生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞和穩(wěn)定性 考點例析

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  考點一、生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(tài)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(tài)系統(tǒng)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(fā)

調節(jié)生物的種間關系,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)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(yè)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(tài)系統(tǒng)信息傳遞特征的描述,正確的是(   )

A.生態(tài)系統(tǒng)的物理信息都來源于環(huán)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(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞

D.信息可以調節(jié)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(tài)系統(tǒng)中的作用。生態(tài)系統(tǒng)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(fā)生在生物與生物之間及生物與環(huán)境之間,并不一定從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞。信息傳遞對于生物種群的繁衍、調節(jié)生物的種間關系以及維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性過程都發(fā)揮著重要的作用。

答案:D

  3.信息傳遞與物質循環(huán)、能量流動的關系

項  目

區(qū)   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(tài)系統(tǒng)中的各營養(yǎng)級

共同把生態(tài)系統(tǒng)各組分聯系成一個統(tǒng)一的整體;并調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

物質循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)

食物鏈或食物網

循環(huán)流動、反復利用

群落與無機環(huán)境之間

信息傳遞

生物或無機環(huán)境

多種途徑

信息發(fā)生生理或行為的變化

生物與生物之間或生物與環(huán)境之間

例3.下列有關生態(tài)系統(tǒng)功能的描述,錯誤的是(   )

A.物質循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)是分解者的分解作用

B.物質流是循環(huán)的,能量流是單向的,信息流往往是雙向的

C.一個生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)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(huán)境之間、生物與生物之間的關系,具有調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

解析:生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)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(tài)系統(tǒng)中的多個營養(yǎng)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(tài)農業(yè)中將農作物秸稈作為飼料,提高能量的利用率。生態(tài)系統(tǒng)中的物質是循環(huán)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(huán)境,是溝通生物群落到無機環(huán)境的橋梁,所以說分解者的分解作用是物質循環(huán)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(tài)系統(tǒng)可通過內部的信息流調節(jié)自身的結構和功能使生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。

答案:C

  考點二生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解

1.概念:

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段或成熟穩(wěn)定狀態(tài)時,它所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力?梢詮囊韵聝蓚方面來理解:

(1)結構的相對穩(wěn)定:生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調節(jié)能力。

(2)功能的相對穩(wěn)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(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性,現列表比較如下:

 

抵抗力穩(wěn)定性

恢復力穩(wěn)定性

概 念

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的能力即“抵抗干擾、保持原狀”

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即“遭到破壞、恢復原狀”

影 響

因 素

生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜,抵抗力穩(wěn)定性越強

生態(tài)系統(tǒng)的成分越簡單,則越容易恢復,與自身調節(jié)能力有關

 

 

 

 

聯系 

  (1)兩者呈相反關系,抵抗力穩(wěn)定性的生態(tài)系統(tǒng),恢復力穩(wěn)定性差,反之亦然。

(2)抵抗力穩(wěn)定性與生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結呈正比,恢復力穩(wěn)定性與生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構呈反比。

(3)兩者同時存在于同一生態(tài)系統(tǒng)中的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。

  

  例4.如圖所示為某一生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性圖解,對此理解不正確的是(   )

A.a為抵抗力穩(wěn)定性,b為恢復力穩(wěn)定性

B.a為恢復力穩(wěn)定性,b為抵抗力穩(wěn)定性

C.恢復力穩(wěn)定性與營養(yǎng)結構成相反關系

D.抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性成相反關系

解析:抵抗力穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力;恢復力穩(wěn)定性是指生態(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。生物的種類越多,營養(yǎng)結構越復雜,抵抗力穩(wěn)定性就越大,恢復力穩(wěn)定性就越小;營養(yǎng)結構越簡單,抵抗力穩(wěn)定性就越小,恢復力穩(wěn)定性就越大。故A、C、D三項都正確。

答案:B

  考點三、生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié)

  1.概念:

當生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)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(fā)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(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在,是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎。兩者的區(qū)別如下圖所示:

項目

負反饋調節(jié)

正反饋調節(jié)

作用

是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎,能使生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平衡

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

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(tài)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(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié)。生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)屬于反饋調節(jié)。反饋調節(jié)有兩種類型即負反饋調節(jié)和正反饋調節(jié)。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(jié)。而池塘污染后,水蚤因生活環(huán)境發(fā)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(jié)。

答案:B

  考點四、生態(tài)缸的設計制作及結果的觀察與分析

  1.制作小生態(tài)缸的目的:探究生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定的條件。

  2.小生態(tài)缸的設計要求及分析

設計要求

相關分析

生態(tài)缸必須是密封的

防止外界生物或非生物因素的干擾

生態(tài)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(tài)缸中能夠進行物質循環(huán)和能量流動,在一定時期內保持穩(wěn)定

生態(tài)缸必須是透明的

為光合作用提供光能;保持生態(tài)缸內溫度;便于觀察

生態(tài)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(tài)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(wěn)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(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,設計4個密閉、透明的生態(tài)瓶,各瓶內的組成和條件見下表。經過一段時間的培養(yǎng)和觀測后,發(fā)現甲瓶是最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。

 

生態(tài)系統(tǒng)組成

光       水草       藻類        浮游動物      小魚       泥沙

生態(tài)瓶編號

+         +          +              +           -          +

-         +          +              +           -          +

+         +          +              +           -          -

+         +          +              +           +          +

  

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(tài)瓶的穩(wěn)定性分析。生態(tài)瓶的穩(wěn)定性,取決于該生態(tài)系統(tǒng)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(huán)。乙瓶缺少光、丙瓶缺少分解者,兩者都不能長久地維持穩(wěn)定,丁瓶與甲瓶的條件相比唯一區(qū)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(wěn)定,其原因是,生態(tài)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(tài)系統(tǒng)的重要組成成分  光照是維持該生態(tài)系統(tǒng)長期穩(wěn)定的必要條件


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