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

3.4 生态系统的信息传递 第3章 生态系统及其稳定性 1 2、细胞间的信息传递 DNA→mRNA→蛋白质 温故知新 信息传递 1、信息： 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。 2.信息传递的过程: 信息也广泛存在于生态系统中，而且时常 发挥着奇妙的作用 信息源 （信息产生） 信道 （信息传输媒介） 信息受体 （信息接收） → → 一、生态系统中信息的种类 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 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，能够产生信息传递，即信息流。 信息流 信息和信息流 生态系统中信息的种类 1 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 可以体现为行为信息。 1.概念： 2.来源： 动物的特殊行为 3.实例： 乌贼喷墨 尖尾松鸡魔性求偶舞 行为特征 “肢体语言” 蜜蜂跳舞 孔雀开屏 5 一. 生态系统中的信息种类 S z L w h 1.概念： 自然界中的 等，通过 传递的信息。 2.来源： 可以是 ，也可以是 或 。 3.感受部位： 光、声、温度、湿度、磁场 物理过程 非生物环境 生物个体 群体 ① 动物的眼、耳、皮肤等 ② 植物的叶、芽及细胞中的特殊物质（光敏色素等） 2 物理信息 鸟的迁徙 （磁场） 蝙蝠定位 (回声) 种子萌发 （温度、湿度） 海豚捕食 （超声波） （温度） 生态系统中信息的种类 蛇的颊窝 7 一. 生态系统中的信息种类 萤火虫(光) 蛇的颊窝(温度) 蝉(声) 海豚捕食（超声波） 蝙蝠(回声定位声) 鸟类迁徙(温度) S z L w h 3 化学信息 生态系统中信息的种类 1.概念： 2.来源： 在生命活动中，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。 3.化学物质种类： ①植物的生物碱、有机酸等代谢产物； ②动物的性外激素； ③昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。 狗撒尿圈地 雌蝗分泌一种性外激素，吸引异性 水葫芦分泌物抑制藻类生长 9 一. 生态系统中的信息种类 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。 黄鼠狼难以脱身时，会突然施放出一股臭液来，奇臭难闻。一个臭屁救了黄鼠狼的命。 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。 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) S z L w h 例.下面展示了9种信息，请分析回答下列问题： ①花椒树上的刺　 ②昆虫的性外激素　 ③孔雀开屏　 ④鸟类鸣叫声所发出的信息　 ⑤猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息　 ⑥蜜蜂的舞蹈行为　 ⑦某些植物花朵的颜色、形状等给传粉昆虫的信息　 ⑧花香引蝶和老马识途　 ⑨萤火虫的闪光　 物理信息 化学信息 行为信息 物理信息 化学信息 行为信息 物理信息 化学信息 物理信息 11 习题巩固 下列各项分别属于物理信息的有___________________， 属于化学信息的有________，属于行为信息的有_____________: 1.蛛网振动 2.狼的叫声 3.生物释放红外线 4.蝙蝠回声定位 5.植物分泌的毒素 6.老马识途 7.电鳗放电 8.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 9.适宜光照下植物开花 10.蓟的刺； 11.金龟子遇敌装死 12.遇敌豪猪竖刺 13.飞蛾扑火 14.牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险 1.2.3.4.7.9.10.13 5.6.8 11.12.14 12 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。 犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况。 3.多数情况下，信息传递为双向的。 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）： 搜寻食物 辨别和摄取食物 生态系统中信息传递的特点 13 生态系统中信息传递的特点 草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊并不传递信息给草，此过程中信息传递是单向的(生物与非生物环境)。 生物体接受信息后，常常会做出回应，回应可作为信息源传递给其它信息受体，因此多数情况下，信息传递为双向的（也有单向）。 兔根据狼的气味躲避 狼根据兔的气味捕猎 3、生态系统中的信息传递是双向的还是单向的？ 双向性：捕食者与被捕食者 14 一. 生态系统中的信息种类 总结：生态系统中信息传递的特点 （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可存在于同种生物之内，也可发生在不同生物之间 犀牛与牛椋鸟频繁的信息交流，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附件有危险情况 （3）多数情况下，信息传递为双向的。 类型 来源 传递形式 实例 光、声、温度、湿度、磁力等 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”等； 比较 非生物环境或生物个体或群体 物理过程 化学信息 物理信息 生物体 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 一. 生态系统中的信息种类 S z L w h 一. 生态系统中的信息种类 旁栏思考：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？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？ 差异主要体现在以下3个方面： (1)途径不同。物质循环与能量流动通过食物链（网）进行，信息传递通过多种途径进行。 (2)特点不同。物质循环具有循环性、全球性的特点，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，信息传递往往是双向的。 (3)范围不同。物质循环的范围是生物圈内，能量流动的范围是食物链的各营养级，信息传递的范围是生物与生物之间、生物与非生物环境之间。 S z L w h 嗅觉器官 眼 植物花朵 鲜艳颜色 芳香气味 光 空气 眼 侦察蜂 舞蹈 光 其他蜜蜂 产生：生物或非生物环境 媒介：空气、水及其他介质 物理信息 化学信息 行为信息 信息源 信道 信息受体 接收：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 蜜蜂 阻碍其中的任意一个环节都会使信息无法发生传递。 哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？ 信息传递的过程 植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？侦察蜂是如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂？ 18 二. 信息传递在生态系统中的作用 思考●讨论 生态系统中信息传递的重要性 莴苣种子萌发率与波长的关系示意图 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。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”。 资料2 有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长。 生命活动的正常进行，离不开信息的传递。（个体水平） S z L w h 二. 信息传递在生态系统中的作用 资料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。 生物种群的繁衍，离不开信息的传递 S z L w h 二. 信息传递在生态系统中的作用 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。 信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 资料5 ①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。 ②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。 S z L w h 信息传递的作用 个体水平 种群水平 群落水平 生命活动的正常进行 种群的繁衍 调节种间关系， 维持生态系统的平衡与稳定 小结： 信息传递为生态系统稳定地存在和发展提供了保障。信息传递是生态系统的重要功能。 信息传递在生态系统中的作用 22 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。 利用温度和湿度延长蔬菜的种植期。 信息传递在农业生产中的应用 23 2.对有害动物进行防治： 利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度 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 （化学防治、生物防治、机械防治） 信息传递在农业生产中的应用 24 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会使抗药性害虫个体增加 ②可能杀害害虫天敌，破坏 生态平衡 ③污染环境 人工捕捉等 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效果好且持久 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） 利用性引诱剂诱杀雄性个体，属于 防治。 利用化学信息≠化学防治。 生物 ——对有害动物进行控制的方法的比较 信息传递在农业生产中的应用 化学防治是利用有毒性的化学物质直接的杀伤作用 ，所以使用信息素（是化学物质）但属于生物防治，不是化学防治 25 设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素吸引雄蛾前来交配？ 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？ 课外实践——验证昆虫之间是否存在化学信息的传递 （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：______________________________________________________． （2）实验结论：____________________________________． （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__________________． 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 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。 习题巩固 28 生态系统的三大功能比较 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。 29 生态系统的信息传递 生态系统中信息的种类 信息传递在农业生产中的应用 信息传递在生态系统中的作用 1.维持生命活动的正常进行 2.保障生物种群的繁衍 3.调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定 1.提高农畜产业的产量 2.对有害动物进行控制 1.物理信息 2.化学信息 3.行为信息 30 习题检测 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 B 2.“燕燕于飞，差池其羽” “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。 31 习题检测 3.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 。 ①③④⑤⑥⑦⑧ ② ⑧ 32 Lavf57.62.100 Lavf58.30.100 $