1、第5讲生态系统的信息传递和稳定性1生态系统中的信息传递()2生态系统的稳定性()3实验：探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替1生态系统通过负反馈调节保持相对稳定(生命观念)2根据信息特点判断信息类型(科学思维)3设计并制作生态缸，观察其稳定性(科学探究)考点一生态系统的信息传递1信息的概念日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。2信息的种类(连线)激素提示：(1)b(2)c(3)a3信息传递的作用4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：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：如利用昆虫信息素
2、诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。1心猿意马、飞蛾扑火、花香引蝶都属于生态系统的信息传递。()提示：心猿意马不属于生态系统的信息传递。2信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递。()提示：信息也可由高营养级向低营养级传递。3蝙蝠依赖超声波进行定位、取食和飞行，这说明生物体正常的生命活动离不开信息传递。()4信息传递可来源于无机环境或生物，传递方向均为双向。()提示：信息传递的方向往往是双向的。5通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量。()6当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能。()1在草原生态系统中，某些
3、鸟类看到食物时，其体内便分泌一种激素，促使其快速完成捕食，这种激素是否属于生态系统的化学信息，说明理由。_。提示：不属于。生态系统的信息传递在个体与个体或个体与无机环境之间，动物激素属于个体内细胞间传递信息的分子2高原雪兔能辨别其天敌赤狐的排泄物气味而及时进行躲避，这体现了信息传递的功能是_。提示：调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性3夏季，湖泊中“听取蛙声一片”，这体现了生态系统的信息传递具有的作用是_。提示：生物种群的繁衍，离不开信息的传递1辨析信息传递与能量流动、物质循环的关系能量流动物质循环信息传递特点单向流动，逐级递减循环流动，反复利用往往是双向的范围生态系统中各营养级生物圈生
4、物之间，生物与无机环境之间途径食物链和食物网多种地位生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 联系同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体 2雄蚊可通过感知雌蚊扇动翅膀发出的声波来辨别雌蚊的方位，该过程体现了生态系统的信息传递功能。请据此原理设计一个降低白纹伊蚊种群数量的方案。提示：干扰雌蚊发出的声波或拟雌蚊发出的声波吸引雄蚊，聚而歼之，降低种群数量。考查信息传递的类型、作用及应用1蚜虫的粪便是含有糖分的黏液，称为“蜜露”。蚂蚁非常喜欢吃“蜜露”，常用触角拍打蚜虫背部，通过拍打产生的振动频率促使蚜虫分泌“蜜露”。蚜虫受到其天敌瓢虫袭击时，会从尾部发出报警信息素，
5、将危险信息通知其他蚜虫，同时蚂蚁接收到报警信息素就会赶来驱除蚜虫天敌。下列相关叙述不正确的是()A蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率属于物理信息B蚂蚁吃“蜜露”，蚜虫同化量的一部分传递到蚂蚁C化学信息可以在同种或异种生物间传递D信息能调节种间关系维持生态系统的稳定B蚂蚁用触角拍打蚜虫背部，通过拍打产生了一定的振动频率，属于物理信息，A正确；“蜜露”属于蚜虫的粪便，其中含有的能量不属于蚜虫的同化量，B错误；据题干信息，报警信息素属于化学信息，该信息可以在蚜虫间传递，也可以在蚜虫与蚂蚁间传递，C正确；据题干信息，蚂蚁和蚜虫可以通过信息传递调节种间关系，维持生态系统的稳定，D正确。2下列有关生态系统信息
6、传递及其应用的叙述，不正确的是()A利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用B利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于化学防治C信息的传递能够调节生物种间关系，维持生态系统的稳定D短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，是对物理信息的合理利用B利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治，B错误。判断生态系统信息传递种类的两种方法(1)从信息传播的途径判断：涉及声音、颜色、温度等物理因素可判断为物理信息；涉及的信息载体为化学物质，可判断为化学信息；涉及特殊行为，可判断为行为信息。(2)从文字表述的着重点判断：孔雀开屏如果是
7、通过行为传递给对方的，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。综合考查生态系统的功能3(2020安徽省刘安市一中高三模拟)下列有关生态系统结构与功能的叙述，正确的是()A土壤中微生物的存在能加快生态系统的物质循环B若捕食者体型比被捕食者小，则二者同化的能量关系呈倒金字塔形C人工鱼塘中生产者同化的能量就是流入该生态系统的能量D物质循环、能量流动、信息传递的方向是完全不同的A捕食者与被捕食者之间存在能量流动关系，且单向流动，逐级递减，一般捕食者与被捕食者同化的能量关系呈金字塔形，B错误；流入人工鱼塘中的能量包括生产者同化的能量和人工投入饲料中的能量，C错误；物质循环、能量流
8、动、信息传递的方向部分相同，D错误。4(2020湖南省常德市高三一模)某处的荒山堆放了有毒的废阴极炭块，其毒性主要来自含量较高的氟化物和氰化物，前者是明确的致癌物质，后者是著名的致命物质。请回答下列问题：(1)没有经过处理的废阴极炭块会污染土壤和地下水，使动物致病或中毒，长期下去会导致某些动物灭绝，说明生态系统的_能力是有限的。(2)该生态系统的组成成分中，联系生物群落与无机环境的两大“桥梁”是_。(3)下表为科学家对该地附近某生态系统进行调查绘制的相关图表(单位：百万千焦)，请回答下列问题：种群同化量净同化量呼吸消耗传递给分解者传递给下一营养级未被利用的能量草65.53.015.041.5羊
9、15.050.522.5人20.61.4微量(不计)无调查该生态系统小动物类群的丰富度时，不能采用样方法或标志重捕法进行调查的理由是_。上表是科学家对该生态系统的食物链“草羊人”进行调查后绘制了食物链中三个营养级对能量的同化、利用、传递等数量关系。请根据表格计算羊呼吸消耗的能量为_百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为150 000百万千焦，但大部分能量不能被生产者固定，根据表中数据计算能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_。若羊的粪便被迅速分解，粪便中的能量属于表中的_(填表中数值)；草与羊之间进行的信息传递在生态系统中具有_作用。让羊的粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做燃料，将沼气池
10、中的沼渣做肥料，体现了研究生态系统能量流动的意义为_。解析(1)没有经过处理的废阴极炭块会污染土壤和地下水，使动物致病或中毒，长期下去会导致某些动物灭绝，说明生态系统的自我调节能力是有限的。(2)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量，其中联系生物群落与无机环境的是生产者和分解者。(3)因为许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，故不能采用样方法或标志重捕法调查土壤小动物类群的丰富度。羊呼吸消耗的能量羊同化量羊净同化量15510百万千焦。据表格数据可知，生产者草同化量自身呼吸作用消耗流向下一营养级被分解者利用未被利用65.515341.5125百万千焦，故第一营
11、养级到第二营养级的传递效率(第二营养级羊同化量/第一营养级草同化量)100%(15/125)100%12%。若羊的粪便被迅速分解，粪便中的能量没有被羊同化，还属于草传递给分解者的能量，即属于表中的数值3；草与羊之间进行的信息传递在生态系统中具有调节种间关系，维持生态系统稳定的作用。让羊的粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做燃料，将沼气池中的沼渣做肥料，体现了研究生态系统能量流动的意义为实现对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。答案(1)自我调节(2)生产者和分解者(3)许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小1012%3调节种间关系，维持生态系统的稳定实现对能量的多级利用，从而大大提高
12、了能量的利用率考点二生态系统的稳定性及调节1生态系统稳定性的理解2生态系统稳定性的类型(1)概念抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。(2)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较区别抵抗力稳定性恢复力稳定性实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与功能相对稳定核心抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状影响因素联系(如图)一般情况下二者呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。(人教版必修3 P109“思考与讨论”)用文字、箭头，构建一个食虫鸟种群与害虫种群之间负反馈调节的概念模型。提示：3提高生态系
13、统稳定性的措施(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。1负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。()2落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低。()提示：上述三种生态系统结构较为复杂，遭到严重破坏时，由于恢复力稳定性较低，所以短时间内很难恢复。3荒漠生态系统，其抵抗力稳定性较弱，其恢复力稳定性则较强。()提示：荒漠生态系统物种过于单一，严重缺水，风沙大，生态
14、环境恶劣，其恢复力稳定性和抵抗力稳定性都较弱。4在一块牧草地上栽种乔木树林后，其恢复力稳定性下降。()5一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用达到新的平衡状态，这属于抵抗力稳定性。()提示：生态系统遭到破坏后又恢复原状，这属于恢复力稳定性。1简易生态瓶的抵抗力稳定性很低，其原因是_。提示：该生态系统生物种类少，营养结构简单，自我调节能力很弱2从提高生态系统稳定性的角度分析，对于过度利用的森林与草原应采取的措施是_。提示：要控制对该生态系统的干扰程度，即首先应封育，待恢复到较好状态时再适度利用1稳定性的表现(1)结构的相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不
15、会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示：(2)功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。(3)生态系统的稳定性是系统内部自我调节的结果，这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。2影响生态系统稳定性的因素生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还与生物的个体数量有关。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。1生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系模型解读(1)图中y表示什么？一个森林生态系统和农田生态系统相比，y值更大的是哪种生态系统？(2)x表示的含义是什么？(3)请
16、表述TS的含义及意义。提示：(1)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。受到相同干扰后，农田生态系统的y值更大些。(2)x表示恢复到原状态所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。(3)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为衡量总稳定性的指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越弱。2某草原生态系统正在发生严重鼠害，农业部门在防治鼠害问题上提出了两种方案。方案一：投放高效鼠药；方案二：引入鼠的天敌。你认为有利于提高草原生态系统稳定性的方案是哪一种？
17、简述理由。提示：方案二。 投放鼠药，在消灭鼠的同时，也会杀死鼠的天敌，鼠药还会造成环境污染；引入天敌，由于鼠与天敌在数量上存在相互制约，可以长期将鼠的数量控制在较低水平，有利于提高该生态系统的稳定性。生态系统稳定性的综合分析1下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是()A抵抗力稳定性弱的生态系统恢复力稳定性一定强B湖水自净能力体现了生态系统的自我调节能力C适当增加草原生态系统的物种丰富度可有效提高其抵抗力稳定性D“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性A有些生态系统如极地苔原生态系统，生物种类少，抵抗力稳定性弱，但由于温度极低，条件恶劣，恢复力稳定性也很弱，A错误；湖水自净能力体
18、现了生态系统的自我调节能力，B正确；适当增加生物种类可提高生态系统的自我调节能力，从而提高其抵抗力稳定性，C正确；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性，D正确。2回答下列关于生态系统稳定性的问题：(1)图示中群落是指_，群落与无机环境相互作用形成_。(2)据图可知，生态系统具有自我调节能力的基础是_，自我调节能力的强弱取决于_。(3)据图可知，生态系统的自我调节能力是有一定限度的，对人类利用强度较大的生态系统应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部_的协调。(4)同一生态系统，抵抗力稳定性与恢复力稳定性通常呈负相关，但也有特殊情况，某生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性都很
19、强或很弱，请你举例说明：_。解析(1)图示中群落是指同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合，群落与无机环境相互作用形成生态系统。(2)据图可知，生态系统具有自我调节能力的基础是负反馈调节，自我调节能力的强弱取决于生态系统营养结构的复杂程度。(3)据图可知，生态系统的自我调节能力是有一定限度的，因此对人类利用强度较大的生态系统应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。(4)同一生态系统，抵抗力稳定性与恢复力稳定性通常呈负相关，但也有特殊情况，如北极苔原生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性都很弱。答案(1)同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合生态系统(2)负反
20、馈调节生态系统营养结构的复杂程度(或食物链和食物网的复杂程度)(3)结构与功能(4)北极苔原生态系统的两种稳定性都很弱考点三设计并制作生态缸，观察其稳定性(实验)1实验原理(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。(2)各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。(4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。2实验流程铺垫细沙注水：注入适量的河水或池塘水，使缸内有陆上与水下之分放置动植物：根据生物本身的生活习性正确
21、放置适量的生物个体密封生态缸：用胶带将生态缸口密封移置生态缸：将生态缸放置在光线良好的散射光下观察记录：每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况1实验设计要求设计要求相关分析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2.生态缸稳定性的观察与分析(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断
22、生态系统的稳定性。(2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极弱，抵抗力稳定性极低，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。1(2020山东潍坊一中高三月考)生态缸是以水生植物造景为主的相对封闭的微型生态系统。下列关于生态缸的说法，正确的是()A制作生态缸，要遵循生态系统的基本原理，能够实现短期内的相对稳定B生态缸密封后，要能和外界进行能量交换，要置于阳光直射下C人工生态缸只能够实现能量流动和物质循环的功能D人工制作的生态缸生产者的种类和数量越多，其稳定性越高A制作的生态缸应密闭，放置在室内通风、避免阳光直射的地方，B错误；人工生态缸还具有信息传递的功能，C错误；制作生态缸时
23、，放置的动物、生产者的种类和数量要适宜，并不是越多，生态缸越稳定，D错误。2现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件如下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。下列分析合理的是()生态瓶编号光照含微生物的泥沙浮游藻类水草浮游动物AB注：“”表示有，“”表示无。AA瓶中的所有生物组成了食物网，而B瓶中所有生物组成一条食物链BA瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头CB瓶浮游动物种群密度降低只是因为缺乏食物D当A瓶中能量的输入能量的散失时，处于稳定状态DA瓶中的浮游动物捕食浮游藻类和水草，组成了食物网，且A瓶中的分解者不参与食物网的组成，B瓶中所有生物不一定组成一条
24、食物链，A错误；A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能，是流经生态系统的总能量，而能量流动的源头是太阳能，B错误；B瓶浮游动物种群密度降低是因为缺乏阳光，C错误；当A瓶中能量的输入能量的散失时，A瓶的生态系统处于相对稳定状态，D正确。1.生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。2物理信息来源于生物或无机环境，化学信息和行为信息来源于生物。3抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关。在某些特殊生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。4引入新的物种不一定都会增强生态系统的抵抗力稳定性，如果引
25、入的物种造成了生物入侵现象，生态系统反而会遭到破坏，从而降低生态系统的抵抗力稳定性。 1.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。(3)调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。2生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。3抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。4恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。5生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(2018海南
26、高考)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是()A小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息C小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息D镜子传递的信息使小鸟愤怒，此信息是来自非生物的物理信息，D项错误。2(2018海南高考)对于一个结构和功能处于恢复过程中的生态系统，下列推论错误的是()A适当的物质和能量投入可加快生态系统的恢复B随着生物多样性的提高，系统的自我调节能力增强C恢复后的生态系统，其结构和功能可接近受损前的状态D生
27、物多样性提高后，某营养级的能量可全部流入下一营养级D生物多样性提高后，某营养级的能量不能全部流入下一营养级，每个营养级都有一部分流向分解者和呼吸消耗，D错误。3(2015全国卷)下列有关生态系统的叙述，错误的是()A生态系统的组成成分中含有非生物成分B生态系统相对稳定时无能量输入和散失C生态系统维持相对稳定离不开信息传递D负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定B生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者，A正确。当生态系统达到相对稳定时，能量不是没有输入和散失，而是能量的输入和散失达到一种动态平衡状态，B错误。生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
28、，C正确。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，有利于生态系统保持相对稳定，D正确。4(2019全国卷)某果园中存在A、B两种果树害虫，果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫；使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题。(1)果园中包含害虫A的一条食物链是_。该食物链的第三营养级是_。(2)A和B之间存在种间竞争关系，种间竞争通常是指_。(3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于_。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的_，导致_降低，从而减轻B的危害。解析(1)由题干信息可知，A、B是果树害虫，鸟(C)可以捕食这两种害虫，故果园中包含害虫A的一条食物链是果树A鸟(C)，其中鸟(C)处于第三营养级。(2)种间竞争通常是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。(3)性引诱剂Y是一种化学物质，其传递给害虫B的信息属于化学信息。性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，改变B种群的性别比例，导致其种群密度降低，从而减轻B的危害。答案(1)果树ACC(2)两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象(3)化学信息性别比例种群密度