课程解读
一、学习目标：
1. 举例说出生态系统中的信息传递及其作用，以及在农业生产中的应用。
2. 阐明生态系统的自我调节能力，举例说明什么是抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3. 阐述提高生态系统稳定性的措施。
4. 设计并制作生态缸，观察其稳定性。
二、重点、难点：
重点：信息传递在生态系统中的作用、阐明生态系统的自我调节能力、举例说明什么是抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
难点：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。
三、考点分析：
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内容 |
要求 |
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生态系统的信息传递 |
Ⅰ |
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生态系统的自我调节能力 |
Ⅱ |
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生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性 |
Ⅱ |
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提高生态系统稳定性的措施 |
Ⅱ |
生态系统的信息传递功能作为新课标中新添加的内容，在高考考查中占据一定的比例，但难度相对较小。由于生态系统的稳定性与环境的相关性较强，故高考中考查得较多，且难度固定。另外，这部分内容中的负反馈调节的概念作为新的命题亮点越来越受到命题者的重视。
知识梳理
生态系统的能量流动、物质循环和信息传递三项功能中，能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，而信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。
一、生态系统的信息传递功能
1. 信息的种类：
（1）物理信息：是指生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。
（2）化学信息：是指生物在生命活动过程中产生的可传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸、动物的性外激素等。
（3）行为信息：动物的特殊行为
2. 信息传递在生态系统中的作用
（1）有利于生命活动的正常进行。如莴苣的种子萌发，蝙蝠的捕食。
（2）有利于生物种群的繁衍。如动物的求偶炫耀行为，能引诱同种异性个体前来交尾；植物的开花往往需要一定的日光照射时间。
（3）能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。如当雪兔数量减少时，这种营养缺乏状况就会直接影响到猞猁的生存。猞猁数量的减少，即雪兔的天敌的减少，又促进了雪兔数量的回升。
3. 信息传递在农业生产中的应用
（1）提高农产品或畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率。
（2）对有害动物进行控制。如利用信息素扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的出生率下降。
二、生态系统的稳定性：是指生态系统发展到一定阶段或成熟稳定状态时，它所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
1. 自我调节能力：负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
*一般地，生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，其调节能力越强。
*负反馈的作用是能够使生态系统达到和保持平稳或稳态，其结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。
*正反馈的作用是加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。
2. 稳定性：
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抵抗力稳定性 |
恢复力稳定性 |
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概念 |
指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力 |
指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力 |
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影响 因素 |
生态系统的成分越复杂，抵抗力稳定性越强（有一定限度） |
生态系统的成分越简单，则恢复力稳定性越强 |
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联系 |
（1）二者呈负相关关系 （2）二者同时存在于同一生态系统中，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。 |
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3. 提高稳定性的措施：
（1）控制对生态系统的干扰，对生态系统适度利用；
（2）对利用强度较大的生态系统，给予相应的物质、能量的投入，实现“可持续性发展”目标。
三、生态缸的设计制作及观察
1. 生态缸的设计
（1）生态缸密封：防止外界生物或非生物因素的干扰。
（2）生物种类包含有生产者、消费者、分解者，且比例适宜。
（3）充足的散射光能，补充能量流动过程中的散失，并能防止水温过高导致水生植物的死亡。
2. 生态缸的观察：植物、动物的生活情况、水质变化等。
典型例题
知识点一：生态系统的信息传递
例1. 图示为莴苣种子的萌发率与光的波长之间的关系。有关说法不正确的是（双选）（ ）
A. 种子接收某种波长的光的信息才能萌发
B. 没有信息传递，种子就不能正常萌发
C. 光和光敏色素都属于物理信息
D. 种子萌发率的高低与波长成正比关系
思路分析：光敏色素是接受物理信息的物质，本身不是物理信息。种子萌发率与光的波长不存在正比关系。
答案：C D
解题后的思考：物理信息是指生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。
例2. 下列信息传递的实例中，属于调节生物种间关系的是（ ）
A. 莴苣种子在适宜波长光下才能萌发生长
B. 昆虫散发性外激素传递信息
C. 草原返青时，“绿色”为食草动物提供信息
D. 雄鸟求偶时进行复杂的“求偶”炫耀行为
思路分析：莴苣种子在适宜波长下才能萌发生长——调节生命活动；昆虫散发性外激素传递信息——调节生物繁衍；雄鸟求偶时进行复杂的“求偶”炫耀行为——同种生物之间信息传递，调节生殖繁衍。
答案：C
解题后的思考：信息传递在生态系统中的具体作用体现在种间和种内以及无机环境间。
例3. 下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（ ）
A.
生态系统的物理信息都来源于环境
B.
植物都通过化学物质传递信息
C.
信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D.
信息可以调节生物种间关系
思路分析：小草返青向食草动物传递颜色信息，属于物理信息。因此物理信息并不都是来源于环境，而植物也不都是通过化学物质传递信息。信息的传递是双向的，不一定沿着食物链传递。
答案：D
解题后的思考：生态系统中的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息；信息传递可以发生在生物与生物之间及生物与无机环境之间，并不一定从低营养级向高营养级传递。信息传递对于生物种群的繁衍、调节生物的种间关系以及维持生态系统的稳定性都发挥着重要的作用。
小结：生态系统的信息传递既可发生在生物之间，也可发生在生物与无机环境之间，且方向可以是双向的，即相互传递。其作用体现在生存、繁衍和种间关系调节上。
知识点二：生态系统的稳定性
例1. 某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了水质的污染，导致更多水蚤死亡。
关于上述过程的叙述，正确的是（ ）
A.
早期属于正反馈，后期属于负反馈 B. 早期属于负反馈，后期属于正反馈
C.
早期、后期均属于负反馈
D. 早期、后期均不属于负反馈
思路分析：本题中，早期藻类大量繁殖，水蚤的食物充足，导致水蚤大量繁殖，水蚤的增多大量捕食藻类，又使藻类减少，系统工作的结果反作用于系统本身，且起到抑制作用，属于负反馈调节。而池塘污染后，水蚤因生活环境发生了改变而死亡，死亡的个体数又加剧了污染，导致更多水蚤死亡，结果加剧了最初的变化因素，这属于正反馈调节。
答案：B
解题后的思考：生态系统的自我调节属于反馈调节。反馈调节有两种类型，即负反馈调节和正反馈调节。前者将抑制最初的变化因素，而后者加剧最初的变化因素。
例2. 下列各项措施中，能提高一个生态系统的稳定性的是（ ）
A. 减少捕食者和寄生生物的数量 B. 使生产者和消费者的数量保持平衡
C. 适当增加物种数量和种类 D. 限制生态系统中生产者的数量
思路分析：一般来说，生态系统结构复杂，能量流动路径和物质循环的渠道就越多，部分物种的消失或灭绝对整个生态系统稳定性的冲击就越小，生态系统抵抗干扰的能力就越强，生态系统就越稳定。A项减少寄生生物的数量会增加生态系统的不稳定性；B项有利于保持生态系统原有的稳定性；D项限制了生态系统中的生产者数量，会降低生态系统的稳定性。
答案：C
解题后的思考：生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，一般抵抗力稳定性越高。
例3. 生态系统的结构越复杂，其生态系统自我调节能力越大的原因不包括（ ）
A. 处在同一营养级的生物种类繁多
B. 能量可以通过其他食物链传递到顶级
C. 某营养级的一些生物消失，可由营养级中的其他生物代替
D. 能量流经各营养级时，是逐级递减的
思路分析：若食物链中各营养级的生物种类多，那么某营养级的一些生物消失，就会由该营养级的其他生物来代替，其他食物链也可以代替这一食物链，从而维持了生态系统的稳定。D属于能量流动的特点。
答案：D
解题后的思考：生态系统越复杂，其稳定性越高的原因，主要是因为若某些生物受环境影响发生不利的变化时，还会有其他同级的生物来代替，而不至于引发下一营养级生物的毁灭性变化，从而保持了系统的稳定。
小结：提高生态系统的稳定性，就是提高系统的抗干扰能力。增加其内部结构的复杂性，可对抗多种干扰。生态系统的稳定状态体现在结构的稳定和功能——能量的输入输出、物质循环的稳定和平衡上。
提分技巧
信息传递与物质循环、能量流动的关系
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项 目 |
区 别 |
联 系 |
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来 源 |
途 径 |
特 点 |
范 围 |
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能量流动 |
太阳能 |
食物链或食物网 |
单向流动、逐级递减 |
生态系统中的各营养级 |
共同把生态系统的各组分联系成一个统一的整体 |
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物质循环 |
生态系统 |
食物链或食物网 |
循环利用 |
群落与无机环境之间 |
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信息传递 |
生物或无机环境 |
多种途径 |
包括物理、化学、行为信息 |
生物与生物之间或生物与无机环境之间 |
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预习导学
一、预习新知：生态环境的保护
二、预习点拨
探究任务一：人口增长对环境有哪些影响？
探究任务二：生物多样性包括哪些内容？保护生物多样性的措施有哪些？
同步练习（答题时间：40分钟）
1. 生态捕虫板是一种正反面均涂上不含任何有毒物质的粘合剂的黄色硬塑板。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
*2. 下列有关生态系统功能的描述，错误的是（
）
A.
物质循环的关键环节是分解者的分解作用
B.
物质流动是循环的，能量流动是单向的，信息流动往往是双向的
C.
一个生态系统的营养级越多，消耗的能量就越多，人类可利用的能量就越少
D.
信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，具有调节生态系统稳定性的作用
*3. 如图所示为某一生态系统稳定性图解，对此理解不正确的是（ ）
A.
a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B. a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C. 恢复力稳定性与营养结构复杂程度成相反关系
D. 抵抗力稳定性与恢复力稳定性成相反关系
4. 自然林区内的马尾松林一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中却常会发生严重的松毛虫危害，其主要原因是（ ）
A. 松毛虫繁殖力强 B. 马尾松抗虫害能力差
C. 人工林营养结构简单 D. 当时的气候适宜松毛虫生长
5. 某牧草留种区，为了预防鸟啄食草籽，用网把留种区罩起来。后来发现，留种区草的种子几乎被虫吃光了。发生这种现象的根本原因是（ ）
A. 虫害过度繁殖 B. 干旱缺水引起虫害
C. 食物链被破坏 D. 害虫产生变异新类型
6. 池塘养鱼，若要稳定和长期保持较高的产量，应采取的最佳措施是（ ）
A. 及时、适量的捕捞成鱼 B. 大量的投入鱼的饵料
C. 大量的增加鱼苗的投入量 D. 大量的增加池塘水量
7. 在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林（草）”是两项重要措施，采取这两项措施的首要目标是（ ）
A. 开发旅游业 B. 发展畜牧业
C. 增加木材生产 D. 改善生态环境
8. 下列有关生态系统稳定性的说法，正确的是（ ）
A. 生态系统稳定性是指生态系统具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力
B. 森林生态系统的稳定性较高
C. 草原生态系统的恢复力稳定性比森林生态系统的恢复力稳定性高
D. 在草原上适当栽种防护林，可以有效的提高草原生态系统的抵抗力稳定性
9. 下列生物现象受温度这一物理信息影响的是（ ）
A. 蛾类在夜间活动 B. 仙人掌的叶变成刺
C. 柑橘不能在北方栽种 D. 柳树喜欢在强光下生长
10. 一阵微风吹过，蜘蛛在蛛网上静待不动；一阵狂风袭来，蜘蛛迅速逃离蛛网；一只小飞虫被粘在蛛网上拼命的挣扎，蜘蛛前去捕食。由以上不同情况下蜘蛛的行为差异可以得出的结论是（ ）
A. 蜘蛛可以从蛛网的震动中获得信息
B. 风的大小可以给蜘蛛提供是否有食物的信息
C. 蛛网上有给蜘蛛提供是否有食物的信息的化学物质
D. 小飞虫的挣扎为蜘蛛提供了行为信息
11. 一种萤火虫以别种萤火虫的雄虫为食物，它会发出别种萤火虫雌虫的回应闪光以骗取雄虫自投罗网。该种萤火虫的闪光信息属于（ ）
A. 物理信息 B. 化学信息 C. 行为信息 D. 信息素
12. 下列有关生态系统中信息传递所起的作用的说法中，不正确的是（ ）
A. 生命活动正常进行，离不开信息传递的作用
B. 生物种群的繁衍，离不开信息的传递
C. 调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
D. 动物只有在求偶时才表现出行为信息
*13. 下列有关信息传递的说法错误的是（ ）
A. 任何生态系统都有信息传递
B. 信息传递使生态系统的所有成分形成一个统一整体
C. 生态系统的物质循环过程与信息传递没有关系
D. 生态系统中的信息传递的范围可以是同种生物之间，也可以是不同种生物之间，还可以是生物与无机环境之间
14. 农业生态系统比自然生态系统恢复力稳定性高的原因是（ ）
A. 人为的作用非常突出
B. 需要不断地进行播种、施肥、灌溉、田间管理等人类劳动
C. 种植的植物种类少，营养结构简单
D. 其产品运输到系统以外
15. 下列实例中，不属于“生态系统具有自我调节能力的典型实例”的是（ ）
A. 矿质元素被绿色植物吸收，其枯枝落叶腐烂后又还给土壤
B. 被轻度污染的水体经过生物的吸收分解、物理沉降、化学分解而得到净化
C. 由于大火而烧毁的森林通过繁殖作用得到恢复更新
D. 过度开垦草原、毁林造田使气候失调，土地沙漠化
16. 加拿大的“一枝黄花”原产于北美，最早于1935年作为观赏植物引入我国，上世纪80年代扩散蔓延到河滩、路边。它的根系极为发达易连接成片，一棵“一枝黄花”能结两万多粒种子，极易和其他作物争光、争肥，形成强大的生长优势，对绿化灌木，乃至棉花、玉米、大豆等农作物产生严重影响，并改变道路、宅旁、荒地的景观。下列有关“一枝黄花”的叙述中正确的是（ ）
A. “一枝黄花”属于外来物种，引入我国后可以增加我国生物多样性
B. “一枝黄花”成灾最可能的原因是本地缺乏其天敌
C. 为控制“一枝黄花”的扩散可以再从原产地引进其天敌
D. 观赏植物“一枝黄花”引入我国后的种群增长曲线为S型曲线
17. 很多同学都曾尝试设计制作生态瓶，但是，有相当一部分同学的设计并不成功。下面罗列了设计生态瓶应遵循的原理，其中不合理的是（ ）
A. 瓶内各种生物之间应有营养上的联系
B. 瓶内各种生物的数量搭配应合理
C. 应定时向瓶内通气，保证生物的有氧呼吸
D. 瓶内生态系统应获得充足的能量供应
*18.
为观察生态系统的稳定性，某学习小组设计了4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
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生态系统组成 |
光 |
水草 |
藻类 |
浮游动物 |
小鱼 |
泥沙 |
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生态瓶编号 |
甲 |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
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乙 |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
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丙 |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
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丁 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
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注：“+”表示有；“-”表示无。
请回答以下问题：
（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_________，原因是_______________________。
（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，得出的结论是：
①_______________________________________________________________________。
②_______________________________________________________________________。
*19. 阅读下面两段材料，运用所学知识回答问题：
材料一 雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把
材料二 卡尔逊（Karison ）和林茨（Liishcer）于1959年倡议采用性外激素（Pheromone）这一术语。它是昆虫分泌到体外的一种挥发性的物质，是对同种昆虫的其他个体发出的化学信号而影响它们的行为，故称为信息素。根据其化学结构，目前已经人工合成20多种性外激素，在防治害虫方面，效果显著。如利用性引诱剂“迷向法”防治害虫。具体做法是：在田间释放过量的人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。国外应用“迷向法”防治森林大害虫舞毒蛾是比较成功的。我国最近进行了“迷向法”防治棉红铃虫试验，处理区的监测诱捕器的诱蛾量上升99%以上，交配率和铃虫害均下降20%左右。
（1）材料一说明使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于 信息，而不是___________信息，因为它不是由视觉引起的。
（2）材料一体现了信息传递的什么作用？ 。
（3）微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，这说明性引诱剂具有_______和_______性。
（4）从材料二可以看出，“迷向法”并不能直接杀死害虫，而是通过 ，从而使害虫种群的 率下降，降低对农作物的危害。
20. 请利用下面提供的材料和用品建立一个人工微型生态系统，并使其维持一定时间的运转。材料和用品：小鱼、水藻、水草、池泥、池水、广口瓶、橡皮塞、培养皿、吸管、小鱼网和凡士林。请完成下列各步操作并回答：
（1）方法步骤：
第一步：在广口瓶底部铺上一层约
第二步：向广口瓶中加池水至瓶口
第三步：___________________。
第四步：___________________。
第五步：___________________。
（2）此生态系统分解者存在于_________中。
（3）在小鱼大小的选择上应选择体型______的，原因是______________。
（4）该生态系统能建立起物质和能量的暂时平衡，原因是_____________。
（5）若要证明生产者在生态系统中的作用，应如何设计试验？___________。
试题答案
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题号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
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答案 |
B |
C |
B |
C |
C |
A |
D |
D |
C |
A |
A |
D |
C |
C |
D |
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题号 |
16 |
17 |
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答案 |
B |
C |
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解析：
1. 趋黄性利用的是昆虫成虫对“黄”颜色的偏好，所以属于物理信息。
2. 人类可利用的能量可来自于生态系统中的多个营养级，并且通过调节能量流动，使本来流向分解者的能量转而流向对人类有益的部分，例如生态农业中将农作物秸秆作为饲料，提高能量的利用率。生物群落中的有机物，需要被分解者分解成无机物，归还给无机环境，所以分解者是物质循环的关键。能量流动是单向流动、逐级递减的，信息流动往往是双向的，生态系统可通过内部的信息流动调节自身的结构和功能，使生态系统处于相对稳定状态。
3. 抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰的能力；恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后的恢复能力。生态系统中生物的种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越大，恢复力稳定性就越小；反之，营养结构越简单，抵抗力稳定性就越小，恢复力稳定性就越大。二者呈反相关关系。
13. 信息传递调节着物质循环和能量流动的状态和方向。
18.
（1）减少
缺乏光照，无法进行光合作用 （2）没有微生物的分解作用 （3）少，小鱼呼吸要消耗部分氧气 （4）①生产者和分解者是生态系统的重要组成成分 ②光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件
解析：生态瓶的设计要求生物成分齐全且比例适宜。甲瓶中水草、藻类作为生产者，消费者为浮游动物和小鱼，泥沙中含有的微生物属于分解者。乙瓶缺少光、丙瓶缺少分解者，两者都不能长久地维持生态系统的稳定，丁瓶与甲瓶的条件相比，唯一的不同是丁瓶含有小鱼，其呼吸要消耗氧气，所以丁瓶中氧气含量较低。又因为生态瓶中生产者数量较少，其合成的有机物和氧气能维持的消费者的数量是很有限的，所以丁瓶中小鱼的存在引起生物间的竞争加剧，打破原有的平衡。
19. （1）化学 物理 （2）信息的传递有利于种群的繁衍（或繁殖） （3）高效 专一 （4）干扰雌雄虫的正常交尾 出生
解析：⑴由于玻璃瓶的阻挡，阻碍了蚕蛾性引诱剂的传播和接收，结果雄蚕蛾没有反应，说明性引诱剂属于化学信息，而非可以引发视觉的物理信息。⑵性引诱剂有利于雌雄蚕蛾的正常交配，即有利于生物种群的繁衍。⑷“迷向法”能干扰雌雄虫的正常交尾，从而降低出生率。
20. （1）向广口瓶中加几根健壮的水草，适量水蚤，一条活动能力强的体型相对小的小鱼；将广口瓶用橡皮塞塞紧后用凡士林严密封口；将广口瓶放在温度适宜、光照强度适宜的地方培养 （2）池泥和池水 （3）小；可减少氧气和养料的消耗，容易建立起生态平衡 （4）有稳定的能量来源，生产者为消费者、分解者提供有机物、能量、氧气，消费者、分解者为生产者提供光合作用所需要的二氧化碳、矿物质等。 （5）设计一个广口瓶内无水草，其他条件均与上述广口瓶条件相同的对照组，观察水蚤、小鱼存活的时间。