2022版高考生物一轮复习第9单元生物与环境第31课生态系统的信息传递和稳定性学案新人教版

这是一份2022版高考生物一轮复习第9单元生物与环境第31课生态系统的信息传递和稳定性学案新人教版，共10页。学案主要包含了生态系统的信息传递，生态平衡与生态系统的稳定性，设计制作生态缸，观察其稳定性等内容，欢迎下载使用。


一、生态系统的信息传递
1．信息：在日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
2．信息的种类、特点、来源及实例(连线)
提示：①—b—Ⅲ—C ②—c—Ⅰ—A ③—a—Ⅱ—B
3．信息传递的作用
4．信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农畜产品的产量。
(2)对有害动物进行控制。
二、生态平衡与生态系统的稳定性
1．生态平衡：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
2．处于生态平衡的生态系统的特征
(1)结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
(2)功能平衡：物质总在循环，能量不断流动。
(3)收支平衡：植物制造的可供其他生物利用的有机物的量相对稳定。
3．调节机制：负反馈机制
(1)信息来源：一个系统中系统工作的效果。
(2)作用效果：使该系统工作的效果减弱或受到限制。
(3)意义：使系统保持稳定，是生态系统具备自我调节能力的基础。
4．生态系统的稳定性
(1)概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，即生态系统维持生态平衡的能力。
(2)生态系统的稳定性的两个方面
(3)抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间的关系
一般情况下二者呈负相关，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。
5．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
三、设计制作生态缸，观察其稳定性
1．实验原理：生态系统保持稳定需要一定的条件。
(1)具有生态系统的各种成分。
(2)不同营养级生物之间应具有合适的比例。
2．实验步骤
eq \x(基质)：铺垫沙土和含腐殖质较多的土
↓
eq \x(注水)：注入适量的自来水，使缸内有陆上与水下之分
↓
eq \x(放置动植物)：eq \a\al(根据生物本身的生活习性正确放置适量的,生物个体)
↓
eq \x(密封生态缸)：用胶带将生态缸口密封
↓
eq \x(移置生态缸)：eq \a\al(将生态缸放置在室内通风、光线良好的地方，,避免阳光直射)
↓
eq \x(观察记录)：eq \a\al(每个星期至少观察一次生态缸内生物种类及数量,的变化)
1．生态系统中的信息可分为物理信息、化学信息、行为信息
(1)生态系统维持相对稳定离不开信息传递。(√)
(2)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息。(×)
(3)生态系统的物理信息都来源于环境。(×)
(4)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。(×)
(5)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。(√)
(6)害虫与拟水狼蛛间的信息传递，不利于维持生态系统的稳定。(×)
2．生态系统具有维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力
(1)人类使用农药消灭害虫，提高农作物产量，属于负反馈机制。(×)
(2)森林生态系统的抵抗力稳定性要比草原生态系统高。(√)
(3)极地苔原由于物种组成单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低。(√)
(4)害虫数量对其天敌鸟类数量的影响一定存在反馈调节。(√)
生态系统的信息传递
“明月别枝惊鹊，清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年，听取蛙声一片。”
宋代诗人辛弃疾的词句生动地描写了夏夜的清幽，令人在稻花香、蛙声的想象中联想到了即将到来的丰年景象。
(1)“明月别枝惊鹊”“稻花香里说丰年”，体现了生态系统哪些类型的信息？
答案：物理信息、化学信息。
(2)鸣叫的蝉是雄蝉，雌蝉不会鸣叫，雄蝉的鸣叫可能起到了什么作用？体现了信息传递的什么作用？
答案：吸引雌蝉前来交配。体现了信息传递对种群繁衍的影响。
(3)根据生态系统的功能，描述“蛙声”与“丰年”之间的可能联系。
答案：青蛙捕食害虫，可以使能量更多地流向水稻，从而提高产量。
1．判断生态系统信息种类的方法
2．总结生态系统三大功能的区别与联系
考向1| 生态系统的信息类型
1．下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是( )
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
C 解析：A项中的“信息素”、B项中的“化学物质”、D项中的“气味”说明传递的信息均属于化学信息，而C项中的“低频声波”能说明传递的信息属于物理信息。
考向2| 信息传递在生态系统中的作用
2．如图所示，当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，烟草叶片会释放出挥发性的化学物质，这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。下列叙述不正确的是( )
A．甲种蛾幼虫与天敌的种间关系最可能是捕食
B．在烟草叶片保护其不受蛾幼虫侵害时起作用的信息类型是物理信息
C．甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是种间竞争
D．图中所示生物构成的食物网可表示为
B 解析：烟草叶片可通过释放挥发性的化学物质保护其不受蛾幼虫侵害，发挥作用的信息类型为化学信息，由此判定B项错误。
(1)据图分析影响乙种蛾生命活动的信息类型。乙种蛾夜间在烟草叶片产卵，说明受光照等物理信息的影响；烟草叶片释放的化学物质驱赶乙种蛾，说明其生命活动受化学信息的影响。
(2)烟草释放的化学物质驱赶乙种蛾表现了信息传递哪些方面的作用？说明信息传递影响种群的繁衍；也说明信息传递可调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。
考向3| 生态系统功能综合
3．(2021·山东青岛模拟)下图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C代表3种不同生物物种，物种A处于第二营养级，物种B处于第二营养级和第三营养级，而物种C捕食物种A和物种B。下列叙述错误的是( )
A．碳在乙、丙、丁之间的传递形式为有机物
B．图中种间关系为种间竞争和捕食的有物种A和物种B、物种B和物种C
C．在一定时间内，丙中物种C的种群数量增长模型符合“J”形增长模型
D．图中物种A和物种B之间信息传递的种类可能有物理信息、化学信息和行为信息
C 解析：根据题图可知，图中的甲、乙、丙、丁分别是大气中的二氧化碳库、生产者、消费者和分解者。乙、丙、丁属于生态系统中的生物部分，故碳在乙、丙、丁之间的传递形式为含碳有机物，A正确；根据题干可知，物种A处在第二营养级，物种B处在第二和第三营养级，说明物种A与物种B之间有捕食和种间竞争的关系，又由于物种C捕食物种A和物种B，故物种B和物种C之间也有捕食和种间竞争关系，B正确；根据题图中环境容纳量和目前的种群数量可知，物种C的种群数量已经达到了环境容纳量，故在一定时间内，丙中物种C的种群数量增长模型不符合“J”形增长模型，C错误；物种A和物种B之间有捕食和种间竞争关系，故图中物种A和物种B之间信息传递的种类可能有物理信息、化学信息和行为信息，D正确。
生态系统的稳定性
1．理解生态系统稳定性的两个关键点
(1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还与生物的个体数量有关。食物链数量越多越稳定，若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定性程度高。
(2)生态系统的稳定性不是恒定不变的，而是处于相对稳定的状态。
2．正确区分正反馈调节与负反馈调节
3.判断生态系统稳定性的方法
(1)抵抗力稳定性强弱的判断
(2)恢复力稳定性强弱的判断：一般与抵抗力稳定性成反比，但是也有例外，如极地苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱。
1．(2020·山东模拟)热带森林中的某种树木会吸引自身病原菌在周围土壤定居，这种树木的种子有的会被病原菌选择性杀死，有的会被鸟类带离并在新的区域存活下来。下列说法错误的是( )
A．病原菌使这种树木无法在同一区域过度聚集
B．鸟类以该植物果实为食时属于初级消费者
C．病原菌体内的碳元素能以二氧化碳的形式传递给树木
D．热带森林物种丰富、营养关系复杂，恢复力稳定性强
D 解析：树木的种子有的会被病原菌选择性杀死，病原菌使这种树木无法在同一区域过度聚集，A正确；植物属于生产者，鸟类以该植物果实为食时属于初级消费者，B正确；病原菌体内的碳元素能以二氧化碳的形式(呼吸散失)传递给树木(光合作用固定)，C正确；热带森林物种丰富、营养关系复杂，抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱，D错误。
2．下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是( )
A．河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性
B．恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
D．引入新物种到一个生态系统使生物种类增加从而提高抵抗力稳定性
C 解析：河流受到轻微的污染依然清澈表现出“抵抗干扰，保持原状”，属于抵抗力稳定性；有些生态系统(如苔原)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较弱；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性；引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝，从而使抵抗力稳定性下降。
设计制作生态缸，观察其稳定性
1．设计和制作生态缸的要求
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。
1．将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中，密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述，错误的是( )
A．植物为鱼的生存提供O2
B．鱼可为植物的光合作用提供CO2
C．能量流动可以从植物到鱼，也可以由鱼到植物
D．若该玻璃缸长期置于黑暗中，鱼和植物将会死亡
C 解析：植物进行光合作用，为鱼的生存提供O2；鱼进行细胞呼吸，可为植物的光合作用提供CO2；能量流动可以从植物到鱼，不能由鱼到植物，能量不能逆向流动；若该玻璃缸长期置于黑暗中，植物无法进行光合作用，则鱼和植物将会死亡。
2．甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，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。下列有关叙述错误的是( )
注：“＋”表示有；“－”表示无。
A．生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理
B．乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入
C．丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行
D．丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定
A 解析：生态瓶必须是密闭的，但不能让阳光直射，因为光照过强，生态瓶内温度太高，会使生物失去活性；缺乏光照情况下生产者无法进行光合作用，生产者不能生长，生态瓶不稳定，说明了生态系统需要稳定的能量输入；由于丙瓶中没有泥沙，分解者数量太少或没有分解者的分解作用，所以不利于物质循环的顺利进行；丁瓶与甲瓶相比，氧气含量较少，因为消费者(浮游动物、小鱼)较多，呼吸会消耗较多的氧气，故丁瓶不如甲瓶稳定。
命题生长点1 生态系统的信息传递
甲、乙、丙之间的信息传递可通过哪些形式进行？举例说明。
答案：物理信息，如体色、温度、声音等；化学信息，如气味等；行为信息，如动作等。
命题生长点2 生态系统的稳定性
(1)图A中三种生物的食物关系是怎样的？甲、乙、丙三种生物的数量可以保持相对稳定，这体现了生态系统稳定性的哪一方面？
答案：乙→甲→丙；抵抗力稳定性。
(2)鱼类死亡后会导致污染加剧，使更多的鱼类死亡，其原因是什么？
答案：鱼类死亡后，分解者的有氧呼吸消耗了较多的氧气，使更多的鱼类缺乏氧气而死亡。
(3)图B与图A所反映的反馈机制有何不同？
答案：图A反映的是负反馈调节机制；图B反映的是正反馈调节机制。
关于信息传递的三点提醒
(1)生态系统的能量是“单向”流动的，物质是“循环”利用的，信息传递一般是“双向”的。
(2)物理信息来源于生物或非生物环境，化学信息和行为信息来源于生物。
(3)信息传递可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与非生物环境之间。
课程标准要求
学业质量水平
2.2.7 举例说出生态系统中物理、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
2.3.1 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
2.3.2 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
2.3.3 阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定
1.通过分析生态系统的稳定性，建立生命系统的稳态观。(生命观念)
2.通过分析抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线，培养运用逻辑思维分析问题、解决问题的能力。(科学思维)
3.通过“设计制作生态缸，观察其稳定性”的实验，提高实验设计、动手操作及观察、分析能力。(科学探究)
4.通过分析信息传递在实践中的应用及提高生态系统稳定性的措施，形成保护生物与环境的责任感。(社会责任)
项目
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
影响
因素
项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动，逐级递减
循环性，全球性
往往是双向的
范围
生态系统
生物圈
生物之间，生物与非生物环境之间
途径
主要是食物链和食物网
多种
地位
物质循环的动力
能量流动的载体
决定物质循环和能量流动的方向和状态
联系
同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
项目
正反馈调节
负反馈调节
调节
方式
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统远离相对稳定状态
有利于生态系统保持相对稳定
实例
分析
已污染的湖泊污染加剧
森林中鸟与害虫的平衡
设计要求
相关分析
生态缸一般是封闭的
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，在一定时期内保持相对稳定
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
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
＋
＋
＋
＋
＋
＋
生活实践情境
图A中甲、乙、丙三种生物构成一条食物链，图中箭头方向表示其数量变化关系，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。