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第九单元生物与环境第五讲生态系统的信息传递和稳定性课标展示素养链接1.举例说出生态系统中的物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。2.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。3.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。4.阐明生态系统在受到一定限度的外流干扰时，能够通过自我调节维持稳定。5.设计并制作生态瓶，观察和比较不同生态瓶中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因。1.生命观念——稳态与平衡观：生态系统通过负反馈调节保持相对稳定。2.科学思维——比较与分析：根据信息特点判断信息类型。3.科学探究——制定并实施方案：设计并制作生态瓶，观察其稳定性。考点一生态系统的信息传递1．信息的概念日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2．信息的种类(连线)种类传递形式实例①物理信息A.化学物质a.蜜蜂跳舞、孔雀开屏②化学信息B.动物的特定行为特征b.光、声、温度、湿度、磁力③行为信息C.物理过程c.有机酸、生物碱和性外激素答案：①—C—b②—A—c③—B—a3．信息传递在生态系统中的作用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。如利用昆虫信息素来诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。[诊断辨析]1．心猿意马不属于生态系统的信息传递。(√)2．生态系统的物理信息都来源于环境。(×)提示：生态系统的物理信息既可来自环境，也可来自生物。3．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。(√)4．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。(√)5．卷叶螟和稻飞虱是稻田中两种主要害虫，拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。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。(√)6．信息传递是双向的，物质循环和能量流动也是双向的。(×)提示：能量流动是单向的，信息传递往往是双向的。7．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。(√)生命观念——稳态与平衡观1．信息传递是生态系统的三大功能之一，举一例说明其在生物体的种间关系调节中具有何种重要意义。提示：草返青时，绿色为羊提供了可以采食的信息，而当草减少时，羊会另觅取食地。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。科学思维——比较与分类2．辨析信息传递与能量流动、物质循环的关系。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，形成一个统一整体考法1考查信息传递的类型、作用及应用1．(2018·海南卷)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子前，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解析：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。答案：D2．(2019·湖南常德检测)有关生态系统信息传递及其应用的叙述，错误的是()A．动物的特殊行为信息可在同种或异种生物之间传递B．生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的C．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D．短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻的产量，是对物理信息的合理利用解析：生态系统中信息可由生物发出，也可由环境发出，并相互传递而发挥其作用，B项错误。答案：B生态系统信息传递种类的判断方法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。考法2综合考查生态系统的功能3．(2019·哈尔滨六中模拟)下列关于生态系统的功能与稳定性，说法正确的是()A．任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能B．生态系统的物质循环是指组成生物体的化合物进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程C．草原返青时，“绿色”为食草动物提供采食信息，说明物理信息的来源可以是生物，体现了生命活动的正常进行离不开信息传递D．通过负反馈调节能维持生态系统的相对稳定，负反馈调节的基础是生态系统具有自我调节能力解析：生态系统的物质循环是指组成生物体的元素进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，B项错误；草原返青时，“绿色”为食草动物提供采食信息，说明物理信息的来源可以是生物，体现了信息传递调节种间关系，维持生态系统稳定的功能，C项错误；通过负反馈调节能维持生态系统的相对稳定，生态系统具有自我调节能力的基础是负反馈调节，D项错误。答案：A4．(2019·福建师大附中模拟)某果园生态系统，苹果树下进行了间种草菇的试验，利用高湿度、低风速等环境条件，获得了良好的经济效益。(1)夏季，果园中栖息的某种昆虫通过鸣叫声吸引异性，这属于________信息，它的作用是___________________________________________________________。(2)草菇在该生态系统成分中属于________。苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这种生产模式体现了生态系统具有________功能。(3)长期间种草菇，该生态系统的其他生物种类也会变多，生态系统的抵抗力稳定性增强，因为，该生态系统的________趋于复杂，________能力将会增强。(4)研究小组对该生态系统中某种昆虫的能量流动情况进行了研究，据下表分析，该昆虫同化的能量是________kJ/(cm2·a)。一个生态系统中，食物链越长，最高营养级个体数量则一般较少。从能量流动方面分析，原因是_______________________________________________________________________________________。摄入的能量/(kJ·cm－2·a－1)用于生长、发育和繁殖的能量/(kJ·cm－2·a－1)呼吸作用散失的能量/(kJ·cm－2·a－1)粪便中的能量/(kJ·cm－2·a－1)51.61.523.127解析：(1)昆虫的叫声属于物理信息，昆虫通过鸣叫吸引异性进行交配，有利于种群的繁衍。(2)草菇属于分解者。苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，体现了物质的循环利用功能。(3)长期间种草菇，该生态系统的其他生物种类也会变多，营养结构会变得复杂，自我调节能力会增强，生态系统的抵抗力稳定性增强。(4)该昆虫同化的能量＝用于生长发育繁殖的能量＋呼吸作用散失的能量＝1.5＋23.1＝24.6kJ/(cm2·a)。由于能量流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少，故在一个生态系统中，食物链越长，最高营养级个体数量则一般较少。答案：(1)物理有利于种群的繁衍(2)分解者物质循环(或物质循环和能量流动)(3)营养结构自我调节(4)24.6能量流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少考点二生态系统的稳定性及调节1．生态系统稳定性的概念(1)概念：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)形成原因：生态系统具有一定的自我调节能力。(3)调节基础——负反馈调节。(4)特点：生态系统的自我调节能力是有限度的，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会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。2．稳定性两种类型的比较(1)区别：类型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(2)联系(如图所示)：两者一般呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复稳定性。3．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，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。[诊断辨析]1．害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节。(√)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。3．一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。4．河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性。(×)提示：河流轻度污染后的净化恢复属于抵抗力稳定性。5．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，生态环境恶劣，其恢复力稳定性和抵抗力稳定性都较弱。理解生态系统的反馈调节机制(1)负反馈调节。①抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。②作用结果：使生态系统达到并保持平衡和稳态。③示例：森林中的食虫鸟和害虫的数量变化。如图所示：④意义：是生态系统自我调节能力的基础。(2)正反馈调节。①加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。②作用结果：使生态系统远离平衡状态。③示例：如下图所示，若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此，由于正反馈的作用，污染会越来越严重，鱼类的死亡速度也会越来越快。生命观念——稳态与平衡观1．某草原生态系统因轻度污染而遭到部分破坏，但在相对较短时间内恢复到了污染前状态，这体现了该生态系统具有较强的抵抗力稳定性还是恢复力稳定性？若污染的强度超过一定值，则该生态系统可能崩溃，其原因是什么？提示：抵抗力稳定性生态系统的自我调节能力是有限的科学思维——模型与建模2．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。考法生态系统稳定性的分析1．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是()A．破坏后的森林生态系统不易恢复，说明其抵抗力稳定性强B．弃耕农田形成灌木林后，其恢复力稳定性提高C．大量引进外来物种，有利于增强生态系统的稳定性D．控制人类对生态系统的干扰程度，有利于维持生态系统的稳定性解析：破坏后的生态系统不易恢复，说明其恢复力稳定性弱，A项错误；弃耕农田形成灌木林后，其恢复力稳定性降低，抵抗力稳定性升高，B项错误；大量引进外来物种，可能导致生态危机，不利于增强生态系统的稳定性，C项错误。答案：D2．如图所示为