内容正文:
第四节 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.概述信息传递在生态系统中的作用。
3.描述信息传递在农业生产中的应用。
知识点一 生态系统的信息种类
[教材知识梳理]
(一)生态系统中的信息概念
是能引起生物 的信号。
(二)信息的种类
物理
信息
①概念:以 为传递形式的信息;
②举例:光、声、热、电和磁等;
③来源:可以是 ,也可以是
化学
信息
①概念:生态系统中以植物的 、 等代谢产物和动物 等化学物质传递的信息;
②信息素:生态系统中 的化学物质;
③实例:某些昆虫释放 吸引异性前来交尾
行为
信息
①概念:生态系统中以生物的表现或动作等 传递的信息;
②举例:蜜蜂跳舞、丹顶鹤的求偶行为等
营养
信息
①概念:是指环境中的食物及10 ;
②举例:食物短缺、植物叶色、被捕食者的体重和肥瘦等
[微提醒]
关于信息传递范围和方向的提醒
(1)生态系统中信息传递的范围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无机环境之间的传递。
(2)信息传递决定能量流动和物质循环的方向和状态,但它们的传递方向并不是相同的,物质是循环流动的,能量是单向流动的,信息一般是双向传递的。
[核心要点点拨]
(一)四种生态信息的比较
比较
项目
物理信息
化学信息
行为信息
营养
信息
信源
无机环境
和生物
生物的
生命活动
动物
无机环境
和生物
信道
物理过程
信息素
动物的
特殊行为
食物及
营养状况
信宿
动物的眼、耳、皮肤等器官,植物的叶、芽或细胞中的光敏色素等物质
动物,如昆虫的性外激素、哺乳动物的气味等
同种或异种动物个体
各种生物
(二)信息传递的方向、功能和模型
方向
信息传递一般是双向的
功能
信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各种成分联系成一个整体,决定能量流动和物质循环的方向和状态
模型
[经典考题探究]
[典例] 某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜子前,对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述,不正确的是 ( )
A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息
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来自入侵者的信息
D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息
听课记录:
[思维建模]
判断信息种类的两种方法
[层级训练评价]
(一)澄清概念
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)生态系统中的物理信息只来自无机环境。 ( )
(3)花香引蝶和老马识途都属于物理信息。 ( )
(4)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。 ( )
(5)变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息。 ( )
(6)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记,这种行为传递的信息类型属于化学信息。 ( )
(二)落实知能
2.萤火虫通过闪光来识别同伴;草原上的鸟在发现天敌后,雄鸟急速起飞,扇动翅膀为雌鸟发出信号;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,如将这类物质在作物播种前施入土中,就可以使休眠的真菌孢子提前发芽,使其找不到宿主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一种信息的作用 ( )
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
3.(2025·南京月考)“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
4.鱼类洄游指鱼类因生理要求、遗传和外界环境因素(如盐度、水温)等影响,而周期性地定向往返移动。根据洄游的目的可划分为三大类,即生殖洄游、索饵洄游和越冬洄游。下列有关说法错误的是 ( )
A.可用标志重捕法调查某种鱼洄游途经某地时的种群数量
B.鱼类洄游过程中可能同时存在物理信息、行为信息、化学信息和营养信息的作用
C.决定鱼类洄游现象的根本原因是生物体内遗传物质的作用
D.研究鱼类洄游规律,有利于制订鱼类繁殖保护条例,促进渔业生产
(三)迁移应用
5.某岛屿上浣熊的天敌是美洲狮和狼。由于某种原因,岛上的美洲狮和狼数量大幅减少,浣熊大量捕食附近的蟹类(如红黄道蟹)和鱼类(如线鳚),导致生态平衡遭到严重的破坏。研究人员为了研究恢复生态平衡的对策,利用“恐惧生态学”原理分别在不同区域播放浣熊的捕食者和非捕食者的叫声,一段时间后,统计相关实验结果如下图所示。请回答:
(1)捕食者的叫声属于生态系统信息传递中的 信息。
(2)据图分析,在实验期间播放浣熊捕食者的叫声,使红黄道蟹、线鳚种群数量发生变化的原因是 。
(3)这种“播放捕食者叫声”的对策能否有效地恢复生态平衡,写出你的观点及理由。
。
(4)稀少的大型肉食性动物(如美洲狮、狼)的保护对增加物种多样性具有重大的意义。运用“精明的捕食者”策略分析,保护大型肉食性动物的意义是
。
知识点二 生态系统信息传递的作用及应用
[教材知识梳理]
(一)信息流
概念
生态系统中的信息来自植物、动物、微生物、人和非生物环境,这些信息在各成员之间或成员内部
传递
模型
特点
往往是 的,既有从信源(信息输出端)向信宿(信息接收端)的信息传递,也有从信宿向信源的信息反馈
实例
鱼类的洄游、候鸟的迁徙、蝙蝠的回声定位
(二)信息传递在生态系统中的作用
层次
作用
举例
个体
水平
的正常进行,离不开信息的作用
(1)海豚的回声定位系统;
(2)莴苣种子必须接受某种波长的光才萌发
种群
水平
生物种群的 ,离不开信息的传递
(1)植物开花需要光信息刺激;(2)昆虫(如蝴蝶)分泌性外激素,引诱异性个体
群落和
生态系
统水平
调节 关系,以维持生态系统的稳定
(1)油菜花释放气味信息吸引昆虫前来吸食花蜜并传粉;
(2)箭毒蛙体表的醒目色斑传递出“勿食我”的警告信息
(三)信息传递在农业生产中的应用
应用
实例
提高
模拟 的信息,吸引昆虫帮助农作物传粉
对有害动物进行控制
田间释放 ,干扰农作物害虫的正常交尾,减少农药的使用量
提高花卉的观赏价值和经济效益
通过改变 控制菊花开放的时间
[核心要点点拨]
(一)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
循环流动,反复利用
往往是双向的
范围
生态系统中各营养级及分解者
生物圈
生物之间,生物与无机环境之间
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,形成一个统一的整体
(二)举例说明信息传递在农业生产中的应用
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
(三)对有害动物进行控制的方法
防治方法
化学防治
生物防治
措施
化学药剂喷施等
引入天敌或寄生虫等
优点
作用迅速;短期效果明显
效果好且持久;成本低,无污染;寄生虫专一性强
缺点
引起害虫抗药性增强;会毒害害虫天敌,破坏生态平衡;污染环境
天敌数量不确定
[经典案例探究]
[典例] 阅读下列材料,回答问题。
材料1 苹果园里放置一个电子仪器,产生与蜜蜂跳舞时相同的频率或声音,以吸引大量蜜蜂到苹果园采蜜,使苹果更好地传粉,从而提高苹果的产量。
材料2 用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子,可以提高发芽率,获得增产。
材料3 家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率。
材料4 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。
材料5 “迷向法”防治害虫:在田间释放过量的人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨别雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾活动。
(1)由材料1、2、3可以得出,信息传递应用于农业生产,可以提高 和 的产量。
(2)材料5中,“迷向法”并不能直接杀死害虫,而是通过干扰害虫的 活动,从而使害虫种群的 下降,降低其对作物的危害。
(3)由材料4、5可以得出,在农业生产中,信息传递还可以 。
听课记录:
[层级训练评价]
(一)澄清概念
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)当食草动物看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的信息传递功能。 ( )
(3)植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能。 ( )
(4)两只雄性孔雀为吸引异性争相开屏,说明行为信息能够影响种间关系。 ( )
(5)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。 ( )
(二)落实知能
2.下列现象不能体现“信息能调节生物种间关系”这个观点的是 ( )
A.云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生长
B.当日照达到一定时长时植物才能够开花
C.狼根据兔子留下的气味去猎捕兔子
D.蝙蝠通过自身发出的声波,对被捕食者进行“回声定位”
3.(2025·连云港月考)橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现,雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述错误的是 ( )
A.橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍
C.用含该信息素的诱杀饵剂可改变橘小实蝇种群的性别比例
D.利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫属于化学防治
4.低温处理萌发的种子可促使其长成的小麦植株提前开花和成熟,如春小麦经过春化处理后,可早熟5~10 d。下列说法不正确的是 ( )
A.温度在生态系统的信息传递中属于物理信息
B.该材料体现了信息的传递对植物的生长发育起重要作用
C.信息传递在农业生产中能够提高产品的产量
D.影响春小麦生长发育过程的信息只有温度
5.(2025·苏州检测)生态果园是一种新型养殖模式,包括果园、家禽、家畜等。果园中果农在果树开花时期,放置一电子仪器,产生与蜜蜂跳舞相同频率的振动或声音,吸引蜜蜂前来采蜜传粉。秋冬季节,部分家禽养殖户在增加营养的基础上延长光照时间,提高了家禽的产蛋率。下列有关该生态系统信息传递的叙述错误的是 ( )
A.电子仪器吸引蜜蜂前来采蜜传粉利用了物理信息的作用
B.蜜蜂找到蜜源后通过跳圆圈舞的方式为同伴传递的信息属于行为信息
C.家禽养殖户延长光照时间这一举措体现了信息传递有利于种群繁衍
D.果树体内的生长素对果树生长的调节体现了化学信息有利于生物体的生命活动
(三)迁移应用
6.科学家们在研究植物与草食性昆虫之间的关系时,发现一个有趣的现象:当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后,会释放出挥发性化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌;夜间会驱赶乙种蛾,使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。请回答:
(1)甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是 ;甲种蛾幼虫与烟草间的种间关系是 ;甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是 。
(2)由此可见,信息传递能够 。
(3)烟草叶片释放出的挥发性化学物质属于 。
(四)科学探究
7.一般情况下,植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响,导致原本时间上的匹配关系发生改变,称为物候错配。物候错配会影响植物的传粉和结实,可引起粮食减产,甚至发生生态安全问题。生产上为了减轻物候错配造成的影响,常通过人工授粉提高产量。回答下列问题:
(1)光和温度属于生态系统信息传递中的 信息。
(2)延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物。全球气温升高会使延胡索开花起始时间提前,测取延胡索开花起始时间数据并统计结实率(如图),监测数据表明 。从物候错配的角度分析延胡索结实率降低的原因是
。
(3)为进一步验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实,科研人员在物候错配的区域设置同等条件的A和B两个样地。其中,A样地中的延胡索保持自然状态生长;B样地中的延胡索则进行 ,分别统计两样地延胡索的结实率。支持“物候错配会造成延胡索自然结实率降低”观点的实验结果为 。
一、知识体系构建
二、关键语句必背
1.生态系统中的信息是能引起生物生理、生化和行为变化的信号。
2.生态系统中的信息传递往往是双向的。
3.信息传递对维持生物体正常的生命活动和种群繁衍,调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定等方面都具有重要作用。
4.信息传递在农业生产中的应用包括提高农作物产量、减少农药的使用量和提高花卉的观赏价值和经济效益等。
三、素养好题训练
1.“燕燕于飞,差池其羽”“燕燕于飞,下上其音”(《诗经·国风》),上述两句诗中燕子表达的信息分别为 ( )
A.物理信息、行为信息
B.化学信息、物理信息
C.行为信息、物理信息
D.行为信息、化学信息
2.科学家向做了彩色四点标记的实验箱内喷入特定的气味;同时追踪各组箱内雌性埃及伊蚊的行为。结果显示,在没有任何气味刺激的情况下,蚊子基本忽略各种颜色的圆点;但将CO2(蚊子能够识别CO2气味)喷入箱内后,蚊子会继续忽略绿色、蓝色或紫色圆点,而会飞向红色、橙色或黑色圆点。以下分析错误的是 ( )
A.该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息和行为信息
B.该研究有助于人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等防蚊工具
C.该研究提示人们在野外避免选择橙色或黑色等颜色的衣服
D.这项研究揭示了蚊子的嗅觉可以影响蚊子的视觉
3.我国古文、古诗词中记载了很多生物学现象,“关关雎鸠,在河之洲”(《关雎》),“肥田之法,种绿豆最佳,小豆、芝麻次之”(《齐民要术》),“桑眼动时……阔八步一行,行内相去四步一树,相对栽之”(《士农必用》),“种豆南山下,草盛豆苗稀”(《归园田居》)。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.“关关雎鸠”中的关关体现了生态系统中的物理信息,有利于种群繁衍
B.“肥田之法,种绿豆最佳”是利用根瘤菌和绿豆之间的寄生关系进行肥田
C.“阔八步一行,行内相去四步一树”体现了合理密植有利于植物光合作用的进行
D.“草盛豆苗稀”描述的是种间竞争的关系
4.[多选](2025·南京质检)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
5.我国科研人员对喜马拉雅地区具有紫色花蜜的植物——米团花的传粉开展了深入研究。
(1)植物的花蜜是提供给传粉动物的主要回报之一,米团花花蜜的颜色可作为一种 信息吸引它的传粉者——蓝翅希鹛。
(2)米团花开花后经历4个阶段,具体情况如下表。
开花后
的时间
和阶段
阶段1
(0~24 h)
阶段2
(24~48 h)
阶段3
(48~96 h)
阶段4
(>96 h)
花的
特点
花冠筒
打开
雄蕊出现花药关闭
雄蕊变长
花药开放
花粉释放
花冠和
雄蕊
枯萎
每朵花
平均花
蜜含量
0.75 μL
2.46 μL
12.34 μL
5.41 μL
花蜜
颜色
—
浅紫色
深紫色
—
数据显示,每朵花平均花蜜含量的变化是 。
(3)实验发现,蓝翅希鹛偏好取食米团花阶段3的花蜜,而在取食阶段1、2的花蜜后会表现出“摇头”或“擦拭喙部”等厌恶行为。为进一步探明蓝翅希鹛的采食偏好,用模型花进行实验。
实验一:2个模型花为一组,分别装入不同体积的第 阶段花蜜,共设置了5组不同的体积组合。统计蓝翅希鹛第一次到访模型花的情况,结果见图1。
实验二:2个模型花为一组,其中一个全部涂成白色,另一个底部涂成深紫色而其余部分为白色,均装入等量糖溶液。统计蓝翅希鹛第一次到访模型花的情况,结果见图2。模型花中装入糖溶液而非花蜜可排除 。两个实验结果表明,蓝翅希鹛的采食偏好是 。
(4)米团花在不同阶段花蜜状态不同,造成蓝翅希鹛偏好取食阶段3的花蜜,而厌恶取食阶段1、2的花蜜。综合上述内容分析这种偏好对于米团花生存的意义。
课下请完成课时跟踪检测(十一)第四节 生态系统的信息传递
知识点一
[教材知识梳理]
(一)生理、生化和行为变化
(二)物理过程 无机环境 生物体 生物碱
有机酸 性外激素 传递信息 性外激素
特殊行为特征 10营养状况
[经典考题探究]
[典例] 选D 小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息,A正确;小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息,B正确;小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息,因此会对其进行愤怒地啄击扑打,C正确;镜子传递的信息会激怒小鸟,此信息是来自非生物的物理信息,D错误。
[层级训练评价]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
2.选B 萤火虫通过闪光来识别同伴——物理信息;雄鸟急速起飞,扇动翅膀为雌鸟发出信号——行为信息;植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物——化学信息。
3.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。
4.选A 鱼洄游途经某地时,只是暂时经过,不能再次捕获,所以不能用标志重捕法调查某种鱼洄游途经某地时的种群数量,A错误;由于鱼类洄游的目的可划分为三大类,即生殖洄游、索饵洄游和越冬洄游,则鱼类洄游过程中可能同时存在物理信息、行为信息、化学信息和营养信息的作用,B正确;鱼类的行为,如鱼类洄游等现象,其根本原因是生物体内遗传物质的作用,C正确;研究鱼类洄游规律,有利于制订鱼类繁殖保护条例,如可在鱼类繁殖期间停止捕鱼加大鱼类繁殖力,促进渔业生产,D正确。
5.解析:(1)捕食者的叫声属于生态系统的物理信息。
(2)据图分析,在实验期间播放浣熊捕食者的叫声,使红黄道蟹、线鳚种群数量均有所上升,原因可能是捕食者的叫声降低了浣熊的出现概率和捕食时间,减少了对两种生物的捕食。
(3)这种“播放捕食者叫声”的对策可以在不猎杀浣熊的基础上,使浣熊减少对蟹类和鱼类的捕食,对于生态平衡的恢复有一定作用。
(4)依据“精明的捕食者”策略,大型肉食性动物往往捕食个体数量多的个体,这样就会避免一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间,其存在有利于增加物种多样性。
答案:(1)物理 (2)捕食者的叫声降低了浣熊的出现概率和捕食时间,对红黄道蟹、线鳚的捕食减少 (3)“播放捕食者叫声”的对策可以在不猎杀浣熊的基础上,减少对蟹类和鱼类的捕食,对于生态平衡的恢复有一定作用 (4)大型肉食性动物往往捕食个体数量多的个体,这样就会避免一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间,其存在有利于增加物种多样性
知识点二
[教材知识梳理]
(一)交换、传递 双向
(二)生命活动 繁衍 生物种间
(三)农作物产量 传粉昆虫 人工合成的性外激素 日照长短
[经典案例探究]
[典例] (1)农产品 畜产品 (2)正常交尾 出生率 (3)对有害动物进行控制
[层级训练评价]
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
2.选B B项体现的是生态因子——光照时间对植物开花的影响,体现了生物和无机环境之间的信息传递关系。
3.选D 化学信息是指通过化学物质来传递的信息,由此可知,橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息,A正确;雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素,由此可知,雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍,B正确;用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫会减少雌性个体数量,改变性别比例,该过程属于生物防治,C正确,D错误。
4.选D 该生产实例体现了物理信息(温度)对植物生长发育的影响,也体现出物理信息在农业生产上的应用,A、B正确;春小麦春播时气温较低,如果提早进行低温处理(即春化阶段),然后播种,小麦植株会提前进入开花阶段,从而提高产量,C正确;春小麦在生长发育过程中,受光、温度、水分、空气等多种信息的影响,D错误。
5.选D 电子仪器产生的振动或声音属于物理信息,A正确;蜜蜂找到蜜源后通过跳圆圈舞的方式为同伴传递的信息属于行为信息,B正确;家禽养殖户延长光照时间,提高了家禽的产蛋率,有利于家禽的种群繁衍,C正确;生长素属于植物激素,果树体内的生长素对果树生长的调节不属于生态系统中的化学信息,D错误。
6.(1)捕食 捕食 竞争 (2)调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定 (3)化学信息
7.解析:(1)通过物理过程传递的信息称为物理信息,光和温度属于生态系统信息传递中的物理信息。
(2)据图分析可知,开花起始时间越早,结实率越低;结合题干信息“延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物”“全球气温升高会使延胡索开花起始时间提前”可知,由于全球气温升高,延胡索提前开花,导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少,传粉受影响,结实率降低。
(3)分析题意可知,本实验的目的为验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实,则实验的自变量为物候错配是否被打破,可通过人工授粉与否控制,因变量为结实率,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:在物候错配的区域设置同等条件的A和B两个样地,其中,A样地中的延胡索保持自然状态生长;B样地中的延胡索则进行人工授粉,分别统计两样地延胡索的结实率。若“物候错配会造成延胡索自然结实率降低”,则自然生长的A样地(物候错配保持)结实率低于B样地(物候错配被打破)。
答案:(1)物理 (2)开花时间越早,结实率越低 延胡索提前开花,导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少,传粉受影响,结实率降低 (3)人工授粉 A样地结实率低于B样地
课堂小结与随堂训练
1.选C “燕燕于飞,差池其羽”的意思是燕子飞在空中,参差不齐地舒展着翅膀,体现的是行为信息;“燕燕于飞,下上其音”的意思是燕子飞在空中,鸣音呢喃低昂,体现的是物理信息。
2.选A 与对照组相比,在CO2条件下,蚊子能忽略绿色、蓝色或紫色圆点,而会飞向红色、橙色或黑色圆点,该研究说明蚊子发现叮咬对象需要化学信息,也提示人们在野外避免选择橙色或黑色等颜色的衣服,以免被蚊子叮咬,A错误,C正确;该研究显示了CO2对蚊子的影响,该实验结果有助于人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等防蚊工具,B正确;这项研究揭示了蚊子的嗅觉对蚊子视觉的影响效果,D正确。
3.选B “关关雎鸠”指关关鸣叫的水鸟,体现了生态系统的物理信息,有利于种群的繁衍,A正确;“肥田之法,种绿豆最佳”,根瘤菌与豆科植物互利共生,B错误;“阔八步一行,行内相去四步一树”体现了合理密植能促进植物光合作用的进行,C正确;“草盛豆苗稀”描述的是种间竞争的关系,D正确。
4.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。
5.解析:(1)植物的花蜜是提供给传粉动物的主要回报之一,米团花花蜜的颜色可作为一种物理信息吸引它的传粉者——蓝翅希鹛,这说明种群的繁衍离不开信息传递。
(2)数据显示,每朵花平均花蜜含量的变化是随着开花时间的延长,花蜜的含量先增多后减少。
(3)由于蓝翅希鹛偏好取食米团花阶段3的花蜜,所以设计实验一:2个模型花为一组,分别装入不同体积的第3阶段花蜜,这里实验的自变量是花蜜体积的不同,探究花蜜的量对蓝翅希鹛偏好的影响,为了使实验现象更加明显,需要选择蓝翅希鹛偏好的阶段3的花蜜进行实验,因变量是蓝翅希鹛第一次到访模型花的情况,根据题图1的结果可知,花蜜体积大被蓝翅希鹛选择的机会大,当花蜜体积增加到30~60 μL之间,蓝翅希鹛对花蜜量的偏好不再明显。实验二:根据题图2结果可以看出蓝翅希鹛偏好深色,实验中模型花中装入糖溶液而非花蜜的目的可排除花蜜中其他成分或气味对实验结果的影响。综合两个实验结果分析可知,蓝翅希鹛喜欢深色(紫色)和体积更大的花蜜。
(4)蓝翅希鹛的这种偏好对于米团花生存的意义详见答案。
答案:(1)物理 (2)随着开花时间的延长,花蜜的含量先增多后减少 (3)3 花蜜中其他成分或气味对实验结果的影响 偏好深色(紫色)和体积更大的花蜜 (4)蓝翅希鹛主要在阶段3取食花蜜,此时米团花花药开放、花粉释放,采蜜可沾上更多的花粉,提高米团花的传粉成功率;避免蓝翅希鹛在阶段1和阶段2取食,可以防止米团花未成熟的花朵因过早被取食而耗尽花蜜,降低花成熟后的传粉成功率。
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