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(共36张PPT)
第4节　生态系统的信息传递
第3章 生态系统及其稳定性
生物
学习目标
①通过对生态果园信息传递过程的分析，构建信息传递的一般过程，通过比较与归纳，辨析信息传递的类型，渗透生命信息观和系统观。(生命观念、科学思维)
②通过分析资料，阐释信息传递在生态系统中的作用，梳理生态系统的三大功能，建立结构与能量观、稳态与平衡观。(科学思维、生命观念)
③通过分析信息传递在农业生产中的应用案例，提高决策能力，增强尊重和顺应自然、保护自然的生态意识和社会责任意识。(社会责任)
学习重难点
重点：
1.结合典型实例分析生态系统信息的种类。
2.分析信息传递在生态系统中的作用。
难点：
1.理解信息传递如何维持生态系统的稳定性。
2.运用信息传递原理提高农作物产量、进行有害动物的防治。
导入新课
生态果园是一种新型养殖模式，果园中主要有苹果树、害虫（卷叶蛾、蚜虫等）、天敌昆虫（草蛉、异色瓢虫、螳螂等）、中性昆虫（蚊、蝇、蚂蚁等）、蝴蝶、蜜蜂、家禽家畜（鸡鸭鹅等）。生态果园的经济效益为何优于传统果园？还有哪些措施可以进一步改善果园产量？
生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
探究一
新课讲授
探究一 生态系统中信息的种类和作用
（一）生态系统中信息的种类
想一想，放假时你和同学之间如何传递思念之情？
在日常生活中，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。
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探究一 生态系统中信息的种类和作用
蜜蜂是如何发现蜜源的？苹果树通过什么方式向蜜蜂传达了“这里有蜜源”的信息？蜜蜂又是如何将蜜源的信息传递给同伴的呢？
【资料】研究发现，苹果树在进化过程中发展出了多种化学防御机制，比如苹果树释放β-石竹烯，可吸引草蛉和瓢虫等同时可以趋避卷叶蛾成虫以减少产卵，释放水杨酸甲酯诱导抗虫反应。
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（一）生态系统中信息的种类
【任务1】阅读教材P68~69，小组合作解决以下问题。
1.依据提示，小组内合作，尽可能多的列举在果园中可能存在的信息传递情况，说明信息的来源并把信息按类型进行整理。
当日照时间达到一定程度时植物才能开花
花色吸引蜜蜂、蝴蝶
遇到危险时发出声音
温度、湿度适宜种子萌发
物理信息——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。
可以来自非生物环境，也可以来自生物体
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
蚜虫分泌的蜜露可吸引蚂蚁
蛾类分泌信息素吸引异性
花香吸引蜜蜂
昆虫分泌特殊的激素
化学信息——在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。
来源于生物体的代谢产物或分泌物
探究一 生态系统中信息的种类和作用
（一）生态系统中信息的种类
新课讲授
蜜蜂跳舞
拍动翅膀警示
求偶炫耀
行为信息——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。
来源于动物的特殊行为
（一）生态系统中信息的种类
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
探究一 生态系统中信息的种类和作用
（一）生态系统中信息的种类
新课讲授
（一）生态系统中信息的种类
2.依据上面实例分析，信息的传递包括哪几个必需环节？请构建模型进行说明。
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
空气、水
及其他介质
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
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
（一）生态系统中信息的种类
辨析：（1）同种生物的信息传递只有一种方式吗？
生物可以通过一种或者多种信息类型进行信息交流。
开屏
行为信息
求偶
鸣叫
物理信息
同类交流
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
（一）生态系统中信息的种类
辨析：（2）生态系统中的信息传递仅仅发生在同种生物之间吗？
（3）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
生态系统的信息传递可以既可以存在于同种生物之间，也可以存在于不同生物之间。
二者都不属于，神经系统的信息传递是个体细胞、组织、器官间的信息传递，遗传信息的传递与表达是细胞内部的信息传递。生态系统的信息传递的范围包括同种生物个体之间、异种生物个体之间和生物与非生物环境之间。
探究一 生态系统中信息的种类和作用
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（一）生态系统中信息的种类
总结：
1.结合生态系统的各组成成分，构建模式图展示生态系统的信息传递发生的范围。
非生物环境
生产者
分解者
消费者
信息流
探究一 生态系统中信息的种类和作用
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（一）生态系统中信息的种类 2.完成表格梳理。
类型 来源 传递形式 实例
光、声、温度、湿度、磁场等
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
动物的特殊行为
①多数情况下，信息传递为________的；
②三种信息都可以来源于________，其中，只有物理信息可以来源于____________；
③信息传递可以发生在______________________，可以发生在__________________，可以发生在__________________。
双向
生物体
非生物环境
生物与非生物环境之间
同种生物之间
不同生物之间
探究一 生态系统中信息的种类和作用
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（二）信息传递在生态系统中的作用
【任务2】阅读教材P70～71，结合教材四则资料，从不同水平概括生态系统信息传递的作用。
1.根据资料1和资料2分析,信息传递与个体生命活动的正常进行有什么关系？
探究一 生态系统中信息的种类和作用
生命活动的正常进行，离不开信息传递。
海豚利用回声定位进行捕食、探路、定位和躲避天敌
种子必须接收某种波长的光信息才能萌发
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（二）信息传递在生态系统中的作用
2.根据资料3分析，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。
说明生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
日照时间达到一定长度时，植物才能开花
昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
（二）信息传递在生态系统中的作用
3.资料4中的信息素能够将几种生物联系起来？
烟草释放的信息素，在白天与夜间是否都使它受益？
信息传递对种间关系具有什么作用？
调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。
烟草、蛾、蛾幼虫天敌
是
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
（二）信息传递在生态系统中的作用
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
2.生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
3.信息还能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
个体水平
群落和生态系统水平
种群水平
信息传递不仅独立成功能，还对能量流动和物质循环起到调节和导向作用。
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
总结：信息传递是生态系统的第三大功能。请梳理下列表格内容。
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
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动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向。
探究一 生态系统中信息的种类和作用
新课讲授
生态系统是通过物质循环、能量流动和信息传递形成的统一整体。
循环
单向递减
双向
(动力)
(载体)
(调节)
非生物的物质和能量
生产者
分解者
消费者
物质循环
能量流动
信息传递
生态系统的结构
功能
物质循环
能量流动
探究一 生态系统中信息的种类和作用
信息传递在农业生产中的应用
新课讲授
探究二
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探究二 信息传递在农业生产中的应用
【任务3】阅读教材P71~72，小组合作解决以下问题。
1.假设若由你来掌管该生态果园，你能结合生态系统的信息传递，你还有什么方法来提高果园的经济效益？
提示：种植能释放特定物质的伴生植物来吸引传粉者，提高授粉效率；
人工控制温度、光照等促进果树开花和结果；
增加光照时间，可刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可以大大提高产蛋率；
利用昆虫信息素干扰害虫交配，减少害虫数量；
利用特定波长的光来诱捕害虫；等等。（合理即可）
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提高农畜产品的产量
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物, 就可以提高果树的传粉效率和结实率。
养鸡时，在增加营养的基础上，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。
利用温度和湿度延长蔬菜的种植期。
探究二 信息传递在农业生产中的应用
新课讲授
2.假若该果园正爆发虫害（卷叶蛾、蚜虫等），果农常常使用喷洒农药的方法防治，但防治效果越来越差。请尝试解释上述现象的原因。你能设计绿色高效的防治方案吗？（提示：农药防治与信息传递防治在生态平衡和长期效果上的差异等方面）
提示：长期使用同种农药对害虫种群中的抗药个体进行了选择，导致其种群抗药性比率提高，防治效果越来越差。
探究二 信息传递在农业生产中的应用
新课讲授
诱蛾灯捕杀园林害虫
性引诱剂诱捕害虫
可结合信息传递设计生物防治方案。
物理信息组：声波驱虫，黑光灯诱捕害虫；利用声音信号吸引天敌；
化学信息组：性引诱剂吸引害虫干扰交尾、植物源农药灭虫法、间作驱虫植物，干扰害虫产卵定位；（答案合理即可）
探究二 信息传递在农业生产中的应用
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对有害动物进行控制
①作用迅速
②短期效果明显
机械防治
化学防治
生物防治
①会使害虫的抗药性增强
②可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡
③污染环境
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
①无污染
②有效且持久
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）
优点
缺点
探究二 信息传递在农业生产中的应用
【练习1】
当堂训练
B
研究表明，地下的真菌网络可以连接不同植物的根部，帮助植物之间进行信息传递，植物则为真菌提供有机物。蚕豆根受到蚜虫攻击时，该信息可以通过真菌网络传递给周围其他植物，使其他植物释放植物信息素吸引寄生蜂过来捕食蚜虫。下列分析错误的是（ ）
A．该信息具有调节生物种间关系的作用
B．植物与真菌的种间关系属于寄生
C．切断真菌网络会降低蚕豆环境适应力
D．真菌网络传递信息受到距离限制
【练习2】
当堂训练
C
萤火虫的闪光信号常用来传递求偶信息，当结网蜘蛛大腹圆蛛捕获边褐端黑萤雄萤后，会通过多种操控策略使雄萤发光信号改变，捕获更多雄萤。下图表示三种情况下萤火虫的闪光信号，下列叙述正确的是（ ）
A．萤火虫触碰蛛网引起震动、萤火虫发光均属于行为信息
B．闪光信号传递求偶信息体现了信息传递能维持正常的生命活动
C．大腹圆蛛操控触网雄萤改变后的闪光信号接近雌萤的闪光信号
D．该捕食策略不利于边褐端黑萤个体的生存，不利于其种群进化
【练习3】
当堂训练
A
生态系统中每时每刻都在进行物质循环、能量流动和信息传递。下列叙述正确的是（　 ）
A．生态系统信息传递过程中，必备要素是信息源、信道和信息受体
B．物质循环往复意味着所有生态系统在物质供给上都是自给自足的
C．生态金字塔包括能量、数量和生物量金字塔，均为上窄下宽的金字塔形
D．生物富集是指重金属沿食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端
【练习4】
当堂训练
（不定项）褐飞虱是危害水稻的重要害虫，其天敌为稻虱缨小蜂。为研究抗虫水稻的挥发物是否会影响褐飞虱对非抗虫水稻的危害。研究人员开展了如下实验，实验组装置如图1所示，几天后，在B侧分别进行褐飞虱、稻虱缨小蜂的选择性实验，与对照组进行对比得到图2所示结果。下列叙述正确的是（　 　 ）
A．该实验中对照组除A侧水稻为非抗虫水稻外，其他条件和试验组相同
B．稻虱缨小蜂的存在能促进稻田物质循环，提高该生态系统的能量利用率
C．实验结果说明抗虫水稻的挥发物会吸引稻虱缨小蜂，驱赶褐飞虱
D．可利用人工合成抗虫水稻的挥发物对非抗虫水稻田中的褐飞虱进行化学防治
ABC
【练习5】
当堂训练
三叶鬼针草是农田常见的外来恶性杂草，其入侵严重影响农作物的生长。为探究三叶鬼针草快速入侵的原因以及防治方法，研究者进行了相关研究。
(1)由于三叶鬼针草入侵后种群数量迅速增加，与农田作物争夺水分、阳光、空间等而产生的__________
加剧，严重影响农作物的生长。
(2)三叶鬼针草能分泌某种物质影响邻近植物的生长，这可能是三叶鬼针草能快速入侵的另一个重要原因。研究者利用三叶鬼针草叶水提液处理玉米幼苗，实验结果如下表。
种间竞争
三叶鬼针草叶水提液浓度/（g·mL-1） 根长/cm 苗高/cm 苗鲜重/g
0 10.5±0.2 17.2±0.6 48.78±4.50
0.005 11.5±1.1 17.5±0.4 62.44±2.32
0.010 10.5±0.7 16.8±0.2 45.85±2.50
0.020 8.1±0.3 15.7±0.4 42.83±0.32
0.040 8.0±0.3 15.7±0.5 40.88±1.66
当堂训练
化学
三叶鬼针草叶水提液浓度小于0.005时起促进作用，大于0.005时起抑制作用
三叶鬼针草叶水提液浓度/（g·mL-1） 根长/cm 苗高/cm 苗鲜重/g
0 10.5±0.2 17.2±0.6 48.78±4.50
0.005 11.5±1.1 17.5±0.4 62.44±2.32
0.010 10.5±0.7 16.8±0.2 45.85±2.50
0.020 8.1±0.3 15.7±0.4 42.83±0.32
0.040 8.0±0.3 15.7±0.5 40.88±1.66
研究者在三叶鬼针草叶水提液中发现了大量的挥发性萜类等化感物质，植物利用化感物质对邻近作物传递的信息属于 信息。由表中信息可推测，不同浓度的三叶鬼针草叶水提液对玉米幼苗的生长影响表现出的特点为_____________________________________________________________________。
【练习5】
(3)农业生产中发现农田种植甘薯可显著抑制三叶鬼针草的入侵，这种防控手段属于___________。结合以上内容推测种植甘薯可抑制三叶鬼针草入侵的原因有_________________________________
____________________________________________________________________________。（答出两点可能的原因）
生物防治
甘薯是蔓藤植物，产生的化感作用
抑制三叶鬼针草的入侵;甘薯与三叶鬼针草在竞争中占优势
课堂小结
总结：请梳理本节课所学内容。
生态系统的信息传递
信息传递的作用
行为信息
化学信息
信息的种类
保证生命活动的正常进行
保证种群的繁衍
调节种间关系，维持生态系统的稳定
物理信息
提高农产品的产量
信息传递在农业生产中的应用
控制有害动物
谢谢大家

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