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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．信息的概念：可以的消息、情报、指令、数据与信号等。传播•2．种类•(1)物理信息：生态系统中的、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。例如：蜘蛛网的振动频率。•(2)化学信息：生物在生命活动过程中，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。•(3)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。例如蜜蜂的舞蹈。光、声音、温度化学物质性外激素•例1(2009年高考广东卷)下列不属于生态系统信息传递的是()•A．心猿意马B．飞蛾扑火•C．花香引蝶D．老马识途•【答案】A•练习(2009年鸡西高三联考)许多植物用鲜红的累累果实来吸引动物食用，间接起到了传播种子的作用。这种现象体现了生态系统中的信息传递的作用。该“信息”属于()•A．化学信息B．物理信息•C．行为信息D．色彩信息•【答案】B•2．作用•(1)在个体与种群中的作用：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)在群落和生态系统中的作用：信息能调节生物的关系，以维持的稳定。•3．应用：提高农产品或畜产品的产量；对有害动物进行控制。生命活动种间生态系统•例2．(2008年高考广东卷)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•【答案】D•(1)信息传递的一般过程包括如下三个环节：信源(信息产生)→信息道(信息传输)→信宿(信息接收)。阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。•(2)物理信息既可来自生物，也可来自无机环境。•4.生态系统信息传递模型•生态系统的信息传递又称信息交流，此过程中伴随着一定的物质和能量消耗往往是双向的，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。如下图所示：•例3．下图为生态系统信息传递模式图，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．②③•C．①③④D．②③④•【答案】D•3．信息传递与能量流动、物质循环的比较项目区别联系来源途径特点范围能量流动物质循环信息传递太阳能生态系统生物或无机环境食物链或食物网多种单向流动，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)食物链各营养级生物间群落与无机环境之间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•能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的功能，能量流动是生态系统的动因，物质循环是生态系统存在的基础，而信息传递能决定能量流动和物质循环的方向和状态。•练习．下列关于生态系统信息传递的说法，不正确的是()•A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力就无法适应环境•B．信息传递应用在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行控制•C．延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于行为信息的合理利用•D．蜜蜂发现蜜源时，就会以舞蹈动作示意其他蜜蜂去采蜜，这是一种行为信息C•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。•如何从生态系统的结构和功能上理解生态系统的稳定性？保持或恢复•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•2．生态系统自我调节能力的基础：调节。•3．种类•(1)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。原因：内部具有一定的能力。•(2)恢复力稳定性：生态系统在受到因素的破坏后恢复到原状的能力。•(3)二者一般呈负相关。负反馈外界干扰保持原状外界干扰自我调节•4．特点•(1)不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差别，生态系统中的组分越多，越复杂，其的能力就越强，抵抗力稳定性就越高。•(2)不同的生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其与恢复时间不同。•5．提高的措施•(1)控制对生态系统干扰的程度。•(2)实施相应的投入，保证生态系统内部的协调。食物网自我调节恢复速度物质、能量结构与功能•二、生态系统稳定性的理解•1．稳定性前提条件•只有当生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全，能量的输入保持稳定，物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。•2．稳定性表现•(1)结构相对稳定：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)功能相对稳定：生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。•3．稳定性的种类抵抗力稳定性恢复力稳定性概念指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，即“抵抗干扰，保持原状”指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，即“遭受干扰，恢复原状”影响因素生态系统的成分越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高在遭到严重破坏后生态系统的成分越简单，相对越容易恢复抵抗力稳定性恢复力稳定性联系(1)二者往往呈相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差；反之亦然二者之间及与营养结构的关系，如图所示：•两种稳定性一定呈负相关吗？•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。•4.稳定性机制——生态系统具有一定的自我调节能力•生态系统自身的净化作用和完善的营养结构。•(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：使生态系统具有反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。•①反馈调节的含义•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。•②反馈调节的方式：正反馈和负反馈。负反馈调节在生态系统中普遍存在，两者比较如下：比较负反馈调节正反馈调节作用是生态系统自我调节能力的基础，能使最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定加速生态系统最初所发生的变化，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即人们常说的良性循环或恶性循环实例森林中的食虫鸟和害虫的数量变化•稳定性及其原理•例4．(2009年肇庆市第二次统测)生态系统自我调节能力越大，则()•①生态系统成分越复杂②生态系统成分越简单③营养结构越复杂④营养结构越简单⑤生态平衡容易破坏⑥生态平衡不易破坏•A．①③⑤B．②④⑥•C．①③⑥D．②④⑤•【答案】C•(1)生态系统的稳定性常常与生态系统的营养结构(食物链与食物网)联系起来考虑，因此，把握食物链，尤其是食物网中各生物之间的变化关系尤为重要，其特点如下：①食物链越短，营养结构越稳定；②生产者越多，营养结构越稳定；③生物种类越多，营养结构越稳定；④生物关系越复杂，营养结构越稳定。•(2)生物的稳定性与种类有关，与个体数量无关。•练习．(2009年高考天津卷)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。•据图分析，下列叙述正确的是()•①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强•②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂•③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生•④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程•A．①③B．①④C．②③D．②④•【答案】B•练习．(2008年高考海南卷)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•【答案】B•例5、近几十年来，人类以前所未有的速度破坏着全球生态环境，生态系统的稳定性受到干扰。如图是生态系统功能大小变化曲线。两条虚线之间的部分表示生态系统功能的正常范围，当受到外界干扰时就偏离正常范围，偏离值为T，生态系统遭到破坏后恢复到正常范围所需的时间为S。请据图回答：•(1)生态系统的功能包括、•和。•(2)T值大小可作为生态系统稳定性的定量指标，T值越大，该定量指标越。•(3)S值大小可以作为生态系统稳定性的定量指标。•(4)森林生态系统的S值与草原生态系统的S值相比，较大的是。物质循环能量流动信息传递抵抗力小恢复力森林生态系统的S值•例6.(2010·深圳调研)生物个体的稳态和生态系统的稳态都是通过反馈调节来实现的，据此回答下列问题：•(1)生命系统普遍存在着反馈现象，其稳定性的维持主要是通过(正，负)反馈来实现的。请以文字、箭头分别构建一个个体稳态和生态系统稳态反馈调节的概念模型。•①个体稳态反馈调节的概念模型：(以血糖调节为例)。•②生态系统稳态反馈调节的概念模型：(生态系统以水稻田生态系统为例，水稻田中•的主要生物有水稻、食虫鸟与害虫)。负•(2010·深圳调研)生物个体的稳态和生态系统的稳态都是通过反馈调节来实现的，据此回答下列问题：•(2)某大型湖泊藻类植物大量繁殖，水质迅速恶化，呈(正，负)反馈状态。为•减缓其污染，应该控制哪些污染源？(至少2点)。制含N、P等污染物的排放：如处理生活垃圾、生活污水、生产废水等；对农药、化肥进行合理减量使用正•实验：生态缸的设计制作•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分析设计要求相关分析生态缸是封闭的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(要有生产者、消费者、分解者)防止外界生物或非生物因素的干扰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设计要求相关分析生态缸的材料须透明生态缸宜小不宜大，缸中水量应占其容积的4/5，要留一定空间生态缸的采光用较强的散射光选择的动物不宜太多，个体不宜太大为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察便于操作，缸内储备一定量的空气防止水温过高，导致水生植物死亡减少对O2消耗，防止生产量消耗量•3.生态缸稳定性观察与分析•(1)观察稳定性，可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。•(3)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。•1．某生物学习小组的同学用河水、洗净的砂、黑藻、食草小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作的生态瓶如图所示，据图回答：•(1)图________中的生物存活的时间最长，图________中的稳定性最差，原因是__________________________。暗处植物不能进行光合作用乙丙•1．某生物学习小组的同学用河水、洗净的砂、黑藻、食草小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作的生态瓶如图所示，据图回答：•(2)在制作生态瓶时常放入少量尿素，其作用是_____________________________。(3)生态系统的稳定性与它的物种组成__________和__________有密切的关系。•为植物提供N源(或营养物质、肥料)•营养结构非生物因素•1．某生物学习小组的同学用河水、洗净的砂、黑藻、食草小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作的生态瓶如图所示，据图回答：•(4)制作生态瓶时应注意的事项有_______________。•要密封、要透明、生物生活力要强、瓶中水量不能超过4/5、生物间物质循环和能量流动要合理