3.4 生态系统的信息传递课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第四节 生态系统的信息传递 第三章 生态系统及其稳定性 1.生态系统的信息类型 2.信息传递的作用 3.信息传递的实践运用 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。 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，蜜蜂是怎样传递的？ 通过跳圆圈舞来传递这一信息。 2.你还能举出生物间传递信息的其他例子吗？ 如孔雀开屏、公鸡打架、黄狗射尿等 圆圈舞 摆尾舞 1.生态系统中信息的种类 物理信息 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。 非生物环境；生物个体；群体。 (2)来源: (1)概念: 1.生态系统中信息的种类 鸟类的鸣叫 萤火虫(光) 蜘蛛网的振动 3 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。 (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。 化学信息 1.生态系统中信息的种类 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。 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 化学信息 1.生态系统中信息的种类 信息素 种内信息素（外激素） 种间信息素（异种外激素） 聚集外激素 警告外激素 性外激素...... 生物碱 萜类 黄酮类 苷类、芳香族类 注：生物体内传递信息的化学物质（如激素、神经递质等）不属于生态系统信息传递中的化学信息。 蜜蜂跳舞 豪猪竖刺 (1)概念: (2)来源: (3)实例: 主要是动物的各种动作 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。 生物的行为特征 行为信息 1.生态系统中信息的种类 求偶炫耀 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 行为信息 1.生态系统中信息的种类 春天是孔雀产卵繁殖后代的季节。于是，雄孔雀就展开它那五彩缤纷、色泽艳丽的尾屏，还不停地做出各种各样优美的舞蹈动作，向雌孔雀炫耀自己的美丽，以此吸引雌孔雀。待到它求偶成功之后，便与雌孔雀一起产卵育雏。 孔雀开屏 行为信息 1.生态系统中信息的种类 蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波在碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离．蝙蝠采用的方法叫做回声定位。 回声定位 物理信息 1.生态系统中信息的种类 (1)生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 例如： 孔雀 开屏（行为信息）： 鸣叫（物理信息）： 食草动物 远处通过识别植物的绿色（物理信息）： 近处通过植物的气味（化学信息）： 求偶 与同类交流 搜寻食物 辨别和摄取食物 (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 生态系统中信息传递的特点: 1.生态系统中信息的种类 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。 生态系统中信息传递的特点: 1.生态系统中信息的种类 (3)多数情况下，信息传递为双向的，且不能循环。 信息:在日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。 信息流：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。 (1)生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 (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 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； 信息传递的三要素： （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：————————— 信息源 信道（空气、水以及其他介质） 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）等可以接收多样化的信息。 1.生态系统中信息的种类 信息受体 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。 特别注意： 态系统的信息传递不可以发生在个体的细胞与细胞之间 生态系统信息传递只是在个体与个体、种群与种群、种群与环境之间传递。不包括细胞与细胞之间的信息传递。个体的细胞与细胞之间的信息传递已经不属于生态系统的信息传递了。 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它们可使用 频率超过100 kHz的超声波进行“回声定 位”。近年来，屡有海豚出现“集体自杀 ”（搁浅）现象的报道。已有证据表明，人类的舰船、海洋开采活动、某些通信工具在海洋中产生了巨大的噪声，会直接干扰海豚的“定位系统”。 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？ 2.信息传递在生态系统中的作用 2.有些植物(如莴苣、茄、烟草)的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长。 →个体的生存行为，依赖于信息传递。 →个体的生长发育，依赖于信息传递。 1.生命活动的正常进行,离不开信息的作用; （个体水平） 3.在自然界中，植物开花需要光信息， 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。 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？ （种群水平） 2.信息传递在生态系统中的作用 短日照植物：要求每日在短于12h日照下才开花的植物，如美洲烟草、大豆、菊花等； 长日照植物：要求每日长于12h日照下才开花的植物，如小麦、胡萝卜、洋葱、油菜等； 日中性植物：在任何日照条件下都可以开花的植物，如番茄、黄瓜、月季等四季花卉。 植物与草食性昆虫 烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放一种可挥发的化学物质。因为烟草植株释放的这种化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者，夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵 。 讨论3：资料4中的信息素能够将几种生物联系起来？ 烟草、蛾、蛾幼虫天敌 讨论4：烟草释放的信息素，在白天与夜间是否都使它受益？ 是 讨论5：信息传递对种间关系具有什么作用？ （3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。 （群落和生态系统水平） 2.信息传递在生态系统中的作用 生态系统中，食物链的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群的特征为对方提供大量的有用信息。 例如，草原返青时，“绿色”为食草动物提供可以开始采食的信息。 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。 草 兔 狼 信息传递的特点：复杂性、双向性 （3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。 2.信息传递在生态系统中的作用 1.提高农产品或畜产品的产量 3.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 用一定波长的光照或一定频率的声波处理蔬菜种子，各类作物的种子 利用模拟的动物信息吸引传粉动物 提高产蛋率 提高发芽率 提高果树的传粉率和结实率 光照是鸡卵巢发育和雌激素分泌所需要的一种物理信息。 将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植，例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用； 利用温度和湿度延长蔬菜的种植期 电子仪器模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。 根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产； 在养鸡生产中，合理地利用调控好鸡舍的光照，适当延长光照时间，对鸡的生长有很好的效果，可以提高鸡的生产性能，提高产蛋率，增加养殖效益。 将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植，例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用； 根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产； 2.对有害动物进行控制——生物防治 3.信息传递在农业生产中的应用 A.利用音响设备模拟动物的声音，诱捕或驱赶某些动物，使其远离 农田； 为了防止鸟类祸害庄稼，农人都很爱在田地里面立一些假人、稻草人，能起到驱赶鸟儿的作用。 另外，各种害虫活动时间不同，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22时30分至次日凌晨4时30分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好。又如，养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。 机械防治是采用人工或某些机具器械防治病虫的方法。此种方法可以压低害虫的种群数量,减轻化学防治的压力，是综合防治重要的补充措施之一。 化学防治是使用化学药剂 (杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀鼠剂等)来防治病虫、杂草和鼠类的危害。 2.对有害动物进行控制——生物防治 3.信息传递在农业生产中的应用 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； C.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。 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，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，达到消灭害虫的目的； 另外，各种害虫活动时间不同，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22时30分至次日凌晨4时30分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好。又如，养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。 机械防治是采用人工或某些机具器械防治病虫的方法。此种方法可以压低害虫的种群数量,减轻化学防治的压力，是综合防治重要的补充措施之一。 化学防治是使用化学药剂 (杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀鼠剂等)来防治病虫、杂草和鼠类的危害。 2.对有害动物进行控制 3.信息传递在农业生产中的应用 种类 化学防治 机械防治 生物防治 措施 优点 缺点 喷施化学药剂 ①作用迅速 ②短期效果明显 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 人工捕捉、粘虫板等 ①无污染 ②见效快，效果好 ①费时费力 ②对体型很小的害虫无法实施 引入天敌、寄生虫或使用信息素等 ①无污染 ②有效且持久 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） 目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治。 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 联系 单向流动，逐级递减 全球性，循环性 往往是双向的，不能循环（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 不依赖于食物链，多种 ①三者同时进行，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和状态 生态系统三大功能对比： 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。 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？ 课外实践：验证昆虫之间是否存在化学信息的传递 1.设置几组实验? 2.每组做怎样的处理? 3.出现什么样的结果能够证明你的假设? 设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾 (1)实验步骤： 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索)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组雄蛾几乎没有一只被捕捉。这种现象说明： 。 设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾 同样的诱捕器 捕捉到许多同种雄蛾 没有捕捉到雄蛾 雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾 雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官 课外实践：验证昆虫之间是否存在化学信息的传递 生态系统的信息传递 信息种类 信息传递作用 信息传递在农业生产中作用 物理信息 化学信息 行为信息 保证生命活动的正常进行 维持生物种群的繁衍 维持生态系统的稳定 调节生物的种间关系 提高农产品或畜产品的产量 对有害动物进行控制 课堂小结： 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？ 行为信息和物理信息。 练习与应用（P72） 机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_______ 。 煤气炮 ①③④⑤⑥⑦⑧ ② ⑧ 课堂练习 1.“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。”这是诗圣杜面描绘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．花的颜色、大小，黄莺的鸣叫均属于物理信息 B．可以使用样方法调查花丛中蝴蝶的种群密度 C．日照时间的长短决定植物开花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递 D．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治 B 2、在生态系统中，信息传递发生在（ ） A、种群和种群之间 B、种群内部个体和个体之间 C、生物和环境之间 D、以上三项都有 3、农民向田间施放人工合成的性引诱剂的目的是 （ ） A、杀死昆虫 B、延长昆虫的发育期 C、干扰昆虫间正常的交尾 D、干扰昆虫正常的新陈代谢 D C 课堂练习 4、森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是（ ） A、可以保证生命活动正常进行 B、可以维持生物种群的繁衍 C、能够促进生态系统的物质循环 D、能够调节生物的种间关系 D 课堂练习 $$