2014届高考生物一轮复习基础自主加强课件必修三 43 生态系统的信息传递与稳定性

温度 光 化学物质 性外激素 特殊行为 生命活动 繁衍 种间 稳定 控制 问题探究1：物理信息与行为信息如何区分？ 提示：物理信息有明显的光、声、磁力等物理 载体，行为信息重在行为，较特殊。 如孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方信息 则属于行为信息，如果是通过羽毛的颜色等传 递给对方信息，则属于物理信息。 恢复 功能 干扰 结构 自我调节 小 低 自我调节 生态系统 恢复原状 自我调节能力 相反 干扰程度 物质、能量 结构和功能 问题探究2：森林生态系统稳定性一定比草原 生态系统高吗？ 提示：不一定，森林生态系统的抵抗力稳定性 高于草原生态系统，但其恢复力稳定性低于草 原生态系统。 一、判断题 1.信息传递是生态系统的基本功能之一。 ( ) 【答案】 2.蜜蜂炫丽的舞蹈属于物理信息。 ( ) 【答案】 3.农业生产上可利用信息传递的原理防治有害 昆虫。 ( ) 【答案】 4.在任何生态系统中，抵抗力稳定性越弱，恢 复力稳定性越强。 ( ) 【答案】 5.负反馈使系统保持平衡和稳态，正反馈使系 统远离平衡状态。 ( ) 【答案】 6.提高生态系统的稳定性，就是禁止对生态系 统的干扰和利用。 ( ) 【答案】 二、选择题 7.下列属于生态系统信息传递的是 ( ) A.人体内一细胞和周围细胞进行信息交流 B.肾上腺素又称应急激素，人在紧急状态下分 泌较多，以应变紧急的环境 C.神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜兴 奋或抑制 D.昆虫分泌性外激素，引诱同种异性昆虫前来 【解析】 A、B、C三项均为生物体内的信息 传递。 【答案】 D 8.(2012盐城调研)生态捕虫板(又称黄板或粘 虫板)是一种正反面均涂有不含任何有毒物质 的粘合剂(机油加入少量黄油)的黄色硬塑板。 根据同翅目和双翅目昆虫成虫的趋黄特性来诱 杀害虫的成虫。此过程的信息传递方式是 ( ) A.化学信息 B.物理信息 C.行为信息 D.其他信息 【解析】 本题考查生态系统的信息传递的有 关知识。通过颜色传递的信息是物理信息。 【答案】 B 9.某生态学家调查相隔200公里的两片森林(面 积大约相等)中几种昆虫的数目，所得结果如 下表。下列有关叙述中，正确的是 ( ) 年份昆虫种类 甲乙丙丁戊 森林1990 3253026155 1992 182 1457600 森林1990 280 190 200 1690 1992 205 100 245 306 10 A.从调查数据看，1992年森林的恢复力稳定 性最强 B.在森林、中，甲、乙、丙三种昆虫所处 的营养级可能较昆虫戊低 C.从1990年到1992年，森林I中昆虫丁、戊灭绝 的原因可能是食性改变 D.从1990年到1992年，森林中昆虫戊数目增 加的原因是基因突变产生了新物种 【解析】 由于森林物种多样性高，因此其 抵抗力稳定性高，而恢复力稳定性较低；根据 不同种群的数量分析，戊种群数量最小，可能 处于最高营养级；而从19901992年森林中 昆种丁、戊灭绝的原因很可能是农药使用的结 果；而森林中戊数量的增加很可能是迁入的 结果。 【答案】 B 三、非选择题 10.请回答下列问题： .蜜蜂是一种群居的益虫，蜜蜂的筑巢、采粉 酿蜜等行为以及“语言”等引起了人们的极大 兴趣。蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源后，回到 蜂窝内通过特殊的“语言”传达给其他同伴， 如果侦查蜂跳“圆圈舞”，则表明蜜源的距离 很近，一般在百米之内，这种信息属于 _。 .蜜蜂是如何发现蜜源的，我们可以进行模拟 探究实验。有人从以下几方面进行了探究，所 用的实验材料有蜜蜂100只，1枝作为常见蜜源 的黄色五瓣花儿、白纸、剪刀、染料和无色且 与蜜源味道相同的制剂。 组 别 假设 操作步 骤 预测结 果 结 论 1通过花的味道 识别 2通过花的颜色 识别 3通过花的外形 识别 (1)第1、2组实验传递的信息分别属于_ 。 (2)第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形上 的要求是怎样的？ _ _。 (3)如果将三组“模拟花”摆在蜂箱周围同时进 行实验，请写出两条应该注意的问题： _。 (4)每组实验测量的指标是 _。 【解析】 .跳舞是蜜蜂的一种行为，属于行 为信息。.(1)花的味道传递的信息属于化学 信息，花的颜色传递的信息属于物理信息；(2) 第2组是通过花的颜色识别进行实验的，因此 白纸要染成黄色，不能有特殊的味道，形状不 能与花的形状相同；(3)实验中除自变量外均要 保持一致，以防止无关变量的干扰；(4)实验测 定的指标是单位时间内落到实验材料上的蜜蜂 的数目。 【答案】 .行为信息 .(1)化学信息和物 理信息 (2)将白纸染成花儿的颜色(黄色)，无 特殊的味道，且形状与花不同 (3)“模拟花” 与蜂箱的距离相等、晴天无风(其他合理答案 亦可) (4)单位时间内落到实验材料(模拟花)上 的蜜蜂的数目 11.(2011江苏)池塘养殖普遍存在由于饵料、 鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现 象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统( 如下图)。请回答下列问题： (1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢 复力稳定性_。人工养殖池塘水体的N 、P含量容易升高，会引起水体的富营养化； 藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生 物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等 死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节 方式称为_。 (2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生 态工程设施有_。可以通过在这些设施 内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到 对水体的_，有效减少水体中的N、P等 含量。 (3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一 池塘底部，实现水层交换，其目的有_ 、_。 (4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为 _。 (5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的 ，该养殖系统可以通过_、_进 行调控。 【解析】 本题主要考查生态学基础知识，意 在考查考生利用生态学原理分析新情境问题的 能力。(1)由于人工养殖池塘受到饵料、鱼类排 泄物等因素的影响，故比自然池塘物种丰富度 要低，其抵抗力稳定性低，恢复力稳定性高， 富营养化引起鱼类死亡，进一步破坏该生态系 统的稳定性，这种调节方式为正反馈。 (2)分析图示可知，该养殖系统增加的生态工程 设施有生态塘和潜流湿地，其中的水生植物、 放养的滤食动物对污染水体有一定的净化作用 。(3)该养殖系统前一个养殖池塘上层水流到后 一个池塘底部，其目的是增加水中的溶解氧， 提高鱼类对饵料的利用率。(4)由于前面池塘水 中含有的N、P等流入后面的池塘，将会使后面 池塘水体中的N和P的浓度越来越高，故养殖系 统中串联的池塘不宜过多。(5)根据图示可知， 该系统可通过控制补水、排水和水泵控制水的 流量来调节和保持池塘水中适当的N、P含量。 【答案】 (1)高 正反馈 (2)生态塘和潜流湿地 净化作用 (3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率 (4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高 (5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次) 1.生态系统中信息的种类 类 别 内涵传递形式实例 物 理 信 息 生态系统中的光 、 声、湿度、温度 、磁力等，通过 物理过程传递的 信息 物理过程 萤火虫的闪 光；植物五 颜六色的花 类 别 内涵传递形式实例 化 学 信 息 生物在生命活动 过程中，自身产 生的可以传递信 息的化学物质 信息素 动物的性外 激 素；狗利用 其小便记路 行 为 信 息 对于同种或异种 生物能够通过其 特殊行为特征传 递的信息 动物的异 常表现及 行为等 昆虫的舞蹈 2.生态系统信息传递模 型 生态系统的信息传递又 称信息流，此过程中伴 随着一定的物质和能量 消耗。但是信息流不像 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，也有从输出到 输入的信息反馈。如图 所示 3.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 区 别 来源 太阳能生态系 统 生物或无机 环境 途径 食物链或食物网多种途径 特点 单向流动 ，逐级递 减 反复出 现，循 环流动 发生生理或 行为的变化( 单向或双向) 范围 生态系统 各营养级 生物圈 生物与生物 之间或生物 与环境之间 联系它们共同把生态系统各组分联系 成一个统一整体，并调节生态系 统的稳定性 【解析】 A、C两项属物理信息，D项属化学 信息，而B项没有利用生态系统的信息传递原 理。 【答案】 B 信息传递的作用及应用 比较作用或应用举例 在生 态系 统中 有利于生命 活动的正常 进行 蝙蝠依靠“回声定位”实 现对周围环境的识别、取食 与飞行莴苣的种子必须接 受某种波长的光信息才能萌 发生长 有利于生物 种群的繁衍 植物开花需光信息刺激 昆虫分泌性外激素，引诱异 性个体 调节生物的 种间关系， 维持生态系 统的稳定 草原上，草返青时，“绿 色”为食草动物提供了可采 食的信息森林中狼与兔相 互依据对方气味捕食或逃跑 在农 业生 产中 提高农产 品或者畜产 品的产量 对有害动物 进行控制 利用模拟动物信息吸引传 粉动物，提高果树传粉效率 和结实率利用音响设备诱 捕或驱赶有害动物 1.有关生态系统信息传递的叙述中，错误的是 ( ) A.信息传递把生态系统各组分联系起来为一整 体，且有调节生态系统稳定性的作用 B.生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的 C.生态系统中用于传递的信息都是由生物产生 的 D.生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的 信息传递 【解析】 生态系统中的信息有些是来自无机 环境，如物理信息中的光。 【答案】 C 2.(2012济南一模)如图为生态系统信息传递模 式图，相关叙述不正确的是 ( ) A.信息传递是双向的，能量流动和物质循环也 是双向的 B.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环 ，还有信息传递 C.物质循环是生态系统的基础，能量流动是生 态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和 物质循环的方向 D.生态系统各成分间都有各种形式的信息传递 【解析】 能量流动是单向流动和逐级递减的 。 【答案】 A 3.(2012豫北名校联考)下列不属于生态系统的 信息传递在农业生产中的应用的是 ( ) A.利用人工合成的化学信息素吸引昆虫前来， 提高传粉率和结实率 B.草原返青时，“绿色”为食草动物提供可以 采食的信息 C.延长光照时间，提高家禽产蛋量 D.利用音响设备发出不同的声信号，诱捕或驱 赶某些动物 【解析】 B选项是信息传递在生态系统中的 作用，即调节生物的种间关系，以维持生态系 统的稳定。 【答案】 B 1.生态系统的稳定性表现与成因 (1)结构的相对稳定：生态系统中动、植物种类 及数量不是不变的，而是在一定范围内波动， 但不会变化太大。 (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)生态系统稳定性的关系：一般可表示如下： (4)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果 ，这种自我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.生态系统的反馈调节 (1)含义：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。其中包括正反馈和负反馈，负 反馈调节在生态系统中普遍存在。 (2)负反馈调节 作用：是生态系统自我调节能力的基础，能 使生态系统达到和保持平衡。 与人体内负反馈的比较： a.甲状腺激素的分级调节 b.草原上的食草动物和植物的数量变化 结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分 发生变化，从而达到和保持稳态。 (3)正反馈调节 作用：使生态系统远离平衡状态。 结果：加速最初发生变化的那种成分所发生 的变化。 实例：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，污染会越来越重，鱼类的死 亡速度也会越来越快。 3.稳定性及其原理 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高 【解析】 生态系统具有自我调节能力，这是 生态系统稳定性的基础；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；生物 多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用， 体现了其间接价值；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 高，恢复力稳定性越低。 【答案】 D 1.自我调节能力大小包括：(1)自身净化能力 物理沉降、化学分解和微生物的分解；(2)完善 的营养结构自身的反馈调节，维持各营养级 生物数量相对稳定。 2.抵抗力稳定性高低比较：生物圈海洋生态 系统热带雨林温带草原极地荒漠。恢复力 稳定性正好与其相反。 3.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，则其恢复过程应为恢复力稳定 性，如火灾后草原的恢复等。 4.食物网中营养结构最不容易被破坏的标准 先看食物链，数量越多越稳定；若食物链数量 相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。 1.(2012唐山一模)下列关于生态系统稳定性的 叙述，不正确的是 ( ) 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.在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】 生态系统中生物种类越多，抵抗力 稳定性越大，恢复力稳定性越小，否则反之； 如果通过管理单纯提高某种牧草产量，而生物 种类没有增加，抵抗力稳定性不会提高。 【答案】 B 2.(2012湖北八校模拟)天然牧场的一小片区域 被作为牧草留种区，为了防止鸟啄食草籽，人 们用网把留种区罩了起来。后来发现留种区的 草几乎被虫吃光，而其他区域却安然无恙。此 现象给我们的启示是( ) A.食草昆虫具有超强的繁殖能力 B.生态系统的稳定性有赖于完整的营养结构 C.草原鸟类的主要食物来源是昆虫 D.牧草的种类单一会导致害虫的大发生 【解析】 若用网把草罩起来，虫没有了天敌 而大量繁殖，使草被吃光。可见完整的食物链 是生态系统稳定性的基础。 【答案】 B 3.(2012安徽理综)某弃耕地的主要食物链由植 物田鼠鼬构成。生态学家对此食物链能量 流动进行了研究，结果如下表，单位是 J/(hm2a)。 (1)能量从田鼠传递到鼬的效率是_。 植物田鼠鼬 固定的 太阳能 摄入 量 同化 量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸 量 2.45 1011 1.05 109 7.50 108 7.15 108 2.44 107 2.25 107 2.18 107 (2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查 田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获 并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标 记的15只。该种群密度是_只/hm2。若 标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密 度估算结果_。 (3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有 3%5%用于_，其余在 呼吸作用中以热能的形式散失。 (4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田 鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。 可见，信息能够_，维持生态系统的稳定 。 【解析】 本题主要考查生态系统功能和种群 密度调查的相关知识。(1)分析表中数据，可求 得能量从田鼠传递到鼬的效率是 (2.25107)(7.50108)100%3%。(2)根据 标志重捕法调查种群密度的公式计算：1 hm2 范围内，田鼠的种群密度为(4030)1580( 只)。若标记的田鼠有部分被捕食，则重捕时 标记的田鼠较未被捕食时少，这样求得的田鼠 种群密度会偏高。(3)田鼠和鼬同化的能量一部 分以热能形式散失，另一部分用于自身的生长 、发育、繁殖等生命活动。(4)通过题干所述， 可知信息能够调节生物的种间关系，维持生态 系统的稳定。 【答案】 (1)3% (2)80 偏高 (3)生长、发育、繁殖等生命活动 (4)调节生物的种间关系 1.实验原理 (1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结 构和非生物因素都有着密切的关系。 (2)将少量植物，以这些植物为食的动物和其他 非生物物质放入一个密封的玻璃缸中，便形成 一个人工模拟的微型生态系统生态缸。 (3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的 长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的 因素。 2.操作流程 (1)根据研究的对象和实习条件确定模拟生态系 统的种类 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 请回答以下问题： (1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为 _，原因_。 (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。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，可将水中的有机物分解成无 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 小鱼较丁瓶有小鱼而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 1.设计要求及分析 设计要求相关分析 生态缸必须是封闭 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， 在一定时期内保持稳 定 生态缸的材料必须 透明 为光合作用提供光能 ；保持生态缸内温度 ；便于观察 设计要求相关分析 生态缸宜小不宜大，缸 中的水量应占其容积的 4/5，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备 一定量的空气 生态缸的采光用较强的 散射光 防止水温过高导致水 生植物死亡 选择生命力强的生物， 动物不宜太多，个体不 宜太大 减少对O2的消耗，防 止生产量消耗量 2.生态缸稳定性观察与分析 (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)由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调 节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系 统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生 物只能保持一定时间的活性。 1.以下关于构建人工微生态系统的说法错误的 是( ) A.需要考虑不同营养级生物之间的合适比例 B.提供的生物应具有较强的生活能力 C.把人工微生态系统放在阳光直射环境中即可 D.达到稳定状态的微生态系统内生物数量也是 有变化的 【解析】 人工微生态系统的自动调节能力较 小，因此要放置在环境适宜的地方，要避免阳 光直接照射。 【答案】 C 2.制作生态缸时应该遵循一定的原理和要求， 下面列举的原理或要求中，合理的是( ) A.生态缸中各种生物之间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 B.应该经常向生态缸中通入氧气，从而保证缸 中生物的呼吸 C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力， 投放的动物数要多一些 D.应该将生态缸放在阳光能够直接照射到的地 方，以保证获得足够的能量 【答案】 A 【错因分析】 不能准确把握信息类型。 【正确解答】 本题考查信息传递的类型。警 戒色往往会对捕食者形成信号作用，使其避而 远之。通过颜色传递警告信息，属于物理信息 。选A。 A.信息只能由A传递给B B.信息只能由B传递给A C.A与B之间可以相互传递信息 D.A与B之间不能相互传递信息 【解析】 具有捕食关系的两种生物之间可以 进行