生态系统的信息传递　生态系统的稳定性.ppt

第第4、5节节生生态态系系统统的信息的信息传递传递生生态态系系统统的的稳稳定性定性一、生一、生态态系系统统的信息的信息传递传递1信息的概念信息的概念：可以：可以的消息、情的消息、情报报、指令、数据与信号等。、指令、数据与信号等。传播传播2种类种类(1)物理信息：生物理信息：生态态系系统统中的中的、湿度、磁力等，通、湿度、磁力等，通过过物理物理过过程程传递传递的信息。例如：蜘蛛网的振的信息。例如：蜘蛛网的振动频动频率。率。(2)化学信息：生物在生命活化学信息：生物在生命活动过动过程中，程中，产产生了一些可以生了一些可以传递传递信息的信息的，如植，如植物的生物碱、有机酸，物的生物碱、有机酸，动动物的物的 等。等。(3)行行为为信息：信息：动动物的特殊行物的特殊行为为，对对于同种于同种或异种生物也能或异种生物也能够传递够传递某种信息。例如蜜某种信息。例如蜜蜂的舞蹈。蜂的舞蹈。光、声音、温度光、声音、温度化学物质化学物质性外激素性外激素例例1(2009年高考广年高考广东东卷卷)下列不属于生下列不属于生态态系系统统信息信息传递传递的是的是()A心猿意心猿意马马 B飞飞蛾扑火蛾扑火C花香引蝶花香引蝶 D老老马识马识途途【答案】A练习练习(2009年年鸡鸡西高三西高三联联考考)许许多植物用多植物用鲜鲜红红的累累果的累累果实实来吸引来吸引动动物食用，物食用，间间接起到接起到了了传传播种子的作用。播种子的作用。这这种种现现象体象体现现了生了生态态系系统统中的信息中的信息传递传递的作用。的作用。该该“信息信息”属于属于()A化学信息化学信息 B物理信息物理信息C行行为为信息信息 D色彩信息色彩信息【答案答案】B2作用作用(1)在个体与种群中的作用：在个体与种群中的作用：的的正常正常进进行，离不开信息的作用，生物种群的行，离不开信息的作用，生物种群的繁衍，也离不开信息的繁衍，也离不开信息的传递传递。(2)在群落和生在群落和生态态系系统统中的作用：信息能中的作用：信息能调调节节生物的生物的关系，以关系，以维维持持 的的稳稳定。定。3应用：应用：提高提高农产农产品或畜品或畜产产品的品的产产量；量；对对有害有害动动物物进进行控制。行控制。生命活动生命活动种间种间生态系统生态系统例例2(2008年高考广年高考广东东卷卷)下列关于生下列关于生态态系系统统信息信息传递传递特征的描述，正确的是特征的描述，正确的是()A生生态态系系统统的物理信息都来源于的物理信息都来源于环环境境B植物都通植物都通过过化学物化学物质传递质传递信息信息C信息沿食物信息沿食物链链从低从低营营养养级级向高向高营营养养级级传递传递D信息可以信息可以调节调节生物种生物种间间关系关系【答案答案】D(1)信息传递的一般过程包括如下三个环节：信息传递的一般过程包括如下三个环节：信源信源(信息产生信息产生)信息道信息道(信息传输信息传输)信信宿宿(信息接收信息接收)。阻碍其中的任一环节均不。阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。能实现信息的传递。(2)物理信息既可来自生物，也可来自无机物理信息既可来自生物，也可来自无机环境。环境。4.生态系统信息传递模型生态系统信息传递模型生生态态系系统统的信息的信息传递传递又称信息交流，此又称信息交流，此过过程程中伴随着一定的物中伴随着一定的物质质和能量消耗和能量消耗往往是双向往往是双向的，有从的，有从输输入到入到输输出的信息出的信息传递传递，也有从，也有从输输出到出到输输入的信息反入的信息反馈馈。如下。如下图图所示：所示：例例3下下图为图为生生态态系系统统信息信息传递传递模式模式图图，叙述正确的是叙述正确的是()信息信息传递传递是双向的，能是双向的，能量流量流动动和物和物质质循循环环也是双向的也是双向的生生态态系系统统的功能主要是能的功能主要是能量流量流动动和物和物质质循循环环，还还有信息有信息传递传递物物质质循循环环是生是生态态系系统统的基的基础础，能量流，能量流动动是生是生态态系系统统的的动动力力生生态态系系统统各成分各成分间间都有各种形式的信息都有各种形式的信息传递传递ABC D【答案答案】D3信息传递与能量流动、物质循环的比较项项目目区区别别联联系系来源来源途径途径特点特点范范围围能量能量流流动动太阳太阳能能食物食物链链或或食物食物网网单单向流向流动动，逐逐级递级递减减食物食物链链各各营营养养级级生生物物间间共同把生共同把生态态系系统统各各组组分分联联系成一个系成一个统统一整体，一整体，并并调节调节生生态态系系统统的的稳稳定定性性物物质质循循环环生生态态系系统统反复出反复出现现，循循环环流流动动群落与无群落与无机机环环境之境之间间信息信息传递传递生物生物或无或无机机环环境境多种多种发发生生理生生理或行或行为为的的变变化化(单单向或双向向或双向)生物与生生物与生物之物之间间或或生物与生物与环环境之境之间间能量流动、物质循环和信息传递是生态系能量流动、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，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传递能决定能量流动和物质循环的方向和状态。状态。练习练习下列关于生下列关于生态态系系统统信息信息传递传递的的说说法，法，不正确的是不正确的是()A任何生命形式，如果没有接受信息、任何生命形式，如果没有接受信息、处处理信息和利用信息的能力就无法适理信息和利用信息的能力就无法适应环应环境境B信息信息传递应传递应用在用在农业农业生生产产中，不中，不仅仅可可以提高以提高农产农产品的品的产产量，也可量，也可对对有害有害动动物物进进行控制行控制C延延长长短日照植物黄麻的光照短日照植物黄麻的光照时间时间可提可提高麻皮高麻皮产产量，量，这这属于行属于行为为信息的合理利用信息的合理利用D蜜蜂蜜蜂发现发现蜜源蜜源时时，就会以舞蹈，就会以舞蹈动动作示作示意其他蜜蜂去采蜜，意其他蜜蜂去采蜜，这这是一种行是一种行为为信息信息C二、生二、生态态系系统统的的稳稳定性定性1概念：概念：生生态态系系统统所具有的所具有的自自身身结结构和功能相构和功能相对稳对稳定的能力。定的能力。如何从生态系统的结构和功能上理解生态如何从生态系统的结构和功能上理解生态系统的稳定性？系统的稳定性？保持或恢复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：生态系统自我调节能力的基础：调节调节。3种类种类(1)抵抗力抵抗力稳稳定性：生定性：生态态系系统统抵抗抵抗 并并使自身的使自身的结结构与功能构与功能 的能力。的能力。原因：内部具有一定的原因：内部具有一定的 能力。能力。(2)恢复力恢复力稳稳定性：生定性：生态态系系统统在受到在受到因素的破坏后恢复到原状的能力。因素的破坏后恢复到原状的能力。(3)二者一般呈二者一般呈负负相关。相关。负反馈负反馈外界干扰外界干扰保持原状保持原状外界干扰外界干扰自我调节自我调节4特点特点(1)不同的生不同的生态态系系统统在两种在两种稳稳定性的表定性的表现现上上有差有差别别，生，生态态系系统统中的中的组组分越多，分越多，越复越复杂杂，其，其的能力就越的能力就越强强，抵抗力，抵抗力稳稳定性就越高。定性就越高。(2)不同的生不同的生态态系系统统在受到不同的干在受到不同的干扰扰(破坏破坏)后，其后，其 与恢复与恢复时间时间不同。不同。5提高的措施提高的措施(1)控制控制对对生生态态系系统统干干扰扰的程度的程度。(2)实实施相施相应应的的投入，保投入，保证证生生态态系系统统内部内部的的协调协调。食物网食物网自我调节自我调节恢复速度恢复速度物质、能量物质、能量结构与功能结构与功能二、生二、生态态系系统稳统稳定性的理解定性的理解1稳定性前提条件稳定性前提条件只有当生只有当生态态系系统发统发展到一定展到一定阶阶段，它的生段，它的生产产者、消者、消费费者和分解者三大功能者和分解者三大功能类类群群齐齐全，全，能量的能量的输输入保持入保持稳稳定，物定，物质质的的输输入和入和输输出出相相对对平衡平衡时时才表才表现现出来。出来。这这一一阶阶段就是生段就是生态态系系统统的成熟的成熟阶阶段。段。2稳定性表现稳定性表现(1)结结构相构相对稳对稳定：生定：生态态系系统统中中动动植物种植物种类类及数量一般不会有太大的及数量一般不会有太大的变变化，一般相关化，一般相关种群数量呈种群数量呈现现周期性周期性变变化，可用如化，可用如图图曲曲线线表示。表示。(2)功能相功能相对稳对稳定：生物群落的能量定：生物群落的能量输输入与入与输输出相出相对对平衡，物平衡，物质质的的输输入与入与输输出保持相出保持相对对平衡。平衡。3稳定性的种类抵抗力抵抗力稳稳定性定性恢复力恢复力稳稳定性定性概念概念指生指生态态系系统统抵抗外抵抗外界干界干扰扰并使自身的并使自身的结结构和功能保持原构和功能保持原状的能力，即状的能力，即“抵抵抗干抗干扰扰，保持原状，保持原状”指生指生态态系系统统在遭到在遭到外界干外界干扰扰因素的破因素的破坏后恢复到原状的坏后恢复到原状的能力，即能力，即“遭受干遭受干扰扰，恢复原状恢复原状”影响影响因素因素生生态态系系统统的成分越的成分越复复杂杂，自我，自我调节调节能能力越力越强强，抵抗力，抵抗力稳稳定性越高定性越高在遭到在遭到严严重破坏后重破坏后生生态态系系统统的成分越的成分越简单简单，相，相对对越容易越容易恢复恢复抵抗力抵抗力稳稳定性定性恢复力恢复力稳稳定性定性联联系系(1)二者往往呈相反关系，抵抗力二者往往呈相反关系，抵抗力稳稳定性定性强强的生的生态态系系统统，恢复力，恢复力稳稳定性差；反之亦然定性差；反之亦然二者之二者之间间及与及与营营养养结结构的关系，如构的关系，如图图所示：所示：两种稳定性一定呈负相关吗？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.稳定性机制稳定性机制生态系统具有一定的自我调节生态系统具有一定的自我调节能力能力生生态态系系统统自身的自身的净净化作用和完善的化作用和完善的营营养养结结构。构。(1)净净化作用：包括物理沉降、化学分解、微生物化作用：包括物理沉降、化学分解、微生物的分解三个方面，是河流生的分解三个方面，是河流生态态系系统统抵抗抵抗环环境境污污染染的有效途径。的有效途径。(2)完善的完善的营营养养结结构：使生构：使生态态系系统统具有反具有反馈调节馈调节机机制，制，进进而抵抗外界干而抵抗外界干扰扰，维维持自身持自身稳稳定。定。反反馈调节馈调节的含的含义义当生当生态态系系统统某一成分某一成分发发生生变变化的化的时时候，它必然会候，它必然会引起其他成分出引起其他成分出现现一系列的相一系列的相应变应变化，化，这这种种变变化化又反又反过过来影响最初来影响最初发发生生变变化的那种成分的化的那种成分的现现象。象。反反馈调节馈调节的方式：正反的方式：正反馈馈和和负负反反馈馈。负负反反馈调馈调节节在生在生态态系系统统中普遍存在，两者比中普遍存在，两者比较较如下：如下：比比较较负负反反馈调节馈调节正反正反馈调节馈调节作用作用是生是生态态系系统统自我自我调节调节能力的基能力的基础础，能使最，能使最初初发发生的那种生的那种变变化向化向相反的方向相反的方向发发展，使展，使生生态态系系统统达到并保持达到并保持相相对稳对稳定定加速生加速生态态系系统统最初最初所所发发生的生的变变化，使化，使生生态态系系统统向着更好向着更好或更坏的方向或更坏的方向发发展，展，即人即人们们常常说说的良性的良性循循环环或或恶恶性循性循环环实实例例森林中的食虫森林中的食虫鸟鸟和害和害虫的数量虫的数量变变化化稳定性及其原理稳定性及其原理例例4(2009年肇年肇庆庆市第二次市第二次统测统测)生生态态系系统统自我自我调节调节能力越大，能力越大，则则()生生态态系系统统成分越复成分越复杂杂生生态态系系统统成分成分越越简单简单营营养养结结构越复构越复杂杂营营养养结结构构越越简单简单生生态态平衡容易破坏平衡容易破坏生生态态平平衡不易破坏衡不易破坏A BC D【答案答案】C(1)生态系统的稳定性常常与生态系统的生态系统的稳定性常常与生态系统的营养结构营养结构(食物链与食物网食物链与食物网)联系起来考虑，联系起来考虑，因此，把握食物链，尤其是食物网中各生因此，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：物之间的变化关系尤为重要，其特点如下：食物链越短，营养结构越稳定；食物链越短，营养结构越稳定；生产生产者越多，营养结构越稳定；者越多，营养结构越稳定；生物种类越生物种类越多，营养结构越稳定；多，营养结构越稳定；生物关系越复杂，生物关系越复杂，营养结构越稳定。营养结构越稳定。(2)生物的稳定性与种类有关，与个体数生物的稳定性与种类有关，与个体数量无关。量无关。练习练习(2009年高考天津卷年高考天津卷)下下图图表示气候表示气候变变化化对对甲、乙生甲、乙生态态系系统统中种群中种群类类型数量的影响。型数量的影响。据据图图分析，下列叙述正确的是分析，下列叙述正确的是()甲生甲生态态系系统统的抵抗力的抵抗力稳稳定性一定定性一定较较乙生乙生态态系系统统强强甲生甲生态态系系统统中生物群落的中生物群落的营营养关系一定养关系一定较较乙复乙复杂杂乙生乙生态态系系统统在在S点后一定有新的物种点后一定有新的物种产产生生乙生乙生态态系系统统在在S点后一定点后一定经历经历次生演替次生演替过过程程ABC D【答案】B练习练习(2008年高考海南卷年高考海南卷)某池塘中，早某池塘中，早期藻期藻类类大量繁殖，食藻浮游大量繁殖，食藻浮游动动物水蚤大量物水蚤大量繁殖，藻繁殖，藻类类减少，接着又引起水蚤减少。减少，接着又引起水蚤减少。后期排入后期排入污污水，引起部分水蚤死亡，加重水，引起部分水蚤死亡，加重了了污污染，染，导导致更多水蚤死亡。关于上述致更多水蚤死亡。关于上述过过程的叙述，正确的是程的叙述，正确的是()A早期不属于早期不属于负负反反馈馈，后期属于，后期属于负负反反馈馈B早期属于早期属于负负反反馈馈，后期不属于，后期不属于负负反反馈馈C早期、后期均属于早期、后期均属于负负反反馈馈D早期、后期均不属于早期、后期均不属于负负反反馈馈【答案答案】B例例5、近几十年来，人类以前所未有的速度破、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，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，生态系统遭到破坏后恢复到正常范围所需的时间为的时间为S。请据图回答：。请据图回答：(1)生态系统的功能包括生态系统的功能包括、和和。(2)T值大小可作为生态系统值大小可作为生态系统稳定性的定稳定性的定量指标，量指标，T值越大，该定量指标越值越大，该定量指标越。(3)S值大小可以作为生态系统值大小可以作为生态系统稳定性的稳定性的定量指标。定量指标。(4)森林生态系统的森林生态系统的S值与草原生态系统的值与草原生态系统的S值相值相比，较大的是比，较大的是。物质循环物质循环能量流动能量流动信息传递信息传递抵抗力抵抗力小小恢复力恢复力森林生态系统的森林生态系统的S值值例例6.(2010深圳调研深圳调研)生物个体的稳态和生态系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，据此回统的稳态都是通过反馈调节来实现的，据此回答下列问题：答下列问题：(1)生命系统普遍存在着反馈现象，其稳定性的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维持主要是通过(正，负正，负)反馈来实现反馈来实现的。请以文字、箭头分别构建一个个体稳态和的。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。生态系统稳态反馈调节的概念模型。个体稳态反馈调节的概念模型：个体稳态反馈调节的概念模型：(以血糖调节以血糖调节为例为例)。生态系统稳态反馈调节的概念模型：生态系统稳态反馈调节的概念模型：(生态系生态系统以水稻田生态系统为例，水稻田中统以水稻田生态系统为例，水稻田中的主要生物有水稻、食虫鸟与害虫的主要生物有水稻、食虫鸟与害虫)。负负(2010深圳调研深圳调研)生物个体的稳态和生态系统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，据此回答的稳态都是通过反馈调节来实现的，据此回答下列问题：下列问题：(2)某大型湖泊藻类植物大量繁殖，水质迅速恶某大型湖泊藻类植物大量繁殖，水质迅速恶化，呈化，呈(正，负正，负)反馈状态。为反馈状态。为减缓其污染，应该控制哪些污染源？减缓其污染，应该控制哪些污染源？(至少至少2点点)。制含制含N、P等污染物的排放：如处理生活等污染物的排放：如处理生活垃圾、生活污水、生产废水等；对垃圾、生活污水、生产废水等；对农药、化肥进行合理减量使用农药、化肥进行合理减量使用 正正实验实验：生：生态态缸的缸的设计设计制作制作1制作生制作生态态缸的目的，探究生缸的目的，探究生态态系系统统保持保持相相对稳对稳定的条件。定的条件。2小生小生态态缸的缸的设计设计要求及分析要求及分析设计设计要求要求相关分析相关分析生生态态缸是缸是封封闭闭的的防止外界生物或非防止外界生物或非生物因素的干生物因素的干扰扰生生态态缸中投放的几缸中投放的几种生物必种生物必须须具有具有很很强强的的生活力生活力，成分成分齐齐全全(要有生要有生产产者、者、消消费费者、分解者者、分解者)生生态态缸中能缸中能够进够进行行物物质质循循环环和能量流和能量流动动，在一定，在一定时时期内期内保持保持稳稳定定设计设计要求要求相关分析相关分析生生态态缸的材料缸的材料须须透明透明为为光合作用提供光能；光合作用提供光能；保持生保持生态态缸内温度；缸内温度；便于便于观观察察生生态态缸宜小不宜大，缸宜小不宜大，缸中水量缸中水量应应占其容占其容积积的的4/5，要，要留一定空留一定空间间便于操作，缸内便于操作，缸内储备储备一定量的空气一定量的空气生生态态缸的采光用缸的采光用较较强强的的散射光散射光防止水温防止水温过过高，高，导导致致水生植物死亡水生植物死亡选择选择的的动动物不宜太多物不宜太多，个体不宜个体不宜太大太大减少减少对对O2消耗，防止消耗，防止生生产产量量消耗量消耗量3.生生态态缸缸稳稳定性定性观观察与分析察与分析(1)观观察察稳稳定性，可定性，可观观察察动动植物的生活情况、植物的生活情况、水水质变质变化、基化、基质变质变化等判断生化等判断生态态系系统统的的稳稳定性。定性。(2)由于生由于生态态缸极缸极为简单为简单，自我，自我调节调节能力极能力极差，抵抗力差，抵抗力稳稳定性极低，其定性极低，其稳稳定性易被破定性易被破坏。因此，生坏。因此，生态态缸内的生物只能保持一定缸内的生物只能保持一定时间时间的活性。的活性。(3)若生若生态态缸是一个开放的生缸是一个开放的生态态系系统统，则则生生态态系系统统的成分复的成分复杂杂，自我，自我调节调节能力能力强强，在，在没有巨大外界没有巨大外界环环境干境干扰扰的情况下会的情况下会长长期保期保持相持相对稳对稳定。定。1某生物学某生物学习习小小组组的同学用河水、洗的同学用河水、洗净净的砂、的砂、黑藻、食草小黑藻、食草小鱼鱼、广口瓶、凡士林等材料制作、广口瓶、凡士林等材料制作的生的生态态瓶如瓶如图图所示，据所示，据图图回答：回答：(1)图图_中的生物存活的中的生物存活的时间时间最最长长，图图_中的中的稳稳定性最差，原因是定性最差，原因是_。暗暗处处植物不能植物不能进进行光合作用行光合作用乙乙丙丙1某生物学某生物学习习小小组组的同学用河水、洗的同学用河水、洗净净的砂、的砂、黑藻、食草小黑藻、食草小鱼鱼、广口瓶、凡士林等材料制作、广口瓶、凡士林等材料制作的生的生态态瓶如瓶如图图所示，据所示，据图图回答：回答：(2)在制作生在制作生态态瓶瓶时时常放入少量尿素，其作常放入少量尿素，其作用是用是_。(3)生生态态系系统统的的稳稳定性与它的物种定性与它的物种组组成成_和和_有密切的关系。有密切的关系。为为植物提供植物提供N源源(或或营营养物养物质质、肥料、肥料)营营养养结结构构非生物因素非生物因素1某生物学某生物学习习小小组组的同学用河水、洗的同学用河水、洗净净的砂、的砂、黑藻、食草小黑藻、食草小鱼鱼、广口瓶、凡士林等材料制作、广口瓶、凡士林等材料制作的生的生态态瓶如瓶如图图所示，据所示，据图图回答：回答：(4)制作生制作生态态瓶瓶时应时应注意的事注意的事项项有有_。要密封、要透明、生物生活力要要密封、要透明、生物生活力要强强、瓶中水、瓶中水量不能超量不能超过过4/5、生物、生物间间物物质质循循环环和能量和能量流流动动要合理要合理