第3章 第4节 生态系统的信息传递-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版 多选版）

本讲义聚焦生态系统的信息传递核心知识点，系统梳理信息的种类（物理、化学、行为信息）、判断方法（基于信号类型与来源）、在生态系统中的作用（个体生命活动、种群繁衍、调节种间关系）及农业应用（提高产量、生物防治），构建从概念到应用的完整学习支架。 资料通过“探究学习”“情境探究思考”等环节，结合孔雀开屏、搜救犬气味等实例培养科学思维，设置“迁移训练”“综合检测反馈”提升探究实践能力。课中辅助教师引导学生构建知识体系，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺，凸显生命观念与科学思维的核心素养。

第4节　生态系统的信息传递 　【学习目标】 1.举例说出生态系统中的信息传递。 2.掌握生态系统信息传递类型的判断方法。 3.概述信息传递在生态系统中的作用。 4.描述信息传递在农业生产中的应用。 聚焦·学案一　生态系统中信息的种类 [学案设计] (一)理清生态系统中信息的种类及信息传递 1.信息与信息流 (1)信息: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,即信息流。 2.生态系统中信息的种类 项目 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 3.信息传递的过程 (二)掌握判断生态系统信息传递类型的方法 |探|究|学|习| 　　任何生物的生存均离不开信息传递,生态系统中的信息可分为三类,下图代表不同的信息种类。 (1)图1中蜘蛛网的振动频率对蜘蛛来说属于哪一类信息?此信息的来源是什么? 提示:蜘蛛网的振动频率对蜘蛛来说属于物理信息。此信息来源于其他生物(或蜘蛛)。 (2)图2中在搜救犬搜救遇难的人时,是根据人的气味进行搜寻的,人的气味属于哪一类信息? 提示:属于化学信息。 (3)图3中的孔雀开屏属于哪一类信息?该信息的来源是什么? 提示:孔雀开屏属于行为信息。此信息来源于孔雀的行为特征。 (4)所有的信息传递都是双向的吗?请作出判断并举例说明。 提示:并非所有的信息传递均具有双向性。比如草原上,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。 |认|知|生|成|　信息类型的判断方法 (1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度等这些信号,并通过动物感觉器官如皮肤、耳朵、眼睛或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息,则判断为物理信息。 (2)若涉及化学物质的挥发性(如动物的性外激素等)这一特点,则判断为化学信息。 (3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息,如孔雀开屏。 (4)若在影响视线的环境中(如深山密林),生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。 (5)若在声音嘈杂的环境中(如洪水、瀑布旁),生物多以“肢体语言”传递信息。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息。 (√) (2)花香引蝶和老马识途都属于物理信息。 (×) (3)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。 (×) (4)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息。 (×) (5)生态系统中的物理信息只来自非生物环境。 (×) (6)信息传递一般是单向的。 (×) 2.萤火虫通过闪光来识别同伴;蚂蚁触角相碰传递食物与洞穴位置的信息;某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物,如果将这种化合物在作物播种前施入土中,就可以使休眠孢子提前发芽,使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现的信息类型是 (　　) A.物理信息,化学信息,行为信息 B.物理信息,行为信息,化学信息 C.行为信息,物理信息,化学信息 D.化学信息,行为信息,物理信息 解析:选B　萤火虫通过闪光来识别同伴,光属于物理信息;蚂蚁触角相碰传递食物与洞穴位置的信息,属于行为信息;某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物,如果将这种化合物在作物播种前施入土中,就可以使休眠孢子提前发芽,使其找不到寄主而死亡,该化合物是一种化学物质,属于化学信息,B正确。 3.[多选]松树受到松叶蜂幼虫攻击时,会释放植物信息素,吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内。下列相关叙述正确的是 (　　) A.该过程中松树释放的信息素应是行为信息 B.松叶蜂幼虫凭借该植物信息素攻击松树 C.松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作 D.该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定 解析:选CD　松树释放植物信息素吸引寄生蜂,植物信息素属于化学信息,A错误;松叶蜂幼虫攻击松树不是由该信息引起的,B错误;松树受到松叶蜂幼虫攻击时,会释放植物信息素,吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,卵孵化后以松叶蜂幼虫为食,从而减少松树受到攻击,两者相互合作,彼此也能分开,属于原始合作关系,C正确;通过该信息的调节使得松树、松叶蜂、寄生蜂维持相对稳定,有利于维持松林群落的平衡与稳定,D正确。 聚焦·学案二　信息传递在生态系统中的作用及其在农业生产中的应用 [学案设计] (一)理清信息传递在生态系统中的作用 层次 作用 举例 个体 生命活动的正常进行,离不开信息的作用 ①海豚的回声定位; ②莴苣种子必须接收某种波长的光信息才能萌发 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;②昆虫分泌性外激素,引诱异性个体 群落和 生态系统 调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定 食物链上相邻物种的某些个体行为或种群特征为对方提供大量的有用信息 (二)例析信息传递在农业生产中的应用 1.提高农畜产品的产量 实例: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;养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,可以提高产蛋率。 2.对有害动物进行控制 (1)方法:化学防治、生物防治和机械防治。 (2)生物防治的特点:对人类生存环境无污染、有效。 (3)实例:利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田;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;利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,降低有害动物的繁殖力。 (4)防治害虫的几种常用方法的比较 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害虫不易产生抗药性,可长期使用 ①效果好且持久; ②成本低,无污染 缺点 ①使害虫种群抗药性增强;②可能会杀灭害虫天敌,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 (三)辨清生态系统三大功能的区别与联系 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动,逐级递减 循环性,全球性 往往是双向的 范围 生态系统 生物圈 生物之间、生物与非生物环境之间 渠道 食物链和食物网(主要) 多种 多种 地位 物质循环的动力 能量流动的载体 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,形成一个统一的整体 |情|境|探|究|思|考| 　　某地建立了集现代农业、休闲旅游、田园社区为一体的生态农业“田园综合体”,打造了以种植采摘、特色养殖和休闲度假为一体的多功能生态农业。 (1)古人在欣赏自然风光时留下很多脍炙人口的佳作。杨万里《浅夏独行奉新县圃》云:“只怪南风吹紫雪,不知屋角楝花飞”,春季来临苦楝树绽放出淡紫色的圆锥花序,散发出一种独特的芬芳,吸引众多传粉昆虫纷至沓来。在生态系统信息种类的划分中,上述描述属于什么类型?这些信息在生态系统中的作用是什么? 提示:物理信息、化学信息;生物种群的繁衍离不开信息的传递,信息还能调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。 (2)特色养殖鱼塘的塘边到塘中央生长着多种多样的生物。垂钓者在鱼塘边垂钓时,往往会被蚊子叮咬,研究发现蚊子触角中有识别乳酸的受体,以此寻找人类的位置。该信息是生态系统中的哪种类型?这说明生态系统中信息传递具有什么作用? 提示:化学信息;生命活动的进行离不开信息的作用。 (3)在生态采摘园内设置一些鸟巢,招引更多的鸟类防治害虫。这是什么防治方法?这种方法的优点是什么? 提示:生物防治;对环境无污染并有利于保持生态系统的稳定(生态平衡)。 (4)在度假休闲区调查发现,马尾松在遭受松毛虫啃食时会释放具有挥发性的特殊液体,吸引赤眼蜂前来产卵寄生松毛虫。这种液体属于生态系统的什么信息?这类信息传递的作用是什么? 提示:化学信息;调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)生态系统的信息传递对所有捕食者都必然是有利的。 (×) (2)信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系,具有调节生态系统稳定性的作用。 (√) (3)莴苣、烟草等种子必须接收某种波长的光才能萌发,说明种群的繁衍离不开信息传递。 (×) (4)利用特殊的化学物质扰乱农田害虫的雌雄交配降低其繁殖力属于化学防治。 (×) 2.在有害生物的防治中,有些是利用信息来发挥作用的。下列不属于利用生态系统信息传递进行防治的是 (　　) A.放线菌产生井冈霉素防治水稻纹枯病 B.利用信息素诱捕小绿叶蝉 C.利用声音信号驱赶某些动物 D.利用化学物质扰乱害虫雌雄交配 解析:选A　放线菌产生的井冈霉素对水稻纹枯病病菌具有毒性,未利用生态系统信息传递,A符合题意。B、C、D三项所述都利用了生态系统的信息传递进行防治。 3.“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”歌颂了田园风光,其中更蕴含着生态系统的信息传递过程。下列有关说法正确的是 (　　) A.雄蛙通过“蛙声”求偶,表明信息能够调节生物的种间关系 B.稻田生态系统中的信息源都是生物 C.利用蛙捕食害虫属于生物防治,利于稻田增产 D.“听取蛙声一片”属于行为信息传递过程 解析:选C　雄蛙通过“蛙声”求偶,该过程发生在雌雄个体之间,表明生物种群的繁衍离不开信息传递,A错误;生态系统的信息源既包括生物(如蛙声、稻花香),也包括非生物环境(如光照、温度),故生态系统中的信息源不都是生物,B错误;蛙捕食害虫属于生物防治,通过天敌控制害虫数量,减少化学农药使用,有助于维持生态平衡,促进稻田增产,C正确;“听取蛙声一片”属于物理信息传递过程,D错误。 4.随着生态农业的发展,利用信息传递防治害虫的技术逐渐普及。例如,某果园通过释放性外激素干扰害虫的交配,或利用声波驱赶害虫。下列相关叙述不正确的是 (　　) A.性外激素属于化学信息,通过空气传播影响同种个体的行为 B.声波驱赶害虫利用了物理信息,通过声音信号改变害虫的活动 C.生态系统中信息传递既存在于同种生物之间,也发生在不同物种之间 D.利用性外激素防治害虫属于控制动物危害技术方法中的化学防治 解析:选D　性外激素是化学物质,属于化学信息,通过空气传播干扰害虫的交配,影响同种个体的行为,A正确;声波是物理信息,利用声波可以驱赶害虫,B正确;信息传递在生态系统中起着至关重要的作用,它不仅在同种生物之间进行,还在不同物种之间进行,C正确;利用性外激素防治害虫属于生物防治,D错误。 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.在某农场苹果种植园中,果农通过长期探索发现,在树档之间种植薄荷、蒿子、大蒜等有特殊气味的植物,可有效驱除果树、田间的害虫。从信息传递的角度看,利用薄荷、蒿子、大蒜等驱虫借助的是化学信息,其作用是调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。除上述实例外,列举出利用信息传递提高苹果产量的相关措施:利用性外激素干扰害虫交配、利用特定的发声设备吸引蜜蜂前来传粉、播放鸟类结群信号录音吸引鸟类捕食害虫等(至少说出两项)。 2.在生态农业中,为了有效降低农药的使用。可以采用人工合成的性引诱剂来控制农田中害虫的数量,其原理是破坏了害虫种群正常的性别比例,降低了出生率。该过程体现了生态系统中信息传递的功能是种群的繁衍离不开信息传递。 3.虫媒花植物的花具有蜜腺和鲜艳的花瓣,还能释放有芳香气味的物质,以此吸引蜜蜂前来采蜜。蜜蜂中的侦查蜂发现蜜源后,会借助“圆形舞”等舞蹈动作告知同伴蜜源的方向和距离。蜜蜂在采花蜜的过程中,为虫媒花植物进行了传粉,使其受粉概率增大,繁殖率也得到了提升。其中涉及的信息种类有物理信息、化学信息、行为信息。上述信息的传递对虫媒花植物和蜜蜂的作用分别是有利于虫媒花植物种群的繁衍、有利于蜜蜂正常生命活动的进行。 4.白蚁是一种破坏性害虫,可以在白蚁巢穴或蚁路上使用微生物农药白僵菌(通过寄生使白蚁死亡)进行防治。这种微生物农药防治的方法属于生物防治,与传统农药相比,使用微生物农药的优点:安全环保无污染,特异性强,抗药性低等(答出两点即可)。 三、综合检测反馈 1.蚜虫的粪便是含有糖分的黏液,称为“蜜露”。蚂蚁非常喜欢吃“蜜露”,常用触角拍打蚜虫背部,通过拍打产生的振动频率促使蚜虫分泌“蜜露”。蚜虫受到其天敌瓢虫袭击时,会从尾部发出报警信息素,将危险信息通知其他蚜虫,同时蚂蚁接收到报警信息就会赶来驱除蚜虫天敌。下列相关叙述错误的是 (　　) A.蚂蚁拍打蚜虫背部产生的振动频率属于物理信息 B.蚂蚁吃“蜜露”,蚜虫的同化量传递到蚂蚁 C.化学信息可以在同种或异种生物间传递 D.信息能调节种间关系维持生态系统的稳定 解析:选B　蚂蚁用触角拍打蚜虫背部,通过拍打产生的振动频率,属于物理信息,A正确;“蜜露”属于蚜虫的粪便,其中含有的能量不属于蚜虫的同化量,B错误;据题干信息,报警信息素属于化学信息,该信息可以在蚜虫间传递,也可以在蚜虫与蚂蚁间传递,C正确;蚂蚁和蚜虫可以通过信息传递调节种间关系,维持生态系统的稳定,D正确。 2.“梭梭树倔强地挺立着,清晨阳光洒在起伏的沙丘间后,沙鼠从洞穴中探出脑袋,警惕地观察四周后迅速穿梭于灌丛间,鹰在高空盘旋,敏锐地搜寻着地面的沙鼠……”这些场景是西北荒漠的生动写照,蕴含着丰富的生态学知识。下列相关说法错误的是 (　　) A.荒漠是开放的生态系统,梭梭树是该生态系统的基石 B.洒在沙丘的阳光是影响沙鼠和鹰正常生命活动的物理信息 C.该生态系统的信息源多样化,但信息传递只在不同生物之间进行 D.荒漠上沙鼠的生存现状可作为调节鹰捕食行为的信息 解析:选C　荒漠是一个开放的生态系统,与外界有物质和能量的交换,梭梭树是荒漠中的主要生产者,通过光合作用固定能量,支撑整个生态系统,是该生态系统的基石,A正确;生态系统中光、温度、湿度等属于物理信息,阳光作为一种信息,可以影响沙鼠和鹰的活动,B正确;荒漠生态系统的信息源表现为多样化,信息传递不只在不同生物之间进行,还会在同种生物之间传递,也会在生物与非生物环境之间传递,C错误;沙鼠的数量、分布等生存现状会影响鹰的捕食策略,即荒漠上沙鼠的生存现状可作为调节鹰捕食行为的信息,D正确。 3.南方小花蝽与六斑月瓢虫均属某地天敌昆虫,对蚜虫、蓟马和粉虱等多种小型昆虫均具有良好的防控潜能。南方小花蝽偏好捕食西花蓟马,其捕食西花蓟马的能力要强于六斑月瓢虫。六斑月瓢虫喜捕食豆蚜,其对豆蚜的最大日捕食量远高于对烟粉虱的最大日捕食量。下列叙述错误的是 (　　) A.可利用南方小花蝽与六斑月瓢虫等天敌昆虫对害虫进行生物防治 B.六斑月瓢虫作为天敌与豆蚜、烟粉虱间的信息传递是单向的 C.南方小花蝽和西花蓟马的种间关系是协同进化的结果 D.不同捕食者的捕食能力和捕食偏好性存在差异 解析:选B　依题意,南方小花蝽与六斑月瓢虫对蚜虫、蓟马和粉虱等多种小型昆虫均具有良好的防控潜能,故可利用南方小花蝽与六斑月瓢虫等天敌昆虫对害虫进行生物防治,A正确;生物间的信息传递一般是双向的,B错误;依题意,南方小花蝽偏好捕食西花蓟马,则南方小花蝽和西花蓟马间是捕食关系,它们间的捕食关系是协同进化的结果,C正确;根据题意分析可知,不同捕食者的捕食能力和捕食偏好性存在差异,D正确。 4.[多选]草地贪夜蛾是一种对粮食作物具有重大威胁的入侵物种。为探究草地贪夜蛾是否会对入侵地的食虫蝙蝠发出的超声波做出响应,研究显示草地贪夜蛾在暴露于入侵地蝙蝠超声波前后的行为变化如下图。下列说法正确的是 (　　) A.对照组草地贪夜蛾在正常环境中进行实验 B.生态系统的信息能调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定 C.草地贪夜蛾入侵地的蝙蝠超声波显著降低了草地贪夜蛾的活动 D.草地贪夜蛾被蝙蝠捕食后,体内的能量有10%~20%流向了蝙蝠 解析:选ABC　本实验研究草地贪夜蛾在暴露于入侵地蝙蝠超声波前后的行为变化,实验组超声波处理,对照组则在正常环境中进行实验,A正确;生态系统的信息能调节生物的种间关系,从而维持生态系统的平衡与稳定,B正确;结合图示可知,蝙蝠超声波可以让草地贪夜蛾更快速地静止下来,显著降低了草地贪夜蛾的活动,C正确;10%~20%是两个营养级之间的能量传递效率,草地贪夜蛾被蝙蝠捕食,也可能被其他生物捕食,蝙蝠不仅捕食草地贪夜蛾,也会捕食其他生物,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $