福建省高中生物 第5章 第4、5节生态系统的信息传递 生态系统的稳定性课件 新人教版必修3 .ppt

第4 5节生态系统的信息传递生态系统的稳定性 一 生态系统的信息传递1 生态系统中信息的种类 连线 2 信息传递在生态系统中的作用 1 个体 离不开信息的作用 2 种群 离不开信息的传递 3 群落和生态系统 能调节生物的 以维持生态系统的稳定 3 信息传递在农业生产中的应用 1 提高 的产量 2 对 进行控制 生命活动的正常进行 生物种群的繁衍 种间关系 农产品或畜产品 有害动物 二 生态系统的稳定性1 概念生态系统所具有的 自身结构和功能相对稳定的能力 2 原因生态系统具有一定的 能力 3 调节基础 4 特点调节能力有一定的 保持或恢复 自我调节 负反馈调节 限度 5 生态系统的稳定性 1 种类 抵抗力稳定性 生态系统抵抗 并使自身的结构与功能 的能力 恢复力稳定性 生态系统在受到 因素的破坏后 的能力 外界干扰 外界干扰 恢复到原状 保持原状 2 提高措施 控制对生态系统 的程度 对生态系统的利用应该适度 不应超过生态系统的自我调节能力 对人类利用强度较大的生态系统 实施相应的 投入 保证生态系统 的协调 物质 能量 内部结构与功能 干扰 1 2009广东t16a 心猿意马属于生态系统的信息传递 分析 心猿意马形容心思不专 心里东想西想 安静不下来 是一种心理现象 不属于生态系统的信息传递 2 2008广东t18a 生态系统的物理信息都来源于环境 分析 生态系统的物理信息是通过物理过程来传递的 如光 声 温度 湿度 磁力等 其既可来源于环境 也可来源于生物 3 2008广东t18c 信息沿食物链从低营养级向高营养级传递 分析 信息传递是双向的 可以发生在生物与生物 生物与环境之间 并不一定沿食物链从低营养级向高营养级传递 4 一个生态系统的抵抗力稳定性很低 其恢复力稳定性就一定很高 分析 北极苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低 5 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 分析 生态系统中的组成成分越多 食物网越复杂 生态系统的抵抗力稳定性越强 而恢复力稳定性越弱 6 自我调节能力强的生态系统 其稳定性也就越高 分析 一般来说 自我调节能力强的生态系统 营养结构也就越复杂 负反馈调节能力也就越强 稳定性就越高 考点一生态系统的信息传递1 生态系统信息传递模型 1 信息传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗 2 信息传递存在于生态系统的各种成分之间 把生态系统的各个组成部分联系成一个整体 具有调节生态系统稳定性的作用 3 信息传递的一般过程包括如下三个环节 信源 信息产生 信道 信息传输 信宿 信息接收 阻碍其中的任何一个环节均不能实现信息的传递 2 信息传递与生态系统其他功能的比较 思维拓展 由信息传递可以联系的知识 1 联系能量流动和物质循环 信息传递不是单向的 也不是循环的 通常是双向的 并且决定能量流动和物质循环的方向和状态 2 联系细胞膜的功能 细胞膜具有细胞间信息交流的功能 它属于细胞水平的信息传递 典例1 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3km以外的雄蚕蛾吸引过来 虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的量不到0 01mg 但雄蚕蛾却仍可对其作出反应 有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见 但却无动于衷 材料二在防治害虫上 利用性引诱剂 迷向法 防治害虫效果显著 其具体做法是 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活动 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 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 说明性引诱剂具有性和性 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 降低对作物的危害 解析 1 昆虫的性引诱剂是通过空气传播的 材料一中 由于玻璃瓶的阻挡 阻碍了性引诱剂的传播和接收 但并没有阻挡视线 结果雄蚕蛾没有反应 说明性引诱剂属于化学信息 不是由视觉引起的 2 信息传递的作用主要表现在三个方面 维持生命活动的正常进行 有利于生物种群的繁衍及调节生物的种间关系 材料一中 性引诱剂有利于雌雄蚕蛾的正常交配和繁衍 3 微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应 可知性引诱剂具有高效性 只能引起同种雄蚕蛾的反应 说明性引诱剂具有专一性 4 迷向法 能干扰雌雄虫的正常交尾 从而降低害虫的出生率 这将降低害虫的种群密度 从而降低其对作物的危害 答案 1 化学物理 2 信息的传递有利于种群的繁衍 3 高效专一 4 干扰雌雄虫的正常交尾出生 变式训练 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 就可以使休眠的真菌孢子提前发芽 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 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 解析 选b 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 湿度 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 动作等 肢体语言 来传递和表达的 萤火虫通过闪光来识别同伴是通过光信号来实现信息传递的 属于物理信息 鸟发现天敌后 雄鸟做出了急速起飞 扇动翅膀的动作 强调的是特殊的行为 属于行为信息 植物根系分泌的是一种化学物质 很明显属于化学信息 考点二生态系统稳定性的理解及其调节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 正反馈调节与负反馈调节的比较 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 3 抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较 高考警示 1 生态系统的稳定性主要与生物种类有关 还要考虑生物的个体数量 2 生态系统的稳定性不是恒定不变的 因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度 3 负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性 而是使最初发生的那种变化向相反方向发展 使生态系统达到并保持相对稳定 考查角度1生态系统稳定性的调节基础 典例2 甲 乙两个水池中各有由5个物种构成的食物网 如图所示 且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情况下均达到相对稳定的平衡状态 请据图回答 1 每个水池生态系统中有条食物链 流经该生态系统的总能量来自所固定的太阳能总量 2 为增加甲水池生态系统的多样性 池中引种了大量浮萍 一段时期后 水面长满了浮萍 水草 绿藻和轮虫相继死亡 水草死亡的最主要原因是缺少 轮虫死亡的主要原因是缺少 此时该水池中食物链只剩下2条 请画出由这2条食物链构成的食物网 3 为促进生物量的增加 乙池中加入了较多的有机肥 一段时间后 池中绿藻暴发 其他4种生物陆续死亡 动物死亡的主要原因是水中缺少 不久 绿藻也大量死亡 水体发臭 导致水体发臭的生物因素是 4 若甲 乙两池塘中 早期藻类大量繁殖 动物也大量繁殖 藻类减少 接着又引起动物减少 后期排入污水 引起部分动物死亡 加重了污染 导致更多动物死亡 关于上述过程的叙述 正确的是 a 早期不属于负反馈 后期属于负反馈b 早期属于负反馈 后期不属于负反馈c 早期 后期均属于负反馈d 早期 后期均不属于负反馈 解析 1 由图示可知 此生态系统中的食物链有 水草 鲫鱼 水草 螺蛳 鲫鱼 绿藻 螺蛳 鲫鱼 绿藻 轮虫 鲫鱼 绿藻 鲫鱼 共5条 生态系统中流动的能量是生产者 即绿藻和水草 固定的太阳能的总量 2 池中引入的浮萍与水草 绿藻是竞争关系 当浮萍大量繁殖后 水草 绿藻就会因缺少阳光不能进行光合作用而大量死亡 轮虫因缺少食物而死亡 此时 生态系统中只有两条食物链 即浮萍 螺蛳 鲫鱼 浮萍 鲫鱼 3 乙池中加入较多有机肥后 引起藻类大量繁殖 微生物有了丰富的食物而大量繁殖 消耗了水中大量的氧气 使水生动物因缺氧而大量死亡 同时 大量微生物繁殖过程中会产生许多不彻底的氧化产物而使水体发臭 4 在早期 当藻类大量繁殖时 动物因食物充足而大量繁殖 随后藻类会减少 体现了负反馈调节的特点 而到后期 排入污水后 动物大量死亡 使生物个体数量明显减少 这说明污染程度超出了负反馈调节的能力 生态系统崩溃 答案 1 5绿藻和水草 2 阳光绿藻 或食物 如右图 3 o2分解者 或微生物 4 b 互动探究 1 在上题第 1 小题食物网中 处于第二营养级的生物有哪些 提示 螺蛳 鲫鱼 轮虫 2 上题第 4 小题中前期维持池塘稳定的基础是什么 提示 池塘具有一定的自我调节能力 变式训练 在一片动物种类繁多的森林中 消费者 分解者的种类和数目基本稳定 那么 下列哪项与之不相符 a 能量流动和物质循环保持动态平衡b 食物链和食物网保持相对稳定c 各类生物所含的能量值基本不变d 各种群年龄组成维持增长型 解析 选d 根据题意可知 森林中消费者 分解者的种类和数目基本稳定 可知该森林是一个稳定的生态系统 作为一个稳定的生态系统 其功能相对稳定 即物质 能量的输入与输出保持动态平衡 其结构保持相对稳定 即各种生物的种类及数量一般变化不大 食物链和食物网保持相对稳定 各种群年龄组成维持稳定型 考查角度2抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断 典例3 下图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呈相反关系d 抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系 解析 选b 生物种类越多 营养结构越复杂 抵抗力稳定性就越强 恢复力稳定性就越弱 因此 一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关 且一般情况下 抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系 互动探究 1 若题中横坐标改为温度 纵坐标改为氧气浓度 则表示恒温动物的曲线是哪条 提示 b 2 d选项中的两种稳定性在自然生态系统中的关系可以表现一致吗 提示 可以 如北极苔原生态系统 无论抵抗力稳定性还是恢复力稳定性都弱 拓展延伸 生态缸的设计制作及结果的观察与分析1 制作生态缸的目的探究生态系统保持相对稳定的条件 2 小生态缸的设计要求及相关分析 3 生态缸稳定性观察与分析 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系统的稳定性 2 由于生态缸极为简单 自我调节能力极差 抵抗力稳定性极低 其稳定性易被破坏 因此 生态缸内的生物只能保持一定时间的活性 备选典例 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 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 得出结论 解析 1 乙瓶缺少光 藻类的种群密度将减小 2 丙瓶与甲瓶相比缺少泥沙 即缺少分解者 无法将更多的有机物进行分解 所以有机物会大量积累 3 丁瓶与甲瓶的条件相比惟一区别是丁瓶中含有小鱼 因为小鱼进行呼吸要消耗部分氧气 所以丁瓶中氧气含量较低 4 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 在光照条件下 水草 藻类作为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 实现瓶内的物质循环 答案 1 减小缺乏光照 生产者无法进行光合作用 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 生产者和分解者是生态系统的重要组成成分 光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件 变式训练 某生物兴趣小组用河水 池泥 黑藻 植食性小鱼 广口瓶 凡士林等材料制作了3个生态瓶 如图所示 下列说法中正确的是 a 甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少b 乙瓶中的生物存活的时间相对较长c 丙瓶加盖与否 并不影响实验结果d 若想维持生态平衡 丙瓶应放置较多植物 解析 选b 生态瓶的要求是 散射光 成分搭配合理 甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多 小鱼缺氧而死亡 乙瓶消费者较少 存活时间相对较长 丙瓶加盖与否 会影响氧气的供给 从而影响实验结果 若想维持生态平衡 丙瓶不应放在黑暗中 生态系统抵抗力稳定性 恢复力稳定性和总稳定性的关系解读 典例 内蒙古大草原是国家重要的畜牧业生产基地 直接或间接地为人类的生存和发展提供必要的生产和生活资料 现已成为研究的重要领域之一 图甲为某草原生态系统中的食物网 图乙表示某生态系统功能随时间的变化曲线 请据图分析回答下列问题 1 甲图的生物中 含能量最少的是 因为能量流动的特点是 2 甲图的食物链中 草为兔提供了可以采食的信息 猫头鹰能够依据兔留下的气味去猎捕 兔同样也可以依据猫头鹰的气味或行为特征去躲避猎捕 这是一种调节 这说明了信息传递的作用是 3 乙图中两条虚线之间的部分表示 4 y表示一个外来干扰对生态系统的影响 y越大 说明该生态系统 x越大 说明该生态系统 一个生态系统的x与y越大 该生态系统 解析 1 甲图是生态系统的营养结构 营养级越高所获得的能量越少 所含有的能量越少 此食物网中猫头鹰营养级最高 生态系统能量流动的特点是单向流动 逐级递减 2 草 兔 猫头鹰之间通过信息传递 维持相对稳定 这是一种负反馈 说明信息传递能调节生物的种间关系 维持生态系统的稳定 3 乙图代表某生态系统功能随时间的变化曲线 两条虚线之间是生态平衡正常波动范围 也就是生态系统功能正常的作用范围 4 在外来干扰作用下 y表示抵抗偏离正常范围的程度 属于抵抗力稳定性 y越大 抵抗力稳定性越弱 x表示恢复到原来状态的能力 属于恢复力稳定性 x越大 恢复力稳定性越弱 生态系统的总稳定性包含抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面 答案 1 猫头鹰单向流动 逐级递减 2 负 反馈调节生物的种间关系 以维持生态系统的稳定 3 生态系统功能正常的作用范围 4 抵抗力稳定性越弱恢复力稳定性越弱总稳定性越弱 其他合理答案也可 方法归纳 判断抵抗力稳定性 恢复力稳定性和总稳定性的变化时 常结合图形 做以下分析 1 抵抗力稳定性表示抵抗外界干扰的能力 抵抗力稳定性越强 偏离正常作用范围就越小 反之 偏离正常作用范围就越大 而y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小 因此 偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标 偏离大说明抵抗力稳定性弱 反之 抵抗力稳定性强 例如 热带雨林与草原生态系统受到相同的干扰时 草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值 2 恢复力稳定性表示受到破坏后 恢复到原状的能力 恢复力稳定性越强 恢复原状的时间越短 反之 恢复到原状的时间越长 而x可以表示恢复到原状态所需的时间 时间越长 说明恢复力稳定性越弱 反之 恢复力稳定性越强 3 ts表示曲线与正常范围之间所围成的面积 可作为总稳定性的定量指标 这一面积越大 即y与x越大 则说明这个生态系统的总稳定性越低 易错提醒 准确理解y x ts的含义 不要误认为y为恢复力稳定性 也不要误认为y越大 恢复力稳定性越大 变式训练 下图为一定时间内某生态系统中甲 乙 丙三个种群数量变化曲线 据图判断下列叙述中不正确的是 a 图中曲线变化的事实说明生态系统具有一定的自我调节能力b 图中的食物链为 乙 丙 甲c d点丙种群繁殖速度最快 e点种内斗争最激烈d 若该生态系统的抵抗力稳定性增强 则图中曲线的振幅缩小 周期缩短 解析 选c 图中甲 乙 丙三种生物数量呈上 下波动的状态 反映出该生态系统具有一定的自我调节能力 a项正确 根据生物之间的捕食关系 相对数量先升先降的为被捕食者 后升后降的为捕食者 进行判断 图中的食物链为 乙 丙 甲 b项正确 d点后丙种群数量继续增加 故在丙曲线的a点到e点内 d点种群繁殖速度最快 但种内斗争最激烈的应在种群数量最大值对应的点 即图中的a点 c项错误 当生态系统的抵抗力稳定性增强后 在受到干扰的情况下 恢复稳定状态的速度变快 故种群数量变化曲线的振幅缩小 周期缩短 d项正确 1 生态捕虫板 又称黄板或粘虫板 是一种正反面均涂上不含任何有毒物质的粘合剂 机油加入少量黄油 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 此过程的信息传递方式是 a 化学信息b 物理信息c 行为信息d 其他信息 解析 选b 通过颜色传递的信息是物理信息 2 下列有关干旱区域的生物与环境之间关系的叙述 正确的是 a 干旱区域的生态系统食物链少 抵抗力稳定性强b 干旱区域的生态系统自我调节能力弱 恢复力稳定性强c 经干旱环境长期诱导 生物体往往发生耐旱突变d 阳光是限制干旱区域生物种群数量增长的环境因素 解析 选b 干旱区域的生态系统营养结构相对简单 食物链较少 自我调节能力较弱 抵抗力稳定性弱 恢复力稳定性较强 生物发生耐旱突变不是因为环境干旱造成的 干旱环境只是将耐旱突变选择出来 水是限制干旱区域生物种群数量增长的环境因素 3 2013 宁德模拟 下图为生态系统信息传递模式图 相关叙述不正确的是 a 信息传递是双向的 能量流动和物质循环也是双向的b 生态系统的功能主要是能量流动和物质循环 还有信息传递c 物质循环是生态系统的基础 能量流动是生态系统的动力 信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态d 生态系统各成分间都有各种形式的信息传递 解析 选a 生态系统中物质循环和信息传递是双向的 但能量流动是单向的 4 火灾常给森林带来较大危害 但是在寒带地区有时对森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧 以对森林进行资源管理 这种人工火烧的主要目的是 a 消灭森林病虫害b 刺激树木种子萌发c 加速生态系统的分解过程d 提高森林的蓄水能力 解析 选c 森林中残枝落叶较多 而寒带地区微生物较少 不能及时分解残枝落叶 若辅助以人工火烧 可使有机物加速转变成无机物 加速了物质循环 5 下列事例中 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少 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植物种类和数量一般不会有太大变化c 乡村一个池塘 每天都有人到池塘边洗东西 可每天早晨池水依然清澈如故d 一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后 生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态 解析 选d a项 在受到外界干扰后没有恢复原状 b项和c项 都抵抗了外界干扰而保持原状 属于抵抗力稳定性 d项 在大型肉食动物闯入封闭的生态系统后 经过各成分相互作用又恢复到原来的状态 属于恢复力稳定性 6 2013 广州模拟 奶牛场每天排放大量的粪便 饲料残渣 如不处理会严重影响周边人 畜的饮水安全等 下图是某奶牛场废水处理流程图 请回答 1 输入此氧化塘的能量有 氧化塘中的风车草 圆田螺 细菌等生物共同构成 2 植物细胞吸收的磷酸根离子用于合成的生物大分子主要是 氧化塘后部的溶解氧含量比前部的 3 废水流入厌氧池前 需经稀释处理 是为了防止 4 氧化塘后部种植莲等挺水植物 有利于减少出水口处水中的浮游藻类 原因是 5 控制废水流入氧化塘的速率 除有利于氧化塘中有机物被充分分解外 还有利于 使出水口处的水质达到排放要求 废水不能过量流入氧化塘 说明生态系统的 解析 1 输入氧化塘的能量有光能和厌氧池中的未被彻底分解的有机物中的化学能 2 植物细胞中含磷的生物大分子主要是核酸 因氧化塘前部微生物分解厌氧池输入的有机物而消耗溶解氧 在后部植物光合作用释放氧 故后部溶氧量较高 3 若废水中的有机物含量过高 则厌氧池中的微生物就会因渗透作用大量失水而死亡 4 挺水植物通过与浮游藻类竞争矿质元素和光而有效地抑制了浮游藻类的生长 5 因生态系统具有一定的自我调节能力 故一次性注入氧化塘的废水不能过多 控制废水进入氧化塘的流速还可以使植物充分利用其中的矿质元素 使出水口的水质达标 答案 1 光能和化学能生物群落 2 核酸高 多 3 微生物失水过多而死亡 4 挺水植物起遮光作用并能与浮游藻类竞争矿质元素 影响浮游藻类正常生长 5 无机盐被充分吸收自我调节能力有限 7 2009 福建高考 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 可以提高生态系统的稳定性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 解析 选d 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性 生态系统的自我调节能力 是生态系统稳定性的基础 生态系统内部结构与功能的协调 能提高生态系统的稳定性 生物多样性的间接价值是对生态系统起到重要的调节功能 生态系统中的组成成分越多 食物网越复杂 其自我调节能力就越强 抵抗力稳定性就越强 恢复力稳定性越弱 8 2008 广东高考 下列关