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1、第36講 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞和穩(wěn)定性,考綱要求 (1)生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞() (2)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性() (3)實驗：設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性,教材導(dǎo)學(xué) 一、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞 1.種類 (1)物理信息：生態(tài)系統(tǒng)中的________、聲、________、濕度、磁力等，通過物理過程傳遞的信息，如蜘蛛網(wǎng)的振動頻率。 (2)化學(xué)信息：生物在生命活動中，產(chǎn)生了一些可以傳遞信息的________，如植物的生物堿、有機(jī)酸、動物的________等。 (3)行為信息：動物的________，對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息，如孔雀開屏。,2.在生態(tài)系統(tǒng)中的作用 (1)個體：_______
2、_的正常進(jìn)行，離不開信息的作用。 (2)種群：生物種群的________，離不開信息傳遞。 (3)群落和生態(tài)系統(tǒng)：能調(diào)節(jié)生物的________關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的________。 3.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 (1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。 (2)對有害動物進(jìn)行________。,二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1.概念 生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或________自身結(jié)構(gòu)和________相對穩(wěn)定的能力。 2.抵抗力穩(wěn)定性 (1)概念：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界________并使自身________和功能保持原狀的能力。 (2)原因：內(nèi)部具有一定的________能力。,(3)規(guī)律：生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越
3、簡單，自我調(diào)節(jié)能力就越________，抵抗力穩(wěn)定性就越________，反之則越高。________能力有一定限度，越過限度，________就遭到破壞。 3.恢復(fù)力穩(wěn)定性 (1)概念：生態(tài)系統(tǒng)遭到外界干擾因素破壞后________的能力。 (2)原因：生態(tài)系統(tǒng)具有________。 (3)與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系：往往是________的。,4.提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 (1)控制對生態(tài)系統(tǒng)的________。 (2)實施相應(yīng)的________投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部________的協(xié)調(diào)。,自我校對 一、1.(1)溫度 光 (2)化學(xué)物質(zhì) 性外激素 (3)特殊行為 2.(1)生命活動 (2)繁
4、衍 (3)種間 穩(wěn)定 3.(2)控制 二、1.恢復(fù) 功能 2.(1)干擾 結(jié)構(gòu) (2)自我調(diào)節(jié) (3)小 低 自我調(diào)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 3.(1)恢復(fù)原狀 (2)自我調(diào)節(jié)能力 (3)相反 4.(1)干擾程度 (2)物質(zhì)、能量 結(jié)構(gòu)和功能,基礎(chǔ)自測 判斷正誤 (1)信息可來源于無機(jī)環(huán)境或生物，傳遞方向均為雙向的。( ) (2)鳥類鳴叫屬于行為信息。( ) (3)草原返青時，“綠色”為食草動物提供信息體現(xiàn)了信息傳遞起調(diào)節(jié)種間關(guān)系的作用。( ) (4)信息沿食物鏈從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞。( ) (5)生態(tài)系統(tǒng)的物理信息都來源于環(huán)境。( ),(6)植物都通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息。( ) (7)信息可以調(diào)
5、節(jié)生物種間關(guān)系。( ) (8)一個生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性很低，則恢復(fù)力穩(wěn)定性就一定很高。( ) (9)生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性就越強(qiáng)。( ) (10)負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。( ),【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10),2.信息傳遞模型 (1)范圍(如圖)：,(2)來源：可來自于無機(jī)環(huán)境，也可來自于生物。 (3)方向：單向或雙向；既可以從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞，也可以從高營養(yǎng)級向低營養(yǎng)級傳遞。,【注意】 (1)生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類因傳播途徑的不同而不同。如孔雀開屏，
6、如果通過行為傳遞信息給對方，則屬于行為信息；如果通過羽毛的顏色等傳遞信息給對方，則屬于物理信息。 (2)鳥類或其他動物報警，若通過聲音(尖叫)，則屬于物理信息；若通過特殊的動作(突然飛起)，則屬于行為信息。,(3)涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號，通過動物感覺器官皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感覺上述信息，則判斷為物理信息。 (4)若涉及化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)性這一特點，則判斷為化學(xué)信息。,【例1】 某種植物上棲息著一定數(shù)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(fā)性的
7、物質(zhì)X，X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅(qū)趕乙昆蟲。請回答： (1)上述現(xiàn)象中，X分別在________之間進(jìn)行信息傳遞。,(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(wǎng)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(zhì)X，短期內(nèi)該植物上甲昆蟲天敵和乙昆蟲天敵數(shù)量的變化是________。,【解析】 植物釋放出的物質(zhì)X既能吸引甲昆蟲的天敵，又能驅(qū)趕乙昆蟲，故X分別在植物與甲昆蟲的天敵、植物和乙昆蟲之間進(jìn)行傳遞。影響甲昆蟲取食的信息來自生物(植物)，影響甲昆蟲在白天活動的信
8、息來自無機(jī)環(huán)境。影響乙昆蟲活動的物質(zhì)X是化學(xué)信息，影響乙昆蟲在夜晚活動的信息是物理信息。蜘蛛在蜘蛛網(wǎng)上捕食乙昆蟲利用了蜘蛛網(wǎng)的振動頻率，屬于物理信息。X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅(qū)趕乙昆蟲，故在植物上施用人工合成的物質(zhì)X后，短期內(nèi)該植物上甲昆蟲天敵數(shù)量增加，乙昆蟲天敵數(shù)量減少。,【答案】 (1)植物與甲昆蟲的天敵、植物與乙昆蟲 (2)無機(jī)環(huán)境 生物 化學(xué)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)甲昆蟲天敵數(shù)量增加，乙昆蟲天敵數(shù)量減少,考點二 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解 (1)結(jié)構(gòu)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(guān)種
9、群數(shù)量呈現(xiàn)周期性變化，可用如圖曲線表示：,(2)功能的相對穩(wěn)定：生物群落能量的輸入量與輸出量保持相對平衡，物質(zhì)的輸入與輸出保持相對平衡。 (3)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定是系統(tǒng)內(nèi)部自我調(diào)節(jié)的結(jié)果，這種調(diào)節(jié)主要是依靠群落內(nèi)部種間關(guān)系及種內(nèi)斗爭來實現(xiàn)的。,2.生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力 (1)凈化作用：包括物理沉降、化學(xué)分解、微生物的分解三個方面，是河流生態(tài)系統(tǒng)抵抗環(huán)境污染的有效途徑。 (2)完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：具有反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)而抵抗外界干擾，維持自身穩(wěn)定。 調(diào)節(jié)類型：正反饋和負(fù)反饋。,影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素： 食物鏈越短，生產(chǎn)者越多， 生物種類越多，關(guān)系越復(fù)雜 營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng) 生態(tài)系統(tǒng)的抵抗
10、力穩(wěn)定性越高,【注意】 抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性并不都呈負(fù)相關(guān)。在某些特殊生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都很低，如北極苔原生態(tài)系統(tǒng)和荒漠生態(tài)系統(tǒng)。,【例2】 下圖中的曲線表示某生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性(抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性之和)，圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能的正常范圍，當(dāng)受到外界干擾時就偏離正常范圍，偏離值為T時，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞后恢復(fù)到正常范圍所需的時間為S。TS表示曲線與正常范圍之間圍成的面積，可作為總穩(wěn)定性的定量指標(biāo)。依圖判斷下列說法錯誤的是( ),A.相同干擾，T值越大，表示生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越小 B.S值越大，表示一個生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性越大 C.在一定干擾范
11、圍內(nèi)，TS值越大，表示一個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低 D.熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)如果有同樣的T值，則所受干擾程度一定不同,【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的結(jié)構(gòu)和功能保持原狀的能力，所以抵抗力穩(wěn)定性越大，受到相同程度的外界干擾時偏離正常范圍的距離即圖示的T值就越小，反之，T值就越大，故A項正確；恢復(fù)力穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)在遭到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力，所以恢復(fù)力穩(wěn)定性越大，遭到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的時間就越短，即圖示中S的距離越短，故B項錯,誤；由于TS值越大，就意味著T值和S值均大，所以抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)力性就越小，故C項正確；由于熱帶雨林生
12、態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性大于草原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，若所受干擾程度相同，則熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的T值要小于草原生態(tài)系統(tǒng)的T值，若有相同的T值，則熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)所受的干擾程度肯定大于草原生態(tài)系統(tǒng)，故D項正確。 【答案】 B,【例3】 圖A為草原生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調(diào)節(jié)示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：,(1)作為一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，除了圖A中所示的成分外，還應(yīng)該包括________和________。 (2)甲、乙、丙三者之間的食物聯(lián)系是________；該生態(tài)系統(tǒng)的________是沿著這種渠道進(jìn)行的。 (3)圖B為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的某種調(diào)節(jié)活動，這種調(diào)節(jié)導(dǎo)致的最終結(jié)果是______________
13、_______________。 該結(jié)果產(chǎn)生的原因是____________________________。 (4)圖A和圖B這兩種反饋調(diào)節(jié)是否相同？為什么？ _____________________________。,【解析】 圖A表示出了生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者和消費(fèi)者，作為一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，還缺少非生物的物質(zhì)和能量、分解者。物質(zhì)循環(huán)和能量流動是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的。由于湖泊受到污染，使物種的數(shù)量和種類減少，導(dǎo)致抵抗力穩(wěn)定性降低，加速了生態(tài)系統(tǒng)的破壞。從圖A中可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又導(dǎo)致乙減少，最終使生態(tài)系統(tǒng)保持平衡，屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)。圖B中生態(tài)系統(tǒng)逐漸遠(yuǎn)離平衡，屬于正反饋調(diào)節(jié)
14、。,【答案】 (1)分解者 非生物的物質(zhì)和能量 (2)乙甲丙 物質(zhì)循環(huán)和能量流動 (3)加速破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 生物種類減少，自我調(diào)節(jié)能力降低 (4)不相同。圖A是負(fù)反饋調(diào)節(jié)，圖B是正反饋調(diào)節(jié),考點三 實驗設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性 1.實驗原理 (1)生態(tài)缸中必須包括生態(tài)系統(tǒng)的四種成分，特別需要注意，必須有足夠的分解者。 (2)各種生物之間以及生物與無機(jī)環(huán)境之間，必須能夠進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動。,(3)生物之間要有合適的食物鏈結(jié)構(gòu)，生物的數(shù)量不宜過多。 (4)生態(tài)缸必須是透明的，這樣可保證生態(tài)缸中有充足的太陽能。當(dāng)然，生態(tài)缸一定要封閉，防止外界生物或非生物因素的干擾。 2.實驗
15、流程 鋪墊細(xì)沙 注水：注入適量的河水或池塘水，使缸內(nèi)有陸上與水下之分 ,放置動植物：根據(jù)生物本身的生活習(xí)性正確放置適量的生物個體 密封生態(tài)缸：用膠帶將生態(tài)缸口密封 移置生態(tài)缸：將生態(tài)缸放置在光線良好的散射光下 觀察記錄：每周定時觀察生態(tài)缸中生物的存活和水質(zhì)變化情況,(2)生態(tài)缸穩(wěn)定性觀察與分析： 觀察穩(wěn)定性，可通過觀察動植物的生活情況、水質(zhì)變化、基質(zhì)變化等判斷生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸內(nèi)的生物只能保持一定時間的活性。,注：“+”表示有；“-”表示無。 請回答以下問題： (1)乙缸中
16、，藻類的種群密度變化趨勢為________，原因是_____________________________。 (2)丙缸比甲缸有較多的有機(jī)物，原因是_____________ _______________________________________________。,(3)丁缸與甲缸相比，氧氣含量________，原因是______ ______________________________________________。 (4)根據(jù)觀測結(jié)果，得出結(jié)論： _____________________________； _____________________________。,【解
17、析】 據(jù)表格分析可知：乙缸無光照，藻類因無法進(jìn)行光合作用而死亡，種群密度下降。丙缸與甲缸相比，少泥沙，分解者很少，無法將該缸中動植物遺體、動物的排出物中的有機(jī)物分解為無機(jī)物。丁缸與甲缸相比多小魚，小魚進(jìn)行呼吸作用要消耗水中大量的氧氣，因此丁缸與甲缸相比，氧氣含量低?？偨Y(jié)結(jié)論的方法：找出該組實驗中的自變量與因變量，歸納出自變量與因變量之間的關(guān)系。據(jù)表格分析甲缸為對照組，乙缸、丙缸、丁缸都為實驗組。,乙缸與甲缸相比少光，不久穩(wěn)定性被破壞，說明光照是維持該生態(tài)系統(tǒng)長期穩(wěn)定的必要條件；丙缸與甲缸相比少分解者，不久穩(wěn)定性被破壞，說明分解者是生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的重要組成成分；丁缸與甲缸相比多小魚，消費(fèi)者過
18、多，也造成穩(wěn)定性被破壞，說明生態(tài)缸中動物不能過多，過多會使生產(chǎn)量小于消耗量，造成生態(tài)系統(tǒng)崩潰。,【答案】 (1)下降 缺乏光照，藻類不能進(jìn)行光合作用，不能生長 (2)缺少泥沙，分解者數(shù)量太少，有機(jī)物不能被分解而累積 (3)低(少) 消費(fèi)者較多，消耗較多的氧氣 (4)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該具有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者以及非生物的物質(zhì)和能量(太陽能) 生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及分解者之間應(yīng)保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定,課堂練習(xí) 1.教材原話填空。 (1)生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等，通過________傳遞的信息，稱為物理信息。物理信息的來源是________。 (2)生物在生命活動過程中，還產(chǎn)生
19、一些________，諸如植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物，以及動物的性外激素等，這就是________信息。,(3)生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用；生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞。信息還能________，以________。 (4)生態(tài)系統(tǒng)所具有的________相對穩(wěn)定的能力，叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (5)一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，________就越強(qiáng)，________就越高。,答案 (1)物理過程 無機(jī)環(huán)境和生物 (2)可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì) 化學(xué) (3)調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系 維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 (4)保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能 (5)自我調(diào)節(jié)能力 抵抗力穩(wěn)定
20、性,2.(多選)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的敘述，不正確的是( ) A.生態(tài)系統(tǒng)的物理信息都來源于無機(jī)環(huán)境 B.信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 C.利用昆蟲信息素誘捕或警示有害昆蟲，可以降低害蟲的種群密度 D.信息在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，我們都可以用肉眼看到,解析 生態(tài)系統(tǒng)的物理信息既可來源于無機(jī)環(huán)境，也可來源于生物，A項錯誤。信息在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，有些是我們用肉眼看不到的，D項錯誤。 答案 AD,3.螢火蟲通過閃光來識別同伴；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；某種植物根系能分泌一種使休眠的真菌孢子發(fā)芽的化合物，如將這類物質(zhì)在作物播種前施入土中，就可以
21、使休眠孢子提前發(fā)芽，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；行為信息；行為信息 B.物理信息；行為信息；化學(xué)信息 C.行為信息；行為信息；化學(xué)信息 D.物理信息；物理信息；行為信息,解析 光屬于物理信息，翅膀的扇動屬于行為信息，而分泌的化合物屬于化學(xué)信息。 答案 B,4.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，不正確的是( ) A.在一塊牧草地上播種雜草形成雜草地后，其抵抗力穩(wěn)定性提高 B.在一塊牧草地上通過管理除去雜草提高牧草的產(chǎn)量后，其抵抗力穩(wěn)定性提高 C.在一塊牧草地上栽種喬木形成樹林后，其恢復(fù)力穩(wěn)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(wěn)
22、定性提高,解析 一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類越少，抵抗力穩(wěn)定性越低，而恢復(fù)力穩(wěn)定性就越高。在一塊牧草地上通過管理除去雜草提高牧草的產(chǎn)量后，其抵抗力穩(wěn)定性會下降。 答案 B,5.負(fù)反饋調(diào)節(jié)是維持生命系統(tǒng)平衡或穩(wěn)態(tài)的一種重要調(diào)節(jié)機(jī)制。下列調(diào)節(jié)過程中不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)的是( ) A.當(dāng)食物過咸或飲水不足時，抗利尿激素分泌增加，機(jī)體尿量減少 B.大量獵殺草原食肉動物，導(dǎo)致食草動物的數(shù)量先升后降 C.在酶促反應(yīng)中，反應(yīng)終產(chǎn)物過量致使酶的活性下降 D.湖泊受污染后魚類數(shù)量減少，魚體死亡腐爛進(jìn)一步加重污染,解析 湖泊受污染后魚類數(shù)量減少，魚體死亡腐爛進(jìn)一步加重污染，為正反饋調(diào)節(jié)。 答案 D,6.下列實例中，屬于恢復(fù)力穩(wěn)定性的是( ) A.由于亂砍濫伐，長江流域森林面積急劇減小，引發(fā)了百年不遇的洪澇災(zāi)害 B.當(dāng)天氣干旱時，草原生態(tài)系統(tǒng)中的動物種類和數(shù)量一般不會有太大的變化 C.鄉(xiāng)村有一個池塘，每天都有人到池塘邊洗東西，可池水依然清澈如故 D.一個相對封閉的生態(tài)系統(tǒng)中闖入某大型肉食性動物后，生態(tài)系統(tǒng)的各成分相互作用，直到恢復(fù)為原來的狀態(tài),解析 判斷是否屬于恢復(fù)力穩(wěn)定性主要強(qiáng)調(diào)兩點：遭到破壞，恢復(fù)原狀。具備這兩個條件的只有D。 答案 D,
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