内容正文:
生态系统中存在信息传递
第三章 生态系统
目录
02
生态系统中的信息传递非常重要
01
生态系统中存在多种信息
03
信息传递可以应用于农业生产
核心素养
1.生命观念、科学思维:举例说明生态系统中信息传递的种类并阐述生态系统中信息传递的作用
2.社会责任:概述利用生态系统的原理提高农作物产量和进行有害生物防治
知识目标
1.能说出生态系统中信息传递的类型
2.能阐述信息传递在生态系统中的作用和特点
3.能举例说出信息传递在生态系统中的应用
生态系统中的信息传递
1.信息
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。
在生态系统中,信息是能引起生物生理、生化和行为变化的信号。
生态系统中的信息传递
2.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称为生态系统的信息传递
注意:生态系统的信息传递,不包括细胞内及细胞之间的信息传递
【思考】信息传递是生态系统的基本功能之一,能否将信息传递应用于农业生产以提高产量?
小资料:果蝇的求偶行为
雄果蝇闻到雌果蝇释放至空气中的化学物质,并看到雌果蝇时,会向雌果蝇靠近,用前足轻敲雌果蝇的腹部,引起雌果蝇对它的注意。在雄果蝇轻敲雌果蝇腹部的过程中,雄果蝇前足上的嗅觉感受器受到雌果蝇释放的性外激素的刺激,进一步确认雌果蝇的存在。然后,雄果蝇展翅并振动翅膀,产生特定的“求偶曲”,让雌果蝇知道雄果蝇是其同一物种。当这些各种类型的信息传递都成功之后,有接受意愿的雌果蝇就会允许雄果蝇进行交配。
小资料:果蝇的求偶行为
01
生态系统中存在多种信息
生态系统中存在多种信息
1.信息传递的过程
鲜艳颜色
芳香气味
嗅觉器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空气
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
信息源
——信息产生的部位
信道
——信息传播的媒介
信息受体
——信息接收的生物或其部位
生态系统信息传递三要素:信源、信道和信息受体
生态系统中存在多种信息
2.信息的种类
鲜艳颜色
芳香气味
嗅觉器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空气
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
行为信息
化学信息
物理信息
生态系统中存在多种信息
(1)物理信息
概念:以物理过程为传递形式的信息,称为物理信息
来源:可以是无机环境,也可以是生物
【举例】光、声、温度、湿度、磁力等
光
声
蛛网震动
生态系统中存在多种信息
感受物质:眼、耳、皮肤;叶、芽、细胞中的特殊物质(如光敏色素)
信息源:光、声、温度、湿度、磁力等
蛇的颊窝(温度)
植物的生长(光敏色素)
吸收红光、远红光可逆转换的光受体(色素蛋白质),称之为光敏色素;其生理作用甚为广泛,它影响植物一生的形态建成,从种子萌发到开花、结果及衰老。
生态系统中存在多种信息
(2)化学信息
概念:生物代谢产生的化学物质参与传递信息,协调各种功能,这些化学物质传递的信息称为化学信息
来源:生物体的代谢产物或分泌物
作用:在种群内,通过种内信息素协调个体之间的活动,以调节动物的发育、繁殖和行为
【举例】植物的生物碱、有机酸等代谢产物;动物的性外激素等;昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等
生态系统中存在多种信息
气步甲尾部喷射的苯醌毒雾
蚂蚁沿途留下的记号——尾迹素
蝌蚪从肠道分泌有毒物质抑制幼小蝌蚪
虎撒尿圈地(代谢产物)
黄鼠狼放臭液(代谢产物)
银胶菊分泌反肉桂酸抑制植物生长
生态系统中存在多种信息
(3)行为信息
概念:许多植物的异常表现和动物的异常行为传递了某种信息,这种异常表现和异常行为传递的信息通称为行为信息
来源:动物的特殊行为
【举例】蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等
蜜蜂跳舞
孔雀开屏
求偶炫耀
生态系统中存在多种信息
3.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
孔雀
开屏(行为信息):
鸣叫(物理信息):
求偶
与同类交流
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
生态系统中存在多种信息
(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
【例】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
牛椋鸟的鸣叫和跳跃都是信息
生态系统中存在多种信息
物质循环
能量流动
生态系统的结构 功能特点 功能
信息传递
循环
单向
递减
双向
(动力)
(载体)
(调节)
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统中存在多种信息
4.信息传递的范围
生态系统的信息传递,可以在生态系统的各个成分间进行,包括生物与生物之间,以及生物与非生物环境之间。能够决定能量流动和物质循环的状态。
个体
个体
信息传递
种群
种群
信息传递
生物群落
环境
信息传递
生态系统
02
生态系统中的信息传递非常重要
生态系统中的信息传递非常重要
【实例2】莴苣、茄、烟草等植物的种子必须接受某种波长的光信息,才能萌发生长。
【实例1】野兔在发现天敌时,会用后肢猛烈敲击地面,发出“咚咚”声传递给周围的野兔,让它们迅速逃跑或隐藏起来。
信息传递与生物个体的生存有密切关系
生态系统中的信息传递非常重要
【实例3】植物开花需要光信息刺激,当日照时间达到一定长度时,植物才能够开花。许多动物平常都是分散居住的,但在繁殖期间,雌性个体会释放出某种化学信息,吸引异性前来交配繁殖后代。虫媒花植物的花的特殊颜色、释放的具有香味的化学物质,能吸引昆虫前来采食,从而达到传粉、授粉的目的,使种群得以延续。
【思考】信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用?
通过信息传递,雌雄个体能相互识别、交配,这样才能保证种群的繁衍
种群的繁殖离不开信息的传递
生态系统中的信息传递非常重要
【实例4】北美加利福尼亚的草原,原来是由针茅和早熟禾等构成,由于放牧和烧荒,逐渐演替成了由野燕麦和毛雀麦构成的一年生草本植物群落。该群落周围生长着芳香性鼠尾草灌木和蒿,它们的叶子能分泌樟脑和桉树脑等能抑制草本植物生长的物质。在干旱季节,樟脑和桉树脑等物质聚集在土壤中,抑制了雨季进行发芽的一年生植物的生长,导致芳香性鼠尾草灌木和蒿周围形成 1~2 m2 草本植物不能生长的祼地。随着时间的推移,芳香性鼠尾草灌木和蒿逐渐取代了一年生草本植物。
信息传递能影响群落的演替
生态系统中的信息传递非常重要
【总结】
(1)个体水平:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。如海豚的“回声定位”,烟草等种子的萌发生长
(2)种群水平:生物种群的繁衍,也离不开信息传递。如植物开花、昆虫交尾
(3)群落和生态系统水平: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
03
信息传递可以应用于农业生产
信息传递可以应用于农业生产
1.提高农产品的产量
养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间可提高产蛋率
将在南方种植的短日照作物黄麻移植到北方,可延长其营养生长期,从而提高麻皮产量
信息传递可以应用于农业生产
2.控制有害动物
【实例】小菜蛾雌成虫在性成熟后,会释放一种吸引异性的化合物(性外激素),引诱雄成虫向释放性外激素的雌成虫飞行,并与其交配以繁衍后代。小菜蛾性诱捕器的诱芯能向田间缓慢释放人工合成的性外激素,引诱雄蛾至诱捕器,然后采用其他方法将其杀死,以达到防治目的。
小菜蛾性诱捕器
信息传递可以应用于农业生产
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)
课堂小结
生态系统中存在信息传递
信息传递的作用
行为信息
化学信息
信息的种类
保证生命活动的正常进行
保证种群的繁衍
调节种间关系,维持生态系统的稳定
物理信息
提高农产品的产量
信息传递在农业生产中的应用
控制有害动物
随堂练习
1.唐诗是我国历史文化中一块璀璨夺目的瑰宝,其中蕴含丰富的生物学知识,例如杜甫《江畔独步寻花》中的“留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼”。下列有关叙述正确的是( )
A.蝴蝶飞舞,可实现种群内个体间的联络
B.蝴蝶飞舞和黄莺叫声,都属于行为信息
C.黄莺鸣叫不利于黄莺种群的繁衍
D.信息只在同种生物之间进行传递
解析:A(√)蝴蝶飞舞属于行为信息,可实现种群内个体间的联络;B(×)黄莺叫声属于物理信息;C(×)黄莺鸣叫有利于吸引异性,有利于黄莺种群的繁衍;D(×)生态系统中的信息传递既可发生于同种生物之间,也能发生在不同生物之间。
A
随堂练习
2.生物在进化过程中形成了利用信息判断栖息地适宜度的能力,但当人类活动或自然变化导致信息与栖息地真实情况脱节时,生物会被诱导至不利于生存和繁衍的栖息地,这种现象被称为“生态陷阱”。下列实例中最符合“生态陷阱”现象的是( )
A.人类在机场及周边利用声、光等信息驱赶鸟类,导致机场及周边的鸟类减少
B.在水力发电站大坝旁设置鱼类洄游的专用水道,帮助鱼类正常且顺利地洄游
C.靛蓝彩鹀偏好在人为改造的森林边缘筑巢,因捕食者聚集导致繁殖成功率下降
D.珠颈斑鸠偏好在城市的人造设施中筑巢产卵,因天敌较少而数量增加
解析:A、人类驱赶鸟类导致机场周边鸟类减少,是人为干预减少鸟类数量,未体现“信息与栖息地真实情况脱节、诱导生物到不利栖息地”,A错误;B、设置鱼类洄游水道,帮助鱼类顺利洄游,栖息地真实情况适宜,无生态陷阱,B错误;C、靛蓝彩鹀依据“森林边缘”信息选择筑巢地,但实际该区域捕食者聚集,繁殖成功率下降,符合“信息与栖息地真实脱节、诱导至不利栖息地”的生态陷阱定义,C正确;D、珠颈斑鸠在人造设施筑巢,天敌少、数量增加,栖息地真实情况适宜,无生态陷阱,D错误。
C
随堂练习
3.生态系统中信息的传递类型多种多样,如①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;②雌蛾用腹端腺分泌的性外激素作为呼唤配偶的“甜言蜜语”,能被距离数百米以外的雄蛾所感知。③萤火虫利用特有的闪光信号来定位和吸引异性,下列相关说法正确的是( )
A.①、②和③中的信息种类分别属于物理信息、化学信息和行为信息
B.①说明生命活动的正常进行离不开信息的作用
C.②说明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
D.生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥作用的
解析:A.根据题干信息分析可知,①中的信息声波属于物理信息,②中的性外激素属于化学信息,③中的闪光信号属于物理信息,A错误;B.①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,说明生命活动的正常进行离不开信息的作用,B正确;C.②雌蛾用腹端腺分泌的性外激素作为呼唤配偶的“甜言蜜语”,能被距离数百米以外的雄蛾所感知,说明生物种群的繁衍离不开信息的传递,C错误;D.生态系统中的信息来源于生物和非生物环境,D错误。
B
衔接高考
衔接高考
【2024年广东高考真题】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,寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析不正确的是( )
A.该过程中松树释放的信息素属于化学信息
B.3种生物凭借该信息相互联系形成食物链
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生态系统的平衡与稳定
解析:A、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正确;B、食物链是指在生态系统中,各种生物之间通过食物关系相互联系形成的链状结构,松叶蜂幼虫攻击松树不需要凭借该信息,B错误;C、寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食,从而减少松树受到攻击,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,两者相互合作,彼此也能分开,属于原始合作关系,C正确;D、通过该信息的调节松树、松叶蜂、寄生蜂之间的种间关系,有利于维持松林群落的平衡与稳定,D正确。
B
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