信息传递和稳定性.ppt

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1、生态系统的信息传递,信息：一般将可以传播的消息、情报、指令、数据和信号等称作信息。,信源（信息产生）,信道（信息传输）,信宿（信息接收）,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,个体生命系统 神经调节中的电信号、化学信号、神经递质 激素调节中的激素 免疫调节中的抗原信号、T细胞产生的淋巴因子,生命系统的信息有哪些种类呢？,1、物理信息（physical information）,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。,物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。,2、化学信息（chemical information）,生物在生命活动

2、过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质。,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（pheromone）,性外激素,3、行为信息（behavior information）,动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能传递某种信息。,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。化学信息生物产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸、性外激素等。行为信息动物的特殊行为，向同种或异种生物传递特定的信息。,一、生态系统信息传递的种类,阅读教材P106107资料分析材料，回答下列问题,资料分析：生态系统中信息传递的重要性,1、若无信息传递，蝙蝠

3、能对周围环境识别、完成取食、飞行吗？莴苣、茄、烟草种子能萌发吗？2、根据资料1和2分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？,不能,信息传递保证了生命活动的正常进行。,3、若无信息传递，植物都能开花吗？某些昆虫雌雄个体能相互识别、交配吗？信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。,4、烟草释放的信息素，在白天与夜间是否都使它本身受益？,是,5、资料4中的信息素能将几种生物联系起来？若无这种信息素，烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物的种群数量将发生什么变化？信息传递在调节种间关系中起什么作用？,将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。,信息传递可

4、调节各种群之间的关系，维持生态系统的稳定性,烟草的数量将下降，蛾及蛾的天敌数量将上升,颜色,气味,行为,保证生命活动的正常进行维持生物种群的繁衍调节生物的种间关系维持生态系统的稳定,二、信息传递在生态系统中的作用,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,例1,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。,例2,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。,三、信息传递在农业生产中的应用,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

5、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。,生态系统的信息传递,生态系统中信息的种类,信息传递在农业生产中的应用,物理信息,行为信息,化学信息,调节生物的种间关系,保证生命活动的正常进行,维持生物种群的繁衍,维持生态系统的稳定，,提高农产品或畜产品的产量,对有害动物进行控制。,生态系统中信息的作用,调节生物的种间关系,知识总结,信息分类,（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、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；,对几个常用生态系统的简单区别：,热带雨林：动植物种类繁多，营养结构非常复杂；,草原生态系统：生物种类、营养结构较森林简单；,农田生态系统：生物种类单一、营养结构简单，人的作用非常突出；,北极苔原生态系统：动植物种类稀少，营养结构 简单，生产者主要是地衣。,生态系统的稳定性,讨论：1、生态系统各种成分是稳定不变还是总在发生变化？原因有哪些？,2、在一块新开的荒地上种草后，这个生态系统将发生什么样的变化？这种变化说明了什么问题？,（1）生态系统中各种群的数量因出生和死亡、迁入和迁出发生变化（2）生态系统的无机

7、环境总在发生变化。,由荒地逐步演变成一个各种生物数量相对稳定的草地生态系统；生态系统发展到一定的阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。,生态系统稳定性是指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。,1、生态系统稳定性表现 生态系统稳定性是一个发育成熟的生态系统所具备的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，具体表现为以下三点：三大功能类群齐全，动植物种类及数量保持相对稳定。能量输入输出稳定 物质输入输出相对平衡,功能相对稳定,一、稳定性的概念,结构相对稳定,1）生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，所以生态系统的稳定性是相对的。,2）生态系统的稳定性是一种能力，生态平衡是

8、一种状态，这是生态系统的稳定性和生态平衡的区别。,2、生态系统稳定性的内涵：,二、生态系统的自我调节能力,物理沉降 化学分解 微生物降解,自身的净化能力(抗污染),完善的营养结构(抗干扰),完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。,一个生态系统的成分越多，结构越复杂，能量流动和物质循环的途径越复杂，这个生态系统的自动调节能力就越强。,植物增加,兔的食物增加,兔的数量增加,兔吃大量植物,植物减少,兔因饥饿死亡,兔吃少量植物,兔与植物的关系,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,三、生态系统稳定性的类型,抵抗力稳定性,恢复力稳定性,1、抵抗力稳定性,生态系统

9、抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力。,1）概念：2）原因：3）抵抗力稳定性大小的影响因素：,生态系统内部具有一定的自动调节能力。,生态系统成分越总单纯,生态系统成分的复杂程度,营养结构越简单,自动调节能力越小,抵抗力稳定性越低,北极苔原生态系统,北极苔原地衣、苔藓等植物,物种丰富的热带雨林,物种丰富的热带雨林,营养结构复杂，抵抗力稳定性强,1）概念：,2、恢复力稳定性,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。,2）与抵抗力稳定性的关系：,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

10、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？,对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。,抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系,史实：黄河中上游的黄土高原曾经森林茂密，山青水秀，但经过几百年的掠夺式开发，现已变成一片片荒山秃岭、水土流失严重、生态环境恶劣的生态系统。,问题一；生态系统的调节能力是无限的吗？,四、提高生态系统的稳定性,方案一：要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力；,问题二：城市生态系统、农田生态系统等人工生态系统能像森林生态系统、湿地生态系统等自然生态系统一样在没有人介入的情况下

11、长时间保持相对稳定吗？为什么？说明了什么？,不能,实施相应的物质和能量投入，确保生态系统的稳定,人工生态系统中人的作用相当关键,方案二：另一方面要对人类利用强度较大的生态系统，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。,四、提高生态系统的稳定性,答案：结构和功能 自我调节 负反馈 干扰 物质、能量投入 结构与功能的协调,五、知识总结,1、在下列四种措施中，能提高区域生态系统 自 动调节能力的是（）A.减少该生态系统内生物的种类 B.增加该生态系统内各营养级生物的种类 C.使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡 D.减少该生态系统内捕食者和寄生生物的数量,B,六、例题分

12、析,2、下图为阿拉斯加苔原生态系统(全年气温基本上为400度）的食物网，请分析：因纽特人 地衣 驯鹿 狼1、从食物网看维持此生态系统稳定性的决定因素是。2、由于此生态系统的成分单纯，结构简单，所以 能力小，若受到根本性破坏，则此生态系统将崩溃。3、写出一条表示爱斯基摩人占第三营养级的食物链。4、前苏联核实验曾把137Cs等放射性元素，释放到空中，以后铯被地衣吸收并积累在体内，结果受污染最重的生物是。5、假如因纽特人想从图右所示的X、Y、Z三种哺乳动物中选择一种进行放牧饲养，最好选择动物，因为该动物不但，而且对物质和能量的需求，相对较不容易破坏当地的生态系统。,地衣,自动调节,地衣,因纽特人,X

13、,耐寒,较少,4.如果一个生态系统中有4种生物，它们可以形成下面几种营养结构，如图所示，其中最稳定的是(),甲,乙,丙,丁,甲,乙,丙,丁,甲,乙,丙,丁,甲,丁,乙,丙,A,B,C,D,B,3.下列哪种措施能提高生态系统的稳定性（）A减少寄生生物和捕食者的数量 B平衡生产者和消费者的数量C增加物种的数目 D对生态演替进行限制,C,4.2002年底“食人鱼”的报道随处可见，外来物种入侵或引种不当，会给当地生态环境造成重大影响，其主要原因是（）A使入侵地食物链破坏B会破坏入侵地的非生物因素C未认识其价值所以人为干扰少D增加物种多样性，使当地生态平衡更稳定,A,6、某生态学家以“保护和利用草原生态

14、系统”为课题，对某草原进行了几项专题研究，并绘制了如下两图。其中：甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群增长曲线；乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的虚线代表未放牧时，草原中生产者的净生产量，请据图分析并回答下列问题：,（1）草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节能力较小，原因是。（2）甲图中，最可能表示因种内斗争而限制鼠群数量增长的曲线段是。,草原生态系统的营养结构简单,CD,合理确定载牧量，防止过度放牧。发展季节性放牧。提倡划区轮牧。,（3）适宜的放牧量控制在乙图的b点和c点之间，为什么？（4）如果该草原生态系统的放牧量长期在乙图中c点以上，会造成怎样的后果

15、？（5）请举两项合理利用草原生态系统的措施。,既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高的畜牧产量,草原退化，严重时会导致草场的沙漠化,7、如图是某温带草原生态系统中一个食物网简图。请据图回答：（1）在生态系统稳定性方面，该生态系统 _ 比森林生态系统要强。（2）已知各营养级之间能量的传递效率为10，若一种生物通过食物链平均分配至后一营养级的话，如蛇增加44.2kg体重，则该生态系统生产者共需增加 _ kg质量。（3）猫头鹰和蛇的关系属于_。该生态系统成分中未表示的成分有。,恢复力稳定性,48000,捕食、竞争,非生物物质和能量、分解者,8根据下列材料，回答问题：材料一 红树林是生长在热带、亚

16、热带海岸潮间带特有的植被，具有丰富的动植物资源。广东是我国红树林资源最丰富的省份之一，其中雷州半岛和深圳湾的红树林分布区被列为国家级红树林自然保护区，红树林的保护和发展也被列为广东建设林业生态省的八大工程之一。材料二 2004年12月，印度洋地震引起的海啸导致死亡十多万人，几百万人无家可归。但因为有茂密的红树林，印度泰米尔纳德邦一个渔村里的172户人家在这次海啸中幸免遇难。,（1）红树林属于 生态系统。（2）红树林的 稳定性较强而 稳定性较弱，原因是红树林。,湿地,抵抗力,恢复力,生物种类较多，营养结构复杂,（3）海啸过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性破坏，短期内难以恢复。这一事实说明任

17、何生态系统的 都是有限的。（4）在海啸中被海水浸泡过的农田为什么不宜直接种植农作物？请从生物学角度分析其原因。,自动调节能力,被海水浸泡过的土壤，无机盐浓度过高，使农作物无法通过渗透作用吸收水分,9、有一个生物兴趣小组在进行一项研究，尝试建立微型密闭的模拟池塘生态系统，以达到二个目的：理解生态系统的稳定性及其自动调节的能力；理解生态系统的稳定性与生态系统的成分、生态系统的功能之间内在的关系。该实验提供了以下实验材料：a.黑玻璃瓶；b.透明玻璃瓶 c.橡皮塞及密封胶；d.新鲜的水藻3条；e.死亡的水藻；f.蒸馏水；g.带泥沙的河水；h.小鱼2条；i.小鱼10条；j.小乌鳢2条；k.无机盐。4位同

18、学分别做了4组不同的实验，这4组实验所选用材料及结果如下表：,b c d g h,实验分析：1观察发现4组实验共同之处都没有选用 原因是：,死亡的水藻；蒸馏水；无机盐,生态系统的成分中必须要有生产者，死亡的水藻不能作为生产者，没有生产者生态系统就不能维持；,使用河水后，水中已经有无机盐，不必另外再加，以免造成浪费。,生态系统的成分中必须要有非生物的物质以及作为分解者的微生物，蒸馏水中几乎没有无机盐及分解者；,2第一组人工制作的小生态瓶，其生态系统可以保持较长时间的稳定，从生态系统的结构和功能方面分析：（1）该生态系统建立后，应放在 的环境中，以维持稳定的 来源，原因是：。（2）各生物的数量。（

19、3）水藻的光合作用能为。（4）小鱼生命活动过程中产生的 能供。（5）微生物能利用和转化 为。（6）该生态系统中的各种生物数量能较长时间保持相对稳定，说明生态系统具有 的 能力。,有光,能量,在生态系统中，能量是逐级递减的,相对稳定,消费者分解者提供物质能量及氧气,CO2,水藻进行光合作用,动植物的残枝、遗体、粪便,水藻的生命活动提供可利用的营养物质,自动调节,3第一组实验和第二组实验对照说明：4第一组实验和第三组实验对照说明：5第一组实验和第四组实验对照说明：,生态系统要保持相对的稳定，生态系统必须要 有稳定的能量来源。,生态系统要保持相对的稳定，生态系统中各种生物的数量比例应适中，以免破坏生态系统的食物链，导致生态系统崩溃。,生态系统要保持相对的稳定，生态系统中要存在完整的食物链,或生态系统要保持相对的稳定，生态系统中各种生物之间以及生物与无机环境之间必须能进行物质循环和能量流动。,