2026届高三生物一轮复习课件第44课时 生态系统的物质循环和信息传递

该高中生物学课件聚焦“生态系统的物质循环和信息传递”专题，依据新课标要求梳理碳循环过程、生物富集规律、信息传递类型及作用三大核心考点，结合2023-2024年广东、辽宁、甘肃等多省高考真题分析，明确碳循环模式图分析（占比35%）、生物富集案例解读（占比30%）为高频考查方向，构建“概念辨析-模型建构-真题应用”的复习体系，对接生命观念中的生态观与物质能量观。 课件亮点在于“真题情境化突破+素养导向训练”，如通过碳循环模式图建模培养科学思维，结合2024甘肃卷镉污染修复题解析生物富集应用，以信息素诱杀害虫案例强化探究实践能力。特设实验探究（土壤微生物分解作用）和易错点警示（如化学防治与生物防治区别），助力学生掌握答题逻辑，教师可依托考点权重精准规划复习，提升备考效率。

第44课时　 生态系统的物质循环和信息传递 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。 考情 分析 1.生态系统的物质循环 2024·广东卷，1；2023·海南卷，19；2023·辽宁卷，23； 2023·湖北卷，7；2023·浙江1月选考，1；2023·天津卷，13；2022·河北卷，18；2022·辽宁卷，23 2.生物富集 2024·安徽卷，6；2024·甘肃卷，13； 2023·湖北卷，9 3.生态系统的信息传递 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 考点一 生态系统的物质循环 1.生态系统物质循环 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都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，就是生态系统的物质循环。 （1)概念 （2)特点 全球性：生态系统的物质循环中的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈，物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。 循环往复运动：物质在生态系统中循环往复运动的特点，对于改进农业生产方式有多方面的启示。 考点一 生态系统的物质循环 2.碳循环 （1)非生物环境中的碳 主要存在形式： 大气中的碳进入生物群落的途径： 主要以CO2形式存在于大气和溶解于水中，碳还存在化石燃料中。 生产者的光合作用以及化能合成作用。 （2)生物群落中的碳 主要存在形式： 传递渠道： 返回非生物环境的形式： 返回非生物环境的途径： （含碳）有机物 食物链和食物网 CO2 生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧 考点一 生态系统的物质循环 2.碳循环 （3)过程 碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2形式进行。 考点一 生态系统的物质循环 2.碳循环 （4)用建构模型法分析碳循环模式图 图1中A～D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者。 图2中A代表生产者，B、D代表消费者，E代表分解者，C代表大气中的CO2库。 图3中，E代表生产者，B、D、F代表消费者，C代表分解者，A代表大气中的CO2库。 【拓展】氮循环 硝化细菌的化能合成作用： 反硝化细菌的反硝化作用： 考点一 生态系统的物质循环 2.碳循环 （4)碳循环和能量流动的模型示意图 考点一 生态系统的物质循环 3.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)物质种类 重金属：如铅、镉、汞等。 人工合成的有机化合物：如DDT、六六六等。 某些放射性物质。 注意：一些稳定同位素也能在生物体内富集。 考点一 生态系统的物质循环 3.生物富集 （2024年江苏卷生物学试题第21题节选）(4)研究保护区内动物的食物结构，常用的方法有直接观察法、胃容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性，在上述方法中优先选用 ▲ 。对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是 ▲ 。 参考答案：(4) 胃内容物分析法； 15N 含量随营养级升高而增加(生物富集) 同位素分馏是指在物理、化学或生物过程中，由于同位素之间质量上的差异，导致它们在不同物质或相之间的分配系数不同，从而发生同位素比率的改变。在自然界中，氮元素有两种主要同位素：14N和15N，它们在大气中的自然丰度分别为99.634%和0.366%。由于14N比15N轻，因此在许多生物地球化学过程中，14N往往更容易被生物体利用或优先参与化学反应，而15N则相对富集在剩余的环境中。 考点一 生态系统的物质循环 3.生物富集 （3)特点 营养级越高，富集的物质浓度越高。富集的物质会沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端。 全球性。物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。 【拓展】利用植物来治理重金属对水域环境的污染 种植对重金属有较强的富集能力和高迁移系数（反映植物由根系向地上部分迁移重金属的能力）的沉水植物，定期收割地上部分，降低重金属污染。 考点一 生态系统的物质循环 4.探究土壤微生物的分解作用 （1)实验原理 土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分主要为分解者。 分解者的分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。 考点一 生态系统的物质循环 4.探究土壤微生物的分解作用 （2)实验流程 对照组 实验组 自变量 有土壤微生物 无土壤微生物 设置方式 落叶＋土壤 落叶＋灭菌土壤 因变量 落叶腐烂(快慢和程度) 无关变量 避免土壤理化性质的改变 案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 注意：①不宜采用剧烈条件杀死土壤微生物，以免改变土壤的理化性质（可以 60℃恒温箱中处理1h）； ②实验可以设置3组重复实验，以增加可信度（避免偶然因素对实验结果 的影响）。 考点一 生态系统的物质循环 4.探究土壤微生物的分解作用 （2)实验流程 案例2：土壤微生物能否分解淀粉？ 实验组 对照组  自变量 有土壤微生物 无土壤微生物 设置方式 淀粉＋土壤浸出液 淀粉＋蒸馏水 因变量观测指标 淀粉显色反应的变化；还原糖含量的变化 无关变量 减少土壤中带颜色的颗粒物、淀粉量相等、土壤浸出液与蒸馏水体积相等 注意：鉴定试剂既要用碘液，也要使用斐林试剂。 练习： (多选)(2025·河北邢台质检模拟)如图是某生态系统碳元素的转移情况示意图，其中箭头表示碳元素转移方向，甲、乙、丙表示生态系统的组成成分，字母表示碳元素转移量。下列相关说法错误的是(　 　) A.为实现“碳中和”应增加甲的碳储存量 B.碳元素在甲与乙之间主要以CO2的形式进行转移 C.甲获取碳元素的方式有光合作用和化能合成作用 D.乙中植食性动物产生的粪便被分解者利用，涉及的碳元素转移量包含在f中 碳中和是指CO2排放总量（生物呼吸作用释放和人类活动排放）与吸收总量(如生产者固定、碳封存等)达到平衡。 BD 碳汇是指吸收大气中的二氧化碳，并以有机碳的形式长期储存的生理过程。 练习： (2024·甘肃卷，13)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照(镉含量0.82 mg·kg-1)。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如表。下列叙述错误的是(　 　) 镉浓度/ (mg·kg－1) 地上生物量/(g·m－2) 地下生物量/(g·m－2) 植物体镉含量/(mg·kg－1)   植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B 对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7 2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5 5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4 10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6 A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集 B.与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物 C.在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大 D.若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大 B 练习：（2025·湖北·高考真题）蚯蚓通常栖息在阴暗、潮湿的土壤环境中，以落叶、禽畜粪便和线虫等为食。四溴双酚A（TBBPA）是土壤中常见的污染物之一。科研人员以蚯蚓为实验对象，将其培养在浓度为1mg/kg的TBBPA污染土壤中进行30天富集实验，然后将蚯蚓转至干净土壤进行30天排出实验，实验结果如下图。下列叙述错误的是（　 　） A．蚯蚓在生态系统中既是消费者也是分解者 B．蚯蚓对TBBPA的富集效应在20天以后趋于饱和 C．该实验结束时蚯蚓被其他捕食者所食，TBBPA不会沿食物链传递 D．15天时蚯蚓体内富集的TBBPA浓度约是初始实验环境中TBBPA的8倍 C 练习：（2025·浙江·高考真题）由于DDT严重危害生物的健康且不易降解，许多国家禁用DDT。但DDT能杀灭按蚊，有效控制疟疾的传播，因此2006年世界卫生组织宣布允许非洲国家重新使用DDT，使得非洲疟疾的新增病例大幅下降。下列叙述不合理的是（     ） A．喷施低浓度的DDT，也会在生物体内积累 B．DDT不易降解，不会在生物圈中大面积扩散 C．在严格管控的情况下，DDT可以局部用于预防疟疾 D．与第二营养级相比，第三营养级生物体内的DDT含量更高 B 练习：（2025·云南·高考真题）增加碳汇的目的是减少大气中CO2含量。下列措施中无法实现减少碳排或增加碳汇的是（　 　） A．保护湿地 B．植树造林 C．秸秆还田 D．动物饲养 D 练习：2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）粪甲虫是一类嗜粪昆虫的总称，其中金龟科和蜉金龟科粪甲虫以粪便为食，隐翅虫科则主要捕食粪便中滋生的某些小型无脊椎动物。大环内酯类兽药（ML）可以有效治疗畜禽的呼吸道疾病，但其在粪便中的残留会显著影响一些粪甲虫的存活和后代孵化。回答下列问题。 (1)草原生态系统粪甲虫种类繁多，体现了生物多样性中的         。金龟科和蜉金龟科粪甲虫能够快速分解草场中的粪便，促进土壤养分循环，体现了生物多样性的         价值。 (2)用箭头连接下列草原生态系统中的关键因子，完成碳循环模型        。 物种多样性 间接 (3)对使用ML前后同一草场的粪甲虫进行调查，通常采用陷阱法取样，陷阱位置的选择应符合         原则；陷阱中新鲜牛粪的气味吸引粪甲虫，属于生态系统中的        信息传递。 随机取样 化学 练习：2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）粪甲虫是一类嗜粪昆虫的总称，其中金龟科和蜉金龟科粪甲虫以粪便为食，隐翅虫科则主要捕食粪便中滋生的某些小型无脊椎动物。大环内酯类兽药（ML）可以有效治疗畜禽的呼吸道疾病，但其在粪便中的残留会显著影响一些粪甲虫的存活和后代孵化。回答下列问题。 (4)分类统计诱捕到的粪甲虫，结果见下表。由表可知，ML使用后粪甲虫数量明显_________，优势科变为了_________________（填科名），这种变化将会使草场牛粪的清除速度下降，影响草场的生态功能。 粪甲虫种类 ML使用前 ML使用后 平均数量/（只/陷阱） 个体占比 平均数量/（只/陷阱） 个体占比 蜉金龟科 121.7 62.3% 29.9 44.4% 金龟科 73.7 37.7% 0.8 1.2% 隐翅虫科 0 0 36.6 54.4% 减少 隐翅虫科 (5)为了维持草场畜牧业的可持续发展，降低兽药残留对当地粪甲虫的影响，可采用的方法包括________。 A．研发低残留、易降解兽药 B．制定严格用药指南，避免过量使用兽药 C．引入新的粪甲虫种类 D．培育抗病力强的牲畜品种减少兽药使用 ABD 考点二 生态系统的物质循环 1.生态系统中信息的种类 类型 概念 来源 传递形式 实例 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息 物理过程 萤火虫的闪光、蛛网的振动频率、狼的呼叫声 生物产生的可以传递信息的化学物质 以化学物质为信息载体 动物的性外激素，植物的_________、_______等代谢产物 动物通过其特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息 动物的特殊行为 动物的特殊行为 鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为 物理信息 非生物环境和生物个体或群体 化学信息 生物的代谢活动 生物碱 有机酸 行为信息 考点二 生态系统的物质循环 2.信息传递的过程 生态系统中的信息来源于生物和非生物环境 空气、水及其他介质为媒介 动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质，如光敏色素 注意：生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递，方向一般是双向。 考点二 生态系统的物质循环 3.信息传递的作用 作用 举例 ①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波；②莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长 ①植物开花需光信息刺激；②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体 ①草原上，草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；②森林中狼用眼睛辨别猎物，也可以根据声音作出反应追捕猎物；兔子依据狼的气味或行为特征躲避猎捕；③烟草释放化学物质吸引害虫天敌 生命活动的正常进行，离不开信息的作用 种群的繁衍，离不开信息传递 信息能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 考点二 生态系统的物质循环 4.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。 目前控制动物危害的技术方法大致有：化学防治、生物防治和机械防治。在有害生物的防治中，有些就是利用信息来发挥作用的。如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。 考点二 生态系统的物质循环 4.信息传递在农业生产中的应用 (2)对有害动物进行控制。 种类 化学防治 机械防治 生物防治 措施 优点 缺点 喷施化学药剂 作用迅速； 短期效果明显。 会使害虫的抗药性增强； 可能杀害害虫天敌破坏生态平衡； 污染环境。 人工捕捉或利用器械捕捉等 无污染； 见效快，效果好。 费时费力； 对体型很小的害虫无法实施。 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 对环境污染小； 效果好且持久。 天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）。 练习：(2024·福建卷，8)橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现，雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌，让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述错误的是(　 　) A.橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息 B.雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍 C.利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫属于化学防治 D.用含该信息素的诱杀饵剂可改变橘小实蝇种群的性别比例 C 练习：(2023·江苏卷，4)我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用，还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是(　　 ) A.天然林的抵抗力稳定性强，全球气候变化对其影响不大 B.减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的形成 C.碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落 D.天然林保护是实现碳中和的重要措施，主要体现了生物多样性的直接价值 C $