必修3-4-3生态系统的信息传递与稳定性

必修三稳态与环境第四单元生态系统与环境保护第四单元第三讲生态系统的信息传递和稳定性考情考点探究题型年份及考卷考点2012年重庆卷2011年江苏卷生态系统的稳定性选择题2012年广东卷2011年海南卷生态系统的信息传递非选择题2012年安徽卷2011年山东卷生态系统的稳定性考情回顾项目内容要求考点1.生态系统的信息传递及作用2.生态系统的稳定性ⅡⅡ重难点信息传递在生态系统中的作用及生态系统稳定性的基本原理考点直击1.(2012·广东高考，27)罗非鱼是杂食性鱼类，在珠江三角洲地区大量养殖，能适应咸、淡水环境。高考回眸(1)当罗非鱼由淡水进入咸水，机体会大量脱水，细胞外液渗透压________________，渗透压感受器产生兴奋，并将兴奋传给________________，促使其释放________________，该物质促进肾小管和集合管重吸收水，使尿量减少以适应咸水环境。(2)某实验基地水库中放养了一批罗非鱼。其监测数据显示，a～e段这种罗非鱼的种群数量发生了明显波动，调查发现有人在该水库中放生了大型肉食性鱼(FNE)；一段时间后，罗非鱼种群数量达到了相对稳定状态(见下图)。图中显示，罗非鱼种群在a～b段呈________型增长。据图推测，FNE最可能是在________对应的时间点进入水库；在捕食压力下，罗非鱼种群的环境容纳量接近______________。(3)富营养化导致藻类大量繁殖，该水库出现水华现象，浮游动物和鱼类均受到影响。请用文字和箭头描述藻毒素从产毒藻逐级积累到FNE体内的途径。答案(1)升高下丘脑抗利尿激素(2)JbK2(3)解析(1)外界咸水的浓度高于罗非鱼体液的浓度，因此鱼体细胞内水分发生渗透失水，导致细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器兴奋，此时下丘脑分泌、垂体后叶释放抗利尿激素，作用于肾小管和集合管，促进该处对水分的重吸收，使尿量减少，以此来维持体内水分的平衡。(2)根据图示，罗非鱼种群数量在开始阶段数量呈“J”增长，从b点后，环境阻力加大，种群数量变化率降低，增长速率减小，所以，最可能是在b点放入大型肉食性鱼，并且一段时间后在K2附近波动，达到动态平衡，因此环境容纳量为K2。(3)罗非鱼以浮游动物为食，浮游动物以藻类为食，其产生毒素影响了罗非鱼，其关系为：，藻毒素沿着食物链逐级富集，在罗非鱼中含量最高。基础梳理探究一、生态系统的信息传递1．信息一般是指日常生活中，可以传播的、情报、指令、数据与等。2．种类(1)物理信息：生态系统中的、声、、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率等。自主梳理消息信号光温度(2)化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的，如植物的生物碱、有机酸，动物的等。(3)行为信息：动物的，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。化学物质性外激素特殊行为3．在生态系统中的作用(1)个体：的正常进行，离不开信息的作用。(2)种群：生物种群的，离不开信息传递。(3)群落和生态系统：调节生物的关系，以维持生态系统的。生命活动繁衍稳定种间二、生态系统的稳定性1．概念：生态系统所具有的自身结构和功能相对稳定的能力。2．生态系统稳定性的调节：是一种调节，其调节基础是。保持或恢复负反馈调节自我3．种类(1)抵抗力稳定性：生态系统抵抗并使自身保持原状的能力。(2)恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的恢复到原状的能力。外界干扰功能结构和破坏后4．特点(1)不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差异：生态系统的组分越多，越复杂，其能力就越强，就越高。(2)生态系统在受到不同的干扰(破坏)后，其与恢复时间不同。食物网稳定性自动调节恢复速度1.动物的行为信息都与繁衍有关吗？互动探究[提示]不一定。有些行为与繁衍有关，如孔雀开屏。但某些信息与捕食有关，如某大型肉食动物捕食时，除了发了吼叫声外，还伴随着一些动作，这些动作就是行为信息。2．生态系统在受到破坏以后，恢复到原状的速度与哪些因素有关？[提示]与生态系统本身的组分、营养结构和自我调节能力有关。除此之外，还与生态系统的一些非生物的物质和能量有关，如温度、光照、水分和空气等。核心考点突破生态系统的信息传递要点归纳1.信息的种类类别概念传递形式实例物理信息生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息物理过程萤火虫的闪光、植物五颜六色的花类别概念传递形式实例化学信息生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质信息素昆虫的性外激素、狗利用其小便记路行为信息对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息动物的异常表现及行为鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为2.信息传递的一般过程信源(信息产生)→信道(信息传输)→信宿(信息接收)3．信息传递在生物中的作用(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，也就是雪兔天敌的减少，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。4．信息传递的来源及作用范围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(如图所示)。5．信息传递在农业生产中的应用(1)提高农产品和畜产品的产量例如：①养鸡业在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率；②用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等的种子，可以提高发芽率，获得增产；③模拟动物信息吸引大量传粉动物，就可提高果树的传粉率和结实率。(2)对有害动物进行控制对有害动物的防治方法有多种，如化学防治、生物防治、机械防治等。这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治，有些利用了信息传递。①粘虫成虫具有趋光性，对蜡味特别敏感，生产上就利用这一点，在杀菌剂中调以蜡类物质以诱杀之。②人们还可以利用性引诱剂“迷向法”防治害虫方法：在田间释放过量的人工合成性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾。信息传递与能量流动、物质循环的关系感悟拓展1法国的昆虫学家法布尔做过以下实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋里，把一只雌性大蚕蛾扣在笼子里，周围撒满樟脑。尽管当时狂风骤雨，但还有几十只雄蛾扑向纱笼，此现象说明()典例导悟A．昆虫间通过信息相互联系，这种信息是无线电波B．昆虫间通过信息相互联系，因为昆虫都具有趋化性C．昆虫间通过信息相互联系，联系的媒介是阴雨天气D．昆虫的雌雄个体间通过信息相互联系，这种信息是化学信息——性外激素解析昆虫在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如性外激素，它由昆虫的体表腺体所分泌，并且具有挥发性，其作用是引诱异性个体前来交尾。这样雌雄性个体就可以通过化学信息联系在一起，完成生殖过程。答案D狼依据兔留下气味进行捕食，兔依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。这个事实说明()A．生命活动必须依靠信息的传递B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定C．所有生物都有信息传递D．信息传递具有普遍性和多样性答案B解析生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。例如，在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息；森林中，狼能够依据兔留下的气味进行猎捕，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避追猎。可见，信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。生态系统的稳定性要点归纳一、生态系统的稳定性1．生态系统的稳定性的理解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结构和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、植物种类及数量不是不变的，而是在一定范围内波动，但不会变化太大。(2)功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。(3)生态系统稳定性的关系一般可表示如下：(4)生态系统的稳定性是系统内部自我调节的结果，这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。2．生态系统的自我调节能力(1)负反馈调节①作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到相对平衡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变化，从而达到和保持动态平衡。(2)自我调节能力的大小生态系统成分食物网自我调节能力越多越复杂大越少越简单小二、生态缸的设计制作及结果的观察与分析1．制作生态缸的目的是探究生态系统保持相对稳定的条件。2．生态缸稳定性观察与分析(1)观察稳定性，可观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极差，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。(3)若生态缸是一个开放的生态系统，则生态系统的成分复杂，自我调节能力强，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系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和功能保持原状的能力生态系统在遭到外界因素的破坏后恢复到原状的能力感悟拓展抵抗力稳定性恢复力稳定性影响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(1)相反关系：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(2)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2生态系统结构越复杂，其调节能力就越大，原因是()①处于同一营养级的生物种类多②能量可通过不同的食物链传递③某营养级中部分生物减少或消失，可由该营养级的其他生物代替④能量流经各营养级时，是逐级递减的A．①②③④B．①②③C．①③④D．③④典例导悟解析一般来说，生态系统的营养结构越复杂，处于同一营养级的生物种类越多，食物链和食物网就越复杂；假如其中某营养级的部分生物减少，可由该营养级的其他生物代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。答案B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化时间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答案D解析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，降低害虫种群密度。植物的开花需要一定时间的光照，分长日照植物、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。原理是双子叶植物对生长素较单子叶植物对生长素敏感，高浓度可将其杀死，而对单子叶植物却促进生长。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。方法警示探究方法体验对正反馈和负反馈调节的概念及实例辨析不清[例1]如图所示，图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，请据图回答下列问题。(1)作为一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括________和______________。(2)甲、乙、丙3者之间的食物联系是________；该生态系统的____________是沿着这种渠道进行的。(3)图B为某湖泊的生态系统中发生的某种调节活动，这种调节导致的最终结果是____________________________________________________。此结果产生的原因是____________。(4)图A和图B这两种反馈调节是否相同？为什么？___________________________________