内容正文:
第4节 生态系统的信息传递
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第3章 生态系统及其稳定性
1
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课堂探究 重难突破
02
课前预习 自主落实
01
课后检测 知能达标
04
随堂巩固 基础夯实
03
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第3章 生态系统及其稳定性
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第3章 生态系统及其稳定性
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第3章 生态系统及其稳定性
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指令
数据
生物种群
内部
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第3章 生态系统及其稳定性
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物理过程
化学物质
特殊行为
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第3章 生态系统及其稳定性
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光
温度
生物碱
性外激素
蜜蜂跳舞
非生物环境
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第3章 生态系统及其稳定性
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信息源
信道
信息受体
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生命活动
繁衍
种间
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传粉效率和结实率
产蛋率
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第3章 生态系统及其稳定性
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化学防治
生物防治
无污染
信息素
种群密度
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第3章 生态系统及其稳定性
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√
√
×
×
√
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课堂探究 重难突破
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03
随堂巩固 基础夯实
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第3章 生态系统及其稳定性
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第3章 生态系统及其稳定性
1
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,建立进化与适应观。
生命观念
2.描述信息传递在农业生产中的应用,并利用信息传递在农业生产中的应用,尝试解决现实生活问题。
社会责任
一、生态系统中信息的种类
1.信息的概念:可以传播的消息、情报、________、________与信号等。
2.信息传递:生态系统中的____________之间,以及它们________都有信息的产生与交换,能够形成信息传递,即信息流。
3.生态系统中信息的种类
种类
项目
物理信息
化学信息
行为信息
概念
通过____________传递的信息
生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的_________
动物的___________在同种或异种生物之间传递的信息
举例
自然界中的______、声、________、湿度、磁场等
植物的__________、有机酸等代谢产物,以及动物的____________等
____________、雄鸟的“求偶炫耀”
来源
______________、生物个体或群体
生物在生命活动过程中产生
动物的行为特征
4.信息传递过程
(1)信息产生的部位——__________。
(2)信息传播的媒介——________。
(3)信息接收的生物或其部位——____________。
二、信息传递在生态系统中的作用
三、信息传递在农业生产中的应用
1.提高农畜产品的产量
实例:若能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____________________;养鸡时,延长光照时间,可以提高__________。
2.对有害动物进行控制
(1)控制动物危害的方法主要有____________、____________和机械防治等三种类型。
(2)生物防治的特点:对人类生存环境__________、有效。
(3)实例:利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物;利用昆虫__________诱捕或警示有害动物,降低害虫的____________;利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,降低有害动物的繁殖力。
某种海龟的舌尖处有两条红色突起,它在捕食时,先张开口并让舌头来回摆动,很像小虫在蠕动。这种信息传递的意义是引诱猎物,以利于捕食。结合所学知识判断:
(1)海龟舌尖处的红色突起传递的信息属于物理信息。( )
(2)海龟的舌尖处有两条红色突起,捕食时,先张开口并让舌头来回摆动,这是一种特殊的行为,属于行为信息。( )
(3)海龟捕食的特殊行为体现了生态系统中信息传递可以维持种群的繁衍。( )
(4)生物之间的信息传递只限于同种生物。( )
(5)利用信息传递在生态系统中的作用控制动物危害,属于生物防治技术。( )
探究点一 信息传递在生态系统中的作用
1.下面展示了10种信息,请判断信息的种类:
①花椒树上的刺 ②昆虫的性外激素 ③孔雀开屏 ④鸟类的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生物代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗生素等 ⑨萤火虫的闪光 ⑩鼬遇到危险时,由肛门排出有强烈恶臭味的气体,起到报警和防御的功能
(1)属于物理信息的有_________________________________。
(2)属于化学信息的有_________________________________。
(3)属于行为信息的有_________________________________。
提示:(1)①④⑦⑨ (2)②⑤⑧⑩ (3)③⑥
2.生态系统中的生物通过信息流进行信息传递,生态系统中的信息传递有何特点?信息传递仅局限于生物之间吗?根据教材P70“思考·讨论”,请思考并回答下列问题。
(1)对比生态系统中能量的单向流动,信息传递具有什么特点?生物接收到的信息可以来源于哪些方面?
提示:信息传递往往是双向的。可以来源于非生物环境,也可以来源于同种生物,还可以来源于不同种生物。
(2)根据教材“思考·讨论”资料3分析,信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用?
提示:通过信息传递,植物才能开花,雌雄个体才能相互识别、交配,这样才能保证种群的繁衍。
(3)教材“思考·讨论”资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来?由此说明信息传递在群落和生态系统水平上,发挥什么作用?
提示:将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来;由此说明信息传递可以调节种间关系,进而维持生态系统的平衡和稳定。
1.生态系统信息传递的模型
(1)该模型属于物理模型。
(2)信息传递的范围。
(3)信息的来源:可来自非生物环境,也可来自生物。
(4)信息传递的方向:信息传递往往是双向的。
(5)信息传递的过程
阻碍其中的任何一环节均不能实现信息的传递。
2.信息传递与能量流动和物质循环的关系
项目
能量流动
物质循环
信息传递
渠道
食物链或食物网
食物链或食物网
多种途径
特点
单向流动,逐级递减
循环往复,
具有全球性
单向或双向
范围
生物群落
生物群落与非生物环境之间
生物与生物之间或生物与非生物环境之间
模式图
联系
生态系统的功能有能量流动、物质循环、信息传递。能量流动是生态系统的动力,物质循环是生态系统的基础,信息传递决定着能量流动和物质循环的方向
1.在森林中,狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者,兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息传递在生态系统中的作用是( )
A.可以保证生命活动的正常进行
B.能够促进生态系统的物质循环
C.可以维持生物种群的繁衍
D.能够调节生物的种间关系
解析 “在森林中,狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者,兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕”反映的是信息传递能够调节生物的种间关系。
答案 D
2.(2024·常州联考)科学家温纳通过实验认为蜜蜂完全是根据气味而不是舞蹈语言来确认食物地点的,之后弗里希侦察蜜蜂在发现蜜源回巢后,会在蜂巢上跳起“圆圈舞”或“8 字舞”来表示蜜源的方位和距离,发现了蜜蜂真正获取食物地点的方式,因此获得了诺贝尔奖。下列相关叙述和分析错误的是( )
A.弗里希提出的蜜蜂跳“圆圈舞”或“8 字舞”属于行为信息
B.温纳所说的气味为蜜蜂同伴提供了化学信息
C.弗里希实验证明了生命活动的正常进行与信息传递无关
D.蜜蜂不同个体之间的信息传递具有双向性
解析 弗里希提出的蜜蜂跳“圆圈舞”或“8字舞”,是具有特殊意义的行为,属于行为信息,A正确;温纳所说的气味是动物产生的化学物质,为蜜蜂同伴提供了化学信息,B正确;弗里希实验证明了生命活动的正常进行离不开信息传递,C错误;蜜蜂不同个体之间可进行双向的信息传递,既可以接受信息也可以传递信息,D正确。
答案 C
判断信息种类的两种方法
探究点二 信息传递在农业生产中的应用
1.根据提供的资料,据此回答有关问题:
资料1 养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,这会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,这样就可以大大提高产蛋率。
资料2 控制有害动物有化学防治、生物防治和机械防治三种方法。化学防治污染大,且长期使用容易使害虫产生耐药性导致效果降低。在有害生物的防治中,人们可以利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田,也可以利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度;还可以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,从而减缓有害动物对农作物的破坏。
(1)根据以上资料概括信息传递在农业生产中有哪些作用?
提示:在农业生产中的应用有两个方面:一是提高农畜产品的产量;二是对有害动物进行控制。
(2)根据资料2分析生物防治有哪些优点?
提示:对人类生存环境无污染且更加有效。
2.判断下列措施中哪些是运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的。请说明理由。
①适时灌溉与定时饲喂
②施放过量的性引诱剂,干扰害虫的正常交尾
③延长家禽的光照时间,提高产蛋率
④人工控制作物光周期,达到早熟、高产的目的
提示:③④ ②性引诱剂是一种化学物质,此实例属于对化学信息的利用。光照属于物理信息的一种,故③④均属于对物理信息的利用。①中适时灌溉和定时饲喂属于生物对营养物质方面的需求,不属于对生态系统信息传递方面的运用。
1.信息传递在农业生产中的应用
措施
目的
养鸡场延长光照时间
提高产蛋率
用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子
提高发芽率
利用人工合成的化学信息吸引传粉动物
提高作物的传粉率和结实率
利用音响设备模拟动物的声音
诱捕或驱赶动物
施用昆虫信息素
诱捕或警示有害动物
2.对有害动物进行控制
防治方法
化学防治
机械防治
生物防治
措施
化学药剂喷施等
人工捕捉等
引入天敌或寄生虫等
优点
作用迅速;短期效果明显
无污染;见效快,效果好
效果好且持久;成本低,无污染;寄生虫专一性强
缺点
引起害虫抗药性增强;会毒害害虫天敌,破坏生态平衡;污染环境
费时费力;对体型很小的害虫无法实施
天敌数量不确定
3.(2024·西安期末)研究发现,在一片柳树林中,一旦某一棵树遭受虫害,其新叶中的石炭碱分泌量就会大量增加,从而抵御害虫。而这棵柳树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,使得在这棵柳树周围70 m范围的其他柳树叶片中的石炭碱含量增加,且越靠近被虫害的树,叶片中的石炭碱含量越高。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.该实例体现了信息可以调节种间关系维持生态系统的稳定
C.柳树具备题述防御功能是柳树与其天敌共同进化的结果
D.利用乙烯防治柳树林中害虫的方法属于化学防治
解析 柳树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,乙烯是一种化学信息,A正确;该实例体现了信息可以调节柳树与害虫关系,维持生态系统的稳定,B正确;由题可知,柳树具备题述的防御功能是柳树与其天敌在长期的生存斗争中形成的,是生物与生物之间共同进化的结果,C正确;利用乙烯防治柳树林中害虫的方法属于利用一种生物释放的物质防治另一种生物,属于生物防治,D错误。
答案 D
4.(2024·榆林高二期末)下列生产实践措施与生态系统中的信息传递无关的是( )
A.人工合成性外激素制剂干扰害虫的正常交尾
B.缩短或延长日照时间以控制植物的开花时间
C.延长家禽的光照时间以提高产蛋率
D.利用生长素类似物杀死玉米田中的双子叶杂草
解析 性引诱剂的重要作用是引诱异性个体交尾,生产中常用性引诱剂干扰害虫正常交尾,降低害虫种群密度,运用了生态系统化学信息,A不符合题意;植物的开花需要一定时间的光照,分长日照植物、短日照植物等,利用植物的这一特点,创造长日照或短日照条件,可以使植物提前或延后开花,运用了生态系统物理信息,B不符合题意;延长家禽的光照时间,提高产蛋率,运用了生态系统物理信息来提高农畜产品产量,C不符合题意;利用生长素类似物杀死麦田中的双子叶杂草属于植物激素的应用,D符合题意。
答案 D
[课堂小结]
[课堂巩固]
1.以下各种现象所对应的信息形式依次是( )
①田鼠依据鼬的气味躲避猎捕 ②有雀鹰(鸟类的共同天敌)出现,白翅伯劳会大声鸣叫以提醒其他鸟类躲藏或静止不动 ③当一只蚜虫受到攻击时,就会放出一种起警告作用的化学物质,以便邻近的蚜虫迅速逃避敌害 ④地甫鸟雄鸟发现天敌后急速起飞,扇动翅膀以告知雌鸟
A.化学信息、行为信息、化学信息、物理信息
B.化学信息、物理信息、化学信息、行为信息
C.行为信息、物理信息、化学信息、行为信息
D.化学信息、物理信息、行为信息、行为信息
解析 ①田鼠依据鼬的气味躲避猎捕,气味属于化学信息;②有雀鹰(鸟类的共同天敌)出现,白翅伯劳会大声鸣叫以提醒其他鸟类躲藏或静止不动,鸣叫属于物理信息;③当一只蚜虫受到攻击时,就会放出一种起警告作用的化学物质,以便邻近的蚜虫迅速逃避敌害,起警告作用的化学物质属于化学信息;④地甫鸟雄鸟发现天敌后急速起飞,扇动翅膀以告知雌鸟,属于行为信息;综上所述B正确。
答案 B
2.某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜前,对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述,错误的是( )
A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息
B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息
C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息
D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息
解析 小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打是动物的特殊行为,能够对于同种或异种生物传递某种信息,属于行为信息,激怒小鸟的信息是直接来自镜子中的“小鸟”的物理和行为信息。
答案 D
3.下列现象不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点的是( )
A.蜘蛛通过蜘蛛网的振动频率来获得昆虫落网的信息
B.自然界中,当日照时间达到一定长度时,植物才能够开花
C.番茄的叶会产生有毒的化合物来驱逐啃食它的毛毛虫
D.北极熊能闻到几千米外的冰雪层下面的猎物气味
解析 蜘蛛通过蜘蛛网的振动频率来获得昆虫落网的信息,其中蜘蛛与昆虫之间是捕食关系,这能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点,A不符合题意;自然界中,当日照时间达到一定长度时,植物才能够开花,这说明生命活动的正常进行,离不开信息的作用,但不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点,B符合题意;番茄的叶会产生有毒的化合物来驱逐啃食它的毛毛虫,这能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点,C不符合题意;北极熊能闻到几千米外的冰雪层下面的猎物气味,其中涉及捕食这种种间关系,因此能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点,D不符合题意。
答案 B
4.蚜虫的粪便是含有糖分的黏液,称为“蜜露”。蚂蚁非常喜欢吃“蜜露”,常用触角拍打蚜虫背部,通过拍打产生的振动频率促使蚜虫分泌“蜜露”。蚜虫受到其天敌瓢虫袭击时,会从尾部发出报警信息素,将危险信息通知其他蚜虫,同时蚂蚁接收到报警信息素就会赶来驱除蚜虫天敌。下列相关叙述错误的是( )
A.蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率属于物理信息
B.蚂蚁吃“蜜露”,蚜虫同化量的一部分传递到蚂蚁
C.化学信息可以在同种或异种生物间传递
D.信息能调节种间关系,维持生态系统的稳定
解析 物理信息可来源于非生物环境和生物个体或群体,蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率对于蚜虫来说是物理信息,A正确;蜜露是蚜虫的粪便,而粪便不属于同化量,因为吃进去的食物不一定都被蚜虫吸收,B错误;植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素都是化学信息,说明化学信息可以在同种或异种生物间传递,C正确;信息传递是双向的,既可以来自生物个体或群体,也可以来自非生物环境,生命活动的正常进行,离不开信息的作用,生物种群繁衍,也离不开信息传递,同时信息还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定,D正确。
答案 B
5.某农场主在农场种植了一些粮食作物,栽培了多种果树,同时还饲养着优质的家禽、家畜等。他通过各种措施来提高自己农场中各类农畜产品的产量。以下是他采取的一系列增产措施:
①根据植物的光周期特性和经济利用部分的不同,人工控制光周期使作物达到早熟、高产
②释放过量人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,从而干扰害虫的正常交尾活动,达到消灭害虫的目的
③家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率
④用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子,可以提高发芽率,获得增产
⑤在稻田中竖立人工扎成的稻草人,风吹稻草人转动,起到驱赶鸟类的作用
请据此回答问题:
(1)上述增产措施中,涉及的信息依次为:①________;②________;③________;④________;⑤________。
(2)请根据以上措施,总结信息传递在农业生产中的作用。
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
解析 (1)①根据植物的光周期特性,利用了物理信息光能使得作物达到早熟、高产。②性引诱剂属于化学物质,通过化学信息破坏种群的雌雄比例,从而影响害虫的出生率,达到消灭害虫的目的。③延长光照时间,提高产蛋率,光照属于物理信息。④用一定频率的声波、磁场、光辐射处理谷物、蔬菜作物及树木等的种子,可提高其发芽率,获得增产,声波、磁场、光辐射属于物理信息。⑤捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类,是利用行为信息对鸟类进行控制。(2)信息传递在农业生产中能够提高农畜产品的产量;也可以对有害动物进行控制。
答案 (1)①物理信息 ②化学信息 ③物理信息 ④物理信息 ⑤行为信息 (2)①提高农畜产品的产量 ②对有害动物进行控制
$$