蘇教版必修3 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài) 第3課時 生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持 學案.doc

第3課時生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持1舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的類型及作用。(重點)2描述信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用。3分析生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持及調(diào)節(jié)機制。(難點)4設計并制作生態(tài)瓶，觀察并分析其穩(wěn)定性。生 態(tài) 系 統(tǒng) 中 的 信 息 傳 遞1生態(tài)系統(tǒng)中信息的類型類別概念傳遞形式實例物理信息生態(tài)系統(tǒng)中以物理過程為傳遞形式的信息，包括光、聲、熱、電、磁等物理過程螢火蟲的閃光、植物花的顏色、鳥的鳴叫等化學信息生態(tài)系統(tǒng)中以代謝產(chǎn)物等化學物質(zhì)傳遞的信息，包括植物代謝產(chǎn)物、動物外激素等信息素昆蟲的性外激素、狗利用其尿液記路等行為信息生態(tài)系統(tǒng)中以生物的表現(xiàn)或動作等行為特征傳遞的信息，包括舞蹈、運動等行為特征昆蟲的舞蹈、孔雀開屏等2.信息傳遞的特點信息傳遞既有從輸入到輸出的傳遞過程，也有從輸出到輸入的反饋過程。3信息傳遞的作用信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的各個組成成分之間的關系，強化生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機制，發(fā)揮維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的作用。4信息傳遞的應用(1)用短日照處理能使菊花提前開花；(2)在田間釋放人工合成的性外激素，可以干擾害蟲的正常交尾，減少害蟲的繁殖數(shù)量，從而減少農(nóng)藥的使用量，達到既防蟲又減少環(huán)境污染的效果等。探討：性激素屬于化學信息嗎？提示：不屬于。化學信息是生物體釋放于體外的化學物質(zhì)，如性外激素。性激素存在于生物體內(nèi)，不屬于化學信息。探討：蝙蝠既能發(fā)出信息，又能接受信息來進行回聲定位，說明信息傳遞有什么特點？提示：說明信息傳遞有雙向傳遞的特點。探討：鳥類突然振翅飛起對同伴報警和通過尖銳鳴叫的報警所涉及的信息有何不同？提示：前者為行為信息，后者為物理信息。1信息傳遞的模式圖從圖中可以看出：(1)信息傳遞的雙向性：信息有從輸出者向輸入者的傳遞，也有從輸入者向輸出者的反饋。(2)信息傳遞的功能：信息傳遞存在于生態(tài)系統(tǒng)的各種成分之間，把生態(tài)系統(tǒng)的各種成分聯(lián)系成一個整體，決定能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)。2信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用范圍3信息傳遞與能量流動、物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別項目聯(lián)系來源途徑特點范圍能量流動太陽能食物鏈或食物網(wǎng)單向流動、逐級遞減食物鏈各營養(yǎng)級生物間共同把生態(tài)系統(tǒng)各組分聯(lián)系成一個統(tǒng)一整體，并調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)反復出現(xiàn)，循環(huán)利用生物群落與無機環(huán)境之間信息傳遞生物或無機環(huán)境多種單向或雙向生物與生物之間或生物與環(huán)境之間1螢火蟲通過閃光來識別同伴；草原上的鳥在發(fā)現(xiàn)天敵后，雄鳥急速起飛，扇動翅膀為雌鳥發(fā)出信號；某種植物根系分泌一種使休眠的真菌孢子發(fā)芽的化合物，如將這類物質(zhì)在作物播種前施入土中，就可以使休眠孢子提前發(fā)芽，使其找不到宿主而死亡。以上三個實例分別體現(xiàn)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【解析】生態(tài)系統(tǒng)中信息的分類是以信息的傳遞形式的依據(jù)來劃分的，物理信息是通過物理因素、物理過程來傳遞的，如光、聲、溫度、磁力等；化學信息傳遞的是一些化學物質(zhì)，如性外激素等；行為信息是通過動物的特殊行為、動作這些“肢體語言”來傳遞和表達的。題干中植物根系分泌的是一種化學物質(zhì)，很明顯屬于化學信息。鳥發(fā)現(xiàn)天敵后，做出了很夸張的動作，強調(diào)的是特殊行為，所以屬于行為信息?！敬鸢浮縝2下列關于信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中作用的敘述，不正確的是()a生命活動的正常進行，離不開信息的傳遞b信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定c沒有信息傳遞，生物仍可正常生存d信息在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，有些是我們用肉眼看不到的【解析】信息傳遞的作用有兩個：生命活動的正常進行、生物種群的繁衍離不開信息的傳遞；信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生物種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。所以，沒有信息的傳遞，生物不可能正常生存?！敬鸢浮縞3有關信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(fā)出不同的聲音信號誘捕或驅(qū)趕某些動物，使其結群或遠離農(nóng)田c利用昆蟲信息素誘捕有害動物，可以降低其種群密度d利用信息傳遞防治害蟲效果太差【解析】利用信息傳遞防治害蟲效果明顯，而且對生態(tài)系統(tǒng)的無機環(huán)境沒有較大干擾，不會造成環(huán)境污染?！敬鸢浮縟生 態(tài) 系 統(tǒng) 穩(wěn) 態(tài) 的 維 持1生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力，又稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(2)意義：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能協(xié)調(diào)發(fā)展的重要標志。(3)原因：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。(4)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的類型抵抗力穩(wěn)定性：指生態(tài)系統(tǒng)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?；謴土Ψ€(wěn)定性：指生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。2生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力(1)基礎：負反饋調(diào)節(jié)。(2)特點一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的物種越多，遺傳基因庫越豐富，食物網(wǎng)越復雜，自我調(diào)節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性就越高。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定的限度的。一個生態(tài)系統(tǒng)在受到大規(guī)模干擾或外界壓力超過生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的限度時，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)就可能遭到嚴重破壞，甚至引發(fā)系統(tǒng)崩潰。3維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施(1)為了確保生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，就要努力避免對生態(tài)系統(tǒng)的過度干擾。(2)對于具重要經(jīng)濟價值的人工生態(tài)系統(tǒng)，必須確保一定的物質(zhì)與能量投入，以維持人工生態(tài)系統(tǒng)在結構和功能上的協(xié)調(diào)發(fā)展。探討：水鄉(xiāng)人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，即便如此，水仍然很清澈。這體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)哪方面的能力？提示：生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性。探討：對所有生態(tài)系統(tǒng)來講，抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性都呈相反關系嗎？提示：有些生態(tài)系統(tǒng)如極地苔原生態(tài)系統(tǒng)，由于物種成分單一，營養(yǎng)結構簡單，它的抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性都較低。探討：能不能說“熱帶雨林的穩(wěn)定性大于草原生態(tài)系統(tǒng)”？提示：不能。只能說“熱帶雨林的抵抗力穩(wěn)定性大于草原生態(tài)系統(tǒng)”。探討：對于已遭破壞的草原生態(tài)系統(tǒng)應采取什么措施加以調(diào)節(jié)，使其重新煥發(fā)生機？提示：建立草原防護帶、杜絕人為破壞等。1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)(1)結構相對穩(wěn)定：生態(tài)系統(tǒng)中動植物種類及數(shù)量在正常情況下不會有太大的變化，一般相關種群數(shù)量呈現(xiàn)周期性變化，可用下圖表示。(2)功能相對穩(wěn)定：生物群落的物質(zhì)輸入與物質(zhì)輸出相對平衡，能量輸入與能量輸出相對平衡。(3)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是系統(tǒng)內(nèi)部自我調(diào)節(jié)的結果，這種自我調(diào)節(jié)主要是依靠群落內(nèi)種間關系(主要是捕食)及種內(nèi)斗爭實現(xiàn)的。2生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是通過生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的反饋調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，反饋調(diào)節(jié)的形式如下表：類型項目 負反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)作用是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎，能使生態(tài)系統(tǒng)達到并保持平衡和穩(wěn)態(tài)使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)結果抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化實例注：“”表示促進，“一”表示抑制。3抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的比較抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性區(qū)別實質(zhì)保持自身結構功能相對穩(wěn)定恢復自身結構功能相對穩(wěn)定核心抵抗干擾，保持原狀遭到破壞，恢復原狀影響因素生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度越大，營養(yǎng)結構越復雜，抵抗力穩(wěn)定性越強生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度越小，營養(yǎng)結構越簡單，恢復力穩(wěn)定性越強二者聯(lián)系相反關系：一般抵抗力穩(wěn)定性強的生態(tài)系統(tǒng)，恢復力穩(wěn)定性弱，反之亦然；二者是同時存在于同一系統(tǒng)中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用共同維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。如圖所示：1長白山自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)能長時間保持相對穩(wěn)定，該生態(tài)系統(tǒng)() 處于大量物種更替的過渡階段生物的種類和數(shù)量相對穩(wěn)定物質(zhì)和能量的輸入和輸出相對平衡有比較復雜的食物鏈和食物網(wǎng)能量的收支隨氣候周期性變化有一定的自我調(diào)節(jié)能力生產(chǎn)者數(shù)量大于消費者和分解者數(shù)量abc d【解析】由題干信息可知，該生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類保持相對穩(wěn)定，沒有大量更替，所以項錯誤；該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的生物量一定大于消費者和分解者的生物量，但數(shù)量不一定大于消費者和分解者的數(shù)量，所以錯誤?！敬鸢浮縝2如圖所示，兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大??；x表示恢復到原狀態(tài)所需的時間；曲線與正常范圍之間所夾的面積可以作為總穩(wěn)定性的定量指標(ts)。下列說法正確的是()a在正常作用范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)中生物的種類和數(shù)量保持不變b在遭到干擾時，x、y值的大小與生物的種類有關，與數(shù)量無關c一般來說，對同一個生態(tài)系統(tǒng)，y值和x值之間呈負相關dts值越小，這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越大【解析】對同一個生態(tài)系統(tǒng)而言，偏離范圍越大，恢復時間越長，y值和x值之間呈正相關。x與y越大，則說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越低，反之，ts值越小，這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越大。【答案】d3下列能夠提高一個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的措施是()a減少捕食者和寄生生物的數(shù)量b使生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量保持平衡c適當增加物種數(shù)目d限制生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的數(shù)量【解析】減少捕食者和寄生生物的數(shù)量，不僅減少了生態(tài)系統(tǒng)的物種數(shù)目，而且也干擾和破壞了原有生態(tài)系統(tǒng)的自然平衡，只會增加生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性；使生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量保持平衡只是保持了生態(tài)系統(tǒng)原有的穩(wěn)態(tài)而不能使穩(wěn)態(tài)進一步提高；物種數(shù)目越多，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，故適當增加物種數(shù)目可提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)；生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中的關鍵成分，只有適當增加其數(shù)量，才能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)?！敬鸢浮縞維 持 生 態(tài) 系 統(tǒng) 相 對 穩(wěn) 定 的 條 件1制作生態(tài)瓶的目的探究生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定的條件。2實驗步驟(1)處理標本瓶：取一個標本瓶并洗干凈，然后用開水煮一下瓶身和瓶蓋。(2)放沙注水：向標本瓶中放入沙土和花土，花土在下且一邊高，一邊低；沙土在上，沙土層厚約510 cm，再往瓶內(nèi)注入河水(占瓶容積的4/5)。(3)投放生物：將一些新鮮藻類和少許小型椎實螺、小魚放入標本瓶中。(4)加蓋封口：在缸蓋周圍涂上凡士林，蓋緊瓶蓋，再在瓶蓋周圍涂抹上一層凡士林。(5)粘貼標簽：在制作好的小生態(tài)瓶上貼上標簽，然后放在陽面窗臺上(不要再移動位置)。(6)觀察記錄：每一個星期觀察一次，并做好記錄。3生態(tài)瓶的設計要求及分析設計要求相關分析生態(tài)瓶是封閉的防止外界生物或非生物因素的干擾生態(tài)瓶中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，成分齊全(要有生產(chǎn)者、消費者、分解者)生態(tài)瓶中能夠進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動，在一定時期內(nèi)保持穩(wěn)定生態(tài)瓶的材料須透明為光合作用提供光能，保持生態(tài)瓶內(nèi)溫度；便于觀察生態(tài)瓶宜小不宜大，瓶中水量應占其容積的4/5，要留一定空間便于操作，瓶內(nèi)儲備一定量的空氣生態(tài)瓶的采光用較強的散射光防止水溫過高，導致水生植物死亡選擇的動物不宜太多，個體不宜太大減少o2消耗，防止生產(chǎn)量消耗量4.觀察要點及分析(1)觀察穩(wěn)定性，可通過觀察動植物的生活情況、水質(zhì)變化、基質(zhì)變化等判斷生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(2)生態(tài)瓶中雖然成分齊全，生產(chǎn)者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質(zhì)循環(huán)，但是由于生態(tài)瓶中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調(diào)節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)瓶內(nèi)的生物只能保持一定時間的活性。1下列關于“設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性”的敘述，合理的是() a不同營養(yǎng)級生物之間的合適比例可作為設計的依據(jù)b氧氣的含量平衡主要由生產(chǎn)者和消費者維持c生態(tài)缸中生物數(shù)量越少，達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間越短d生態(tài)缸達到穩(wěn)定狀態(tài)后，各生物種群數(shù)量均達到k值【解析】氧氣的含量平衡主要由生產(chǎn)者和分解者來維持，b錯誤。生態(tài)缸中生物的種類和數(shù)量要保持合適的比例，這樣有利于其穩(wěn)定，c錯誤。生態(tài)缸達到穩(wěn)定狀態(tài)后，各生物種群數(shù)量相對穩(wěn)定，但并不一定均能達到k值，d錯誤。【答案】a2為觀察生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，設計4個密閉、透明的生態(tài)瓶，各瓶內(nèi)的組成和條件見下表。經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)和觀測后，發(fā)現(xiàn)甲瓶是最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。組成成分光水草藻類浮游動物小魚泥沙生態(tài)瓶編號甲乙丙丁注：“”表示有；“”表示無。請回答以下問題。(1)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為_，原因是_。(2)丙瓶比甲瓶有較多的有機物，原因是_。(3)丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量_，原因是_。(4)根據(jù)觀測結果，得出結論：_；_。【解析】據(jù)表格分析可知：乙瓶無光照，藻類因無法進行光合作用而死亡，種群密度下降。丙瓶與甲瓶相比，少泥沙，分解者很少，無法將該瓶中動植物遺體、動物的排泄物等中的有機物分解為無機物。 丁瓶與甲瓶相比多小魚，小魚進行呼吸作用要消耗水中大量的氧氣，因此丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量低?？偨Y結論的方法：找出該組實驗中的自變量與因變量，歸納出自變量與因變量之間的關系。據(jù)表格分析甲瓶為對照組，乙瓶、丙瓶、丁瓶都為實驗組?！敬鸢浮?1)下降缺乏光照藻類不能進行光合作用，不能生長(2)缺乏泥沙，分解者數(shù)量太少，有機物累積不能被分解(3)少消費者較多，消耗較多的氧氣(4)生態(tài)系統(tǒng)應該具有生產(chǎn)者、消費者和分解者以及非生物的物質(zhì)和能量(太陽能)生產(chǎn)者、消費者以及分解者之間應保持適宜比例，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定1下列不屬于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的是()a心猿意馬b飛蛾撲火c花香引蝶 d老馬識途【解析】生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞類型包括物理信息、化學信息和行為信息，飛蛾撲火是通過光，屬于物理信息；花香引蝶、老馬識途都是通過氣味，屬于化學信息?！敬鸢浮縜2下列有關生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的說法，不正確的是()a任何生命形式，如果沒有接受信息、處理信息和利用信息的能力，就無法適應環(huán)境b信息傳遞應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不僅可以提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，也可對有害動物進行控制c延長短日照植物黃麻的光照時間可提高麻皮產(chǎn)量，這屬于行為信息的合理利用d在任何生態(tài)系統(tǒng)中，能量、物質(zhì)和信息三者之間的關系都是密不可分的【解析】生命活動的正常進行，離不開信息的作用；信息傳遞在農(nóng)業(yè)中的應用主要是提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量，對有害生物進行控制等；光照屬于物理信息，而不是行為信息；能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的功能，它們共同把生態(tài)系統(tǒng)的各個組分聯(lián)系成一個統(tǒng)一整體?！敬鸢浮縞3要使海洋生物資源可持續(xù)利用，就必須保持海洋生物資源生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡。對一個平衡的生態(tài)系統(tǒng)來說，下列敘述錯誤的是() a生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是相對的b能量流動和物質(zhì)循環(huán)保持動態(tài)平衡c植物與動物的數(shù)量相等d生物成分之間相互制約、相互影響【解析】平衡的生態(tài)系統(tǒng)的生物成分之間相互制約、相互影響，結構和功能保持相對穩(wěn)定。能量流動和物質(zhì)循環(huán)保持動態(tài)平衡，這種平衡是相對的。但植物與動物的數(shù)量并沒有確切的比例關系?！敬鸢浮縞4(多選)某生物實習小組的同學用河水、洗凈的砂、黑藻、草食小魚、廣口瓶、凡士林等材料制作的生態(tài)瓶