2020版新一线高考生物（人教版）一轮复习教学案：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

 [考纲展示]　1.生态系统中的信息传递(Ⅱ)　2.生态系统的稳定性(Ⅱ)

考点一| 生态系统的信息传递

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)Ⅲ—b　(2)Ⅰ—c　(3)Ⅱ—a

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．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)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。

(2)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。(×)

提示：信息传递往往是双向的，可沿食物链从低营养级向高营养级传递，也可从高营养级向低营养级传递。

(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)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。(×)

提示：信息传递可调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

(5)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。(√)

2．思考回答(规范表述)

(1)是不是所有的信息传递都为双向？作出判断并举例说明。

提示：并非所有的信息传递均具有双向性。比如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊不传递信息给草，这是单向的。

(2)尝试从信息传递角度分析：可通过哪些方法进行虫害防治？这些方法分别涉及的信息的种类是什么？

提示：①利用音响设备发出结群信号吸引鸟类，使其结群捕食害虫，这种防治方法涉及物理信息。②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，这种防治方法涉及化学信息。

辨析信息传递与能量流动、物质循环的关系

考法1　考查信息传递的类型、作用及应用

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。

1．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竞争

D．图中所示生物构成的食物网可表示为：

B　[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。]

2．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。]

考法2　综合考查生态系统的功能

3．(2019·龙岩市高三模拟)2015年，研究人员通过研究小型哺乳动物的骨骼化石，成功评估出美国大盆地地区生态系统从12 800年前更新世时代末期到20世纪早期的能量流动情况。下列有关生态系统中信息、物质和能量的叙述，错误的是(　　)

A．生态系统是信息、物质和能量的统一体

B．信息、物质、能量都可能来源于无机环境

C．信息与物质和能量一样都是循环、流动的

D．信息传递过程中伴随着一定的物质转化和能量的消耗

C　[能量流动是单向的，不能往复循环，C错误。]

4．(2019·株洲市高三质检)下列关于生态系统中物质循环、能量流动、信息传递的叙述，正确的是(　　)

A．富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点

B．信息传递并不都是双向的，生物间的信息传递是长期进化的结果

C．食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用

D．无机环境中的CO2可以在某生物群落中循环利用

B　[富营养化水体出现蓝藻水华是大量有机污物排到江湖中导致藻类大量繁殖，为物质循环的再生利用，说明物质循环反复性，A错误；信息传递并不都是双向的，比如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊不传递信息给草，这是单向的，生物间的信息传递是长期进化的结果，B正确；食物链由生产者和消费者构成，分解者不是食物链的成分，C错误；物质循环指生物群落与无机环境之间循环，D错误。]

考点二| 生态系统的稳定性及调节

1．生态系统稳定性的理解

2．生态系统的稳定性的两种类型

(1)概念

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)联系

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。

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。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。(√)

(2)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高。(×)

提示：自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性越低。

(3)森林生态系统的抵抗力稳定性要比草原生态系统高。(√)

(4)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。(√)

(5)落叶阔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：落叶阔叶林遭到严重破坏难以恢复的主要原因是其恢复力稳定性较低。

2．思考回答(规范表述)

(1)与人工生态系统相比，森林生态系统的自我调节能力较强，其原因是什么？

提示：(1)森林生态系统的物种丰富度高，营养结构复杂。

(2)必修3P110“与社会的联系”若对森林采用掠夺式砍伐，会导致什么后果？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：恢复过程极其漫长，不利于保护生物的多样性等。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．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

考法　生态系统稳定性的综合分析

1．如图表示甲乙两个相邻类型的不同生态系统，在遭受同等程度的外来干扰其稳定性发生明显波动后，再恢复到原来的结构状态所需时间的图像。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．甲的抵抗力稳定性较弱，而恢复力稳定性较强

D．甲为森林生态系统，乙为草原生态系统

C　[据题图分析，甲偏离稳态的幅度大，表明其抵抗力稳定性差，乙恢复稳态所需时间长，表明其恢复力稳定性弱，森林生态系统抵抗力稳定性应强于草原生态系统，C项正确。]

2．回答下列有关生态系统稳定性的问题。

(1)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的____________，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。

(2)同种植单一品种相比，在不同田块种植甜玉米和糯玉米等不同品种，可增加________，提高农田生态系统的稳定性。若玉米和大豆间作(相间种植)，可提高土壤肥力，原因是______________________________

____________________________________________________________。

(3)一个生态系统中若除去部分生物，该生态系统的______________稳定性将降低。

解析：(1)如果污染超过海洋生态系统的自我调节能力(或自净能力)，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。(2)种植不同品种的玉米，增加了遗传多样性；玉米与大豆间作，可提高土壤肥力，因为大豆与根瘤菌共生形成根瘤，能固氮。(3)生态系统的营养结构越简单，其抵抗力稳定性越低。

答案：(1)自我调节能力(或自净能力)

(2)遗传(基因)多样性　根瘤菌与大豆共生形成根瘤，具有固氮作用

(3)抵抗力

[技法总结]　“三看”判断抵抗力稳定性和恢复力稳定性

考点三| 设计并制作生态缸，观察其稳定性(实验)

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

1．实验设计要求

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．很多同学都曾尝试设计制作小生态瓶，但有相当一部分同学的设计并不成功。下面罗列了设计生态瓶应遵循的原理，其中不合理的是

(　　)

A．瓶内各种生物之间应有营养上的联系

B．瓶内各种生物的数量搭配应合理

C．应定时向瓶内通气，保证生物有氧呼吸

D．瓶内生态系统应获得充足的能量供应

C　[设计制作小生态瓶，瓶口应密封，从而观察生态系统的稳定性，C错误。]

2．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(　　)

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，以及生产者固定的化学能是流经生态系统的总能量，B错误；B瓶浮游动物种群密度降低除了因为缺乏食物外还缺乏氧气，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。]

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

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·海南高考)某果园发生了虫害，该虫害是由害虫A引起的。害虫招来了一种小蜂和一种小鸟，小蜂把卵产入害虫A体内，孵出的小蜂幼虫吃空虫体后羽化飞出，再攻击害虫A的其他个体。小鸟特别喜食害虫A，也捕食小蜂。在体内有小蜂幼虫的害虫A中，有些个体常疯狂地摇摆身体，因而容易被小鸟发现而被捕食。回答下列问题：

(1)小鸟和小蜂的种间关系为______________。

(2)小鸟捕食疯狂摇摆的害虫A，对A种群的生存____________(填“有利”“不利”或“无影响”)，理由是________________________

____________________________________________________________。

(3)体内有小蜂幼虫的害虫A摇摆身体为小鸟提供了一定的信息。在生态系统中，信息对种间关系具有____________作用，有利于维持生态系统的稳定。

解析：(1)小鸟和小蜂都以害虫A为食物，二者之间存在竞争关系，小鸟在捕食害虫A时刻将其体内的小蜂幼虫一并捕食，故二者之间同时存在捕食关系。

(2)害虫A的疯狂摇摆引来小鸟捕食害虫A，同时可将其体内的小蜂幼虫一并捕食，可减少小蜂的种群数量，减少小蜂对害虫A种群中其他个体的捕食，对A种群中其他个体的生存有利。

(3)生态系统中的信息传递可调节生物的种间关系，有利于维持生态系统的稳定。

答案：(1)捕食和竞争

(2)有利　小鸟在捕食该害虫A的同时也捕食了害虫A的天敌(其他合理答案亦可)     (3)调节

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)题述食物链中次级消费者是青蛙。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