生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

8/8專題十七生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、信息傳遞教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞、抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。2.說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。3.描述信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。4.闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。5.設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性并認(rèn)同生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，關(guān)注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。本講重點(diǎn)本講重點(diǎn)1說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。本講難點(diǎn)：2闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。本講難點(diǎn)：考點(diǎn)點(diǎn)撥：抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的概念。考點(diǎn)點(diǎn)撥：一、相關(guān)知識（一）基本概念信息、物理信息、化學(xué)信息、行為信息、信息素；化學(xué)防治、生物防治、機(jī)械防治；生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自我調(diào)節(jié)能力、物理沉降、化學(xué)分解、微生物分解；抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性信息的種類信息的種類作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用物理信息——光、聲、溫度、濕度等來源：可以是無機(jī)環(huán)境，也可以是生物化學(xué)信息——植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物來源：生物的生命活動行為信息——蜜蜂的跳舞、鳥類的求偶炫耀等來源：動物的特殊性為（二）知識網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用；生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞信息還能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用；生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞信息還能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量對有害動物進(jìn)行控制提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量對有害動物進(jìn)行控制概念生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力類型概念生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力類型提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念抵抗力穩(wěn)定性的大小與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念抵抗力穩(wěn)定性的大小與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性概念與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系概念與抵抗力穩(wěn)定性的關(guān)系（三）疑難解析1．生態(tài)系統(tǒng)息傳遞的主要方式生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)組成成分相互聯(lián)系成為一個(gè)統(tǒng)一體，它們之間的聯(lián)系除了能量流動和物質(zhì)交換之外，還有一種非常重要的聯(lián)系，那就是信息傳遞。生物之間交流的信息是生態(tài)系統(tǒng)中的重要容，通過它可以把同一物種之間，以與不同物種之間的“意愿”表達(dá)給對方，從而在客觀上達(dá)到自己的目的。其主要方式有：（1）物理信息包括聲、光、顏色等。這些物理信息往往表達(dá)了吸引異性、種間識別、威嚇和警告等作用。比如，毒蜂身上斑斕的花紋、猛獸的吼叫都表達(dá)了警告、威脅的意思；螢火蟲通過閃光來識別同伴；紅三葉草花的色彩和形狀就是傳遞給當(dāng)?shù)赝练浜推渌ハx的信息。（2）化學(xué)信息生物依靠自身代產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，如酶、生長素、性誘激素等來傳遞信息。非洲草原上的豺用小便劃出自己的領(lǐng)地圍，正是小便中獨(dú)有的氣味警告同類：“小心，別進(jìn)來，這是我的地盤?！痹S多動物平常都是分散居住，在繁殖期依靠雌性動物身上發(fā)出的特別氣息——性誘激素聚集到一起繁殖后代。值得一提的是有些“肉食性”植物也是這樣，如生長在我國南方的豬籠草就是利用葉子中脈頂端的“罐子”分泌密汁，來引誘昆蟲進(jìn)行捕食的。（3）營養(yǎng)信息食物和養(yǎng)分的供應(yīng)狀況也是一種信息。老鷹以田鼠為食，田鼠多的地方能夠吸引饑餓的老鷹前來捕食。再如，加拿大哈德遜是一家歷史悠久的大皮毛公司，由于地理位置關(guān)系，他們收購的多是亞寒帶針葉林中動物的皮毛。該公司歷年收購皮毛的種類和數(shù)量的詳盡統(tǒng)計(jì)(見附圖)說明了猞猁與雪兔是食物鏈中上下級的關(guān)系，當(dāng)雪兔數(shù)量減少時(shí)，這種營養(yǎng)缺乏狀況就會直接影響到猞猁的生存。猞猁數(shù)量的減少，也就是雪兔的天敵減少，又促進(jìn)了雪兔數(shù)量的回升……循環(huán)往復(fù)就形成了周期性數(shù)量的變化。（4）行為信息行為信息是動物為了表達(dá)識別、威嚇、挑戰(zhàn)和傳遞情況，采用特有的動作行為表達(dá)的信息。比如地鵏鳥發(fā)現(xiàn)天敵后，雄鳥急速起飛，扇動翅膀?yàn)榇气B發(fā)出信號；蜜蜂可用獨(dú)特的“舞蹈動作”將食物的位置、路線等信息傳遞給同伴等。2．生態(tài)平衡（1）含義在生態(tài)系統(tǒng)部，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者以與非生物環(huán)境之間，在一定條件下保持著能量與物質(zhì)輸入、輸出動態(tài)的相對穩(wěn)定，叫做生態(tài)平衡。任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都遵循著由低級向高級，由簡單向復(fù)雜的演變規(guī)律，因而形成有層次的相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡。穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：能量的輸入和輸出之間達(dá)到相對平衡；動物和植物在數(shù)量上保持相對穩(wěn)定；生產(chǎn)者、消費(fèi)者構(gòu)成完整的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并具有一定的食物鏈網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)有一種部的自動調(diào)節(jié)的能力，以保持自己的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)平衡是一種相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡，又是一種發(fā)展中的平衡。（2）保持生態(tài)平衡的意義一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力無論多么強(qiáng)，也總有一定的限度。若外來干擾超過了這個(gè)限度，生態(tài)平衡就會遭到破壞。生態(tài)平衡破壞的因素包括自然因素和人為因素兩類。這兩類因素往往是共同作用的，人為因素可以導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的強(qiáng)化。人類改造自然過程中，保持生態(tài)平衡的原則是任何生產(chǎn)活動都要放在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的普遍聯(lián)系中，放在立體交叉的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，放在生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡過程中加以考察；尊重生態(tài)系統(tǒng)自身的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，使生態(tài)系統(tǒng)朝著最有益于人類的方向發(fā)展。（3）生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的保護(hù)你想過沒有，假如整個(gè)生物圈也像“生物圈Ⅱ號”實(shí)驗(yàn)室那樣，變得不再適合人類居住，人類將面臨怎樣的命運(yùn)？這不是杞人憂天。人類的活動正在改變著自然界中各種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致出現(xiàn)了全球性的環(huán)境危機(jī)，如酸雨、溫室效應(yīng)等。人類在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對各種生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性特點(diǎn)，采取相應(yīng)的保護(hù)對策，保護(hù)各種生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定，這樣才能使人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，才能避免自毀家園的惡運(yùn)。例如，草原生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性較低，在草原上適當(dāng)栽種防護(hù)林，可以有效地防止風(fēng)沙的侵蝕，提高草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。再比如避免對森林過量砍伐，控制污染物的排放，等等，都是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效措施。三考點(diǎn)例析例1下列生產(chǎn)實(shí)踐措施不是利用生態(tài)系統(tǒng)息傳遞的是（）A．人工合成性外激素制劑，干擾害蟲的正常交尾B．控制日照時(shí)間以控制開花時(shí)問C．利用“黑光燈”集中捕殺棉鈴蟲D．利用生長素類似物殺死單子葉植物田地中的雙子葉雜草[解析]生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞一般包括5個(gè)環(huán)節(jié)，其模型一般表示為：性外激素的重要作用是引誘異性個(gè)體交尾，生產(chǎn)中常用性外激素制劑干擾害蟲正常交尾，降低害蟲種群度。植物的開花需要一定時(shí)間的光照。分長日照植物、短日照植物等。黑光燈可以發(fā)出較大劑量的紫外線，殺死一些對紫外線敏感的害蟲。D項(xiàng)中生長素類似物如2，4D等是人工合成的具有一定生長素效應(yīng)的物質(zhì)．原理是雙子葉植物較單子葉植物敏感．高濃度時(shí)可將其殺死，而對單子葉植物卻促進(jìn)生長。雖然2．4一D是化學(xué)物質(zhì)，但不是生物體自身產(chǎn)生的．不屬于信息傳遞。答案D例2（2004年高考卷）當(dāng)一條蛇捕食了一只青蛙后，從生態(tài)學(xué)角度看，下列敘述正確的是（）A．完成了物質(zhì)循環(huán)B．蛇破壞了生態(tài)平衡C．青蛙不能適應(yīng)環(huán)境D．青蛙的能量流向了蛇[解析]本題考查了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。能量沿食物鏈從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級流動。能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性答案D四自我檢測1．下列不屬于生態(tài)系統(tǒng)的行為信息的是()A．雄孔雀在雌孔雀面前的頻頻開屏B．工蜂中偵察蜂所跳的“圓圈舞”C．某些鳥類的求偶炫耀D．看家狗在外出時(shí)的頻頻撒尿2．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指()A．生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的平衡B．生態(tài)系統(tǒng)中各種成分和數(shù)量保持不變C．生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動長時(shí)間保持不變D．生態(tài)系統(tǒng)中所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力3．在一陰濕洼草叢中，有一堆長滿苔蘚的腐木，其中聚集著螞蟻、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等動物。它們共同構(gòu)成了一個(gè)A．種群B．群落C．食物網(wǎng)D．生態(tài)系統(tǒng)4．生態(tài)系統(tǒng)之所以能夠保持生態(tài)平衡，主要是由于生態(tài)系統(tǒng)具有A．物質(zhì)和能量B．食物鏈和食物網(wǎng)C．自動調(diào)節(jié)平穩(wěn)能力D．分解者5．生物圈中占統(tǒng)治地位的成員是（）A．綠色植物B．各種動物C．人類D．微生物6．?dāng)?shù)百年前我國黃土高原有茂密的森林，后來成了荒山禿嶺，主要原因是（）A．北方寒流長期侵襲B．過度開發(fā)破壞了生態(tài)平衡C．長期旱災(zāi)，赤地千里D．地殼變動頻繁7．一只黑脊鷗的親鳥對小鳥發(fā)出報(bào)警嗚叫時(shí)，小鳥作出隱蔽反應(yīng)。從信息分類角度分析，親鳥的報(bào)警嗚叫屬于（）A．物理信息B.化學(xué)信息C．行為信息D．對信號刺激的反應(yīng)8．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，由于自身的作用，逐步恢復(fù)原狀，這是由于生態(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9．如果留心觀察就會發(fā)現(xiàn)身邊的貓、狗等動物的生活離不開息的傳遞，其中既有物理信息．又有化學(xué)信息和行為信息，下列信息屬于物理信息的是()A．生態(tài)系統(tǒng)中生物代產(chǎn)生的生長素、抗生素B.蜜蜂發(fā)現(xiàn)蜜源時(shí)．就會通過“舞蹈動作”“告訴”同伴去采蜜C．花朵鮮艷的色彩D．松鼠數(shù)量的消長依從于云杉種子的豐歉情況10．某地區(qū)初級消費(fèi)者和次級消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2，當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)，可能使生態(tài)平衡遭到破壞()。A.W1>10W2B．W1>5W2C．W1<10W2D．W1<5W11．下列有關(guān)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的敘述，正確的一項(xiàng)是()A．抵抗力穩(wěn)定性大，恢復(fù)力穩(wěn)定性大B．抵抗力穩(wěn)定性大，恢復(fù)力穩(wěn)定性小C．抵抗力穩(wěn)定性小，恢復(fù)力穩(wěn)定性大D．抵抗力穩(wěn)定性小，恢復(fù)力穩(wěn)定性小12．煙草和萵苣的種子，在萌發(fā)時(shí)必須要有光信息。這些種子常稱“需光種子”；另一類植物，如瓜類、番茄等的種子萌發(fā)，見光則受到抑制，這類種子稱為“嫌光種子”。圖示的試驗(yàn)是用一種半休眠狀態(tài)的萵苣種子進(jìn)行的，這種種子在黑暗中的發(fā)芽率為50％。請分析回答：(1)圖中表明，在600～690nm紅光照射下，種子發(fā)芽率，這表明紅光這種光波信號對種子萌發(fā)有，但是，種子一旦接受720—780nm遠(yuǎn)紅光照射，萌發(fā)便受到.(2)光作為信息對同一植物種子的萌發(fā)作用有性。(3)是生態(tài)系統(tǒng)重要的之一．它發(fā)出的信息對各類生物都產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。13．將煮稻草所得的液汁放人大果醬瓶A中，放于野外一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)瓶中出現(xiàn)細(xì)菌、綠藻、絲狀藍(lán)藻、原生動物和一種小蟲。持續(xù)觀察兩個(gè)月，發(fā)現(xiàn)瓶中的這些生物個(gè)體數(shù)幾乎沒有變化。另取一只大果醬瓶B．含有多種無機(jī)鹽和蛋白質(zhì)水解物的溶液，從A瓶中吸取數(shù)滴液體加入B瓶中，定期在顯微鏡下檢查B瓶生物數(shù)量變化，結(jié)果如圖所示。在第50天時(shí)滴入數(shù)滴一定濃度的DDT，繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)生物個(gè)體數(shù)開始變化。開始小蟲死亡，繼而原生動物死亡，不久藍(lán)藻和綠藻開始減少。請回答：(1)持續(xù)觀察兩個(gè)月后的A瓶可看作是一個(gè)處于____________系統(tǒng)，其中的各種生物組成__________，它們之間通過_______相互聯(lián)系。(2)據(jù)圖分析，B瓶中細(xì)菌在最初幾天數(shù)量劇增的原因是____________________。這幾種生物中兩者間存在著取食和被食關(guān)系的是__________________________.(3)滴入DDT后，體DDT濃度最高的生物是________，這是由于__________________________________.14．圖示人工建立的農(nóng)牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)的部分途徑，請分析回答：(1)該生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，_________穩(wěn)定性小，________穩(wěn)定性大。(2)②過程是指大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橥寥乐蠳H3的過程，試列舉兩種參與此過程的生物________________________.(3)能將土壤中的NH3轉(zhuǎn)化為易被植物吸收的硝酸鹽的微生物代類型是________________。(4)建立該生態(tài)系統(tǒng)的目的是獲得肉、奶等產(chǎn)品。有生態(tài)學(xué)家提出，人消費(fèi)1kg牛肉，相當(dāng)于消費(fèi)了至少5Kg植物。請你說出這一觀點(diǎn)的生態(tài)學(xué)原理：_______________。15．水族箱是一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)，請運(yùn)用已學(xué)知識說明水族箱的設(shè)計(jì)原理。(1)水族箱至少有一面由透明材料制成，這是為什么?_____________________.(2)水族箱中應(yīng)包括哪些生物類群?_______________________________.(3)水族箱一般在較長時(shí)間不需要喂食和通氧，請說明其原因。________________________.16．夏季是魚類攝食與生長的旺季，又是昆蟲大量滋生的季節(jié)。有些養(yǎng)魚專業(yè)戶發(fā)明了一種夜間在魚塘水面上方安裝黑光燈誘集昆蟲喂魚的好方法。安裝黑光燈誘集昆蟲的方法是利用了昆蟲的什么特性?給昆蟲傳遞的是什么信息?17．夏天，黃昏以后，我們常常可以看見蝙蝠在空中低飛，捕捉蚊、蠅等昆蟲。=1\*GB2⑴在黑暗中蝙蝠怎么可以看見昆蟲？=2\*GB2⑵是它的視力特別發(fā)達(dá)嗎？如果不是，那是為什么呢？參考答案1．D，提示：動物的特殊行為，對于同種或異種生物能夠傳遞某種信息2．D，提示：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力成為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3．D，提示：本題要考查生態(tài)系統(tǒng)要領(lǐng)和成分等有關(guān)的知識，同時(shí)必須明確四個(gè)選項(xiàng)概念的實(shí)質(zhì)。生態(tài)系統(tǒng)是在空間和時(shí)間，各種生物之間以與生物與無機(jī)環(huán)境之間，通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)相互作用訴一個(gè)自然系統(tǒng)。它的圍可大可小。陰濕山洼的草叢中，堆放著長滿苔蘚的腐木并生活著多種動物，它們通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，構(gòu)成了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。4．C，提示：本題要求學(xué)生正確理解生態(tài)平衡的含義。所以，必須從生態(tài)平衡的特點(diǎn)出發(fā)。在長期的進(jìn)化過程中，生態(tài)系統(tǒng)的各成分之間建立起相互協(xié)作、相互制約和相互補(bǔ)償?shù)年P(guān)系，使生態(tài)系統(tǒng)保持一種穩(wěn)定狀態(tài)。一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段它的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間，能夠較長時(shí)間保持著一種動態(tài)平衡，是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)能力。生態(tài)平衡是一種相對平衡，不是一成不變的。生態(tài)系統(tǒng)之所以能夠保持平衡，主要是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)能力。5．C，提示：本題主要考查有關(guān)人類與自然關(guān)系方面的知識。生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，它包括了地球上的全部生物與其無機(jī)環(huán)境。人類與其他生物一樣，亦是生物圈中的一員，然而，人類與其他生物不一樣。其他生物只能被動適應(yīng)環(huán)境而生存，并通過自己的行為影響環(huán)境。而人類能主動地去利用和改造自然，為人類服務(wù)。但人類在利用和改造自然過程中，必須按自然規(guī)律進(jìn)行。因此，人類是在生物圈中占統(tǒng)治地位的成員。6．B，提示：本題使學(xué)生明確，引起生態(tài)平衡的因素有自然和人為兩類因素，而人為因素可以導(dǎo)致自然因素的強(qiáng)化。具有茂密森林的黃土高原變成了荒山禿嶺，是由于過度開發(fā)破壞了生態(tài)平衡造成的。自然因素有臺風(fēng)、地震、火山爆發(fā)、水旱災(zāi)害等，以與人類對自然的不合理利用和工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染。而我國黃土高原的茂密森林，經(jīng)過幾百年掠奪式的砍伐，造成水土嚴(yán)重流失，成為荒山禿嶺。7．C，提示：動物的特殊行為，對于同種或異種生物能夠傳遞某種信息，親鳥的報(bào)警嗚是對小鳥傳遞的信息。8．B，提示：池塘生態(tài)系統(tǒng)受到污染物的排放遭到破壞后具有恢復(fù)到原狀的能力，這就是恢復(fù)力穩(wěn)定性。9．C，提示：生態(tài)系統(tǒng)的光、聲、溫度、濕度等，通過物理過程傳遞的信息稱為物理信息。10．D，提示：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)是