生态系统的信息流动

第7课时生态系统的物质循环、信息传递课标要求 1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。

2.举例说明利用物质循环，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。

3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。

4.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。

考点一生态系统的物质循环1．物质循环(1)概念：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。

(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。

(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。

(4)意义：使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。

2．碳循环(1)循环形式：在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环。

(2)过程图解归纳总结(1)碳的存在形式与循环形式①在生物群落和非生物环境间：主要以二氧化碳形式循环。

②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。

③在非生物环境中：主要以二氧化碳和碳酸盐形式存在。

(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。

(3)碳返回非生物环境的途径：生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用(实质是呼吸作用)和化石燃料的燃烧。

3．生物富集(1)概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。

(2)特点①食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就越大。

②生物富集也具有全球性。

4．能量流动、物质循环和生物富集的关系项目能量流动物质循环生物富集范围生态系统各营养级生物圈生态系统各营养级特点单向流动，逐级递减全球性、反复利用单向流动、逐级积累、全球性形式光能→化学能→热能无机物↔有机物不易分解或排出的重金属化合物或有机化合物过程沿食物链(网)在生物群落与非生物环境间往复循环沿食物链(网)联系①在群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互联系，同时进行、相互依存，不可分割；②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；③物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往返的动力，也是生物富集的动力；④某些物质在沿食物链(网)流动时会发生生物富集源于选择性必修2 P67“练习与应用·拓展应用1”：生物圈是(填“是”或“不是”)一个在“物质”上自给自足的系统，不是(填“是”或“不是”)一个在“能量”上自给自足的系统，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入，方可维持正常运转。

生态系统与其三大功能地球上所有生物及其生存的环境构成了生态系统。

能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三大功能，它们共同维持着生态系统的正常运转。

其中单向且不循环的能量流动是整个生态系统正常运转的动力。

了解能量流动、物质循环、信息传递的相关原理，对于当前粮食危机及全球性环境问题的解决和有关生态学问题的分析都具有重要的指导意义。

一、生态系统中的物质循环生物所需的物质如水、C、H、O、N、S、P等元素, 在生态系统中是在无机环境与生物群落之间被反复利用的, 因此称之为物质循环。

生态系统中这些无机物和元素的循环具有全球性, 所以也称之为生物地球化学循环。

我们可以通过研究生态系统中的碳循环、氮循环、硫循环以及其中微生物的作用来认识和了解物质循环。

（一）碳循环碳循环的基本路线（见下图）是从大气圈到植物和动物, 再从动、植物通向分解者,最后又回到大气圈。

在碳循环过程中, 实际还伴随着能量的流动过程。

其物质变化形式可归结为二氧化碳三碳化合物葡萄糖二氧化碳。

无机环境与生物间以二氧化碳的形式进行交换。

变化过程主要是二氧化碳主要通过气孔进入植物体。

二氧化碳在植物体内与五碳化合物固定为三碳化合物, 并进一步被还原为葡萄糖, 五碳化合物是植物体内光合作用过程中的衍生物和参加者。

由于气孔同时也是植物体内水散失的门户, 温度过高失水过多时, 气孔关闭, 因此进人植物体内二氧化碳减少, 导致三碳化合物降低, 葡萄糖合成速率下降, 五碳化合物、含量上升。

任何生物的生活过程中都需要能量的供给, 其能量来自体内有机物的分解。

动物等异养生物体内的有机物来自体外有机物的同化。

动植物体内的葡萄糖等含碳有机物分解时, 首先发生在细胞质基质, 然后在线粒体中彻底氧化。

好氧型细菌则在细胞的细胞膜上完成, 无氧分解葡萄糖发生在细胞质基质, 不同生物产物不同。

有的为葡萄糖, 有的为酒精和二氧化碳, 但碳的终产物为二氧化碳而回归环境。

（二）氮循环大气圈是氮进行交换的主要场所, 但氮气不能为大多数生物所直接利用, 必须依靠某些生物如固氮菌及蓝藻等才能固定下来。

生态系统生态信息传递的三个作用生态系统具有物质循环、能量流动和生态信息传递的作用，其中，生态信息传递具有重要的作用。

生命活动的正常进行，离不开生态信息传递;生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。

1生态信息传递的作用生态信息传递的三个作用分别是以下3种：1、个体层次：有利于保证生物个体生命活动的正常进行。

2、种群层次：有利于种群的繁衍。

3、群落层次：有利于调整种间关系，以维持生态系统的稳定。

生态信息传递程序中有三个基本环节。

第一个环节是传达人，必须把信息译出，成为接受人所能懂得的语言或图像等。

第二个环节是接受人（消费者）要把信息转化为自己所能理解的解释，称为“译进”。

第三个环节是接受人（消费者）对信息的反应，要再传递给传达人（销售经理），称为反馈。

2动物的生态信息传递某个动物个体的姿势、声音等，在被看作主要是对同种其他个体起通信作用时，这就叫做动物的生态信息传递。

荧虫的发光起着告诉异性自己存在的作用。

这就是一种生态信息传递。

生态信息传递的种类与各个动物种的感觉机能有密切关系，许多种哺乳类，常利用体表的分泌物，尿粪等的臭味作为圈定自己的地盘的信号。

声音是鸟类、哺乳类等高等动物的生态信息传递的主要手段，鸣禽类用鸣叫来宣告占有地盘，据说吼猴可发出15—20种不同的鸣声，黑猩猩（Chimpanzee）则能发出30种以上的不同鸣声。

把脸部表情、尾部动作或全身姿态的变化等作为生态信息传递的手段，可以在许多哺乳类动物中见到，这些大致可以解释为感情的自然流露应用于传递信息。

但是灵长类有记号化的行为，研究日本猴的骑背（gmountin）现象就是一个例子。

骑背本是交尾的姿态，这里表示骑者高于被骑者的地位的确认以及被骑者对骑者的顺从的手段。

至于从兽类的声音和记号化的行为等如何演变到人类的有音节的语言的进化进程，是众说纷云的。

总的来说，生态系统中的信息传播有三种：生态物理信息、化学信息和行为信息。

生态信息传递把生态系统中的各组分联系成一个统一的整体，是生态系统调控的基础。

生态系统中信息传递的功能对于生物体之间的交流和协作至关重要。

信息传递主要通过生物体之间的信号传递或者化学物质释放来实现。

信息传递的方式可以是单向的，也可以是双向的，主要通过感觉器官、神经系统、激素和化学物质传递来完成。

首先，信息传递对于生物体的生存和繁衍至关重要。

在生态系统中，信息的传递可以帮助生物体更好地适应环境，寻找食物，避开危险等。

例如，当一只猎物感知到捕食者的威胁时，它会通过发出警报的叫声或者化学物质来通知其他同类，从而帮助它们及时逃脱。

其次，信息传递可以在生态系统中促进生物体之间的合作和协作。

许多种生物体在生态系统中通过信息传递来协调行为，共同合作以获得更大的利益。

例如，蚁群在寻找食物和建立巢穴时通过释放化学物质来指引同伴前进的方向，从而提高了整个蚁群的效率。

此外，信息传递还可以帮助生物体之间建立社会结构和繁衍关系。

在生态系统中，许多生物体之间存在着复杂的社会结构，通过信息传递可以维持社会秩序和组织生活。

例如，蜜蜂在进行蜂群活动时通过蜂王释放的信息物质来协调蜂群中不同个体之间的行为，保持整个蜂群的秩序和稳定。

另外，信息传递也可以在生态系统中调节生物体的生长和发育。

许多生物体在生长和发育的过程中需要接收来自外界环境的信息来调节自身的生理功能。

例如，植物通过接收来自阳光、水分和营养物质的信息来调节自身的生长和开花。

动物也通过感知外部环境的信息来调节自身的行为和生理功能。

总的来说，生态系统中信息传递的功能不仅仅是简单的交流和传递信息，更重要的是在维持生物体之间的关系、促进生态系统中的协作和合作、调节生物体的生长和发育等方面发挥着至关重要的作用。

信息传递的有效性和准确性对于生态系统的稳定和健康具有重要意义，因此，研究生态系统中信息传递的机制和规律对于深入理解生物体之间的关系和生态系统的运作至关重要。

生态系统中信息的特点
生态系统中信息的特点如下：
1. 多元化：生态系统中的信息传递涉及多种类型的信息，包括物理信息、化学信息和行为信息。

这些信息在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之间进行传递。

2. 影响生态系统稳定性：生态系统中的信息传递对于生态系统的稳定性有着重要的影响。

例如，它可以维持生命活动和生物种群的繁衍，调节种间关系以维持稳定。

生态系统稳定性的因素有自然因素和人为因素，提高稳定性的措施包括控制干扰程度、增加物质能量投入和引入本地物种。

3. 应用农业生产：生态系统中的信息传递在农业生产上有着广泛的应用，例如可以用于提高产量和控制有害动物。

在农业生产中，人类对信息传递的研究与利用，主要应用于提高农产品和畜产品的产量，以及控制有害动物。

4. 调节生物种间关系：信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。

在生态系统中，信息类型包括物理信息、化学信息和行为信息，这些信息通过物理过程、化学物质和行为来传递。

5. 内部结构和功能协调：对于人类利用强度较大的生态系统，需要投入物质和能量，保证内部结构和功能的协调。

这样的投入可以帮助维持生态系统的稳定，使其可持续地为人类提供服务。