生态系统的信息传递和稳定性
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第4课时 生态系统的信息传递和稳定性(3)形式:分为物理信息、化学信息、行为信息。
(4)来源:可来自于无机环境,也可来自于生物。
(5)方向:信息传递多数是双向的。
(6)作用:信息传递可以调节生物的种间关系。
(7)过程:信源(信息产生)→信息道(信息传输)→信宿反馈作用(信息接收),阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。
考点透析考点一 生态系统的信息传递 1.信息传递的模型及解读(1)该模型为信息传递模式图,属物理模型。
(2)范围:• 针对训练1.(2011²东北师大附中)下列属于生态系统信息传递的是( ) A.人体内一细胞和周围细胞进行信息交流B.肾上腺素又称应急激素,人在紧急状态下分泌较多,以应变紧急的环境C.神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜兴奋或抑制D.昆虫分泌性外激素,引诱同种异性昆虫前来交尾 答案 D解析 生态系统的信息传递存在于生物和生物之间以及生物和无机环境之间。
A 、B 、C 三项为生物体内部调节,不属于生态系统的信息传递;D 项中性外激素调节种内关系,属于生态系统信息传递中的化学信息。
考点二 生态系统的稳定性及调节 1.稳定性的表现(1)结构相对稳定:动植物种类及数量保持相对稳定。
(2)功能相对稳定:物质和能量的输入、输出相对平衡。
2.信息传递的作用及应用知能拓展:信息传递与能量流动、物质循环的比较•同时进行,相互依存,不可分割,形成一个统一整体联系决定能量流动和物质循环的方向和状态生态系统的基础 生态系统的动力地位 多种食物链和食物网途径 生物之间,生物与无机环境之间生物圈生态系统中各营养级范围 往往是双向的 循环运动,反复利用 单向流动,逐级递减 特点 信息传递 物质循环 能量流动(2)正反馈调节使生态系统远离平衡状态。
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,最终将导致原生态系统的崩溃。
考点二生态系统的信息传递和稳定性1.生态系统的信息传递信息:在日常生活中,一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息(1)信息的种类(根据生态系统中传递信息的载体不同分)①物理信息:通过物理过程传递的信息。
如光、声、温度、湿度、磁力、动植物的形态、体色等。
来源:无机环境或生物本身联系生活:短日照植物黄麻(开花需要短日照),黄麻是为了收获茎秆剥取纤维用于纺织麻袋,若将黄麻北移到山东种植,开花会推迟或不开花,产量提高。
(我国位于北半球,越往北每天日照时间越长)②化学信息:生物在生命活动过程中,动植物体内产生一些可以传递信息的化学物质(具有挥发性)——信息素,如植物有机酸、生物碱等代谢产物,以及动物性外激素等。
注意:无机环境可发出物理信息和化学信息,如一些营养物质发出的化学信息(如臭味吸引蜣螂)③行为信息:动物通过特殊表现或特殊行为在同种或异种生物之间传递信息,即生物的行为特征可体现为行为信息。
如蜜蜂跳舞、鸟类的“求偶炫耀”、乌贼喷墨等。
【重在行为、较特殊】(2)信息的来源:生物或无机环境(3)信息的方向:信息传递往往是双向的,也有单向,并且决定能量流动和物质循环的方向和状态(4)信息的范围:种群内部个体和个体之间,种群和种群之间,生物与无机环境之间。
即生物与生物之间,生物与无机环境之间区别:生存斗争类型→生物与生物之间,生物与无机环境之间共同进化类型→不同种生物之间,生物与无机环境之间【注意:多细胞生物体细胞间的信息传递是个体内的信息传递,不属于生态系统功能中的信息传递】归纳:信息可在哪些层次进行传递?细胞内部各部分之间、个体的细胞与细胞、种群内的个体与个体、不同种群之间、生物群落与无机环境延伸:①生态系统中各种信息的作用不是孤立的,而是相互制约,互为因果的②所有的信息最终都是经由基因和酶的作用,并以激素和神经系统为中介在生物中体现出来的③信息传递的过程:信源(信息产生)→信道(信息传递)→信宿(信息接收),阻碍其中任一环节均不能实现信息传递④判断生态系统信息类型的方法(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过动物的感觉器官,如皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感受上述信息,则判断为物理信息。
人教(2019)生物高考复习分层训练第35讲生态系统的信息传递、稳定性A组基础巩固练1.下列有关生态系统信息传递的叙述,不正确的是()A.信息传递有利于生物种群的繁衍B.信息传递有利于沟通生物群落和非生物环境的关系C.生态系统的各成分之间存在多种形式的信息传递D.生长旺盛的牧草为食草动物提供了采食信息,这对牧草不利【答案】D【解析】信息传递有利于生物种群的繁衍,A正确;信息传递有利于调节生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系,B正确;生态系统各成分间有各种形式的信息传递,C正确;生长旺盛的牧草为食草动物提供采食信息,这对食草动物和牧草均有利,D错误。
2.诗句“离离原上草,一岁一枯荣;野火烧不尽,春风吹又生”脍炙人口。
从生态学的角度分析,其反映出的生态系统稳定性的类型和群落演替的类型分别属于() A.抵抗力稳定性,初生演替B.恢复力稳定性,初生演替C.抵抗力稳定性,次生演替D.恢复力稳定性,次生演替【答案】D【解析】“离离原上草,一岁一枯荣;野火烧不尽,春风吹又生”,该诗句反映出草原被火烧后,又能恢复,属于生态系统稳定性类型中的恢复力稳定性,同时也体现了群落演替中的次生演替,故选D。
3.生态系统的自我调节能力,对于维护生态系统的稳定起关键作用。
这是通过() A.种群密度的一定的规律性变化而实现的B.生物群落与非生物环境之间的物质循环而实现的C.生态系统内部的负反馈调节机制来实现的D.人工建造“生态屏障”和环境保护来实现的【答案】C【解析】生态系统的自我调节能力与物种的丰富度有关,物种越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,生态系统的抵抗力稳定性就越强。
而负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统自我调节能力的基础。
4.如图所示为某同学制作的小生态瓶,据图分析不正确的是()A.该生态瓶的组成成分虽比较简单,但其群落仍存在垂直结构B.生态瓶中生物种类稀少,没有食物链存在C.为了保证生态瓶的正常运转,瓶内浮萍、金鱼藻、螺蛳和虾的比例应适中D.在适宜的温度和光照条件下,该生态瓶会更稳定【答案】B【解析】在小生态瓶的不同水层有不同的生物分布,所以其群落存在垂直结构,A正确;虾和螺蛳吃金鱼藻,所以小生态瓶中有食物链存在,B错误;为保证生态瓶的正常运转,各营养级生物的数量比例应适中,C正确;生态瓶的稳定需要适宜的温度和光照条件,D正确。
生态系统的信息传递和稳定性[考纲要求] 1.生态系统中的信息传递(Ⅱ)。
2.生态系统的稳定性(Ⅱ)。
3.实验:探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替。
一、生态系统的信息传递1.信息的种类、特点、来源及实例(连一连)2.信息传递在生态系统中的作用(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,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)提高农产品或畜产品的产量。
(2)对有害动物进行控制。
[解惑]信息传递存在于生态系统的各种成分之间,不仅仅存在于生物成分之间,也存在于生物与无机环境之间。
[思考](1)上述两图中动物行为涉及到哪类信息?提示左图为物理信息,右图为化学信息。
(2)鸟类突然振翅飞起对同伴报警和通过尖锐鸣叫的报警所涉及到的信息有何不同?提示前者为行为信息,后者为物理信息(声音)。
二、生态系统的稳定性1.生态系统的自我调节能力(1)自我调节能力的基础:负反馈调节。
(2)生态系统的自我调节能力是有限的。
2.生态系统的稳定性(1)种类①抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力。
②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(2)提高生态系统的稳定性的措施①控制对生态系统干扰的程度。
②实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
思考如果一个生态系统的抵抗力稳定性很低,其恢复力稳定性是否一定很高?提示不一定,如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。
[解惑](1)任何生态系统(包括生物圈)的自我调节能力都是有一定限度的,只是大小不同而已。
(2)强调“×××生态系统稳定性高低”时,必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性,因为二者一般呈负相关。
考点一聚焦生态系统的信息传递2.观察信息传递的模型,回答相关问题(1)信息传递的范围:信息传递存在于生态系统各成分之间,包括生物与生物之间的信息传递和生物与无机环境之间的信息传递。
(2)信息传递的方向:信息传递通常为双向传递。
易错警示 对信息传递的几点知识点辨析不清(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,如果通过行为传递信息给对方,则属于行为信息;如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方,则属于物理信息。
(2)鸟类或其他动物报警,若通过声音(尖叫),则属于物理信息;若通过特殊的动作(突然飞起),则属于行为信息。
(3)涉及声音、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、芽等感觉上述信息,则判断为物理信息。
(4)若涉及化学物质挥发性这一特点,则判断为化学信息。
(5)信息传递的范围包括同种生物个体之间(性外激素、舞蹈等)、异种生物个体之间(物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用)和生物与无机环境之间(主要有物理信息中的光、磁等)。
1. 雌蚕蛾能释放一种性引诱剂,可以把3 km 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数量不足0.01 mg ,但雄蚕蛾仍能对其作出反应。
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。
下列相关叙述错误的是( )A .使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于化学信息B .体现了信息的传递有益于种群的繁衍C.说明生态系统中的信息都是由生物产生的D.说明性引诱剂具有高效性答案 C解析生态系统中传递的信息包括物理信息、化学信息、行为信息等,并非都是由生物产生的。
微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾作出反应,说明性引诱性具有高效性。
2.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________________________________________。
答案(1)植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递(2)生物无机环境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解析植物释放出的物质X既能吸引甲昆虫的天敌,又能驱赶乙昆虫,故X分别在植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递。
影响甲昆虫取食的信息来自生物(植物),影响甲昆虫在白天活动的信息来自无机环境。
影响乙昆虫活动的物质X是化学信息,影响乙昆虫在夜晚活动的信息是物理信息。
蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫是利用蜘蛛网的振动频率,属于物理信息。
X既可吸引甲昆虫的天敌,也能驱赶乙昆虫,故植物上施用人工合成的物质X后,短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加,乙昆虫天敌数量减少。
判断生态系统信息传递种类的方法1.从信息传播的途径判断。
如涉及声音、颜色、温度等物理因素,可判断为物理信息;涉及的信息载体为化学物质,可判断为化学信息;涉及特殊行为,可判断为行为信息。
2.从文字表述的着重点判断。
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。
考点二理解生态系统的稳定性1.分析生态系统稳定性的具体表现(1)由下面的图示可得出生态系统在结构上相对稳定。
(2)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,可得出生态系统在功能上相对稳定。
易错警示 对生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系混淆不清(1)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。
(2)y 表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,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。
(3)x 可以表示恢复到原状态所需的时间,x 越大,表示恢复力稳定性越弱;反之,恢复力稳定性越强。
(4)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,则说明这个生态系统的总稳定性越弱。
3. 下列关于生态系统稳定性的叙述,不正确的是 ( )A .负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础B .生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于抵抗力稳定性C .“野火烧不尽,春风吹又生”体现了生态系统具有恢复力稳定性D .热带雨林营养结构复杂,其恢复力稳定性弱 答案 B解析 生态系统“遭到破坏、恢复原状”属于恢复力稳定性。
4.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________________________________________________________________________。
此结果产生的原因是________________________。
(4)图A和图B这两种反馈调节是否相同?为什么?________________________________________________________________________。
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是正反馈调节解析物质循环和能量流动是沿着食物网和食物链进行的,湖泊受到污染,物种减少,导致该生态系统抵抗力稳定性降低,加速了生态系统的破坏。
从图A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。
实验二十 设计并制作生态缸,观察其稳定性阅读下面该实验的流程,分析相关问题。
制作生态缸框架—标准:100 cm ×70 cm ×50 cm缸底部的铺垫—花土在下,一边高,一边低;沙土在上,沙土层厚5~10 cm注入水—注意:从缸内低处注入放入动、植物— 水中放浮萍、水草、乌龟,沙土植上仙人掌(球),花土植上蕨类植物和杂草,花土上放置蚯蚓、蜗牛密封生态缸—用胶带将生态缸密封移置生态缸—将生态缸放置在光线良好的散射光下观察记录— 观察记录缸内生物种类、数量变化,观察记录缸内水质、基质变化2. 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。
5. 甲、乙、丙、丁 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。
下列有关叙述中正确的是)注 “+”表示有,“-”表示无。
A .乙瓶中藻类的种群密度逐渐增大B .由于丙瓶中没有小鱼,所以比甲瓶积累的有机物多C .丁瓶与甲瓶相比,氧气含量少D .非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者是构成生态系统必不可少的四种成分 答案 C解析 乙瓶中没有光照,藻类的种群密度将逐渐减小;丙瓶和甲瓶中都没有小鱼,但是丙瓶中缺少微生物,所以有机物积累得多;丁瓶中小鱼呼吸作用消耗氧气 ,因此氧气含量少;生态系统的成分中,消费者不是必需的。
问题题组一 生态系统中的信息传递1. (2009·广东卷,16)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 解析生态系统的信息包括,⎪⎪⎪⎪⎪—物理信息属于飞蛾扑火是通过光的作用—化学信息属于花香引蝶、老马识途都是通过气味的作用—行为信息2. (2008·广东卷,18)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 .信息可以调节生物的种间关系 答案 D 解析生态系统的物理信息可以来源于环境,也可以来源于生物群落→A 项错误植物的信息传递也可通过物理信息,例如鲜艳的花朵引来昆虫→B 项错误沿食物链从低营养级向高营养级传递的是能量不是信息→生态系统中的信息是引起生命活动发生变化的信号→C 项,错误题组二 生态系统的稳定性3. (2012·重庆卷,4)如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图,下列叙述错误的是()A.为有效防治蝗灾,应在a点之前及时控制种群密度B.a~b段,该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C.利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现D.控制种群数量在d~e水平,有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性答案 B解析由图中看出,该东亚飞蝗种群初始阶段增长曲线为“S”型。