高三生物一轮复习课件【知识精讲+拓展提升】 生态系统的物质循环、信息传递和稳定性

第31讲生态系统的物质循环、

信息传递和稳定性（2）

考点二生态系统的信息传递①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生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。1生态系统中信息的种类——物理信息：自然界中的声、光、电、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。狼嚎蜘蛛利用振动感知猎物开花与光周期来源：非生物环境或生物个体或群体；十分普遍1生态系统中信息的种类——化学信息：在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。驱蚊草黄鼠狼（黄鼬）放臭屁水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长蛾（信息素）来源：植物的生物碱、有机酸等代谢产物；动物的性外激素等；举例：昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。1生态系统中信息的种类——行为信息：孔雀开屏军舰鸟气囊充气动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。来源：动物的特殊行为(肢体语言）2生态系统中信息传递的特点（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流

孔雀开屏：求偶鸣叫：与同类交流食草动物在远处通过识别植物的绿色：搜寻食物在近处通过植物的气味：辨别和摄取食物（2）信息传递不依赖于食物链，可存在于同种生物之内，也可在不同生物之间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。（3）信息传递往往是双向的，也可以是单向的。行为信息物理信息物理信息化学信息信息源（信息产生的部位）信道（信息传输的媒介）

信息受体（信息接收）空气、水以及其他介质均可以传播信息非生物环境；生物个体或群落动物的眼、鼻、耳、皮肤；植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（光敏色素）注意！阻碍其中的任意一个环节都会使信息

发生传递信息源无法3信息传递的三要素及过程1.(生命观念)分析以下信息传递模型(1)生态系统中的信息来源于生物和非生物环境。(2)生态系统的信息传递的范围不包括(填“包括”或“不包括”)细胞之间的传递。(3)生态系统的信息传递既存在于同种生物之间也发生在不同种生物之间。信息传递的方向一般是双向的。请根据上述分析，完成下列判断：①生态系统的信息传递只能发生在生物与生物之间。(

)②由突触前膜释放的乙酰胆碱作为信息分子，作用于突触后膜，使下一个神经元产生兴奋。这体现了生态系统中的信息传递。(

)XX生命活动繁衍种间4信息传递作用（背诵！P71））(1)提高_________的产量。如利用模拟的_________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_________进行控制。如利用___________诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。农畜产品动物信息有害动物昆虫信息素引诱蜜蜂给梨花授粉“爱情陷阱”5信息传递在农业生产中的应用5信息传递在农业生产中的应用假如你的农场遭受虫害，你有什么方法进行防治？化学防治：生物防治：机械防治：杀虫剂等化学药剂扰乱雌雄交配，降低繁殖力昆虫信息素诱导害虫，降低害虫种群密度；______利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物；______利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配；______饲养天敌用捕鼠器进行人工捕捉以上信息说明信息传递有什么作用？信息传递可以对有害动物进行控制优点：对人类生存环境无污染,且效果显著化学信息物理信息化学信息(P69旁栏思考拓展)信息传递与物质循环、能量流动存在哪些差异？请详细说明。提示：三者的差异主要体现在以下4个方面：①途径不同：物质循环与能量流动主要通过食物链(网)进行，信息传递通过多种途径进行。②特点不同：物质循环具有循环性、全球性的特点，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，信息传递往往是双向的。③范围不同：物质循环的范围是整个生物圈，能量流动的范围是食物链(网)的各营养级，信息传递的范围是生物与生物之间、生物与非生物环境之间。④地位不同：能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，信息传递是决定物质循环和能量流动的方向和状态三者的联系：同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体判断正误。1．(经典高考题)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息。(×)2．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息。(×)3．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。(√)4．(2019·江苏卷)两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明信息传递能够调节种间关系。(×)“燕燕于飞，差池其羽”“燕燕于飞，上下其音”燕子表达的是哪一类信息？行为信息物理信息考向一围绕信息传递的类型、特点和作用，考查生命观念[典例1]

(2020·山东卷)为加大对濒危物种绿孔雀的保护，我国建立了自然保护区，将割裂的栖息地连接起来，促进了绿孔雀种群数量的增加。下列说法错误的是(

)A．将割裂的栖息地连接，促进了绿孔雀间的基因交流B．提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径C．绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声，属于物理信息D．建立自然保护区属于易地保护，是保护绿孔雀的有效措施答案：D1．有关生态系统信息传递及其应用的叙述，错误的是(

)A.动物的特殊行为信息可在同种或异种生物之间传递B.生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的C.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用D.短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻的产量，是对物理信息的合理利用答案：B

考向二围绕生态系统“三大功能”，考查科学思维[典型例题2]下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则图甲、图乙、图丙可依次表示(

)A．能量流动、物质循环、信息传递

B．能量流动、信息传递、物质循环C．物质循环、能量流动、信息传递

D．信息传递、能量流动、物质循环答案：C考向三围绕信息传递在农业生产上的应用，考查生命观念和社会责任[典型例题3]运用生态学的相关原理，可以更好地服务于生产实践。下列叙述正确的是(

)A．防治水稻害虫能提高生产者和消费者之间的能量传递效率B．将阳生植物与阴生植物混种充分利用空间，以提高对光能的利用C．多为作物施用有机肥实现能量的循环利用，以提高作物的产量D．利用昆虫信息素诱杀雄虫降低出生率，属于化学防治答案：B1．图一是庭院经济生态农业模式图；图二是能量流经牛这一营养级的示意图。下列叙述错误的是(

)A．庭院里的卷心菜被菜粉蝶幼虫取食后，能放出特殊香味吸引菜粉蝶的天敌，这种现象体现了生态系统的信息传递功能B．图一中共有5条食物链，其中人占第二、三、四营养级C．图二中Ⅲ代表下一营养级(或人)摄入的能量D．图二可表明生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点答案：B2．(2020·浙江卷改编)一种当地从未分布的新杂草出现在某农田生态系统中，排挤了原有的杂草而成为主要的杂草种类，对农作物造成了危害。回答下列问题：(1)当新杂草种群密度处于较长期的相对稳定阶段，表明其种群数量已达到了__________。若连续阴雨和低温的气候变化使该杂草种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于__________调节因素。(2)在生物群落的垂直结构中，杂草属于________层。该农田生态系统的杂草种类发生改变后，生物群落是否发生了演替？为什么？(3)如果要控制该杂草的种群密度，除了人工拔除杂草外，还可采取的化学措施有__________，生物措施有__________。未发生，因为生物群落类型没有发生改变。环境容纳量非生物草本施用除草剂生物防治2．(2022·石家庄模拟)蚜虫的粪便是含有糖分的黏液，称为“蜜露”。蚂蚁非常喜欢吃“蜜露”，常用触角拍打蚜虫背部，通过拍打产生的振动频率促使蚜虫分泌“蜜露”。蚜虫受到其天敌瓢虫袭击时，会从尾部发出报警信息素，将危险信息通知其他蚜虫，同时蚂蚁接收到报警信息素就会赶来驱除蚜虫天敌。下列相关叙述不正确的

A．蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率属于物理信息B．蚂蚁吃“蜜露”，蚜虫同化量的一部分传递到蚂蚁C．化学信息可以在同种或异种生物间传递D．信息能调节种间关系维持生态系统的稳定解析：蜜露是蚜虫的粪便，而粪便属于上一营养级的同化量，B错误。答案：B

3．(2022·邯郸三模)古书早有“旱极而蝗”的记载。干旱裸露的荒地是蝗虫的最佳产卵场所，阴湿多雨的环境易使蝗虫间流行疾病，雨雪还能直接杀灭蝗虫卵。中国科学院动物研究所揭示了蝗虫聚群成灾的奥秘：飞蝗群聚信息素4VA(4­甲氧基苯乙烯)，正是它导致了蝗虫聚群成灾。下列叙述不正确的是 (

)A．较高浓度的“群聚信息素”可代替农药来杀死蝗虫，减少环境污染B．可利用人工合成的“群聚信息素”监测田间蝗虫的种群数量动态C．人工降雨可降低蝗灾区蝗虫的环境容纳量D．可根据4VA的结构设计拮抗剂，阻止蝗虫的聚集解析：“群聚信息素”可以使蝗虫聚集，但是不能杀死蝗虫，A错误。答案：A

第31讲生态系统的物质循环、

信息传递和稳定性（2）

考点三生态系统的稳定性像水葫芦、小龙虾等这样的入侵物种，由于它的繁殖、适应能力很强，因此一旦蔓延，就会严重干扰入侵地的生态系统。但是千百年来，虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。1生态平衡与生态系统的稳定性生态平衡：对于外来物种的侵害，生态系统有一定的调节能力——生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡1.生态平衡的特征：①结构平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。②功能平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。③收支平衡：物质和能量的输入与输出平衡。动态平衡调节机制？2.生态平衡的调节机制草兔狼实例1:说明在生态系统中，生物群落内部能够进行自我调节，以维持生态平衡。草增加，狼减少兔子减少草减少，狼增加兔子增加兔子和草，兔子和狼等的数量关系相互制约。阅读教材P74第二段，尝试用文字、线框、箭头等符号，简要描绘其中的调节过程。实例2:森林植被大量生长林下光照减少，树苗生长受限，枯枝落叶增加自然火灾光照充足土壤养料增多种子萌发，幼苗迅速成长植被逐渐恢复说明在生态系统中，生物群落与无机环境之间也能够自我调节，以维持生态平衡。2.生态平衡的调节机制2.生态平衡的调节机制——负反馈机制在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。概念：负反馈调节在生态系统中普遍存在，是生态系统自我调节能力的基础。2生态系统稳定性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。强调的是生态系统维持生态平衡的能力。2.原因：生态系统具有一定的自我调节能力生态系统的自我调节能力是有限的3.类型：抵抗力稳定性恢复力稳定性2生态系统稳定性项目抵抗力稳定性恢复力稳定性区别定义抵抗外界干扰并使自身结构与功能________生态系统在受到外界干扰因素的破坏后_______到原状的能力核心______________________________________影响因素生态系统中物种丰富度

，营养结构越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性_____生态系统中物种丰富度

，营养结构越简单，恢复力稳定性_____保持原状恢复抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状越大越高越小越强二者联系①相反关系：抵抗力稳定性

的生态系统，恢复力稳定性

，反之亦然；②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。如图所示：

弱强特例：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。乾隆下江南时，到了苏州。苏州——江南水乡，小桥流水人家。水乡人上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。（1）为什么河水仍能保持清澈？生态系统具有抵抗力稳定性。当河水受到轻微污染时，河水可以通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染。（2）可是，他也发现苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天。为什么水质会急剧下降呢？采取措施后还没有明显效果，可能原因是什么？生态系统的自我调节能力是有限的，河流自身的净化能力还不足以消除污染物。（3）于是他下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊，迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此后虎丘重现绿水青山。这体现了生态系统的______________。因为破坏了该生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性，河水很难恢复到原来的状态，就会形成污染。恢复力稳定性还有什么治理措施呢？利用微生物分解污染物、利用水生植物进行修复等。思考：热带雨林生态系统的稳定性大于草原生态系统。这样描述对吗，为什么？生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，只能说热带雨林生态系统的抵抗力稳定性大于草原生态系统。1.(科学思维)解读抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性关系的模型答案：弱恢复力大弱(1)控制对生态系统的

强度，在不超过

的范围内，

利用生态系统。（合理放牧、封山育林、适度捕捞）(2)对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的

的投入，保证

的协调。（农田施肥、灌溉、控制病虫害；建造“三北”防护林）干扰生态系统自我调节能力合理适度地物质、能量生态系统内部结构与功能3提高生态系统稳定性的措施1.(选择性必修2P76正文拓展)某地农业部门在防治棉铃虫的问题上提出了两种方案——Ⅰ.喷洒高效农药；Ⅱ.放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性？说明理由。放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度大爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从长远角度看，方案Ⅱ有利于提高农田生态系统的稳定性。2．(教材选择性必修2P76“正文”)在各种外界因素的干扰下，单一作物的农田生态系统很容易遭到破坏，原因是什么？若想保持农田生态系统的长期稳定，我们可以实施哪些具体措施？

因为在单一作物的农田生态系统中，营养结构比较简单，抵抗力稳定性弱，因此易受外界因素干扰。若想维持长期稳定，我们应给予相应的物质、能量的投入，保证系统内部的结构与功能的协调。具体做法如适时施肥、灌溉、控制病虫害，还可以人工建造防护林，阻挡风沙。2．(科学探究)设计和制作生态缸，观察其稳定性(1)基本原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统。(2)设计要求及相关分析。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命力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者)使生态缸中的生态系统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(3)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。注意：生态系统的类型多样，每种生态系统的组成和稳定性是不一样的。生态缸属于人工生态系统，其稳定性是有条件的，也可能是短暂的。续上表

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，且使缸内储备一定量的空气生态缸的采光应用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择的动物不宜过多，个体不宜太大减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量判断正误。1．生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。(√)2．(经典高考题)随着生物多样性的提高，系统的自我调节能力增强。(√)3．(经典高考题)混合树种的天然林比单一树种的人工林更容易被病虫害毁灭。(×)4．一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则其恢复力稳定性一定很高。(×)5．河流轻度污染后的净化恢复及火灾后草原的恢复均属于恢复力稳定性。(×)提示：与单一树种的人工林相比，混合树种的天然林营养结构更为复杂，生物多样性更高，抵抗力稳定性更强，更不容易被毁灭。提示：冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。提示：河流轻度污染后的净化恢复是抵抗力稳定性的体现。1．(2020·山东卷)由下表数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为____________，依据是____________________________________________。取样深度/cm农业模式生物组分/类食物网复杂程度(相对值)0～10常规农业151.06有机农业191.23无公害农业171.1010～12常规农业131.00有机农业181.11无公害农业161.07答案：有机农业生物组分多，食物网复杂程度高考向一围绕生态系统的稳定性及调节机制，考查生命观念[典型例题1]

(2021·湖南卷)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是(

)A．食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线B．图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C．该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关D．过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性答案：B考向二围绕生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较分析，考查科学思维[典型例题2]

(2021·河南期末)下图表示某种群的数量在其所处的生态系统遭到三种不同程度破坏情况下的变化曲线，曲线A区、B区和C区中，哪个区域的曲线最能说明该生态系统具有恢复力稳定性(

)A．A区

B．B区C．C区 D．B区和C区答案：B1．(2021·江苏徐州单元测试)两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(y)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高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答案：D1.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。下列分析错误的是A.ab段溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗B.bc段藻类大量繁殖的原因是有机物被大量分解后NH4+等无机盐离子逐渐增加，此时细菌减少的原因是溶解氧减少C.cd段溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是藻类通过光合作用释放氧气，

同时需氧型细菌数量下降，消耗氧气减少D.该过程体现了生态系统具有一定的自我调节能力答案：B

课本P80课后题改编1.(2021·北京，11)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是A.种植此类草本植物可以减少水土流失B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移B2.(2021·广东，17)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持_______。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_____________________________________。碳平衡极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是______________________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，_______________________________________。光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少_______和增加_______是实现碳达峰和碳中和的重要举措。碳释放碳存储3.(2021·河北，22)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃(利用温控装置)，并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结