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选择性必修2

第4节 生态系统的信息传递 第3章 生态系统及其稳定性 对蜜蜂找到蜜源通过跳不同的舞蹈来传递信息，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。 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？ 2.你还能举出生物间传递信息的其他例子吗？ ？ 举例说出生态系统中物理、化学和行为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。 1.通过对信息传递实例的分析，理解生态系统中信息的种类、信息传递的特点和生态系统整体性的原因。（生命观念） 2.通过对信息传递实例的分析，理解信息传递在生态系统中的作用和在农业生产中的应用。（科学思维） 信息：一般指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。 生态系统中的信息：指在生态系统中，能够引起生物产生生理、生化和行为变化的各种信号。 信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都要信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。 一、生态系统中信息的种类 1.物理信息 （2）来源：物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体，这类信息十分普遍。 （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。 物理信息—震动 物理信息—光 蛾类多在夜间活动，具有趋光性，对紫外线很敏感，人们利用黑光灯来诱杀这类农业害虫。 物理信息—声 蛙类会以鸣叫来求偶 蜘蛛通过蜘蛛网的震动捕捉猎物 （3）实例： （1）化学信息的概念：在生命活动中，生物还产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学激素，它们不是对生物提供营养，而是在生物的个体或种群之间起着某种信息的传递作用。 （2）信息素：也成为外激素，指的是由一个个体分泌到体外，被同物种的其他个体通过嗅觉器官察觉，使后者表现出某种行为、情绪、心里或生理机制改变的物质。它具有通讯功能，几乎所有的动物都证明有信息素的存在。1959年，分离并鉴定出第一种信息素——蚕蛾醇。 2.化学信息 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。 （3）化学信息的实例： 蚂蚁是社会性很强的昆虫，彼此通过身体发出的信息素来进行交流沟通，当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素，别的蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回洞里去。 （1）概念：动物的特殊行为，主要说指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。 3.行为信息 （2）实例：雄孔雀开屏向雌孔雀发出的一种求偶信号，这种信号属于行为信息。 鲜艳 颜色 芳香 气味 嗅觉 器官 眼 植物花朵 蜜蜂 光 空气 舞蹈 眼 侦察蜂 其它蜜蜂 光 物理信息 化学信息 行为信息 信息源 信 道 信息受体 【归纳提升】 1.信息传递的一般过程 11 种类 概念 传递形式与来源 实例 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 物理过程，来自生物或非生物环境 萤火虫的荧光、植物花的颜色 化学信息 在生命活动中，生物产生的可以传递信息的化学物质 信息素，来自生物 昆虫的性外激素、狗利用其小便记路 行为信息 动物通过特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息 动物的行为，来自动物 蜜蜂跳舞、鸟类的“求偶炫耀 2.生态系统中信息的种类 3.能量流动、物质循环与信息传递的比较 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动，逐级递减 循环流动，反复利用 往往是双向的 范围 生态系统中各营养级 生物圈 生物与非生物环境之间 途径 食物链和食物网 多种 地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 联系 同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体 对生态系统的功能进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。 【例1】狗会用它的尿液和粪便来标记领地和记住来往的路径；电鳗可输出电压高达300到800伏的电流把比它小的动物击死而获取猎物；蜜蜂发现蜜源后用不同的舞蹈动作告诉同伴蜜源的方向和远近。以上三个实例分别体现了生态系统的哪一类信息传递（　　） A.行为信息、化学信息 物理信息 B.化学信息、行为信息、物理信息 C.化学信息、物理信息、行为信息 D.行为信息、物理信息、化学信息 C 狗会用它的尿液和粪便来标记领地和记住来往的路径，这是利用尿液和粪便中的某种特殊化学物质，因此属于化学信息；电鳗可输出电压高达300到800伏的电流把比它小的动物击死而获取猎物，其中电属于物理信息；蜜蜂发现蜜源后用不同的舞蹈动作告诉同伴蜜源的方向和远近，其中舞蹈动作属于行为信息。 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：有些植物像莴苣、茄、烟草的种子，必须接受某种波长的光信息才能萌发。 萌发率/％ 波长/nm 1.根据资料，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，离不开信息传递。 二、信息传递在生态系统中的作用 ？ 信息传递有利于个体生存。 15 资料3： 短日植物 竹节虫 2.信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？ 生物种群的繁衍，离不开信息的传递。 长日植物 ？ 短日植物：秋菊 常日植物：天仙子 16 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。 3.资料4中的信息素能够将几种生物联系起来？ 4.烟草释放的信息素，在白天与夜间是否都使它受益？ 是 5.信息传递对种间关系具有什么作用？ 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。 烟草、蛾、蛾幼虫天敌 ？ 层次 作用 举例 个体 维持生命活动的正常进行 ①海豚依靠“回声定位”实现对周围环境的识别，完成取食与飞跃； ②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长；动物的换毛现象受光信息的刺激 种群 生物种群的繁衍离不开信息的传递 ①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，引诱异性个体前来交配 群落和生态系统 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳态 ①在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息； ②森林中狼与兔依据对方的气味进行捕食和躲避捕食 信息传递在生态系统中的作用 1.信息传递的范围：存在于生态系统的各组成成分之间，联系成一个整体。将生态系统的各个组成成分不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。 2.信息传递过程：信息源--->信道--->信息受体。 3.特点：生态系统中的信息传递既可以是双向的，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，还可以从非生物环境向生物群落传递。 【归纳提升】 对生态系统信息传递进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。 【例2】野生扬子鳄种群的雌雄比例一般稳定在5：1左右，这样的性别比例是由孵化时的温度所决定的。繁殖季节雄性扬子鳄发出“轰”“轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音大小选择巢穴位置。当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓荫潮湿温度较低处，则孵出较多的雌鳄。以上事实说明生态系统中信息传递 （ ） A.能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定 B.维持生物体正常生命活动，调节生物内环境的稳态 C.利于生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定 D.调节生物种群的巢穴温度，维持适宜的性别比例 C 题中显示信息传递在种群内部进行，A不符合题意；发生在生物体内部的信息传递可维持生物体正常生命活动，调节生物内环境的稳态，B不符合题意；发生在种群内部的不同个体之间的信息传递能影响生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定，本题的例子就是维持种群繁衍的实例，C符合题意；生态系统中信息传递不能调节生物种群的巢穴温度，D不符合题意。 三、信息传递在农业生产中的应用 1.信息传递在农业生产中的应用 （1）提高农畜产品的产量。 （2）对有害动物进行控制。 2.提高农产品或畜产品的产量的实例 （1）养鸡场在增加营养的基础上延长光照时间，可以提高鸡的产蛋率。 （2）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。 （3）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，增加产量。 （1）化学防治 ①措施：喷施化学药剂来防治病虫、鼠等的危害。 ②优点：作用迅速、短期效果明显。 ③缺点：使害虫抗药性增强、破坏生态平衡、污染环境。 （2）生物防治 ①措施：引入天敌、寄生虫或使用信息素等。 ②优点：效果还且持久、成本低，无污染。 ③缺点：天敌数量不确定，甚至可能引发生态危机。 3.控制动物危害的技术方法 （3）机械防治： ①措施：人工捕捉等。 ②优点：无污染、见效快，效果好。 ③缺点：费时费力、对体型很小的害虫无法实施。 【例3】（多选）有关信息传递在农业生产中的应用，下列说法正确的是 (　 ) A.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 B.利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田 C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，可以降低种群密度 D.利用信息传递可防治害虫，但效果很差 ABC 利用模拟的动物信息可以吸引大量的传粉动物，从而提高果树的传粉效率和结实率，属于化学信息在农业生产上的应用，A正确；利用音响设备发出的信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田，这是利用了生态系统的信息传递功能，其中音响设备发出的声音属于物理信息，B正确；利用昆虫信息素诱捕或警示有害昆虫，降低其种群密度属于生物防治，C正确；利用信息传递防治害虫效果明显，能起到很好的作用，而且对生态系统的无机环境没有较大干扰，不会造成环境污染，D错误。 物理 生态系统的信息传递 信息的种类 作用 化学 行为 维持生命活动正常进行 维持生物种群的繁衍 调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 提高农畜产品的产量 应用 与物质循环和能量流动的关系 对有害动物进行控制 和能量流动、物质循环共同构成生态系统的基本功能 决定着能量流动和物质循环的方向 1.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.物理信息和行为信息 B.行为信息和化学信息 C.物理信息和营养信息 D.物理信息和化学信息 D 海龟的舌尖处有两条红色突起，捕食时，先张开口并让舌头来回摆动，这是一种特殊的行为，属于行为信息；其中红色突起需要通过光传递信息，属于物理信息,因此海龟的这种活动包含物理信息和行为信息，A正确。 A 2.红脂大小蠹是一种危害油松的林业害虫，油松的受害部位能释放某种吸引昆虫甲的化学物质。昆虫甲可以通过嗅觉找寻生活在油松树干中的红脂大小蠹并捕食之。下列分析中错误的是（ ） A.昆虫甲利用化学信息进行捕食 B.该实例说明信息能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定 C.该实例中信息源来自油松，昆虫甲是信息受体 D.理论上天然林中油松的受虫害程度要高于人工林中的油松 D 昆虫甲可以通过嗅觉找寻生活在油松树干中的红脂大小蠹，属于化学信息，A正确；昆虫甲可以通过嗅觉找寻生活在油松树干中的红脂大小蠹并捕食之，该实例说明信息能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定，B正确；油松的受害部位能释放某种吸引昆虫甲的化学物质，所以该实例中信息源来自油松，昆虫甲是信息受体，C正确；天然林中油松林的物种多样性高，营养结构复杂，生态系统的抵抗力稳定性高，因此天然林中油松的受害程度要低于人工林中的油松，D错误。 3.农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列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措施的是 ( ) A.适时灌溉与定时饲喂 B.施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾 C.延长家禽的光照时间，提高产蛋率 D.人工控制作物光周期，达到早熟、高产 A 农作物的适时灌溉是应用了光合作用原理，A符合题意；性引诱剂属于化学信息，施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾，这是运用生态系统信息传递原理来提高农产品产量的措施之一，B不符合题意；生态系统信息传递可用于提高畜产品的产量，如延长家禽的光照时间，提高产蛋率，属于物理信息的运用，C不符合题意；生态系统信息传递可用于提高农产品的产量，如人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的，属于物理信息的运用，D不符合题意。 4.下图为生态系统信息传递模式图，下列叙述错误的是( ) A.生态系统各成分之间都有信息传递 B.生态系统的功能主要是能量流动、物质 循环和信息传递 C.信息传递决定着能量流动和物质循环的 方向和状态 D.生态系统中信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的 D 生态系统各成分之间都不是孤立的，都通过信息传递相互联系，A正确；任何一个生态系统中，物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态，B、C正确；生态系统中信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环是循环往复的，D错误。 5.（多选）以下关于生态系统信息传递的说法正确的是（　　） A.任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可避免地要被大自然所淘汰 B.信息传递在农业生产中的应用可提高农产品或畜产品的产量，也可对有害动物进行控制 C.短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，这是对行为信息的合理利用 D.任何生态系统中，能量、物质和信息问题处于不可分割的密切相关状态 ABD 生物对环境的适应过程是生物不断地接收信息、处理信息和利用信息的过程,没有信息的传递就谈不上对环境的适应,A正确;信息传递在农业生产中的应用包括两个方面,一是提高农产品或畜产品的产量,二是对有害动物进行控制,B正确;延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量,这属于物理信息的合理利用,C错误;生态系统的功能包括能量、物质和信息三者之间的关系,这三种关系是密不可分的,D正确。 6.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（模拟猎枪的响声和火光），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      。 ①③④⑤⑥⑦ ② ⑧ ①③通过声音传递信息，④通过光传递信息，⑤⑦通过声音和光传递信息，⑥通过形态或颜色传递信息，以上都属于物理信息。②驱鸟剂属于挥发性的化学物质，属于化学信息。⑧遥控航模模拟天敌的行为属于行为信息。 32 $$