第3章 第4节 生态系统的信息传递-【大鹏生物】2024-2025学年高中生物同步课讲义选择性必修2 生物与环境

第4节　生态系统的信息传递 [ 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。 2.描述信息传递在农业生产中的应用。 一、生态系统中信息的种类 [ 教材梳理 ] 1．信息的概念：可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。 2．信息传递：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。 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 通过物理过程传递的信息 生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质 动物的特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息 举例 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等 植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等 蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀” 来源 非生物环境、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——信息源。 (2)信息传播的媒介——信道。 (3)信息接收的生物或其部位——信息受体。 [ 核心探讨 ] 生态系统中信息的种类 ①萤火虫发出的荧光　②蛇通过热感受器发现鼠　③蜘蛛网的振动　④宠物狗之间通过嗅闻肛门腺辨识身份和健康状况　⑤“燕燕于飞，差池其羽”　⑥孔雀开屏　⑦雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾 物理信息：①②③； 化学信息：④⑦； 行为信息：⑤⑥。 [ 核心归纳 ] 信息传递种类的判断 (1)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。 (2)鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)则属于物理信息，若通过特殊的动作(突然飞起)则属于行为信息。 (3)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度这些信号，通过动物的皮肤、耳朵、眼或植物的光敏色素、叶、芽等接收，则判断为物理信息。 (4)若涉及化学物质的挥发性这一特点则判断为化学信息。 题组一　生态系统中信息的种类和传递 1．信息传递在生态系统中具有重要作用。下列对信息传递的叙述，错误的是(　　) A．雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾属于行为信息 B．鸟类的鸣叫声属于物理信息 C．金钱豹尿液所散发出的气味属于化学信息 D．信息传递可以双向进行 2．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。海龟的这种活动包含下列哪种信息的传递(　　) A．物理和化学信息 B．行为和化学信息 C．物理和营养信息 D．物理和行为信息 3．下列有关生态系统信息传递的叙述，正确的是(　　) A．信息源只能是生物 B．信息的传递需要信道 C．和生物体内细胞间信息交流不同的是，生态系统的信息传递不需要信息受体 D．一种生物只能产生一种信息类型 4．下列关于生态系统中信息流的叙述，正确的是(　　) A．生态系统的物理信息只来自非生物环境 B．生态系统的信息传递都是肉眼可见的 C．生态系统的信息传递效率是固定不变的，不能靠人力来提高 D．完整的信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体，三者缺一不可 二、信息传递的作用及其应用 [ 教材梳理 ] 1．信息传递在生态系统中的作用 (1)个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。如海豚的“回声定位”，烟草等种子的萌发生长。 (2)种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递。如植物开花、昆虫交尾。 (3)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。如食物链上相邻物种间“食”与“被食”的关系。 2．信息传递在农业生产中的应用 (1)提高农畜产品的产量 ①利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率。 ②养鸡时，在增加营养的基础上，延长光照时间，会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，可以大大提高产蛋率。 (2)对有害动物进行控制 ①控制方法：化学防治、生物防治和机械防治。 ②生物防治举例： a.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物； b.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； c.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。 [ 核心探讨 ] 一、信息传递在生态系统中的作用 根据提供的资料，回答问题。 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”。 资料2　莴苣等植物的种子必须接受某种光信息才能萌发生长。 资料3　植物开花需要光信息刺激；许多昆虫的雌雄个体凭借信息素而相互识别、完成交配，保证种群的延续。 资料4　当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，夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在植物叶片上停留产卵。 (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？ 提示　如果没有信息传递，海豚的生活、捕食难以进行；莴苣等植物种子的萌发生长等活动，离开信息传递不能正常进行。这些都说明了生物个体正常的生命活动离不开信息传递。 (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？ 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)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。 二、信息传递在农业生产中的应用 根据提供的资料，回答问题。 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。在生物防治中，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的应用。 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。 [ 核心归纳 ] 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 提高萌发率 利用模拟的动物信息吸引传粉动物 提高作物的传粉效率和结实率 利用音响设备模拟动物声音 诱捕或驱赶动物 施加昆虫信息素 诱捕或警示有害动物 2．有害动物三种防治方法的比较 名称 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 引入天敌或寄生生物等 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 缺点 引起害虫抗药性增强；杀灭害虫天敌，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；寄生生物专一性强 题组二　信息传递的作用及其应用 5．生态系统中含有各种各样的信息，这些信息的传递对生物有非常重要的意义。下列关于生态系统中的信息的说法，错误的是(　　) A．蝙蝠的“回声定位”这一物理信息使得蝙蝠能够捕食猎物，躲避敌害 B．菊花接受的日照长短这一物理信息使得菊花能够适时开放 C．信息传递在生态系统中可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 D．信息的传递只能是由一个(种)生物发出信息，另一个(种)生物接收信息 6．某农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列措施中，不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的是(　　) A．通过人为补充光照，延长家禽接受光照的时间，提高产蛋量 B．通过人工遮光或补光，控制作物光周期，以达到作物早熟、高产的目的 C．通过人工合成性引诱剂并在田间释放，干扰害虫的正常交尾 D．通过人工灭虫灭鼠，减少食物链，使能量流向有经济效益的部分 7．在农业生产实践中，人们常常利用信息传递原理来防治害虫。下列措施中，属于利用化学信息来防治害虫的是(　　) ①利用紫外灯诱捕害虫　②利用昆虫信息素诱捕害虫　③播放结群信号录音诱捕害虫　④利用性外激素类似物干扰害虫雌雄交配 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ [ 综合强化 ] 8．科研人员发现：茶树在受到害虫侵害时会释放信号物质顺－3－己烯醇，该物质一方面可吸引害虫的天敌前来捕食害虫，另一方面可传达信号给周围的茶树。未受害茶树接收到该信号后，就会提前激发自身的防御响应。下列相关叙述错误的是(　　) A．信号物质顺－3－己烯醇的信道是空气 B．顺－3－己烯醇是一种化学信号，该信号只能被特定的物种识别 C．茶树和害虫具有捕食关系，茶树和害虫天敌具有互利共生关系 D．上述现象体现了茶树释放的顺－3－己烯醇还可以调节生物的种间关系 9．有些植物在遭受疾病或干旱时会提前开花。研究人员发现，饥饿的熊蜂频繁在叶片上打洞但并不多做停留，也没有把切割下的叶片带回巢穴。被熊蜂打洞的植物会提前15～16天开花。人为模仿熊蜂在叶片上打洞后发现，植物虽然提前开花，但提前速度远比不上熊蜂打洞的效果。下列叙述不正确的是(　　) A．植物遭受疾病或干旱时提前开花是对逆境的适应 B．饥饿的熊蜂在叶片上打洞是为了取食植物叶片 C．推测熊蜂打洞可给植物传递物理信息和化学信息 D．熊蜂打洞让植物提前开花能调节生物种间关系 10．“黄四娘家花满蹊，千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼。”这是诗圣杜甫描绘百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列相关叙述正确的是(　　) A．可以使用样方法调查花丛中蝴蝶的种群密度 B．花的颜色、黄莺的鸣叫分别属于物理信息和行为信息 C．日照时间的长短决定植物开花期体现了生命活动的正常进行离不开信息传递 D．为避免果树遭受鸟害，用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于生物防治 11．在美国加利福尼亚南部，山坡上生长着一种灌木，这种灌木释放出挥发性的化学物质，随雨水进入土壤后，能抑制其他植物种子的萌发和草本植物的生长。当火灾烧尽了此类灌木，其他草本植物便乘机生长繁盛，直到灌木再次出现时，这种化学抑制作用又再次出现。下列说法不正确的是(　　) A．这种灌木释放出的挥发性化学物质属于化学信息 B．这种灌木释放出的挥发性化学物质调节的是种内关系 C．灌木与它抑制的草本植物之间是种间竞争关系 D．在农业生产上可以利用信息传递来控制有害动物 12．阅读下面两段材料，运用所学知识回答问题： 材料一　雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3 km以外的雄蚕蛾吸引过来。虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的量不到0.01 mg，但雄蚕蛾却仍可对其作出反应。有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。 (1)材料一说明使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于         信息，而不是        信息，不是由视觉引起的。 (2)材料一体现了信息传递的什么作用？                                                    。 材料二　在防治害虫上，利用性引诱剂“迷向法”防治害虫效果显著。其具体做法是在田间释放过量的人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。 (3)微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，这说明性引诱剂具有           性和           性。 (4)从材料二可以看出，“迷向法”并不能直接杀死害虫，而是通过                                    ，从而使害虫种群的          率下降，降低对作物的危害。 13．语言是人类交流的手段，昆虫之间也存在着可用于交流的“信息”，使昆虫表现出复杂的行为。昆虫的交配求偶就是通过某种信息长距离传递而实现的。如灯蛾的雌虫能吸引11 km以外的雄蛾，天蚕蛾的雌虫腹部或停息过新羽化的雌虫的物体，都能吸引雄虫。为了探索昆虫交配求偶的秘密，进行如下实验： 实验一：将某昆虫中未交配的雌虫放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。 实验二：将未交配的雌虫先放到封闭的玻璃管中，再放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，未捕捉到雄虫。 (1)实验一中，放在诱捕器中的雌虫能够吸引雄虫，这是由于它们之间存在某种            传递。 (2)实验一与实验二比较说明昆虫间进行交流的信息是一种挥发性的            。 实验三：将未交配的雌虫腹部用小刀割下，再将雌虫放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，未捕捉到雄虫。 实验四：将未交配的雌虫放在诱捕器中，在诱捕器的周围浇一桶汽油，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。 根据上述实验，回答下列问题： [ 本讲小结 ] 学科网（北京）股份有限公司 $$