3.4生态系统的信息传递 课件 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

高中生物学课件围绕生态系统信息传递展开，涵盖信息种类、作用及农业应用。以细胞内与细胞间信息传递为导入，通过蜜蜂跳舞、孔雀开屏等实例衔接微观与宏观，搭建递进式学习支架。 该资料突出生命观念与科学思维融合，借烟草释放化学物质抗虫、三种防治方法对比表等实例，结合思考讨论题培养分析能力。丰富例题与实践案例（如机场驱鸟措施归类）助力探究实践，既帮助学生构建知识网络，也为教师提供多样化教学资源。

第4节 生态系统的信息传递 1.细胞内的信息传递 mRNA 肽链 mRNA 核糖体 蛋白质 复制 复制 复制 DNA RNA 转录 逆转录 【知识准备】各种信息传递 2.细胞间的信息传递 病毒 宿主细胞 靶细胞 细胞毒性T细胞 靶细胞裂解 内分泌细胞 激素 血管 靶细胞 靶细胞 神经递质 胞间连丝 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。 蜂巢 100m 圆圈舞：大致以一个圆形的轨迹持续移动。 圆圈舞 摆尾舞：先做一个半圆轨迹的移动，接着做直线移动，然后朝相反方向转一个半圆。蜜蜂在直线移动时尾部向两旁不断用力摇摆。 摆尾舞 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。 生态系统中的生物种群之间，以及种群内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。 “100 m 以内”，对我们来说这几个字的含义就是距离远近信息。 孔雀开屏、豪猪竖刺等也是信息。 不同信息对不同个体或群体，传递的信息不同 一、生态系统中信息的种类 一只昆虫撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，马上就有蜘蛛爬来……蜘蛛网的振动频率，对蜘蛛来说，就是信息 在茂密的森林里，一只头狼爬上高坡，昂首向空中长嚎。不久，分散在森林中的狼群成员便陆续赶来，开始集体猎食。头狼的嚎叫声，对于狼群成员是一种信息 蜘蛛网的振动 蝙蝠发出超声波 光 声 鸟利用地磁场进行迁徙 蛇的热感受器 颜色 1.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，称为物理信息 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 【思考】“心猿意马”属于生态系统的信息传递吗？ 胰岛B细胞分泌胰岛素，调节人体血糖浓度。属于生态系统信息传递吗？ 雌蚕蛾 雄蚕蛾 ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ 蚕蛾醇 【相关信息】 1959年，德国科学家布特南特与他的合作者，在经过20年的不懈努力后，最终从50万只家蚕中分离并鉴定出第一种信息素----蚕蛾醇。 HO(CH2)8CH2 C = C C = C H H H H CH2CH2CH3 植物释放芳香类物质，吸引昆虫传粉 美洲猎豹用尿液标记自己的领地 2.化学信息 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，这就是化学信息。它们对其他生物有不同影响。 科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质----信息素。 求偶、聚集、告警、示踪、标记等 圆掌舟蛾拟态成断掉的一截树枝 (1)防御行为 乌贼释放“墨汁”逃生 壁虎断尾逃生 (2)攻击行为 (3)求偶行为 (4)节律行为 鸟类迁徙 鱼类洄游 3.行为信息 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，即动物的行为特征可以体现为行为信息。 ☆生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。 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 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。 在生态系统中的信息传递过程中，不仅有信息产生的部位----信息源； 也有信息传播的媒介----信道，空气、水以及其他介质均可以传播信息； 还需要信息接收的生物或其部位----信息受体，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。 信息源 信道 信息受体 生物 非生物环境 空气、水等 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) 物理信息 化学信息 行为信息 ☆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，犀牛与牛棕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，信息双向传递。 【思考·讨论】 生态系统中信息传递的重要性 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。它们可使用频率超过100kHz的超声波进行“回声定位”。近年来，屡有海豚出现“集体自杀”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”。 二、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。 0 25 50 75 100 500 600 700 800 nm 萌发率% 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。经过研究，科学家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。 黑暗 闪光 光照 黑暗 闪光 光照 4.2001年，科学家在研究植物与植食性昆虫之间的关系时，发现了一个有趣的现象。 当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----捕食者，夜间能够驱赶夜间活动的雌蛾，使它们不能在植物叶片上停留产卵 吸收天敌 蛾幼虫 捕食 释放 蛾幼虫 烟草 信息素 攻击 驱赶雌蛾 不停留产卵 白天 夜间 讨论 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。 2.信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？ 3.资料 4 中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？ 4.烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？ 5.请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。 通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，完成种群的繁衍。 烟草、蛾、蛾幼虫天敌 是 信息传递在生态系统中具有多方面作用。信息传递影响生物的生长、发育、繁殖，以及取食、居住、社会行为等。①生命活动的正常进行，离不开信息的作用； ②生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。 在生态系统中，位于食物链上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特征为对方提供了大量的有用信息。例如，在草原上，当草原返青时，“绿色”为草原动物提供了可以开始采食的信息。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 ③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。 个体水平 种群水平 群落和生态系统水平 下丘脑 垂体 卵巢 松果体细胞 褪黑素 视网膜 光照信号 脑 信息传递在农业生产中的应用信息传递在农业生产中的应用主要有两个方面： 一是提高农畜产品的产量； 二是对有害动物进行控制。 人类种植农作物，有许多是为了收获果实。而动物的传粉对于许多农作物的结实不可缺少。实际上，地球上80%的被子植物的传粉都是由动物完成的。如果能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。 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。 三、信息传递在农业生产中的应用 化学防治(农药)：污染环境、产生耐药性 机械防治：人工或机械捕捉、驱赶 生物防治 天敌捕食 生物寄生 转基因抗虫作物 用物理信息诱捕或驱赶害虫 信息素----诱捕或警示有害动物 扰乱交配、降低出生率 世界上每年有大面积的农田、草原和森林遭受病虫害、鼠害、鸟害。 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。 化学防治 机械防治 生物防治 措施 喷施化学药剂 人工捕捉（粘鼠板、捕鼠笼）等 引入天敌、寄生虫或使用信 息素等措施 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，甚至可能引发生态危机（可能引起物种入侵） 例：下列措施中，属于生物防治的是 A.施加农药杀死害虫 B.喷洒性外激素干扰某些动物的交配，降低出生率 C.直接打捞湖水中蓝藻，减轻水华危害 D.烟草受到蛾幼虫攻击后，释放一种化学物质吸引蛾幼虫的天敌 ☆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 物理信息 化学信息 行为信息 个体生命活动的正常进行 种群的繁衍 调节生物种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 提高农畜产品的产量 对有害动物进行控制 生态系统的信息传递 种类 作用 应用 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 范围 途径 地位 联系 单向流动，逐级递减 营养级 主要是食物链和食物网 物质循环的动力 同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体 反复使用 全球性 生物圈 往往是双向 生物之间 生物与无机环境之间 信息源-信道-信息受体 决定物质循环和能量流动方向和状态 能量流动的载体 2.“燕燕于飞，差池其羽”、“燕燕于飞，下上其音”(《诗经·国风》)，燕子表达的是哪一类信息？ 二、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____________ 行为信息 物理信息 ①③④⑤⑥⑦⑧ ② ⑧ P72 1.黄鼬(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 例1：将一面镜子竖立在一棵树旁，一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击、扑打。下列叙述错误的是 A. 小鸟啄击、扑打的动作，是一种行为信息 B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息 C. 小鸟把镜子传递的信息当作入侵者的信息 D. 激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息 例2：下列叙述正确的是 (多选) A.变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息 B.能量流动是单向的，物质循环和信息传递都是双向的 C.当食草动物看到青草绿色减少时，部分个体会另觅取食地，体现了生态系统的信息传递功能 D.羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 例3：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是 A.延长家禽的光照时间，提高产蛋量 B.人工控制作物光周期，以达到早熟、高产 C.施放过量性引诱剂，干扰害虫的正常交尾 D.农场中生物间的化学信息传递沿食物链逐级进行 例4：如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是 A.信息传递大多是双向的，能量流动和物质循环也是双向的 B.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递 C.信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向 D.生态系统各成分间都有各种形式的信息传递 例5：下列关于生态系统的信息传递的叙述正确的是 A.蚊子飞行时发出嗡嗡的声音属于行为信息 B.有些植物(如莴苣、烟草等)需要接受信息素刺激后种子才能萌发 C.鸟类的求偶行为体现了信息传递可以调节生物的种间关系 D.利用性引诱剂诱杀雄虫以减少害虫对农作物的破坏，属于生物防治 例6：某果园中存在A、B两种果树害虫，果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫；使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。 (1)果园中包含害虫A的一条食物链是______________。该食物链的第三营养级是_____。 (2)A和B之间存在种间竞争关系，种间竞争通常是指__________________________。 (3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于___________。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的____________，导致____________降低，从而减轻B的危害。 两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象 果树→A→C C 化学信息 性别比例 种群密度 例7：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，下列相关说法错误的是 A.植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，其信息传递类型是化学信息 B.该现象说明信息的来源可以是外界环境 C.日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控 D.可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的 例8：茶园中茶树在受到害虫侵害时会释放信号物质顺­3­己烯醇，该物质一方面可吸引害虫天敌前来捕食害虫，另一方面可传达信号给周围的茶树，未受害茶树接收到该信号后，就会提前激发自身的防御响应。下列相关叙述错误的是 A.茶树释放的顺­3­己烯醇能够调节生物的种间关系 B.该茶园中信息传递的方向是茶树→茶树、茶树→害虫天敌 C.外源喷施一定量的顺­3­己烯醇可提高茶树防御害虫的能力 D.一片茶园可以是一个生态系统，该生态系统中时刻存在着物质循环和能量流动 例9：下列有关生态系统中信息传递的叙述，正确的是 A.生态系统中的信息不能通过调节生物的种间关系来维持生态系统的稳定 B.动物通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息 C.生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的 D.生态系统中植物都是通过化学物质传递信息的 例10：下表为某生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，相关叙述不正确的是 甲 (生产者消耗CO2量) 乙 (分解者CO2释放量) 丙 (生产者CO2释放量) 丁 (消费者CO2释放量) CO2相对值 100 21 30 11.5 A.甲可以表示流经该生态系统的总能量 B.乙释放CO2的方式不同于丙、丁 C.该森林生态系统的抵抗力稳定性可能正在上升 D.表格体现了无机环境和群落之间的碳循环 例11：群居动物中有一种警报系统，只要有一个动物发现捕猎者，它一发出警报，就可引起全群反应。有人将一只饥饿的苍鹰放出使之向鸽群袭击，观测鸽的种群数量与报警距离之间的关系，结果如图所示，下列叙述正确的是 A.在自然界中鸽流向苍鹰的能量传递效率是10%～20% B.鸽大声鸣叫报警属于行为信息 C.鸽种群密度越大反应越快，被苍鹰捕杀的机会越少 D.鸽通过报警使同伴逃跑或群起抵抗，属于互利共生关系 12.下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是 A.人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾 B.控制日照时间以控制开花时间 C.利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫 D.摘除果树的顶芽有利于侧芽的生长 13.下列关于生态系统中信息的种类及信息传递的作用，叙述不正确的是 A.物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物 B.植物开花，鸟类鸣叫都属于行为信息 C.信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 D.利用昆虫信息素警示有害动物，可以降低害虫的种群密度 14. 蝉在夏天的鸣唱、萤火虫通过闪光来识别同伴；地甫雄鸟在发现天敌后急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号。迅速将一只椿象杀死，尽管做得很干净无声，但还是引起了其他椿象的逃跑。下列相关说法错误的是 A.以上信息分别属于物理信息、行为信息和化学信息 B.生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的 C.种间关系的调节和种群的繁衍离不开信息的传递 D.利用信息传递的负反馈调节是维持生态系统稳定的基础 $