备课素材：植物与动物之间的信息传递-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

植物与动物之间的信息传递 2019版高中生物学选择性必修二提到植物和动物之间的信息传递： 植物和动物之间主要传递营养信息和化学信息，从而协同进化。 营养信息是指通过营养交换所传递的信息。食物链（网）可以看作是一个营养信息系统，通过营养交换，能够把营养信息从一个种群(或个体)传到另一个种群(或个体)。由于食物链中各营养级的生物要保持一定的比例，即符合生态金字塔规律。因此，生态系统中某一营养级生物的数量和质量的变化，就会引起食物链中其他生物数量和质量的变化。 在生态系统中，沿食物链各级生物要求有一定的比例，即所谓的“生态金字塔”规律。根据这个规律，生态系统中的食物链就构成了一个相互依存，相互制约的整体。植物虽不能直接对营养信息进行反应，却能以其自卫能力起到维护“生态金字塔”的作用，有的植物虽不含毒素，但它们体内的某些物质却使它们成为不受动物欢迎的植物。如橡树叶子含质，能与蛋白质形成一种络合物，降低了叶子的营养价值，昆虫也就不爱吃了。某些植物或苦或酸，多数动物尝过后就不再问津。气味不佳的有毒植物，如水毒芹和烟草，草食动物闻到难闻的气味后便去别处觅食，从而也保护了草食动物。 松籽歉收，这就预示着松鼠数量的减少，以松鼠为食的貂、鼬等动物的数量也会随之减少。在草原上，当羊多时，草就相对少了；草少了反过来又会使羊减少。因此，从草的多少可以得到羊的饲料是否丰富，以及羊群数量变化趋势的信息。 达尔文发现，在英国，三叶草传粉要依靠丸花蜂，由此推断，三叶草的繁茂是由于英国丸花蜂多，而丸花蜂比其他地方多的原因，是因为那里喜食蜂房和蜂子幼虫的田鼠特别少，而那里田鼠少的原因，是因为村镇中有许多猫。 那么，不妨照此推衍下去：三叶草是英国牛群的主要食物，而英国海军的主要食品是牛肉罐头，于是三叶草在生态学上与英国海军大有关联：这样看来，英国之所以能够拥有一支强大的海军，从而成为世界军事强国，最终应该归功于猫。著名生物学家赫胥黎更进一步幽默地说：“人所共知，英国的猫是老姑娘们喂养的，所以英国能够称霸四海，无论从逻辑上，还是从生态学角度上来看，归根结底，都应归功于英国那些爱猫的老姑娘。” 达尔文的“猫与三叶草”的故事，加上这一番“演义”，当然是言过其实，诙谐有趣。但就某种意义上来说，这个故事却显示出营养信息的传递情况。        生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与信息传递，这种传递信息的化学物质通称为化学信息。如酶、维生素、生长素、抗生素、性外激素.甚至尿和粪便等都属于传递信息的化学物质。植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学信息。化学信息主要有种内信息素(外激素)和种间信息素(异种外激素）之分。种间信息素主要是次生代谢物（如生物碱、菇类、黄酮类)以及各种苔类、芳香族化合物等。化学信息深深地影响着生物种间和种内的关系。有的相互制约，有的相互促进，有的相互吸引，有的相互排斥。化学信息在生态系统中广泛存在，对它的研究近几年发展迅速，并逐步形成一个分支学科——化学生态学。   动物的嗅觉、味觉是典型的化学信息感受过程。动物根据味觉信息要判断食物可吃还是不可吃，好吃还是不好吃，从而作出吃还是不吃、多吃还是少吃的决定，而这些对于维持它的生命是至关重要的。我们知道，狗具有非常发达的嗅觉，能够感受空气中一些化学物质所携带的气味信息，这对于狗在寻找和选择食物，发现敌害，躲避不良环境的行为中起着重要作用。 植物给人们的印象似乎只能呆在那里等待被动物吃掉，然而，事实并非如此，如植物的苦味是一个重要的化学信息，对许多植食动物来说，可以起到拒食作用，不过这种苦味对有些植食动物来说可能又是引诱的信号。 野生马铃薯在受到蚜虫侵害时，会分泌一种具有挥发性的化学物质，这种物质正好是蚜虫分泌的报警信息素的主要组成成分。蚜虫嗅到这种气味后，便逃之夭夭,从而免遭蚜虫的危害。当玉米苗受到黄条黏虫蚕食时，就会分泌具有特殊气味的菇烯类物质，便可招引来它的天敌胡蜂，胡蜂便将卵产在黄条黏虫的体内，当卵孵化时即可将黏虫消灭。最妙的是，有些植物含有类似昆虫激素的化合物，能使蚕食它们的昆虫丧失繁殖能力。 在落叶松、太平洋水松、南美梅等植物中含有保幼酮，能使昆虫出现既不像虫又不像蛹的中间型虫体，从而使昆虫很快死亡。在蕨类、万年青和筋骨草等植物中，含有大量类似蜕皮激素的物质，昆虫吃后就会提前蜕皮，这样昆虫就不能发育成成虫，也就无法繁殖后代。在熊耳草体内含有两种早熟激素，一种早熟激素可使昆虫过早蜕皮成熟而很快死亡；另一种早熟激素可使昆虫停止产生性引诱剂，不能完成正常交配，从而无法产生后代。马利筋和夹竹桃等植物中含有强心苔，可以使咬食它们的昆虫肌肉松弛而丧命。       另外，“大树底下好乘凉”，算是生物与环境信息双向传递的很形象的例子。 学科网（北京）股份有限公司 $$