人教版必修三 第5章 第4、5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞及穩(wěn)定性 學(xué)案.doc

第4、5節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞及穩(wěn)定性1.光、聲、溫度、濕度、磁力等，都屬于物理信息，生物堿、有機(jī)酸和性外激素等都屬于化學(xué)信息，生物的行為特征可體現(xiàn)為行為信息。2生命活動(dòng)的正常進(jìn)行離不開信息的作用；生物種群的繁衍也離不開信息的傳遞；信息還能調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。3信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中既能提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量，又能對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制。4生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對(duì)穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。5生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。6生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力與其成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度呈正相關(guān)。一、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞1生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類連線2信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用連線3信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如利用模擬的動(dòng)物信息吸引大量的傳粉動(dòng)物，就可以提高果樹的傳粉率和結(jié)實(shí)率。(2)對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制。如利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物，降低害蟲的種群密度。二、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1概念(1)含義：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。(2)原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。2自我調(diào)節(jié)能力(1)基礎(chǔ)：負(fù)反饋調(diào)節(jié)，在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在。(2)特點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的。3生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的類型連線4提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施(1)控制對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度，不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。(2)對(duì)人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。1判斷下列敘述的正誤(1)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞只存在于生物與生物之間()(2)花香引蝶和老馬識(shí)途都屬于物理信息()(3)當(dāng)食草動(dòng)物看到青草明顯減少時(shí)，部分個(gè)體會(huì)另覓取食地，這體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能()(4)負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生物群落中普遍存在，但在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間不存在()(5)森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都比草原生態(tài)系統(tǒng)高()(6)在一塊牧草地上播種雜草形成雜草地后，其抵抗力穩(wěn)定性提高()2下列各項(xiàng)屬于物理信息的是；屬于化學(xué)信息的是；屬于行為信息的是?；ń窐渖系拇讨参锏挠袡C(jī)酸昆蟲的性外激素 孔雀開屏空氣的濕度 鮮艷的花朵淡淡的花香 螢火蟲的閃光蜜蜂的舞蹈 獵豹用尿液標(biāo)記領(lǐng)地3下列哪項(xiàng)不屬于信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的直接作用()a維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性b與生物種群的繁衍有關(guān)c調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系d增加生態(tài)系統(tǒng)中基因的多樣性解析：選d信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。信息傳遞與生物種群的繁衍有關(guān)?；虻亩鄻有耘c個(gè)體和種群數(shù)量相關(guān)，與信息傳遞無直接關(guān)系。4信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有多方面的應(yīng)用，下列敘述不正確的是()a提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量b提高畜產(chǎn)品的產(chǎn)量c對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制d可以提高農(nóng)作物抵抗害蟲的能力解析：選d信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用有兩方面：一是提高農(nóng)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品的產(chǎn)量；二是對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制。但信息傳遞不能提高農(nóng)作物抵抗害蟲的能力。5某池塘生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能由于污染物的排放遭到破壞，停止排放污染物后，逐步恢復(fù)原狀，這是由于該生態(tài)系統(tǒng)具有()a抵抗力穩(wěn)定性b恢復(fù)力穩(wěn)定性c抗污染能力 d抗干擾能力解析：選b生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞后恢復(fù)原狀的能力叫做生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性。6要提高生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)定性的能力，最有效的方法是( )a減少分解者的數(shù)目 b增加物種的多樣性c改變環(huán)境中的濕度 d減少消費(fèi)者的數(shù)目解析：選b在生態(tài)系統(tǒng)中，生物種類越多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越高。 1信息傳遞的模式(1)信息傳遞的雙向性：信息有從輸出者向輸入者的傳遞，也有輸入者向輸出者的反饋。(2)信息傳遞存在于生態(tài)系統(tǒng)的各種成分之間，把生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分聯(lián)系成一個(gè)整體，決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)，具有調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。2信息傳遞與能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目區(qū)別聯(lián)系來源途徑特點(diǎn)范圍能量流動(dòng)太陽能食物鏈或食物網(wǎng)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減食物鏈各營養(yǎng)級(jí)生物間共同把生態(tài)系統(tǒng)各組分聯(lián)系成一個(gè)統(tǒng)一整體，并調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動(dòng)群落與無機(jī)環(huán)境之間信息傳遞生物或無機(jī)環(huán)境多種發(fā)生生理或行為的變化(單向或雙向)生物與生物之間或生物與環(huán)境之間名師點(diǎn)撥關(guān)注信息傳遞的四個(gè)注意點(diǎn)(1)生態(tài)系統(tǒng)的信息既可來自于生物，也可來自于環(huán)境。(2)信息傳遞可存在于生物與生物之間，包括同種生物間和不同種生物間，還可存在于生物與無機(jī)環(huán)境之間。(3)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞可以是雙向的，也可以是單向的；既可以從低營養(yǎng)級(jí)向高營養(yǎng)級(jí)傳遞，也可以從高營養(yǎng)級(jí)向低營養(yǎng)級(jí)傳遞。(4)生態(tài)系統(tǒng)的功能有能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞。能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力，物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，信息傳遞決定著能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向。題組沖關(guān)1如圖表示生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)及信息傳遞過程，則甲、乙、丙三圖可依次表示()a能量流動(dòng)、碳的循環(huán)、信息傳遞b能量流動(dòng)、信息傳遞、碳的循環(huán)c碳的循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞d信息傳遞、能量流動(dòng)、碳的循環(huán)解析：選c物質(zhì)是循環(huán)的，可用甲圖表示；能量流動(dòng)是單向的，可用乙圖表示；信息傳遞是雙向的，可用丙圖表示。2雄性安樂蜥在求偶時(shí)，一邊伏在領(lǐng)地上做著“俯臥撐”，一邊伸縮頸部色彩鮮艷的垂囊，這種展示包含了顏色和運(yùn)動(dòng)兩個(gè)因素，有人用墨水改變垂囊的顏色后，雌性仍被雄性吸引，由此說明雄性安樂蜥在求偶時(shí)利用的信息是()a物理信息b化學(xué)信息c行為信息 d物理信息和行為信息解析：選c根據(jù)題干信息可知，該求偶行為利用的主要信息是動(dòng)作，而不是顏色(有人用墨水改變垂囊的顏色后，雌性仍被雄性吸引)，所以該信息屬于行為信息。歸納拓展生態(tài)系統(tǒng)中信息類型的辨別(1)涉及光、聲、溫度(熱)、濕度、磁力等通過物理過程傳遞的信息應(yīng)為物理信息，其接收途徑包括動(dòng)物的聽覺、視覺、皮膚及植物的葉、芽或細(xì)胞中光敏色素對(duì)光信息的接收等。(2)涉及“化學(xué)物質(zhì)”(包括植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物、動(dòng)物的尿液、性外激素等)的信息為化學(xué)信息。(3)行為信息是通過動(dòng)物的特殊行為、動(dòng)作等“肢體語言”來傳遞和表達(dá)的。1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的內(nèi)容(1)結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定：結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定體現(xiàn)在各組成成分的相對(duì)穩(wěn)定和生物種間關(guān)系的相對(duì)穩(wěn)定上。(2)功能的相對(duì)穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的輸入與輸出達(dá)到平衡?？捎孟聢D來表示：2正反饋調(diào)節(jié)和負(fù)反饋調(diào)節(jié)的比較比較項(xiàng)目正反饋負(fù)反饋調(diào)節(jié)方式加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化結(jié)果常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)有利于生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)穩(wěn)定實(shí)例分析已污染的湖泊污染加劇 思考探究(1)負(fù)反饋調(diào)節(jié)僅存在于群落內(nèi)部嗎？提示：負(fù)反饋調(diào)節(jié)不僅存在于生物群落內(nèi)部，生物群落與無機(jī)環(huán)境之間也存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)。(2)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是無限的嗎？提示：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無限的。外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度，其自我調(diào)節(jié)能力會(huì)喪失，生態(tài)系統(tǒng)難以恢復(fù)。3抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的比較類型抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性區(qū)別實(shí)質(zhì)保持自身結(jié)構(gòu)和功能的相對(duì)穩(wěn)定恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能的相對(duì)穩(wěn)定核心抵抗干擾，保持原狀遭到破壞，恢復(fù)原狀影響因素生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度越大，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度越小，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)聯(lián)系(1)相反的關(guān)系：抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性弱(2)二者是同時(shí)存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的能力，它們相互作用共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定名師點(diǎn)撥關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩點(diǎn)提醒(1)不能說“熱帶雨林的穩(wěn)定性大于草原生態(tài)系統(tǒng)”，只能說“熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性大于草原生態(tài)系統(tǒng)?！?2)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系并不一定都是相反的，如苔原生態(tài)系統(tǒng)，由于物種組分單一、結(jié)構(gòu)簡單，它的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都較低。題組沖關(guān)3下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，錯(cuò)誤的是()a生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)是負(fù)反饋調(diào)節(jié)b適當(dāng)增加草原生態(tài)系統(tǒng)的物種豐富度可有效提高其抵抗力穩(wěn)定性c“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性d抵抗力穩(wěn)定性弱的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性一定強(qiáng)解析：選d抵抗力穩(wěn)定性弱的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性不一定強(qiáng)，如極地苔原生態(tài)系統(tǒng)，生物種類少，抵抗力穩(wěn)定性弱，但由于溫度極低，條件惡劣，恢復(fù)力穩(wěn)定性也很弱；適當(dāng)增加生物種類可提高生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，從而提高其抵抗力穩(wěn)定性。4下圖中，兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。y表示一個(gè)外來干擾使之偏離這一范圍的大小；x表示恢復(fù)到原狀態(tài)所需的時(shí)間；曲線與正常范圍之間所夾的面積可以作為總穩(wěn)定性的定量指標(biāo)(ts)。下列敘述正確的是()ay值大小可作為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的定量指標(biāo)b在遭到干擾時(shí)，x、y值的大小與生物種類有關(guān)，與數(shù)量無關(guān)c對(duì)同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來說，y值和x值之間呈負(fù)相關(guān)dts值越小，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越大解析：選d題中的y表示一個(gè)外來干擾使之偏離這一范圍的大小，代表抵抗力穩(wěn)定性的大小。y值越小，說明抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)，則恢復(fù)到原來水平所用的時(shí)間也就越短，即x值越小，所以y值和x值之間呈正相關(guān)。ts值越小，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越大。在遭到干擾時(shí)，x、y值的大小與生物種類和數(shù)量都有關(guān)。歸納拓展生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性大小的曲線分析(1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。(2)y表示一個(gè)外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標(biāo)，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱，反之，抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)。如熱帶雨林與草原生態(tài)系統(tǒng)相比受到相同干擾時(shí)，草原生態(tài)系統(tǒng)的y值要大于熱帶雨林的y值。(3)x可以表示恢復(fù)到原狀所需的時(shí)間；x越大，表示恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱，反之，恢復(fù)力穩(wěn)定性越強(qiáng)。(4)ts表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩(wěn)定性的定量指標(biāo)，這一面積越大，即x與y越大，則說明這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低。 1探究目的探究生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)穩(wěn)定的條件。2實(shí)驗(yàn)原理(1)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是其結(jié)構(gòu)與功能發(fā)展協(xié)調(diào)的重要標(biāo)志。(2)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，取決于它的物種組成、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和非生物因素之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。(3)觀察生態(tài)缸中生物的生存狀況和存活時(shí)間的長短，了解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及影響穩(wěn)定性的因素。3觀察指標(biāo)由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低。因此，生態(tài)缸內(nèi)的生物只能保持一定時(shí)間的活性。可通過觀察動(dòng)植物的生活情況、水質(zhì)變化、基質(zhì)變化等來判斷生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4實(shí)驗(yàn)流程5實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求相關(guān)分析生態(tài)缸必須是封閉的防止外界生物或非生物因素的干擾生態(tài)缸中投放的幾種生物必須具有很強(qiáng)的生活力，成分齊全(具有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者)生態(tài)缸中能夠進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定生態(tài)缸的材料必須透明為光合作用提供光能，保持生態(tài)缸內(nèi)溫度，便于觀察生態(tài)缸宜小不宜大，缸中的水量應(yīng)占其容積的4/5，要留出一定的空間便于操作，缸內(nèi)儲(chǔ)備一定量的空氣生態(tài)缸的采光用較強(qiáng)的散射光防止水溫過高導(dǎo)致水生植物死亡選擇的動(dòng)物不宜過多，個(gè)體不宜太大減少對(duì)氧氣的消耗，防止生產(chǎn)量小于消耗量思考探究2(1)設(shè)計(jì)生態(tài)缸時(shí)要考慮的生態(tài)系統(tǒng)各組成成分有哪些？提示：設(shè)計(jì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)需要加入的組成成分有非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，而且投入的生物之間應(yīng)能夠形成食物鏈。(2)在設(shè)計(jì)生態(tài)缸時(shí)一般要加入河泥，請(qǐng)分析其作用。提示：提供分解者；為綠色植物提供必需的礦質(zhì)元素。(3)為保證生物的生存，必需的外部條件是什么？提示：良好的光照和適宜的溫度。題組沖關(guān)5下列關(guān)于生態(tài)缸制作的敘述正確的是()a生態(tài)缸的密封性越差，其生物死亡就越快b生態(tài)缸中放入較多的小甲魚有利于該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定c生態(tài)缸中的生物之間最好要有捕食關(guān)系，否則穩(wěn)定性就差d生態(tài)缸制作完成后，放在光線良好并且陽光直射的地方解析：選c生態(tài)缸中的生物種類和數(shù)量比例要適宜，小甲魚是該小型生態(tài)系統(tǒng)的頂級(jí)消費(fèi)者，數(shù)量宜少。生態(tài)缸制作完成后，不能放在陽光直射的地方，否則會(huì)因