3.4 生态系统的信息传递- 2024-2025学年高二生物同步高效教学课件（人教版2019选择性必修2）

判 断： 1.参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物。（ ） 2.物质循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。（ ） 3.沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用。（ ） 4.在碳循环中生产者只起固定CO2的作用。（ ） 5.物质循环和能量流动是两个独立的过程。（ ） 6.只有在光照条件下，生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的（ ） 7.光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。（ ) × √ √ × × × × 8.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集。（ ） 9.营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高。（ ） 10.可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。（ ） 11.应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下。（ ） 12.对照组中落叶的分解速度明显高于实验组。（ ） 13.实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验。（ ） √ √ × × × × 第4节 生态系统的信息传递 迅速检索： 1、什么是信息？ 信息传递？信息流？ 2、生态系统中信息的种类？ 1、物理信息： ①概念： 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。 ②来源： 可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。 ③举例： 萤火虫 动物的鸣叫 种子萌发 鸟的迁徙 （光） （声） （温度、湿度） （磁场） （刺） 刺猬 一、生态系统中信息的种类 吸收红光、远红光可逆转换的光受体（色素-蛋白质），称之为光敏色素；其生理作用甚为广泛，它影响植物一生的形态建成，从种子萌发到开花、结果及衰老。 感受物质： 信息来源： 无机环境、生物 信息源：光、声、温度、湿度、磁力 蛇的颊窝（温度） 植物的生长（光敏色素） 眼；耳；皮肤；叶、芽、细胞中的特殊物质（如光敏色素） 6 2.化学信息 如植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的性外激素，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。 水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长 虎撒尿圈地(代谢产物) 蛾(信息素) 黄鼠狼放臭屁(代谢产物) (1)概念: (2)来源: (3)实例: 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。 被捕食的蚜虫立即释放报警信息素，通知同类其他个体逃避。 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。 猫、狗肛门腺分泌物使粪便尿液等具有特殊气味，作为领地记号。 雌蝗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。 3.行为信息 蜜蜂跳舞 豪猪竖刺 孔雀开屏 (1)概念: (2)来源: (3)实例: 动物的特殊行为 蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。 动物的特殊行为，能够向同种或异种生物传递某种信息。 尖尾松鸡魔性求偶舞 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 4.生态系统中信息传递的特点 (1)生物可以通过 信息类型进行交流 (2)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 补：(3) 信息传递往往为双向的； 一种或多种 双向性实例：捕食者与被捕食者 但有些信息传递是单向的：种子在春天来临温度适宜时得到信息会发芽，但并未将萌发的信息传递给非生物环境。 森林中，狼能够根据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能根据狼的气味或行为躲避猎捕。 P69右下方 想一想： 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？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？ 差异主要有以下方面： （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。 （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） 5.信息概述 信息传播的三要素： ①信息源： 信息产生的部位； （来自生物或非生物环境） ②信道： 信息传播的媒介 （空气、水以及其他介质等） ③信息受体： 信息接收的生物或其部位 信息源 信道 信息受体 思考： 在草原生态系统中，某些鸟类看到食物时，其体内便分泌一种激素，促使其快速完成捕食，这种激素是否属于生态系统的化学信息，说明理由。 不属于。生态系统的信息传递在个体与个体或个体与无机环境之间，动物激素属于个体内细胞间传递信息的分子 类型 来源 传递形式 实例 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” 比较 非生物环境 Or 生物个体或群体 物理过程 化学信息 物理信息 生物体的代谢产物或分泌物。 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 光、声、温度、湿度、磁力等 【小结】判断生态系统信息传递种类的方法 (1)从信息传播的途径判断 ①涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度等物理因素，可判断为 。 ②涉及的信息载体为化学物质，如性外激素，可判断为 。 ③涉及特殊行为，“肢体语言”可判断为 。 (2)从文字表述的着重点判断 ①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于 。 ②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于 。 物理信息 行为信息 物理信息 化学信息 行为信息 P72、拓展应用 场附近的鸟类严重危害飞行安全，因此有必要进行人工驱鸟。请将以下人工驱鸟的措施按原理进行归类。 ①播放鸟类天敌的鸣叫声，②放置无公害的驱鸟剂，③燃放爆竹， ④使用激光，⑤架设煤气炮（模拟猜枪的响声和火光）， ⑥布设鸟类害怕的图案，⑦声光威吓（将爆竹、猎枪声、激光、驱鸟火焰等方法结合）,⑧遥控航模模拟天敌。 上述方法利用物理信息的有 , 利用化学信息的有 ， 利用行为信息的有 。 ①③④⑤⑥⑦⑧ ② ⑧ 资料2 ① 生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 资料1 蝙蝠靠回声定位进行捕食 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？ 讨论1： 莴苣种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长 海豚回声定位 思考·讨论 生态系统中信息传递的重要性 （个体水平） 资料3 ②生物种群的繁衍, 离不开信息的传递。 讨论2：信息传递在种群的繁衍过程起什么作用？ 昆虫信息素 （种群水平） 资料4 讨论3：信息素能够将几种生物联系起来？ 3种：烟草、蛾、蛾幼虫的天敌 ③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） 二、 信息传递在生态系统中的作用 层次 作用 举例 个体 (1)海豚、蝙蝠的回声定位 (2)莴苣种子必须接受某种波长的光 才萌发 种群 (1)植物开花需光信息刺激 (2)昆虫分泌性外激素，引诱异性个 体 群落和生态系统 食物链上相邻物种间“食”与“被食”的关系 生命活动的正常进行，离不开信息的作用 生物种群的繁衍离不开信息的传递 调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定 【思考-练习】 1．在适宜的温度和光周期的刺激下，草原上百花争艳，光照对植物来说是一种________信息，该实例说明信息传递的作用是__________________。 2．调查发现，湿地内某些植物的种子必须接受某种波长的光处理才能萌发生长，“某种波长的光”属于__________(填“物理”“化学”或“行为”)信息，这说明__________________________________________。 3．由于水肥等条件不同，草原不同地段分布着不同的种群，这些种群通常呈________分布。草原返青，“绿色”为羊群流动采食提供了信息，说明信息传递能够______________________________________________。 物理　 调节种群的繁衍 物理　 生命活动的正常进行离不开信息的作用 镶嵌 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 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 种类 措施 喷施化学药剂 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 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无污染 ②有效且持久 缺点 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费时费力 ②对体型很小的害虫无法实施 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） 化学防治 机械防治 生物防治 2.对有害动物进行控制 2.对有害动物进行控制 利用声音信号诱捕或驱赶某些动物 利用昆虫信息素诱捕有害动物，降低害虫种群密度 化学信息的生物防治 物理信息的生物防治 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（也有单向） 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。 四、 能量流动、物质循环、信息传递比较 设计实验证明：雌蛾能够分泌性外激素的吸引雄蛾前来交配 1、设置几组实验？ 2、每组做怎样的处理（设置自变量）？ 3、出现什么样的结果（检测因变量）能够 证明你的假设？ 课外实践：验证昆虫之间是否存在化学信息的传递 设计实验证明：雌蛾能够分泌性外激素的吸引雄蛾前来交配 （1）实验步骤： ①夜晚，将若干未交配的雌蛾（只有未交配的个体才能分泌性外激素）分成A、B两组。把A组雌蛾直接放在诱捕器（标记为A）中，把B组雌蛾先放在封闭的玻璃管中，再放在_______________（标记为B）中。②把A、B两个诱捕器均悬挂在门外。 ③一夜后，观察A、B两个诱捕器，发现A诱捕器___________________， B诱捕器__________________。 （2）实验结论：__________________________________。 （3）延伸探究：科学家事先捕捉到一些生长状态正常的雄蛾，分成C、D两组，C组全部被剪掉触角，D组保持原状．同时放飞后，发现D组的雄蛾几乎全部被A诱捕器捕捉，而C组雄娥几乎没有一只被捕捉。这种现象说明：_________________________________。 同样的诱捕器 捕捉到许多同种雄蛾 没有捕捉到雄蛾 雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官 雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾 1.【考点速览·诊断】 (1)采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递。(2022·湖南卷，8B)( ) (2)在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。(2021·江苏卷，9C)( ) 提示　鸣叫声属于物理信息。 (3)某岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物。(2019·海南卷，25A)( ) (4)两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。(2019·江苏卷，6D)( ) 提示　说明生物种群的繁衍离不开信息的传递。 (5)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息。(2018·全国卷Ⅲ，6B)( ) √ × √ × × 【跳出题海】巧判生态系统信息的类型 (1)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度等信号，通过动物感觉器官 皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息，则判断为物理信息。 (2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。 (3)凡涉及“肢体语言”者均属于行为信息。 (4)在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递 信息。 (5)在嘈杂的环境中(如瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种行为进行信息交流。 1.(2023·辽宁大连联考)杜甫作为中国古代诗歌的集大成者，他的《江畔独步寻花七绝句》其六中“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”，描绘了百姓人家与大自然和谐相处的场景。 下列相关叙述错误的是(　　) A.日照时间的长短决定植物的开花期，这体现了生物种群的繁衍离不开信息传递 B.彩蝶在花丛中留连忘返，不时在花间翩翩起舞，这属于行为信息 C.黄莺的鸣叫属于物理信息，物理信息还可来自非生物环境 D.人与自然和谐相处的美景激发了诗人的创作热情，这体现了生物多样性的间接 价值 D 2.(2023·重庆巴蜀中学质检)草地贪夜蛾俗称秋黏虫，外号“行军虫”，成虫借助风力可以在一夜之间飞行100公里，是世界十大植物害虫之一。草地贪夜蛾取食范围广，但明显嗜好禾本科，其低龄幼虫对农药的抵抗力最弱。下列有关说法正确的是(　　) A.用性引诱剂对草地贪夜蛾进行诱杀属于化学防治 B.利用黑光灯对草地贪夜蛾进行常规监测利用了物理信息 C.杀灭草地贪夜蛾的最佳时期是其成虫期 D.在卵孵化初期选择喷施苏云金杆菌进行防治，利用的种间关系是捕食 B 1.(2022·湖南卷，8)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是(　　) A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率 B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递 C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系 D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用 B 2.(2019·海南卷，25)假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m只狼组成的狼群、一个约由n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列错误的是(　　) A.该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物 B.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量 C.岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量 D.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定 B 3.(2021·河北卷，13改编)烟粉虱为害会造成番茄减产。研究者对番茄单作、番茄玫瑰邻作(番茄田与玫瑰田间隔1 m)模式下番茄田中不同发育阶段的烟粉虱及其天敌进行了调查，结果见下表。下列叙述错误的是(　　) B 番茄植株不同部位 成虫数量/(头·叶－1) 若虫/(头·叶－1) 天敌昆虫多样性指数 上部叶 中部叶 下部叶 番茄单作 22.7 3.2 0.8 16.5 1.2 番茄玫瑰邻作 1.4 0.2 0.1 1.8 2.2 A.由单作转为邻作，烟粉虱种群的年龄结构改变 B.由单作转为邻作，烟粉虱种群中成虫的空间分布类型改变 C.由单作转为邻作，群落的水平结构改变 D.玫瑰吸引天敌防治害虫，体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能 4.(2022·广东卷，20)荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B与荔枝园A面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。 荔枝园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 天敌比例/% A 523 103 278 36.67 14.10 B 568 104 118 40.86 20.40 回答下列问题： (1)除了样方法，研究者还利用一些昆虫有 性，采用了灯光诱捕法进行取样。 (2)与荔枝园A相比，荔枝园B的节肢动物物种丰富度 ，可能的原因是林 下丰富的植被为节肢动物提供了 ，有利于其生存。 趋光 高　 食物和栖息空间　 (3)与荔枝园B相比，荔枝园A的害虫和天敌的数量 ，根据其管理方式分析，主要原因可能是_________________________________________________。 少 荔枝园A使用杀虫剂，降低了害虫数量，同时因食物来源少， 导致害虫天敌数量也少 (4)使用除草剂清除荔枝园A的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分，但形成了单层群落结构，使节肢动物物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理，设计一个生态荔枝园简单种植方案(要求：不用氮肥和除草剂、少用杀虫剂，具有复层群落结构)，并简要说明设计依据：_________________________________ ________________________________________________________________________________________________________。 林下种植大豆等固氮作物，通过竞争 关系可减少杂草的数量，同时为果树提供氮肥；通过种植良性杂草或牧草，繁育天敌来治虫，可减少杀虫剂的使用 练习与应用 一、概念检测 1. 黄鼬（yòu）（俗称“黄鼠狼”）主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下有关解释不合理的是（ ） A. 释放的臭气是一种化学信息 B. 这种气味信息只对黄鼬有利 C. 释放臭气有利于黄鼬躲避危险 D. 臭气作为信息可调节种间关系 B 2. “燕燕于飞，差（cī）池（chí）其羽” “燕燕于飞，上下其音”（《诗经•国风》），燕子表达的是哪一类 信息？ 【答案】行为信息和物理信息。 Lavf58.30.100 $$