生态系统的信息传递.ppt

第4节 生态系统的信息传递,讨论：一只蜜蜂在找到蜜源之后，如何告诉巢中的其他同伴蜜源的位置呢？,生命系统中是否存在信息？,问题探讨,一、什么是信息？,在日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。,生态系统信息流模型 生态系统的信息传递又称信息流，此过程中伴随着一定的物质和能量消耗。但是信息流不像物质流那样是循环的，也不像能量流那样是单向的，而往往是双向的，有从输入到输出的信息传递，也有从输出向输入的信息反馈。,生态系统中的信息流不仅是四个基本组成成分间及内部的流动，也不仅包括个体、种群、群落等不同水平的信息流动，而且生态系统所有层次、生物的各分类单元及其各部分都有特殊的信息联系。按照控制论的观点，正是由于这种信息流，才使生态系统产生了自动调节机制，赋予生态系统以新的特点。,1信息的种类,1、物理信息：,生态系统中的_ 等,通过_ _传递的信息,称为物理信息。,光、声、温度、湿度、磁力,物理过程,（2）感受部位：,（1）概念：,动物的_等 植物的 （光敏色素等）,眼、耳、皮肤,叶、芽及细胞中的特殊物质,（3）来源：, 无机环境 生物,三、生态系统中信息的种类,蜘蛛网的振动对于蜘 蛛来说属于物理信息,海豚的回声定位,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,萤火虫则以闪光来告诉同伴自己的位置、现在是否有交配的要求等。,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,蝙蝠的回声定位与雷达（超声波）,夏天，黄昏以后，常常可以看见蝙蝠在空中低飞，捕捉蚊蝇等昆虫，在黑暗中蝙蝠能看见昆虫吗？如果不能，那是为什么？,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,太阳位置 地球磁场,候鸟长途迁徙、信鸽千里传书,蛇的热感受器（红外线感受器）,物理信息温度,响尾蛇的红外探测器含有约7000个神经末梢(属三叉神经)，十分敏感，极轻微的温度变化，如升高0.002就能导致神经兴奋。,鱼的侧线（感知水流速度和方向）,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,温度、湿度,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,植物的颜色、形状、花对于动物来说是_。,物理信息,有的动物在长日照的条件下进行繁殖,貂 鼬,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,有的动物在短日照的条件下进行繁殖,鹿 山羊,三、生态系统中信息的种类（物理信息）,声波,阳光,热量,水的振动,温度、湿度,磁场,物理信息,生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的，称为化学信息,化学物质,2、化学信息：,（1）概念：,例如植物的、等代谢产物,动物的 等.,生物碱,有机酸,性外激素,（2）举例：,（3）来源：,生物在生命活动过程中产生的,信息素,昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质,狮、虎、狼、狗等动物,撒尿圈地作为领地记号。,化学信息,水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长。,水葫芦,化学信息,当蚜虫被捕食时，被捕食的蚜虫立即释放报警信息素，通知同类其他个体逃避。,化学信息,某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。,黄鼠狼肛门附近有一对臭腺，是种独特的化学武器。当黄鼠狼遭到猎狗紧紧追捕，难以脱身时，在猎狗接近的一瞬间，黄鼠狼会突然施放出一股臭液来，臭味难闻。,化学信息,动物的 ，在同种或异种生物之间传递信息。即生物的_可体现为 行为信息。,特殊行为,3、行为信息：,（1）概念：,（2）举例,蜜蜂跳舞；雄鸟的“求偶炫耀”等,行为特征,求偶行为,求偶行为,行为信息,送礼或献食方式的求偶,加拿大北极鹅的求爱,雄性北极雀的求爱,行为信息,资料分析,资料1,资料2,莴苣种子萌发率与光的波长的关系,作用：,生命活动的正常进行，离不开信息的作用。,资料3,资料分析,许多动物都能在 特定时期释放用 于吸引异性的信 息素，用来传递 性信号。,作用：,通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。,资料分析4,作用：,通过信息传递，能够调节生物之间的关系,维持生态系统的平衡。,萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用，结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。,资料分析,草原返青时,“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息;狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者,兔同样也能够依据狼的气味或行为特征来躲避猎捕。,1、生命活动的_，离不开信息的作用。 2、生物种群的_，离不开信息的传递。 3、调节生物的_，维持生态系统的稳定。,正常进行,繁衍,种间关系,四、信息传递在生态系统中的作用,核心要点突破,2信息传递与能量流动、物质循环的比较,信息传递在农业生产中的应用,提高农产品或畜产品的产量 对有害动物进行控制,1、利用人工合成各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树的传粉效率和结实率； 2、利用光信息调节，调控生物的生长和发育，如使菊花在夏季开花，改变某些动物的繁殖时间； 3、延长光照时间，提高产蛋率； 4、用一定频率的声波处理蔬菜、谷物的种子，提高发芽率。,1、利用昆虫的趋光性，进行诱杀，消灭害虫； 2、利用音响设备发出的声信号，诱捕或驱赶动物； 3、利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物； 4、利用人工性外激素，扰乱某些动物的雌雄交配。,提高农产品或畜产品的产量,利用光照提高鸡的产蛋量,利用温度和湿度延长蔬菜的种植期,对有害动物进行控制,昆虫性信息素 防治病虫害,播放集群信号录音引来鸟类,村民在麦田里设置草人，预防野鹿来侵。,蛾类多在夜间活动，具有趋光性，对紫外线敏感，根据这一现象，人们常在夜间用黑光灯来诱杀这类农业害虫,1.属于物理信息的是( ) 属于化学信息的是( ) 属于行为信息的是( ) 1.哺乳动物的体温 2.鸟类鸣叫 3.红外线 4.萤火虫发光 5.植物分泌的化学物质 6.电磁波 7.昆虫发出的声音 8.昆虫的性信息素 9.植物开花 10.蓟的刺 11.紫外线 12.蜜蜂跳舞,8,巩固练习,1,5,12,2,3,4,6,7,9,10,11,1生态系统稳定性的理解 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：生态系统中动植物的种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示：,(2)功能的相对稳定：生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。 (3)图解：,(5)生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，如下图：,图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。 y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统相比受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。,x可以表示恢复到原状所需的时间；x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。 TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。 (6)提高生态系统稳定性的措施 控制对生态系统干扰的程度。对生态系统的利用应该适度，不要超过生态系统的自我调节能力。 对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。,2生态系统的反馈调节 当生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象，包括正反馈调节和负反馈调节，比较如下：,特别提醒：生物圈的稳态是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。 生物圈中生物间复杂的营养关系是生物圈稳态维持的根本原因。 源源不断的有机物中的化学能是生物圈维持正常运转的动力。,【例2】(2009天津卷，5)如图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。,据图分析，下列叙述正确的是( ),甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强 甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂 乙生态系统在S点后一定有新的物种产生 乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程 A B C D 思路点拨：分别比较甲生态系统和乙生态系统的曲线与气候的关系，得出相应的结论是解答本题的突破口。,由图可知，甲生态系统种群类型数量较乙生态系统多，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性就越强，因此甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强。群落是同一时间内在一定区域中各种生物种群的集合，所以甲生态系统中生物群落的营养关系不一定较乙复杂；新的物种的产生必须经过生殖隔离，乙生态系统在S点后不一定有新的物种产生；乙生态系统在S点时种群类型数量降到最低，而S点后种群类型数量又逐渐增加，可见S点后一定经历过一个次生演替的过程。 答案：B,实验：设计并制作生态缸，观察其稳定性 1实验原理 (1)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都有着密切的关系。 (2)将少量植物，以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密封的生态缸中，便形成一个人工模拟的微型生态系统。 (3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。,3基本操