學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精第3課時生態系統中的信息傳遞和生態系統穩態的維持目標導航1。說出生態系統中的信息傳遞。2。說出信息傳遞在生態系統以及農業生產中的作用。3.闡明生態系統穩態的含義及機制。一、生態系統的信息傳遞（閱讀P108～109)1．生態系統中信息傳遞的形式（1)物理信息:生態系統中以物理過程為傳遞形式的信息稱為物理信息，包括光、聲、熱、電、磁等。(2）化學信息：生態系統中以代謝產物等化學物質傳遞的信息稱為化學信息，包括植物代謝產物和動物外激素。(3）行為信息：生態系統中以生物的表現或動作等行為特征傳遞的信息稱為行為信息，包括舞蹈、運動等。2．生態系統的三個基本功能：能量流動、物質循環和信息傳遞.3．特點：它既有從輸入到輸出的信息傳遞，也有從輸出到輸入的信息反饋。信息傳遞強化了生態系統的調節機制。二、生態系統穩態的維持(閱讀P110～111）1．生態系統穩態：指生態系統所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力，又稱為生態系統的穩定性.2．生態系統的穩態是生態系統的結構和功能協調發展的重要標志.3．生態系統穩態的原因：生態系統具有自我調節能力。4．生態系統的自我調節能力的基礎：負反饋調節.5．生態系統的穩態主要表現在：（1)抵抗力穩定性：它是指生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀而不受損害的能力。（2）恢復力穩定性：它是指生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。6．生態系統的穩態具有相對性（1）在不同的生態系統中，抵抗力穩定性和恢復力穩定性的表現不一樣。一般來說，生態系統中的物種越多，遺傳基因庫越豐富，食物網越復雜，自我調節能力就越強,抵抗力穩定性就越高。(2)在不同的生態系統遭到破壞后，它們的恢復程度與恢復時間是不一樣的。（3)一個生態系統在受到大規模干擾或外界壓力超過生態系統自我調節能力的限度時，生態系統的穩態就可能遭到嚴重破壞，甚至引發系統崩潰。7．提高生態系統穩態的措施（1）努力避免對生態系統的過度干擾.（2）對于具有重要經濟價值的人工生態系統，必須確保一定的物質與能量投入,以維持人工生態系統在結構和功能上的協調發展。判斷正誤：（1）信息傳遞過程中伴隨著一定的物質和能量的消耗()(2）信息傳遞只存在于生態系統的生物成分之間（)（3）細胞膜具有細胞間信息交流的功能,它屬于細胞水平的信息傳遞()（4）生態系統的物理信息都來源于環境（)(5）信息沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞（)（6）負反饋調節并非破壞生態系統的穩態，而是使最初發生的那種變化向相反方向發展,使生態系統達到并保持相對穩定()（7）生態系統的穩態是恒定不變的（）答案（1)√(2）×（3）√（4)×（5）×(6）√（7)×解析(4)生態系統的物理信息是通過物理過程來傳遞的，如光、聲、溫度、濕度、磁力等,其既可來源于環境,也可來源于生物。(5)信息傳遞是雙向的,可以發生在生物與生物、生物與環境之間，并不一定沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞。一、生態系統中的信息傳遞1．生態系統中三類信息分類對比類別概念信息種類信息來源舉例物理信息生態系統中以物理過程為傳遞形式的信息光、聲、熱、電、磁等無機環境或生物體螢火蟲的光化學信息生態系統中以代謝產物等化學物質傳遞的信息植物代謝產物、動物外激素生物體的產物或分泌物雌蠶蛾釋放性外激素吸引異性前來交尾行為信息生態系統中以生物的表現或動作等行為特征傳遞的信息舞蹈、運動等生物體的動作行為孔雀開屏2。信息傳遞的存在范圍1．農民常在農田中捆扎“稻草人”以驅趕鳥類，這是利用了哪種信息傳遞作用？答案“稻草人”對鳥類構成了“物理信息”。2．高等動物的神經信息的傳遞和遺傳信息的傳遞與表達是否屬于生態系統的信息傳遞?答案二者都不是，神經系統的信息傳遞是個體細胞、器官組織間的信息傳遞,遺傳信息的傳遞與表達是細胞內部的信息傳遞。1．螢火蟲通過閃光來識別同伴；草原上的鳥在發現天敵后，雄鳥急速起飛，扇動翅膀為雌鳥發出信號；某種植物根系能分泌一種使休眠的真菌孢子發芽的化合物，如將這類物質在作物播種前施入土中，就可以使休眠孢子提前發芽，使其找不到寄主而死亡。以上三個實例分別體現了哪一類信息的作用(）A．物理信息化學信息行為信息B．物理信息行為信息化學信息C．行為信息物理信息化學信息D．化學信息行為信息物理信息問題導析生態系統中三類信息的傳遞形式：物理信息有明顯的光、聲、熱、電、磁等物理載體，如題干中:“閃光”；行為信息重在行為，如題干中：“鳥在發現天敵后，雄鳥急速起飛，扇動翅膀"；化學信息突出化學物質,如題干中:“植物根系分泌的是一種使休眠的真菌孢子發芽的化合物"。答案B解析題干中植物根系分泌的是一種化學物質，很明顯屬于化學信息；鳥發現天敵后，做出了很夸張的動作,強調的是特殊的行為，所以屬于行為信息.一題多變下列各項屬于物理信息的是________________;屬于化學信息的是____________________；屬于行為信息的是_________.（1）花椒樹上的刺(2)昆蟲的性外激素(3）孔雀開屏（4）鳥類的鳴叫聲所發出的信息（5）獵豹和貓科動物有著高度特化的尿標志的信息(6)蜜蜂的舞蹈行為（7）某些植物花朵的顏色、形狀等給傳粉昆蟲的信息（8)生物代謝產生的物質如酶、維生素、生長素、抗生素等(9）有些候鳥的遷徙,在夜間是靠天空中的星座來確定方位的（10）鼬遇到危險時,由肛門排出有強烈惡臭味的氣體,起到報警和防御的功能答案(1)（4）（7）（9）(2)(5）（8)(10)(3)（6）解析物理信息是指生態系統中的光、聲、熱、電、磁等，通過物理過程傳遞的信息；化學信息是指生態系統中以代謝產物等化學物質傳遞的信息，如性外激素、告警外激素等；行為信息是指生態系統中以生物的表現或動作傳遞的信息，包括舞蹈、運動等。二、信息傳遞的作用1．信息傳遞在農業生產上的應用（1）調控生物的生長發育實例：短日照處理能使菊花提前開花，長日照處理能使菊花延遲開花。(2）提高農產品和畜產品的產量①養雞業在增加營養的基礎上延長光照時間可以提高產蛋率。②用一定頻率的聲波處理蔬菜、谷類作物及樹木等的種子，可以提高發芽率，實現增產。③模擬動物信息吸引大量傳粉動物，就可提高果樹的傳粉率和結實率.（3）對有害動物進行控制①粘蟲成蟲具有趨光性，對蠟味特別敏感，生產上就利用這一點，在殺蟲劑中調以蠟類物質以誘殺之。②人們還可以利用性引誘劑“迷向法”防治害蟲方法：在田間釋放過量的人工合成性引誘劑,使雄蟲無法辨認雌蟲的方位，或者使它的氣味感受器變得不適應或疲勞，不再對雌蟲有反應，從而干擾害蟲的正常交尾。2．信息傳遞在生態系統中的作用(1)有利于生命活動的正常進行.如植物種子萌發需要一定光照。（2)有利于生物種群的繁衍.(3)能調節生物的種間關系，以維持生態系統的穩定。3．生態系統三大基本功能的比較項目能量流動物質循環信息傳遞區別來源太陽能生態系統生物或無機環境途徑食物鏈或食物網食物鏈或食物網多種途徑特點單向流動，逐級遞減反復出現，循環流動通常是雙向的范圍食物鏈各營養級生物之間生物群落與無機環境之間生物與生物之間或生物與無機環境之間模式圖聯系信息傳遞存在于生態系統的各種成分之間，把生態系統的各部分聯系成一個整體,與物質循環、能量流動同時進行,相互依存，不可分割1．捕食者和被捕食者之間是否存在信息傳遞?其傳遞方向是單向的還是雙向的？由此可看出與能量流動及物質循環相比較，信息傳遞的最大特點是什么？答案存在；其信息通過食物鏈、食物網的渠道進行傳遞，其傳遞方向是雙向的；從傳遞方向看，能量流動是“單向”的，物質循環在生物群落與無機環境間是“循環往復"的,而信息傳遞往往是“雙向”的.2．黑光燈誘殺昆蟲和施用信息素干擾昆蟲正常交尾而控制害蟲數量的原理相同嗎？答案黑光燈誘殺害蟲的成蟲，直接降低害蟲種群密度，減少危害，而施放信息素是干擾害蟲正常交尾，以降低害蟲出生率，進而降低害蟲種群密度,減少害蟲危害.3．為什么說信息傳遞也是生態系統的一個基本功能?答案信息傳遞存在于生態系統的各種成分之間，把生態系統的各個組成部分聯系成一個整體，決定能量流動和物質循環的方向和狀態，具有調節生態系統穩定性的作用。2．繁殖季節雄性揚子鱷發出“轟”“轟"的聲音，雌性揚子鱷則根據聲音大小選擇巢穴的位置.當聲音大時，雌鱷選擇將巢穴筑于山凹濃蔭潮濕溫度較低處，則產生較多的雌鱷。以上事實說明生態系統中信息傳遞具有（）A．能夠調節生物種間關系，以維持生態系統的穩定B．影響生物種群的繁衍，維持種群數量的穩定C．維持生物體正常生命活動，調節生物內環境的穩態D．對生物進行自然選擇，促進生物進化問題導析由題目信息：繁殖季節雄性揚子鱷發出“轟”“轟”的聲音,雌性揚子鱷則根據聲音大小選擇巢穴的位置，說明生態系統中信息傳遞能影響生物種群的繁衍。答案B解析題中描述的特殊聲音與揚子鱷的繁殖有關，說明生態系統中信息傳遞能影響生物種群的繁衍，維持種群數量的穩定。一題多變(1)上述雄性揚子鱷發出的聲音屬于生態系統信息傳遞中的________信息.（2)這種求偶行為的產生與體內分泌的________有直接關系。答案(1）物理(2）性激素三、生態系統穩態的維持1．對生態系統穩態的理解（1)生態系統的穩態是系統發展的結果,生態系統的穩態不是絕對穩定,而是指生態系統的結構與功能保持動態平衡狀態。①結構相對穩定:動植物的種類和數量相對穩定。②功能相對穩定：物質與能量輸入和輸出相對平衡。③可打破重建:在遵循生態系統規律的前提下依據人類的需要，打破原有平衡，建立更加高效的平衡。(2）生態系統的穩態具有相對性，當一個生態系統受到大規模的干擾或外界壓力超過生態系統的自我調節的能力時，便可能導致生態系統穩態的破壞。2．生態系統具有穩定性的原因-—生態系統具有自我調節能力（1）生態系統的自我調節能力的大小，取決于其物種組成、營養結構、生物與生物及生物與環境之間的關系等.（2）生態系統的結構與自我調節能力的關系生態系統的成分食物網自我調節能力越多越復雜大越少越簡單小(3）自我調節能力的相對性：生態系統的自我調節能力不是無限的,當外界干擾因素的強度超過一定限度時,生態系統的自我調節能力迅速喪失,生態系統將難以恢復平衡。3．穩態維持的調節機制——負反饋調節（1）生態系統的反饋調節當生態系統某一成分發生變化的時候，它必然會引起其他成分出現一系列的相應變化，這種變化又會反過來影響最初發生變化的那種成分的現象，稱為反饋調節，其中包括正反饋調節和負反饋調節。負反饋調節在生態系統中普遍存在.(2)正反饋調節和負反饋調節的比較比較內容負反饋調節正反饋調節作用是生態系統自我調節能力的基礎，能使生態系統達到和保持平衡使生態系統遠離平衡狀態結果抑制或減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化加速最初發生變化的那種成分所發生的變化實例森林中的食蟲鳥與害蟲的數量變化已經污染的湖泊中污染狀況加劇圖示4.抵抗力穩定性與恢復力穩定性的比較比較內容抵抗力穩定性恢復力穩定性區別實質保持自身結構功能相對穩定恢復自身結構功能相對穩定核心抵抗干擾、保持原狀遭到破壞、恢復原狀聯系①一般呈相反關系，抵抗力穩定性強的生態系統，恢復力穩定性差，反之亦然②二者是同時存在于同一生態系統中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用共同維持生態系統的穩定如圖所示:1．生態系統自我調節能力的大小與什么因素有關？答案生態系統中的物種越多，遺傳基因庫越豐富，食物網越復雜,自我調節能力就越強.2．負反饋調節是破壞生態系統的穩態嗎？答案負反饋調節并非破壞生態系統的穩態，而是使最初發生的那種變化向相反方向發展，使生態系統達到并保持相對穩定。3．落葉闊葉林、針闊混交林和針葉林遭到嚴重破壞時，往往不易在短時間內恢復到原來的狀態，其原因是什么？答案原因是它們的恢復力穩定性較低。落葉闊葉林、針闊混交林和針葉林營養結構較復雜，其抵抗力穩定性較大，而恢復力穩定性較小。4．下圖為生態系統抵抗力穩定性、恢復力穩定性和總穩定性的關系圖，其中曲線與正常作用范圍之間所夾的面積作為總穩定性的定量指標(TS）。那么，兩條虛線之間的部分以及x、y表示的含義分別是什么?答案兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍；y表示外來干擾使之偏離正常范圍的大??；x表示恢復到原狀態所需的時間。3．如圖所示，圖A為草原生態系統中的反饋調節示意圖，請據圖回答下列問題：（1)作為一個完整的生態系統，除了圖A中所示的成分外，還應該包括__________和__________________。（2)甲、乙、丙3者之間的食物聯系是________________；該生態系統的_________________是沿著這種渠道進行的。（3）圖B為某湖泊的生態系統中發生的某種調節活動，這種調節導致的最終結果是______________________________________________________________.此結果產生的原因是________________________。(4)圖A和圖B這兩種反饋調節是否相同？為什么?________________________________________________________________________________________________________________________________________________。問題導析(1)生態系統的成分包括乙生產者、甲和丙消費者,以及分解者、非生物成分。（2）該食物鏈為乙→甲→丙，物質循環和能量流動是沿著該食物鏈進行的。(3)該湖泊受到污染，水質惡化加劇了物種減少，形成惡性循環,這屬于正反饋調節。最終導致該生態系統生物種類減少，自我調節能力降低。答案(1）分解者非生物成分(2)乙→甲→丙物質循環和能量流動（3）加速破壞該生態系統原有的穩態生物種類減少,自我調節能力降低（4）不同。圖A是負反饋調節,圖B是正反饋調節解析物質循環和能量流動是沿著食物網和食物鏈進行的，湖泊受到污染，物種減少，導致該生態系統自我調節能力降低，加速了生態系統的破壞。從圖A可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又導致乙減少,屬于負反饋調節。一題多變生物個體的穩態和生態系統的穩態都是通過反饋調節來實現的，據此回答下列問題:(1）生態系統普遍存在著反饋現象,其穩定性的維持主要是通過________（填“正”或“負"）反饋來實現的.（2)請以文字、箭頭分別構建一個個體穩態和生態系統穩態反饋調節的概念模型。①個體穩態反饋調節的概念模型（以血糖調節為例）：________________________________________________________________________。②生態系統穩態反饋調節的概念模型（生態系統以水稻田生態系統為例，水稻田中的主要生物有水稻、食蟲鳥與害蟲）：________________________________________________________________________。答案（1)負（2）①如圖②如圖解析生態系統普遍存在的反饋現象是負反饋。水稻田中水稻、害蟲、食蟲鳥組成食物鏈,害蟲增多使得食蟲鳥增多，食蟲鳥增多抑制了害蟲的增多。某大型湖泊藻類植物大量繁殖，水質迅速惡化,水質惡化加劇了藻類的死亡，形成惡性循環，這屬于正反饋調節。四、維持生態系統相對穩定的條件1．探究目的：設計和制作生態瓶，學會觀察和分析人工生態系統。2．制作材料：透明的塑料瓶等，小魚、螺螄、水草若干,細砂，河水，膠帶。3．制作過程(1)在洗凈的塑料瓶中注入約eq\f(2，3)容積的河水，加入沙子少許（沉積在底部約1cm厚），然后放入2只小螺螄，3～5尾小魚,水草數根,加塞子塞緊。(2)將瓶倒置，擱在架子上，放在有陽光照射的地方，定時觀察生態瓶的變化。4．小生態缸的設計要求及分析設計要求相關分析(1)生態瓶必須是封閉的防止外界生物或非生物因素的干擾（2）生態瓶中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，成分齊全(具有生產者、消費者和分解者)生態瓶中能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定(3)生態瓶必須透明為光合作用提供光能；保持生態瓶內溫度；便于觀察(4)生態瓶宜小不宜大,瓶中的水量應占其容積的eq\f(4，5）,要留出一定的空間便于操作；瓶內儲備一定量的空氣(5）生態瓶的采光要用較強的散射光防止水溫過高導致水生植物死亡5.生態瓶穩態觀察的注意事項（1)首先設計一張觀察記錄表，內容包括植物、動物的生活情況、水質情況（由顏色變化進行判別）及基質變化等。(2）定期觀察，同時做好觀察記錄。（3）如果發現生態瓶中的生物已經全部死亡，說明此時該生態系統的穩態已被破壞，記錄下發現的時間。6．結果分析(1)生態瓶中雖然成分齊全,生產者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質循環，但由于生態瓶中的生態系統極為簡單，自我調節能力極差,所以生態系統的穩態極易被破壞。因此,生態瓶內的生物只能保持一定時間的活性。（2）如果生態瓶是一個開放的生態系統，則生態系統的成分復雜,自我調節能力強,在沒有巨大外界環境干擾的情況下會長期保持相對穩定.4．為研究影響生態系統穩態的因素,某生物學習小組設計了4個密閉、透明的生態瓶，各瓶內的組成和條件見下表。經過一段時間的培養和觀測后，發現甲瓶是最穩定的生態系統。生態系統組成光水草藻類浮游動物小魚泥沙甲＋＋＋＋－＋乙－＋＋＋－＋丙＋＋＋＋－－?。ⅲ骸埃北硎居?，“－”表示無。請回答下列相關的問題：(1）為保證生物的生存,必需的兩項外部條件是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）瓶內加入泥沙的重要意義是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為____________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4）丙瓶比甲瓶有較多的有機物，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（5）丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量______，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）根據觀測結果,得出結論：①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________.問題導析（1)密閉生態瓶的穩態取決于該生態系統生物種類和數量的合理搭配。(2）生產者進行光合作用,為消費者—-浮游動物和小魚提供氧氣和食物。（3)泥沙中含有微生物——分解者，可將水中的有機物分解成無機物，實現瓶內物質循環。(4）甲瓶無小魚較丁瓶有小魚穩定的原因可能是生態瓶較小,小魚的存在和長大會引起生物間的競爭加劇，打破原有的平衡。答案(1)充足的光照和適宜的溫度(2)提供分解者，為綠色植物提供必需的礦質元素(3)下降缺乏光照情況下藻類不能進行光合作用，不能生長(4)缺乏泥沙，分解者數量太少（5）減少消費者較多，消耗較多的氧氣(6)①生態系統應該具有生產者、消費者和分解者以及非生物成分（太陽能）②生產者、消費者以及分解者之間應保持適宜比例，以維持生態系統的相對穩定一題多變判斷在設計小生態瓶時應遵循的原理是否合理：（1）瓶中動物與植物之間應有捕食關系()(2）瓶中各種生物的數量搭配應合理()（3)應經常向瓶中通氣，保證瓶中生物的呼吸（）(4)瓶中生態系統應獲得充足的能量（)答案（1)√（2)√(3）×(4)√1.下列信息的傳遞中,與其他三種不屬于同一類型的是（）A．小囊蟲在發現榆、松寄生植物后,會發出聚積信息素，召喚同類來共同取食B．榆樹通過分泌一種化學物質，與櫟樹產生相互拮抗的現象C．雄蚊能根據雌蚊飛行時所發出的低頻聲波而找到雌蚊D．群居動物通過群體氣味與其他群體相區別答案C解析小囊蟲在發現榆、松寄生植物后發出的聚積信息素、榆樹分泌的一種化學物質和群居動物的群體氣味都屬于化學信息，而雌蚊飛行時所發出的低頻聲波屬于物理信息.2.有關信息傳遞在農業生產中的應用，下列說法不正確的是（)A．利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物，可以提高果樹的傳粉效率和結實率B．利用音響設備發出不同的聲音信號誘捕或驅趕某些動物，使其結群或遠離農田C．利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，可以降低種群密度D．利用信息傳遞可防治害蟲，但效果很差答案D解析利用信息傳遞防治害蟲效果明顯，能起到很好的作用，而且對生態系統的無機環境沒有較大干擾,不會造成環境污染.3.下列哪項措施能提高一個生態系統的穩態（）A．減少該生態系統內捕食者和寄生生物的數量B．使該生態系統內的生產者和消費者在