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第3讲生态系统的信息传递与稳定性一、生态系统的信息传递1．种类(1)物理信息：生态系统中的__________、声、__________、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。(2)化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的__________，如植物的生物碱、有机酸、动物的__________等。知识梳理(3)行为信息：动物的__________，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。2．在生态系统中的作用(1)个体：__________的正常进行，离不开信息的作用。(2)种群：生物种群的__________，离不开信息传递。(3)群落和生态系统：能调节生物的__________关系，以维持生态系统的__________。3．在农业生产中的应用(1)提高农产品或畜产品的产量。(2)对有害动物进行__________。二、生态系统的稳定性1．概念：生态系统所具有的保持和__________自身结构和__________相对稳定的能力。2．抵抗力稳定性(1)概念：生态系统抵抗外界__________并使自身__________和功能保持原状的能力。(2)原因：内部具有一定的__________能力。(3)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__________，抵抗力稳定性就越__________，反之则越高。__________能力有一定限度，超过限度，__________就遭到破坏。3．恢复力稳定性(1)概念：生态系统遭到外界干扰因素破坏后__________的能力。(2)原因：生态系统具有__________。(3)与抵抗力稳定性的关系：往往是__________的。4．提高生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统的__________。(2)实施相应的__________投入，保证生态系统内部__________的协调关系。自主核对：一、1.温度光化学物质性外激素特殊行为2．生命活动繁衍种间稳定3．控制二、1.恢复功能2．干扰结构自我调节小低自动调节生态系统3．恢复原状自动调节能力相反4．干扰程度物质、能量结构和功能1．怎样理解生态系统的信息反馈？2．生态系统的稳定性与生态系统的结构和功能有何关系？考点1生态系统的信息传递1．生态系统中信息的种类类别内涵传递形式实例物理信息生态系统中的光、声、湿度、温度、磁力等，通过物理过程传递的信息物理过程萤火虫的闪光；植物五颜六色的花化学信息生物在生命活动过程中，自身产生的可以传递信息的化学物质信息素动物的性外激素；狗利用其小便记路行为信息对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息动物的异常表现及行为等昆虫的舞蹈考点突破2.生态系统信息传递模型生态系统的信息传递又称信息流，此过程中伴随着一定的物质和能量消耗。但是信息流不像物质流那样是循环的，也不像能量流那样是单向的，而往往是双向的，有从输入到输出的信息传递，也有从输出到输入的信息反馈。如图所示3．信息传递与能量流动、物质循环的关系项目能量流动物质循环信息传递区别来源太阳能生态系统生物或无机环境途径食物链或食物网多种途径特点单向流动，逐级递减反复出现，循环流动发生生理或行为的变化(单向或双向)范围生态系统各营养级生物圈生物与生物之间或生物与环境之间联系它们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应用指南信息传递的作用及应用比较作用或应用举例在生态系统中有利于生命活动的正常进行①蝙蝠依靠“回声定位”实现对周围环境的识别、取食与飞行②莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长有利于生物种群的繁衍①植物开花需光信息刺激②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定①草原上，草返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息②森林中狼与兔相互依据对方气味捕食或逃跑比较作用或应用举例在农业生产中①提高农产品或者畜产品的产量②对有害动物进行控制①利用模拟动物信息吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率②利用音响设备诱捕或驱赶有害动物例1下列有关生态系统中信息传递的叙述，错误的是()A．生命活动的正常进行离不开信息传递B．信息传递和能量流动都是单向的C．生物种群的繁衍离不开信息传递D．信息传递能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定[解析]生态系统中种群与种群之间，种群内部个体与个体之间以及生物与非生物之间都存在着信息传递，信息不但可以与能量流动、物质循环一起将生态系统的各个组成成分联系为统一的整体，而且具有调节生态系统稳定性的作用。生态系统的信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，也是生态系统的一个基本功能。信息传递是双向的而能量流动是单向的。[答案]B对点训练1如图为生态系统信息传递模式图，有关叙述正确的是()①信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的②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③物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力④生态系统各成分间都有各种形式的信息传递A．①②B．②③C．①③④D．②③④解析：①物质循环是双向的，而能量流动是单向的；④无机环境只能提供物理信息，其它信息不能提供，行为信息针对动物之间。答案：B考点2生态系统的稳定性1．生态系统的稳定性表现与成因(1)结构的相对稳定：生态系统中动、植物种类及数量不是不变的，而是在一定范围内波动，但不会变化太大。(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)生态系统稳定性的关系：一般可表示如下：(4)生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种自我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①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。②与人体内负反馈的比较：b．草原上的食草动物和植物的数量变化a．甲状腺激素的分级调节③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。(3)正反馈调节①作用：使生态系统远离平衡状态。②结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。③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。3．稳定性及其原理应用指南1．自我调节能力大小包括：①自身净化能力——物理沉降、化学分解和微生物的分解；②完善的营养结构——自身的反馈调节，维持各营养级生物数量相对稳定。2．抵抗力稳定性高低比较：生物圈海洋生态系统热带雨林温带草原极地荒漠。恢复力稳定性正好与其相反。3．某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。4．食物网中营养结构最不容易被破坏的标准先看食物链，数量越多越稳定；若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。例2(2010·武汉模拟)下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是()[解析]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，叫做生态系统的抵抗力稳定性，图C初级消费者种群数量恢复相对稳定的时间短，抵抗力稳定性最高。[答案]C对点训练2如图所示，图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，请据图回答下列问题：(1)作为一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括__________和__________。(2)甲、乙、丙3者之间的食物联系是__________；该生态系统的__________是沿着这种渠道进行的。(3)图B为某湖泊的生态系统中发生的某种调节活动，这种调节导致的最终结果是__________。结果产生的原因是__________。(4)图A和图B这两种反馈调节是否相同？为什么？__________。解析：物质循环和能量流动是沿着食物网和食物链进行的，由于湖泊受到污染，使物种减少，导致抵抗力稳定性降低，加速了生态系统的破坏。从图A中可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又导致乙减少，属于负反馈调节。答案：(1)分解者非生物的物质和能量(2)乙→甲→丙物质循环和能量流动(3)加速破坏该生态系统原有的稳态生物种类减少，自我调节能力降低(4)不同。图A是负反馈调节，图B是正反馈调节考点3实验面面观：设计并制作生态缸观察其稳定性1．实验原理(1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素都有着密切的关系。(2)将少量植物，以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密封的玻璃缸中，便形成一个人工模拟的微型生态系统——生态缸。(3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。2．操作流程(1)根据研究的对象和实习条件确定模拟生态系统的种类(2)调查该种生态系统的主要生物群落及其无机环境，了解它们的基本情况(3)从各成分中选典型的种群，确定它们的数量关系，务必使它们互相连接成为一条或数条食物链，保证能完成生态系统的功能(7)封闭以后，生态系统内的生物数量会发生变化，最后趋于稳定。此时生态系统即达到平衡状态，该生态系统的模拟可以算作成功。这是由于食物链的调节作用引起的生态系统变化。观察并记录结果(8)结果分析与结论3．设计要求及分析设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察设计要求相关分析生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气生态缸的采光用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择生命力强的生物，动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2的消耗，防止生产量消耗量4.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)由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。例3以下关于构建人工微生态系统的说法错误的是()A．需要考虑不同营养级生物之间的合适比例B．提供的生物应具有较强的生活能力C．把人工微生态系统放在阳光直射环境中即可D．达到稳定状态的微生态系统内生物数量也是有变化的[解析]人工微生态系统的自动调节能力较小，因此要放置在环境适宜的地方，要避免阳光直接照射。[答案]C例1具有警戒色的生物一般有毒或有恶臭，会向其他的生物发出不能捕食的信息，警戒色从信息传递的类型分析属于()A．物理信息B．化学信息C．生物信息D．行为信息错因分析不能准确把握信息类型。解析本题考查信息传递的类型。警戒色往往会对捕食者形成信号作用，使其避而远之。通过颜色传递警告信息，属于物理信息。答案A例2下列事例中，属于恢复力稳定性的是()A．由于滥砍乱伐，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错因分析对生态系统稳定性的类型分辨不清。解析抵抗力稳定性是指抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。A在受到外界干扰破坏