高中生物 5455生态系统的信息传递和生态系统的稳定性基础巩固训练 新人教版必修3.docx

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高中生物5455生态系统的信息传递和生态系统的稳定性基础巩固训练新人教版必修3

2019-2020年高中生物5.4-5.5生态系统的信息传递和生态系统的稳定性基础巩固训练新人教版必修3

一、选择题（共6小题,每小题4分,共24分）

1.下列属于物理信息的是　（　　）

①鸟类鸣叫　　②孔雀开屏　　③萤火虫发光

④蜜蜂跳舞　　⑤昆虫发出的声音

A.①③　　　B.①③⑤　　C.②③④⑤　D.③④⑤

【解析】选B。

鸟类的鸣叫,昆虫发出的声音,萤火虫发出的光,上述三者属于物理信息中的声、光;孔雀开屏和蜜蜂跳舞属于行为信息。

2.（xx·聊城高二检测）下列选项中不属于生态系统的信息传递在农业生产中应用的是　（　　）

A.利用人工合成的化学信息素吸引昆虫为作物传粉

B.向田间喷洒杀虫剂杀灭害虫

C.延长光照时间来提高家禽的产蛋量

D.利用音响设备发出不同的声音信号来驱赶鸟类

【解析】选B。

利用人工合成的化学信息素吸引昆虫传粉属于化学信息在农业生产中的应用;延长光照时间来提高家禽的产蛋量和利用音响设备发出不同的声音信号来驱赶鸟类属于物理信息在农业生产中的应用;杀虫剂杀灭害虫属于杀虫剂本身的作用特性,没有体现信息传递在农业生产中的应用。

【变式训练】

下列信息传递的实例中,属于调节生物的种间关系的是　（　　）

A.莴苣在适宜波长下才能萌发生长

B.昆虫散发性外激素传递信息

C.草原返青时,“绿色”为食草动物提供信息

D.雄鸟求偶时进行复杂的“求偶”炫耀

【解析】选C。

昆虫散发的性外激素传递信息和雄鸟求偶时进行复杂的求偶炫耀的行为都属于调节种内关系;莴苣在适宜波长下才能萌发生长,体现了信息传递对生命活动的作用;草原返青时,为食草动物提供了信息,体现了信息传递在调节种间关系时的作用。

3.（xx·南京高二检测）下列哪项不属于生态系统为维持稳态而进行的反馈调节　（　　）

A.生物种群密度的调控

B.异种生物种群之间的数量调控

C.生物群落与无机环境之间的相互调控

D.群落的演替

【解析】选D。

生态系统为维持自身稳态而进行的反馈调节可表现为生物种群密度的调控、异种生物种群之间的数量调控以及生物群落与无机环境之间的相互调控等;群落演替是群落的一种动态变化,不属于生态系统为保持稳态进行的反馈调节。

【方法规律】生态系统自我调节能力的表现

生态系统具有自我调节能力,使生态系统保持稳定状态,生态系统的自我调节能力主要表现在以下3个方面:

（1）同种生物种群密度的控制,当种群密度较大时,种内斗争加剧,减慢种群数量增长速度,使种群数量保持相对稳定,这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律。

（2）异种生物之间的数量调控,多在食物链中调控,当一种生物数量增多时,捕食者相应增多,增加对其的捕食量,使其数量减少,并保持相对稳定。

这种就是常见的负反馈调节。

（3）生物与环境之间的相互调控。

生物能适应一定的环境,也能影响环境,生物与环境相互影响、共同维持生态系统的相对稳定。

4.（xx·海口高二检测）设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面列举的原理或要求中,合理的是　（　　）

A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量

B.应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸

C.生态缸中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些

D.生态缸的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动

【解析】选D。

生态缸的采光用较强的散射光,既可为水生植物的光合作用提供光能,又可防止生态缸中水温过高,导致水生植物死亡,A项错误;生态缸必须是封闭的,目的是防止外界生物或非生物因素的干扰,B项错误;投放的不同营养级的生物比例要合适,C项错误;生态缸相当于微型的生态系统,其中的各种生物之间以及生物与无机环境之间,必须能够进行物质循环和能量流动及信息传递,D项正确。

【延伸探究】

（1）在设计生态缸时,一般要加入河泥,请分析其作用。

提示:

河泥既为生产者提供无机盐等养分,又可提供分解者。

（2）生态缸能否长期稳定存在?

提示:

不能。

5.（xx·重庆高二检测）下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是　（　　）

①负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础

②“遭到破坏,恢复原状”属于抵抗力稳定性

③人类对自然生态系统的“干扰”不应超过其承受能力

④热带雨林遭到严重砍伐后,其恢复力稳定性仍很强

⑤提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类,改变其营养结构

A.①③B.②④⑤

C.②③D.①④⑤

【解析】选A。

生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节,①正确;“遭到破坏,恢复原状”属于恢复力稳定性,②错误;生态系统的自我调节能力具有一定的限度,为保持生态系统的稳定,人类对生态系统的干扰不能超过其承受能力,③正确;热带雨林的抵抗力稳定性强,所以遭到破坏后,其恢复力稳定性较弱,④错误;生物种类增加,营养结构变复杂,生态系统的稳定性会增加,但是随意增加生物种类,可能造成外来物种入侵,反而会破坏生态系统,⑤错误。

【延伸探究】

（1）负反馈调节能否破坏生态系统的稳定性?

提示:

不能。

负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性,而是使最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到并保持相对稳定。

（2）提高生态系统稳定性的措施有哪些?

提示:

控制生物对生态系统的干扰程度;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。

6.下列有关负反馈调节的叙述,正确的是（多选）　（　　）

A.负反馈调节在生态系统中普遍存在,但不存在于生物群落与无机环境之间

B.当农田里蚜虫的数量增多时,七星瓢虫的数量也会增多,这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节

C.森林中食虫鸟和害虫的数量变化体现了负反馈调节的作用

D.甲状腺激素分泌的调节属于负反馈调节

【解析】选B、C、D。

负反馈调节不仅存在于生物群落之间,也存在于生物群落和无机环境之间。

七星瓢虫和蚜虫,以及食虫鸟和害虫之间为捕食关系,它们之间的调节机制都属于负反馈调节;促甲状腺激素会促进甲状腺激素的分泌,反过来甲状腺激素的增多会抑制促甲状腺激素的分泌,这种调节方式属于负反馈调节。

【误区警示】

（1）生态系统的稳定性不是恒定不变的,它是相对稳定的。

（2）生态系统的生物数量越多,生态系统的抵抗力稳定性不一定越强,但生态系统的生物种类越多,生态系统的抵抗力稳定性越强。

（3）负反馈调节并非破坏生态系统的稳定性,而是使最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到并保持相对稳定。

二、非选择题（共2小题,共26分）

7.（10分）某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。

甲、乙两种昆虫均以该植物为食,蜘蛛以乙昆虫为食。

甲昆虫在白天活动,乙昆虫在夜晚活动。

甲昆虫采集该种植物的叶片后,植物会释放出挥发性的物质X,X既可吸引甲昆虫的天敌,又能驱赶乙昆虫。

请回答:

（1）上述现象中,X分别在 之间进行信息的传递。

（2）影响甲昆虫活动的信息有两大来源,分别是　　　　　和　　　　　。

影响乙昆虫活动的信息种类是　　　　　　。

蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是　　　　　。

【解析】

（1）由“X既可吸引甲昆虫的天敌,又能驱赶乙昆虫”推知,X分别在植物与甲昆虫的天敌和植物与乙昆虫之间进行信息的传递。

（2）甲昆虫在白天活动,并且采集植物的叶片,因此影响甲昆虫活动的信息来自无机环境和生物;乙昆虫在夜晚活动,挥发性的物质X可以驱赶乙昆虫,因此影响乙昆虫活动的信息种类有化学信息和物理信息（如黑暗）;蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫是靠蜘蛛网的振动频率,所利用的信息种类为物理信息。

答案:

（1）植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫

（2）无机环境　生物　化学信息和物理信息　物理信息

8.（16分）（能力挑战题）内蒙古大草原是国家重要的畜牧业生产基地,直接或间接地为人类的生存和发展提供必要的生产和生活资料,现已成为研究的重要领域之一。

图甲为某草原生态系统中的食物网,图乙表示某生态系统功能随时间的变化曲线。

请据图分析回答下列问题:

（1）图甲的生物中,含能量最少的是　　　　　　,因为能量流动的特点是　　　　　　　　　　　　。

（2）图甲的食物链中,草为兔提供了可以采食的信息,猫头鹰能够依据兔留下的气味去猎捕,兔同样也可以依据猫头鹰的气味或行为特征躲避猎捕,这是一种　　

　　调节,这说明了信息传递的作用是　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　。

（3）图乙中两条虚线之间的部分表示　　　　　　　　　　。

（4）y表示一个外来干扰对生态系统的影响,y越大,说明该生态系统　　　　　　

　　　　;x越大,说明该生态系统　　　　　　　　　　　;一个生态系统的x与y越大,该生态系统　　　　　　　　　　。

【解析】

（1）图甲是生态系统的营养结构,生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减,因此,营养级越高所获得的能量越少,所含有的能量越少,此食物网中猫头鹰营养级最高。

（2）草、兔、猫头鹰之间通过信息传递,维持相对稳定,这是一种负反馈调节,说明信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。

（3）图乙代表某生态系统功能随时间的变化曲线,两条虚线之间是生态平衡正常波动范围,也就是生态系统功能正常的作用范围。

（4）在外来干扰作用下,y表示抵抗偏离正常范围的程度,属于抵抗力稳定性,y越大,抵抗力稳定性越弱,x表示恢复到原来状态的能力,属于恢复力稳定性,x越大,恢复力稳定性越弱,生态系统的总稳定性包含抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。

答案:

（1）猫头鹰　单向流动、逐级递减

（2）（负）反馈　调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定

（3）生态系统功能正常的作用范围

（4）抵抗力稳定性越弱　恢复力稳定性越弱　总稳定性越弱（其他合理答案也可）

2019-2020年高中生物5.4《捕获光能的色素和结构》教案新人教版必修1

一、设计思想

新课标提出学生学习方式的变革，倡导自主、合作与探究的学习方式。

本教学设计通过让学生预习教材→提出质疑（问题）→作出假设→设计实验→合作实验→分析结果→得出结论→表达和交流→进一步探究来学习叶绿体中色素的提取和分离，激发学生的学习需要，带给学生理智的挑战，促使学生分工合作，丰富学生的经验系统。

二、教材分析

《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物１必修分子与细胞第5章第4节《能量之源──光与光合作用》第1节课的教学内容，主要学习色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、分离色素的实验方法。

本节内容是对第3章细胞结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的基础。

普通高中生物课程及解读对本部分知识的要求是能分析科学家对光合作用的认识过程，形成光合作用的基本概念；提取和分离叶绿体中的色素，简述叶绿体中色素的吸收光谱和作用光谱；要求教师能直到学生做好提取和分离叶绿体中色素的探索性实验，有条件的学校教师应该组织部分学生参与叶绿素吸收光谱的实验。

三、学情分析

学生在初中阶段已经有了光合作用的有关知识，在本册教材第3章中又学习了细胞结构，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。

通过本册前面内容的学习，学生在实验方面已经有了对照、对比、变量的概念，在“证明某一种或某几种无机盐是某植物生长发育所必需的”中对实验设计有了接触，在“影响酶活性的条件”、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中对探究的方法、步骤有了进一步的了解，也就是说学生已经有了探究的基础和实践，初步具备了探究的一般能力。

　　在实验操作方面，学生已经能进行研磨和过滤等操作，但纸层析法是首次接触，需要教师指导或者借助录像给予直观的认识。

本节课涉及到许多理化知识，如各种化学试剂的使用方法和技巧，光的色散现象和色素的吸收光谱，学生理解起来可能会有一定困难，需要教师进行解释。

四、教学目标

１、知识目标：

（１）说出叶绿体中色素的种类和作用；

（2）说出叶绿体的结构和功能

２、能力目标：

（１）通过“叶绿体中色素的提取和分离”实验，学会提取、分离叶绿体中色素的方法；

（２）通过质疑、创新设计，初步掌握对照实验的方法，提高观察、分析、判断等思维能力；（３）通过小组间的交流和质询，提高学生的语言表达能力及思维的严密性，能够听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及做必要的反思和修改。

３、情感、态度和价值观目标：

（１）通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作，培养学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；

（２）通过和谐知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣热爱；借助叶绿体的结构与功能的联系分析，形成结构与功能相统一的观点；

（３）借助实验的自我评价，形成生命科学的价值观，能正确认识自我，评价自我。

五、重点难点：

重点：

叶绿体中色素的种类和作用

难点：

对实验原理的理解；对照实验的设计和色素的提取。

六、课前准备

１、学生的学习准备：

复习有关实验设计和探究方法的知识；预习实验“叶绿体中色素的提取和分离”，初步把握实验的原理和方法步骤。

２、教师的教学准备：

课件制作，就实验的原理和方法尽可能多地提出质疑并找到答案。

３、教学环境的设计和布置：

两人一组，实验室内教学。

课前打开实验室门窗通风。

实验的材料用具除了书本列举的之外，再补充胡萝卜的叶子、烘干的菠菜叶（学生也可以自带绿叶）；为了节省时间，课前准备好滤纸条，配制好层析液。

课后的探究可根据学生要求和实验室实际情况，尽可能满足学生对材料用具的要求。

七、教学过程：

（一）、导入新课

教师提供数据，使学生理解绝大多数生物的能量之源是太阳能，引出课题。

然后提问：

1、绿色植物以什么方式固定光能？

2、植物靠什么物质去捕获光能的？

（出示玉米正常苗和白化苗图片）

3、出示绿色和黄色的菠菜叶，绿叶中有哪些色素呢？

是否只含叶绿素？

通过创设情境、层层设疑，迅速吸引学生的注意力，激发研究兴趣。

（二）、新课学习

实验：

叶绿体中色素的提取和分离　　　　色素的种类

△提出问题、设计方案：

通过预习，学生对实验的原理和方法步骤已经有了大致的了解，但是由于认知水平的限制，对原理的理解不够透彻。

所以在学生实验前，教师可让学生先提出预习过程中的疑问，再针对问题作出解释，或者鼓励学生自己设计实验并通过实验来解决疑问，教师也可对实验原理和步骤进行简要说明。

一般来说，学生会有这些问题：

１、菠菜是教材推荐的实验材料，那么能否用其他的实验材料？

有没有更好的实验材料呢？

２、为什么要将滤纸条的一端剪去两个角？

如果不剪去会怎么样呢？

３、为什么要重复画线？

如果只画一次会怎么样呢？

４、为什么滤液细线不能触及层析液？

如果接触了又会怎么样呢？

本实验是一类提供方法步骤的探究性实验。

学生可以按照教材中的方法步骤进行操作，也可以根据老师的引导启发，自己大胆的设计实验。

因为前面已经有了实验设计的知识基础和探究的实践经验，所以教师只是提供建议，切不要限制学生思维的方向。

但是为了保证学生在有限的时间里能完成一项探究，教师应规定每个小组只能选择一个研究的问题，而且对照组必须与书本提供的操作完全一致（以保证完成教材要探究的问题）。

学生通过科学思维方式和科学研究方法的训练，势必会产生采用自己设计的实验方案来探究问题的迫切愿望。

考虑到实验中的一些步骤如画滤液细线学生从来没有接触到过，为了使学生能准确、顺利地完成自主性实验操作，在学生实验前教师可进行演示实验或放映有关实验过程的录像。

△实验操作、合作探究：

学生合作实验，教师观察指导。

因为考虑到时间，教师要求学生两个人为一组，统筹规划、分工合作，并认真观察记录实验结果，分析结果得出结论。

教师边巡逻指导，边给予人文关怀，提醒：

层析液中的丙酮有毒且易挥发，所以实验应在通风条件下进行，分离色素时必须用棉塞塞紧试管口，实验结束后必须用肥皂洗手，废料必须倒在废液缸里；实验后色素保存备用。

△表达和交流。

１、与其他小组交流探究的过程和结论，以及提出新的问题。

（１）滤纸条上出现了几条色素带，其排列顺序怎样？

宽窄如何？

这说明了什么？

（２）通过实验组和对照组的分析，得出本小组探究问题的结论，如为什么要重复画线，滤液细线为什么不能触及层析液。

２、听取其他小组的质询，以及进行必要的答辩、反思和修改。

进一步探究。

在实验过程中，学生往往会发现新的问题，如：

（１）绿叶中水分的存在会影响实验效果，有没有方法可以降低叶片中水的含量呢？

（２）用研磨的方法提取色素时，必须加入碳酸钙保护叶绿体中的色素，从而导致毛细吸管容易堵塞，那么有没有更好的提取色素的方法？

（３）滤液细线很难画直、画匀，那有没有有方法既可以达到这些要求，又可以提高色素的浓度呢？

（４）滤液细线很难画，能不能换一种方法，不用画直线也能使色素分离呢？

……

教师鼓励学生根据自己所学的知识或者利用网络，设计实验解决新问题。

这个过程其实是一个评价的过程：

学生自我评价、学生相互评价、教师评价。

通过评价，使知识得以巩固和提高，学生的思维和方法得到发展。

通过这一步教学，学生不仅完成了色素种类的探究，还通过自己的努力实践，解决了课本中提出的“不能”、“注意”的原因，从中找到成就感，学习生物的积极性会大有提高。

实验：

色素的吸收光谱　　　色素的功能

将色素溶液放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况，并给出叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，从而得出色素的功能：

吸收光能，主要吸收红橙光和蓝紫光。

通过实验给了学生一个感性认识，通过看图，提高了学生对图表的分析能力。

然后给出问题：

温室或大棚中指蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、薄膜或补充光源？

通过联系生产实践，使学生认识到知识的价值，提高学习生物的兴趣。

过渡：

这些捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢？

　　叶绿体的结构和功能。

课件展示：

叶绿体的结构。

要求学生联系细胞器的内容学习。

资料分析：

恩格尔曼实验。

得出叶绿体的功能，并讨论恩格尔曼实验的巧妙之处。

通过对叶绿体结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生物学观点。

（三）、总结

总结叶绿体的功能，具有这些功能的结构基础。

那么，光合作用是如何进行的呢？

在下一节课我们一起来学习光合作用探索的历史。

这节课后大家可以先预习一下这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。

既是总结，也是布置预习作业，激发学生科学探究的意愿。

八、知识结构：

九、作业设计

１、课堂巩固：

（1）阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。

如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于（）

A、绿光区B、红橙光区和绿光区C、蓝紫光区和绿光区D、红橙光区和蓝紫光区

（2）在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是A、橙黄色的胡萝卜素B、黄色的叶黄素C、蓝绿素的叶绿素aD、黄绿色的叶绿素b

（3）分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：

深绿色、黄绿色（或褐色），几乎无色。

注：

“＋”表示加；“－”表示不加。

试回答：

①A处理得到的溶液颜色是____，原因是________________。

②B处理得到的溶液颜色是_____，原因是_______________。

③C处理得到的溶液颜色______，原因是________________。

２、课外探究：

学生根据在实验中提出的疑问，课后设计实验、实践操作解决问题。

十、问题研讨

１、查阅资料时发现，很多教师在上新课程的时候，补充了许多老教材里面的知识，如：

用丙酮提取色素，色素的功能为吸收、传递和转化光能。

老教材内容的补充有没有必要？

２、教师如何在有限的一节课内组织好教学，让学生既能获得一些陈述性知识，又能习得实验设计的程序性知识，并能在今后的教学中让学生养成探究的习惯，最大限度地促进学生知识、能力和情感的发展？

２、合作实验时，动手能力较弱的学生往往成了旁观者，整个实验都有动手能力较强的学生完成，而实验后小组间交流时，发言的代表也往往是几个成绩较好、语言表达能力较强的同学。

在学生合作学习过程中，如何让每一位同学都积极参与到探究中来？