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(二)生态系统中的信息传递及稳态的维持第四章生态系统的稳态学习导航1.生态系统中的信息传递。(重点)2．信息传递在生态系统中的作用及应用。3．生态系统稳态的维持。(重难点)新知初探思维启动一、生态系统中的信息传递1．传递形式(1)物理信息①概念：以_____________为传递形式的信息。包括_____、声、______、电、磁等。②实例：植物________生长。物理过程光热向光(2)化学信息①概念：以____________等化学物质传递的信息，包括性外激素、告警外激素等。②实例：某些昆虫释放________激素吸引异性前来交尾。(3)行为信息①概念：以生物的_______或______传递的信息，包括舞蹈、________等。代谢产物性外表现动作运动②实例：丹顶鹤雌雄求偶时双双起舞。(4)营养信息①概念：以_______或______传递的信息，包括食物的数量等。②实例：_________和食物网是生物的营养信息系统。2．特点：既有从输入到输出的信息传递，也有从____________的信息反馈。食物养分食物链输出到输入3．意义：强化了生态系统的___________。4．信息传递在农业生产中的应用(1)调控生物的生长发育实例：__________处理能使菊花提前开花，_________处理能使菊花延迟开花。(2)对有害动物进行控制实例：田间释放人工合成的__________，干扰害虫的正常交尾，从而降低害虫的种群密度。调节机制短日照长日照性外激素判一判(1)信息传递也是生态系统的基本功能之一(√)(2)信息传递是单向的，不循环的(×)(3)长日照处理使菊花延迟开花，是化学信息的应用(×)二、生态系统稳态的维持1．生态系统稳态的概念：生态系统对于环境的干扰，具有一种____________、____________和自我延续的能力，这种保持相对稳定的状态，称为生态系统的稳态。2．生态系统中的_____________是保持生态系统稳态的重要原因。生态系统中的生物种类越多，食物链越______，生态系统的自我调节和自我修复能力就________。自我调节自我修复生物多样性复杂越强3．生态系统的稳态主要通过_________调节方式进行。4．一般情况下，生态系统中的物质循环和能量流动处于输入和输出的__________，物质循环和能量流动的任何环节出现问题，都可导致整个生态系统稳态的破坏。生态系统的稳态具有相对性。当一个生态系统受到大规模的干扰或外来压力超过生态系统的自我更新和自我调节的能力时，便可能导致生态系统稳态破坏，甚至引发系统的崩溃。负反馈动态平衡想一想对于已遭破坏的草原生态系统应采取什么措施加以调节，使其重新焕发生机？提示：建立草原防护带、杜绝人为破坏等。要点突破讲练互动要点突破信息传递的形式、作用及其应用1．生态系统中的信息传递形式类别概念传递形式实例物理信息生态系统中以物理过程为传递形式的信息物理过程(1)响尾蛇发出声音，警告敌害(2)植物五颜六色的花(3)萤火虫的闪光化学信息生态系统中以代谢产物等化学物质传递的信息植物：有机酸、生物碱动物：性外激素、告警外激素等(1)昆虫的性外激素(2)狗利用其小便记路类别概念传递形式实例行为信息生态系统中以生物的表现或动作传递的信息植物或动物的异常表现行为(1)鸟类的求偶舞(2)蜜蜂的“8”字舞(3)天鹅的结伴同游营养信息生态系统中以食物或养分传递的信息食物链和食物网老鹰以田鼠为食，田鼠多的地方吸引饥饿的老鹰前来捕食2.信息传递在生态系统中的具体作用(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。(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，也就是雪兔的天敌的减少，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。3．信息传递与能量流动、物质循环的关系项目区别联系来源途径特点范围能量流动太阳能食物链或食物网单向流动、逐级递减食物链各营养级生物间共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性物质循环生态系统反复出现，循环流动群落与无机环境之间项目区别联系来源途径特点范围信息传递生物或无机环境多种途径往往是双向的生物与生物之间或生物与环境之间共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性例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_______________。【思路点拨】本题考查信息传递的类型、来源、传播途径等。解答本题可从以下几个方面分析：①明确信息的来源、传播途径。②正确判定信息传递的类型。③正确分析题干中各种生物之间的关系。【解析】(1)X物质是植物释放出的，能吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，则X是在植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递信息的。(2)信息可以来自无机环境，也可以来自生物；蜘蛛在蜘蛛网上捕食猎物是通过网的振动而感觉的，属于物理信息。(3)在植物上施用人工合成的物质X，甲昆虫的天敌由于信息的传递，数量会增加，同时物质X驱赶了乙昆虫，乙昆虫的天敌会由于食物减少而减少。【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物理信息(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少变式训练海水退潮后露出的海边岩石上有各种海藻附着，它们从上到下呈带状水平分布。(1)造成这种现象的原因是不同深度的海水()A．温度不同B．盐度不同C．含氧量不同D．光谱成分不同(2)从生态系统中的信息传递形式看，这属于________信息。(3)信息能够影响生态系统中不同物种的__________，以维持__________________。解析：影响海洋生物群落垂直分布的主导因素是光照，光属于物理信息。不同波长的光透过水面以下的深度不同，海水200米以下几乎没有植物存在。信息可影响生态系统中不同物种的分布，以维持生态系统的稳定。答案：(1)D(2)物理(3)分布生态系统的稳态生态系统稳态的维持1．生态系统具有一定的自我调节能力自我调节能力的大小，依赖于生态系统内部生物种类的多少以及食物链、食物网的复杂程度。一般地说生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，生态系统的稳态就越容易被破坏；相反，生态系统中各营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力也就越大，生态系统的稳态就越容易维持。2．稳态的相对性(1)一般情况下，生态系统中的物质循环和能量流动处于动态平衡状态，一旦物质循环和能量流动的任何环节出现问题就可能导致整个生态系统稳态的破坏。(2)当一个生态系统受到大规模干扰或外界压力超过生态系统自身更新和自我调节的能力时，便可能导致生态系统稳态的破坏，甚至引发系统崩溃。例如，当大片森林被毁灭性地砍伐，可能导致气候异常，雨水失调，水土流失，植被衰退等。3．生态系统的稳态主要是通过负反馈调节方式进行的反馈调节分为负反馈调节和正反馈调节两种。(1)负反馈调节①概念：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叫做负反馈调节，负反馈调节体现的是一条食物链中不同营养级之间的关系。②结果：抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响。③实例：草原上食草动物和植物的数量变化(2)正反馈调节：使生态系统远离平衡状态。①结果：加速最初发生变化的那种成分所引起的变化。②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，污染会越来越严重,鱼类的死亡速度也会越来越快。4．提高生态系统的稳定性(1)破坏稳定性的因素：自然因素，如火山爆发、地震、台风、流行病等。人为因素，如人类对自然资源的掠夺式开发及人类活动造成的环境污染。(2)保护对策：针对各种生态系统稳定性的特点，采取相应的保护对策，保护各种生态系统的相对稳定性。(3)意义：保持生态系统的稳定，才能从生态系统中获得持续稳定的产量，才能使人与自然和谐地发展。但是保持生态系统的稳定,并不是维护生态系统的原始稳定状态。人类还可以在遵循生态系统规律的前提下，建立新的生态系统的稳定，使生态系统朝着更有利于人类的方向发展。特别提醒(1)生态系统的自我调节靠生物群落内生物间的关系，主要是通过捕食及种内斗争实现的，任何一个生态系统的自我调节能力都是有一定限度的。(2)生态系统的结构和功能本身是相适应的,结构的稳定是其功能稳定的基础，而功能的稳定又是结构稳定的保证。例2如图是草原生态系统中兔子种群数量与植物种群数量之间的反馈调节示意图，请据图回答问题：(1)兔子种群和植物种群数量的这种调节属于________调节，它是生态系统________能力的基础。(2)这种调节对生态系统的意义是________________________________________________________________________。(3)题中兔子种群数量与植物种群数量变化用曲线如何表示？【解析】通过图示分析发现兔子种群数量增加，植物减少，植物减少又反过来抑制兔子种群数量的增加，因此，这种反馈调节属于负反馈调节，生态系统通过负反馈调节使其在结构和功能上达到动态平衡。【答案】(1)负反馈自我调节(2)使生态系统达到和维持平衡或稳态(3)互动探究若把兔子全部消灭，上题中另一种生物种群数量会如何变化？【提示】先增加、后减少、最后趋于稳定。【探规寻律】生态系统稳态的关系，如图所示。易错警示对生态系统中反馈调节辨别不清【例题】某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，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，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】水蚤以藻类为食，早期藻类大量增多，水蚤增多；因水蚤大量繁殖，导致藻类减少，这属于负反馈。后期因污染导致水蚤死亡，水蚤的死亡又加重了污染，属于正反馈。【答案】B【纠错笔记】(1)负反馈调节：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。(2)正反馈调节加速了最初发生变化的那种成分发生的变化,使生态系统远离平衡状态。实验探究专项突破探究维持生态系统相对稳定的条件【例题】请利用下面提供的材料用品建立一个人工微型生态系统(如图所示)，并使其能维持一段时间的运转。材料用品：小鱼、水蚤、水草、池泥、无色矿泉水瓶、培养皿、吸管、池水等。请完成建立步骤，并回答问题：(1)建立步骤：第一步：在无色矿泉水瓶底部铺上一层约2cm厚的池泥；第二步：沿无色矿泉水瓶壁加池水至瓶口下约5cm处；第三步：向无色矿泉水瓶里放__________；第四步：拧紧瓶口；第五步：将无色矿泉水瓶放于________的地方培养。(2)该人工微型生态系统的分解者存在于________中。(3)制作该人工微型生态系统时选择体型较小的小鱼，容易建立生态平衡，其原因是________________________________。(4)该人工微型生态系统能建立一段时间的生态平衡，原因是什么？__________________