2026届高三生物一轮复习课件第47讲 生态系统的物质循环和信息传递

该高中生物学高考复习课件聚焦生态系统的物质循环和信息传递核心考点，依据高考评价体系梳理了碳循环途径、信息传递类型等考查维度，通过考点权重分析明确碳循环成分判断、生物富集特点等高频考点，归纳选择、填空及实验设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合，含2025年浙江、四川等地真题，通过“碳循环成分巧辨”“信息传递类型判断”等方法突破考点，结合探究土壤微生物分解作用实验培养科学探究实践能力，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

第47讲 生态系统的物质循环和信息传递 贺老师 大概念八 生态系统通过自我调节保持结构和功能的相对稳定 1 （1）概念： （2）范围： （4）特点： 考点一：生态系统的物质循环 1 生态系统的物质循环的概念剖析 又叫生物地球化学循环。 组成生物体的C、H、O、N、P、S等 ，都不断的进行着从 到　　　　 ，又从　 　　　到 的循环过程。 化学元素 非生物群落 生物群落 生物群落 非生物环境 ②循环往复运动：物质可被生物群落反复利用 ①全球性：物质循环的范围为生物圈。 生物圈。 判断：物质既在非生物环境与生物群落之间循环往复运动，也在生物群落内部循环往复运动。（ ） “物质循环”中的双向循环发生在非生物环境与生物群落之间， 在生物群落内部物质是沿食物链和食物网单向流动的 （3）实例： 碳循环、氮循环、磷循环、硫循环等 ❌️ 对改进农业生产方式有多方面的启示，例如可以采用种养结合的模式。 2 考点一：生态系统的物质循环 2 碳循环 1.碳的存在形式与循环形式： （1）在生物群落和非生物环境间： 主要以CO2形式循环。 （2）在生物群落内部： 以含碳有机物形式传递。 （3）在非生物环境中： 主要以CO2和碳酸盐形式存在。 2.碳进入生物群落的途径： 3.碳返回非生物环境的途径： 生产者的光合作用和化能合成作用。 （1）生产者、消费者的呼吸作用； （2）分解者的分解作用(实质是呼吸作用) （3）化石燃料的燃烧。 光合(或化能) 呼吸作用 植物 (生产者) 动物 (消费者) 呼吸作用 分解者的分解作用 任务1：请尝试将碳循环模式图做成概念模型 3 巧辨图形判断参与碳循环的四种成分 大气中的CO2库 生产者 分解者 消费者 生产者 初级消费者 大气中的CO2库 次级消费者 分解者 大气中的CO2库（非生物的物质和能量） 生产者 初消 次消 三级消 分解者 辨图要点： ① 碳循环中，只有生产者与非生物环境之间的箭头是双向的。 ② 箭头指入最多的是大气中的CO2库，其次是分解者。指出最多的是生产者 1. 先看双箭头：双箭头代表生产者、大气中的CO2库； 2. 其他所有成分都指向C，则C为大气中的CO2库； 3. 除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。 4 (2）原因： ①化石燃料的大量燃烧（主要原因） ②森林、草原等植被的破坏 (1）概念： 大气中的温室气体（CO2、CH4、N2O等）相当于保温层。大气中的CO2越多，地球上的温度升高就越快，这种现象就叫做“温室效应”。 (3）危害： ②极地和高山冰川加速融化 ③海平面上升 ①气温升高 ⑤对人类和其他生物的生存构成威胁 ④土地荒漠化加剧，洪灾、旱灾不断 4.温室效应 2 碳循环 (4）缓解措施： ①减少化石燃料的使用，开发新能源 ②大力植树种草，提高森林覆盖率 ③提高秸秆还田率，提高土壤储碳量。 5 根据氮循环示意图，思考并回答下列问题。 (1)植物吸收的氮主要以什么形式存在？ 离子（NO3-）。 固氮生物的固氮作用。 (3)生物群落中的氮最终通过什么途径返回大气中？ 反硝化作用。 (2)大气中的氮气通过什么途径进入生物群落？ (4)据图可知氮元素是不断循环的，但农田生态系统为什么仍需不断施加氮肥？ 农田土壤中氮元素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。 考点一：生态系统的物质循环 3 氮循环 6 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 人工合成的有机物： 如DDT、六六六等。 重金属：如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等。 3. 物质的特点： ①在环境和生物体中存在形式是比较_____的； ②必须是生物体能够______的且__________的； ③在生物代谢过程中是__________________的； 稳定 吸收 不易被分解 不易排出 4. 生物富集的主要途径：___________________。 食物链、食物网 1. 概念： 一些放射性物质 5. 生物富集的特点：_____________________________________。 ①全球性 ②随食物链逐渐积累 如上图测定结果显示DDT浓度沿食物链放大了一千万倍 鱼鹰（2.5×10-5） 大鱼（2×10-6） 小鱼（5×10-7） 植物（4×10-8） 水（3×10-12） 在农田中大量使用的DDT杀虫剂，在南极的企鹅体内检测到 考点一：生态系统的物质循环 4 生物富集 分解者能够分解有机物，消费者能够加快物质循环的过程。那么，是不是所有物质都能较快地回归到非生物环境呢？ 在农田中大量使用的DDT杀虫剂，为什么会在南极的企鹅体内检测到? 7 6.生物富集的危害： 进入人体的甲基汞在体内代谢缓慢，且不易排出，严重时会引起中毒。通过血脑屏障进入大脑的汞会侵害脑神经，导致脑萎缩。 2017年9月24日《水俣公约》第一届缔约国会议开幕 日本患者呼吁加强管控 7.减少生物富集的的措施： 合理利用资源，减少排放有害物质； 实施垃圾分类； 种植能富集有害重金属元素的植物。 在湖泊里种植大量芦苇，芦苇可以吸收水中的有毒物质，而且芦苇抗毒能力非常强，然后将芦苇进行封存，防止有毒物质重新进入环境。 在生物体内形成积累性中毒 生物富集侧重生物与环境之间污染物浓度的差距，从而体现“富集”;生物积累侧重同一生物自身不同阶段的对比，体现“积累”;生物放大则是高营养级的生物与低营养级的相比，体现污染物含量的“放大”。 8 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 案例1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？ 实验假设 实验设计 自变量 实验组 对照组 案例2：土壤微生物能分解淀粉吗？ 落叶在土壤微生物的作用下可以腐烂 土壤中是否含微生物 落叶+对土壤高温处理（灭菌） 落叶+对土壤不做任何处理（自然状态） 土壤微生物能分解淀粉 土壤中是否含有分解淀粉的微生物 A杯中加入适量淀粉糊+30mL土壤浸出液 B杯中加入等量淀粉糊+30mL无菌水 注意：实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽可能避免土壤理化性质的改变。 考点一：生态系统的物质循环 5 探究土壤微生物的分解作用 9 能量流动 物质循环 范围 形式 特点 渠道 联系 生物群落(各营养级之间) 生物圈 主要以有机物中的化学能的形式 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复运动 沿食物链、食物网单向流动 在生物群落和非生物环境之间循环往返 ①在群落中它们的流动渠道都是 ，同时进行，相互依存，不可分割 ②能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的 等过程； ③物质是能量沿食物链网流动的 ； ④能量是物质循环的 。 光能→化学能→热能 化学元素 (无机物→有机物→无机物) 物质循环和能量流动的关系 合成和分解 载体 动力 食物链和食物网 请对照着你的概念模型，说一说①—⑥分别代表什么？ 10 考点二：生态系统的信息传递 1 生态系统中信息的种类 1.生态系统中信息的种类包括 。 物理信息、化学信息、行为信息 种类 概念 例子 物理信息 化学信息 行为信息 光、声、温度、湿度、磁场等 植物的花香、生物碱等；动物的性外激素、尿液等 生物产生的可以传递信息的化学物质 通过物理过程传递的信息 动物的特殊行为，主要指各种动作 蜜蜂跳舞、孔雀开屏等 【典例】下列各项属于物理信息的是 ； 属于化学信息的是 ;属于行为信息的是 。 ⑴孔雀开屏 ⑵鸟类的鸣叫 ⑶鼬遇危险释放恶臭气体 ⑷萤火虫发光 ⑸植物分泌的化学物质 ⑹电磁波 ⑺昆虫发出的声音 ⑻昆虫的性外激素 ⑼五颜六色的花 ⑽蓟的刺 ⑾蜜蜂跳舞 ⑿蛇通过热感受器发现鼠 ⑵ ⑷ ⑹ ⑺ ⑼ ⑽ ⑿ ⑶ ⑸ ⑻ ⑴ ⑾ 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、芽等感觉上述信息，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”者均属于行为信息。 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)，生物多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。 11 嗅觉器官 眼 植物花朵 鲜艳颜色 芳香气味 光 空气 眼 侦察蜂 舞蹈 光 其他蜜蜂 产生：生物或非生物环境 媒介：空气、水及其他介质 物理信息 化学信息 行为信息 信息源 信道 信息受体 接收：如动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质(如光敏色素)等 蜜蜂 阻碍其中的任意一个环节都会使信息无法发生传递。 哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？ 考点二：生态系统的信息传递 2 信息传递的过程 植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？侦察蜂是如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂？ 12 1.生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 例如: 孔雀 开屏: 鸣叫: 食草动物 远处通过识别植物的绿色: 近处通过植物的气味: 求偶(行为信息) 与同类交流(物理信息) 搜寻食物(物理信息) 辨别和摄取食物(化学信息) 2.生态系统中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 例如: 犀牛与牛椋(liánɡ)鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况。 3.信息传递的方向往往是双向的 考点二：生态系统的信息传递 3 生态系统中信息传递的特点 狼根据兔的气味捕猎，兔根据狼的气味躲避。 草的绿色给兔传递了可食用的信息，羊并不传递信息给草，此过程中信息传递是单向的(生物与非生物环境)。 注意：生态系统的信息传递，不包括细胞之间的信息传递 13 个 体 种 群 群落和 生态系统 实例：海豚靠“超声波”捕食、定位等；莴苣萌发靠特定光波 作用：生物种群的繁衍，也离不开信息的传递 作用：生命活动的正常进行，离不开信息的作用 实例：植物开花需要光信息；雌雄昆虫交尾涉及“性外激素” 作用：调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定 实例：捕食者与被捕食者依赖信息追踪或躲避追捕 考点二：生态系统的信息传递 4 信息传递的作用 14 1.提高农畜产品的产量： 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。 延长光照时间，刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可以大大提高产蛋率。 利用温度和湿度延长蔬菜的种植期。 考点二：生态系统的信息传递 5 信息传递在农业生产中的应用 15 考点二：生态系统的信息传递 5 信息传递在农业生产中的应用 利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度 还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降 2.对有害动物进行防治： （化学防治、生物防治、机械防治） 16 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 ①作用迅速 ②短期效果明显 ①会使抗药性害虫个体增加 ②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡 ③污染环境 人工捕捉等 ①无污染 ②见效快，效果好 ①费时费力 ②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 ①无污染 ②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） ——对有害动物进行控制的方法的比较 5 信息传递在农业生产中的应用 利用性引诱剂诱杀雄性个体，属于 防治。 利用化学信息≠化学防治。 生物 化学防治是利用有毒性的化学物质直接的杀伤作用 ，所以使用信息素（是化学物质）但属于生物防治，不是化学防治 17 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 模式图 联系 单向流动，逐级递减 全球性，循环性 往往是双向的（也有单向） 生态系统中各营养级之间（生物群落中） 生物圈 生物之间， 生物与非生物环境之间 食物链和食物网 多种 ①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。 ②能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。 归纳总结：能量流动、物质循环、信息传递的比较 18 （3）延伸探究：科学家事先捕捉到一些生长状态正常的雄蛾，分成C、D两组，C组全部被剪掉触角，D组保持原状．同时放飞后，发现D组的雄蛾几乎全部被A诱捕器捕捉，而C组雄娥几乎没有一只被捕捉。这种现象说明：_________________________________。 设计实验证明：雌蛾能够分泌化学物质吸引雄蛾前来交配 p72 （1）实验步骤： ①夜晚，将若干未交配的雌蛾（只有未交配的个体才能分泌性外激素）分成A、B两组。把A组雌蛾直接放在诱捕器（标记为A）中，把B组雌蛾先放在 中，再放在同样的诱捕器（标记为B）中。 ②把A、B两个诱捕器均悬挂在门外。 ③一夜后，观察A、B两个诱捕器，发现A诱捕器___________________， B诱捕器__________________。 （2）实验结论：__________________________________。 捕捉到许多同种雄蛾 没有捕捉到雄蛾 雄蛾的触角是感受化学信息的重要器官 雌蛾能分泌化学物质吸引雄蛾前来交尾 封闭的玻璃管 19 真题必刷 1．（2025·浙江·高考真题）某种植物生长在灰色背景的自然环境中，有灰色叶片植株和绿色叶片植株，是某蝴蝶幼虫的主要食物。在两种颜色叶片中间，放置幼虫并统计叶片被取食的比例。另放置两种颜色的假叶片，一段时间后统计附近有蝴蝶卵的假叶片比例。结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．幼虫能区分两种颜色的叶片并有选择地取食 B．叶片颜色可影响自然环境中该植物被取食的概率 C．蝴蝶在寻找叶片并产卵的过程中利用了化学信息 D．即使环境背景颜色发生变化，两个实验结果也不变 B A、幼虫取食两种颜色叶片的百分比接近，不能判断其是否能区分两种颜色叶片，A错误； B、 绿色假叶片上蝴蝶卵多，自然情况下卵孵化后的幼虫会先食用绿色叶片，这说明叶片颜色会影响自然环境中该植物被取食的概率，B正确； C、蝴蝶在寻找叶片并产卵过程中利用的是物理信息（叶片颜色属于物理信息）， C错误； D、环境背景颜色变化可能影响实验结果，需要进一步实验，D错误。 故选B。 20 真题必刷 2．（2025·四川·高考真题）青藏高原砾石（呈灰色）荒漠中生活着一种紫堇，每年7月开蓝花，叶片通常为绿色，但部分植株出现H基因，导致叶片呈灰色。绢蝶是紫堇的头号天敌，主要靠识别紫堇与环境的颜色差异来定位植株。绢蝶5~6月将卵产在紫堇附近的砾石上，便于孵化的幼虫就近取食。绢蝶产卵率与紫堇结实率如下图。下列推断不合理的是（     ） 注：产卵率指绢蝶在绿叶或灰叶紫堇附近产卵的机率；结实率=结实植株数/总植株数×100% A．灰叶紫堇具有保护色，被天敌取食的机率更低，结实率更高 B．紫堇开花时间与绢蝶产卵时间不重叠，不利于H基因的保留 C．若绢蝶种群数量锐减，绿叶紫堇在种群中所占的比例会增加 D．灰叶紫堇占比增加有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力 B A、从环境角度看，砾石呈灰色，灰叶紫堇的灰色叶片与环境颜色相近，具有保护色，结合柱状图，灰叶紫堇附近绢蝶产卵率低，说明被天敌取食的机率更低，从而结实率更高，A正确； B、紫堇7月开蓝花，绢蝶5-6月产卵，时间不重叠，但灰叶紫堇因有保护色，被取食少，结实率高，有利于H基因（控制灰叶的基因）传递给后代，是有利于H基因保留的，B错误； C、绢蝶是紫堇天敌，且主要靠颜色差异定位，绢蝶种群数量锐减，对紫堇的取食压力减小，绿叶紫堇不再因颜色易被发现而处于劣势，在种群中所占比例会增加，C正确； D、灰叶紫堇占比增加，对绢蝶的捕食能力提出更高要求，只有更敏锐地识别灰叶紫堇才能获取食物，这有助于绢蝶演化出更敏锐的视觉定位能力，D正确。 故选B。 21 3．（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 真题必刷 B AD、DDT严重危害生物的健康且不易降解，能够沿着食物链逐渐在生物体内聚集，且营养级越高的生物体，其体内富集的DDT含量就越高，因此在喷施低浓度的DDT，也会在生物体内积累，与第二营养级相比，第三营养级生物体内的DDT含量更高，AD正确； B、物质循环具有全球性，DDT不易降解，可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，若使用不当，可能会导致DDT在生物圈中大面积扩散，B错误； C、由题意“DDT能杀灭按蚊，有效控制疟疾的传播”可知：在严格管控的情况下，DDT可以局部用于预防疟疾，C正确。 22 真题必刷 4．（2025·湖北·高考真题）阿维菌素是一种用于害虫防治的生物农药。科研人员研究了阿维菌素对褐飞虱的影响，结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．途径①与②对褐飞虱的作用效果相反 B．阿维菌素对褐飞虱的不同作用效果有浓度依赖性 C．雌虫体内成熟生殖细胞的数量与卵黄蛋白原的含量呈正相关 D．若干扰AstA蛋白与AstA受体的结合，会使褐飞虱产卵量增加 A A、途径①中低浓度阿维菌素抑制AstA蛋白与AstA受体结合，对保幼激素的抑制作用减弱，使的保幼激素的量增加，最终使产卵量增加，而途径②中低浓度阿维菌素使谷氨酸门控氯离子通道蛋白增加，最终也会使产卵量增加，所以二者对褐飞虱的作用效果相同，A错误； B、从图中可以明显看出，高浓度阿维菌素激活谷氨酸门控氯离子通道杀死褐飞虱，低浓度阿维菌素促进产卵等，阿维菌素对褐飞虱的不同作用效果确实有浓度依赖性，B正确； C、因为卵黄蛋白原可促进产卵，而产卵量与雌虫体内成熟生殖细胞数量有关，所以雌虫体内成熟生殖细胞的数量与卵黄蛋白原的含量呈正相关，C正确； D、由图可知，AstA蛋白与AstA受体结合，会抑制保幼激素的增加，最终使产卵量减少，若干扰AstA蛋白与AstA受体的结合，会使褐飞虱产卵量增加，D正确。 故选A。 23 真题必刷 5．（2025·河北·高考真题）僧帽蚤接触到天敌昆虫的气味分子（利它素）后，头盔会明显增大，从而降低被天敌昆虫捕食的风险。如图所示，僧帽蚤母本和子代接触利它素的情况不同，对子代头盔占身体比例的影响具有明显差异。下列分析错误的是（    ） A．母本接触利它素可增大幼年子代头盔占身体的比例 B．受利它素刺激后，僧帽蚤发生基因突变，导致头盔占身体的比例增大 C．僧帽蚤受利它素刺激后头盔增大的特性是自然选择的结果 D．在没有利它素时，僧帽蚤发育过程中头盔占身体的比例会减小 B A、通过对比柱状图中的第二组与第四组实验结果可知，当仅母本接触受利它素刺激后，幼年子代头盔占身体的比例增大，说明母本接触利它素可增大幼年子代头盔占身体的比例，A正确; B、僧帽蚤接触到天敌昆虫的气味分子（利它素）后，头盔会明显增大，从而降低被天敌昆虫捕食的风险，这属于生态系统中不同生物间的信息交流，利用的是化学信息，不属于基因突变导致的，B错误； C、自然选择的结果一般是生物更适应环境，僧帽蚤受利它素刺激后头盔增大的特性会降低其被天敌昆虫捕食的风险，这是长期自然选择的结果，C正确; D、根据题意可知僧帽蚤接触到天敌昆虫的气味分子（利它素）后，头盔会明显增大，所以可推测在没有利它素时，僧帽蚤发育过程中头盔不会明显增大，所以头盔占身体的比例会减小，D正确。 故选B。 24 $