1、,第四章 生态系统的稳态,(二)生态系统中的信息传递及稳态的维持,学习导航,第四章 生态系统的稳态,1.生态系统中的信息传递。重点 2.信息传递在生态系统中的作用及应用。 3.生态系统稳态的维持。重、难点,一、生态系统中的信息传递 1.传递形式 (1)物理信息 概念：以_为传递形式的信息。包括光、声、热、电、磁等。 实例：植物_生长。,物理过程,向光,(2)化学信息 概念：以_等化学物质传递的信息，包括性外激素、告警外激素等。 实例：某些昆虫释放_吸引异性前来交尾。 (3)行为信息 概念：以生物的_或_传递的信息，包括舞蹈、运动等。,代谢产物,性外激素,表现,动作,2.特点：既有从输入到输出的
2、信息传递,也有从_的信息反馈。 3.意义：强化了生态系统的_。 4.信息传递在农业生产中的应用 (1)调控生物的生长发育 实例：_处理能使菊花提前开花，_处理能使菊花延迟开花。 (2)对有害动物进行控制 实例：田间释放人工合成的_,可以干扰害虫的正常交尾，减少害虫的繁殖数量从而降低害虫的种群密度。,输出到输入,调节机制,短日照,长日照,性外激素,二、生态系统稳态的维持 1生态系统稳态的概念：生态系统对于环境的干扰，具有一种_的能力，这种保持相对稳定的状态，称为生态系统的稳态。 2生态系统的稳态主要通过_调节方式进行。 3生态系统的稳态主要表现在两个方面。一方面是_稳定性，它是指生态系统抵抗外界
3、干扰并使自身的结构与功能保持原状而不受损害的能力。另一方面是_稳定性，它是指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。 4生态系统的稳态具有_性。,保持或恢复自身结构和功能相对稳定,负反馈,抵抗力,恢复力,相对,判断下列各小题说法是否正确 (1)生态系统的信息传递中的信息有物理信息、化学信息和生物信息。( ) (2)用性引诱剂吸引昆虫的雄性个体，利用的是信息传递中的化学信息。( ) (3)生态系统的功能是物质循环、能量流动。( ) (4)信息传递也是生态系统的基本功能之一。( ) (5)信息传递是单向的，不循环的。( ) (6)长日照处理使菊花延迟开花，是化学信息的应用。( ),信息
4、传递的形式、作用及其应用,1.生态系统中的信息传递形式,生态系统中以物理过程为传递形式的信息,物理过程,响尾蛇发出声音，警告敌害 植物五颜六色的花 萤火虫的闪光,生态系统中以代谢产物等化学物质传递的信息,植物：有机酸、生物碱 动物:性外激素、告警外激素等,昆虫的性外激素 狗利用其小便记路,生态系统中以生物的表现或动作传递的信息,植物或动物的异常表现行为,鸟类的求偶舞 蜜蜂的“8”字舞 天鹅的结伴同游,生态系统中以食物或养分传递的信息,食物链和食物网,老鹰以田鼠为食，田鼠多的地方吸引饥饿的老鹰前来捕食,2.信息传递在生态系统中的具体作用 (1)有利于生命活动的正常进行，如莴苣的种子必须接受某种波
5、长的光信息，才能萌发生长。 (2)有利于生物种群的繁衍，如由昆虫的体表腺体所分泌的性外激素，能引诱同种异性个体前来交尾。 (3)能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，如当雪兔数量减少时,这种营养缺乏状况就会直接影响猞猁的生存，猞猁数量的减少，也就是雪兔的天敌减少，又促进雪兔数量的回升循环往复就形成了周期性的数量变化。,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
6、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_。,植物与甲昆虫的天敌,植物与乙昆虫,无机环境,生物,化学信息和物理信息,物理信息,(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_。 (4)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。说明信息传递在生态系统中的作用：_。,信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定,甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少,解析 (1)X物质是植物释放出的，能吸引甲昆虫的天敌，
7、也能驱赶乙昆虫，则X是在植物与 甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递信息的。(2)信息可以来自无机环境，也可以来自生物；蜘蛛在蜘蛛网上捕食猎物是通过网的振动而感觉的，属于物理信息。(3)在植物上施用人工合成的物质X，甲昆虫的天敌由于信息的传递，数量会增加，同时物质X驱赶了乙昆虫，乙昆虫的天敌会由于食物减少而减少。,易错警示信息传递不仅仅存在于生物与生物之间，也会存在于生物与无机环境之间。可以决定能量流动和物质循环的方向与状态。,在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可食的信息；森林中，狼能依据兔留下的气味来猎捕后者，兔同样能依据狼的气味或行为躲避追捕，说明( ) A生命活动的正常进行离
8、不开信息的作用 B生物种群的繁衍，离不开信息的传递 C信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 D“绿色”和“气味”都属于物理信息 解析：题中主要涉及的是狼、兔、草之间的关系，所以此题涉及的是信息传递的功能之一调节种间关系。,C,生态系统稳态的维持,1.生态系统具有一定的自我调节能力 自我调节能力的大小，依赖于生态系统内部生物种类的多少以及食物链、食物网的复杂程度。一般地说生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，生态系统的稳态就越容易被破坏；相反，生态系统中各营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力也就越大，生态系统的稳态就越容易维持。,2.稳态的相对性 当
9、一个生态系统受到大规模干扰或外界压力超过生态系统自身更新和自我调节的能力时，便可能导致生态系统稳态的破坏，甚至引发系统崩溃。例如,当大片森林被毁灭性地砍伐，可能导致气候异常，雨水失调，水土流失，植被衰退等。 3.生态系统的稳态主要是通过负反馈调节方式进行的 反馈调节分为负反馈调节和正反馈调节两种。 (1)负反馈调节 概念：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叫作负反馈调节，负反馈调节体现的是一条食物链中不同营养级之间的关系。,结果：抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响。 实例：草原上食草动物和植物的数量变化
10、。 (2)正反馈调节：使生态系统远离平衡状态。 结果：加速最初发生变化的那种成分所引起的变化。 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。,4.提高生态系统的稳定性 (1)破坏稳定性的因素：自然因素，如火山爆发、地震、台风、流行病等。人为因素，如人类对自然资源的掠夺式开发及人类活动造成的环境污染。 (2)保护对策：针对各种生态系统稳定性的特点，采取相应的保护对策，保护各种生态系统的相对稳定性。 (3)意义：保持生态系统的稳定，才能从生态系统中获得持续稳定的产
11、量，才能使人与自然和 谐地发展。但是保持生态系统的稳定，并不是维护生态系统 的原始稳定状态。人类还可以在遵循生态系统规律的前 提下，建立新的生态系统的稳定，使生态系统朝着更有利于人类的方向发展。,特别提醒 (1)生态系统的自我调节靠生物群落内生物间的关系，主要是通过捕食及种内斗争实现的，任何一个生态系统的自我调节能力都是有一定限度的。 (2)生态系统的结构和功能本身是相适应的，结构的稳定是其功能稳定的基础，而功能的稳定又是结构稳定的保证。,如图是草原生态系统中兔子种群数量与植物种群数量之间的反馈调节示意图，请据图回答问题：(1)兔子种群和植物种群数量的这种调节属于_调节，它是生态系统_能力的基
12、础。,负反馈,自我调节,(2)这种调节对生态系统的意义是_。 (3)题中兔子种群数量与植物种群数量变化用曲线如何表示？,使生态系统达到和维持平衡或稳态,解析 通过图示分析发现兔子种群数量增加，植物减少，植物减少又反过来抑制兔子种群数量的增加，因此，这种反馈调节属于负反馈调节，生态系统通过负反馈调节使其在结构和功能上达到动态平衡。,若把兔子全部消灭，上题中另一种生物种群数量会如何变化？ 提示：先增加、后减少、最后趋于稳定。,探规寻律 生态系统稳态的关系，如图所示。,D,解析：一般来说，生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，生态系统的抵抗力稳定性越高，而生态系统的恢复力稳定性
13、就越低。,信息传递与能量流动、物质循环的关系,任何生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递，它们是生态系统的基本功能，彼此密不可分，但各有不同。三个基本功能的区别与联系如表：,太阳能,食物 链或 食物 网,单向流动、逐级递减,食物链各营养级生物间,信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各组成部分联系成一个统一整体，而且具有维持生态系统稳态的作用,下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是( ) AX1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器 BX1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3及Z过程释放的CO2总量相等 C当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程
14、的能量值约为X1过程的能量值的1% D图中各生物之间的信息是单向传递，即只能由生产者传向消费者,C,解析 X1过程属于光合作用，依赖植物的叶绿体或蓝藻的光合作用，蓝藻是原核生物，体内无叶绿体，A错；由于有机物积累，所以X1过程吸收的CO2总量大于Y1、Y2、Y3及Z过程释放的CO2总量，B错；根据能量传递效率，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%，C对；信息传递不是单向的，D错。,Y1、Y2、Y3过程的完成必须依赖一种具有双层膜结构的细胞器吗？ 提示：Y1、Y2、Y3过程是呼吸作用，呼吸作用可以在原核生物中进行，原核生物没有双层膜的细胞器。,A,解析：植物获得能量的方式是光合作用，动物获
15、得能量的方式是捕食，能量的用途也不完全一样，动物的能量可用于神经传导、肌肉收缩，恒温动物还可用于保持体温，A错。,探究维持生态系统相对稳定的条件小生态瓶的制作,在有限的空间内，依据生态学原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建的人工微型生态系统。下表为设计要求及相关分析：,防止外界生物或非生物因素的干扰,生态瓶中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定,为光合作用提供光能；保持生态瓶内温度；便于观察,便于操作，瓶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的消耗，防止生产量消耗量,为观察生态系统稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件如表。经过一段时
16、间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。注：“”表示有；“”表示无。 请回答以下问题：,(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_，原因是_。 (2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是_。 (3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量_，原因是_。 (4)根据观测结果，得出结论：_ _； _ _。,生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定,下降,缺乏光照藻类不能进行光合作用，不能生长,缺乏泥沙，分解者数量太少,减少,消费者较多，消耗较多的氧气,生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量(太阳能),解析 密闭生态瓶的稳定性，取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭
17、配。在光照条件下，水草、藻类作为生产者进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者浮游动物和小鱼提供氧气和食物；泥沙中含有微生物分解者，可将水中的有机物分解为无机物，实现瓶内物质循环。乙瓶缺光，丙瓶缺分解者，两者都不能长久地维持稳定，甲瓶无小鱼，较丁瓶有小鱼稳定的原因可能是生态瓶较小，小鱼的存在和长大会引起生物间的竞争加剧，打破原有的平衡。,如果在维持一段时间相对稳定后，生态瓶中的生物出现死亡现象，是什么原因？ 提示：生态系统的稳态被打破的原因是：外界干扰超过了生态系统的自我调节能力。,解析：生态瓶应是一个相对独立的生态系统，应密闭。生物呼吸的氧气由生产者提供。,C,物理,行为,负,
