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生态系统的信息传递和稳定性
一、生态系统的信息传递
1．信息的种类(连线)。
答案：1.①—c ②—a ③—b
2．信息传递在生态系统中的作用(填空)。
(1)个体：________的正常进行，离不开信息的作用。
(2)种群：生物种群的______，离不开信息传递。
(3)群落和生态系统：能调节生物的______关系，以维持生态系统的______。
答案：2．(1)生命活动 (2)繁衍 (3)种间 稳定
3．信息传递的应用(填空)。
(1)提高______________的产量。
(2)对__________进行控制。
答案：3．(1)农产品或畜产品 (2)有害动物
解惑：信息传递存在于生态系统的各种成分之间，不仅仅存在于生物成分之间，也存在于生物与无机环境之间。
◎想一想：生态系统的物质循环、能量流动和信息传递各有什么特点？
二、生态系统的稳定性
1．含义：生态系统所具有的____________________和________相对稳定的能力。
2．原因：生态系统具有一定的________能力。
3．调节基础：________。
4．表现(连线)。
答案：1．保持或恢复自身结构 功能
2．自我调节
3．负反馈调节
4．①—b—Ⅰ ②—a—Ⅱ
◎想一想：为什么人工纯种林易发生虫灾，而天然林不易发生虫灾？
5．提高稳定性的措施(填空)。
(1)控制对生态系统____________________，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，应实施相应的__________投入，保证生态系统内部____________的协调。
答案：5．(1)干扰的程度 (2)物质能量 结构与功能
生态系统的信息传递
1．(2013·四川卷，6)稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统，卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫，拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是( )
A．害虫与拟水狼蛛间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定
B．防治稻田害虫，可提高生产者与消费者之间的能量传递效率
C．精耕稻田与弃耕稻田的生物群落，演替的方向与速度有差异
D．用性外激素专一诱捕卷叶螟，短期内褐飞虱的种群密度会下降
解析：本题考查种群，群落和生态系统的知识。信息传递能够调整生物种间关系，维持生态系统的稳定，A项正确；防治稻田害虫，可以使能量更多流向对人类最有益的部分，但是不能提高能量传递效率，B项错误；人为因素可以影响演替的方向和速度，精耕稻田为人为影响的群落，和弃耕稻田的自然演替不同，C项正确；用性外激素专一诱捕卷叶螟，使卷叶螟密度降低，拟水狼蛛会更多以褐飞虱为食，所以褐飞虱种群密度会下降，D项正确。
答案：B
2．某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答下面的问题。
(1)上述现象中，X分别在________________之间进行传递。
(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是__________和__________。影响乙昆虫活动的信息种类是____________________。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是________________。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是______________________。
解析：植物释放的物质X可以在植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递。影响甲昆虫活动的信息有两大来源——无机环境和生物；影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息；蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫是通过感知蛛网的震动来实现的，属于物理信息。物质X可吸引甲昆虫的天敌，所以甲昆虫天敌数量增加；能驱赶乙昆虫，使乙昆虫减少，所以乙昆虫天敌数量减少。
答案：(1)植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫 (2)无机环境
生物 化学信息和物理信息(其他合理答案也可) 物理信息(其他合理答案也可) (3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少
生态系统的稳定性
3．某地区常年栖息着30万只鸟类，其中灰椋鸟占了最大优势，数量达10万只之多，灰椋鸟是农林害虫的天敌，喜好群体活动，常集结成庞大的鸟群在天空盘旋，形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌，计划在林区大规模清除其他树种，并改种灰椋鸟喜居的树种，欲招引20万只以上灰椋鸟，该计划的实施将使该地区( )
A．灰椋鸟种内竞争必然减弱
B．鸟的种类必然增加
C．农林害虫数量必然大幅度上升
D．生态系统的结构必然发生变化
．解析：种植单一树种会使生态系统的生物种类减少，生态系统的营养结构变得简单，生态系统的自动调节能力减小，生态系统可能会遭到破坏，故D正确；单一树种使害虫种类减少，以害虫为食的鸟类减少，B错误；招引20万只以上灰椋鸟，必然会使其种内竞争加强及农林害虫数量减少，A、C错误。
答案：D
4．(2013·天津卷，8)菌根是由菌根真菌与植物根系的联合体。菌根真菌从土壤中吸取养分和水分供给植物，植物为菌根提供糖类等有机物。下表为不同温度下菌根对玉米幼苗光合特性影响的实验结果。
组别
光合作用速率(μmol CO2·m－2·s－1)
气孔导度·(mmol·m－2·s－1)
细胞间CO2浓度(μmol·mol－1)
叶绿素
相对含量
25 ℃
有菌根
8.8
62
50
39
无菌根
6.5
62
120
33
15 ℃
有菌根
6.4
58
78
31
无菌根
3.8
42
157
28
5 ℃
无菌根
4.0
44
80
26
有菌根
1.4
17
242
23
注：气孔导度是描述气孔开放程度的量
请回答下列问题：
(1)菌根真菌与玉米的种间关系是_________________________________。
(2)25 ℃条件下，与无菌根玉米相比，有菌根玉米叶肉细胞对CO2的利用率___________________。
(3)15 ℃条件下，与无菌根玉米相比，有菌根玉米光合作用速率高，据表分析，其原因有①______________________，促进了光反应；②________________________， 促进了暗反应。
(4)实验结果表明：菌根能提高玉米的光合作用速率，在__________________条件下提高比例最大。
(5)在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行菌根真菌接种，可提高部分牧草的菌根形成率。下图为接种菌根真菌后试验区内两种主要牧草种群密度和群落物种丰富度的变化结果。
①图中种群密度数值应采用样方调查结果的___________________值。
②据图推测，两种牧草中菌根依赖程度更高的是___________。接种菌根真菌后，该试验区生态系统抵抗力稳定性提高，原因是_______________________。
解析：(1)由题可知，菌根真菌从土壤吸收养分和水，同时有利于植物光合作用，植物为菌根真菌提供糖类等有机物，两者是互利共生关系。(2)在25 ℃条件下，有菌根玉米细胞间CO2浓度相对于无菌根玉米较低，说明有菌根玉米利用率较高，光合作用较强。(3)在15 ℃条件下，有菌根玉米光合作用速率高，据表分析，有菌根叶绿素相对含量较大，有菌根玉米，吸收光能速率较大，促进光反应进行，气孔导度较大，细胞间CO2浓度较小，CO2供应充足，促进暗反应进行。(4)对比三个温度条件下，在5 ℃条件下，有菌根玉米与无菌根玉米光合速率相比，提高程度最大。(5)①牧草采用样方法调查种群密度，且取各样方平均值，保证数据的科学有效性。②从图表中分析，优质牧草在真菌作用下，种群密度逐年升高，而劣质牧草种群密度逐年降低。接种真菌后，生态系统物种丰富度不断增加，物种多样性增强，生态系统营养结构复杂，自我调节能力增强，生态系统抵抗力稳定性提高。
答案：(1)互利共生 (2)高 (3)①叶绿体相对含量高，利于吸收光能 ②气孔导度大，CO2供给充分 (4)5 ℃(或低温) (5)①平均 ②优质牧草A 物种丰富度升高，生态系统营养结构复杂，自我调节能力升高
5．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：(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中N、P等的含量，起到净化水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中的溶氧量和提高饵料的利用率。(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的养殖塘中微生物分解有机物产生的N、P含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的N、P含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。
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)
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