更強。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．蟲害誘導揮發物和花中釋放的揮發物均屬于化學信息
B．加州新小綏螨“葷素搭配”有利于維持田間生態系統的穩定性
C．加州新小綏螨“葷素搭配”將使得其在田間數量呈“J”形增長
D．該研究成果有望應用于馬鈴薯田間生物防治
答案　C
解析　“J”形增長是指在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等的理想條件下，種群呈指數增長；加州新小綏螨在馬鈴薯植株上生長會受到食物、空間等條件制約，故其在田間數量呈“S”形增長，C錯誤。
6．(2024·重慶萬州第二高級中學高三模擬)每種生物都有自己獨一無二的“語言天賦”。國寶大熊貓在非交配時節基本都在自己的領地之內，它們利用自己的尿液來標記領地范圍，一般10～20公里只有一只大熊貓，而求偶期間它們也會留下尿液，方便異性大熊貓找到自己。下列說法錯誤的是(　　)
A．大熊貓占據領地及求偶的“語言”為化學信息
B．竹子的綠色為大熊貓傳遞的信息與大熊貓求偶傳遞的信息類型不同
C．大熊貓與其天敵間的信息傳遞有助于維持生態系統的平衡與穩定
D．大熊貓種群內的信息傳遞只是為了進行種族的繁衍
答案　D
解析　竹子的綠色為大熊貓傳遞的信息屬于物理信息，大熊貓求偶傳遞的信息屬于化學信息，兩者不同，B正確；大熊貓與其天敵間的信息傳遞是兩個物種之間的信息傳遞，能調節生物的種間關系，有助于維持生態系統的平衡與穩定，C正確；大熊貓種群內的信息傳遞有利于進行種族的繁衍，也利于其適應環境，有助于維持生態系統的平衡與穩定，D錯誤。
1．(選擇性必修2 P63)物質循環：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程。
2．(2021·河北，22節選)碳在池塘生物群落中主要以含碳有機物的形式傳遞，碳循環具有全球性的主要原因是碳在生物群落和非生物環境之間的循環主要以CO2的形式進行，大氣中的CO2能夠隨著大氣環流在全球范圍內流動。
3．(2020·山東，24改編)生物富集：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象。經測定該土壤中捕食性線蟲(最高營養級)體內的鎘含量遠遠大于其他生物類群，從土壤生物食物關系的角度分析，捕食性線蟲體內鎘含量高的原因是鎘隨著食物鏈的延長逐漸積累。
4．(2023·北京，18改編)生態系統的信息傳遞包括物理信息、化學信息和行為信息等形式。人工光照最可能作為物理信息對節肢動物產生影響，從而在生態系統中發揮作用。
5．狼能依據兔留下的氣味去捕食后者，兔同樣也能依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕，這說明信息能調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定。
6．昆蟲分泌性外激素引誘異性，說明生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞。
7．萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長的光信息才能萌發，說明生命活動的正常進行，離不開信息傳遞。
8．同碳元素一樣，氮元素在生物群落和非生物環境之間是不斷循環的，為什么還要往農田中不斷地施加氮肥？因為農田中農產品源源不斷地輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥。
課時精練
一、選擇題
1．(2024·咸寧高三調研)如圖為碳循環示意圖，請據圖分析，下列說法正確的是(　　)
A．碳循環的平衡一般是①攝取碳的速率和③④釋放碳的速率大致相同
B．碳循環的主要形式是CO2，在任一生態系統內部都可以實現碳元素的自給自足
C．過程②越簡單，則生態系統的抵抗力穩定性一般越弱，恢復力穩定性不一定越強
D．DDT等有害物質參與物質循環的過程與碳循環的過程相似
答案　C
解析　碳循環的平衡一般是①光合作用以及化能合成作用攝取碳的速率和③呼吸作用、④分解者的分解作用、⑤化石燃料的燃燒釋放碳的速率大致相同，A錯誤；碳循環的主要形式是CO2，在生物圈內部可以實現碳元素的自給自足，B錯誤；②捕食關系越簡單，食物網相對越簡單，則生態系統的抵抗力穩定性一般越弱，恢復力穩定性也可能越弱，C正確；DDT等有害物質參與物質循環的過程是隨營養級逐級積累，與碳循環過程不相似，D錯誤。
2．(2024·汕頭高三模擬)為積極應對全球氣候變化，我國政府宣布2030年前確保碳達峰(CO2排放量達到峰值)，2060年前力爭實現碳中和(CO2排放量與減少量相等)。下列關于碳循環的敘述，錯誤的是(　　)
A．群落穩定階段植物CO2吸收速率與生物釋放速率大致相等
B．垃圾分類、回收再利用實現了生態系統的物質循環，提高了能量傳遞效率
C．碳在生物群落與非生物環境之間的循環主要是以CO2的形式進行
D．植樹造林和尋找新的清潔能源將助力于早日實現碳中和目標
答案　B
解析　垃圾分類、回收再利用不能提高能量傳遞效率，B錯誤。
3．某同學以普通小球藻為材料，研究不同硒濃度下小球藻對硒的富集量。結果表明：在硒濃度為1～8 mg/L的范圍內，隨著硒濃度的增加，小球藻的富集量隨之升高；當硒濃度大于12 mg/L時，可導致藻類死亡。下列有關敘述正確的是(　　)
A．小球藻屬于分解者，缺少這一組分生態系統會崩潰
B．硒沿食物鏈傳遞到更高營養級生物體內時，濃度不變
C．硒進入食物鏈后，在不同營養級生物體內積累，不參與物質循環
D．合理利用生物富集可以取得生態效益和經濟效益，造福人類生產、生活
答案　D
解析　小球藻是生產者，是生態系統的基石，A錯誤；硒進入食物鏈后，隨著營養級增加，在生物體內積累的濃度不斷增加，B錯誤；硒進入環境后，便參與生態系統的物質循環，只不過與C、N等基本元素的循環過程不同，C錯誤；如果利用生物富集，阻斷物質在食物鏈中的傳遞，對有益的和有害的物質進行回收利用或處理，不僅可以減少環境污染，還可以帶來一定的經濟效益，造福人類生產、生活，D正確。
4．(2024·南寧高三模擬)有機磷農藥能抑制突觸間隙中的乙酰膽堿酯酶(可催化乙酰膽堿分解)，使用后殘留嚴重且難以降解。研究發現白腐真菌能產生多種降解有機磷類農藥的酶。下列相關說法不正確的是(　　)
A．有機磷農藥甚至會出現在鮮有人類活動的南極生物體內，體現了物質循環的全球性
B．在一受有機磷農藥污染的生態系統內，最高營養級的生物體內有機磷農藥的濃度最高
C．有機磷農藥中毒后，突觸前膜釋放乙酰膽堿過程受阻，導致患者肌肉癱瘓
D．向有機磷農藥殘留污染的土壤中投放白腐真菌一定時間后，會提高土壤小動物的豐富度
答案　C
解析　有機磷農藥中毒后，乙酰膽堿酯酶活性被抑制，乙酰膽堿不能被分解，突觸前膜釋放乙酰膽堿的過程不受影響，C錯誤；白腐真菌能產生多種降解有機磷類農藥的酶，使土壤中有機磷農藥含量降低，從而可提高土壤小動物的豐富度，D正確。
5．能量流動和物質循環是生態系統的主要功能。下列敘述正確的是(　　)
A．無機自然環境中的物質和能量都可以被生物群落反復利用
B．生態系統的物質循環和能量流動是同時進行并相互依存的
C．任何生態系統都需要不斷得到來自系統外物質和能量的補充
D．物質循環和能量流動的渠道分別是生態系統的組成成分和營養結構
答案　B
解析　無機自然環境中的物質可以被生物群落反復利用，能量是單向流動的，不能反復利用，A錯誤；能量流動是單向的、逐級遞減的，任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能，物質可以循環利用，可以不需要來自系統外的補充，C錯誤；物質循環和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網，D錯誤。
6．如圖為生態系統能量流動和物質循環的關系圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中黑色箭頭可表示能量流動過程，白色箭頭可表示物質循環過程
B．能量流動和物質循環可借助生物之間的取食過程相依相伴進行
C．②表示熱能散失的過程，生態系統需要通過①過程從外界獲得能量
D．若圖中物質循環表示碳循環，則碳在③④⑤過程的傳遞形式為CO2
答案　D
解析　圖中黑色箭頭②③④單向流動，可表示能量流動過程，白色箭頭⑤循環往復，可表示物質循環過程，A正確；能量流動和物質循環可借助生物之間的取食過程(即捕食關系)相依相伴進行，能量流動是物質循環的動力，物質循環是能量流動的載體，B正確；分析題圖可知，②表示熱能散失的過程，①主要表示生產者通過光合作用固定太陽能，生態系統需要通過①過程從外界獲得能量，C正確；碳在生物群落內部是以含碳有機物的形式流動，故碳在③④之間以含碳有機物的形式流動，D錯誤。
7．(2024·武漢高三模擬)氮循環是生物圈內物質循環之一。下列敘述正確的是(　　)
A．氮循環具有全球性，海洋對氮循環有調節作用
B．消費者參與氮循環過程，但會減緩氮循環速度
C．氮循環中細菌只能作為分解者，將有機氮轉化為無機氮
D．氮循環指含氮化合物在生物群落和無機環境之間的循環
答案　A
解析　生態系統中的氮循環屬于生態系統的物質循環范疇，具有全球性，海洋對氮循環有調節作用，A正確；消費者參與氮循環過程，能加快氮循環速度，B錯誤；氮循環中的氮指的是組成生物體的氮元素，而不是含氮化合物，D錯誤。
8．(2024·重慶高三模擬)古人將小暑分為三候：“一候溫風至；二候蟋蟀居宇；三候鷹始鷙。”一候時，所有的風中都帶著熱浪；二候時，蟋蟀到庭院的墻角下避暑；三候時，老鷹在清涼的高空中活動。下列相關敘述正確的是(　　)
A．溫風吹拂屬于物理信息，蟋蟀翅膀發聲和老鷹鳴叫屬于行為信息
B．蟋蟀是分解者，老鷹是消費者，都能加快生態系統的物質循環
C．氣溫對蟋蟀和老鷹的影響，體現了信息能夠調節生物的種間關系
D．保護老鷹的根本措施是改善其生存環境，提高環境容納量
答案　D
解析　溫風吹拂、蟋蟀翅膀發聲和老鷹鳴叫涉及的溫度、聲音都屬于物理信息，A錯誤；蟋蟀和老鷹都屬于消費者，能加快生態系統的物質循環，是生態系統最活躍的成分，B錯誤；氣溫對蟋蟀和老鷹的影響，體現了生命活動的正常進行離不開信息傳遞，C錯誤。
9．(2023·徐州高三模擬)梨小食心蟲是果園的主要害蟲之一，為控制其危害，需要多次噴藥防治，增加了環境污染的風險。科研人員利用性信息素迷向技術在田間高劑量、多位點釋放梨小食心蟲性信息素，掩蓋雌蟲釋放的性信息素氣味，使雄蟲無法找到雌蟲，降低成蟲交配概率，以達到防治目的。下列敘述錯誤的是(　　)
A．多次、大量噴施農藥會導致梨小食心蟲種群的抗藥性增強
B．性信息素迷向技術通過改變梨小食心蟲的性別比例來降低其出生率
C．梨小食心蟲的性信息素屬于化學信息，性信息素迷向技術屬于生物防治
D．性信息素影響梨小食心蟲的交配，說明種群的繁衍離不開信息的傳遞
答案　B
解析　性信息素迷向技術通過降低成蟲交配概率來降低其出生率，以達到防治目的，沒有改變性別比例，B錯誤。
10．煙粉虱是一種世界性重大害蟲，它吸取多種植物汁液，體長不足1 mm，活動能力弱。巴氏新小綏螨屬于廣食性捕食螨類，主要以煙粉虱為食。為探究化學防治與釋放巴氏新小綏螨對煙粉虱的防治效果，科研人員進行了實驗，結果如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．調查煙粉虱種群密度可用樣方法
B．化學防治與生物防治均利用了信息傳遞的功能
C．在t5時增加巴氏新小綏螨數量可以增強對煙粉虱的防治效果
D．巴氏新小綏螨在田間對煙粉虱的防治效果明顯優于化學防治
答案　B
解析　由題意可知，煙粉虱的活動能力弱，所以調查煙粉虱種群密度可用樣方法，A正確；化學防治利用農藥將煙粉虱殺死，并未利用信息傳遞的功能，生物防治利用的是巴氏新小綏螨捕食煙粉虱，利用了信息傳遞的功能，B錯誤；t5時煙粉虱的數量在增加，此時增加巴氏新小綏螨數量可以增強對煙粉虱的防治效果，C正確；分析題圖可知，化學防治后煙粉虱的數量明顯增加，而生物防治相對來說效果更顯著，即巴氏新小綏螨在田間對煙粉虱的防治效果明顯優于化學防治，D正確。
11．(2024·寧德高三期末)下列有關生態學原理或規律的敘述，正確的是(　　)
A．生態系統中的信息傳遞和物質循環不都具有全球性
B．生態系統中的信息傳遞和能量流動都是單向的
C．生態系統中存在著物質循環和能量流動兩個相互獨立的過程
D．日照達到一定長度時植物才能夠開花體現了信息能調節生物的種間關系
答案　A
解析　生態系統中的物質循環具有全球性，信息傳遞無全球性，A正確；生態系統中的能量流動是單向的，而信息傳遞往往是雙向的，B錯誤；生態系統中，物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返作為能量的載體，而能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往返，因此物質循環和能量流動是相互依存、不可分割、同時進行的，C錯誤；日照達到一定長度時植物才能夠開花，體現了生物生命活動的正常進行離不開信息傳遞，D錯誤。
12．大氣CO2濃度的升高會影響到水體中藻類的生長，水環境中碳循環的部分過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．能量作為物質的載體，使物質沿著食物鏈(網)流動
B．該示意圖可體現碳循環具有循環往復的特點
C．藻類可通過呼吸作用和光合作用參與生態系統的碳循環
D．從物質循環的角度看，藻類碳元素的根本來源是大氣中的CO2
答案　A
解析　生態系統的能量流動和物質循環是同時進行的，物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間循環往復，A錯誤；由圖可知，物質可以從生物群落到非生物環境，又可以從非生物環境到生物群落，體現了物質循環具有循環往復的特點，B正確；藻類通過呼吸作用和光合作用完成碳在生物與非生物環境間的相互轉化，參與生態系統的碳循環，C正確；藻類中的有機物來源于光合作用產生的有機物，而光合作用產生的有機物中碳的來源是大氣中的CO2，D正確。
13．生態學家對某生態系統中各營養級的能量進行統計分析，結果如表。下列敘述錯誤的是(　　)
營養級 同化量 未被利用量 分解者分解量 呼吸釋放量
甲 4.90×1010 2.00×108 1.20×1010 3.60×1010
乙 2.40×107 6.00×105 4.00×105 2.30×107
丙 7.58×108 2.40×106 6.00×106 7.16×108
注：單位為kJ·hm－2·a－1。
A．若該生態系統受到DDT污染，則DDT在乙中的濃度最高
B．第二、三營養級之間的能量傳遞效率約為3.17%
C．乙、丙中的生物之間可能存在化學信息交流
D．乙用于生長、發育和繁殖的能量為2.40×107 kJ·hm－2·a－1
答案　D
解析　由表中數據可知，乙的同化量最小，說明乙的營養級最高，甲的同化量最大，說明甲的營養級最低，如果該生態系統受到DDT污染，營養級越高，所含DDT濃度越高，則DDT在乙中的濃度最高，A正確；丙是第二營養級，乙是第三營養級，兩個營養級之間的傳遞效率為(2.40×107)÷(7.58×108)×100%≈3.17%，B正確；乙、丙屬于不同營養級，二者之間存在捕食關系，可能存在信息交流，如物理信息、化學信息、行為信息，C正確；乙用于生長、發育和繁殖的能量包括未利用的能量、流入下一營養級的能量、被分解者利用的能量，乙是最高營養級，沒有流入下一營養級的能量，所以乙用于生長、發育和繁殖的能量為6.00×105＋4.00×105＝1.00×106(kJ·hm－2·a－1)，D錯誤。
14．(2024·重慶十八中高三開學考)科學家向做了彩色四點標記的實驗箱內噴入特定的氣味；同時追蹤各組箱內雌性埃及伊蚊的行為。結果顯示，在沒有任何氣味刺激的情況下，蚊子基本忽略各種顏色的圓點；但將CO2(蚊子能夠識別CO2的氣味)噴入箱內后，蚊子會繼續忽略綠色、藍色或紫色圓點，而會飛向紅色、橙色或黑色圓點。下列分析不正確的是(　　)
A．該研究說明蚊子發現叮咬對象需要化學信息和行為信息
B．該研究有助人們設計出更好的驅蚊劑、誘捕器等防蚊工具
C．該研究提示人們在野外避免選擇紅色、橙色或黑色等顏色的衣服
D．這項研究揭示了蚊子的嗅覺如何影響蚊子對視覺線索的反應
答案　A
解析　與對照組相比，在CO2條件下，蚊子能忽略綠色、藍色或紫色圓點，而飛向紅色、橙色或黑色圓點，該研究說明蚊子發現叮咬對象需要化學信息，A錯誤。
二、非選擇題
15．(2021·福建，18)一般情況下，植物開花時間與傳粉動物的活躍期會相互重疊和匹配。全球氣候變化可能對植物開花時間或傳粉動物活躍期產生影響，導致原本時間上匹配關系發生改變，稱為物候錯配。物候錯配會影響植物的傳粉和結實，可引起糧食減產，甚至發生生態安全問題。生產上為了減輕物候錯配造成的影響，常通過人工授粉提高產量。回答下列問題：
(1)光和溫度屬于生態系統信息傳遞中的________信息。
(2)延胡索是一種依靠熊蜂傳粉的早春短命藥用植物。全球氣溫升高會使延胡索開花起始時間提前，測取延胡索開花起始時間數據并統計結實率(如圖)，監測數據表明________________。從物候錯配的角度分析延胡索結實率降低的原因是__________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)為進一步驗證物候錯配會影響延胡索的傳粉和結實，科研人員在物候錯配的區域設置同等條件的A和B兩個樣地。其中，A樣地中的延胡索保持自然狀態生長；B樣地中的延胡索則進行__________，分別統計兩樣地延胡索的結實率。支持“物候錯配會造成延胡索自然結實率降低”觀點的實驗結果為
________________________________________________________________________。
答案　(1)物理　(2)開花起始時間越早，結實率越低　延胡索提前開花，導致開花時間與熊蜂活躍期重疊時間減少，傳粉受影響，結實率降低　(3)人工授粉　A樣地結實率低于B樣地
解析　(2)分析題圖可知，實驗的自變量為開花起始時間，因變量為結實率，據圖可知，開花起始時間越早，結實率越低；結合題干信息可知，由于全球氣溫升高，延胡索提前開花，導致開花時間與熊蜂活躍期重疊時間減少，傳粉受影響，結實率降低。(3)分析題意可知，本實驗目的為驗證物候錯配會影響延胡索的傳粉和結實，則實驗的自變量為物候錯配是否被打破，可通過是否進行人工授粉控制，因變量為結實率，實驗設計應遵循對照原則與單一變量原則，故B樣地中的延胡索應進行人工授粉，分別統計兩樣地延胡索的結實率。若“物候錯配會造成延胡索自然結實率降低”，則自然生長的A樣地(物候錯配保持組)結實率低于B樣地(物候錯配被打破)。

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