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第三章 生态系统及其稳定性
第四节 生态系统的信息传递
学习目标：
1.说明生态系统中信息的种类及信息传递在生态系统中的作用。
2.描述信息传递在农业生产中的应用。
问题探讨
1967年，荷兰一位生物学家在研究蜜蜂时，发现蜜蜂在找到蜜源后，可以通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源情况：圆圈舞表明蜜源较近，大约在距蜂箱百米以内；摆尾舞的意思是，蜜源在百米之外的远处，究竟距离多远与摆尾的速度有关。
通过跳圆圈舞
讨论2.还能举出生物间传递信息的其它例子吗？
讨论1.“100m以内”，对我们来说这几个字的含义就是信息。同样的信息，蜜蜂怎样传递的？
圆圈舞
摆尾舞
孔雀开屏、豪猪竖刺等
植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？侦察蜂如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂 ？
鲜艳颜色
芳香气味
嗅觉器官
眼
光
空气
蜜蜂
植物花朵
舞蹈
眼
侦察蜂
其它蜜蜂
光
以上传递蜜源涉及植物的颜色、气味及侦察蜂跳舞等信息，这几种信息分别是什么信息呢？
问题探讨
类型 来源 传递形式 实例
请同学们自主阅读教材P68-69，小组合作思考讨论完成问题。
1.生态系统中各种信息的比较。
一、生态系统中信息的种类
2. 信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。
注意：生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递。
1. 信息：日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
生态系统中信息的种类
(1)物理信息
①概念：自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。
②来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
3. 信息的种类
③感受部位：
① 动物的眼、耳、皮肤等
② 植物的叶、芽及细胞中的特殊物质（光敏色素等）
萤火虫（光）
蜘蛛网的振动
狼的嚎叫声（声）
生态系统中信息的种类
蛇的颊窝（温度）
鸟的迁徙（磁场）
植物的生长（光敏色素）
科学家的实验——
实验1：把一只雌蛾关在笼子里，吸引了大量雄蛾来交尾。
实验2：把雌蛾装进密闭透明容器后，雄蛾对雌蛾视而不见。
雌蛾和雄蛾是通过物理信息联系吗？
许多昆虫能释放性外激素
化学信息
性外激素：蚕蛾醇
①概念：
在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。
②来源：
生物体的代谢产物或分泌物。
③举例：
植物的生物碱、有机酸等代谢产物
b. 动物的性外激素
c. 昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长
蛾(性外激素)
(2)化学信息
3. 信息的种类：
生态系统中信息的种类
虎撒尿圈地
（代谢产物）
黄鼠狼放臭屁
（代谢产物）
不迷路的蚂蚁（尾迹素）
当蚜虫被捕食时释放报警信息素。
气步甲尾部喷射的苯醌毒雾
狗肛门腺分泌物使粪便尿液等具有特殊气味，作为领地记号。
雌蝗分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样,能准确无误地接收到这种信号。
动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。
①概念：
②来源：
动物的特殊行为。
③举例：
蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。
(3)行为信息
3. 信息的种类：
生态系统中信息的种类
蜜蜂跳舞
求偶炫耀
育雏行为
吹“气球”求偶的军舰鸟
孔雀开屏
尖尾松鸡魔性求偶舞
(3)行为信息
豪猪竖刺御敌
乌贼喷墨御敌
极乐鸟求偶炫耀
伞蜥“撑伞”御敌
下列各项分别属于物理信息的有_________________________________；
属于化学信息的有_____________；
属于行为信息的有_____________ 。
1. 蛛网振动 2. 狼的叫声 3. 生物释放红外线
4. 蝙蝠回声定位 5. 植物分泌的毒素 6. 老马识途
7. 电鳗放电 8. 昆虫的性信息素 9. 适宜光照下植物开花
10. 蓟（jì）的刺 11. 金龟子遇敌装死 12. 遇敌豪猪竖刺
13. 飞蛾扑火 14. 牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险
即时训练
1
2
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一、生态系统中信息的种类
类型 来源 传递形式 实例
光、声、温度、湿度、磁力等
植物的生物碱、有机酸等代谢废物，动物的性外激素等
蜜蜂跳舞，鸟类“求偶炫耀”等
比较 非生物环境或生物个体或群体
物理过程
化学信息
物理信息
生物体
以化学物质为信息载体
行为信息
动物
动物的行为特征
①多数情况下，信息传递为双向的；
②三种信息都可以来源于生物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；
③信息传递可以发生在生物与非生物环境之间，可以发生在同种生物之间，可以发生在不同生物之间。
三种信息的比较
请同学们自主阅读教材P68-69，小组合作思考讨论完成问题。
2.同种生物的信息传递只有一种方式吗？
3.生态系统中的信息传递仅仅发生在同种生物之间吗？
4.高等动物的神经信息的传递和遗传信息的传递与表达是否属于生态系统的信息传递
5.生物与非生物环境之间是否也有信息传递呢？
6.生态系统信息传递的过程必须有哪三大要素的参与？
一、生态系统中信息的种类
4. 生态系统中信息传递的特点
(1)生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
开屏
行为信息
求偶
鸣叫
物理信息
与同类交流
远处通过识别植物的绿色
近处通过植物的气味
物理信息
搜寻食物
化学信息
辨别和摄取食物
(2)信息传递可以发生在同种生物之间，也可发生在不同生物之间，生物与非生物环境
(例如：植物的开花接受光信号的调节)之间。
(3)多数情况下，信息传递为双向的(也有单向)。
犀牛与牛椋鸟,鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况。
如：草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊并不传递信息给草，此过程中信息传递是单向的。
嗅觉器官
眼
植物花朵
鲜艳颜色
芳香气味
光
空气
眼
侦察蜂
舞蹈
光
其他蜜蜂
产生：生物或非生物环境
媒介：空气、水及其他介质
5. 信息传递的过程
物理信息
化学信息
行为信息
信息源
信道
信息受体
接收：如动物的眼、鼻、耳、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质(如光敏色素)等
蜜蜂
阻碍其中的任意一个环节都会使信息无法发生传递。
资料1：海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。它们可使用频率超过100 kHz的超声波进行“回声定位”。
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
资料2：有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长。
莴苣种子萌发率与波长的关系示意图
1. 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？
生命活动的正常进行，离不开信息传递。
(个体水平)
资料3：在自然界中，植物开花需要光信息，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素。经过科学家的研究，已分离和鉴定了上千种昆虫信息素，其中大部分是用来传递性信号的。
2. 根据资料3，分析信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？
（种群水平）
生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
资料4：当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产生和释放一种信息素，该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天敌(捕食者)，夜间又能够驱赶雌蛾，使它们不能停留在叶片产卵。
植物与植食性昆虫
3. 资料中的信息素将几种生物联系起来？
4. 烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？
烟草、蛾、蛾幼虫天敌
是
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
5. 信息传递对种间关系具有什么作用？
调节种间关系，维持生态系统的稳定。
（群落和生态系统水平）
资料5：生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。
青草
食草动物
绿色
采食
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
兔子
声音
躲避
狼
捕食
气味、行为
信息传递调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（群落和生态系统水平）
1. 个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息传递。
2. 种群水平：生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
3. 群落和生态系统：调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。
(1)海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。
(2)莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长。
(1)在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才开花。
(2)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。
(1)在草原上，当草原返青时，“绿色”为草原动物提供了可以开始采食的信息。
(2)在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物；兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
信息传递在生态系统中的作用
1. 提高农畜产品的产量
(1)利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，提高果树的传粉效率和结实率。
电子仪器，模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音
蜜蜂信息素引诱蜜蜂
信息传递的在农业生产中的应用
(2)延长光照时间，刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可以大大提高产蛋率。
2. 对有害动物进行控制
(1)常用方法：机械防治、化学防治和生物防治
机械防治
化学防治
信息传递的在农业生产中的应用
(2)生物防治：
①利用光照、声音信号等诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田；
②利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度；
③利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降。
(3)对有害动物进行控制的方法的比较
种类 化学防治 机械防治 生物防治
措施
优点
缺点
喷施化学药剂
①作用迅速 ②短期效果明显
①会使抗药性害虫个体增加
②可能杀害害虫天敌，破坏
生态平衡
③污染环境
人工捕捉等
①无污染
②见效快，效果好
①费时费力
②对体型很小的害虫
无法实施
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
①无污染
②效果好且持久
天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）
注意：
②利用性引诱剂诱杀雄性个体，属于 防治。
①利用化学信息≠化学防治。
生物
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点
范围
途径
联系 单向流动，逐级递减
全球性，循环往复运动
往往是双向的（也有单向）
生态系统中各营养级之间（生物群落中）
生物圈
生物之间、
生物与非生物环境之间
食物链和食物网
多种途径
①任何一个生态系统这三个基本功能，同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体；
②物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统运转的动力，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。
归纳总结：能量流动、物质循环、信息传递的比较
课堂小结
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
1.物理信息
2.化学信息
3.行为信息
信息传递在生态系统中的
作用
1.保证生命活动的正常进行
2.保障生物种群的繁衍
3.调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
1.提高农畜产品的产量
2.对有害动物进行控制
练习与应用（P72）
1. 黄鼬（俗称“黄鼠狼”）主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下有关解释不合理的是( )
A. 释放的臭气是一种化学信息 B. 这种气味信息只对黄鼬有利
C. 释放臭气有利于黄鼬躲避危险 D. 臭气作为信息可调节种间关系
D
2.“燕燕于飞，差池其羽”“燕燕于飞，上下其音”(《诗经·国风》)，燕子表达的是哪一类信息
行为信息和物理信息
上述方法利用物理信息的有____________________________，
利用化学信息的有________，利用行为信息的有_________。
拓展应用：请将以下人工驱鸟的措施按原理进行归类。
②
⑧
①播放鸟类天敌的鸣叫声②放置无公害的驱鸟剂③燃放爆竹④使用激光⑤架设煤气炮(模拟猎枪的响声和火光 )⑥布设鸟类害怕的图案⑦声光威吓(将爆竹、猎枪声、激光、驱鸟火焰等方法结合)⑧遥控航模模拟天敌。
①
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
典题应用
3.下列有关生态系统信息传递及应用的叙述，不正确的是
A.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用
B.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于化学防治
C.生命活动的正常进行离不开信息的传递
D.短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，是对物理信息的合理利用
√
4.(2023·黑龙江大庆高二期末)使用化学农药、采用生物防治的方法都可防治农作物害虫。下列有关叙述错误的是
A.使用化学农药治理害虫，农药会污染水体、大气和土壤
B.使用化学农药治理害虫，会使害虫的抗药性增强，并杀死害虫的天敌
C.采用生物防治，可降低农业的生产成本，提高经济效益
D.可利用生物之间的捕食、寄生、互利共生等种间关系，进行生物防治
√

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