高考、复习与学科能力：生物-2012名师一号（精品课件）：生态系统的信息传递和稳定性.ppt

共 83 页,1,第37讲 生态系统的信息传递和稳定性,共 83 页,2,教材基础回扣 一生态系统的信息传递 1.信息 (1)概念:是指日常生活中,可以传播的消息情报指令数据与信号等 (2)种类 物理信息:生态系统中的光声温度湿度磁力等,通过1物理过程传递的信息例如:蜘蛛网的振动频率,共 83 页,3,化学信息:生物在生命活动过程中,还产生一些可以传递信息的化学物质例如:植物的生物碱动物的性外激素 行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息例如:2蜜蜂的舞蹈,共 83 页,4,2.作用 (1)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 (2)信息还能够调节生物的3种间关系,以维持生态系统的4稳定,共 83 页,5,二生态系统的稳定性 1.概念:生态系统所具有的保持或恢复自身5结构和功能相对稳定的能力 2.原因:生态系统具有6自我调节能力 3.基础:7负反馈调节,共 83 页,6,4.组成 (1)抵抗力稳定性 概念:生态系统8抵抗外界干扰并使自身的结构与功能9保持原状的能力 规律:生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低,反之则越高 (2)恢复力稳定性 概念:生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后10恢复到原状的能力 规律:与抵抗力稳定性的关系相反,共 83 页,7,思考1.两种稳定性一定呈负相关吗? 提示:不一定,如冻土苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低,共 83 页,8,5.提高生态系统的稳定性 (1)控制对生态系统的11干扰程度,适度利用,不超过生态系统的自动调节能力 (2)对利用程度较大的生态系统,应实施相应的12物质能量投入,保证生态系统内部13结构与功能的协调 思考2.如何从生态系统的结构和功能上理解生态系统的稳定性? 提示:从生态系统的结构上看:生产者消费者和分解者的种类数量比例相对稳定,食物链食物网相对稳定从生态系统的功能上看:物质和能量的输入和输出相对平衡,共 83 页,9,考点迁移互动 考点1 信息传递的种类及作用 1.信息的种类,共 83 页,10,共 83 页,11,2.信息传递的一般过程 信源(信息产生)信道(信息传输)信宿(信息接收) 3.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,如莴苣的种子必须接受某种波长的光信息,才能萌发生长 (2)有利于生物种群的繁衍,如由昆虫的体表腺体所分泌的性外激素,能引诱同种异性个体前来交尾,共 83 页,12,(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猞猁的生存猞猁数量的减少,也就是雪兔的天敌减少,又促进雪兔数量的回升循环往复就形成了周期性的数量变化,共 83 页,13,4.信息传递在农业生产中的应用 (1)提高农产品和畜产品的产量 例如:养鸡业在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率; 用一定频率的声波处理蔬菜谷类作物及树木等的种子,可以提高发芽率获得增产; 模拟动物信息吸引大量传粉动物,就可提高果树的传粉率和结实率,共 83 页,14,(2)对有害动物进行控制 对有害动物的防治方法有多种,如化学防治生物防治机械防治等这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治,其中有些就利用了信息传递 粘虫的成虫具有趋光性,对蜡味特别敏感,生产上就利用这一点,在杀菌剂中调以蜡类物质以诱杀之,共 83 页,15,人们还可以利用性引诱剂“迷向法”防治害虫 方法: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,或者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,共 83 页,16,深化拓展 对信息传播有关知识点辨析 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,如果是通过行为传递给对方,则属于行为信息;如果通过羽毛的颜色等传递给对方,则属于物理信息 2.鸟类或其它动物报警,若通过声音(尖叫)则属于物理信息,若通过特殊的动作(突然起飞)则属于行为信息,共 83 页,17,3.涉及到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心或植物光敏色素叶芽对光重力等感觉上述信息则判断为物理信息 4.若涉及到化学物质挥发性这一特点则判断为化学信息 5.范围同种生物个体之间(性外激素蜜蜂舞蹈及孔雀开屏等);异种生物之间(物理化学行为中警示作用)和生物与无机环境之间(主要有物理信息中光磁等) 6.方向双向,与物质循环和能量流动不同,共 83 页,18,【例析1-1】 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,共 83 页,19,解析 此题考查信息传递的种类特点及其在生态系统中的作用生态系统中的信息主要包括物理信息化学信息和行为信息;可以发生在生物与生物之间及生物与环境之间,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过程都发挥着重要的作用 答案 D,共 83 页,20,方法技巧 生态系统能量流动物质循环与信息传递的比较 任何一个生态系统,都具有能量流动物质循环信息传递这三大基本功能生态系统的各组成成分,通过能量流动物质循环信息传递相互联系成一个统一整体,总是由完成接收信息处理信息利用信息,从而实现生物与环境的适应下表是生态系统的能量流动物质循环信息传递三者的区别与联系,共 83 页,21,共 83 页,22,【例析1-2】 雌萤火虫通过发光来招引雄萤火虫完成交尾;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;某种植物根系有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( ),共 83 页,23,A.物理信息;化学信息;行为信息 B.物理信息;行为信息;化学信息 C.行为信息;物理信息;化学信息 D.化学信息;行为信息;物理信息,共 83 页,24,解析 生态系统中信息的分类是以传递信息的载体为依据来划分的,物理信息是通过物理因素物理过程来传递的,如:光声温度磁力等;传递化学信息的是一些化学物质,如:性外激素等;行为信息是通过动物的特殊行为动作这些“肢体语言”来传递和表达的题干中植物根系分泌的是一种化学物质,很明显属于化学信息鸟发现天敌后,做出了很夸张的动作,强调的是特殊的行为,所以属于行为信息 答案 B,共 83 页,25,【互动探究1-1】 下列哪一做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中的应用( ) A.捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类 B.利用信息素诱捕有害昆虫 C.利用秋水仙素诱导多倍体 D.播放鸟鸣录音招引鸟类 解析 捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类播放鸟鸣录音招引鸟类都是利用了物理信息的作用,利用信息素诱捕有害昆虫是化学信息的应用 答案 C,共 83 页,26,【互动探究1-2】 下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是( ) A.人工合成性引诱剂,干扰害虫的正常交尾 B.控制日照时间以控制开花时间 C.利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫 D.利用生长素类似物杀死单子叶作物田地中的双子叶杂草,共 83 页,27,解析 性引诱剂的重要作用是引诱异性个体交尾,生产中常用性引诱剂干扰害虫正常交尾,降低害虫种群密度植物的开花需要一定时间的光照,分长日照植物短日照植物等,利用植物的这一特点,创造长日照或短日照条件,可以使植物提前或延后开花“黑光灯”可以发出较大剂量的紫外线,用来引诱一些对紫外线敏感的害虫,进一步将其杀死2,4-D是化学物质,但它不是能在体外自行传播的物质,所以,它的使用不属于信息传递 答案 D,共 83 页,28,考点2 生态系统的稳定性与自我调节能力 1.生态系统的稳定性 (1)稳定性的形成:生态系统发展到成熟阶段,生产者消费者和分解者三大类群齐全,能量输入保持相对稳定,物质的输入和输出相对稳定 (2)稳定性的原因:生态系统具有一定的自我调节能力,共 83 页,29,(3)稳定性的表现 结构稳定:生态系统中的生产者消费者分解者在种类和数量上保持相对稳定 功能稳定:生态系统中的物质和能量的输入与输出基本相等,保持相对稳定,共 83 页,30,(4)稳定性的内容 保持自身结构和功能的相对稳定,即抵抗力稳定性 恢复自身结构和功能的相对稳定,即恢复力稳定性 生态系统抵抗力稳定性恢复力稳定性和总稳定性的关系,可以用下图来表示:,共 83 页,31,共 83 页,32,图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围,当一个干扰偏离这个范围时,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,而恢复到原状态所需的时间可以作为恢复力稳定性的定量指标曲线与正常范围之间所夹的面积则可以作为总稳定性的定量指标(TS),这一面积越大,说明这个生态系统的总稳定性越低,共 83 页,33,2.生态系统的反馈调节 (1)含义:当生态系统某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象其中包括正反馈和负反馈,负反馈调节在生态系统中普遍存在 (2)负反馈调节 作用:是生态系统自我调节能力的基础,能使生态系统达到和保持平衡 结果:抑制和减弱最初发生变化的那种成分发生变化,从而达到和保持稳态,共 83 页,34,(3)正反馈调节 作用:使生态系统远离平衡状态 结果:加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 实例:若一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡,因此,由于正反馈的作用,污染会越来越重,鱼类的死亡速度也会越来越快,共 83 页,35,3.自我调节能力的大小,共 83 页,36,特别提醒:生态系统稳定性的实质是生态系统结构和功能的稳定,而生态系统的结构与功能是相适应的,因此功能的稳定是建立在结构稳定的基础上的,生态系统结构的稳定是因为构成生态系统的生产者和消费者之间通过食物关系形成稳定的联系生态系统中生产者和消费者之间达到了一种和谐平衡,也就使生态系统具有了一定的稳定性,共 83 页,37,【例析2-1】 (2011福建质检)下列有关生态系统稳定性的叙述,不正确的是( ) A.生态系统具有自我调节能力,这是生态系统稳定性的基础 B.生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性 C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值 D.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,共 83 页,38,解析 D选项中,生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统抵抗力稳定性越强,而恢复力稳定性越弱 答案 D,共 83 页,39,【例析2-2】 如图为某一生态系统稳定性图解对此理解不正确的是( ),共 83 页,40,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构成相反关系 D.抵抗力稳定性与恢复力稳定性成相反关系,共 83 页,41,解析 抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状的能力;生态系统在受外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,称为恢复力稳定性生物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;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故ACD三项都是正确的,B项是错误的 答案 B,共 83 页,42,【互动探究2】 某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖,导致藻类数量减少,接着又引起水蚤减少后期因排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡关于上述过程的叙述,正确的是( ) A.早期不属于负反馈调节,后期属于负反馈调节 B.早期属于负反馈调节,后期属于正反馈调节 C.早期后期均属于负反馈调节 D.早期后期均属于正反馈调节,共 83 页,43,解析 负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初所发生的变化,题干中所述的早期变化符合负反馈调节的机制正反馈调节是指由某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化,题干中所述的后期变化属于正反馈调节 答案 B,共 83 页,44,考点3 设计制作小生态瓶观察生态系统的稳定性 1.制作过程中的要求 (1)制作的小生态瓶要透明且是密封的 (2)小生态瓶内的各种生物之间以及与无机环境之间,能够进行物质循环和能量流动 (3)生态瓶不宜过大,瓶中的生物要具有较强的生命力;动物不宜过多,以免破坏食物链;制作好的小生态瓶放在散射光下,不要随意移动位置,共 83 页,45,(4)设置对照组一个人或一个班内都可以设计多种对照实验,如水质植物数量动物数量非生物物质成分见光与否等,共 83 页,46,2.小生态瓶稳定性的观察与分析 (1)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瓶的稳定性 (2)小生态瓶中虽然成分齐全,生产者消费者和分解者之间可以进行能量流动和物质循环,但是由于生态瓶中的生态系统极为简单,自动调节能力极差,所以抵抗力稳定性极差,生态系统的稳定性极易被破坏因此,生态瓶只能保持一定时间的活性,共 83 页,47,(3)外界的非生物因素极易影响生态瓶中的生物因此要注意生态瓶中的水温不能过高,以免藻类死亡,影响能量流动和物质循环,导致实验失败,共 83 页,48,深化拓展 小生态缸的设计要求及分析,共 83 页,49,注意:若生态缸是一个开放的生态系统,则生态系统的成分复杂,自我调节能力强,在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定,共 83 页,50,【例析3】 为观察生态系统的稳定性,设计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,注:“+”表示有,“-”表示无,共 83 页,51,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_,下降,缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用,不能生长,缺乏泥沙,分解者数量太少,共 83 页,52,(3)丁瓶与甲瓶相比,氧气含量_,原因是_ (4)根据观测结果,得出结论: _; _,减少,消费者较多,消耗较多的氧气,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,共 83 页,53,解析 密闭生态瓶的稳定性,取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配生产者进行光合作用,消耗水中的二氧化碳,释放出氧气,同时将无机物转化成有机物,为消费者浮游动物和小鱼提供氧气和食物泥沙中含有微生物分解者,可将水中的有机物分解成无机物,实现瓶内物质循环乙瓶缺光,丙瓶缺分解者,两者都不能长久地维持稳定,甲瓶无小鱼较丁瓶有小鱼稳定,原因可能是生态瓶较小,小鱼的存在和长大会引起生物间的竞争加剧,打破原有的平衡,共 83 页,54,方法技巧 关于生态瓶的制作要求及注意问题 (1)密封; (2)生产者消费者分解者缺一不可,且生产者小而多,消费者小而少; (3)透明放在散射光下; (4)通风保温等条件,共 83 页,55,【互动探究3】 设计并制作三个小生态瓶 盛夏,某同学为探究维持小型生态系统稳定性的条件,设计并制作了三个小生态瓶在封闭相同的透明标本瓶内均装入等量的细沙澄清池水(至瓶高的4/5)2支金鱼藻少许浮萍2只螺蛳2只小活虾甲瓶置于室内墙角处,乙瓶置于直射强光下,丙瓶置于较强散射光下,三者均不再移动位置请回答:,共 83 页,56,(1)瓶中与金鱼藻营养功能相同的生物有_等 (2)三个小生态瓶中,寿命最长的应是_瓶该瓶中的螺蛳只有通过水中微生物的作用,才能为金鱼藻间接提供_ (3)寿命最长的生态瓶也只维持了280天,其稳态也遭到了破坏,那么其稳态遭到破坏的根本原因是_,浮萍,丙,矿质元素,外界干扰超过了生态系统自我调节能力的限度,共 83 页,57,技巧热点探究 生态农业设计的基本原则 生态农业设计是生态农业建设实施的前提和依据生态农业设计的原则,从根本上而言,既要符合生态学原则,又要符合经济学原则,更要符合生态经济学原则设计的生态农业系统可以形形色色,结构有简有繁;但不管什么样的模式,都应当遵循一个统一的标准和要求,这就是生态农业设计的基本原则它包括有:,共 83 页,58,(1)以提高整个系统的总体功能和综合效益为目标,局部的功能和局部的效益都应当服从总体的功能和效益 (2)资源利用合理,注重物质和能量的多层分级利用,系统能量转换率高 (3)减少对不可再生能源的依赖性,注重生物能源的投入,保持系统能量输入输出的动态平衡 (4)产品产出量大质优速稳,共 83 页,59,(5)系统抗逆力提高 (6)经济有效生态可行技术合理社会效果好 (7)注意环境污染问题,共 83 页,60,【典例】 如图为某地建立的较为理想的人工生态系统中所涉及的各种因素,鸡粪中含有较多的营养物质,干制后添加其他饲料可以喂猪猪粪可用来“笼养蝇蛆”,又可用作农田肥料,蝇蛆还可用来喂鸡和养殖蝎子,共 83 页,61,请分析说明: (1)根据所学知识,将各因素之间的能量流动关系用箭头连起来 答案 如下图:,共 83 页,62,(2)在该人工生态系统中起决定作用的是_ (3)猪粪经_作用被植物所利用猪粪中的氨经_作用形成_,被植物吸收 (4)建立这一生态系统的目的是_,农作物,分解,硝化细菌,硝酸盐,实现能量的多级利用,提高能量的利用率,使能量尽可能多地 流向对人类有益的部分,共 83 页,63,思维导析 本题是一个应用生态系统知识指导生产实践的实例在这个人工生态系统中有生产者(农作物),有消费者(猪鸡蝇蛆蝎人),有分解者(分解粪便的菌类),它们共同组成一个相互依存的整体建立这样一个生态系统(农业生态体系)的目的是最充分地调整能量流动关系,使能量流向对人类有益的部分在这个生态系统中起决定作用的是农作物猪粪经过分解者的作用被植物所利用猪粪中的氨经过硝化细菌的作用,形成硝酸盐,被植物吸收利用,共 83 页,64,应用拓展 下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图,它利用雏鸭旺盛的杂食性,吃掉稻田里的杂草和害虫,用作物养猪养鸭,用秸秆培育蘑菇生产沼气,猪鸭粪沼渣肥田请据图回答:,共 83 页,65,共 83 页,66,(1)该生态系统的能量最终来源是_,该生态系统中最主要的成分是_,该生态系统中的分解者是_,鸭在该生态系统中属于第_营养级 (2)调查该生态系统中鼠的种群密度,常用的方法是_;调查该生态系统中稗草的种群密度,一般采用的方法是_,太阳光能,生产者(水稻和杂草),营腐生生活的细菌和真菌(蘑菇),二三,标志重捕法,样方法,共 83 页,67,(3)一般来说,农田生态系统的_稳定性较低,原因是_ (4)在生态系统中,基本组成元素能在生物群落和无机环境中不断循环,为什么还要往农田中不断施加氮肥?_,抵抗力,生物种类少营养结构简单,氮素不断通过产品输出该生态系统,共 83 页,68,(5)下图a是某段时间内沼气池中产甲烷杆菌的种群增长率曲线,请在下图b中画出这段时间的种群数量变化曲线,共 83 页,69,答案 如图,共 83 页,70,解析:(1)流入生态系统的能量最终来源是光能;生产者是一个生态系统中最主要成分;分解者是进行营腐生生活的细菌与真菌;鸭在该生态系统中占二三两个营养级 (2)调查动物种群密度最常用方法是标志重捕法,植物种群密度的调查一般采用样方法 (3)农田生态系统由于群落结构单一,一般来说抵抗力稳定性差,共 83 页,71,(4)由于氮元素不断通过产品输出该生态系统,因此还要往农田中不断施加氮肥 (5)根据图a可知,沼气池中产甲烷杆菌种群增长率不变,因此其种群数量变化曲线是“J”型,共 83 页,72,高考模拟备选 1.(2008江苏,26)江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示,请据图回答下列问题,共 83 页,73,(1)牛棚内产生的_可扩散进入蔬菜大棚,提高蔬菜的光合效率;蔬菜光合作用产生的_可扩散进入牛棚 (2)秸秆除了作为牛的饲料外,还可与牛粪混合堆放进行_,腐熟的产物肥效提高,这是因为_这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量,二氧化碳,氧气,发酵,微生物将有机物分解为无机物,共 83 页,74,(3)在牛的品系饲料品种和用量不变的条件下,采用这种养殖模式,牛的生长速率明显提高,其主要原因是 _ (4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热地热_和_ (5)从生态系统主要功能的角度分析,这种种植养殖模式较好地实现了_,牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少,太阳光能,发酵产热,物质的循环利用和能量的高效利用,共 83 页,75,解析:(1)牛棚内牛呼吸作用产生的二氧化碳通过气体交换通道进入蔬菜大棚,被植物光合作用利用;蔬菜光合作用产生的氧气扩散进入牛棚被牛利用 (2)秸秆与牛粪混合堆放,微生物发酵将有机物分解为无机物供植物利用 (3)微生物发酵产生大量热量,使牛棚内温度升高,牛用于维持体温消耗的能量减少,共 83 页,76,(4)牛棚保温的热量除来自牛自身散热地热之外,微生物发酵和太阳光能都可提供热能 (5)这种生态农业模式较好地实现了物质循环利用和能量高效利用,共 83 页,77,2.(