新人教必修3高中生物练习生态系统的信息传递及稳定性.docx
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新人教必修3高中生物练习生态系统的信息传递及稳定性
第4、5节
生态系统的信息传递及稳定性
1．光、声、温度、湿度、磁力等属于物理信息，生物碱、有机酸和性外激素等属于化学信息，生物的行为特征可体现为行为信息。
2．生命活动的正常进行以及生物种群的繁衍离不开信息的传递；信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
3．信息传递在农业生产中既能提高农产品或畜产品的产量，又能对有害动物进行控制。
4．生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有一定的自我调节能力。
负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
5．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
6．抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构复杂程度呈正相关。
一、生态系统的信息传递
1．生态系统中信息的种类[连线]
2．信息传递在生态系统中的作用[连线]
3．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率和结实率。
（2）对有害动物进行控制。
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。
二、生态系统的稳定性
1．概念
（1）含义：
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。
（2）原因：
生态系统具有一定的自我调节能力。
2．生态系统的自我调节能力
（1）基础：
负反馈调节，不仅存在于群落内部，也存在于生物群落与无机环境之间。
（2）特点：
生态系统的自我调节能力是有限的。
3．生态系统稳定性的类型[连线]
4．提高生态系统稳定性的措施
（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．判断下列叙述的正误
（1）生态系统的信息传递只存在于生物与生物之间（×）
（2）花香引蝶和老马识途都属于物理信息（×）
（3）羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定（√）
（4）负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在（×）
（5）在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高（√）
（6）森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比草原生态系统高（×）
2．下列各项属于物理信息的是①⑤⑥⑧；属于化学信息的是②③⑦⑩；属于行为信息的是④⑨。
①花椒树上的刺 ②植物的有机酸
③昆虫的性外激素④孔雀开屏
⑤空气的湿度⑥鲜艳的花朵
⑦淡淡的花香⑧萤火虫的闪光
⑨蜜蜂的舞蹈⑩猎豹用尿液标记领地
3．下列哪项不属于信息传递在生态系统中的直接作用（ ）
A．维持生态系统的稳定性
B．与生物种群的繁衍有关
C．调节生物的种间关系
D．增加生态系统中基因的多样性
解析：
选D 信息传递能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性。
信息传递与生物种群的繁衍有关。
基因的多样性与个体和种群数量相关，与信息传递无直接关系。
4．信息传递在农业生产上有多方面的应用，下列叙述错误的是（ ）
A．提高农产品的产量
B．提高畜产品的产量
C．对有害动物进行控制
D．可以提高农作物抵抗害虫的能力
解析：
选D 信息传递在农业生产上的应用有两方面：
一是提高农产品和畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。
但信息传递不能提高农作物抵抗害虫的能力。
5．某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，逐步恢复原状，这是由于该生态系统具有（ ）
A．抵抗力稳定性 B．恢复力稳定性
C．抗污染能力D．抗干扰能力
解析：
选B 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叫做生态系统的恢复力稳定性。
6．要提高生态系统维持稳定性的能力，最有效的方法是（ ）
A．减少分解者的数目B．增加物种的多样性
C．改变环境中的湿度D．减少消费者的数目
解析：
选B 在生态系统中，生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。
1．信息传递的模式
（1）信息传递的双向性：
信息有从输出者向输入者的传递，也有输入者向输出者的反馈。
（2）信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各个组成部分联系成一个整体，决定能量流动和物质循环的方向和状态，具有调节生态系统稳定性的作用。
2．信息传递与能量流动、物质循环的比较
项目
能量流动
物质循环
信息传递
来源
太阳能
生态系统
生物或无机环境
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
群落与无机环境之间
生物之间，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
调节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，共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性
[名师点拨] 关注信息传递的四个注意点
（1）生态系统的信息既可来自于生物，也可来自于环境。
（2）信息传递可存在于生物与生物之间，包括同种生物间和不同种生物间，还可存在于生物与无机环境之间。
（3）生态系统的信息传递可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递。
（4）生态系统的功能有能量流动、物质循环、信息传递。
能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定着能量流动和物质循环的方向。
[题组冲关]
1．如图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示（ ）
A．能量流动、碳的循环、信息传递
B．能量流动、信息传递、碳的循环
C．碳的循环、能量流动、信息传递
D．信息传递、能量流动、碳的循环
解析：
选C 物质是循环的，可用甲图表示；能量流动是单向的，可用乙图表示；信息传递往往是双向的，可用丙图表示。
2．雄性安乐蜥在求偶时，一边伏在领地上做着“俯卧撑”，一边伸缩颈部色彩鲜艳的垂囊，这种展示包含了颜色和运动两个因素，有人用墨水改变垂囊的颜色后，雌性仍被雄性吸引，由此说明雄性安乐蜥在求偶时利用的信息是（ ）
A．物理信息 B．化学信息
C．行为信息D．物理信息和行为信息
解析：
选C 根据题干信息可知，该求偶行为利用的主要信息是动作，而不是颜色（用墨水改变垂囊的颜色后，雌性仍被雄性吸引），所以该信息属于行为信息。
1．生态系统稳定性的内容
（1）结构的相对稳定：
结构相对稳定体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定上。
（2）功能的相对稳定：
生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。
可用下图来表示：
2．正反馈调节和负反馈调节的比较
比较项目
正反馈
负反馈
调节方式
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
实例分析
已污染的湖泊污染加剧
[思考探究]
1．
（1）负反馈调节仅存在于群落内部吗？
提示：
负反馈调节不仅存在于生物群落内部，生物群落与无机环境之间也存在负反馈调节。
（2）生态系统的自我调节能力是无限的吗？
提示：
生态系统的自我调节能力不是无限的。
外界干扰因素的强度超过一定限度，其自我调节能力会丧失，生态系统难以恢复。
3．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构和功能的相对稳定
恢复自身结构和功能的相对稳定
核心
抵抗干扰，保持原状
遭到破坏，恢复原状
影响因素
生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强
生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强
联系
（1）相反的关系：
抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱
（2）二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的能力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定
[名师点拨] 关于生态系统稳定性的两点提醒
（1）不能说“热带雨林的稳定性大于草原生态系统”，只能说“热带雨林的抵抗力稳定性大于草原生态系统。
”
（2）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统，由于物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。
[题组冲关]
3．下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是（ ）
A．生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节
B．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
C．“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．抵抗力稳定性弱的生态系统恢复力稳定性一定强
解析：
选D 抵抗力稳定性弱的生态系统恢复力稳定性不一定强，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；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。
4．下图中，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间；曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标（TS）。
下列叙述正确的是（ ）
A．y值大小可作为生态系统恢复力稳定性的定量指标
B．在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类有关，与数量无关
C．对同一个生态系统来说，y值和x值之间呈负相关
D．TS值越小，这个生态系统的总稳定性越大
解析：
选D 题中的y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，代表抵抗力稳定性的大小；y值越小，说明抵抗力稳定性越强，则恢复到原来水平所用的时间也就越短，即x值越小，所以y值和x值之间呈正相关；TS值越小，这个生态系统的总稳定性越大；在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类和数量都有关。
[归纳拓展] 生态系统稳定性大小的曲线分析
（1）图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
（2）y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。
如热带雨林与草原生态系统相比受到相同干扰时，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。
（3）x可以表示恢复到原状所需的时间；x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。
（4）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，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低。
1．实验原理
（1）生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。
（2）生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
（3）观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。
2．实验设计要求
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，保持生态缸内温度，便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间
便于操作，缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
选择的动物不宜过多，个体不宜太大
减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
3．实验流程
4．注意事项
（1）要设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。
（2）定期观察，同时做好观察记录。
（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录发现的时间。
（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，了解生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
[思考探究]
2．
（1）设计生态缸时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
提示：
设计一个生态系统需要加入的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，而且投入的生物之间应能够形成食物链。
（2）在设计生态缸时一般要加入河泥，请分析其作用。
提示：
提供分解者；为绿色植物提供必需的矿质元素。
（3）为保证生物的生存，必需的外部条件是什么？
提示：
良好的光照和适宜的温度。
[题组冲关]
5．下列关于生态缸制作的叙述正确的是（ ）
A．生态缸的密封性越差，其生物死亡就越快
B．生态缸中放入较多的小甲鱼有利于该生态系统的稳定
C．生态缸中的生物之间最好要有捕食关系，否则稳定性就差
D．生态缸制作完成后，放在光线良好并且阳光直射的地方
解析：
选C 生态缸中的生物种类和数量比例要适宜，小甲鱼是该小型生态系统的顶级消费者，数量宜少。
生态缸制作完成后，不能放在阳光直射的地方，否则会因为温度过高而导致缸内生物的死亡。
6．某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶（如图所示）。
下列表述错误的是（ ）
A．甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少
B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长
C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D．若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中
解析：
选A 甲瓶与乙瓶的区别是小鱼数量不同，乙瓶与丙瓶的区别是放置的环境不同。
甲瓶中消费者数量过多，小鱼会很快死亡；丙瓶置于黑暗中，植物不能进行光合作用，瓶中生物也会很快死亡。
相比之下，乙瓶中的生物存活时间较长。
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