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1、第4、5节生态系统的信息传递及稳定性一、生态系统的信息传递二、生态系统的稳定性自我校对：物理信息物理过程化学信息行为信息种间稳定结构和功能自我调节负反馈干扰物质、能量投入结构与功能的协调议一议：信息传递不像物质流那样是循环的，也不像能量流那样是单向的，而往往是双向的，有从输入到输出的信息传递，也有从输出向输入的信息反馈。看一看：从生态系统的结构上看：生产者、消费者和分解者的种类、数量比例相对稳定，食物链、食物网相对稳定。从生态系统的功能上看：物质和能量的输入和输出相对平衡。想一想：热带雨林基础较好、结构简单的生态系统如草原生态系统。一、生态系统的信息传递1信息传递的具体体现信息传递存在于生态系
2、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，而且具有调节生态系统稳定性的作用。2与能量流动、物质循环的比较能量流动能量流动物质循环物质循环信息传递信息传递特点特点单向流动，逐单向流动，逐级递减级递减循环运动，反循环运动，反复利用复利用往往是双向的往往是双向的范围范围生态系统中各生态系统中各营养级营养级生物圈生物圈生物之间，生物生物之间，生物与环境之间与环境之间地位地位生态系统的动生态系统的动力力生态系统的基生态系统的基础础决定能量流动和决定能量流动和物质循环的方向物质循环的方向和状态和状态联系联系同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统
3、一整体体特别提醒物理信息有明显的光、声、电、磁等物理载体，行为信息重在行为，较特殊。生态系统的信息传递是双向的，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。跟踪训练1萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系有分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用()A物理信息；化学信息；行为信息B物理信息；行为信息；化学信息C行为信息；物理信息；化学信息D化学信息；行为信息；物理信息解析：生态系统中信息的分类是以
4、传递信息的载体为依据来划分的。物理信息是通过物理因素、物理过程来传递的，如光、声、温度、磁力等；传递化学信息的是一些化学物质，如性外激素等；行为信息是通过动物的特殊行为、动作这些“肢体语言”来传递和表达的。题干中植物根系分泌的是一种化学物质，很明显属于化学信息。鸟发现天敌后，做出了很夸张的动作，强调的是特殊的行为，所以属于行为信息。答案：B二、生态系统稳定性的理解及其调节1生态系统稳定性的理解生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可以从以下几个方面理解：(1)结构的相对稳定：生态系统中动植物的种类及数量一般
5、不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如下图曲线表示：(2)功能的相对稳定：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。(3)图解：2生态系统的反馈调节当生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象，包括正反馈调节和负反馈调节。特别提醒生物圈的稳定性是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。生物圈中生物间复杂的营养关系是生物圈稳态维持的根本原因。生态系统两种稳定性关系：a自我调节能力较强的生态系统抵抗力稳定性较强。b抵抗力稳定性较强的生态系统恢复力稳定性较差。c恢复力稳定性较强的生态系统
6、抵抗力稳定性较差。跟踪训练2在一片动物种类繁多的森林中，消费者、分解者的种类和数目基本稳定，那么，下列哪项与之不相符()A能量流动和物质循环保持动态平衡B食物链和食物网保持相对稳定C各类生物所含的能量值基本不变D各种群年龄组成维持增长型解析：根据题意：森林中消费者、分解者的种类和数目基本稳定，可知该森林是一个稳定的生态系统。作为一个稳定的生态系统其结构保持相对稳定，即各种生物的种类及数量一般变化不大，食物链和食物网保持相对稳定；其功能相对稳定，即物质、能量的输入与输出保持动态平衡。所以A、B、C都是正确的，选项D是错误的，各种群年龄组成维持稳定型。答案：D规律总结：抵抗力稳定性、恢复力稳定性和
7、总稳定性之间的关系：生态系统的稳定性常常与生态系统的营养结构(食物链与食物网)联系起来考虑，因此，把握食物链，尤其是食物网中各生物之间的变化关系尤为重要。其特点如下：食物链越短，营养结构越稳定。生产者越多，营养结构越稳定。生物种类越多，营养结构越稳定。生物关系越复杂，营养结构越稳定。这四点要综合考虑，往往是在同一生态系统中来考虑其食物链或食物网中某种结构的稳定性。题型一生态系统信息传递的综合考查【例1】有关生态系统的信息传递的叙述正确的是()A生态系统中物理信息的来源只能来自无机环境B动物的特殊行为对于同种或异种生物能够传递信息C植物开花属于化学信息D生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向
8、的思路点拨：解答本题的关键有以下两个方面：明确生态系统信息传递发生的范围。准确区分三种信息的传递形式。【标准解答】逐项分析如下：选项判断选项判断原因分析原因分析A项错误项错误生态系统中的物理信息可能来自于无机环境，也生态系统中的物理信息可能来自于无机环境，也可能来自于同种或不同种的其他生物可能来自于同种或不同种的其他生物B项正确项正确动物的特殊行为一般是一种行为信息，对于同种动物的特殊行为一般是一种行为信息，对于同种或异种生物也能够传递信息或异种生物也能够传递信息C项错误项错误植物开花是通过花的颜色、花的气味传递的一种植物开花是通过花的颜色、花的气味传递的一种物理信息，以吸引传粉的昆虫等生物，
9、属于物理物理信息，以吸引传粉的昆虫等生物，属于物理信息信息D项错误项错误信息传递可以发生在个体与个体之间、种群与种信息传递可以发生在个体与个体之间、种群与种群之间、生物群落与无机环境之间，是一种双向群之间、生物群落与无机环境之间，是一种双向传递，但能量是单向流动、逐级递减的传递，但能量是单向流动、逐级递减的【答案】B【误区警示】鸟类鸣叫、萤火虫发光、昆虫发出的声音、植物开花都是物理信息，而非行为信息，都有明显的物理载体，如声、光、色、味等。题型二生态系统稳定性的分析【例2】如下图为某一生态系统稳定性图解。对此理解不正确的是()Aa为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性Ba为恢复力稳定性，b为抵抗力稳
10、定性C恢复力稳定性与营养结构呈相反关系D抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系思路点拨：由题干可获得的主要信息有：稳定性两个方面的关系，营养结构复杂程度与稳定性的关系。解答本题可先分析曲线纵、横坐标的含义，然后再逐项分析。【自主解答】生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，它们均与生态系统营养结构的复杂程度有关。营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越大，而恢复力稳定性越小。【答案】B【规律方法】生态系统的稳定性的实质是生态系统结构和功能的稳定，而生态系统的结构与功能本身也是相适应的，结构的稳定是其功能稳定的基础，而功能的稳定又是结构稳定的保证。变式训练下图表示甲、乙两个相邻的生态系统，但类型不
11、同，在遭受同等程度的外来干扰功能发生明显波动后，再恢复到正常所需的时间的图像，关于这两个生态系统稳定性的叙述，正确的是()A甲的抵抗力稳定性较乙强B乙的恢复力稳定性较甲强C甲的抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性强D甲为森林生态系统，乙为草原生态系统解析：由图看出，甲在受到外来干扰后，较乙破坏程度很快表现出来，但也很快恢复到原来的状态，因此其抵抗力稳定性弱，而恢复力稳定性强。答案：C一、选择题1(2009福建卷)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，可以提高生态系统稳定性C生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作
12、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，生态系统恢复力稳定性就越强解析：D选项中，生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统抵抗力稳定性越强，而恢复力稳定性越弱。答案：D2(2009天津卷)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析，下列叙述正确的是()甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂乙生态系统在S点后一定有新的物种产生乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程ABC D解析：从图中我们可看出甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强；甲、乙两生态系统种群数量与气候变化有关，与群落中营养关系不大；新
13、物种产生需经历漫长的时间；乙生态系统在S点生物群落基本消失，S点以后又出现新的群落，属于次生演替。由此可得正确答案为B。答案：B3下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是()A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B在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高C在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降D一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高解析：本题考查“生态系统的稳定性”。生态系统的稳定性包括两个方面：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构的复杂程度有关，成分和营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越大，
14、相应地，其恢复力稳定性就越小。题中A、C、D选项中的生态系统，都是向着成分和营养结构复杂化的方向发展，而B选项中生态系统是趋向单一化方向(只让牧草生长)发展，其抵抗力稳定性降低。答案：B4某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是()A早期不属于负反馈，后期属于负反馈B早期属于负反馈，后期不属于负反馈C早期、后期均属于负反馈D早期、后期均不属于负反馈解析：池塘中存在着藻类水蚤食物链，藻类增多使水蚤食物增多，水蚤也随之增多，而水蚤的增多使其食物(藻类)又减少，这是负
15、反馈调节。后期排入污水使水蚤死亡，而水蚤死亡加重了污染，使更多水蚤死亡，即污染造成的后果使污染加剧，这是正反馈调节。答案：B5有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上()A回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统B撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复C回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产D回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林解析：生态系统的破坏主要是人类不合理的开发利用导致的。要恢复到原有自然生态系统状态，应避免人类过多干扰，回填土壤后栽种多种当地植物，增强自我调
16、节能力，D项正确。A项中不能引进外来物种，否则会造成外来物种入侵；B项中等待自然恢复太缓慢；C项中栽培经济作物会带来人类过多干扰。答案：D二、简答题6(2009海南卷)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
17、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_。解析：(1)X由植物释放，可吸引甲昆虫天敌，也可驱赶乙昆虫，故分别在植物与甲昆虫天敌、植物与乙昆虫之间进行传递。(2)光信息影响两种昆虫的活动时间，甲昆虫的活动还受到其天敌的影响，故影响甲昆虫活动的信息两大来源是无机环境和生物。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。蜘蛛捕食时感受的是蛛网的震动，为物理信息。(3)物质X可吸引甲的天敌，驱赶乙昆虫，故甲昆虫天敌增加，因乙昆虫减少，其天敌也随之减少。答案：(1)植物与甲昆虫的天敌，植物与乙昆虫(2)无机环境生物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
18、虫天敌数量减少7为观察生态系统稳定性，设计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。请回答以下问题：注：“”表示有；“”表示无生态系统组成生态系统组成光光水草水草藻类藻类浮游动浮游动物物小鱼小鱼泥沙泥沙生态瓶生态瓶编号编号甲甲乙乙丙丙丁丁(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_，原因是_。(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是_。(3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量_，原因是_。(4)根据观测结果，得出结论：_；_。解析：密闭生态瓶的稳定性，取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。在光照条件下，水草、藻类作为生产者进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者浮游动物和小鱼提供氧气和食物，泥沙中含有微生物分解者，可分解水中的有机物成无机物，实现瓶内物质循环。乙瓶缺光、丙瓶缺分解者，两者都不能长久地维持稳定，甲瓶无小鱼较丁瓶有小鱼稳定的原因可能是生态瓶较小，小鱼的存在和长大会引起生物间的竞争加剧，打破原有的平衡。答案：(1)下降缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长(2)缺乏泥沙，分解者数量太少(3)减少消费者较多，消耗较多的氧气(4)生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量(太阳能)生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定