3.4 生态系统的信息传递-2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修2）

3.4 生态系统的信息传递 问题探讨 1967年，荷兰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。 问题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？ 问题2：植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？侦察蜂如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂？ 鲜艳颜色 芳香气味 嗅觉器官 眼 光 空气 蜜蜂 植物花朵 舞蹈 眼 侦察蜂 其它蜜蜂 光 问题3：以上传递蜜源涉及植物的颜色、气味及侦察蜂跳舞等信息，这几种信息分别是什么信息呢？ 一、生态系统中信息的种类 物理信息 1.概念： 自然界中的 等，通过 传递的信息。 2.来源： 可以是 ，也可以是 或 。 3.感受部位： 光、声、温度、湿度、磁场 物理过程 非生物环境 生物个体 群体 ① 动物的眼、耳、皮肤等 ② 植物的叶、芽及细胞中的特殊物质（光敏色素等） 4.实例： 萤火虫(光) 蛇的颊窝(温度) 蜘蛛(振动频率) 种子的萌发（温度、湿度） 鸟的迁徙(磁场） 动物的鸣叫(声) 实验1：把一只雌蛾关在笼子里，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 雌蛾和雄蛾是通过物理信息联系吗？ 化学信息 1.概念： 2.来源： 在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。 生物体的代谢产物或分泌物。 3.化学物质种类： ①植物的生物碱、有机酸等代谢产物； ②动物的性外激素； ③昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。 蚂蚁之所以永远不会迷路，其神奇之处就在于它沿途留下的记号——尾迹素。 黄鼠狼难以脱身时，会突然施放出一股臭液来，奇臭难闻。一个臭屁救了黄鼠狼的命。 雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘。 水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长 4.举例： 虎撒尿圈地(代谢产物) 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 可以体现为行为信息。 1.概念： 2.来源： 动物的特殊行为。 3.实例： 蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。 蜜蜂跳舞 尖尾松鸡魔性求偶舞 孔雀开屏 乌贼喷墨 行为特征 行为信息 “肢体语言” 取食行为 育雏行为 吹“气球”求偶的军舰鸟 攻击行为 企鹅衔卵石作为求偶见面礼 3.实例： 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多种信息类型进行交流。 例如： 开屏 行为信息 求偶 鸣叫 物理信息 与同类交流 远处通过识别植物的绿色 近处通过植物的气味 绿色动物 物理信息 搜寻食物 化学信息 辨别和摄取食物 孔雀 生态系统中的信息传递仅仅发生在同种生物之间吗？ 生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。 在非洲大陆上，犀牛与牛椋鸟之间有频繁的信息交流，鸟的鸣叫与跳跃可以提醒犀牛附近有危险情况。 多数情况下，信息传递为双向的。 物理信息既可来自生物，也可来自非生物环境； 化学信息和行为信息来自生物。 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 信息传递的三要素 1.信息源： 3.信息受体： 2.信道： 信息产生的部位（来自生物或非生物环境） 信息传播的媒介（空气、水以及其他介质等） 信息接收的生物或其部位，眼、鼻子、耳、皮肤；叶、芽、细胞中的特殊物质（如光敏色素） 阻碍其中的任意一个环节都会使信息无法发生传递 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 动物 动物的行为特征 ①多数情况下，信息传递为双向的； ②三种信息都可以来源于生物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境； ③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，可以发生在不同生物之间。 三种信息的比较 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，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。 （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。 生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。 【现学现用】 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 2.生态系统具有多种不同类型的信息，下列现象与其所用到的信息类型对应正确的是( ) A. “臭名昭著”：野生海芋释放臭味吸引蚊子前来，帮助传粉——物理信息 B. “温柔陷阱”：捕虫草产生香甜的分泌液，引诱昆虫前来并将昆虫捕食——化学信息 C. “我最闪亮”：孔雀通过开屏进行求偶炫耀——化学信息 D. “我的地盘”：美洲猎豹撒尿标记自己的领地——行为信息 B 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．生态系统的功能是物质循环、能量流动和信息传递。下列属于生态系统功能描述的是（ ） ①生产者的残枝败叶和消费者的遗体残骸中的能量被分解者利用 ②在草→鼠→蛇→猫头鹰的食物链中，蛇是次级消费者，属于第三营养级③蜜蜂发现蜜源时，就会通过跳圆圈舞动作“告诉”同伴去采蜜 ④大气中的CO2被植物吸收，然后通过生物及人类活动又以CO2形式返回大气中 A．②④ B．①②③ C．①③④ D．②③④ C 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，他们可使用频率超过100KHz的超声波进行“回声定位”。 【资料2】有些植物（如莴苣、茄、烟草）的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长。 萌发率/％ 波长/nm 思考•讨论 讨论1.根据资料1和2，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？ 生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 （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刺激，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。 生物种群的繁衍，离不开信息的传递。 讨论2：根据资料3，分析信息传递在种群的繁殖过程起什么作用？ （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。 讨论3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？ 烟草、蛾、蛾幼虫天敌 讨论4.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。 （群落和生态系统水平） 1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用 ①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波； ②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发； ③动物的换毛现象受光信息的刺激； 例： 2.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递 例： 例： ①在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花； ②昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配； 3.调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定 ①当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以开始采食的信息； ②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物，兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕 （个体水平） （种群水平） （群落和生态系统水平） 总结：信息传递在生态系统中的作用 1.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 【现学现用】 2.多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸，启动抗虫反应，如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发性物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白，该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是（　　） A．植物产生挥发性物质吸引昆虫天敌，体现了信息传递调节种间关系的功能 B．植物受到昆虫伤害启动抗虫反应是神经—体液调节共同作用的结果 C．Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组慢D．开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可防治烟粉虱 B 三、信息传递在农业生产中的应用 1.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。 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。 2.对有害动物进行防治： 利用光照、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 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 （化学防治、生物防治、机械防治） 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 ①作用迅速； ②短期效果明显 ①无污染； ②见效快，效果好 ①效果好且持久； ②成本低，无污染 缺点 ①会使害虫抗药性增强；②可能杀灭害虫天敌，破坏生态平衡； ③污染环境 ①费时费力； ②对体型很小的害虫无法实施 天敌数量不确定，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵） 1.下列有关生态系统信息传递及应用的叙述，不正确的是( ) A.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用 B.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于化学防治 C.生命活动的正常进行离不开信息的传递 D.短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，是对物理 　信息的合理利用 【现学现用】 B 2.使用化学农药、采用生物防治的方法都可防治农作物害虫。下列有关叙述错误的是（ ） A.使用化学农药治理害虫，农药会污染水体、大气和土壤 B.使用化学农药治理害虫，会使害虫的抗药性增强，并杀死害虫的天敌 C.采用生物防治，可降低农业的生产成本，提高经济效益 D.可利用生物之间的捕食、寄生、互利共生等种间关系，进行生物防治 D 3．散居型蝗虫并不会对农作物造成大的危害。散居型蝗虫密度增大时，体内会释放大量“集群信息素”，蝗虫通过触角感知该种信息素，从而使蝗虫由散居转化为群居。已知蝗虫幼体跳蛹的活动能力很弱。据所学知识判断，下列相关叙述错误的是（ ） A．蝗虫触角上可能有该信息素的特异性受体 B．蝗虫可以通过“集群信息素”影响种群密度 C．为预防蝗灾，可在早期用样方法调查该地区跳蝻数量 D．通过设计干扰“集群信息素”接收的物质防控蝗灾是化学防治 D 2．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 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 $$