生态系统的信息传递和稳定性.docx
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生态系统的信息传递和稳定性
生态系统的信息传递和稳定性
[考纲要求] 1.生态系统中的信息传递（Ⅱ）。
2.生态系统的稳定性（Ⅱ）。
3.实验：
探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替。
一、生态系统的信息传递
1．信息的种类、特点、来源及实例（连一连）
2．信息传递在生态系统中的作用
（1）个体：
生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
（2）种群：
生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
（3）群落和生态系统：
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的应用
（1）提高农产品或畜产品的产量。
（2）对有害动物进行控制。
[解惑] 信息传递存在于生态系统的各种成分之间，不仅仅存在于生物成分之间，也存在于生物与无机环境之间。
[思考]
（1）上述两图中动物行为涉及到哪类信息？
提示 左图为物理信息，右图为化学信息。
（2）鸟类突然振翅飞起对同伴报警和通过尖锐鸣叫的报警所涉及到的信息有何不同？
提示 前者为行为信息，后者为物理信息（声音）。
二、生态系统的稳定性
1．生态系统的自我调节能力
（1）自我调节能力的基础：
负反馈调节。
（2）生态系统的自我调节能力是有限的。
2．生态系统的稳定性
（1）种类
①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（不受损害）的能力。
②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）提高生态系统的稳定性的措施
①控制对生态系统干扰的程度。
②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。
思考 如果一个生态系统的抵抗力稳定性很低，其恢复力稳定性是否一定很高？
提示 不一定，如北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。
[解惑]
（1）任何生态系统（包括生物圈）的自我调节能力都是有一定限度的，只是大小不同而已。
（2）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。
考点一 聚焦生态系统的信息传递
1．根据下表中的实例确定信息类别及传递形式
实例
类别
传递形式
蝙蝠的“回声定位”，植物各种颜色的花
物理信息
物理过程
动物的性外激素
化学信息
信息素
蜜蜂跳舞、孔雀开屏、乌贼喷墨、豪猪竖刺、雄鸟震动翅膀向雌鸟发出信号等行为
行为信息
植物或动物的异常表现及行为
2．观察信息传递的模型，回答相关问题
（1）信息传递的范围：
信息传递存在于生态系统各成分之间，包括生物与生物之间的信息传递和生物与无机环境之间的信息传递。
（2）信息传递的方向：
信息传递通常为双向传递。
3．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
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，形成统一整体
易错警示 对信息传递的几点知识点辨析不清
（1）生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。
如孔雀开屏，如果通过行为传递信息给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方，则属于物理信息。
（2）鸟类或其他动物报警，若通过声音（尖叫），则属于物理信息；若通过特殊的动作（突然飞起），则属于行为信息。
（3）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、心或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。
（4）若涉及化学物质挥发性这一特点，则判断为化学信息。
（5）信息传递的范围包括同种生物个体之间（性外激素、舞蹈等）、异种生物个体之间（物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用）和生物与无机环境之间（主要有物理信息中的光、磁等）。
1．雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3km以外的雄蚕蛾吸引过来。
虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的数量不足0.01mg，但雄蚕蛾仍能对其作出反应。
有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。
下列相关叙述错误的是
（ ）
A．使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于化学信息
B．体现了信息的传递有益于种群的繁衍
C．说明生态系统中的信息都是由生物产生的
D．说明性引诱剂具有高效性
答案 C
解析 生态系统中传递的信息包括物理信息、化学信息、行为信息等，并非都是由生物产生的。
微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾作出反应，说明性引诱性具有高效性。
2．某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。
甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。
甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。
甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。
请回答：
（1）上述现象中，X分别在__________________________________________________之间进行传递。
（2）影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是__________和______________________。
影响乙昆虫活动的信息种类是______________________。
蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是____________。
（3）若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是________________________________________。
答案
（1）植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递
（2）生物 无机环境 化学信息和物理信息 物理信息
（3）甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少
解析 植物释放出的物质X既能吸引甲昆虫的天敌，又能驱赶乙昆虫，故X分别在植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递。
影响甲昆虫取食的信息来自生物（植物），影响甲昆虫在白天活动的信息来自无机环境。
影响乙昆虫活动的物质X是化学信息，影响乙昆虫在夜晚活动的信息是物理信息。
蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫是利用蜘蛛网的振动频率，属于物理信息。
X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故植物上施用人工合成的物质X后，短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。
判断生态系统信息传递种类的方法
1．从信息传播的途径判断。
如涉及声音、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。
孔雀开屏如果是通过行为传递给对方，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。
考点二 理解生态系统的稳定性
1．分析生态系统稳定性的具体表现
（1）由下面的图示可得出生态系统在结构上相对稳定。
（2）生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡，可得出生态系统在功能上相对稳定。
2．比较抵抗力稳定性与恢复力稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构功能相对稳定
恢复自身结构功能相对稳定
核心
抵抗干扰、保持原状
遭到破坏、恢复原状
影响因素
一般地说，生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高
一般地说，生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越高
联系
①一般呈相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然；
②二者是同时存在于同一生态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：
易错警示 对生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系混淆不清
（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。
（3）x可以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。
（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，则说明这个生态系统的总稳定性越弱。
3．下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是（ ）
A．负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
B．生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于抵抗力稳定性
C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统具有恢复力稳定性
D．热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性弱
答案 B
解析 生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于恢复力稳定性。
4．如图所示，图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，请据图回答下列问题：
（1）作为一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括____________和______________________。
（2）甲、乙、丙3者之间的食物联系是________________；该生态系统的____________________是沿着这种渠道进行的。
（3）图B为某湖泊的生态系统中发生的某种调节活动，这种调节导致的最终结果是________________________________________________________________________。
此结果产生的原因是________________________。
（4）图A和图B这两种反馈调节是否相同？
为什么？
________________________________________________________________________。
答案
（1）分解者 非生物的物质和能量
（2）乙→甲→丙 物质循环和能量流动
（3）加速破坏该生态系统原有的稳态 生物种类减少，自我调节能力降低
（4）不同。
图A是负反馈调节，图B是正反馈调节
解析 物质循环和能量流动是沿着食物网和食物链进行的，湖泊受到污染，物种减少，导致该生态系统抵抗力稳定性降低，加速了生态系统的破坏。
从图A可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又导致乙减少，属于负反馈调节。
巧辨两种反馈类型
方式
项目
负反馈调节
正反馈调节
作用
是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡
使生态系统远离平衡状态
结果
抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
实例
森林中的食虫鸟和害虫的数量变化；体内激素调节
已经污染的湖泊中污染状况加剧；血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等过程
图示
实验二十 设计并制作生态缸，观察其稳定性
阅读下面该实验的流程，分析相关问题。
—
—
—
—水中放浮萍、水草、乌龟,沙土植上仙人掌（球）,花土植上蕨类植物和杂草,花土上放置蚯蚓、蜗牛
—
—将生态缸放置在光线良好的散射光下
—观察记录缸内生物种类、数量变化,观察记录缸内水质、基质变化
1．由实验设计要求分析原因
设计要求
原因分析
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；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
2．生态缸稳定性观察与分析
（1）观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。
（2）由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。
因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
5．甲、乙、丙、丁4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。
经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
下列有关叙述中正确的是
（ ）
生态系统组成
光
水草
藻类
浮游动物
小鱼
泥沙
生态瓶编号
甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
乙
－
＋
＋
＋
－
＋
丙
＋
＋
＋
＋
－
－
丁
＋
＋
＋
＋
＋
＋
注 “＋”表示有，“－”表示无。
A．乙瓶中藻类的种群密度逐渐增大
B．由于丙瓶中没有小鱼，所以比甲瓶积累的有机物多
C．丁瓶与甲瓶相比，氧气含量少
D．非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者是构成生态系统必不可少的四种成分
答案 C
解析 乙瓶中没有光照，藻类的种群密度将逐渐减小；丙瓶和甲瓶中都没有小鱼，但是丙瓶中缺少微生物，所以有机物积累得多；丁瓶中小鱼呼吸作用消耗氧气，因此氧气含量少；生态系统的成分中，消费者不是必需的。
序号
错因分析
正确答案
序号
错因分析
正确答案
①
不理解年龄组成可预测种群的数量变化
衰退型
②
不能从数量变化确定捕食关系
乙→丙→甲
③
不能从稳定性的实质上说明问题
自我调节能力
④
不理解振幅的含义
越小
题组一 生态系统中的信息传递
1．（2009·广东卷，16）下列不属于生态系统信息传递的是（ ）
A．心猿意马B．飞蛾扑火
C．花香引蝶D．老马识途
答案 A
解析
生态系统的信息包括,
2．（2008·广东卷，18）下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（ ）
A．生态系统的物理信息都来源于环境
B．植物都通过化学物质传递信息
C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D．信息可以调节生物的种间关系
答案 D
解析
→
→
→
→C项,错误
题组二 生态系统的稳定性
3．（2012·重庆卷，4）如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．为有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度
B．a～b段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
C．利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
D．控制种群数量在d～e水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性
答案 B
解析 由图中看出，该东亚飞蝗种群初始阶段增长曲线为“S”型。
在a点时种群增长率最大，为了有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度，故A项正确；a～b段，种群增长率越来越小，但种群密度不断增加，二者不呈正相关，故B项错误；性引诱剂可以诱杀雄虫，改变种群的性别比例，可用于防治害虫，C项正确；将蝗虫种群数量控制在一定范围内，既不使其灭绝，也不使其成灾，有利于维持食物链的稳定，维持生态系统的抵抗力稳定性，D项正确。
4．（2012·浙江卷，5）下图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图（图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量）。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．图中所含的食物链为捕食食物链
B．这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C．旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D．旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
答案 D
解析 从图中可以看出，植物数量增加，旅鼠和旅鼠的天敌的数量也随之增加，可推知图中所含的食物链为捕食食物链，A项正确；分析已知条件，此生态系统相对稳定，可知这些生物的数量将不会有太大的变化，均围绕各自的K值上下波动，B项正确；旅鼠的种群数量主要受食物及天敌数量的影响，C项正确；旅鼠的天敌增多，使旅鼠数量减少，又影响其天敌数量并导致天敌数量减少，这种负反馈调节能维持生态系统的相对稳定，D项错误。
5．（2011·海南卷，22）某地区常年栖息着30万只鸟类，其中灰椋鸟占了最大优势，数量达10万只之多。
灰椋鸟是农林害虫的天敌，喜好群体活动，常集结成庞大的鸟群在天空盘旋，形成壮观的风景。
该地区为打造灰椋鸟品牌，计划在林区大规模清除其他树种，并改种灰椋鸟喜居的树种，欲招引20万只以上灰椋鸟。
该计划的实施将使该地区
（ ）
A．灰椋鸟种内斗争必然减弱
B．鸟的种类必然增加
C．农林害虫数量必然大幅度上升
D．生态系统的结构必然发生变化
答案 D
解析 由题意知，该项措施会使树种减少，灰椋鸟种群数量增加，种内斗争加剧，且大量捕食害虫将导致农林害虫大量减少，从而使该地区的物种数量减少，食物链和食物网简单化，生态系统的自我调节能力下降。
6．（2012·山东卷，26）下图中，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。
（1）图中曲线________________说明该种群对其栖息地的破坏程度较轻。
当曲线Ⅲ趋近零时，对该动物种群已不宜采取________________保护的措施。
图中阴影部分可能引起该种群的____________发生改变，进而导致物种进化。
（2）若图中物种处于最高营养级，当其数量下降，且其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会__________。
处于该营养级物种的种间关系是__________。
（3）若图中物种为食草动物，当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__________功能。
（4）人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现图中的三种情况。
16世纪以来，世界人口表现为“J”型增长，因此需控制“J”型增长数学方程式中的__________参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。
答案
（1）Ⅰ 就地（或建立自然保护区） 基因频率
（2）增加 （种间）竞争 （3）信息传递 （4）λ
解析
（1）据图分析，当种群数量超过环境容纳量后，出现曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所表示的3种情况，曲线Ⅰ在原始的环境容纳量附近波动，说明该种群对其栖息地环境的破坏程度较轻；Ⅱ的环境容纳量低于原始环境容纳量，说明环境有一定程度的破坏；Ⅲ中生物逐渐灭绝，说明栖息地的环境被完全破坏，该生物已经无法生存，无法实施就地保护措施，只能进行易地保护。
图中阴影部分表示被环境阻力淘汰掉的个体，即自然选择发挥了作用，自然选择通过定向改变生物种群的基因频率来决定生物进化的方向，进化的实质就是种群基因频率的定向改变。
（2）在其他条件不变的情况下，该物种的种群数量下降，捕食量减少，那么流向该物种的能量就会减少，而与该物种处在同一营养级上的其他物种获得的食物增加，所以流向该营养级其他物种的能量增加；该物种与处于同一营养级上的其他物种间是竞争关系。
（3）生态系统的三大功能：
能量流动、物质循环和信息传递。
根据题意，食草动物从青草的减少获得食物不足的信息，进而转移另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能。
（4）“J”型增长的数学模型是：
Nt＝N0λt，N0是人口的起始数量，Nt是t年后人口数量，λ表示人口数量是一年前人口数量的倍数，所以只要控制增长的倍数，人口增长速度就会减慢，对环境的过度开发利用就会缓解。
【组题说明】
考 点
题 号
错题统计
错因分析
生态系统的信息传递
1、2、3、4、5
生态系统的稳定性
及相关综合
6、7、8、9、10、
13、14
设计并制作生态缸，
观察其稳定性
11、12、15
1．下列有关生态系统信息传递的叙述，错误的是（ ）
A．信息传递把生态系统各组分联系起来成为一个整体，且有调节生态系统稳定性的
作用
B．生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递
C．生态系统中用于传递的信息都是由生物成分产生的
D．生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的
答案 C
解析 生态系统中的信息有些是来自无机环境，如物理信息中的光。
2．某地的一个生态种植养殖大棚里，水底养螃蟹，水面漂浮着无土栽培的某种蔬菜，而水面上方，黄瓜藤枝枝蔓蔓。
蔬菜和黄瓜生长所需的肥料就来自螃蟹的排泄物。
同时，大棚里种了一种特殊的辣椒，能起到驱虫的作用。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．只需输入太阳能即可维持该生态系统的稳定
B．特殊辣椒的驱虫作用依赖于生态系统的信息传递
C．蔬菜和黄瓜从螃蟹的排泄物中获得养分，所以蔬菜和黄瓜也可作为分解者
D．该生态系统中螃蟹、蔬菜、黄瓜构成了生物群落，体现了群落的垂直结构
答案 B
解析 该生态系统是农业生态系统，人的作用很关键，故A错误；螃蟹排泄物中的有机物必须先被分解者分解成无机物，才能被蔬菜和黄瓜利用，故C错误；群落是指在一定区域内所有生物的总和，在该生态系统中不止包含螃蟹、蔬菜、黄瓜这三种生物，故D错误；辣椒的驱虫作用显然是利用生态系统中的信息传递实现的，故B正确。
3．下列现象不能体现“信息能调节生物种间关系”这个观点的是（ ）
A．云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生长
B．当日照达到一定时长时植物才能够开花
C．水稻和稗草争夺阳光
D．蝙蝠通过自身发出的声波，对被捕食者进行“回声定位”
答案 B
解析 B项体现的是生态因素——光照时间对植物开花的影响，体现了生物和无机环境之间的信息传递关系。
4．下列有关生态系统中信息传递的说法，正确的是（ ）
A．信息传递只发生于同种生物个体之间
B．“花香引蝶”属于物理信息的传递
C．信息传递是生态系统的功能之一
D．物理信息只能来自无机环境
答案 C
解析 花的香味是从花中扩散出来的化学物质引起的，属于化学信息，上述信息的传递发生于植物和蝴蝶之间，因此A、B均错误。
物理信息可以来自无机环境，也可以来自生物，故D错误。
生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递等。
5．下列做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是（ ）
A．捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类
B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫
C．利用秋水仙素诱导多倍体
D．播放结群信号录音招引鸟类
答案 C
解析 A、D项属于利用物理信息对有害动物进行控制；B项属于利用化学信息对有害动物进行控制。
6．下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是（ ）
A．生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B．生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统的稳定性
C．生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值
D．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越高
答案 D
解析 生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统的稳定性；生物多样性的间接价值是对生态系统起到重要的调节功能；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低。
7．生态系统的一个重要特点是它常常趋向于稳态。
图甲表示载畜量对草原中生产者的净生产量的影响（净生产量即生产者光合作用制造的有机物总量与自身呼吸消耗量的差值）。
图乙表示生殖数量或死亡数量与种群大小的关系。
下列说法错误的是（ ）
A．由图甲可知，C点以后生态系统的稳态将受到破坏
B．由
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