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版必修3第9单元第5讲生态系统的信息传递和稳定性

第5讲　生态系统的信息传递和稳定性

考纲要求

全国卷五年考情

1.生态系统的信息传递（Ⅱ）

2014·卷ⅡT31

2.生态系统的稳定性（Ⅱ）

2013·卷ⅠT32

考点一|生态系统的信息传递

（对应学生用书第219页）

[识记—基础梳理]

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、数据与信号等称为信息。

2．信息的种类（连线）

（1）物理信息　Ⅰ.化学物质　　a．蜜蜂跳舞、孔雀开屏

（2）化学信息Ⅱ.b．光、声、温度、湿度、磁力

（3）行为信息Ⅲ.物理过程c．有机酸、生物碱和性外激素

【提示】　

（1）Ⅲb　

（2）Ⅰc　（3）Ⅱa

3．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。

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：

如利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。

1．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。

（√）

2．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。

3．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。

4．稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统，卷叶螟和褐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。

（√）

5．生态系统的信息传递对所有捕食者都必然是有利的。

（×）

【提示】　生态系统的信息传递具有双向性，有的对被捕食者有利，如鸟的叫声，提醒同伴逃避敌害。

6．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。

（√）

7．能量流动是单向的，物质循环和信息传递都是双向的。

（×）

【提示】　物质循环的特点为循环流动、反复利用，具有全球性，信息传递往往是双向的。

[理解—深化探究]

1．试从信息传递角度分析，可通过哪些方法进行害虫防治？

【提示】　可在田间释放大量人工合成的性引诱剂，干扰害虫正常交尾，达到降低害虫数量的目的。

2．下图为生态系统的信息传递模型，据图回答下列问题。

（1）图中“信息”可来自何处？

【提示】　生物或无机环境。

（2）从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？

【提示】　不是，在生物与生物之间以及生物与环境之间都能发生信息传递。

（3）从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？

【提示】　具有双向传递的特点。

3．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

[运用—考向对练]

考向1　信息传递的类型、特点及应用分析

1．某植物上栖息着以该植物为食的甲、乙两种昆虫和以乙昆虫为食的蜘蛛。

甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。

甲昆虫采集该种植物的叶片后，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。

下列说法错误的是（　　）

A．可采用样方法调查甲昆虫的种群密度

B．影响乙昆虫活动的信息类型为化学信息

C．蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫利用了物理信息

D．施用人工合成的物质X，短期内乙昆虫的天敌数量减少

B　[甲昆虫的活动能力比较弱，可采用样方法调查甲昆虫的种群密度，A正确；乙昆虫在夜晚活动，影响乙昆虫的信息有光照和X物质，分别为物理和化学信息，B错误；蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫利用了物理信息，C正确；施用人工合成的物质X，能驱赶乙昆虫，因此短期内乙昆虫的天敌数量减少，D正确。

]

2．（2018·西安模拟）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，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

C　[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，说明性引诱剂具有高效性。

]

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。

　下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述，不正确的是（　　）

A．动物的特殊行为可在同种或异种生物之间传递信息

B．生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的

C．信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定

D．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，以降低害虫的种群密度

B　[动物的特殊行为，对于同种或异种生物来说能够传递某种信息，即行为信息，A正确；生态系统中的信息传递往往是双向的，B错误；生态系统信息传递有调节生物种间关系，维持生态系统稳定的作用，C正确；利用昆虫信息素（即化学信息）诱捕或警示有害动物，可降低害虫的种群密度，D正确。

]

考向2　生态系统功能的综合考查

3．下列关于生态系统功能的相关叙述中，正确的是（　　）

A．输入生态系统的能量只有太阳能

B．生态系统中的信息传递主要指细胞间信息传递

C．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级

D．无机环境中的物质可以通过一定途径被生物群落反复利用

D　[人工生态系统，如鱼塘生态系统，能量的输入，除了来自生产者固定的太阳能外，还有人工投入的饵料中的能量，A错误；生态系统中的信息传递主要指个体与个体之间、种群与种群之间、生物与无机环境之间，不可能发生在细胞间，B错误；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级和分解者，C错误。

]

4．物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。

下列有关叙述不正确的是（　　）【导学号：

67110084】

A．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同

B．生态系统中的能量可促使物质不断在生物群落和无机环境之间循环往返

C．植物可以通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环

D．生物之间的捕食离不开信息传递

A　[在食物链中，植物、植食动物和肉食动物获得能量的方式及能量的用途是不相同的；生态系统中的能量可促使物质不断在生物群落和无机环境之间循环往返；植物可以通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环；生物之间的捕食离不开信息传递。

]

　下列有关生态系统功能的描述，错误的是（　　）

A．分解者的分解作用是物质循环的关键环节之一

B．物质流是循环的，能量流是单向的，信息流既可以是双向的也可以是单

向的

C．一个生态系统的营养级越多，营养结构越复杂，恢复力稳定性越高

D．信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，

具有调节生态系统稳定性的作用

C　[物质循环的关键成分是生产者和分解者，A正确；能量流动是单向的，物质循环具有全球性和循环性，信息传递是单向或双向的，B正确；营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，C错误；信息传递的功能之一是调节生物种间关系，维持生态系统的稳定性，D正确。

]

考点二|生态系统的稳定性及调节

（对应学生用书第221页）

[识记—基础梳理]

1．生态系统稳定性的理解

2．生态系统稳定性的类型

（1）类型

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）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

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

联系

二者一般呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性

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。

[教材边角知识]　必修3P110“与社会的联系”,你还能举出生活中其他可以长期维持稳定的生产的例子吗？

_________________________________________________________________

【提示】　如农业生产中不断施肥、灌溉、除草及控制病虫害等可以使种植单一农作物的农田保持稳定。

1．判断正误

（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）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。

（4）生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性。

（√）

（5）在一块牧草地上栽种乔木树林后，其恢复力稳定性下降。

（√）

（6）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。

2．据图思考

图1为草原生态系统中的反馈调节示意图，图2为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。

图1

图2

（1）反馈调节有正反馈调节和负反馈调节，图1和图2分别属于哪一种？

_______________________________________________________________。

（2）请写出图1中的食物链。

_______________________________________________________________。

（3）甲状腺激素分泌增加后，会影响下丘脑和垂体的分泌活动，其中的反馈调节和图中的哪种调节方式相同？

_______________________________________________________________。

[答案]　

（1）图1所示的是负反馈调节，图2所示的是正反馈调节

（2）乙→甲→丙

（3）甲状腺激素分泌增加后，会抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这种反馈调节是负反馈调节，和图1中的调节方式相同

[理解—深化探究]

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。

（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．生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系解读

[运用—考向对练]

考向　生态系统稳定性的类型、机制及应用

1．（2018·唐山市高三一模）下列有关生态系统稳定性，正确的是（　　）

A．生态系统的自我调节能力主要是通过反馈调节来实现的

B．同等强度干扰下，草原生态系统比沙漠生态系统恢复的慢

C．外来物种入侵会增加物种多样性，提高生态系统的稳定性

D．河流受到轻度污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物分解来保持

原状，属于恢复力稳定性

A　[同等强度干扰下，由于沙漠环境比较恶劣，恢复力比较弱，所以草原生态系统比沙漠生态系统恢复的速度快，B错误；外来物种入侵往往会导致本地物种的减少，降低生态系统的稳定性，C错误；河流受到轻度污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物分解来保持原状，属于抵抗力稳定性，D错误。

]

2．两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰（a）后，其结构和功能的曲线变化情况如图所示，由图不能得出的结论是（　　）

A．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强

B．同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则B点左移

C．若甲生态系统的干扰强度增大，则C点右移

D．乙生态系统B点后一定有新的物种产生

D　[从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到干扰后，与乙相比，甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高，A项正确。

若乙的干扰提前，其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前，即B点左移，B项正确。

若甲的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延长，C点右移，C项正确。

乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生，D项错误。

]

1．生态系统抵抗力稳定性与自我调节能力的大小关系如下：

2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断：

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。

　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（　　）

生态系统抵抗力与恢复力稳定性关系示意图

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

C　[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。

]

考点三|设计并制作生态缸，观察其稳定性（实验）

（对应学生用书第223页）

[原理流程]

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

[实验关键]

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，自我调节能力极差，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。

[对点练习]

1．下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

B　[在小生态瓶的不同水层有不同的生物分布，所以其群落存在垂直结构，A正确；虾和螺蛳吃金鱼藻，所以小生态瓶中有食物链存在，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，C正确；生态瓶的稳定需要适宜的温度和光照条件，D正确。

]

2．（2018·湖北省黄冈中学等八校联考）现有A、B两个密闭、透明的生态瓶，其生物组成相同，而光照条件不同（见下表）。

一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶稳定。

下列分析合理的是（　　）【导学号：

67110085】

生态瓶

编号

光照

含微生物

的泥沙

浮游藻类

水草

浮游动物

A

＋

＋

＋

＋

＋

B

－

＋

＋

＋

＋

注“＋”表示有，“－”表示无。

A．A瓶中的所有生物组成食物网，而B瓶中所有生物组成一条食物链

B．A瓶中有光照，生产者固定的全部太阳能是能量流动的源头

C．B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

D　[A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，处于相对稳定状态，D正确。

]

真题验收|感悟高考　淬炼考能

（对应学生用书第224页）

1．（2015·全国卷Ⅱ）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　[A项，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。

B项，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。

C项，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。

D项，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。

]

2．（2014·天津高考）图a、b分别为农村和城市生态系统的生物量（生命物质总量）金字塔示意图。

下列叙述正确的是（　　）

A．两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系

B．两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成

C．城市生态系统不具有自我调节能力，抵抗力稳定性低

D．流经两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能

A　[A项，生态系统均可通过信息传递调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

B项，题图a、b分别表示农村和城市生态系统的生物量金字塔，两者的营养结构不是由3个营养级组成的，如在农村生态系统中，存在食物链：

农作物→昆虫→蜘蛛→鸟→猫头鹰，不只由3个营养级组成。

C项，任何生态系统都具有自我调节能力，只是自我调节能力有一定的限度。

虽然城市生态系统的营养结构简单，但其也有自我调节能力，只是自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。

D项，流经城市生态系统的总能量来自植物固定的太阳能和外来人为的物质输入。

]

3．（2017·海南高考）回答下列与生态系统稳定性有关的问题：

（1）生态系统的稳定性是指__________________________________________

________________________________________________________________。

（2）在广袤的非洲草原上，食草动物如同“割草机”一样，通过迁徙在不同的草场上采食，这一现象年复一年地进行着，然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性，这是由于该生态系统具有________________。

（3）草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰是草原生态系统的一条食物链，在这条食物链中，次级消费者是________，在生态系统中消费者的作用有_____________

___________________________________________________（答出两点即可）。

[解析]　

（1）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是生态系统的稳定性。

（2）生态系统自身具有的自我调节能力能够维持生态系统的稳定性。

（3）次级消费者是青蛙。

消费者的作用是能够促进生态系统物质循环和能量流动；调节种间关系；帮助植物传粉和传播种子；维持种群和生态系统的稳定性。

[答案]　

（1）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）自我调节的能力　（3）青蛙　消费者是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节；调节种间关系；维持种群和生态系统的稳定性

1．生态系统中信息的种类：

物理信息、化学信息和行为信息。

2．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。

3．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。

4．生态系统的稳定性

（1）生态系统的稳定性：

保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。

（2）抵抗力稳定性：

抵抗外界干扰，保持原状的能力。

（3）恢复力稳定性：

受到干扰后恢复原状的能力。

5．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功能的协调。