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第3讲生态系统的信息传递和稳定性[目标导航]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：设计并制作生态缸，观察其稳定性考点一生态系统信息传递与能量流动、物质循环的关系[考题引领]1．(2013·四川高考)害虫与拟水狼蛛间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定性。(√)2．(2012·安徽高考)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。(√)3．(2012·山东高考)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。(√)4．成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于化学信息。(√)[核心讲解]1．信息传递的模型及解读(1)该模型为信息传递模式图，属物理模型。(2)范围个体信息传递个体种群信息传递种群生物群落信息传递环境生态系统(3)形式：分为物理信息、。(4)来源：可来自于非生物环境，也可来自于生物。化学信息、行为信息(5)方向：信息传递是的。(6)作用：信息传递可以调节生物的种间关系。(7)过程：信源(信息产生)→信息道(信息传输)→信宿(信息接收)阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。双向(8)正反馈调节与负反馈调节的比较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，能使生态系统达到并保持平衡使生态系统远离平衡状态结果最初发生变化的那种成分所发生的变化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；甲状腺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、胎儿分娩等过程抑制或减弱加速2.信息传递与能量流动、物质循环的区别与联系区别项目来源途径特点范围联系能量流动太阳能食物链各营养级生物间物质循环生态系统食物链或食物网群落与无机环境之间信息传递生物或无机环境多种途径生物与生物之间或生物与环境之间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单向流动，逐级递减反复出现，循环流动往往具有双向性考向一信息的种类1．下列关于信息传递的叙述，不正确的是()A．蜜蜂找到蜜源后，通过跳圆圈舞向同伴传递信息，这属于物理信息B．葡萄园内常利用荧光灯来诱杀害虫，灯光是一种物理信息C．草原上狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔，这属于化学信息D．成年大熊猫经常用尿液在岩石或树干上进行标记，这属于化学信息【解析】A错误，蜜蜂跳圆圈舞属于行为信息；B正确，荧光灯产生的紫外线可以吸引害虫，灯光是一种物理信息；C正确，特殊的气味属于化学信息；D正确，尿液的气味是化学物质的挥发，应属于化学信息。【答案】A2．(2015·黄山模拟)下列存在生态系统信息传递的是()A．烟草种子经橙光照射发芽率大大提高B．玉米种子经秋水仙素处理成为四倍体C．水稻种子经X射线照射出现一秆双穗D．蒲公英的种子能随风播散【解析】烟草种子经橙光照射发芽率大大提高，存在物理信息的传递；玉米种子经秋水仙素处理成为四倍体，属于多倍体育种；水稻种子经X射线照射出现一秆双穗，属于基因突变；蒲公英的种子能随风播散，属于自然选择，是生物对环境的适应。【答案】A技法提炼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。考向二信息传递的作用及应用3．农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施的是()A．延长家禽的光照时间，提高产蛋量B．人工控制作物光周期，以达到早熟、高产C．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾D．农场中生物间的化学信息传递沿食物链逐级进行【解析】A、B选项的描述为物理信息，C选项的描述为化学信息。食物信息可以通过食物链传递，化学信息也可以在同种生物之间传递。【答案】D4．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【解析】生态系统的信息传递可来自于生物，也可来自非生物成分，如光照为物理信息等。【答案】C考点二生态系统的稳定性及调节[考题引领]1．(2014·山东高考)如果污染超过海洋生态系统的自我调节能力，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。(√)2．(2013·江苏高考)在新建公路的边坡上移栽植物后，生物的数量及种类会明显提高，即移栽植物会提高该群落结构的稳定性。(√)3．(2013·天津高考)对某高寒草甸试验区进行菌根接种，通过提高部分菌根形成率，使生态系统的物种多样性增强，从而使生态系统的自我调节能力增强。(√)4．(2012·浙江高考)某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节。(×)提示：通过旅鼠的天敌、植物、旅鼠间的种间关系(捕食)可调整某生态系统的相对稳定为负反馈调节。5．与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高。(√)[核心讲解]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。2．生态系统具有稳定性的原因生态系统具有自我调节能力。(1)生态系统的结构与自我调节能力的关系：生态系统的成分食物网自我调节能力越多越少(2)自我调节能力的相对性：生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统将难以恢复平衡。越复杂越简单大小3．抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较抵抗力稳定性恢复力稳定性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区别核心抵抗干扰、保持原状遭到破坏、恢复原状联系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：考向一两种稳定性辨析1．(2015·郑州模拟)下图为某一生态系统稳定性图解，对此理解不正确的是()A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性C．恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈负相关【解析】抵抗力稳定性的大小与生态系统的营养结构复杂程度成正相关，与恢复力稳定性则成负相关，从图中曲线走势即可判断。【答案】B2．(2015·江门一中模拟)关于抵抗力稳定性与恢复力稳定性的叙述，不正确的是()A．生态系统自我调节能力越小，抵抗力稳定性就越低B．抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系C．抵抗力稳定性与恢复力稳定性和生态系统中生物的种类和数量有关D．森林生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性相同【解析】生态系统的营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强。森林生态系统的抵抗力稳定性强，恢复力稳定性差，两者不相同。【答案】D技法提炼生态系统稳定性的辨析(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。(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。(4)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的辨析：某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。考向二影响稳定性的因素3．如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是()A．在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力B．在受到干扰后，曲线偏离正常范围越晚和幅度越小，说明生态系统的抵抗力稳定性越高C．S2所代表的面积越大，生态系统的恢复力稳定性越高D．S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高【解析】由于生态系统具有一定的自我调节能力，因此，生态系统具有一定的稳定性，A正确；生态系统的抵抗力稳定性越高，受到干扰后，曲线偏离正常范围的时间越晚，幅度越小，B正确；生态系统的恢复力稳定性越高，受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短，曲线围成的面积S2越小，C错误；读图可知，S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高，D正确。【答案】C4．四个生态系统的非生物成分和日照状况无太大区别，且其中的生物成分如下表：生态系统编号第一营养级的种群数第二营养级的种群数第三营养级的种群数①203015②20102③1105④103015生态系统的稳定性最高和最低的分别是()A．①③B．①④C．①②D．②③【解析】生态系统中种群数越多，营养级结构越复杂，其稳定性越高，反之越低。据表可知，③的种群数量最少，营养级结构简单，生态系统稳定性最低，①的种群数最多，营养级结构复杂，生态系统稳定性最高，故选A。【答案】A技法提炼生态系统的抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(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的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱；反之，抵抗力稳定性强。例如，热带雨林与草原生态系统相比，受到相同干扰，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，说明这个生态系统的总稳定性越低。实验17设计并制作生态缸，观察其稳定性[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。2．各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行和。分解者物质循环能量流动3．生物之间要有合适的结构，生物的数量不宜过多。4．生态缸必须是的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸一定要，防止外界生物或非生物因素的干扰。食物链透明封闭[实验步骤]1．设计要求(1)生态缸必须是封闭的(2)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)(3)生态缸的材料必须透明(4)生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间2．相关分析(1)防止外界生物或非生物因素的干扰(2)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(3)为光合作用提供光能；便于观察(4)便于操作；缸内储备一定量的空气[对应训练]1．如图所示为某同学制作的小生态瓶，据图分析不正确的是()A．该生态瓶的组成成分虽比较简单，但其群落仍存在垂直结构B．生态瓶中生物种类稀少，没有食物链存在C．为了保证生态瓶的正常运转，瓶内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的比例应适中D．在适宜的温度和光照条件下，该生态瓶会更稳定【解析】在小生态瓶的不同水层有不同生物分布，所以其群落存在垂直结构，故A正确；虾和螺蛳吃金鱼藻，所以小生态瓶中有食物链存在，故B错误；为保证生态瓶的正常运转，各营养级生物的数量比例应适中，故C正确；生态瓶的稳定需要适宜的温度和光照条件，故D正确。【答案】B2．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)。下列说法中错误的是()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