内容正文:
生态系统及其稳定性
生态系统的结构
生态系统的功能
生态系统的稳定性
组成成分
营养结构
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
食物链和食物网
物质循环
能量流动
信息传递
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
人教版选修2第三章 生态系统及其稳定性 第4节
HORMONE
生态系统的
信息传递
2
通过比较物质循环、能量流动与信息传递的区别与联系,建立生命系统的稳态观。
生命观念
根据信息传递的特点判断信息类型,培养科学思维能力。
科学思维
组织学生对资料进行分析、讨论,进一步提高学生识图能力以及分析问题、解决问题的能力。
科学探究
通过分析信息传递在农业生产中的应用,培养尝试解决生产生活中的生物学问题担当和能力。
社会责任
学习目标
一起课件
3
小调查
当你思念远方的亲人的时候,通常会用什么方式来表达自己的思念呢?
课程导入
1.细胞内的信息传递:DNA→mRNA→蛋白质
2.细胞间的信息传递
信息传递
神经调节中的电信号、化学信号;
激素调节中的激素
免疫调节中的抗原信号
细胞生命系统(接受外界信息)
温故而知新
问题探讨
1.“100 m以内”,对我们来说这几个字的含义就是信息。同样的信息,蜜蜂是怎样传递的?
蜜蜂通过跳圆圈舞来传递这一信息。
圆圈舞
摆尾舞
2.你还能举出生物间传递信息的其他例子吗?
孔雀开屏;豪猪竖刺;鸟通过叫声报警;狗用小便标记自己的领地等。
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时,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,大约在距蜂箱白米以内;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。
讨论
问题探讨
指在生态系统中,能够引起生物产生生理、生化和行为变化的各种信号。
一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息(information)。
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(information flow)。
1、信息:
2、信息流:
4、信息传递过程:
3、生态系统中的信息:
信息源
(信息产生的部位)
信道
(信息传输的媒介)
信息受体
(信息接收)
空气、水以及其他介质均可以传播信息
非生物环境;
生物个体或群落
动物的眼、鼻、耳、皮肤;植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质(光敏色素)
【重点突破一】信息的相关概念
(1)概念:
(2)来源:
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。
可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体,十分普遍。
萤火虫
动物的鸣叫
种子萌发
鸟的迁徙
(光)
(声)
(温度、湿度)
(磁场)
1、物理信息
(3)实例:
【重点突破二】生态系统中信息的种类
蛇的热感受器(红外线感受器)
发光的水母
蝙蝠的回声定位
蛛网的振动频率
头狼的嚎叫
菊花秋季开花
花色
倒刺的形状
颊窝
(3)实例:
1、物理信息
【重点突破二】生态系统中信息的种类
科学家实验:
实验1:把一只雌蛾关在黑暗笼子里,吸引了大量雄蛾来交尾;
——雌蛾和雄蛾通过什么信息联系的呢?
实验2:把雌蛾装进密闭透明容器后,雄蛾对雌蛾视而不见。
【重点突破二】生态系统中信息的种类
在生命活动中,生物产生一些可以传递信息的化学物质。
植物的生物碱、有机酸等代谢产物;动物的性外激素;信息素
2、化学信息
(1)概念:
(2)来源:
秋水仙素
蚕蛾醇
生物体的 或 。
代谢产物
分泌物
【重点突破二】生态系统中信息的种类
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长
昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
2、化学信息
(3)实例:
驱蚊草:散发驱蚊物质香茅醛
黄鼠狼:遇到危险时排出臭气
【重点突破二】生态系统中信息的种类
撒尿圈地作为领地记号
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。
雌蝗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。
乌贼释放墨汁借机逃跑
气步甲尾部喷射的苯醌毒雾
当蚜虫被捕食时释放报警信息素
2、化学信息
(3)实例:
【重点突破二】生态系统中信息的种类
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。
动物的特殊行为
尖尾松鸡求偶舞
孔雀开屏求偶行为
豪猪竖刺
3、行为信息
(1)概念:
(2)来源:
(3)实例:
极乐鸟求偶炫耀
【重点突破二】生态系统中信息的种类
1、生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流
孔雀
开屏(行为信息):
鸣叫(物理信息):
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):
求偶
与同类交流
搜寻食物
辨别和摄取食物
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。
3、多数情况下,信息传递为双向的。
牛椋(liánɡ)鸟的鸣叫和跳跃提醒犀牛附近有危险情况
可以沿食物链从低营养级向高营养级传递,也可以从高营养级向低营养级传递。
【重点突破三】生态系统中信息传递的特点
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 和 。
方向
状态
4、信息传递的意义
【重点突破三】生态系统中信息传递的特点
知识小结
类型 来源 传递形式 实例
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
生物体的代谢产物或分泌物
以化学物质为信息载体
行为信息
动物的异常行为或表现
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。
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”
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任何一个生态系统都有这三个基本功能,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和状态。
生态系统三大功能区别与联系
1、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.昆虫的性信息素
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
物
物
物
物
化
化
物
化
物
物
行
行
物
行
即学即练
(1)生物之间的信息传递只限于同种生物( )
(2)信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递( )
(3)物理信息可来源于生物,也可来源于非生物环境( )
2、判断常考语句,澄清易混易错
3、生态捕虫板是一种正反面均涂上了不含任何有毒物质的粘合剂的黄色硬塑板,利用某些昆虫的趋黄性来诱捕田间害虫。此过程中传递信息的种类是( )
A.化学信息 B.物理信息
C.行为信息 D.其他信息
B
即学即练
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”。
个体的生存行为,依赖于信息传递。
生态系统中信息传递的重要性
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
思考·讨论
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。
莴苣种子萌发率与光的波长的关系
个体的生长发育,依赖于信息传递。
讨论1.根据资料1和2,分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系?
作用一:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
(个体水平)
思考·讨论
生态系统中信息传递的重要性
【重点突破四】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。
讨论2:根据资料3,分析信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用?
作用二:生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
(种群水平)
思考·讨论
生态系统中信息传递的重要性
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
【重点突破四】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。
烟草
雌蛾
蛾幼虫的天敌
蛾幼虫
攻击
释放
化学物质
白天吸引
夜间驱除
讨论3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来?
讨论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?
是
作用三: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
(群落和生态系统水平)
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
个体
种群
群落
生态系统-稳定
繁衍、种内关系等。
种间关系、生态位等。
生长发育、个体行为等。
思考·讨论
生态系统中信息传递的重要性
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
1、生命活动的正常进行,离不开信息的作用
例:①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波;
②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发;
③动物的换毛现象受光信息的刺激。
(个体水平)
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
2、生物种群的繁衍,也离不开信息的传递
例:①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;
②昆虫通过分泌性外激素,引诱异性个体来交配。
(种群水平)
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
例:①当草原返青时,“绿色”为食草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。
3、信息传递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
(群落和生态系统水平)
【重点突破四】信息传递在生态系统中的作用
任务1:地球上80%的被子植物的传粉都是由昆虫等动物完成的。现有果农A希望提高果树的传粉效率和结实率。为此,你能结合信息传递的知识,提出你的建议吗?
利用信息素吸引大量的传粉动物,可以提高果树的传粉效率和结实率。
任务2:养殖户B在蛋用鸡鸡舍中安装了照明系统,每天早上5点开灯至天亮,晚上从天黑开始开灯至21点,每天保持光照16 h。补光期间鸡舍内光照强度约为5~10lux。
你能解释他这么做的原因吗?
延长光照时间,刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌,大大提高产蛋率。
【重点突破五】信息传递在农业生产中的应用
电子仪器模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。吸引大量的传粉动物。
利用温度和湿度延长蔬菜的种植期。
应用1:提高农畜产品的产量
【重点突破五】信息传递在农业生产中的应用
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
应用2:对有害动物进行控制
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
【重点突破五】信息传递在农业生产中的应用
性信息素诱捕器,干扰害虫的正常交尾
农民在喷农药杀虫
机械防治
化学防治
生物防治
呋虫胺杀灭蟑螂,里面添加的生物抑蟑素抑制蟑螂卵的孵化
生物防治
应用2:对有害动物进行控制
【重点突破五】信息传递在农业生产中的应用
防治害虫的几种常用方法的比较
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作用迅速
②短期效果明显
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有效且持久
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)
目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。
【重点突破五】信息传递在农业生产中的应用
课外实践:验证昆虫之间是否存在化学信息的传递
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)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索)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________________________。
(2)实验结论:__________________________________________。
(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组雄娥几乎没有一只被捕捉。这种现象说明:________________________________________。
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
生态系统的信息传递
信息
作用
农业生产中应用
定义
种群
群落及生态系统
提高农畜产品的产量
有害动物的控制
种类
个体
物理信息
化学信息
行为信息
生物防治
机械防治
化学防治
生命活动的正常进行
生物种群的繁衍
调节种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
特点
往往是双向的
传递过程
课堂小结
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
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?
B
行为信息和物理信息。
一、概念检测
练习与应用
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 。
①③④⑤⑥⑦
②
⑧
二、拓展应用
练习与应用
(1)莴苣种子必须接受某种波长的光才能萌发,说明生命活动的正常进行,离不开信息的传递( )
(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)利用信息传递在生态系统中的作用控制动物危害,属于生物防治技术( )
(4)利用生长素类似物2,4-D杀死单子叶作物农田中的双子叶杂草,属于对化学信息的应用( )
1、判断常考语句,澄清易混易错
虽然2,4-D是化学物质,但不是生物体自身产生的,不属于信息传递。
课堂练习
2、下列不属于生态系统的信息传递在农业生产中的应用的是( )
A.利用人工合成的信息素吸引昆虫前来传粉,可提高传粉效率和结实率
B.蜜蜂“跳舞”告知同伴食物信息
C.利用昆虫信息素来警示有害动物,对有害动物进行控制
D.利用音响设备发出不同的声信号,诱捕或驱赶某些动物
3、下列有关生态系统信息传递及应用的叙述,不正确的是( )
A.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用
B.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度,属于化学防治
C.生命活动的正常进行离不开信息的传递
D.短日照作物黄麻,南种北移可延长生长期,提高麻皮产量,是对物理信息的合理利用
B
B
课堂练习
THANK YOU
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