考點一、生態系統中信息的種類及信息傳遞的重要作用
1.信息的種類
類別
概 念
傳遞形式
實 例
物理
信息
生態系統中的光、聲、溫度、濕度、磁力等,通過物理過程傳遞的信息
物理過程
螢火蟲的閃光、植物五顏六色的花、昆蟲引起蜘蛛網的振動頻率、蝙蝠的回聲定位
化學
信息
生物在生命活動過程中產生的可以傳遞信息的化學物質
信息素
植物的代謝產物(生物堿、有機酸等)、昆蟲的性外激素、狗利用其小便記路
行為
信息
對于同種或異種生物能夠通過其特殊行為特征傳遞的信息
植物或動物的異常表現及行為
昆蟲的舞蹈如蜜蜂跳舞、孔雀開屏
例1.生態捕蟲板(又稱黃板或粘蟲板)是一種正反面均涂上不含任何有毒物質的粘合劑(機油加入少量黃油)的黃色硬塑板。根據同翅目和雙翅目昆蟲成蟲的趨黃特性來誘殺害蟲的成蟲。此過程信息傳遞方式是( )
A.化學信息 B.物理信息 C.行為信息 D.其它信息
解析:趨黃特性中的“黃”是指顏色,所以屬于物理信息。
答案:B
2.信息傳遞的作用及應用
作用或應用
舉例
在生態系統中的作用
有利于生命活動的正常進行
萵苣的種子必須接受某種波長的信息才能萌發
調節生物的種間關系,維持生態系統的穩定。
雪兔和猞猁的關系
有利于生物種群的繁衍
昆蟲分泌性外激素,引誘異性個體
在農業生產中的作用
提高農產品或畜產品的產量;控制有害動物等。
利用模擬動物信息吸引傳粉動物,提高果樹傳粉效率和結實率;利用音響設備誘捕或驅趕有害動物
例2.(08年廣東)下列關于生態系統信息傳遞特征的描述,正確的是( )
A.生態系統的物理信息都來源于環境
B.植物都通過化學物質傳遞信息
C.信息沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞
D.信息可以調節生物種間關系
解析:此題考查生信息傳遞的種類、特點及其在生態系統中的作用。生態系統中的信息傳遞主要包括物流信息、化學信息和行為信息;可以發生在生物與生物之間及生物與環境之間,并不一定從低營養級向高營養級傳遞。信息傳遞對于生物種群的繁衍、調節生物的種間關系以及維持生態系統的穩定性過程都發揮著重要的作用。
答案:D
3.信息傳遞與物質循環、能量流動的關系
項 目
區 別
聯 系
來 源
途 徑
特 點
范 圍
能量流動
太陽能
食物鏈或食物網
單向流動、逐漸遞減
生態系統中的各營養級
共同把生態系統各組分聯系成一個統一的整體;并調節生態系統的穩定性
物質循環
生態系統
食物鏈或食物網
循環流動、反復利用
群落與無機環境之間
信息傳遞
生物或無機環境
多種途徑
信息發生生理或行為的變化
生物與生物之間或生物與環境之間
例3.下列有關生態系統功能的描述,錯誤的是( )
A.物質循環的關鍵環節是分解者的分解作用
B.物質流是循環的,能量流是單向的,信息流往往是雙向的
C.一個生態系統的營養級越多,消耗的能量就越多,人類可利用的能量就越少
D.信息傳遞有利于溝通生物群落與非生物環境之間、生物與生物之間的關系,具有調節生態系統穩定性的作用
解析:生態系統的營養級越多,消耗的能量越多,但人類可利用的能量可來自于生態系統中的多個營養級,并且人類可以通過延長食物鏈,使本來流向分解者的能量流向對人類有益的部分,例如生態農業中將農作物秸稈作為飼料,提高能量的利用率。生態系統中的物質是循環流動的,由于分解者將動植物遺體分解成無機物,歸還給無機環境,是溝通生物群落到無機環境的橋梁,所以說分解者的分解作用是物質循環的關鍵。能量流動是單向流動、逐級遞減的,信息流往往是雙向的,生態系統可通過內部的信息流調節自身的結構和功能使生態系統處于相對穩定狀態。
答案:C
考點二生態系統穩定性的理解
1.概念:
生態系統的穩定性是指生態系統發展到一定階段或成熟穩定狀態時,它所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力。可以從以下兩個方面來理解:
(1)結構的相對穩定:生態系統中動植物的種類及數量一般不會有太大的變化,原因是生態系統具有一定的自我調節能力。
(2)功能的相對穩定:生物群落的能量輸入與輸出相對平衡,物質的輸入和輸出保持相對平衡。
2.種類:
生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性,現列表比較如下:
抵抗力穩定性
恢復力穩定性
概 念
指生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力即“抵抗干擾、保持原狀”
指生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力即“遭到破壞、恢復原狀”
影 響
因 素
生態系統的成分越復雜,抵抗力穩定性越強
生態系統的成分越簡單,則越容易恢復,與自身調節能力有關
聯系
(1)兩者呈相反關系,抵抗力穩定性的生態系統,恢復力穩定性差,反之亦然。
(2)抵抗力穩定性與生態系統的營養結呈正比,恢復力穩定性與生態系統的營養結構呈反比。
(3)兩者同時存在于同一生態系統中的種截然不同的作用力,它們相互作用共同維持生態系統的穩定。
例4.如圖所示為某一生態系統穩定性圖解,對此理解不正確的是( )
A.a為抵抗力穩定性,b為恢復力穩定性
B.a為恢復力穩定性,b為抵抗力穩定性
C.恢復力穩定性與營養結構成相反關系
D.抵抗力穩定性與恢復力穩定性成相反關系
解析:抵抗力穩定性是指生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力;恢復力穩定性是指生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。生物的種類越多,營養結構越復雜,抵抗力穩定性就越大,恢復力穩定性就越。粻I養結構越簡單,抵抗力穩定性就越小,恢復力穩定性就越大。故A、C、D三項都正確。
答案:B
考點三、生態系統的反饋調節
1.概念:
當生態系統某一成分發生變化的時候,它必然會引起其它成分出現一系列的相應變化,這種變化又反過來影響最初發生變化的那種成分的現象。
2.種類:
包括正反饋和負反饋。負反饋調節在生態系統中普遍存在,是生態系統自我調節能力的基礎。兩者的區別如下圖所示:
項目
負反饋調節
正反饋調節
作用
是生態系統自我調節能力的基礎,能使生態系統達到和保持平衡
使生態系統遠離平衡狀態
結果
抑制和減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化
加速最初發生變化的那種成分所發生的變化
實例
森林中食蟲鳥和害蟲的數量變化
已經污染的湖泊中污染狀態加劇
圖示
(1)負反饋
(2)正反饋
例5.(08年海南)某池塘中,早期藻類大量繁殖,食藻浮游動物水蚤大量繁殖,藻類減少,接著又引起水蚤減少。后期排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,導致更多水蚤死亡。
關于上述過程的敘述,正確的是( )
A.早期不屬于負反饋,后期屬于負反饋 B.早期屬于負反饋,后期不屬于負反饋
C.早期、后期均屬于負反饋 D.早期、后期均不屬于負反饋
解析:考查生態系統的反饋調節。生態系統的自我調節屬于反饋調節。反饋調節有兩種類型即負反饋調節和正反饋調節。如題中某池塘早期藻類大量繁殖,水蚤的食物充足,導致水蚤大量繁殖,水蚤的增多又大量捕食藻類,又使藻類減少,水蚤因食物不足數量減少,這就是負反饋調節。而池塘污染后,水蚤因生活環境發生了改變而死亡,死亡的個體數又加劇了污染,導致更多水蚤死亡,這屬于正反饋調節。
答案:B
考點四、生態缸的設計制作及結果的觀察與分析
1.制作小生態缸的目的:探究生態系統保持相對穩定的條件。
2.小生態缸的設計要求及分析
設計要求
相關分析
生態缸必須是密封的
防止外界生物或非生物因素的干擾
生態缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力,四種成分齊全
生態缸中能夠進行物質循環和能量流動,在一定時期內保持穩定
生態缸必須是透明的
為光合作用提供光能;保持生態缸內溫度;便于觀察
生態缸宜小不宜大,缸中水量應占容積的4/5,要留出一定的空間
便于操作;缸內儲備一定量的空氣
生態缸的采光用較強的散射光
防止水溫過高導致水生植物的死亡
3.觀察指標:觀察穩定性可以通過觀察植物、動物的生活情況、水質變化、基質變化等判斷。
例6.為觀察生態系統的穩定性,設計4個密閉、透明的生態瓶,各瓶內的組成和條件見下表。經過一段時間的培養和觀測后,發現甲瓶是最穩定的生態系統。
生態系統組成
光 水草 藻類 浮游動物 小魚 泥沙
生態瓶編號
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)根據觀測結果,得出結論:
①_______________________________________________________________________。
②_______________________________________________________________________。
解析:此題主要考查對生態瓶的穩定性分析。生態瓶的穩定性,取決于該生態系統生物種類和數量的合理搭配。在光照條件下,水草、藻類作為生產者進行光合作用,消耗水中的二氧化碳,釋放出氧氣,同時將無機物轉化成有機物,為消費者——浮游動物和小魚提供氧氣和食物,泥沙中含有微生物——分解者,可將水中的有機物分解成無機物,實現瓶內物質循環。乙瓶缺少光、丙瓶缺少分解者,兩者都不能長久地維持穩定,丁瓶與甲瓶的條件相比唯一區別是丁瓶中含有小魚,因為小魚進行呼吸要消耗部分氧氣,所以丁瓶中氧氣含量較低。但丁瓶不如甲瓶穩定,其原因是,生態瓶中生產者數量較少,其合成的有機物和氧氣能維持的消費者的數量是很有限的,所以小魚的存在引起生物間的競爭加劇,打破原有的平衡。
答案:(1)減少 缺乏光照,無法進行光合作用 (2)沒有微生物的分解作用 (3)少,小魚呼吸要消耗部分氧氣 (4)生產者和分解者是生態系統的重要組成成分 光照是維持該生態系統長期穩定的必要條件
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