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(共43张PPT)
人教版高中生物选择性必修2
第3章 生态系统及其稳定性
第4节 生态系统的信息传递
【本节聚焦】
1.生态系统中的信息有哪些类型？
2.生态系统中的信息传递起着什么作用？
3.如何运用生态系统的信息传递原理提高农作物产量、进行有害动物的防治？
学习目标、重难点 核心素养
1.通过对案例的分析与讨论，概述生态系统中信息的类型和信息传递的过程。 2.阐明生态系统中信息传递与物质循环及能量流动的关系。 3.举例说明信息传递在生态系统中的作用。 4.分析信息传递在农业生产中应用的案例，并评价其合理性。 1.生命观念：认识信息在维持生命系统稳态中的重要作用，形成稳态与平衡观念。
2.科学思维：通过归纳概括生态系统中的信息传递方式，发展抽象概括的思维能力。
3.社会责任：认识生物信息传递对维护生态平衡的意义，增强生态环保意识和社会责任感，了解信息传递技术在农业生产中的应用前景，激发创新农业发展的使命感。
1.教学重点 概述信息传递在生态系统中的作用。 2.教学难点 概述信息传递在生态系统中的作用。 语言是人脑特有的高级功能，人类可以通过语言进行交流，而动物虽然无法用语言交流，却拥有专属于它们独特的表达方式。社会性动物蜜蜂更是依靠信息传递来维持群体生活。
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。
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？
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？
蜜源的方向也可以通过舞蹈来传递：
大批工蜂出巢采蜜前，先有部分工蜂（侦查蜂）寻找蜜源。
花的颜色、气味向蜜蜂传递蜜源的位置。
一旦发现采蜜地点，侦查蜂会飞回蜂巢，用跳舞的方式传递食物所在的地点信息，并以附在身上的花粉传递食物种类的信息。
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉
器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空气
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
信息的概念：日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作为信息。
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。
一 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）举例：
动物的鸣叫
萤火虫求偶
（光）
（声）
种子萌发
（温度、湿度）
鸟的迁徙
（磁场）
植物开花
（光）
一 生态系统中信息的种类
1
物理信息
（4）感受信息的部位：动物眼、耳、皮肤等；
植物的叶、芽和特殊物质如光敏色素等
蛇的颊窝（温度）
鹰的眼睛（光）
蝙蝠的耳（声音）
植物的叶、芽（光、温度）
一 生态系统中信息的种类
2
化学信息
（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：
水葫芦根部的分泌物可以抑制藻类
蚂蚁沿途留下的记号--尾迹素
猫、狗肛门腺分泌物具有特殊气味，作为领地记号
植物的生物碱、有机酸等代谢产物；动物的性外激素等；
昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
科学家实验
实验1：把一只雌蛾关在黑暗笼子里，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。
1959年，德国科学家布特南特与他的合作者从50万只家蚕中分离并鉴定出第一种信息素--蚕蛾醇。
一只雄飞蛾能够接收到几公里外雌飞蛾发出的某种信号,从而赶去相会。
雄飞蛾敏锐的触角能捕捉空气中不足1/3盎司的由雌飞蛾发出的该种信号(一种无色无味的特殊化学物质)。
性外激素：蚕蛾醇
一 生态系统中信息的种类
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）举例：
蜜蜂跳舞
孔雀开屏
求偶炫耀中的红腹锦鸡
一 生态系统中信息的种类
4
信息传递的特点
孔雀
开屏
行为信息
求偶
鸣叫
物理信息
与同类交流
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
青草
绿色
物理信息
气味
化学信息
一 生态系统中信息的种类
4
信息传递的特点
犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况
植物的开花接受光信号的调节
（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，生物与非生物环境之间。
一 生态系统中信息的种类
4
信息传递的特点
狼根据羊的气味捕捉羊，羊根据狼的气味躲避狼的捕捉。
（3）多数情况下，信息传递为双向的（也有单向）。
草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊并不传递信息给草。
一 生态系统中信息的种类
5
信息传递的过程
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
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
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。
一 生态系统中信息的种类
6
生态系统的三大功能之间的关系
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 生态系统的功能
信息传递
循环
单向
递减
复杂
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。
食物链和食物网
课堂小结
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
同种或异种动物
动物的行为特征
多数情况下，信息传递为双向的；
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；
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，也可以发生在不同生物之间。
信息传递
物质循环
能量流动
思考：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？
（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，
（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。
思考：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？
任何一个生态系统都有这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点
范围
途径
模式图
联系 单向流动，逐级递减
全球性，循环性
往往是双向的
生态系统中各营养级之间
生物圈
生物与生物之间，生物与非生物环境之间
食物链和食物网
多种
①任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体。
②能量流动是生态系统运转的 ，物质循环是生态系统的 ，信息传递调节物质循环和能量流动。
动力
基础
例.下面展示了9种信息，请分析回答下列问题：
①花椒树上的刺　
②昆虫的性外激素　
③孔雀开屏　
④鸟类鸣叫声所发出的信息　
⑤猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息　
⑥蜜蜂的舞蹈行为　
⑦某些植物花朵的颜色、形状等给传粉昆虫的信息　
⑧花香引蝶和老马识途　
⑨萤火虫的闪光　
物理信息
化学信息
行为信息
物理信息
化学信息
行为信息
物理信息
化学信息
物理信息
一、生态系统中信息的种类
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素，可判断为
____________。
②涉及的信息载体为化学物质或有关气味，如性外激素，可判断为 。
③涉及特殊行为、“肢体语言”，可判断为 。
【信息传递种类的判断】
1.从信息传递的途径来判断
2.从文字表述的着重点判断
①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，
则属于_________。
②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于 。
行为信息
物理信息
化学信息
物理信息
行为信息
一、生态系统中信息的种类
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”。
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.生命活动的正常进行，离不开信息传递。
（个体水平）
二、信息传递在生态系统中的作用
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。
蝴蝶在求偶时，雄蝶追逐雌蝶，雌蝶接受追求后，雌、雄蝶会成双成对地翩翩起舞，进行婚飞。婚飞能促进双方性激素的同步分泌。雌蝶感知性外激素后会降落在植物或其他物体上等待与雄蝶交配。
2.生物种群的繁衍，离不开信息的传递。（种群水平）
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。
3.调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。
（群落和生态系统水平）
二 信息传递在生态系统中的作用
小结：
信息传递的作用
个体水平
种群水平
群落生态系统水平
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用
2.种群的繁衍，离不开信息传递
3.信息能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定
信息传递为生态系统稳定地存在和发展提供了保障。信息传递是生态系统的重要功能。
三 信息传递在生产实践中应用
1
提高农畜产品的产量
电子仪器模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音,吸引蜜蜂来传粉，从而提高产量。
延长光照时间，刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌，大大提高产蛋率。
利用温度和湿度延长蔬菜的种植期，提高产量。
三 信息传递在生产实践中应用
2
对有害动物进行防治
机械防治
化学防治
性信息素诱捕器，干扰害虫的正常交尾
生物防治
2
对有害动物进行防治
三 信息传递在生产实践中应用
生物防治
利用光照、食物等诱捕害虫
利用声音信号诱捕或驱赶某些动物
利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度
注意：
利用寄生蜂来防治害虫
利用化学信息≠化学防治；
化学防治是利用有毒性的化学物质直接的杀伤作用，使用信息素属于生物防治。
有害动物三种防治方法的比较
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
作用迅速；
短期效果明显。
会使害虫的抗药性增强；
可能杀害害虫天敌破坏生态平衡；
污染环境。
人工捕捉或利用器械捕捉等
无污染；
见效快，效果好。
费时费力；
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
对环境污染小；
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）
目前，人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。
1.在一片柳树林中，一棵柳树遭受虫害，释放的乙烯通过风媒作用给邻近的柳树发出危险及预防信号，使周围70m范围的其他柳树叶片中的石炭碱含量增加，从而抵抗害虫。下列相关说法错误的是（　 　）
A．柳树释放的乙烯是一种化学信息
B．上述防御功能是柳树长期进化的结果
C．利用乙烯防治柳树林中害虫的方法属于生物防治
D．该实例体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用
D
2.下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是(　 　)
A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食
B.榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D.群居动物通过群体气味与其他群体相区别
C
C为物理信息。
3.雄性安乐蜥在求偶时，一边伏在领地上做着“俯卧撑”，一边伸缩颈部色彩鲜艳的垂囊，这种展示可能包含了颜色和运动两个因素。有人用墨水改变垂囊的颜色后，雌性仍被雄性吸引，由此说明雄性安乐蜥在求偶时利用的信息是（ ）
A.物理信息
B.化学信息
C.行为信息
D.物理信息和行为信息
C
4.信息传递在生态系统中具有重要作用，下列相关描述错误的是( 　　)
A．群居动物可通过气味与其他群体相区别，气味属于化学信息
B．生态系统中的信息只能由生物个体产生并作用于生物个体
C．行为信息可用于种群繁衍或调节生物的种间关系
D．光信息能维持生命活动的正常进行或维持生物种群的繁衍
B
5.下列现象中不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点的是(　 　)
A.蝙蝠通过自身发出的声波，对被捕食者进行“回声定位”
B.水稻和稗草争夺阳光
C.当光照时间达到一定长度时植物才能开花
D.云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生长
C
6.在某果园生态系统中，有一种雄蚊通过感知雌蚊翅膀扇动发出的声波来辨别雌蚊的方位，科研人员通过模拟雌蚊翅膀扇动的声波来吸引雄蚊以达到灭杀雄蚊的目的。下列有关叙述错误的是（ ）
A．灭杀雄蚊的技术方法属于生物防治的手段
B．灭杀雄蚊的过程体现了信息传递对种间关系的调节
C．灭杀雄蚊的方法体现了生态系统的信息传递功能
D．灭杀雄蚊的过程体现的是物理信息在生态系统中的作用
B
7.下列关于生态系统的自然现象中，表述不正确的是(　 　)
A．“关关雎鸠，在河之洲”中的“关关”属于物理信息
B．“落红不是无情物，化作春泥更护花”中的“落红”是护花的“信息源”
C．捕虫草产生香甜的分泌液诱捕昆虫，空气是“信道”
D．唐菖蒲在每天的日照长度大于12小时才能开花，其细胞中的光敏色素是“信息受体”
B
8.稗草是一种杂草，有的生长在旱地，有的生长在稻田。旱地的稗草“长相”比较随机，大多数趴地横长，完全不像水稻。而水田的稗草为了逃避人类的“驱逐”，学会了“乔装术”，从原来松垮贴地的懒样子，进化到今天亭亭玉立很有“稻”样。那些让稗草长的更像水稻的基因让稗草逃过人类的拔除，继续在稻田生长。下列说法正确的是（ ）
A．旱地的稗草与水田的稗草之间存在生殖隔离
B．稗草被人类逼出“稻”样的过程属于自然选择
C．为防止被拔除，水田稗草突变出了长的像水稻的基因
D．人们定期拔除水稻田里稗草的防治方法属于生物防治
B
(1) 采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递。( )
(2) 在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。( )
(3)两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。( )
√
×
×
9.判断正误：
10.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
一、概念检测
1. 黄鼬主要捕食鼠类，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
B
2. “燕燕于飞，差（cī）池（chí）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。

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