高考生物第1輪總復習 第12講 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞和穩(wěn)定性課件 新人教版必修3（福建專版）

一、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞 1.信息傳遞的具體體現 信息傳遞存在于生態(tài)系統(tǒng)的各種成分之間,把生態(tài)系統(tǒng)的各個組成部分聯系成一個整體,而且具有調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 【例1】昆蟲學家法布爾做過以下實驗：在一個風雨交加的夜晚，在一所被叢林包圍的屋里，把一只雌性天蠶蛾扣在籠子里，周圍撒滿樟腦。盡管外面風狂雨驟，還有幾十只雄蛾撲向紗籠，此現象說明() A昆蟲間通過信息相聯系，這種信息是無線電波 B昆蟲間通過信息相聯系，因為昆蟲都具有趨化性 C昆蟲間通過信息相聯系，聯系的媒介是陰雨天氣 D昆蟲的雌雄個體間通過信息相聯系，這種信息是化學信息性外激素D 【解析】昆蟲在生命活動中，產生了一些可以傳遞信息的化學物質，如性外激素，它由昆蟲的體表腺體所分泌，并且具有揮發(fā)性，其作用是引誘異性個體前來交尾。這樣雌雄性個體就通過化學信息聯系在一起，完成生殖過程。 2信息傳遞的一般過程 信源(信息產生)信道(信息傳輸)信宿(信息接收)，生態(tài)系統(tǒng)信息流動的基本模式(如下圖)： 【例2】下列有關生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞的敘述，正確的是() A生態(tài)系統(tǒng)中物理信息的來源只能來自無機環(huán)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(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞和能量流動一樣都是單向的B 【解析】生態(tài)系統(tǒng)中的物理信息可能來自于無機環(huán)境，也可能來自于同種或不同種的其他生物，A項錯誤；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，B項正確；植物開花是通過花的顏色傳遞的一種物理信息，以吸引傳粉的昆蟲等生物，C項錯誤；信息傳遞可以發(fā)生在個體與個體之間、種群與種群之間、生物群落與無機環(huán)境之間，是一種雙向傳遞，但能量是單向流動、逐級遞減的，D項錯誤。 二、信息傳遞與能量流動、物質循環(huán)的比較能量流動物質循環(huán)信息傳遞特點單向流動，逐級遞減循環(huán)運動，反復利用往往是雙向的范圍生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級生物圈生物之間，生物與環(huán)境之間地位生態(tài)系統(tǒng)的動力生態(tài)系統(tǒng)的基礎調節(jié)生物的種間關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定聯系同時進行，相互依存，不可分割，形成一個統(tǒng)一整體 【例3】如圖為生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞模式圖，下列相關敘述不正確的是()A A信息傳遞是雙向的，能量流動和物質循環(huán)也是雙向的 B生態(tài)系統(tǒng)的功能主要是能量流動和物質循環(huán)，還有信息傳遞 C物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎，能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的動力，信息傳遞則決定著能量流動和物質循環(huán)的方向和狀態(tài) D生態(tài)系統(tǒng)各成分間都有各種形式的信息傳遞【解析】生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞是雙向的，能量流動卻是單向的，而且是逐級遞減的，生物圈內的物質是循環(huán)利用的。 三、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解及其調節(jié) 1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，它的結構和功能能夠保持相對穩(wěn)定時，表現出來的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力?？梢詮囊韵聨讉€方面理解： (1)結構的相對穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)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，可用如圖曲線表示： (2)功能的相對穩(wěn)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： 【例4】天然牧場的一小片區(qū)域被作為牧草留種區(qū)，為了防止鳥啄食草子，人們用網把留種區(qū)罩了起來，后來發(fā)現留種區(qū)的牧草幾乎被蟲吃光了，而其他區(qū)域卻安然無恙。此現象給我們的啟示是() A食草昆蟲具有超強的繁殖能力 B生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有賴于完整的營養(yǎng)結構 C草原鳥類的主要食物來源是昆蟲 D牧草的種類單一會導致害蟲的大發(fā)生B 【解析】留種區(qū)用網罩住，阻止了鳥類捕食害蟲，導致牧草幾乎被害蟲吃光，從而影響了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。從上述事實還可以明確，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有賴于完整的營養(yǎng)結構，有賴于復雜的營養(yǎng)結構。生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類越多，營養(yǎng)結構越復雜，自我調節(jié)能力就越強。 2生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性的關系 (1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。 (2)y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強。如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比受到相同干擾，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的Y值。 (3)x可以表示恢復到原狀所需的時間；x越大，表示恢復力定性越弱，反之，恢復力穩(wěn)定性越強。 (4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積?？勺鳛榭偡€(wěn)定性的定量指標，這一面積越大，即x與y越大，則說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低。 (5)提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度。對生態(tài)系統(tǒng)的利用應該適度，不要超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力。 對人類利用強度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應實施相應的物質和能量的投入。保證生態(tài)系統(tǒng)內部結構和功能的協(xié)調。 3生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié) 當生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)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(fā)生變化的那種成分的現象，包括正反饋調節(jié)和負反饋調節(jié)。其中負反饋是比較常見的一種反饋，它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平穩(wěn)或穩(wěn)態(tài)，反饋的結果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。例如，如果草原上的食草動物因為遷入而增加，植物就會因為受到過度啃食而減少，植物數量減少以后，反過來就會抑制動物的數量。【友情提醒】生物圈穩(wěn)態(tài)是一種相對穩(wěn)定狀態(tài)，不是絕對不變的。 生物圈中生物間復雜的營養(yǎng)關系是生物圈穩(wěn)態(tài)維持的根本原因。 生態(tài)系統(tǒng)兩種穩(wěn)定性通常具有如下關系： a自我調節(jié)能力較強的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性較強。 b抵抗力穩(wěn)定性較強的生態(tài)系統(tǒng)恢復力穩(wěn)定性較差。 c恢復力穩(wěn)定性較強的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性較差。 【例5】可以說明生態(tài)系統(tǒng)具有自動調節(jié)能力的簡化實例是() A食草動物數量增加，導致植物數量減少，從而引起食草動物數量增長受到抑制 B豆科植物供給根瘤菌有機養(yǎng)料，并從根瘤菌獲得含氮養(yǎng)料 C山區(qū)植被遭到破壞后造成水土流失 D廢棄耕地上雜草叢生A 【解析】由于捕食者增多，導致被捕食者減少，從而引起捕食者自身的數量也隨之減少，A答案中就體現了自動調節(jié)的原理。 兩種反饋調節(jié)的比較兩種反饋調節(jié)的比較 在生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)過程，可能出現兩種反饋調節(jié)，其作用與結果是完全不同的。續(xù)表 1.(2009廣東)下列不屬于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的是( ) A心猿意馬 B飛蛾撲火 C花香引蝶 D老馬識途 【解析】生態(tài)系統(tǒng)的信息包括物理信息、化學信息和行為信息。飛蛾撲火是利用物理信息；花香引蝶和老馬識途利用化學信息。A 2.(2008江蘇)下列生產實踐措施不是利用生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的是( ) A人工合成性外激素制劑，干擾害蟲的正常交尾 B控制日照時間以控制開花時間 C利用“黑光燈”集中捕殺棉鈴蟲 D中耕松土有利于產量的提高D 【解析】性外激素的重要作用是引誘異性個體交尾，生產中常用性外激素制劑干擾害蟲正常交尾，降低害蟲種群密度。植物的開花需要一定時間的光照，可據此將植物劃分為長日照植物、短日照植物等。黑光燈可以發(fā)出較大劑量的紫外線，殺死一些對紫外線敏感的害蟲。 3.(2010四川)某石質海灘的潮間帶由大小不一的水坑和水坑間的凸出基質兩類環(huán)境組成，主要生長著滸苔、角叉苔等海藻和濱螺、岸蟹等動物。岸蟹主要以濱螺等小動物為食，其主要天敵是海鷗。 (1)有人選擇大小、深度等相似的兩個自然水坑(A、B)，把B坑中的全部濱螺(233只)捉出，移入幾乎無濱螺的A坑，研究濱螺對海藻及岸蟹種群的影響，結果如圖所示。 圖 A 中 滸 苔 數 量 下 降 的 主 要 原 因 是_，從種間關系角度看，滸苔和角叉苔是_關系。被濱螺捕食競爭 水坑中岸蟹種群密度與滸苔海藻的種群相對數量呈正相關。研究發(fā)現，此種海藻占優(yōu)勢的環(huán)境有利于岸蟹躲避天敵；而另一種海藻占優(yōu)勢的環(huán)境則相反。請據此解釋B坑中的濱螺在移出前數量較多的原因_。 本研究涉及的生物構成的最長食物鏈為_。B坑滸苔較少，不利于岸蟹躲避天敵，岸蟹被大量捕食，因而岸蟹數量較少，岸蟹數量少，對濱螺捕食少，因而濱螺較多滸苔濱螺岸蟹海鷗 (2)通過對水坑和凸出基質這兩類微型生態(tài)系統(tǒng)中濱螺密度和海藻物種數的調查，繪制成圖C。 在濱螺極稀少的情況下，如果要最大限度地保護生物多樣性，需要優(yōu)先保護的是_生態(tài)系統(tǒng)，這種保護措施屬于_。 當濱螺密度長期保持在100200只/m2時，_生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性較高。凸出基質就地保護水坑 【解析】(1)第小題：圖A中移入濱螺后，滸苔數量下降，因此應是被濱螺捕食。滸苔和角叉苔同為藻類，且圖中滸苔數量下降后，角叉苔數量上升，因此二者為競爭關系。 第小題：綜合圖A和圖B可見，水坑中岸蟹種群密度與滸苔的種群相對數量呈正相關。滸苔占優(yōu)勢的環(huán)境有利于岸蟹躲避天敵，因而B坑中的濱螺在移出前，滸苔較少，不利于岸蟹躲避天敵，岸蟹被大量捕食，因而岸蟹數量較少，岸蟹數量少，對濱螺捕食少，因而濱螺較多。 第小題：最長的為：滸苔濱螺岸蟹海鷗。 (2)在濱螺極稀少的情況下，分析圖C，凸出基質生態(tài)系統(tǒng)中海藻物種數多，因此需要優(yōu)先保護的是凸出基質生態(tài)系統(tǒng)，這種保護措施屬于就地保護。 當濱螺密度長期保持在100200只/m2時，水坑生態(tài)系統(tǒng)的海藻物種數多，抵抗力穩(wěn)定性較高。4.下列關于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的說法，錯誤的是( )A能產生物理信息的只有動物和植物B孔雀開屏和蜜蜂舞蹈屬于行為信息C信息在調節(jié)種間關系中有重要作用D植物可以通過化學物質傳遞信息A【解析】物理信息可來源于生物或無機環(huán)境，如螢火蟲的閃光、植物五顏六色的花、昆蟲引起蜘蛛網的振動頻率、蝙蝠的回聲定位等。5.有關生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的敘述中，錯誤的是( )A信息傳遞把生態(tài)系統(tǒng)各組分聯系起來成為一整體，且有調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用B生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié)必須依賴于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞C生態(tài)系統(tǒng)中用于傳遞的信息都是由生物成分產生的D生物之間的捕食關系是通過信息傳遞實現的C【解析】本題考查生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞。生態(tài)系統(tǒng)中的信息有些是來自無機環(huán)境，如物理信息中的光。6.(改編題)下列不屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞在農業(yè)生產中的應用的是( )A利用人工合成的化學信息素吸引昆蟲前來，提高傳粉率和結實率B草原返青時的“綠色”，為食草動物提供可以采食的信息C延長光照時間，提高家禽產蛋量D利用音響設備發(fā)出不同的聲信號，誘捕或驅趕某些動物 B 【解析】信息傳遞在農業(yè)生產中的應用：提高農產品和畜產品的產量如養(yǎng)雞場在秋季通過延長光照時間提高產蛋率；對有害生物進行控制如利用音響設備發(fā)出不同的聲信號，誘捕或驅趕某些動物。 7.(2011泉州模擬)2007年，陜西鎮(zhèn)坪“華南虎”事件重新引起了人們對這種瀕危生物的關注。華南虎(又稱中國虎)是我國特有亞種，全球只剩下不到100只，在野外的華南虎可能只有10到30只。影響它們數量的首要原因是人虎沖突。一只虎至少需要15到30平方公里活動空間。近代的人口迅速增長，導致華南虎的棲息地碎裂化、島嶼化，很難滿足華南虎的生存要求，被孤立的華南虎個體之間很難交流和繁殖。第二個原因是華南虎的很多食物是人類的經濟動物，當人們的獵殺使這些動物的種群密度降低到一定程度時華南虎已經很難生存。(1)野外的成年華南虎通常將尿液淋灑在樹枝上作為確定它們領地的一種標志，這是一種化學信息。(2)在生態(tài)系統(tǒng)中，華南虎處于“能量金字塔”的頂層。由于生態(tài)系統(tǒng)能量流動具有單向(流動)、逐級遞減的特點，因而與其他物種相比，在一定的地域內華南虎所獲得的能量最少。因此華南虎需要較大領地才能獲得生存所需的能量，一般地，華南虎只能從上一營養(yǎng)級獲得10%20%的能量，其所獲得能量的最終來源是太陽能。(3)如果鎮(zhèn)坪存在華南虎，對該區(qū)域內的華南虎進行保護的最有效方法是就地保護(建立自然保護區(qū))。(4)華南虎與東北虎均為我國國家一級保護動物，它們是兩個不同的亞種。從進化角度看，兩者差異的實質是種群的基因頻率不同?！窘馕觥咳A南虎尿液中的化學物質作為信息時屬于化學信息；生態(tài)系統(tǒng)能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，能量傳遞的效率一般為10%20%，因而處于較高營養(yǎng)級的華南虎獲得的能量最少。對于瀕危物種的保護最有效的措施是建立自然保護區(qū)。華南虎與東北虎存在的差異主要是由于選擇所導致的種群基因頻率的不同。