第五章《生态系统及其稳定性》课件.ppt

新课标人教版课件系列,高中生物必修3,第五章生态系统及其 稳定性,教学目标,、举例说明什么是生态系统，讨论某一生态系统的结构，尝试构建生态系统的结构模型。、分析生态系统的能量流动的过程与特点，概述研究能量流动的意义，尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环，尝试探究土壤微生物的分解作用，说明能量流动和物质循环的关系。、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。、举例说出生态系统中的信息传递，说出信息传递在生态系统中的作用，描述信息传递在农业生产中的作用。、阐明生态系统的自我调节能力，举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。、阐述提高生态系统稳定性的措施，设计并制作生态缸，观察其稳定性。、认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。,第一节生态系统的结构,第五章生态系统及其稳定性,在一阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，这些生物共同构成 。如果包括它们生活的环境，则应构成为 。,生态系统,生物群落,思考：,生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,叫做生态系统。,地球上最大的生态系统是_,什么是生态系统？,生物圈,生态系统的成分,池塘生态系统图解,1、池塘中除了生物之外还有哪些成分？,2、作为自养型的生物有哪些？,4、试想，池塘中各种动植物的尸体、粪便、残枝败叶到哪里去了？,观察与思考,3、作为异养型的生物有哪些？,1、池塘中除了生物之外还有哪些成分？,物质：水、空气、无机盐等,能量：阳光、热能等,举例,作用：,为生物成分提供物质和能量,归类：,无机环境，即非生命的,非生物的物质和能量,2、作为自养型的生物有哪些？,绿色植物，如浮游植物、沉水植物、硅藻、珊藻、团藻等,举例,除绿色植物，还有无其它生物可以把无机物转化成有机物？,硝化细菌等,（化能自养型）,（光能自养型）,作用：,把无机物转化成有机物,归类：,自养型生物,生产者,光合细菌,（光能自养型）,没有了生产者，会有何影响？,（生态系统 的基石）,3、作为异养型的生物有哪些？,举例,植食动物,以植食动物为食的小型肉食动物,以小型肉食动物为食的肉食动物,初级消费者,次级消费者,三级消费者,作用：,加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播等方面有重要的作用。,归类：,各类动物（异养型生物）,4、池塘中各种动植物的尸体、粪便、残枝败叶到哪里去了？,被细菌、真菌等分解了。,分解者,举例,腐生细菌,如枯草杆菌,腐生真菌,如霉菌、蘑菇,腐生动物,如蚯蚓、秃鹫、白蚁、蜣螂（屎克螂）等,归类：,腐生生物（异养型生物）,作用：,将有机物分解为无机物，归还无机环境,如果没有了分解者，该生态系统会怎样？,（联系无机界和有机界的必备成分）,生态系统的成分,1、非生物的物质和能量：,2、生产者,3、消费者,4、分解者,空气、水、阳光、无机盐等,主要是绿色植物，还有某些细菌自养生物,是生态系统的主要成分,各种动物和寄生菌类异养生物,植食性动物,肉食性动物,寄生动物,细菌、真菌和腐生动物异养生物,分解动植物的遗体、排出物和残落物中的有机物为无机物,分类,杂食性动物,生产者,消费者,分解者,非生物的物质和能量,生态系统的成分,小结：,四种成分划分标准,营养功能,思考：细菌在生态系统中的成分：（1）腐生生活的细菌（2）一些具光合能力或能进行化能合成作用的细菌（3）部分（如寄生性细菌）能摄取外界现成的有机物,分解者,消费者,生产者、消费者、分解者三者关系如何？,紧密联系，缺一不可。其中生产者是主要成分，分解者是必备成分。,生态系统各成分的关系示意图,无机环境,生产者(绿色植物),分解者(细菌、真菌),消费者(动物),残枝败叶,有机物,尸体、粪便,捕食,无机物,非生物的物质能量,有机物,有机物,通过物质循环和能量流动，形成统一的整体。,生物之间由于食物关系而形成的一种联系,食物链上的每一个环节,2、营养级：,1、食物链：,第四营养级,第三营养级,第二营养级,第一营养级,蛇,二、食物链和食物网,（生态系统的营养结构）,农作物,猫头鹰,蛇,昆虫,田鼠,请把下面这些生物之间的食物关系表示出来,“螳螂捕蝉，黄雀在后”、“大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米”所形容的是不是完整的食物链？,第一营养级,第二营养级,第三营养级,第四营养级,第三营养级,注意：1.每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。2.每一环节即为一个营养级,处在第几位即为第几营养级。生产者总是第一营养级。3.各种生物处的营养级的级别,并不是一成不变的。4.同种生物,所属消费者级别和所处的营养级级别一定是不同的。（消费者级别+1=营养级别）,食物链的组成：生产者+消费者,狭义食物链:即捕食食物链。,绿色植物,昆虫,避役,广义食物链:在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。包括：腐生食物链、寄生食物链和捕食食物链等。,三种食物链,捕食链：由捕食关系而形成的食物链。 草 兔子 狐狸 老虎寄生链：以寄生方式而形成的食物链。 牧草 黄鼠 跳蚤 鼠疫细菌腐生链：以动植物遗体为食物而形成的食物链。 植物残体 蚯蚓 线虫类 节肢动物,许多食物链相互交错连结的复杂营养关系,3、食物网：,温带草原生态系统的食物网简图,1此食物网中的食物链 有_条。2属于第二营养级的有 ，只属于次级消 费者的生物是 。3猫头鹰占有_个营养级。4蟾蜍和蜘蛛的关系既是_，又是_。5吃虫鸟与蟾蜍之间的关系是_。6吃虫鸟如果因某种原因而减少，则蟾蜍 的数量可能是_。,5,吃草籽鸟、昆虫,蜘蛛,4,捕食,竞争,竞争,增加,思考题：,解题思路：,1、数食物链的条数时要先找到生产者，然后按照从低营养级到高营养级的顺序沿一个方向开始数。,2、数某一生物占有的营养级的个数时，要先找到和这种生物有关的食物链，然后分别找出它所处的营养级。,3、食物链中某一生物数量变动对其它生物的影响，应该从高营养级向低营养级的顺序考虑，并且遵循最短途径。,生物之间通过食物关系构成食物链，其中的每一个环节是一个营养级，一条食物链的营养级能不能无限多？,一条食物链的营养级一般不超过五个，这是为什么呢？这个问题在下节课大家学习了生态系统的能量流动后，再作回答。,1.在“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条成语所描叙的食物链中,次级消费者是（ ）A.鹰B.黄雀C.螳螂 D.蝉,课堂练习,C,2.一个生态系统若长期维持下去，除了非生物的物质和能量外，不可缺少的是（ ）A、生产者、消费者 B、消费者、分解者 C、生产者、分解者 D、所有生物成分,C,3、在下列生物中，属于分解者的是（ ）A.蓝藻 B.草履虫C.蘑菇 D.蝗虫,C,4、肉食动物不可能是一条食物链中的第几营养级（ ）A第五 B第二C第三 D第四5、对水稻鼠蛇鹰这条食物链的错误描述是（ ）A.水稻是生产者 B.鼠是初级消费者 C.蛇是次级消费者 D.鹰属于第三营养级,B,D,6、细菌在生态系统中的作用，按营养功能划分，它应属于（ ） A.生产者 B.分解者 C.消费者 D.因细菌的种类不同而不同,D,第二节生态系统的能量 流动,第五章生态系统及其稳定性,问题探讨,假如你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡和15kg玉米。为了有较长的时间等待救援，你将采取下列哪种方法？ 方法1：先吃鸡，再吃玉米。 方法2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。,能量流动的概念,能量流动的分析,生态系统能量流动的模型,生产者,消费者,分解者,呼吸散失,用于生长、发育、繁殖,遗体、残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,输入第一营养级的能量转移,生产者固定的太阳能,能量流动的过程,初级消费者摄入,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,呼吸,散失,遗体残骸,初级消费者同化,分解者利用,粪便,吸呼,散失,.,能量流经第二营养级示意图,生态系统的能量流动图解,生产者,(植物),呼吸,初级消费者(植食动物),呼吸,次级消费者(肉食动物),呼吸,分 解 者,呼吸,三级消费者(肉食动物),呼吸,能量流动过程的相关知识点,1、能量的最终源头： 太阳能2、流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量3、能量流动的主渠道：食物链和食物网4、能量流动中能量形式的变化： 太阳能生物体中的化学能热能5、能量沿营养级逐级传递，每级都会有散失、遗弃。6、能量散失的主要途径：细胞呼吸7、能量散失的主要形式：热能,分析”塞达伯格湖的能量流动图解”,思考下列问题:,1.对于每一个营养级来讲,输入和输出的能量是否相等?,2.从第一营养级流入第二营养级的能量,占生产者所固定的能量总量的百分比是多少?从第二营养级流入第三营养级的能量,占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少?,3.流入某个营养级的能量,为什么不能百分百的流向后一个营养级?,能量流动的特点,第一、能量流动不是循环的而是单向的 从生产者初级消费者次级消费者三级消费者。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二、能量流动是逐级递减的：传递率为1020 一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少8090，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为1020，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。,假定某生态系统中有绿色植物、蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是多少？,有关计算,解析：第三营养级所利用的能量= 24000千焦 （15%）3-1= 540千焦 ；第四营养级所利用的能量= 24000千焦 （15%）4-1=81千焦。,在图中，海鸟获得能量最多的食物链是 。若海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是_千克。,有关计算,水绵水蚤甲壳类海鸟,125,图是某个生态系统中的食物网简图，若E生物种群总能量为7.1109kJ，B生物种群总能量为2.3108 kJ，从理论上计算A贮存的总能量最少为_ kJ。,有关计算,4.8107,能量金字塔,单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制的图形,从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动中消耗的能量就 _。,越多,某湖泊生态系统的能量金字塔,生产者（第一营养级）,初级消费者（第二营养级）,次级消费者（第三营养级）,三级消费者（第四营养级）,1、为什么一般的食物链上营养级不会多于5个？,答：根据能量传递效率为10%20%计算，流入到下一营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数量就越少。当能量流经45个营养级，所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。,2、除能量金字塔外, 还能不能从其他方面反映出各营养级的数量关系?,思考:,p,1C,2C,3C,4C,p,1C,2C,3C,4C,p,1C,2C,p,1C,2C,3C,3C,数量金字塔,能量金字塔,落叶林,草地,落叶林及草地数量和能量金字塔,为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却有百万昆虫?人增加一千克，要消耗多少克的植物？(从不同食物链考虑)生物富集作用?,知识应用,生物富集作用,研究生态系统能量流动的意义,1、对能量进行多级利用，提高能量的利用率。例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘等。,2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。,研究生态系统能量流动的意义,研究能量流动的意义-生态农业,生态农业系统是1个自然-经济-社会复合系统，包括人类在内的系统中生物成员与环境具有内在的和谐性，生态农业着眼于系统各组分的互相协调和系统水平的最适化，着眼于系统具有最大的稳定性和以最少的投入取得最大的经济、生态与社会效益，而这一特定的目标和指导思想是以生态学、生态经济学原理为其理论基础建立起来的。生态农业实践的理论指导依据主要包括：生物与环境的协同进化原理，生态系统中生物与环境之间存在着复杂的物质、能量交换关系，环境影响生物，生物也影响环境，两者互相作用，协同进化。时空结构型含山体生态梯度开发型、林果立体间套型、农田立体间套型、水域立体种养型和庭院立体种养型。,研究能量流动的意义-生态农业,佛山地区的桑基鱼塘,研究能量流动的意义-生态农业,研究能量流动的意义-生态农业,1987年联合国环境规划署命名留民营村为世界生态农业新村，并被评为全球环境保护500佳,练习题,1. 根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，应采用的一组食物结构A.以淡水养殖的鱼类为主 B.以谷物与植物蛋白为主C.以海洋鱼类为主 D.以禽肉与蛋为主,2.下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反映能量流动特点的是：,A,B,C,D,D,B,4.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：A.生产者 B.初级消费者 C.次级消费者 D.分解者,3.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次：A.递增B.不变 C.递减 D.稍增加,C,A,5、流经生态系统的总能量是指( )A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全 部太阳能B. 射进该系统的全部太阳能C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D. 生产者传递给消费者的全部能量,c,6、假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（ ）A、绿色植物蝗虫蜘蛛蜥蜴蛇猫头鹰B、绿色植物鼠猫头鹰C、绿色植物蝗虫青蛙蛇猫头鹰D、绿色植物鼠蛇猫头鹰,B,7.假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（ ）A.和B.和.C.和. D.和,C,8、在绿色植物鼠猫头鹰这条食物链中，猫头鹰增重1Kg，至少需要消耗绿色植物_Kg。,X20%20%=1Kg x=25Kg,9、有一食物网如下图所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？,第三节生态系统的物质 循环,第五章生态系统及其稳定性,生态系统的物质循环也是顺着生态系统的营养结构即食物链和食物网这个主渠道进行循环流动的。前面讲的能量流动与物质循环是不同的，能量在流经生态系统各个营养级时，是逐级递减、单向不循环的。而物质循环是在生态系统的生物群落与无机环境之间可以反复出现，是循环流动的。那么，生态系统中物质到底是怎样循环的呢？,引言：,一、碳循环过程,讨论：,（1）碳循环的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物体内的存在形式：（4）碳进入生物体的途径：（5）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：,CO2,CO2和碳酸盐,含碳有机物,绿色植物的光合作用,食物链、食物网,生物的呼吸作用；分解者的分解作用； 化石燃料的燃烧,小结：,无机环境 生物群落,光合作用(绿色植物),化能合成作用(硝化细菌),呼吸作用(各种生物),分解作用(分解者),燃烧(化石燃料的燃烧),二、生态系统的物质循环的概念,组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程， 这就是生态系统的物质循环。又叫生物地球化学循环 。,概念所具有的含义：,a 生态系统的物质循环的范围是指地球上的最大生态系统生物圈。,b 所指的物质是组成生物体的化学元素，而不是由这些元素组成的化合物蛋白质、糖类、脂肪等。,C 物质循环指组成元素在无机环境和生物群落之间的反复利用，而不是生物群落中。,d 生态系统中的物质循环离不开能量的驱动，即物质循环离不开能量代谢。,e 特点是：具全球性、反复出现、循环流动。,三、温室效应,(1)原因:(2)影响:,短时间内大量化石燃料的燃烧,大气中CO2含量迅速增加,气温升高,冰川融化,海平面上升,对陆地生态系统和人类构成威胁,思考题:假如海平面比现在升高1m,会对沿海城市和农村产生什么影响?,(1).大部分沿海平原将被淹没以及发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食生产,粮食产量大大降低;(2).一部分城市要迁入内地;(3).人类陆地生活区域减少等.,练习：右图中的甲、乙、丙分别指生态系统中的什么成分？,(生产者),(消费者),(分解者),生态系统的存在是靠物质循环和能量流动来维持的。生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的。物质作为能量流动的载体，能量推动物质循环，二者是相互伴随进行，又相辅相承，密不可分的统一整体。,四、能量流动和物质循环的关系,能量流动和物质循环的相互关系：,1.识图作答：,课堂练习：,（1）写出的生理过程及产生CO2的方式。 _ _ _ _ _ _（2）碳在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。（3）碳循环中最简单的循环途径是在_和大气之间的循环。,光合作用,呼吸作用,微生物分解作用,呼吸作用,燃烧,CO2,绿色植物,2右图为碳元素在生态系统循环的模式图，图中“圆圈”表示生态系统的生物成分，“箭头”表示过程。请据图回答：(1)为_，4为_。(2)6为_，7为_。(3)碳元素在生物群落内部传递是沿_实现的。(4)陆地生态系统的食物链中占有碳元素最多的营养级是_。,分解者,大气中的二氧化碳,光合作用,呼吸作用,食物链,生产者,3据图判断，下面叙述不符合生态学原理的是( ),A物质经过多级利用，实现了良性循环B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染,C,第四节生态系统的信息 传递,第五章生态系统及其稳定性,什么是信息？,一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息（information）,信源（信息产生）,信道（信息传输）,信宿（信息接收）,生命系统的信息观,1、细胞生命系统（细胞内部信息流）例：DNAmRNA蛋白质,生命系统的信息观,1、细胞生命系统（接受外界信息）,生命系统的信息观,2、个体生命系统 例：神经调节中的电信号、化学信号 激素调节中的激素 免疫调节中的抗原信号等,生命系统的信息观,生命系统的信息观,生命系统的信息观,3、生态系统生命系统（1）个体从获取环境信息以保证自己的生存活动的需要（定位、方向、感光、测温、化学感受、磁场感应等）。（2）种群内不同个体之间进行合作或竞争所进行的信息传递。（求偶、繁殖、觅食、抵抗侵略、社会行为等）（3）不同种群个体之间竞争或捕捉与反侵害所进行的信息传递。（警戒、驱逐、识别等）,一、生态系统中信息的种类,物理信息,物理信息：生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。这些信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。,案例1 ,海豚的回声定位,鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳）,鸽子喙部发现感应磁场器官识途靠地磁导航,蛇的热感受器（红外线感受器）,鱼的侧线(感知水流速度和方向),一、生态系统中信息的种类,案例2 ,凤眼莲根部的分泌物可以明显地抑制由于水体富营养化而大量繁殖的藻类的生长。,化学信息,化学信息：生物代谢过程中分泌出来的一些物质，如酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂和激素等，经外分泌或挥发作用散发出来被其他生物所接受和传递。,QQ昆虫学家就发现，一只雄飞蛾能够接近到几公里外雌飞蛾发出的某种信号，从而赶去相会。它们敏锐的触角能捕捉空气中不足1/3盎司的信息素（一种无色无味的特殊化学物质）。,蚊触须上的（二氧化碳和剧烈运动时产生的乳酸 ）化学探测器,雄蛾的触角可以“嗅”到十一公里外雌蛾发出气味（性外激素）,臭鼬放出臭气以防御,一、生态系统中信息的种类,案例3 ,行为信息,行为信息：是动物为了表达识别、威吓、挑战和传递情况，采用特有的动作行为表达的信息。,如果花蜜在100米以内，蜜蜂会跳一种圆圈舞，绕着圆圈不停打转。,如果花蜜的距离在100米以外，蜜蜂则跳一种象“8”字的摆尾舞， 蜜蜂绕两个半圆合成一个圆，在走直线时摇摆腹部跳舞。,生态系统中的光、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息,生物在生命活动过程中，产生的一些可传递信息的化学物质,动物的能对同种或异种生物传递信息的行为特征,（1）哺乳动物的体温；（2）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；（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）昆虫的外信息素；（9）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；,练习,请将下列信息进行分类,（1）哺乳动物的体温；（2）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；（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）昆虫的外信息素；（9）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；,属于物理信息的有（ ）,属于化学信息的有（ ）,（1）哺乳动物的体温；（2）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；（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）昆虫的性外息素；（9）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；,属于行为信息的有（ ）,（1）哺乳动物的体温；（2）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；（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）昆虫的性外息素；（9）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；,二、信息传递在生态系统中的作用,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4,作用：,调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。,小结：,二、信息传递在生态系统中的作用,1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。,2.生物种群的繁衍，离不开信息的传递。,3.调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。,4.信息在生态系统中的作用可能还有很多。,三、信息传递在农业生产中的应用,讨论：信息传递在农业生产中的应用有 哪些？,1.提高农产品或畜产品的产量,苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳舞时相同的频率或声音，以吸引大量蜜蜂到苹果园采蜜，利于苹果更好的传粉，从而提高苹果的产量。,用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子，可以提高发芽率，获得增产。,例1,例2,2.对有害动物进行控制,例3,利用音响设备发出不同的声信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田。,例4,“迷向法”防治害虫：在田间释放过量的人工合成性引诱剂，使雄虫无法辨别雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。,1、森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是（ ）,A、可以保证生命活动正常进行,B、可以维持生物种群的繁衍,C、能够促进生态系统的物质循环,D、能够调节生物的种间关系,D,练习,2、有人做了如下实验：将一只蚜虫杀死，尽管做得干净无声，也引起了其它蚜虫的逃跑。此现象是因为在蚜虫之间传递了（ ）,A、物理信息,B、化学信息,C、行为信息,D、语言信息,B,3、一只昆虫撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，对此的描述正确的是（ ）,A、蜘蛛网的振动频率，对于这只昆 虫来说就是信息,B、蜘蛛网的振动，向蜘蛛传达了昆虫的行为信息,C、上述种类的信息，只能来源于生物,D、蜘蛛网的振动频率，是一种物理信息,D,4、下列关于信息的叙述中，正确的是（ ）,A、信息是指标记在通讯系统或计算机上面的信号，在生态系统中没有信息,B、信息是可以传播的消息、情报、指令、数据与信号，在生态系统中也偶尔存在,C、信息广泛存在于生态系统中，且时常发挥着奇妙的作用,D、生态系统中的信息就是指蜜蜂的“舞蹈”,C,第五节生态系统的稳定性,第五章生态系统及其稳定性,少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能会不会遭到破坏？,草原上适量放养牲畜，草原会被破坏吗？,适度捕捉生态系统中的动物，会不会导致种群严重减小，甚至灭绝呢？,为什么这些生态系统在受到干扰后，仍能保持相对稳定呢？,生态系统稳定性的概念,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，叫做生态系统的稳定性（stability of ecosystem）。,生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节（self-regulating）能力。,一、生态系统的自我调节能力,阅读教材思考下列问题：1、生态系统具有自我调节能力的实例有哪些？2、生态系统自我调节能力的基础是什么？3、生态系统的自我调节能力与其组成成分的多样性是什么关系？,生态系统的自我调节能力是无限的吗？,负反馈调节,负反馈调节,返回,使生态系统达到并保持平衡。不仅发生于群落中，也发生于群落与无机环境之间。,正反馈调节,使生态系统远离平衡状态或稳态。,二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性,生态系统的稳定性包括： 抵抗力稳定性和恢复力稳定性,抵抗力稳定性,概念：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。,原因：、生物的种类、数量多，一定外来干扰造成的变化占总量的比例小。、能量流动与物质循环的途径多，一条途径中断后还有其他途径来代替。、生物代谢旺盛，能通过代谢消除各种干扰造成的不利影响。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物的种类、数量多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物的种类、数量多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。,抵抗力稳定性高的生态系统特征：,、生物种类多，食物网复杂，物质循环与能量流动的渠道多。,抵抗力稳定性高的生态系统的特征：,、各营养级的生物种类多，食物网结构复杂。,、生物的种类、数量多。,恢复力稳定性,概念：生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。,原因：、生物繁殖的速度快，产生后代多，能迅速恢复原有的数量。、物种变异能力强，能适应新环境的类型。、生态系统结构简单，生物受到的制约小。,恢复力稳定性高的生态系统特征：,、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。生物种类较少，物种扩张受到的制约较小。,恢复力稳定性高的生态系统特征：,、生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。,恢复力稳定性高的生态系统的特征：,、生物种类较少，物种扩张受到的制约小。,、各营养级的生物个体小，数量多，繁殖快。,、各营养级生物能以休眠方式渡过不利时期或产生适应新环境的新类型。,抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系：,讨论,、河流、草原、森林生态系统哪些具有抵抗力稳定性？哪些具有恢复力稳定性？,抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统中同时存在的两种稳定能力。,、比较草原、北极苔原、森林生态系统抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？,抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系,一般来说，同一个生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。,提高生态系统的稳定性,（1）造成生态系统稳定性遭到破坏的原因：,自然因素：,人为因素：,主要指自然界发生的异常变化，如火山 爆发地震等使生态系统遭到破坏，甚至毁灭。,人类的活动改变着生态系统的稳定性，造成全球性的环境危机。,总之，生态系统稳定性的破坏是自然因素和人为因素共同作用的结果。,触目惊心的淮河污染,提高生态系统的稳定性,措施,一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。,提高生态系统的稳定性,措施,另一方面，对人类利用强度大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。,一、生态系统的稳定性的概念,二、抵抗力稳定性,小结,、概念,、生态系统具有稳定性的原因,、不同生态系统的自动调节能力不同,三、恢复力稳定性,、概念,、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的相互关系,四、生态系统稳定性的保护,生物圈2号,1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。,生物圈2号的启示,自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。生物圈二号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。,生物圈2号的启示,人类应保持对自然的敬畏，不满300万岁的人类想对45亿高龄的地球指手划脚当家作主，为时尚早。人类要避免对自然环境的种种自作聪明，否则，人们很可能不会再有下一个五千年文明。,通过本节的学习，要明确以下观点：,（1）自然生态系统是人类生存的基本环境；（2）人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳定状态；（3）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。,课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性,1.在制作生态缸时，除了参考教材中的方法步骤外，还要注意以下几点:（1）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。（2）生态缸中放置的生物必须具有较强的生活力，放置生物的数量要合适。（3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。（4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。,2. 观察生态缸的稳定性时，要注意以下几点:（1）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）及基质变化等。（2）定期观察，同时做好观察记录。（3）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。,练习基础题1.（1）；（2）；（3）。2.自我调节能力最强的两个生态系统是（1、8）；人的作用突出的生态系统有（6、7、9、11）；陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是（1、2），较弱的是（3、5、6、7、11）；水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是（4、9），恢复较慢的是（8）。拓展题提示：生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简单，则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。,自我检测的答案和提示,一、概念检测1.（1）；（2）；（3）； （4）；（5）。2.（1）B；（2）C。,3.（1）例如：,（2）生态系统的信息传递,二、知识迁移1.这是一道开放性非常大的题，可以让学生充分发挥创造力去设计。 2.提示：（1）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。（2）有机物分解后形成的大量的NH+4等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。（3）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。（4）河流中生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。,三、技能应用 1.略2.放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度大发生。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看，这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。四、思维拓展（1）属于自养生物。（2）一般生态系统的能量来自太阳，由绿色植物进行光合作用固定，但深海热泉生态系统中的能量却是来自硫化物，由硫细菌通过氧化硫化物获得。（3）对于研究生命的起源和演化，研究地球上生态系统的结构、规律具有重要的意义。,