生态系统及其稳定性-第4-5节.ppt

第5章 生态系统及其稳定性 考纲内容及能力要求 考向定位 1生态系统的结构2生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用 3.生态系统中的信息传递 4.生态系统的稳定性 5人口增长对环境的影响 6全球性的环境问题 7生物多样性保护的意义和措施 1探究生态系统中各成分的作用2生态农业的设计原理和特点3利用物质循环的特点合理设计生态瓶4探究生态系统中信息传递的作用5生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系6探究人口增长对环境的影响7温室效应的形成及其对环境造成的影响8生物多样性的保护和应用价值第第4 4节节 生态系统的信息传递生态系统的信息传递 第第5 5节节 生态系统的稳定性生态系统的稳定性基础梳理 生命系统的结构层次生命系统的结构层次 基础梳理1.信息的概念：是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2.种类：包括_、_、_。3.作用(1)生命活动的正常运行，离不开信息的作用；(2)生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；(3)信息还能够调节生物的_关系，以维持生态系统的_。4.应用：一是提高农产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。稳定稳定物理信息物理信息化学信息化学信息行为信息行为信息种间种间 探究思考：探究思考：生态系统中三个基本功能的地位及特点是怎样的？答案：答案：能量流动是生态系统的动力，特点是单向流动、逐渐递减；物质循环是生态系统的基础，特点是全球性，循环流动、反复出现；信息传递决定能量流动和物质循环的进行，特点是使生物体发生生理或行为的变化，传递的方向和状态往往是双向的。归纳整合生生态态系系统统的信息的信息传递传递 1.作用：决定能量流动与物质循环的方向和状态。2.信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各个组成部分联系成一个整体，而且具有调节生态系统稳定性的作用。3生态系统中信息传递的主要方式生态系统中的各个组成成分相互联系成为一个统一体，它们之间的联系除了能量流动和物质交换之外，还有一种非常重要的联系，那就是信息传递。生物之间交流的信息是生态系统中的重要内容，通过它可以把同一物种之间，以及不同物种之间的“意愿”表达给对方，从而在客观上达到自己的目的。其主要方式有：(1)物理信息：包括声、光、颜色等。这些物理信息往往起到吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。比如，毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思；萤火虫通过闪光来识别同伴；红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其他昆虫的信息。(2)化学信息：生物依靠自身代谢产生的化学物质，如酶、生长素、性外激素等来传递的信息。非洲草原上的豺用尿液划出自己的领地范围，正是尿液中独有的气味警告同类：“小心，别进来，这是我的地盘。”许多动物平常都是分散栖居的，在繁殖期则依靠雌性动物身上发出的特别气息性外激素聚集到一起繁殖后代。值得一提的是有些“肉食性”植物能通过传递化学信息进行“捕食”，如生长在我国南方的猪笼草就是利用叶子中脉顶端的“罐子”分泌蜜汁，来引诱昆虫进行“捕食”的。(3)营养信息：食物和养分的供应状况也是一种信息。如老鹰以田鼠为食，田鼠多的地方能够吸引饥饿的老鹰前来捕食。再如，加拿大哈德逊是一家历史悠久的大皮毛公司，由于地理位置关系，他们收购的多是亚寒带针叶林中动物的皮毛。该公司历年来收购皮毛的种类和数量的详尽统计说明了猞猁与雪兔在生态系统中存在捕食关系，当雪兔数量减少时，这种营养缺乏状况就会直接影响到猞猁的生存。猞猁数量的减少，也就是雪兔的天敌减少，又促进了雪兔数量的回升循环往复就形成了周期性数量的变化。(4)行为信息：行为信息是动物为了表达识别、威吓、挑战和传递情况，而采用特有的动作行为表达的信息。如地鵏鸟发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；蜜蜂可用独特的“舞蹈动作”将食物的位置、路线等信息传递给同伴等。4.信息传递在生物群落中的具体作用(1)有利于生命活动的正常进行；(2)有利于生物种群的繁衍；(3)能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。跟踪训练1(2009 年广东卷)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 解解析析：生态系统的信息传递方式包括物理信息、化学信息和行为信息。飞蛾扑火是通过光,属于物理信息;花香引蝶、老马识途都是通过气味,属于化学信息。心猿意马是指心意好像猴子跳、马奔跑一样控制不住。形容心里东想西想，安静不下来。答案：答案：A2.(2008 年广东卷)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 解解析析：此题考查信息传递的种类、特点及其在生态系统中的作用。生态系统中的信息主要包括物理信息、化学信息和行为信息；在生物与生物之间及生物与环境之间的信息，并不一定从低营养级向高营养级传递。信息传递在生物种群的繁衍、调解生物的种间关系以及维持生态系统的稳定性过程中都发挥着重要作用。答案：答案：D生生态态系系统统的的稳稳定性定性 基础梳理1.概念：生态系统所具有的保持或恢复自身_相对稳定的能力。2.原因：生态系统内部具有一定的_能力；其调节机制：_调节。结构和功能结构和功能自我调节自我调节负反馈负反馈3.表现种类(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(不受伤害)的能力；生态系统中的组分越_，营养结构越_，其自我调节能力就越_，抵抗力稳定性就_，反之则越低。(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。越高越高多多复杂复杂强强 探究思考：探究思考：如何从结构和功能上理解生态系统的稳定性？答答案案：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衡。归纳整合 一、生态系统的稳定性一、生态系统的稳定性 生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身功能相对稳定的能力。可以从以下几个方面理解：1.结构的相对稳定：生态系统中动、植物种类及数量一般不会有太大的变化。2.功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。3.生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。4.抵抗力稳定性与恢复力稳定性影响着生态系统的稳定，两者的比较如下：抵抗力稳定性恢复力稳定性概念生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力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影响因素因素生态系统的成分越复杂，抵抗力稳定性越强生态系统的成分越简单，则越容易恢复联系一般来说，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定二、生二、生态态系系统统的自我的自我调节调节能力能力1.负反馈调节(1)作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统相对平衡。(2)实例：草原上食草动物和植物的数量变化。(3)结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，从而保持稳态平衡。2.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，污染会越来越严重，鱼类的死亡速度也会越来越快。3.自我调节能力的大小生态系统成分越多，物种越复杂，食物网越复杂，自我调节能力越大；相反则小。跟踪训练 1.(2009 年福建卷)下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是（）A.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础B.生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值D.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强 解解析析：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生态系统的稳定性，生态系统的自我调节能力，是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，能提高生态系统的稳定性；生物多样性的间接价值是对生态系统起到重要的调节功能；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强。所以D项不正确。答案：答案：D2.(2008年四川卷)下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是()A在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高B在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高C在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降D一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高 解解析析：本题考查了生态系统的稳定性。生态系统的稳定性包括两个方面：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构的复杂程度有关，成份和营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越大，相应地，其恢复力稳定性就越小，题中A、C、D选项中的生态系统，都向着成分和营养结构复杂化的方向发展，而B选项中生态系统趋向单一化(只让牧草生长)发展，其抵抗力稳定性降低。答案答案：B热点聚焦 生生态态系系统统的的稳稳定性定性 生态系统之所以能够保持生态平衡，主要是由于生态系统具有（）A物质和能量 B食物链和食物网C自我调节能力 D分解者 解解析析：本题要求学生正确理解生态平衡的含义。在长期的进化过程中，生态系统内的各成分之间建立起相互协作、相互制约和相互补偿的关系，使生态系统保持一种稳定状态。一个生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者之间能够较长时间地保持着一种平衡，这种平衡是一种动态平衡，不是一成不变的。生态系统之所以能够保持平衡，主要是由于生态系统具有自我调节能力。答案：答案：C 名师点睛：名师点睛：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)联系起来考虑的，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。热点训练某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，由于自身的作用，逐步恢复原状，这是由于生态系统具有（）A抵抗力稳定性 B恢复力稳定性C抗污染能力 D抗干扰能力 解解析析：池塘生态系统受到污染物的排放遭到破坏后具有恢复到原状的能力，说明生态系统具有恢复力稳定性。答案答案：B走进实验室 基础再现实验原理实验原理 生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构、非生物因素密切相关；必须考虑物质循环和能量流动的相对平衡。实验课题：探究水族箱实验课题：探究水族箱(或鱼缸或鱼缸)中群落的演替中群落的演替过程设计瓶子处理：取250 mL或500 mL的平底广口瓶，将其洗净，用开水烫一下瓶子和瓶盖放砂注水：加入1 cm厚的洗净的细砂，再注入河水（占溶积的4/5仿河流生态系统）投放生物：将一棵长势良好的金鱼藻、螺丝12只(或一只小虾)放入瓶中过程设计加盖封口：在瓶盖周围涂上凡士林，盖紧瓶口粘贴标签：贴上标签，填写姓名、日期等，放在阳面阳台上(光不能直射)观察记录：每天观察一次并作记录，直至瓶中生物全部死亡为止，即为生态系统保持相对稳定性的时间昴错归纳1.制作完成的生态缸中所形成的生态系统，必须是封闭的，不能添加食物和气体，唯一可进入系统的只有光(散射光)，整个系统也是靠光作能量推动的。2.生态缸中的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。3.生态缸必须是透明的，既让里面的植物见光，又便于进行观察。4.生态缸中投放的生物，必须具有很强的生活力。投放的动物数量不宜过多，以免破坏食物链。5.人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。6.生态缸制作完毕后，应该贴上标签，写上制作者的姓名与日期，然后将生态缸放在有较强散射光的地方。要注意不能将生态缸放在阳光能够直接照射到的地方，否则会导致水温过高，而使水草死亡。另外，在整个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。精题演习1.某同学做了一个生态系统功能的实验：在一只透明的金鱼缸内装上适量的河水，水里养23条小鱼，放一些水藻，然后把缸口密封起来与外界隔绝，并放在光亮处。这样，缸内的鱼和水藻就能较长时间地保持着成活的状态。下列对这个生态系统的叙述，错误的是（）A成分较齐全 B营养结构较合理C有充足的能量来源 D有充足的物质来源 解解析析：考查了生态学原理的应用。在这个生态系统中非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者(河水中有大量的微生物)都具备，把缸口密封起来与外界隔绝，并放在光亮处，这样，这个生态系统就有了充足的能量来源，并且鱼缸内的物质是循环利用的：水藻利用二氧化碳合成的有机物和氧气被小鱼利用，小鱼产生的粪便等废物被微生物分解，产生的无机物和二氧化碳又可被水藻利用，如此周而复始、循环进行。在小鱼、水藻、微生物三者数量保持相对稳定的前提下，在有光的地方可维持较长时间的存活状态。答案：答案：D2.为探究生态系统的成分，设计了如下实验：取500 mL的锥形瓶4个，分别标以1、2、3、4，各加入约400 mL清水后，向3、4号瓶中加入等量河泥，向2、3、4号瓶中加入等量的金鱼藻，然后，在4个锥形瓶中各放入1条金鱼，最后加水至同一液面，密封瓶口。将1、2、3号瓶置于阳光充足的阳台上(室温不超过25)，将4号瓶置于黑暗的纸箱中。观察并记录每瓶中金鱼的生活状况。请分析回答：(1)1号瓶中的金鱼与4号瓶中的金鱼相比，哪条生活时间长？为什么？_。(2)哪个瓶中金鱼生存时间最长？为什么？_。(3)2号与3号对照，能否说明分解者是生态系统的必备成分？若不能，如何设置实验才能证明？_。(4)本实验所得结论是什么？_。解析：解析：(1)4号瓶中虽有金鱼藻，但在黑暗中无法制造氧气，且还消耗氧气，因此瓶中的氧气消耗得最快。(2)3号瓶中含有生态系统的各种生物成分，并且有稳定的能量来源，因此维持稳态的时间最长。(3)要想说明分解者是生态系统的必备成分，应设置对照实验，一组含有分解者，另一组不含分解者，其他条件均相同。(4)从实验设置上可以看出，此实验的自变量分别为河泥、金鱼藻、光照，因变量是金鱼存活的时间长短，因此本实验的目的及说明的问题是生态系统结构的完整性，是生态系统功能稳定性的基础。课时作业 答案：答案：(1)1号瓶中的金鱼。因为4号瓶中虽有金鱼藻，但置于黑暗处，金鱼藻不能进行光合作用，且金鱼藻的细胞呼吸也需O2，金鱼和金鱼藻的细胞呼吸共用水中的溶解O2，故此瓶中的金鱼生存时间更短(2)3号瓶。因为3号瓶置于光照下，有稳定的能量来源，金鱼藻和金鱼的细胞呼吸共同消耗水中的溶解氧产生CO2，金鱼藻的光合作用向水中提供氧，清水、河泥又为植物提供水和无机盐，河泥中的分解者将金鱼粪便分解为无机物供金鱼藻利用，这种状况能维持较长一段时间，故金鱼生存的时间较长(3)不能。应再设置一组5号瓶与3号对照，除加入进行烘烤杀死其中微生物的河泥外，其他成分和条件与3号相同，观察并记录结果1下列不属于生态系统的行为信息的是()A雄孔雀在雌孔雀面前的频频开屏B工蜂中侦察蜂所跳的“圆圈舞”C某些鸟类的求偶炫耀D看家狗在外出时的频频撒尿 解解析析：动物的特殊行为，对于同种或异种生物能够传递某种信息称为行为信息。看家狗在外出时频频撒尿，这属于它自己的信息素。答案：答案：D2一只黑脊鸥的亲鸟对小鸟发出报警鸣叫时，小鸟作出隐蔽反应。从信息分类角度分析，亲鸟的报警呜叫属于（）A物理信息 B.化学信息C行为信息 D对信号刺激的反应 解析：解析：亲鸟的报警鸣叫属于声音，因此是物理信息。答案：答案：A 3如果留心观察就会发现身边的猫、狗等动物的生活离不开信息的传递，其中既有物理信息，又有化学信息和行为信息，下列信息属于物理信息的是（）A生态系统中生物代谢产生的生长素、抗生素B.蜜蜂发现蜜源时，就会通过“舞蹈动作”“告诉”同伴去采蜜C花朵鲜艳的色彩D松鼠数量的消长依从于云杉种子的丰歉情况 解解析析：生态系统中的光、声、温度、湿度等，通过物理过程传递的信息称为物理信息。答案：答案：C4下列有关热带雨林生态系统的稳定性的叙述，正确的一项是()A抵抗力稳定性强，恢复力稳定性强B抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱C抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性强D抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性弱 解解析析：热带雨林生态系统生物的种类和数量多，其抵抗力稳定性较强，而恢复力稳定性较弱。答案：答案：B5.当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，下列叙述正确的是()A完成了物质循环 B蛇破坏了生态平衡C青蛙不能适应环境 D青蛙的能量流向了蛇 解解析析：本题考查了生态系统的能量流动。能量沿食物链从低营养级向高营养级流动。答案：答案：D6.下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是()A人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾B控制日照时间以控制开花时间C利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫D利用生长素类似物杀死单子叶植物田地中的双子叶杂草 解解析析：生态系统的信息传递一般包括5个环节，其模型一般表示为：性外激素的重要作用是引诱异性个体交尾，生产中常用性外激素制剂干扰害虫正常交尾，降低害虫种群个体数量。植物的开花需要一定时间的光照，根据其所需日照时间的长短，可把植物分为长日照植物、短日照植物等。黑光灯可以发出较大剂量的紫外线，杀死一些对紫外线敏感的害虫。D项中生长素类似物如2，4-D等是人工合成的具有一定生长素效应的物质。双子叶植物对生长素类似物的敏度较单子叶植物高。高浓度的生长素类似物对双子叶植物的生长有害，而对单子叶植物的生长却起促进作用。虽然2，4-D是化学物质，但不是生物体自身产生的，不属于信息传递。答案：答案：D9烟草和莴苣的种子，在萌发时必须要有光信息，这些种子常称“需光种子”；另一类植物，如瓜类、番茄等的种子萌发，见光则受到抑制，这类种子称为“嫌光种子”。下图所示的实验是用一种半休眠状态的莴苣种子进行的，这种种子在黑暗中的发芽率为50。请分析回答：(1)图中表明，在600690 nm红光照射下，种子发芽率 ，这表明红光这种光波信号对种子萌发有 ，但是，种子一旦接受720780 nm远红光照射，萌发便受到 。(2)光作为信息对同一植物种子的萌发作用有 性。(3)阳光是生态系统重要的 之一。它发出的 信息对各类生物都产生深远的影响。物理物理最高最高促进作用促进作用抑制抑制两重两重生态因素生态因素祝祝您您