第4、5節生態系統的信息傳遞及穩定性一、生態系統的信息傳遞二、生態系統的穩定性自我校對：①物理信息②物理過程③化學信息④行為信息⑤種間⑥穩定⑦結構和功能⑧自我調節⑨負反饋⑩干擾?物質、能量投入?結構與功能的協調議一議：信息傳遞不像物質流那樣是循環的，也不像能量流那樣是單向的，而往往是雙向的，有從輸入到輸出的信息傳遞，也有從輸出向輸入的信息反饋。看一看：從生態系統的結構上看：生產者、消費者和分解者的種類、數量比例相對穩定，食物鏈、食物網相對穩定。從生態系統的功能上看：物質和能量的輸入和輸出相對平衡。想一想：熱帶雨林基礎較好、結構簡單的生態系統如草原生態系統。一、生態系統的信息傳遞1．信息傳遞的具體體現信息傳遞存在于生態系統的各種成分之間，把生態系統的各個組成部分聯系成一個整體，而且具有調節生態系統穩定性的作用。2．與能量流動、物質循環的比較能量流動物質循環信息傳遞特點單向流動，逐級遞減循環運動，反復利用往往是雙向的范圍生態系統中各營養級生物圈生物之間，生物與環境之間地位生態系統的動力生態系統的基礎決定能量流動和物質循環的方向和狀態聯系同時進行，相互依存，不可分割，形成一個統一整體特別提醒①物理信息有明顯的光、聲、電、磁等物理載體，行為信息重在行為，較特殊。②生態系統的信息傳遞是雙向的，既可以從低營養級向高營養級傳遞，也可以從高營養級向低營養級傳遞。跟蹤訓練1螢火蟲通過閃光來識別同伴；草原上的鳥在發現天敵后，雄鳥急速起飛，扇動翅膀為雌鳥發出信號；某種植物根系有分泌一種使休眠的真菌孢子發芽的化合物，如將這類物質在作物播種前施入土中，就可以使休眠孢子提前發芽，使其找不到寄主而死亡。以上三個實例分別體現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：生態系統中信息的分類是以傳遞信息的載體為依據來劃分的。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。鳥發現天敵后，做出了很夸張的動作，強調的是特殊的行為，所以屬于行為信息。答案：B二、生態系統穩定性的理解及其調節1．生態系統穩定性的理解生態系統的穩定性是生態系統發展到一定階段，它的結構和功能能夠保持相對穩定時，表現出來的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力。可以從以下幾個方面理解：(1)結構的相對穩定：生態系統中動植物的種類及數量一般不會有太大的變化，一般相關種群數量呈現周期性變化，可用如下圖曲線表示：(2)功能的相對穩定：生物群落的能量輸入與輸出相對平衡，物質的輸入與輸出保持相對平衡。(3)圖解：2．生態系統的反饋調節當生態系統某一成分發生變化的時候，它必然會引起其他成分出現一系列的相應變化，這種變化又反過來影響最初發生變化的那種成分的現象，包括正反饋調節和負反饋調節。特別提醒①生物圈的穩定性是一種相對穩定狀態，不是絕對不變的。②生物圈中生物間復雜的營養關系是生物圈穩態維持的根本原因。③生態系統兩種穩定性關系：a．自我調節能力較強的生態系統抵抗力穩定性較強。b．抵抗力穩定性較強的生態系統恢復力穩定性較差。c．恢復力穩定性較強的生態系統抵抗力穩定性較差。跟蹤訓練2在一片動物種類繁多的森林中，消費者、分解者的種類和數目基本穩定，那么，下列哪項與之不相符(

)A．能量流動和物質循環保持動態平衡B．食物鏈和食物網保持相對穩定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：根據題意：森林中消費者、分解者的種類和數目基本穩定，可知該森林是一個穩定的生態系統。作為一個穩定的生態系統其結構保持相對穩定，即各種生物的種類及數量一般變化不大，食物鏈和食物網保持相對穩定；其功能相對穩定，即物質、能量的輸入與輸出保持動態平衡。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定型。答案：D規律總結：抵抗力穩定性、恢復力穩定性和總穩定性之間的關系：生態系統的穩定性常常與生態系統的營養結構(食物鏈與食物網)聯系起來考慮，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：①食物鏈越短，營養結構越穩定。②生產者越多，營養結構越穩定。③生物種類越多，營養結構越穩定。④生物關系越復雜，營養結構越穩定。這四點要綜合考慮，往往是在同一生態系統中來考慮其食物鏈或食物網中某種結構的穩定性。題型一生態系統信息傳遞的綜合考查【例1】

有關生態系統的信息傳遞的敘述正確的是(

)A．生態系統中物理信息的來源只能來自無機環境B．動物的特殊行為對于同種或異種生物能夠傳遞信息C．植物開花屬于化學信息D．生態系統中的信息傳遞和能量流動一樣都是單向的思路點撥：解答本題的關鍵有以下兩個方面：①明確生態系統信息傳遞發生的范圍。②準確區分三種信息的傳遞形式。【標準解答】逐項分析如下：選項判斷原因分析A項錯誤生態系統中的物理信息可能來自于無機環境，也可能來自于同種或不同種的其他生物B項正確動物的特殊行為一般是一種行為信息，對于同種或異種生物也能夠傳遞信息C項錯誤植物開花是通過花的顏色、花的氣味傳遞的一種物理信息，以吸引傳粉的昆蟲等生物，屬于物理信息D項錯誤信息傳遞可以發生在個體與個體之間、種群與種群之間、生物群落與無機環境之間，是一種雙向傳遞，但能量是單向流動、逐級遞減的【答案】

B【誤區警示】鳥類鳴叫、螢火蟲發光、昆蟲發出的聲音、植物開花都是物理信息，而非行為信息，都有明顯的物理載體，如聲、光、色、味等。題型二生態系統穩定性的分析【例2】

如下圖為某一生態系統穩定性圖解。對此理解不正確的是(

)A．a為抵抗力穩定性，b為恢復力穩定性B．a為恢復力穩定性，b為抵抗力穩定性C．恢復力穩定性與營養結構呈相反關系D．抵抗力穩定性與恢復力穩定性呈相反關系思路點撥：由題干可獲得的主要信息有：①穩定性兩個方面的關系，②營養結構復雜程度與穩定性的關系。解答本題可先分析曲線縱、橫坐標的含義，然后再逐項分析。【自主解答】生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性，它們均與生態系統營養結構的復雜程度有關。營養結構越復雜，抵抗力穩定性就越大，而恢復力穩定性越小。【答案】

B【規律方法】生態系統的穩定性的實質是生態系統結構和功能的穩定，而生態系統的結構與功能本身也是相適應的，結構的穩定是其功能穩定的基礎，而功能的穩定又是結構穩定的保證。變式訓練下圖表示甲、乙兩個相鄰的生態系統，但類型不同，在遭受同等程度的外來干擾功能發生明顯波動后，再恢復到正常所需的時間的圖像，關于這兩個生態系統穩定性的敘述，正確的是(

)A．甲的抵抗力穩定性較乙強B．乙的恢復力穩定性較甲強C．甲的抵抗力穩定性弱，恢復力穩定性強D．甲為森林生態系統，乙為草原生態系統解析：由圖看出，甲在受到外來干擾后，較乙破壞程度很快表現出來，但也很快恢復到原來的狀態，因此其抵抗力穩定性弱，而恢復力穩定性強。答案：C一、選擇題1．(2009·福建卷)下列有關生態系統穩定性的敘述，不正確的是(

)A．生態系統具有自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎B．生態系統內部結構與功能的協調，可以提高生態系統穩定性C．生物多樣性對維持生態系統穩定性具有重要作用，體現了其間接價值D．生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統恢復力穩定性就越強解析：D選項中，生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統抵抗力穩定性越強，而恢復力穩定性越弱。答案：D2．(2009·天津卷)下圖表示氣候變化對甲、乙生態系統中種群類型數量的影響。據圖分析，下列敘述正確的是(

)①甲生態系統的抵抗力穩定性一定較乙生態系統強②甲生態系統中生物群落的營養關系一定較乙復雜③乙生態系統在S點后一定有新的物種產生④乙生態系統在S點后一定經歷次生演替過程A．①③ B．①④C．②③ D．②④解析：從圖中我們可看出甲生態系統的抵抗力穩定性一定較乙生態系統強；甲、乙兩生態系統種群數量與氣候變化有關，與群落中營養關系不大；新物種產生需經歷漫長的時間；乙生態系統在S點生物群落基本消失，S點以后又出現新的群落，屬于次生演替。由此可得正確答案為B。答案：B3．下列關于生態系統穩定性的敘述，錯誤的是(

)A．在一塊牧草地上播種雜草形成雜草地后，其抵抗力穩定性提高B．在一塊牧草地上通過管理提高某種牧草的產量后，其抵抗力穩定性提高C．在一塊牧草地上栽種喬木形成樹林后，其恢復力穩定性下降D．一塊棄耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力穩定性提高解析：本題考查“生態系統的穩定性”。生態系統的穩定性包括兩個方面：抵抗力穩定性和恢復力穩定性。生態系統的抵抗力穩定性與生態系統的成分和營養結構的復雜程度有關，成分和營養結構越復雜，其抵抗力穩定性越大，相應地，其恢復力穩定性就越小。題中A、C、D選項中的生態系統，都是向著成分和營養結構復雜化的方向發展，而B選項中生態系統是趨向單一化方向(只讓牧草生長)發展，其抵抗力穩定性降低。答案：B4．某池塘中，早期藻類大量繁殖，食藻浮游動物水蚤大量繁殖，藻類減少，接著又引起水蚤減少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，導致更多水蚤死亡。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：池塘中存在著藻類→水蚤食物鏈，藻類增多使水蚤食物增多，水蚤也隨之增多，而水蚤的增多使其食物(藻類)又減少，這是負反饋調節。后期排入污水使水蚤死亡，而水蚤死亡加重了污染，使更多水蚤死亡，即污染造成的后果使污染加劇，這是正反饋調節。答案：B5．有一山區由于開采露天小鐵礦等活動，自然生態系統完全被破壞，成為一片廢墟，為盡快使該山區恢復到原有自然生態系統狀態，應采取的最好措施是在這片廢墟上(

)A．回填土壤，引進多種外來物種，重建新的生態系統B．撤出人類全部活動，實行全面封閉，等待自然恢復C．回填土壤，栽培當地經濟農作物，發展農業生產D．回填土壤，栽種多種當地原有的植物，實行封山育林解析：生態系統的破壞主要是人類不合理的開發利用導致的。要恢復到原有自然生態系統狀態，應避免人類過多干擾，回填土壤后栽種多種當地植物，增強自我調節能力，D項正確。A項中不能引進外來物種，否則會造成外來物種入侵；B項中等待自然恢復太緩慢；C項中栽培經濟作物會帶來人類過多干擾。答案：D二、簡答題6．(2009·海南卷)某種植物上棲息著一定數量的甲、乙兩種昆蟲和蜘蛛。甲、乙兩種昆蟲均以該植物為食，蜘蛛以乙昆蟲為食。甲昆蟲在白天活動，乙昆蟲在夜晚活動。甲昆蟲采食該種植物的葉片后，植物會釋放出揮發性的物質X，X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅趕乙昆蟲。請回答：(1)上述現象中，X分別在____________之間進行傳遞。(2)影響甲昆蟲活動的信息有兩大來源，分別是____________和____________。影響乙昆蟲活動的信息種類是____________。蜘蛛在蜘蛛網上捕食乙昆蟲所利用的信息種類是____________。(3)若在上述植物上施用人工合成的物質X，短期內該植物上甲昆蟲天敵和乙昆蟲天敵數量的變化是____________。解析：(1)X由植物釋放，可吸引甲昆蟲天敵，也可驅趕乙昆蟲，故分別在植物與甲昆蟲天敵、植物與乙昆蟲之間進行傳遞。(2)光信息影響兩種昆蟲的活動時間，甲昆蟲的活動還受到其天敵的影響，故影響甲昆蟲活動的信息兩大來源是無機環境和生物。影響乙昆蟲的信息有光照和X物質，分別為物理和化學信息。蜘蛛捕食時感受的是蛛網的震動，為物理信息。(3)物質X可吸引甲的天敵，驅趕乙昆蟲，故甲昆蟲天敵增加，因乙昆蟲減少，其天敵也隨之減少。答案：(1)植物與甲昆蟲的天敵，植物與乙昆蟲(2)無機環境生物化學信息和物理信息物理信息(3)甲昆蟲天敵數量增加，乙昆蟲天敵數量減少7．為觀察生態系統穩定性，設計4個密閉、透明的生態瓶，各瓶內的組成和條件見下表。經過一段時間的培養和觀測后，發現甲瓶是最穩定的生態系統。請回答以下問題：注：“＋”表示有；“－”表示無生態系統組成光水草藻類浮游動物小魚泥沙生態瓶編號甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－丁＋＋＋＋＋＋(1)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為__________，原因是______________________