2027届高三生物一轮复习课件：第47课时 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性

该高中生物学高考复习课件聚焦“生态系统的物质循环、信息传递及稳定性”核心模块，依据高考评价体系明确碳循环路径分析、信息传递类型判断、生态系统稳定性调节三大考查重点，通过对比表格梳理物质循环与能量流动的差异，结合实验探究（如土壤微生物分解作用、生态缸设计）归纳高频考点，体现高考对生命观念中生态观、物质与能量观的考查要求。 课件亮点在于“真题解析+技巧建模+素养渗透”的备考设计，如以2026浙江“碳达峰”真题为例，拆解碳循环路径①②的分析方法，培养科学思维中的归纳与演绎能力。针对信息传递类型判断，总结“物理信号—化学物质—行为动作”三步判据，结合蜜蜂采蜜案例强化应用。通过抵抗力与恢复力稳定性的对比模型，帮助学生掌握“组分复杂度—稳定性关系”答题模板，教师可依托此课件实现考点精准突破，助力学生高效冲刺高考。

第47课时 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性 1 化学元素 生物群落 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，叫做生态系统的物质循环。 概念： 全球性 原因 应用 思考：生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统？（教材P67拓展应用1） 2.碳循环： CO2 (1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以 的形式循环。 (2)碳在生物群落中主要以 的形式传递。 含碳有机物 (3)碳进入生物体的途径： 光合作用（和化能合成作用） (4)碳进入非生物环境的途径： ①生物的呼吸作用 ②分解者的分解作用 ③化石燃料的燃烧 (5)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与 大致相等 生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率 ，可以自我维持碳平衡。 (6)氮元素在生物群落与非生物环境间也能循环利用，但是农田需不断施加氮肥的原因是_________________________________________________ _________________________________________。 农田中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（教材P67） 补：（2026浙江）“碳达峰”是指某区域内CO2的排放量达到历史最大值。为提前实现“碳达峰”的目标，从如图所示的碳循环路径进行分析，下列策略中最佳的是（　　） A．减少路径①的释放量，增加路径②的吸收量 B．减少路径⑤的释放量，增加路径②的吸收量 C．减少路径③的释放量，增加路径④的吸收量 D．减少路径⑥的采掘量，增加路径④的吸收量 A 全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少 和增加 是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 碳释放 碳存储 三、能量流动和物质循环的关系 能量流动和物质循环是独立进行的过程吗？它们之间有什么联系呢？ 是生态系统动态变化过程中的两个方面，二者同时进行、相互依存、不可分割 ① 能量的固定、转移、储存、释放，离不开物质的合成和分解 ② 物质是能量流动的载体 ③ 能量是物质循环的动力 ④ 生态系统的各种成分，由于物质循环和能量流动而紧密联系在 一起，形成统一的整体 （一个过程，两个方面） 三、能量流动和物质循环的关系 完成以下能量流动与物质循环的比较 项目 物质循环 能量流动 范围 形式 特点 过程 光能→化学能→热能 化学元素 单向流动、逐级递减 全球性、循环往复 在生物群落和非生物环境之间循环往返 沿食物链、食物网单向流动 生物圈（全球性） 生物群落（生态系统各营养级之间） 生物富集 03 什么是生物富集？怎样理解生物富集的成因？引起生物富集的常见物质有哪些？生物富集现象是否具有全球性？ 难 以降解 延长 越高 越多 7 探究土壤微生物的分解作用： (1)实验原理 土壤中存在的细菌、真菌等微生物是分解者，它们的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。 (2)实验流程 项目 案例1 案例2 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验 设计 实验组 对土壤_____处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤__________处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 ______________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物 高温 不做任何 土壤中是否含微生物 案例1中的实验组和对照组如何设计？预期结果是？ 案例2中的实验组和对照组如何设计？预期结果是？ 项目 案例1 案例2 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___________ B B1 变蓝 B2 ___________ 结论分析 微生物对落叶有____ 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中加入斐林试剂并加热。 (3)实验结论：土壤中的微生物具有分解作用。 分解 砖红色沉淀 不产生砖红色沉淀 一、信息与信息传递 信息 ：在日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。 信息流 ：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够产生信息传递，即信息流。 1.物理信息：自然界中的声、光、电、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。 狼嚎 蜘蛛利用振动感知猎物 开花与光周期 物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体 生态系统的信息传递 04 生态系统中的信息有哪些类型？举例说明。 11 2.化学信息：生物体在生命活动中产生的一些可以传递信息的化学物质。 信息素：蚕蛾醇 水葫芦的分泌物可以抑制藻类的生长 昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体都存在能传递信息的化学物质—信息素 生态系统的信息传递 04 12 3.行为信息：动物的特殊行为，主要指各种动作，即动物的行为特征。 孔雀开屏 军舰鸟气囊充气 生态系统的信息传递 04 13 鲜艳 颜色 芳香 气味 嗅觉 器官 眼 植物花朵 蜜蜂 光 空气 物理信息 化学信息 舞蹈 眼 侦察蜂 其他蜜蜂 光 行为信息 信息源 信道 信息受体 信息的产生者 信息的传输者 信息的接收者 生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生和交流，能够形成信息传递，即信息流。信息传递大多具有双向性的特点。 生态系统的信息传递 04 请分析蜜蜂采蜜过程中的信息传递？ 14 归纳提升 巧判生态系统信息的类型 (1)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度等信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息，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。 返回 三、生态系统信息传递的特点 1、生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 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 （行为信息） （物理信息） （物理信息） （化学信息） 三、生态系统信息传递的特点 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 以及生物与非生物环境之间（例如：植物的开花接受光信号的调节） 牛椋鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况 生态系统信息传递的范围： 1.同种生物的不同个体之间 2.不同种群之间 3.生物与非生物环境之间 思考：高等动物的神经信息的传递和遗传信息的传递与表达是否属于生态系统的信息传递? 3.细胞间的信息传递和细胞内的信息传递不属于生态系统的信息传递 细胞内 细胞间 信息分子 细胞间直接接触（精卵识别） 胞间连丝 神经调节：神经递质释放于突触前膜作用于突触后膜 激素调节：植物激素由一定部位产生;动物激素由内分泌细胞产生,经体液运输作用于靶器官、靶细胞 免疫调节：细胞因子由辅助性T细胞产生,作用于B细胞，促进后者增殖、分化 信息传递在生态系统中的作用 任务3 资料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。它们可使用频率超过100 kHz的超声波进行“回声定位”。 资料2 莴苣等植物的种子必须接收某种光信息才能萌发生长。 莴苣种子萌发率与光的波长的关系 生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 （个体水平） 讨论1：根据资料1和资料2分析，信息传递与个体生命活动的正常进行有什么关系？ 信息传递在生态系统中的作用 任务3 资料3 生物种群的繁衍，离不开信息的传递。 （种群水平） 讨论2：根据资料3分析，信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？ 当日照时间达到一定程度时植物才能开花 竹节虫利用信息素吸引异性繁殖 喀斯特洞穴内的昆虫能通过发达的触角感知危险并逃避敌害，说明信息传递在生态系统中的作用是 信息传递在生态系统中的作用 任务3 调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。 （群落和生态系统水平） 喀斯特洞穴内的昆虫能通过发达的触角感知危险并逃避敌害，说明信息传递在生态系统中的作用是: 五、信息传递在农业生产中的应用 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 延长光照时间，刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌，大大提高产蛋率 项目 措施 优点 缺点 化学防治 机械防治 生物防治 喷施化学药剂 作用迅速，短期内效果明显 污染环境、增加害虫抗药性等 人工捕捉 无污染、见效快、效果好 费时费力，对体积较小的害虫无法实施 引入天敌、使用信息素 效果好且持久、无污染、成本低 天敌数量不确定，可能会引发生态危机 这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治 五、信息传递在农业生产中的应用 2、对有害动物进行控制 生态系统的信息传递 04 生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？ (1)途径不同。 物质循环与能量流动通过食物链（网）进行，信息传递通过多种途径进行。 (2)特点不同。 物质循环具有循环性、全球性的特点，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，信息传递往往是双向的。 (3)范围不同。 物质循环的范围是生物圈内，能量流动的范围是食物链的各营养级，信息传递的范围是生物与生物之间、生物与非生物环境之间。 24 ①结构平衡 ②功能平衡 ③收支平衡 特征 生态平衡 负反馈调节 自我调节能力 生态系统的稳定性 原因 基础 生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。 自我调节能力是有限的 自我调节能力的大小与什么有关？ 生态系统组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高。 生态系统的稳定性 05 生态平衡：生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态 实质：物质和能量的输入与输出均衡，生物种类的组成稳定 特征：结构平衡，功能平衡，收支平衡，是一种动态平衡。 动态平衡是通过什么调节机制实现的呢？ 什么是生态平衡？ 处于生态平衡的生态系统具有哪些特征？通过什么调节机制实现？（举例说明）该调节机制的意义是？ 25 生态系统的稳定性 05 生态系统的稳定性 生态平衡 定义 特征 结构平衡、功能平衡和收支平衡 实质 动态平衡 机制 负反馈调节 定义 有限 表现 维持或恢复生态平衡状态的能力 自我调节能力有限 抵抗力稳定性和恢复力稳定性 一种状态 一种能力 生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态 26 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区别 实质 自身结构与功能相对稳定 自身结构与功能相对稳定 核心 __________________ ___________________ 影响因素 生态系统中组分 ，食物网越 ，抵抗力稳定性_____ 生态系统中组分 ，食物网越 ，恢复力稳定性____ 3.生态系统稳定性的类型（讲义P291） 保持 恢复 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状 越多 复杂 越强 越少 简单 越强 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 二者联系 ①相反关系：一般来说，抵抗力稳定性 的生态系统，恢复力稳定性 ，反之亦然；②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定，如图所示：   注意：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。 强 弱 (1)抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 提醒 (2)生态系统稳定性的3个易混点 ①生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物网复杂程度相似，生产者多的稳定程度高。 ②生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。 ③强调“生态系统稳定性高低”时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，因为二者一般呈负相关。 提醒 ①控制对生态系统的干扰强度 ②对人类利用强度较大的生态系统给予相应的物质、能量的投入 人工造林、种草 封山育林、休牧育草、围栏封育 维持生态平衡，提高生态系统稳定性（意义、举措？） 生态系统的稳定性 06 提高生态系统的稳定性有什么意义？ 怎样提高生态系统的稳定性？ 31 5.生态缸实验设计要求及分析 设计要求 相关分析 生态缸必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；便于观察 生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气 生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 选择的动物不宜过多，个体不宜过大 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量 (1)观察稳定性，可通过观察动物、植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。 (2)由于生态缸较为简单，自我调节能力较差，抵抗力稳定性较低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 提醒 $