2018_2019学年高中生物第四章生态系统的信息传递和生态系统稳态的维持学案（含解析）苏教版.docx

第2课时生态系统的信息传递和生态系统稳态的维持1.生态系统的基本功能包括能量流动、物质循环和信息传递。2信息传递能够调节生态系统的各个组成成分之间的关系， 强化生态系统的调节机制，发挥维持生态系统稳态的作用。3生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的 能力称为生态系统的稳态，又称为生态系统的稳定性。4生态系统的自我调节能力的基础是负反馈调节。5生态系统的稳态主要表现在抵抗力稳定性和恢复力稳定性 两个方面。6生态系统的物种越多，遗传基因库越丰富，食物网越复 杂，自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。一、生态系统中的信息传递1生态系统中信息的种类(1)物理信息：概念：生态系统中以物理过程为传递形式的信息。实例：光、声、热、电、磁等。(2)化学信息：概念：生态系统中以代谢产物等化学物质传递的信息。实例：植物代谢产物和动物外激素。(3)行为信息：概念：生态系统中以生物的表现或动作等行为特征传递的信息。实例：舞蹈、运动等。2生态系统信息传递的特点和意义(1)特点：既有从输入到输出的传递过程，也有从输出到输入的反馈过程。(2)意义：信息传递能够调节生态系统的各个组成成分之间的关系、强化生态系统的调节机制，发挥维持生态系统稳态的作用。3信息传递在农业生产上的应用(1)模拟传粉昆虫的信息吸引传粉昆虫前来帮助植物传粉，从而提高农作物产量。(2)在田间释放人工合成的性外激素，干扰害虫的正常交尾，减少害虫的繁殖数量，达到既防虫又减少污染环境的效果。(3)利用环境与生物相互作用传递的信息，适时调整产品的上市时间，以获得较高的经济效益。二、生态系统稳态的维持1生态系统的稳态(1)概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳态，又称为生态系统的稳定性。(2)意义：是生态系统结构和功能协调发展的重要标志。(3)主要表现：抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状而不受损害的能力。恢复力稳定性：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。2生态系统稳态的维持(1)稳态维持的原因：生态系统具有自我调节能力，其基础是负反馈调节。(2)决定因素：生态系统中的物种数、遗传基因库、食物网的复杂程度等。(3)稳态的相对性：生态系统在受到大规模干扰或外界压力超过生态系统自我调节能力的限度时，生态系统的稳态就可能遭到严重破坏，甚至引发系统崩溃。1判断下列叙述的正误(1)害虫与拟水狼蛛间的信息传递，不利于维持生态系统的稳定()(2)当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能()(3)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于化学信息()(4)热带雨林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低()(5)某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节()(6)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高()2信息传递在生态系统中具有重要作用。下列各种信息，属于行为信息的是()A萤火虫发出的光B鸟类的鸣叫声C孔雀开屏 解析：选C光、声音等属于物理信息，孔雀开屏属于行为信息。3生态系统具有信息传递功能，下列属于物理信息的是()A牛膝草分泌蜕皮激素加速采食害虫的蜕皮B意大利蜂找到蜜源时的即兴舞蹈C海豚借助超声波确定方位解析：选CA项为化学信息，B项为行为信息，C项为物理信息。4诗人白居易大林寺桃花诗中写到：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。”与这一奇观的产生有关的信息主要是()A物理信息B化学信息C行为信息解析：选A“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”是因为海拔越高温度越低，花开的越迟；温度传递的是物理信息。5利用性外激素在田间诱捕害虫，可以降低害虫的种群密度。下列相关叙述正确的是()A性外激素是生态系统中的一种物理信息B性外激素是生态系统中的一种化学信息C性外激素是生态系统中的一种行为信息解析：选B性外激素是一种分泌到体外，并可随空气传播的挥发性化学物质，可传递化学 信息。6狼依据兔留下的气味进行捕食，兔依据狼的气味或行为躲避猎捕，这一事实说明()A生命活动必须依据信息的传递B信息能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定C所有生物都有信息传递解析：选B狼和兔属于种间关系，它们之间通过信息传递调整种群的数量变化。7人类的下列活动，有利于维持生态系统稳定性的是()A大面积种植转基因植物B大量使用农药DDT杀灭蚊虫C大力开展退耕还林还湖解析：选C退耕还林还湖有利于维持生态系统稳定性。1信息传递在生态系统中的作用(1)个体生命活动的正常进行离不开信息传递：蝙蝠通过自身发出的声波，对目标进行“回声定位”，靠声波它才能正常地取食与飞行。有些植物种子的萌发和植物的开花由光照决定。(2)生物种群的繁衍离不开信息传递：昆虫靠性外激素来引诱同种异性个体前来交尾。青蛙的鸣叫有利于寻找配偶。(3)调节生物的种间关系，维持生态系统的稳态：在草原上，当草返青时，“绿色”为植食性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去猎捕，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。2生态系统三大基本功能的比较项目区别联系来源途径特点范围能量流动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物质循环生态系统全球性，反复出现、循环流动生物圈(群落与无机环境之间)信息传递生物或无机环境多种途径信息引起生理或行为的变化(单向或双向)生物与生物之间或生物与环境之间题组冲关1下列有关生态系统中信息传递的叙述，正确的是()A生态系统中物理信息在同种或异种生物间传递B动物通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息C生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的D生态系统中植物都是通过化学物质传递和接受信息的解析：选B生态系统中信息传递的种类包括了物理信息、化学信息和行为信息。动物可以通过特殊的行为在同种和异种生物间进行信息传递。信息传递一般是双向的，能量的传递是单向的。植物既可以通过化学物质传递化学信息，也可以接受环境中的一些物理信息。2下面为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是()A信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的B生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递C物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力D生态系统各成分间都有各种形式的信息传递解析：选A能量流动特点是单向流动、逐级递减，而物质循环是反复出现，循环流动的。方法规律信息类型的判断方法生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如：(1)孔雀开屏：如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息。如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。(2)鸟类或其他动物报警：若通过声音(尖叫)则属于物理信息，若通过特殊的动作(突然飞起)则属于行为信息。(3)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官或植物光敏色素、叶、芽对光、重力等接受上述信息则判断为物理信息；若涉及化学物质挥发性这一特点则判断为化学信息。1生态系统稳态的调节主要通过反馈调节方式进行。反馈调节又分为负反馈调节和正反馈调节，两种调节的比较 如下：方式内容负反馈调节正反馈调节作用是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡使生态系统远离平衡状态，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即良性循环或恶性循环结果抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化加速最初发生变化的那种成分所发生的变化实例森林中的食虫鸟和害虫的数量变化已经污染的湖泊中污染状况加剧图示2.抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较项目抵抗力稳定性恢复力稳定性概念指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状而不受损害的能力指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力影响因素生态系统中的组分越多，抵抗力稳定性越强生态系统的组分越少，则越容易恢复，与自身调节能力有关联系一般为相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然，图示如下：二者是同时存在于同一生态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思考探究(1)草原生态系统与森林生态系统相比哪个抵抗力稳定性更高？恢复力稳定性呢？提示：森林生态系统抵抗力稳定性高，恢复力稳定性低，草原生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性高。(2)若对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈什么关系？所有的生态系统都这样吗？举例说明？提示：一般来说，对同一个生态系统来讲，抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相反且同时存在的。但对于一些特殊的生态系统比如极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。题组冲关3下列措施，能提高一个生态系统抵抗力稳定性的是()A减少捕食者和寄生者的数量B使生产者和消费者的数量保持平衡C增加适宜的物种数目D限制一个演替系列的演替过程解析：选C生态系统的成分越复杂，营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性就越强。4下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是()解析：选C在受到同等程度的外来干扰后，C项中初级消费者数量的变化最小，说明该生态系统的自我调节能力最强，抵抗力稳定性最高。1实验原理生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等有着密切的关系。衡量生态系统的稳定性高低的重要指标，是看它能否在一定时间内保持自身结构和功能的相对稳定。2实验步骤(1)处理标本瓶：取一个标本瓶并洗干净，然后用开水煮一下瓶身和瓶盖。(2)放沙注水：向瓶中放入适量细沙，再向瓶内注入河水，约占瓶容积的4/5。(3)投放生物：将适量水草和小鱼放入标本瓶中。(4)加盖封口：拧紧瓶盖，再在瓶盖周围涂抹上一层凡士林。(5)粘贴标签：在制作好的小生态瓶上贴上标签，然后放在阳面窗台上(不要再移动位置)。(6)观察、记录：每天观察一次，并做好记录。观察指标：观察稳定性，可通过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。观察记录：要设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化。如果发现生态瓶中的生物已全部死亡，说明此时生态系统的稳定性已被破坏，记录发生的时间。3小生态瓶的设计要求及目的分析设计要求相关分析生态瓶必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态瓶中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)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生态瓶的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态瓶内温度；便于观察生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应适宜，占其容积的4/5，要留出一定的空间便于操作；瓶内储备一定量的空气生态瓶的采光用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择的动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2消耗，防止O2消耗量大于O2产生量题组冲关5某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如下图所示)。下列分析错误的是()A甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少B乙瓶中的生物存活的时间相对较长C丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中D若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中解析：选A甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内消费者数量过多。6在制作生态瓶的实验中，以下关于生态瓶设计的原理叙述不正确的是()A瓶要无色透明，保证能量能输入生态瓶B要定期通气，以保证各种生物的正常呼吸C要放在散射光处，以避免瓶内的温度过高D水量应为容器的4/5，以使瓶内储备一定量的空气解析：选B由于生态瓶中的生产者通过光合作用制造氧气，故不需要定期通空气来保证各种生物的呼吸；瓶无色透明，可以让光透过，有利于生产者进行光合作用；将生态瓶放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射；在制作生态瓶时，要保留一定的空间。一、选择题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，把一只雌性大天蚕蛾扣在纱笼里，周围撒满樟脑。尽管外面风狂雨骤，但还是有几十只雄蛾扑向纱笼，此现象说明()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：选D无线电波属物理信息，所起的作用不可能具有性别的差异性；趋化性是行为，但并非所有的昆虫都能趋向于同一种化学物质；阴雨天气是昆虫的不良环境条件，昆虫不可能趋向这样的环境；雌、雄昆虫通过性外激素相互联系。2下列行为不属于发送信息的是()A鸟类的鸣叫 B工蜂跳8字舞C蟑螂昼伏夜出 D雌蛾分泌性外激素解析：选C蟑螂昼伏夜出是接受信息的结果，不是发送信息。3金钱豹会用尿液划出自己的领域范围，以此来警告同类。金钱豹尿液所散发出的气味属于()A物理信息 B化学信息C行为信息 D营养信息解析：选B通过尿液中的化学物质传递的信息，属于化学信息。4据了解，野生扬子鳄种群的雌、雄比例一般稳定在51左右，这样的性别比是由孵化时的温度所决定的。繁殖季节雄性扬子鳄发出“轰轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音大小选择巢穴位置。当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓荫潮湿温度较低处，则会产生较多的雌鳄。以上事实说明生态系统中信息传递()A能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定B维持生物体正常生命活动，调节生物内环境的稳定C影响生物种群的繁衍，维持种群性别比例的稳定D对生物进行自然选择，促进生物进化解析：选C根据题干信息可知，生态系统中信息传递能够影响生物种群的繁衍，维持种群性别比例的稳定。5下面是有关生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系曲线，其中正确的是()解析：选A生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统的成分和营养结构，成分越复杂，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越大，而恢复力稳定性则相反。6下列实例中，属于恢复力稳定性的是()A由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害B当天气干旱时，草原生态系统中的动物种类和数量一般不会有太大的变化C乡村有一个池塘，每天都有人到池边洗东西，可池水依然清澈如故D一个相对封闭的生态系统中闯入某大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用，直到恢复为原来的状态解析：选D恢复力稳定性是指生态系统遭受干扰破坏后，系统恢复到原状的能力。A项指遭到破坏，但没有涉及恢复；B、C项体现了生态系统的抵抗力稳定性；D项中生态系统引入了外来物种，受到影响，后又恢复原状，属于恢复力稳定性。7关于反馈调节的叙述错误的是()A反馈调节分为正反馈调节和负反馈调节B正反馈调节的结果是抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响C负反馈调节的结果是抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响D在维持生态系统的稳态中负反馈调节起主要作用解析：选B生态系统的反馈调节分为正反馈调节和负反馈调节。负反馈调节是生态系统维持稳态的基础，其反馈的结果是抑制或减弱最初发生的变化所产生的影响；而正反馈调节的结果与负反馈调节的相反，是加速最初所发生的变化。8在制作生态瓶探究维持生态系统相对稳定的条件实验中，以下操作正确的是()A尽可能多地放入小动物，增加其抵抗力稳定性B瓶内应注满水，并放入足量的植物作为生产者C瓶应遮光，这样才能保证物质循环和能量流动D为使瓶内有适量的分解者，可以加入少量河泥解析：选D瓶中应放入适量的小动物，因为放入小动物过多，生态瓶中的生产者不能充分满足其能量的需要。瓶内应放大半瓶水(保证有足够的氧气)，并放入适量的植物作为生产者。瓶应透光，保证有能量的输入。放入少量河泥，使生态瓶中存在分解者。二、非选择题9蜜蜂是大家所喜爱的小动物，请回答下列有关蜜蜂的问题：.蜜蜂是一种群居的益虫，蜜蜂的筑巢、采粉酿蜜等行为以及语言等都引起了人们的极大兴趣。(1)蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源后，回到蜂窝内通过特殊的语言传达给其他同伴，如果侦查蜂跳“圆形舞”，则表明蜜源的距离很近，一般在百米之内。这种信息是_。(2)蜜蜂可以从很多植物的花朵上采集花粉，同时也为这些植物传粉，这种关系在生态学上为_。从生态系统的功能看，信息传递可以_，以维持生态系统的稳定。.蜜蜂是如何发现蜜源的，我们可以进行模拟探究实验。有人从以下几方面进行了探究，所用的实验材料有蜜蜂100只，1枝作为常见蜜源的黄色5瓣花，白纸，剪刀，染料，无色且与蜜源味道相同的制剂。组别假设操作步骤预测结果结论1通过花的味道识别2通过花的颜色识别3通过花的外形识别(1)第1、2组实验传递的信息分别属于_。(2)第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形上的要求是怎样的？_。(3)如果将三组“模拟花”摆在蜂箱周围同时进行实验时，写出两条应该注意的问题：_。(4)每组实验测量的指标是_。解析：.跳舞是蜜蜂的一种特殊行为，属于行为信息。蜜蜂采集花粉属于捕食，为植物传粉属于种间互助。信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定。.(1)花的味道传递的信息属于化学信息，花的颜色传递的信息属于物理信息。(2)第2组是通过花的颜色识别进行实验的，因此白纸要染成黄色，不要有味道，形状不能与花的形状相同。(3)实验中除自变量外均要保持一致，以防止无关变量的干扰。(4)实验测定的指标是单位时间内落到实验材料上的蜜蜂的数目。答案：.(1)行为信息(2)种间互助和捕食调节种间关系.(1)化学信息和物理信息(2)将白纸染成花的颜色(黄色)，无特殊的味道，且形状与花不同(3)“模拟花”与蜂箱的距离相等、晴天无风(其他合理答案亦可)(4)单位时间内落到实验材料(模拟花)上的蜜蜂的数目一、选择题1以下关于生态系统信息传递的叙述，不正确的是()A任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可避免地要被大自然所淘汰B信息传递在农业生产中的应用可提高农产品或畜产品的产量，也可对有害动物进行控制C短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，这是对行为信息的合理利用D任何生态系统中，能量、物质和信息都处于不可分割的密切相关状态解析：选C黄麻南种北移，是对物理信息的合理利用。2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花时间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解析：选DD项中生长素类似物如2,4D等是人工合成的具有一定生长素效应的物质；原理是双子叶植物较单子叶植物敏感，高浓度时可将其杀死，而对单子叶植物却促进生长，不属于生态系统中的信息传递。3.右图表示物种甲与物种乙的关系，则物种甲与物种乙之间信息传递的方向是()A信息只能由甲传递给乙B信息只能由乙传递给甲C甲与乙之间可以相互传递信息D甲与乙之间不能相互传递信息解析：选C图中表示甲与乙是捕食关系，具有捕食关系的两种生物之间可以进行信息的相互 传递。4某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是()A早期不属于负反馈，后期属于负反馈B早期属于负反馈，后期不属于负反馈C早期、后期均属于负反馈D早期、后期均不属于负反馈解析：选B池塘早期，藻类的增多(过程)，导致水蚤增多(结果)，结果藻类减少(减弱)，故属于负反馈调节；池塘后期，水体污染(过程)，导致大量水蚤死亡(结果)，从而使水体进一步污染(加强)，故属于正反馈调节。5下列有关干旱区域的生物与环境之间关系的叙述，正确的是()A干旱区域的生态系统食物链少，抵抗力稳定性强B干旱区域的生态系统营养结构简单，自我调节能力弱C经干旱环境长期诱导，生物体往往发生耐旱突变D种群密度是限制干旱区域生物种群数量增长的关键生态因素解析：选B水是限制陆生生物分布的一种重要生态因素，干旱地区生物种类较少，食物链相应也少，生态系统中群落结构较简单，自我调节能力较弱，抵抗力稳定性较差。生物体的基因突变是不定向的，耐旱突变并不是干旱诱导产生的，而是基因突变发生后，经干旱环境长期选择，使其中的耐旱突变保留下来，并逐代积累加强的结果。6某同学设计了一个小生态瓶，要想较长时间保持其稳态，则一定是()要有稳定的能量来源生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理植物的光合作用能满足动物对O2和养料的需要动物产生的CO2能够满足植物进行光合作用瓶底应放一些鹅卵石A BC D解析：选B生态瓶保持稳态需要外界不断提供能量，瓶中的植物是生产者，为消费者提供O2和有机物，同时还需要分解者，生物的数量要搭配合理；鹅卵石不能为生态系统提供任何成分，不是必需的。二、非选择题7下面是草原生态系统中兔子种群数量与植物种群数量