第3章 第5节 生态系统中存在信息传递-【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（浙科版）

本讲义聚焦生态系统信息传递核心知识点，从信息的概念与种类（物理、化学、行为信息）切入，系统梳理信息传递在个体生存、种群繁殖、群落演替中的作用，进而阐述其在农业生产中提高产量、控制害虫的应用，构建完整知识脉络。 该资料通过任务驱动问题（如“孔雀开屏信息类型分析”）引导科学思维，结合典例解析与跟踪训练深化理解，知识体系图辅助构建生态观。课中助力教师高效授课，课后学生可通过预习自评、素养训练查漏补缺，提升探究实践能力与生命观念认知。

第五节　生态系统中存在信息传递 |学|习|目|标| 1.举例说明生态系统中存在多种信息。 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。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [主干知识梳理] 一、信息与生态系统的信息传递 1.信息的概念：通常是指包含在情报、信号、消息、指令、数据、图像等传播形式中的知识内容。 2.生态系统中的信息：能引起生物生理、生化和行为变化的信号。 3.生态系统的信息传递：各种信息在生态系统的组成成分之间和组成成分内部的交换与流动。 二、生态系统中信息的种类 1.物理信息 定义 生态系统中以物理过程为传递形式的信息 举例 光、声、温度、湿度、磁力等 来源 可以来源于无机环境，也可以来源于生物 2.化学信息 定义 生物代谢产生的参与传递信息、协调各种功能的化学物质传递的信息 类型 个体内的激素或神经系统协调各器官的活动；种群内的种内信息素；群落内部的种间信息素 3.行为信息 定义 植物的异常表现和动物的异常行为传递的信息 举例 成年的雄招潮蟹挥舞大螯求偶 三、信息传递的作用 1.信息传递与生物个体的生存有密切关系。如野兔在发现天敌时用后肢敲击地面，发出声音传递给周围的野兔，使它们迅速逃跑或隐藏。 2.种群的繁殖离不开信息的传递。如植物开花需要光信息刺激。 3.信息传递能影响群落的演替。 四、信息传递在农业生产中的应用 1.提高农产品的产量。 2.控制有害动物。 [预习效果自评] 1.判断下列说法的正误 (1)“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知”，体现了物理信息对生物生活的影响。 (√) (2)生态系统的物理信息都来源于环境。 (×) 提示：生态系统的物理信息是通过物理过程来传递的，如光、声、温度、湿度、磁力等，其既可来源于无机环境，也可来源于生物。 (3)信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。 (×) 提示：信息传递是双向的，可以发生在生物与生物、生物与环境之间，并不一定沿食物链从低营养级向高营养级传递。 (4)某种鸟类通过点头或鞠躬追求配偶，这一现象说明生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。 (×) 提示：题中描述的是信息传递调节种内关系。 (5)向田间喷洒杀虫剂防治农业害虫是化学信息在农业生产中的应用。 (×) 提示：杀虫剂毒性强，可直接杀死害虫，该实例不属于化学信息在农业生产中的应用。 2.将信息的种类、特点、来源及实例对应的内容用线连起来 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遥控航模模拟天敌追捕。 上述方法利用物理信息的有①③④⑤⑥⑦，利用化学信息的有②，利用行为信息的有⑧。 4.思考题 相比生态系统中能量的单向流动，信息传递具有什么特点？ 提示：信息传递往往是双向的。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息。 2.生态系统的信息传递通常具有双向性。 3.“心猿意马”不属于生态系统的信息传递。 4.信息传递有利于沟通生物群落与无机环境之间、生物与生物之间的关系，具有调节生态系统稳定性的作用。 5.生态系统中的物理信息可以来源于无机环境，也可来源于生物。 提能点(一)　生态系统中信息的种类 [任务驱动] 　　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：蜘蛛网的振动对蜘蛛来说属于物理信息。此信息来源于昆虫(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。 [生成认知] 1.信息的种类 类别 概念 传递形式 实例 物理 信息 生态系统中以物理过程为传递形式的信息 物理过程 ①响尾蛇发出声波信息，警告敌害； ②植物五颜六色的花； ③萤火虫发出荧光 化学 信息 生物代谢产生的参与传递信息、协调各种功能的化学物质传递的信息 植物：有机酸、生物碱等； 动物：性外激素等 ①昆虫的性外激素； ②狗利用尿液记路 行为 信息 植物的异常表现和动物的异常行为传递的信息 植物或动物的异常行为表现 ①鸟类的求偶舞蹈； ②蜜蜂的圆圈舞或摆尾舞 2.生态系统信息传递的模型 传递模型 传递范围 来源 可来自无机环境，也可来自生物 传递方向 信息传递往往是双向的 　　[典例]　(2025·宁波期末)“黄四娘家花满蹊，千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼。”这是诗圣杜甫描绘人与自然和谐相处的诗句。下列叙述错误的是 (　　) A.花的颜色、黄莺的鸣叫均属于物理信息 B.百花的花香、蝴蝶释放的性外激素均属于化学信息 C.蝴蝶的舞蹈、鸟类的求偶炫耀均属于行为信息 D.信息传递、能量流动和物质循环都是双向的 [解析]　物理信息包括声、光、颜色等，花的颜色、黄莺的鸣叫均属于物理信息，A正确；化学信息是指通过生物代谢产生的化学物质传递的信息，百花的花香、蝴蝶释放的性外激素均属于化学信息，B正确；行为信息是植物的异常表现和动物的异常行为传递的信息，蝴蝶的舞蹈、鸟类的求偶炫耀均属于行为信息，C正确；信息传递往往是双向的，而能量流动是单向的，物质是反复利用、循环流动的，D错误。 [答案]　D [思维建模] 判断信息种类的两种方法 [跟踪训练] 1.大熊猫通过“气味”进行“交流”，这些“气味”来自它们的排泄物，它们将排泄物涂在树干上，以此吸引异性、建立领地、稳定社群等。该过程中传递的信息属于 (　　) A.化学信息 B.行为信息 C.生物信息 D.物理信息 解析：选A　大熊猫通常会将排泄物涂在树干上，它们通过排泄物散发的“气味”进行交流，其中“气味”是由化学物质形成的，属于生态系统中的化学信息。 2.(2025·丽水月考)“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。 提能点(二)　信息传递的作用及其在农业生产中的应用 [任务驱动] 　　农作物害虫诱杀是指利用物理、生物、化学等方法对农作物害虫进行诱捕和杀灭的过程，主要有灯光诱杀、性诱杀、毒饵诱杀等。 (1)生物接收到的信息可以来源于哪些方面？ 提示：可以来源于无机环境，也可以来源于同种生物，还可以来源于不同种生物。 (2)在农业生产和林业生产上常在田间或林间施放一种化学物质，使害虫不能完成生殖，而达到控制害虫的目的。 ①为什么一种化学物质就能够控制害虫的繁殖？ 提示：该种化学物质能干扰雌、雄害虫在进行生殖活动时的信息联系。 ②这种防治措施与使用杀虫剂相比有什么优点？ 提示：能防止环境污染。 [生成认知] 1.信息传递在生态系统中的作用 层次 作用 举例 个体 与生物个体的生存有密切关系 (1)野兔发现天敌时，后肢猛烈敲击地面给同伴报警； (2)莴苣、茄、烟草等植物的种子必须接受某种波长的光才萌发 种群 种群的繁殖离不开信息的传递 (1)植物开花需要光信息刺激； (2)动物繁殖期间，雌性个体释放化学信息，吸引异性； (3)虫媒花释放具有香味的化学物质，吸引昆虫 群落 影响群落的演替 灌木和蒿分泌抑制草本植物生长的物质，从而取代一年生草本植物 2.信息传递在农业生产中的应用 应用 措施 目的 提高 农产品 的产量 养鸡场延长光照时间 提高产蛋率 短日照作物黄麻移植到北方 延长营养生长期，提高麻皮产量 洋葱与甜菜、马铃薯与菜豆、小麦与豌豆等混合种植 提高作物产量 控制有害动物 小菜蛾性诱捕器 引诱雄蛾，将其杀死 3.控制动物危害的技术方法 种类 化学防治 机械防治 生物防治 措施 喷施化学药剂 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，甚至可能会引发生态危机(可能引起物种入侵) 4.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 循环运动，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，形成一个统一整体 　　[典例]　研究生态系统的信息传递在农业生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是 (　　) A.信息传递在农业生产中的应用主要是提高农产品的产量，以及对有害动物进行控制 B.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率和结实率 C.延长光照时间可以刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，从而提高产蛋率 D.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低害虫的种群密度，这属于机械防治 [解析]　信息传递在农业生产中的应用可提高农产品的产量，也可对有害动物进行控制，A正确；种群的繁殖离不开生态系统中的信息传递，利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，这样能提高果树的传粉率和结实率，B正确；光照可以提供物理信息，延长光照时间可以刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌，从而提高产蛋率，C正确；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物可降低害虫的种群密度，这属于生物防治，D错误。 [答案]　D [跟踪训练] 1.(2025·杭州及周边重点中学期中)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 解析：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。 2.有一种萤火虫，雄萤到处飞来飞去，但严格地每隔8秒发光一次，雌萤则停歇在草叶上以发光相应答，每次发光间隔时间与雄萤相同，但总是在雄萤发光后才发光。据研究，每一种萤火虫的发光频率都不相同，这避免了种间信号混淆和种间杂交。根据以上内容分析，下列说法错误的是 (　　) A.萤火虫的发光属于物理信息 B.信息传递具有双向性 C.信息传递有利于生物种群的繁殖 D.信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 解析：选D　萤火虫的发光属于物理信息，A正确；雌雄萤火虫均可发光传递信息，说明信息传递具有双向性，B正确；信息传递有利于生物种群的繁殖，C正确；题干信息为同种生物间的信息传递，不能体现信息能够调节生物的种间关系的作用，D错误。 3.某生态系统中有些植物可引诱一种动物来帮助防御植食动物，过程如图。下列叙述错误的是 (　　) A.图中生物间的能量流动关系为植物→毛毛虫→胡蜂 B.毛毛虫种群数量的变化受生物因素和非生物因素的影响 C.植物防御动物的这种反应，体现了种间关系的调节离不开信息传递 D.利用人工合成的引诱剂引诱胡蜂来防治毛毛虫，属于化学防治 解析：选D　据图分析，图中形成的食物链是植物→毛毛虫→胡蜂，而能量流动的渠道是食物链或食物网，A正确；毛毛虫种群数量的变化受外界环境因素的影响，包括生物因素和非生物因素，B正确；植物防御动物的这种反应，体现了信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，C正确；利用人工合成的引诱剂引诱胡蜂来防治毛毛虫，属于生物防治，无污染，效果好，D错误。 思维拓展——生态系统中的化学信息 　　化学信息主要是指生命活动的代谢产物以及信息素等，有种内信息素和种间信息素(异种信息素)之分。种间信息素主要是次生代谢物(如生物碱、萜类、黄酮类)以及各种苷类、芳香族化合物等。 在生态系统中，化学信息有着举足轻重的作用。植物群落可以通过化学信息完成种间竞争，也可以通过化学信息调节种群的内部结构。有时，在同一植物种群内也会发生自毒现象。在这些植物的早期生长中，毒素可能会降低幼小个体的成活率。当这种毒素在土壤中积累时，它就能使植物自身死亡，减少生态系统中的植物拥挤程度。 动物群落可以利用化学信息进行种间、个体间的识别，刺激性成熟和调节出生率，标记领地等。群居动物能够通过化学信息来警告种内其他个体。 许多动物分泌的性信息素，在种内两性之间起信息交流的作用。在自然界中，凡是雌雄异体，又能运动的生物都有可能产生性信息素。 [素养训练] 1.(2025·杭州期末)苹果蝇将卵产于苹果外表皮或受伤害果实伤口处，并用信息素标记果实表面，阻止同种其他雌虫在该果实上产卵。孵化后的幼虫钻入果实内取食果肉，幼虫成熟后跳入土中化蛹。下列叙述正确的是 (　　) A.苹果蝇幼虫与苹果之间的关系属于寄生 B.苹果蝇释放的信息素是一种化学信息 C.该信息素能够调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 D.在果园中喷洒该信息素防治害虫属于化学防治 解析：选B　孵化后的苹果蝇幼虫钻入果实内取食果肉，说明苹果蝇幼虫与苹果之间的关系属于捕食，A错误；苹果蝇释放的信息素是一种化学信息，B正确；据题意可知，该信息素能够阻止同种其他雌虫在该果实上产卵，调节的是种内关系，C错误；在果园中喷洒该信息素防治害虫属于生物防治，D错误。 2.下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是 (　　) A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食 B.榆树通过分泌一种化学物质，使附近的栎树出现发育不良现象 C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊 D.群居动物通过群体气味与其他群体相区别 解析：选C　小囊虫发出的聚集信息素属于化学信息；榆树分泌的化学物质属于化学信息；雌蚊飞行时所发出的低频声波属于物理信息；群体气味是一种化学物质形成的，属于化学信息。 3.蝗灾会对农牧业、经济和环境造成重大威胁。蝗灾发生的生物学基础是蝗虫由散居型向群居型转变，群聚信息素在该过程中发挥重要作用。群聚信息素由个体释放，是一种可招募同种个体聚集到特定区域的物质，吸引的个体无性别差异。回答下列问题： (1)为探明导致蝗虫聚集的群聚信息素的化学本质，科学家分别对散居型和群居型蝗虫释放的关键化合物的相对含量进行了检测，结果如表所示。据表分析，PAN(苯乙腈)和4VA(4⁃乙烯基苯甲醚)可能是群聚信息素的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  化合物 苯甲醛 苯乙腈 愈创木酚 4⁃乙烯基苯甲醚 苯乙醛 群居型 34.4 33.1 6.5 1.8 2.8 散居型 41.8 ND 18.8 ND 0.3 注：ND表示未检测到该物质的释放。 (2)研究人员围绕PAN设计了以下两个行为实验。 ①蝗虫行为实验：将同一空地划分为两个区域，其中一个区域释放PAN气体，另一个区域做空气对照，发现蝗虫的活动轨迹主要在空气对照组区域，由此推断PAN　　　　(填“是”或“不是”)一种群聚信息素。  ②鸟类行为实验：取同种散居型蝗虫涂抹PAN后，发现其被鸟类捕食的比率显著降低，据此推测群居型蝗虫释放PAN的作用是　　　　　　　　。由此说明信息传递与　　　　　　有密切关系。  (3)群聚信息素和性外激素都有招募同种个体聚集的作用。若要进一步确认4VA不是性外激素(由个体释放，吸引异性个体的物质)，还需观测的指标是　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：(1)科学家分别对散居型和群居型蝗虫释放的关键化合物的相对含量进行了检测，发现在散居型蝗虫中未检测到PAN和4VA的释放，说明PAN和4VA只由群居型蝗虫释放，可能属于群聚信息素。(2)①将同一空地划分为两个区域，其中一个区域释放PAN气体，另一个区域做空气对照，发现蝗虫的活动轨迹主要在空气对照组区域，说明PAN并没有吸引蝗虫聚集，推断PAN不是群聚信息素。②取同种散居型蝗虫涂抹PAN后，发现其被鸟类捕食的比率显著降低，据此推测群居型蝗虫释放PAN的作用是防止(避免)鸟类的捕食。说明信息传递与生物体的生存有密切的关系。(3)若要进一步确认4VA不是性外激素(由个体释放，吸引异性个体的物质)，还需观测的指标是4VA吸引个体的性别比例。 答案：(1)PAN和4VA只由群居型蝗虫释放(或在群居型中有释放，在散居型中没有释放) (2)①不是　②防止(避免)鸟类的捕食　生物体的生存　(3)4VA吸引个体的性别比例 学科网（北京）股份有限公司 $