第4、5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 知識排查 雙基自測 1信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。下列選項中，與物理信息傳遞相關的是() A警犬嗅尋毒品B蜜蜂跳舞 C蝙蝠捕食 D花香引蝶 答案：C 解析：“警犬嗅尋毒品”，“花香引蝶”與化學信息傳遞相關；“蜜蜂跳舞”屬于生物的行為特征，是行為信息；“蝙蝠捕食”是由蝙蝠發(fā)出超聲波，然后通過回聲定位來獲得食物的過程，聲音屬物理信息，因此與物理信息傳遞相關。 2生活于茂密森林中的鳥類，最可能通過哪種方式傳遞信息() A飛翔行為 B鳴叫聲音 C性外激素 D鮮艷的羽毛 答案：B 解析：在茂密森林中，飛翔行為、鮮艷的羽毛都會被森林濃密的枝葉所遮蓋；性外激素只用于傳遞給異性信息。因此最可能靠鳴叫聲音來傳遞信息。 3有甲、乙兩個生態(tài)系統(tǒng)，甲生態(tài)系統(tǒng)維持時間比乙生態(tài)系統(tǒng)長。下列關于甲、乙兩生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性說法正確的是() A甲生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比乙生態(tài)系統(tǒng)強 B甲生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性比乙生態(tài)系統(tǒng)強 C甲生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性比乙生態(tài)系統(tǒng)弱 D無法判斷 答案：D 解析：判斷生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的強弱主要考慮生態(tài)系統(tǒng)的成分、營養(yǎng)結構的復雜程度等，而不是從維持時間的長短上去分析。由于人為因素的干擾，即使抵抗力穩(wěn)定性弱的生態(tài)系統(tǒng)也有可能維持較長時間，如農田生態(tài)系統(tǒng)。 4下圖中能正確表示處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)的是() ABCD. 答案：D 解析：在一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的數(shù)量受到多種因素制約，因而不會大幅度上升也不會大幅度下降，即應呈現(xiàn)“波動”式的變動。 5很多同學都曾嘗試設計制作小生態(tài)瓶，但有相當一部分同學的設計并不成功。下面羅列了設計生態(tài)瓶應遵循的原理，其中不合理的是() A瓶內各種生物之間應有營養(yǎng)上的聯(lián)系 B瓶內各種生物的數(shù)量搭配應合理 C應定時向瓶內通氣，保證生物的有氧呼吸 D瓶內生態(tài)系統(tǒng)應獲得充足的能量供應 答案：C 解析：設計生態(tài)瓶必須依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性原理，保障其結構與功能的完善，既包括生態(tài)系統(tǒng)的四大成分(非生物的物質與能量、生產者、消費者、分解者)，又要使各成分確實能進行能量流動與物質循環(huán)，即各生物間遵循正常的食物聯(lián)系。同時應注意源源不斷地為該系統(tǒng)提供能量，以保障其能量需求。小生態(tài)瓶是一個相對獨立的生態(tài)系統(tǒng)，應密閉，生物呼吸的氧氣由生產者提供。 考點突破 一、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用 1作用：決定能量流動與物質循環(huán)的方向和狀態(tài)。 2信息傳遞存在于生態(tài)系統(tǒng)的各種成分之間，把生態(tài)系統(tǒng)的各個組成部分聯(lián)系成一個整體，而且具有調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 3信息傳遞在生物中的具體作用 (1)有利于生命活動的正常進行，如萵苣的種子必須接受某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。 (2)有利于生物種群的繁衍，如由昆蟲的體表腺體所分泌的性外激素，能引誘同種異性個體前來交尾。 (3)能調節(jié)生物的種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，如當雪兔數(shù)量減少時，這種營養(yǎng)缺乏狀況就會直接影響猞猁數(shù)量的減少，也就是雪兔的天敵的減少，又促進雪兔數(shù)量的回升循環(huán)往復就形成了周期性的數(shù)量變化。 【典例1】雌蠶蛾能釋放一種性引誘劑，可以把3 km以外的雄蠶蛾吸引過來。雖然每只雌蛾所釋放的引誘劑的量不到0.01 mg，但雄蛾卻仍對其作出反應。有趣的是雄蛾對密封在玻璃瓶中的雌蛾雖然看得見，卻無動于衷。 (1)材料說明使雄蛾作出反應的性引誘劑屬于_信息，而不是_信息，不是由視覺引起的。 (2)材料體現(xiàn)了信息傳遞的什么作用？_。 解析：(1)雌蛾釋放的性引誘劑是其在生命活動過程中產生的化學物質，用來傳遞信息，所以應屬于化學信息。雖然雄蛾對密封于玻璃瓶中的雌蛾看得見，卻無動于衷，說明不是由視覺引起的物理信息。(2)雌蛾通過性引誘劑吸引雄蛾前來交尾，有利于生物種群的繁衍。 答案：(1)化學物理 (2)信息的傳遞有利于種群的繁衍 變式訓練11螢火蟲通過熒光來識別同伴；草原上的鳥在發(fā)現(xiàn)天敵后，雄鳥急速起飛，扇動翅膀為雌鳥發(fā)出信號；某種植物根系有分泌一種使休眠的真菌孢子萌發(fā)的化合物，如將這類物質在播種前施入土中，就可以使休眠孢子提前萌發(fā)，使其找不到寄主而死亡。以上三個實例分別體現(xiàn)了哪一類信息的作用() A物理信息；化學信息；行為信息 B物理信息；行為信息；化學信息 C行為信息；物理信息；化學信息 D化學信息；行為信息；物理信息 解析：生態(tài)系統(tǒng)中信息的分類是以傳遞信息的載體為依據(jù)來劃分的。物理信息是通過物理因素、物理過程來傳遞的，如光、聲、溫度、磁力等；傳遞化學信息的是一些化學物質，如性外激素等；行為信息是通過動物的特殊行為、動作這些“肢體語言”來傳遞和表達的。題干中植物根系分泌的是一種化學物質，很明顯屬于化學信息。鳥發(fā)現(xiàn)天敵后，作出了很夸張的動作，強調的是特殊的行為，所以屬于行為信息。 答案：B 變式訓練12法國的昆蟲學家法布爾做過以下實驗：在一個風雨交加的夜晚，在一所被叢林包圍的屋里，把一只雌性大天蠶蛾扣在紗籠里，周圍撒滿樟腦。盡管外面風狂雨驟，但還有幾十只雄蛾撲向紗籠，此現(xiàn)象說明() A昆蟲間通過信息相互聯(lián)系，這種信息是無線電波 B昆蟲間通過信息相互聯(lián)系，因為昆蟲都具有趨化性 C昆蟲間通過信息相互聯(lián)系，聯(lián)系的媒介是陰雨天氣 D昆蟲的雌雄個體間通過信息相互聯(lián)系，這種信息是化學信息性外激素 解析：無線電波屬物理信息，所起的作用不可能有性別的差異性；趨化性是行為，但并非所有的昆蟲都能趨向于同一種化學物質；陰雨天氣對昆蟲而言是不良環(huán)境條件，昆蟲不可能趨向這樣的環(huán)境；雌雄昆蟲間通過性外激素聯(lián)系。 答案：D 二、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，結構和功能能夠保持相對穩(wěn)定時，表現(xiàn)出來的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力?？蓮囊韵聨追矫鎭砝斫猓?1結構的相對穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中動植物種類及數(shù)量一般不會有太大的變化，一般相關種群數(shù)量呈現(xiàn)周期性變化，可用如下圖曲線表示： 2功能的相對穩(wěn)定：生物群落能量的輸入與輸出相對平衡，物質的輸入與輸出保持相對平衡。 3生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系 4生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定是系統(tǒng)內部自我調節(jié)的結果，這種自我調節(jié)主要是依靠群落內部種間關系和種內斗爭來實現(xiàn)。 5抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性的關系抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性概念指生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構和功能保持原狀的能力指生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界因素的破壞后恢復到原狀的能力影響因素生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜，抵抗力穩(wěn)定性越強生態(tài)系統(tǒng)的成分越簡單，則越容易恢復，與自身調節(jié)能力有關聯(lián)系相反關系，抵抗力穩(wěn)定性強的生態(tài)系統(tǒng)，恢復力穩(wěn)定性差，反之亦然二者是同時存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 6.生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關系，如圖： (1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。 (2)y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強，如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比受到相同干擾，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的y值。 (3)x可以表示恢復到原狀態(tài)所需的時間；x越大，表示恢復力穩(wěn)定性越弱，反之，恢復力穩(wěn)定性強。 (4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩(wěn)定性的定量指標，這一面積越大，即x與y越大，則說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。 【典例2】如圖為某一生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性圖解。對此理解不正確的是() Aa為抵抗力穩(wěn)定性，b為恢復力穩(wěn)定性 Ba為恢復力穩(wěn)定性，b為抵抗力穩(wěn)定性 C恢復力穩(wěn)定性與營養(yǎng)結構呈相反關系 D抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性呈相反關系 解析：抵抗力穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身結構與功能保持原狀的能力；生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力，稱為恢復力穩(wěn)定性。生物種類越多、營養(yǎng)結構越復雜，抵抗力穩(wěn)定性就越大，恢復力穩(wěn)定性就越小，反之也成立。故A、C、D三項都是正確的，B項是錯誤的。 答案：B 變式訓練21甲、乙兩個水池中各有由5個物種構成的食物網，如圖所示，且這兩個水池的生態(tài)系統(tǒng)在沒有人為干擾的情況下均達到相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。請據(jù)圖回答。 (1)每個水池生態(tài)系統(tǒng)中有_條食物鏈，流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自_所固定的太陽能總量。 (2)為增加甲水池生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，向池中引種了大量浮萍，一段時期后，水面長滿了浮萍，水草、綠藻和輪蟲相繼死亡。水草死亡的最主要原因是缺少_，輪蟲死亡的主要原因是缺少_。 此時該水池中食物鏈只剩下2條，請畫出由這2條食物鏈構成的食物網。 (3)為促進生物量的增加，乙池中加入了較多的有機肥，一段時間后，池中綠藻暴發(fā)，其他4種生物陸續(xù)死亡，動物死亡的主要原因是水中缺少_。不久，綠藻也大量死亡，水體發(fā)臭。導致水體發(fā)臭的生物因素是_。 (4)若甲、乙兩池塘中，早期藻類大量繁殖，動物也大量繁殖，藻類減少，接著又引起動物減少。后期排入污水，引起部分動物死亡，加重了污染，導致更多動物死亡。 關于上述過程的敘述，正確的是() A早期不屬于負反饋，后期屬于負反饋 B早期屬于負反饋，后期不屬于負反饋 C早期、后期均屬于負反饋 D早期、后期均不屬于負反饋 解析：(1)由圖示可知：此生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈有：水草鯽魚，水草螺螄鯽魚，綠藻螺螄鯽魚，綠藻輪蟲鯽魚，綠藻鯽魚，共5條，生態(tài)系統(tǒng)中流動的能量是生產者(即綠藻和水草)固定的太陽能的總量。(2)池中引入的浮萍與水草、綠藻是競爭關系，當浮萍大量繁殖后，水草、藻類就會因缺少陽光不能進行光合作用而大量死亡，輪蟲因缺少食物而死亡。此時，生態(tài)系統(tǒng)中只有兩條食物鏈，即浮萍螺螄鯽魚，浮萍鯽魚。(3)乙池中加入大量化肥后，引起藻類大量繁殖，微生物有了豐富的食物而大量繁殖，消耗了水中大量的氧氣，使水生動物因缺氧而大量死亡。同時，大量微生物繁殖過程中會產生許多不徹底的氧化產物而使水體發(fā)臭。 (4)在早期，當藻類大量繁殖時，動物因食物充足而大量繁殖，隨后藻類會減少，體現(xiàn)了負反饋調節(jié)的特點。而到后期，排入污水后，動物大量死亡，使生物個體數(shù)量明顯減少，這說明污染超出了負反饋調節(jié)的能力，生態(tài)系統(tǒng)崩潰。 答案：(1)5綠藻和水草(2)陽光綠藻(或食物) 三、生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力 1生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié) (1)含義：當生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化的時候，它必然會引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應變化，這種變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分的現(xiàn)象。其中包括正反饋和負反饋，負反饋調節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。 (2)負反饋調節(jié)： 作用：是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎，能使生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平衡。 與人體內的負反饋進行對照： 結果：抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分發(fā)生變化，從而達到和保持穩(wěn)態(tài)。 (3)正反饋調節(jié)： 作用：使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)。 結果：加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。 實例：若一個湖泊受到了污染，魚類的數(shù)量就會因為死亡而減少，魚體死亡腐爛后又會進一步加重污染并引起更多魚類死亡。因此，由于正反饋的作用，污染會越來越嚴重，魚類的死亡速度會越來越快。 2自我調節(jié)能力的大小生態(tài)系統(tǒng)成分食物網自我調節(jié)能力越多越復雜大越少越簡單小 特別提示：任何一個生態(tài)系統(tǒng)對外界干擾的調節(jié)能力都是有一定限度的，干擾的強度過大，就會引起生態(tài)失調甚至導致生態(tài)危機。 【典例3】在一片動物種類繁多的森林中，消費者、分解者的種類和數(shù)目基本穩(wěn)定，那么，下列哪項與之不相符() A能量流動和物質循環(huán)保持動態(tài)平衡 B食物鏈和食物網保持相對穩(wěn)定 C各類生物所含的能量值基本不變 D各種群年齡組成維持增長型 解析：根據(jù)題意可知，森林中消費者、分解者的種類和數(shù)目基本穩(wěn)定，可知該森林是一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。作為一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)其結構保持相對穩(wěn)定，即各種生物的種類及數(shù)量一般變化不大，食物鏈和食物網保持相對穩(wěn)定；其功能相對穩(wěn)定，即物質、能量的輸入與輸出保持動態(tài)平衡。所以A、B、C都是正確的，選項D是錯誤的，各種群年齡組成維持穩(wěn)定型。 答案：D 規(guī)律總結：抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性之間的關系 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性常常與生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構(食物鏈與食物網)聯(lián)系起來考慮。因此，把握食物鏈，尤其是食物網中各生物之間的變化關系尤為重要。其特點如下： 食物鏈越短，營養(yǎng)結構越穩(wěn)定。 生產者越多，營養(yǎng)結構越穩(wěn)定。 生物種類越多，營養(yǎng)結構越穩(wěn)定。 生物關系越復雜，營養(yǎng)結構越穩(wěn)定。 這四點要綜合考慮，往往是在同一生態(tài)系統(tǒng)中來考慮其食物鏈或食物網中某種結構的穩(wěn)定性。 變式訓練31如圖是一個草原生態(tài)系統(tǒng)中旅鼠與狐的數(shù)量變化曲線圖，試回答： (1)已知a曲線表示旅鼠的數(shù)量變化，b曲線表示狐的數(shù)量變化，則狐與旅鼠之間的種間關系是_。 (2)若草原中狐的總質量為3 000 kg，則與之對應的旅鼠的總質量至少有_ kg(假設單位質量的狐與旅鼠含相同的能量)。 (3)生態(tài)系統(tǒng)中的旅鼠和狐的數(shù)量總是在一定范圍內變動，這說明_。 (4)倘若為獲取毛皮而大量獵捕狐，則草原上的牧草數(shù)量將會_。 答案：(1)捕食關系(2)15 000(3)生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力(4)下降