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第4节 生态系统的信息传递（第一课时）
第3章 生态系统及其稳定性
【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。
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？
2.你还能举出生物间传递信息的其它例子吗？
通过跳圆圈舞来传递这一信息。
孔雀开屏、豪猪竖刺等。
（一）信息的概念：
一. 生态系统中信息的种类
日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
（二）生态系统的信息传递：
一. 生态系统中信息的种类
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。
强调：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.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。
(3)来源: 可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
(2)实例: 蛛网的振动频率、狼的呼叫声、萤火虫发光、蝉的鸣叫等。
种子萌发(温度、湿度)
鸟的迁徙(磁场)
海豚捕食(超声波)
一. 生态系统中信息的种类
（三）生态系统中信息的种类
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？
结论：雌蛾和雄蛾不是通过物理信息联系，可能是通过化学信息联系。
【课外实践】
2.化学信息
(1)概念: 在生命活动中，生物还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)实例:如植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的性外激素，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(信息素)
黄鼠狼放臭屁(代谢产物)
虎撒尿圈地(代谢产物)
3.行为信息
(1)概念: 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。
(2)来源: 动物的特殊行为。
(3)实例: 蜜蜂跳舞、豪猪竖刺、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。
蜜蜂跳舞
豪猪竖刺
孔雀开屏
求偶炫耀
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；
联系 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
①三种信息都可以来源于动物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；
②在生命活动过程中，可以有多种信息同时发挥作用。
4.三种信息的比较
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
1.2.3.4.7.9.10.13
5.6.8
11.12.14
【课堂检测】
1.信息传递的过程:
信源
（信息产生部位）
信道
（信息传输媒介）
信息受体
（信息接收的生物或部位）
生物或非生物环境都可以发出信息
空气、水及其他介质均可传播信息
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）等可以接收多样化的信息。
二. 生态系统中信息传递的过程和特点
生态系统信息传递三要素：信源、信道和信息受体
2.信息传递的特点:
（2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
孔雀通过开屏（行为信息）求偶、鸣叫（物理信息）与同类交流
食草动物识别绿色（物理信息）搜寻食物、通过植物的气味（化学信息）来辨别和摄取食物
犀牛和牛椋鸟之间有频繁的信息交流，鸟的鸣叫（物理信息）与跳跃（化学信息）可以提醒犀牛附近有危险情况
非生物的物质和能量
物质循环
能量流动
生态系统的结构 功能特点 功能
信息传递
循环
单向
递减
生产者
消费者
分解者
？
2.信息传递的特点:
传递方向往往是双向的
草
兔
狼
2.信息传递的特点:
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
物质循环
能量流动
生态系统的结构 功能特点 功能
信息传递
循环
单向
递减
双向
(动力)
(载体)
(调节)
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。
传递方向往往是双向的
2.信息传递的特点:
2.信息传递的特点:
（2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
孔雀通过开屏（行为信息）求偶、鸣叫（物理信息）与同类交流
食草动物识别绿色（物理信息）搜寻食物、通过植物的气味（化学信息）来辨别和摄取食物
犀牛和牛椋鸟之间有频繁的信息交流，鸟的鸣叫（物理信息）与跳跃（行为信息）可以提醒犀牛附近有危险情况
（3）多数情况下，信息传递为双向的。
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
（2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。
（3）多数情况下，信息传递为双向的。
2.信息传递的特点:
3.信息传递的范围
生态系统的信息传递，可以在生态系统的各个成分间进行,包括生物与生物之间,以及生物与非生物环境之间。能够决定能量流动和物质循环的状态。
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。
【旁栏思考】想一想，生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异(途径和方向性)？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？
1.物质循环和能量流动借助于食物链进行，信息传递不依赖于食物链，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递；
2.能量流动的特点是单向流动，物质是可循环利用的，但信息传递往往是双向的，且不能循环利用；
完整的信息传递过程包括信源、信道和信息受体，缺少其中任意一项，信息传递都不能完成。
思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性
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”。近年来，屡有海豚出现“集体自杀（搁浅）”现象的报道。已有证据表明，人类的舰船、海洋开采活动、某些通信工具在海洋中产生了巨大的噪声，会直接干扰海豚的“定位系统”。
1.根据资料，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系
如果没有信息传递，海豚的生活、捕食难以进行，信息干扰会导致海豚出现“自杀”现象；说明生命活动的正常进行，离不开信息的传递。
三. 信息传递在生态系统中的作用
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。
1.根据资料，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系
莴苣、茄、烟草种子的萌发，说明生命活动的正常进行，离不开信息的传递。
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。
资料3
2.信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？
通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，这样才能保证种群的繁衍。
这里有蛾的幼虫，快来吃呀！
资料4 2001年，科学家发现，烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌——寄生虫或捕食者，夜间又能驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在叶片上停留产卵。
烟草
雌蛾
蛾幼虫的天敌
蛾幼虫
攻击
释放
化学物质
白天
吸引
夜间
驱除
这里有蛾的幼虫，快来吃呀！
资料4 2001年，科学家发现，烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌——寄生虫或捕食者，夜间又能驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在叶片上停留产卵。
将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
是。
3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？
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？
5.请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。
信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
1.个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息传递种群的繁衍都具有重要意义。如海豚的“回声定位”，烟草等种子的萌发生长。
三. 信息传递在生态系统中的作用
2.种群水平：生物种群的繁衍，也离不开信息传递。如植物开花、昆虫交尾。
3.群落和生态系统水平：信息还能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。食物链上相邻物种间“食”与“被食”的关系，如草原返青时，“绿色”为草原动物提供可以开始采食的信息。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；兔同样能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
【检测】当一只蚜虫受到攻击时就会释放一种起警告作用的化学物质，以便使邻近的蚜虫迅速地逃避敌害。这种现象所属的特征及所释放的化学物质分别是（ ）
A.种间互助,警告外激素 B.种内互助,警告外激素
C.种间互助，性外激素 D.种内互助，性外激素
B
举例 水平 作用
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，植物才能开花。 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。
个体
生命活动的正常进行，离不开信息的作用
种群
生物种群的繁衍,也离不开信息的传递
群落和生态系统
信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
三. 信息传递在生态系统中的作用

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