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第36讲 生态系统的信息传递和稳定性,考纲要求 (1)生态系统中的信息传递() (2)生态系统的稳定性() (3)实验：设计并制作生态缸，观察其稳定性,教材导学 一、生态系统的信息传递 1.种类 (1)物理信息：生态系统中的_、声、_、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。 (2)化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的_，如植物的生物碱、有机酸、动物的_等。 (3)行为信息：动物的_，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。,2.在生态系统中的作用 (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_。 3.在农业生产中的应用 (1)提高农产品或畜产品的产量。 (2)对有害动物进行_。,二、生态系统的稳定性 1.概念 生态系统所具有的保持或_自身结构和_相对稳定的能力。 2.抵抗力稳定性 (1)概念：生态系统抵抗外界_并使自身_和功能保持原状的能力。 (2)原因：内部具有一定的_能力。,(3)规律：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越_，抵抗力稳定性就越_，反之则越高。_能力有一定限度，越过限度，_就遭到破坏。 3.恢复力稳定性 (1)概念：生态系统遭到外界干扰因素破坏后_的能力。 (2)原因：生态系统具有_。 (3)与抵抗力稳定性的关系：往往是_的。,4.提高生态系统稳定性的措施 (1)控制对生态系统的_。 (2)实施相应的_投入，保证生态系统内部_的协调。,自我校对 一、1.(1)温度 光 (2)化学物质 性外激素 (3)特殊行为 2.(1)生命活动 (2)繁衍 (3)种间 稳定 3.(2)控制 二、1.恢复 功能 2.(1)干扰 结构 (2)自我调节 (3)小 低 自我调节 生态系统稳定性 3.(1)恢复原状 (2)自我调节能力 (3)相反 4.(1)干扰程度 (2)物质、能量 结构和功能,基础自测 判断正误 (1)信息可来源于无机环境或生物，传递方向均为双向的。 ( ) (2)鸟类鸣叫属于行为信息。 ( ) (3)草原返青时，“绿色”为食草动物提供信息体现了信息传递起调节种间关系的作用。 ( ) (4)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。 ( ) (5)生态系统的物理信息都来源于环境。 ( ),(6)植物都通过化学物质传递信息。 ( ) (7)信息可以调节生物种间关系。 ( ) (8)一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高。 ( ) (9)生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强。 ( ) (10)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。 ( ),【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10),2.信息传递模型 (1)范围(如图)：,(2)来源：可来自于无机环境，也可来自于生物。 (3)方向：单向或双向；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递。,【注意】 (1)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果通过行为传递信息给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方，则属于物理信息。 (2)鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)，则属于物理信息；若通过特殊的动作(突然飞起)，则属于行为信息。,(3)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。 (4)若涉及化学物质挥发性这一特点，则判断为化学信息。,【例1】 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： (1)上述现象中，X分别在_之间进行信息传递。,(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】 植物释放出的物质X既能吸引甲昆虫的天敌，又能驱赶乙昆虫，故X分别在植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递。影响甲昆虫取食的信息来自生物(植物)，影响甲昆虫在白天活动的信息来自无机环境。影响乙昆虫活动的物质X是化学信息，影响乙昆虫在夜晚活动的信息是物理信息。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫利用了蜘蛛网的振动频率，属于物理信息。X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故在植物上施用人工合成的物质X后，短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加，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,考点二 生态系统的稳定性 1.生态系统稳定性的理解 (1)结构的相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示：,(2)功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。 (3)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。,2.生态系统的自我调节能力 (1)净化作用：包括物理沉降、化学分解、微生物的分解三个方面，是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。 (2)完善的营养结构：具有反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。 调节类型：正反馈和负反馈。,影响生态系统稳定性的因素： 食物链越短，生产者越多， 生物种类越多，关系越复杂 营养结构越稳定 自我调节能力越强 生态系统的抵抗力稳定性越高,【注意】 抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关。在某些特殊生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。,【例2】 下图中的曲线表示某生态系统的总稳定性(抵抗力稳定性与恢复力稳定性之和)，图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常范围，当受到外界干扰时就偏离正常范围，偏离值为T时，生态系统遭到破坏后恢复到正常范围所需的时间为S。TS表示曲线与正常范围之间围成的面积，可作为总稳定性的定量指标。依图判断下列说法错误的是( ),A.相同干扰，T值越大，表示生态系统的抵抗力稳定性越小 B.S值越大，表示一个生态系统的恢复力稳定性越大 C.在一定干扰范围内，TS值越大，表示一个生态系统的总稳定性越低 D.热带雨林生态系统和草原生态系统如果有同样的T值，则所受干扰程度一定不同,【解析】 抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，所以抵抗力稳定性越大，受到相同程度的外界干扰时偏离正常范围的距离即图示的T值就越小，反之，T值就越大，故A项正确；恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，所以恢复力稳定性越大，遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的时间就越短，即图示中S的距离越短，故B项错,误；由于TS值越大，就意味着T值和S值均大，所以抵抗力稳定性和恢复力稳力性就越小，故C项正确；由于热带雨林生态系统的抵抗力稳定性大于草原生态系统的抵抗力稳定性，若所受干扰程度相同，则热带雨林生态系统的T值要小于草原生态系统的T值，若有相同的T值，则热带雨林生态系统所受的干扰程度肯定大于草原生态系统，故D项正确。 【答案】 B,【例3】 图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，请据图回答下列问题：,(1)作为一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括_和_。 (2)甲、乙、丙三者之间的食物联系是_；该生态系统的_是沿着这种渠道进行的。 (3)图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，这种调节导致的最终结果是_。 该结果产生的原因是_。 (4)图A和图B这两种反馈调节是否相同？为什么？ _。,【解析】 图A表示出了生态系统的生产者和消费者，作为一个完整的生态系统，还缺少非生物的物质和能量、分解者。物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的。由于湖泊受到污染，使物种的数量和种类减少，导致抵抗力稳定性降低，加速了生态系统的破坏。从图A中可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又导致乙减少，最终使生态系统保持平衡，属于负反馈调节。图B中生态系统逐渐远离平衡，属于正反馈调节。,【答案】 (1)分解者 非生物的物质和能量 (2)乙甲丙 物质循环和能量流动 (3)加速破坏原有生态系统的稳态 生物种类减少，自我调节能力降低 (4)不相同。图A是负反馈调节，图B是正反馈调节,考点三 实验设计并制作生态缸，观察其稳定性 1.实验原理 (1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意，必须有足够的分解者。 (2)各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。,(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。 (4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。 2.实验流程 铺垫细沙 注水：注入适量的河水或池塘水，使缸内有陆上与水下之分 ,放置动植物：根据生物本身的生活习性正确放置适量的生物个体 密封生态缸：用胶带将生态缸口密封 移置生态缸：将生态缸放置在光线良好的散射光下 观察记录：每周定时观察生态缸中生物的存活和水质变化情况,(2)生态缸稳定性观察与分析： 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。 由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。,注：“+”表示有；“-”表示无。 请回答以下问题： (1)乙缸中，藻类的种群密度变化趋势为_，原因是_。 (2)丙缸比甲缸有较多的有机物，原因是_ _。,(3)丁缸与甲缸相比，氧气含量_，原因是_ _。 (4)根据观测结果，得出结论： _； _。,【解析】 据表格分析可知：乙缸无光照，藻类因无法进行光合作用而死亡，种群密度下降。丙缸与甲缸相比，少泥沙，分解者很少，无法将该缸中动植物遗体、动物的排出物中的有机物分解为无机物。丁缸与甲缸相比多小鱼，小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气，因此丁缸与甲缸相比，氧气含量低。总结结论的方法：找出该组实验中的自变量与因变量，归纳出自变量与因变量之间的关系。据表格分析甲缸为对照组，乙缸、丙缸、丁缸都为实验组。,乙缸与甲缸相比少光，不久稳定性被破坏，说明光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件；丙缸与甲缸相比少分解者，不久稳定性被破坏，说明分解者是生态系统中不可缺少的重要组成成分；丁缸与甲缸相比多小鱼，消费者过多，也造成稳定性被破坏，说明生态缸中动物不能过多，过多会使生产量小于消耗量，造成生态系统崩溃。,【答案】 (1)下降 缺乏光照，藻类不能进行光合作用，不能生长 (2)缺少泥沙，分解者数量太少，有机物不能被分解而累积 (3)低(少) 消费者较多，消耗较多的氧气 (4)生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量(太阳能) 生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定,课堂练习 1.教材原话填空。 (1)生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过_传递的信息，称为物理信息。物理信息的来源是_。 (2)生物在生命活动过程中，还产生一些_，诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是_信息。,(3)生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。信息还能_，以_。 (4)生态系统所具有的_相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。 (5)一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，_就越强，_就越高。,答案 (1)物理过程 无机环境和生物 (2)可以传递信息的化学物质 化学 (3)调节生物的种间关系 维持生态系统的稳定 (4)保持或恢复自身结构和功能 (5)自我调节能力 抵抗力稳定性,2.(多选)下列关于生态系统信息传递的叙述，不正确的是( ) A.生态系统的物理信息都来源于无机环境 B.信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害昆虫，可以降低害虫的种群密度 D.信息在生态系统中的作用，我们都可以用肉眼看到,解析 生态系统的物理信息既可来源于无机环境，也可来源于生物，A项错误。信息在生态系统中的作用，有些是我们用肉眼看不到的，D项错误。 答案 AD,3.萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用 ( ) A.物理信息；行为信息；行为信息 B.物理信息；行为信息；化学信息 C.行为信息；行为信息；化学信息 D.物理信息；物理信息；行为信息,解析 光属于物理信息，翅膀的扇动属于行为信息，而分泌的化合物属于化学信息。 答案 B,4.下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是 ( ) A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高 B.在一块牧草地上通过管理除去杂草提高牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高 C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降 D.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高,解析 一般来说，生态系统中的生物种类越少，抵抗力稳定性越低，而恢复力稳定性就越高。在一块牧草地上通过管理除去杂草提高牧草的产量后，其抵抗力稳定性会下降。 答案 B,5.负反馈调节是维持生命系统平衡或稳态的一种重要调节机制。下列调节过程中不属于负反馈调节的是 ( ) A.当食物过咸或饮水不足时，抗利尿激素分泌增加，机体尿量减少 B.大量猎杀草原食肉动物，导致食草动物的数量先升后降 C.在酶促反应中，反应终产物过量致使酶的活性下降 D.湖泊受污染后鱼类数量减少，鱼体死亡腐烂进一步加重污染,解析 湖泊受污染后鱼类数量减少，鱼体死亡腐烂进一步加重污染，为正反馈调节。 答案 D,6.下列实例中，属于恢复力稳定性的是 ( ) A.由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减小，引发了百年不遇的洪涝灾害 B.当天气干旱时，草原生态系统中的动物种类和数量一般不会有太大的变化 C.乡村有一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可池水依然清澈如故 D.一个相对封闭的生态系统中闯入某大型肉食性动物后，生态系统的各成分相互作用，直到恢复为原来的状态,解析 判断是否属于恢复力稳定性主要强调两点：遭到破坏，恢复原状。具备这两个条件的只有D。 答案 D,
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