3.4 生态系统的信息传递-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书 （人教版2019 单选）

第4节　生态系统的信息传递 【学习目标】1.生命观念：通过举例说出生态系统中信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用，建立生命的信息观。 2.科学思维：通过比较和分析，概括信息的类型及作用等；通过与物质循环、能量流动的比较，概括信息传递对物质循环和能量流动的影响，进而培养归纳和概括、批判性思维等科学思维。 3.社会责任：通过分析生态系统的信息传递在生产实践中的应用，培养参与讨论、自主合作探究的社会责任感和理论联系实际的意识。 任务一　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、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 信息 种类 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 生物在生命活动中产生的可以传递信息的化学物质 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 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”、牛椋鸟的鸣叫和跳跃等报警行为 来源 非生物环境、生物个体或群体 生物在生命活动中产生 动物的特殊行为 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。 【点拨】　信息传递的三个注意点 (1)生态系统的信息既可来自生物，也可来自环境。 (2)信息传递可存在于生物与生物之间，包括同种生物间和不同种生物间，还可存在于生物与非生物环境之间。 (3)生态系统的信息传递可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递。 资料1：如图为一只蝴蝶、一只蜻蜓撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，蜘蛛感觉到了振动，爬向蝴蝶。 资料2：搜救犬在地震等自然灾害中搜寻幸存者时会发挥重要作用，其是根据人的气味进行搜寻的。 资料3：春天是孔雀产卵繁殖后代的季节。雄孔雀展开它那五彩缤纷、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。 (1)资料1、2、3所述分别属于生态系统的哪种信息类型？ 提示：物理信息、化学信息和行为信息。 (2)生态系统的信息是否只来自生物？举例说明。 提示：不是，如光、温度、湿度、磁场等物理信息。 (3)生物是否只通过一种信息类型进行交流？举例说明。 提示：生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。例如，孔雀既可以通过开屏等行为信息进行求偶，也可通过鸣叫等物理信息与同类交流。当草原返青时，食草动物先在远处通过识别植物的“绿色”(物理信息)来搜寻食物，然后在近处通过植物的气味(化学信息)来辨别和摄取食物。 (4)生态系统的信息传递是否只存在于同种动物之间？举例说明。 提示：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。如在非洲大陆上，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。 【归纳总结】　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、物质循环和信息传递。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.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 解析：选C。根据题干信息可知，雄性安乐蜥求偶行为利用的主要信息是动作，而不是颜色(用墨水改变垂囊的颜色后，雌性仍被雄性吸引)，所以该信息属于行为信息。 2.欧洲草原上有一种蓝蝶，它的幼虫能够发出一种与蚂蚁幼虫相似的气味，从而使得蓝蝶幼虫在蚂蚁的照顾下顺利孵化为成虫。下列对于该现象的说法，错误的是(　　) A.蓝蝶幼虫发出的气味是一种化学信息 B.在生态系统中，任何生物如果没有接收信息、处理信息和利用信息的能力，就会被淘汰 C.蓝蝶幼虫在发育过程中与蚂蚁之间可以通过化学信息相互联系 D.蓝蝶幼虫与蚂蚁之间存在着寄生关系 解析：选D。蓝蝶幼虫发出的气味是一种化学物质，所以属于化学信息，且这种化学信息可以吸引蚂蚁，A、C正确；在生态系统中，任何生物如果没有接收信息、处理信息和利用信息的能力，就会被淘汰，B正确；根据题干信息可知，蓝蝶幼虫在蚂蚁的照顾下才能顺利地孵化为成虫，两者之间不是寄生关系，D错误。 3.(2024·湖南衡阳高二期中)一般情况下，植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春植物。全球气温升高会使延胡索开花起始时间提前，测得延胡索开花起始时间数据并统计结实率，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.温度属于生态系统中的物理信息 B.由图中数据可知，延胡索开花起始时间越早，其结实率越低 C.延胡索提前开花会导致其与熊蜂活跃期重叠时间增加，降低结实率 D.人工授粉可能会缓解延胡索提前开花导致的结实率降低的问题 解析：选C。通过物理过程传递的信息称为物理信息，温度属于物理信息，A正确；分析题图可知，实验的自变量为开花起始时间，因变量为结实率，据图可知，延胡索开花起始时间越早，结实率越低，B正确；延胡索提前开花会导致其与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低，生产上可通过人工授粉缓解延胡索提前开花导致的结实率降低的问题，C错误，D正确。 【方法规律】　判断信息种类的两种方法 任务二　信息传递在生态系统和农业生产中的应用 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。 (2)种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递。 (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。 2.信息传递在农业生产中的应用 (1)提高农畜产品的产量 举例：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。 1.分析下列信息传递的实例。 ①海豚依靠“回声定位”实现捕食、探路、定位和躲避天敌；②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长；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；④昆虫分泌信息素，引诱异性个体；⑤草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；⑥森林中狼与兔相互依据对方气味或行为等捕食或躲避。 上述实例中，体现生命活动的正常进行，离不开信息作用的是①②；体现信息传递在种群的繁衍中作用的是③④；体现信息调节种间关系，进而维持生态系统平衡与稳定的是⑤⑥。 2.分析以下两则资料。 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：信息传递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：成本低，对人类的生存环境无污染且更加有效。 【归纳总结】　1.防治害虫的三种常用方法的比较 方法 化学防治 机械防治 生物防治 措施 喷施化学药剂等 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效果好且持久； ②成本低，无污染 缺点 ①使害虫抗药性增强； ②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 2.信息传递在农业生产中的应用实例 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 1.(2024·浙江杭州高二期中)梨小食心虫是果园的主要害虫之一，为控制其危害，需要多次喷药防治，增加了环境污染的风险。科研人员利用性信息素迷向技术在田间高剂量、多位点释放梨小食心虫性信息素，掩盖雌虫释放的性信息素气味，使雄虫无法找到雌虫，降低成虫交配概率，以达到防治目的。下列叙述错误的是(　　) A.多次、大量喷施农药会导致梨小食心虫种群的抗药性增强 B.性信息素迷向技术通过改变梨小食心虫的性别比例来降低其出生率 C.上述事实说明种群的繁衍离不开信息的传递 D.性信息素迷向技术属于生物防治 解析：选B。多次、大量喷施农药会将有抗药性的个体筛选出来，后代中具有抗药性的个体会逐渐增多，种群的抗药性增强，A正确；据题干可知，性信息素迷向技术是通过掩盖雌虫释放的性信息素气味，使雄虫无法找到雌虫，降低成虫交配概率，并没有改变性别比例，B错误；上述事实发生在种群水平，种群的繁衍离不开信息的传递，C正确；性信息素属于化学信息，利用性信息素迷向技术既可以达到防治害虫的目的，也不会对环境造成污染，属于生物防治，D正确。 2.(2024·吉林延边高二期末)烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放信息素。信息素在白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫，夜间能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。下列叙述正确的是(　　) A.该实例表明种群的繁衍离不开信息传递 B.信息素只能作用于不同种生物，维持生态系统的平衡与稳定 C.蛾同化的能量可通过自身产生的粪便和遗体残骸流向分解者 D.食物链“烟草→蛾幼虫→天敌”的各种生物之间存在反馈调节 解析：选D。根据题意可知，烟草植株释放的信息素能够调节烟草与蛾幼虫、蛾幼虫与蛾幼虫的天敌之间的关系，说明信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定，A错误；信息素不仅能作用于同种生物，也能作用于不同种生物，维持生态系统的平衡与稳定，B错误；蛾同化的能量可通过蛾的天敌产生的粪便和蛾自身的遗体残骸流向分解者，C错误；食物链中捕食者和被捕食者之间存在反馈调节，能维持各种群数量的相对稳定，D正确。 3.下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述，错误的是(　　) A.动物的特殊行为可在同种或异种生物之间传递信息 B.生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的 C.信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定 D.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，以降低害虫的种群密度 解析：选B。动物的特殊行为，对于同种或异种生物来说都能够传递某种信息，属于行为信息传递，A正确；生态系统中的信息传递一般是双向的，B错误；信息能够调节生物种间关系，维持生态系统的平衡与稳定，C正确；利用昆虫信息素(即化学信息)诱捕或警示有害动物，可降低害虫的种群密度，D正确。 新情境命题 化感物质的作用(科学探究) 　　瑞香狼毒是一种主根粗长、根系发达的多年生草本植物，曾一直被视为草原退化的标志，但近年来有研究发现其在退化草原生态系统的恢复过程中具有积极作用。某研究团队发现瑞香狼毒可以释放“化感物质”对邻近植物产生影响。 【命题设计】 1.考查知识迁移能力及生命观念 (1)瑞香狼毒分泌的“化感物质”属于生态系统的______信息，其能对羊草发挥相应作用的原因在于羊草根系细胞有__________________。 2.考查实验设计能力及科学探究 (2)为研究瑞香狼毒分泌的“化感物质”对羊草生长的影响，该研究团队在松嫩草原野外天然种群中选取大小均一致的羊草幼苗，移栽到若干装有等量取样地土壤的花盆中，适宜条件下培养15天后进行相关处理，部分实验结果如下： 组别 羊草分株数 羊草根冠比 水分充足 干旱胁迫 水分充足 干旱胁迫 对照组 11 6 1.1 1.4 瑞香狼毒根系水浸液组 17 8 0.6 0.8 注：羊草根冠比指植物地下鲜重与地上鲜重的比值。 根据实验结果分析： ①对照组添加的是____________。 ②与水分充足时相比，干旱胁迫下瑞香狼毒分泌的“化感物质”对羊草分株能力的影响是__________________。与对照组相比，羊草的生长更倾向于______________(填“地上部分”或“地下部分”)。 3.考查对问题的分析能力及科学思维 (3)有研究报道，瑞香狼毒分泌的“化感物质”对食草动物有致毒作用。该研究团队经野外实验发现，在退化草原群落中，随着瑞香狼毒密度的增加，其周围植物多样性指数升高，从种间关系角度推测可能的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)瑞香狼毒分泌的“化感物质”是化学物质，属于生态系统的化学信息，该化学物质能对羊草发挥相应作用，说明羊草根系细胞有能接收该信息的信息受体。(2)①该实验是为了研究瑞香狼毒分泌的“化感物质”对羊草生长的影响，自变量为是否含有瑞香狼毒分泌的“化感物质”，那么对照组应该不含有瑞香狼毒分泌的“化感物质”，也就是用等量清水代替。②根据表格信息可知，实验组的羊草分株数在水分充足或者干旱胁迫下均高于对照组，说明瑞香狼毒分泌的“化感物质”促进了羊草的分株。与水分充足时相比，干旱胁迫下羊草分株数仅从6增加到8，说明瑞香狼毒分泌的“化感物质”促进作用减弱。与对照组相比，羊草的生长更倾向于地上部分。(3)根据题意可知，瑞香狼毒分泌的“化感物质”对食草动物有致毒作用，说明瑞香狼毒分泌的“化感物质”对食草动物的致毒作用提高了动物的采食难度，减少了对瑞香狼毒周围牧草的采食量，从而导致瑞香狼毒周围群落植物物种更多，呈现多样性。 答案：(1)化学　能接收该信息的信息受体　(2)①等量(不含瑞香狼毒根系水浸液的)清水　②促进作用减弱　地上部分　(3)瑞香狼毒分泌的“化感物质”对食草动物的致毒作用提高了动物的采食难度，并减少了对瑞香狼毒周围牧草的采食量 课堂小结　巩固提升 【教材答疑】 问题探讨　　　　　　　　　　 P68 1.通过跳圆圈舞来传递这一信息。 2.蝙蝠通过“回声定位”捕食；鸟通过叫声报警；狗用小便标记自己的领地等。 P69 (1)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。(2)完整的信息传递过程包括信息源、信道和信息受体。 思考·讨论 P70 1.如果没有信息传递，海豚的生活、捕食难以进行，信息干扰会导致海豚出现“自杀”现象；莴苣、茄、烟草种子的萌发，植物的开花，动物的繁殖等生命活动，离开信息传递都不能正常进行。 2.通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，这样才能保证种群的繁行。 3.将烟草、蛾幼虫和蛾的天敌三种生物联系起来。4.是。 5.信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义，而且能够调节生物的种间关系。 [练习与应用·P72] 一、概念检测 1.B 2.行为信息和物理信息。 二、拓展应用 ①③④⑤⑥⑦⑧　②　⑧ 【体系构建】 【核心语句】 1.生态系统的信息种类：物理信息、化学信息和行为信息。 2.物理信息可以来自生物也可以来自非生物环境；化学信息和行为信息只能来自生物。 3.生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同种生物之间。 4.生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。 5.信息还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。 6.目前控制动物危害的技术方法大致有三种：化学防治、生物防治和机械防治。 学科网（北京）股份有限公司 $$