3.4 生态系统的信息传递（情境任务式课件）（3大任务）生物人教版选择性必修2

3.4 生态系统的信息传递 第三章 生态系统及其稳定性 本课以广西昭平智慧茶园绿色防控的真实案例为主线情境，通过“信息类型大揭秘→信息网络解析→信息为人类服务”三级递进任务，引导学生在分析茶园中光、气味、行为等各类信息传递现象的过程中，自主建构信息种类、作用和实践应用的知识体系。 1 情境导入 过去茶农防治病虫害主要靠喷洒农药，成本高、农残风险大。但现在，茶农们用上了两样“新武器”——一是发出特定波长光线的LED灯，二是装着性信息素的诱捕器。夜幕降临后，LED灯把趋光的害虫吸引过来电击诱杀；诱捕器里释放的性信息素则模拟雌虫的“求偶信号”，把雄虫骗进陷阱，让它找不到真正的雌虫交配，从而减少后代数量。 我们在上一节课学习了群落的结构，认识到红树林湿地是一个物种丰富度较高的群落。但地球上并非所有群落都像红树林一样‘热闹’。今天我们就沿着这条路线，去看看不同环境下的群落有什么不一样，以及那里的生物是如何适应各自环境的。 思考： ①害虫为什么会“自投罗网”？是什么吸引了它们？ ②性信息素诱捕器为什么能干扰害虫繁殖？ ③在这片茶园里，光、气味、天敌之间构成了怎样的“信息网络”？今天我们就从这片智慧茶园出发，探索生态系统的信息传递。 情境导入 学习目标 重点 信息传递的作用 生态系统的信息类型 重点 信息传递的实践运用 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 1 5 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 茶园里这些“看不见的信号”可以分成几类？分类的依据是什么？的信息传递。 430 nm紫光、性信息素分子、茶尺蠖释放的挥发性物质、青蛙的鸣叫、害虫的趋光飞行行为、茶树释放的吸引天敌的化学物质、蜘蛛网的振动等 430 nm紫光、性信息素分子、茶尺蠖释放的挥发性物质、青蛙的鸣叫、害虫的趋光飞行行为、茶树释放的吸引天敌的化学物质、蜘蛛网的振动等 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 每组领取一套信息卡片，任务是将卡片按“传递信息的载体性质”进行分类； 思考：①“430 nm紫光”和“青蛙的鸣叫”有什么共同点？（都是通过物理过程传递的——光波和声波。） ②“性信息素”和“茶树释放的吸引天敌的化学物质”有什么共同点？（都是化学物质。） ③害虫的趋光飞行、青蛙的捕食行为能传递信息吗？ 小组展示分类结果，说明分类依据。 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 物理信息 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。 非生物环境；生物个体；群体。 (2)来源: (1)概念: 萤火虫(光) 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 如植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的性外激素，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。 (1)概念: (2)来源: (3)实例: 生物产生一些可以传递信息的化学物质。 生物体的代谢产物或分泌物。 化学信息 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 蜜蜂跳舞 (1)概念: (2)来源: (3)实例: 主要是动物的各种动作 蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的 “求偶炫耀”等。 动物的特殊行为，能够向同种或异种生物传递某种信息。 行为信息 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 (1)生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 生态系统中信息传递的特点: (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或无机环境 (3)多数情况下，信息传递往往为双向的； (4)生态系统中各种信息的作用不是孤立的，而是相互制约，互为因果。 任务一：茶园的“暗号”大揭秘——信息的种类 任务探究 即时演练 探究新知 即时演练 任务探究 1. “燕燕于飞，差（cī）池（chí）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？ 行为信息和物理信息。 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 13 任务二：茶园的“信息网络”——信息传递的作用 2 14 任务二：茶园的“信息网络”——信息传递的作用 任务探究 即时演练 探究新知 连续使用两代性诱杀技术后，灰茶尺蠖的防治效果达67.2%，而天敌误杀量降低了56.8% ①茶树释放的化学物质在茶尺蠖和寄生蜂之间传递了什么信息？ ②这体现了信息传递的什么作用？ 任务二：茶园的“信息网络”——信息传递的作用 任务探究 即时演练 探究新知 连续使用两代性诱杀技术后，灰茶尺蠖的防治效果达67.2%，而天敌误杀量降低了56.8% ③性信息素干扰了灰茶尺蠖种群繁衍的哪个环节？ ④性信息素诱捕器在诱杀害虫的同时，为什么天敌的误杀量反而降低了？ 因为性信息素具有高度专一性，只吸引目标害虫的雄虫，不误伤天敌。 任务二：茶园的“信息网络”——信息传递的作用 任务探究 即时演练 探究新知 1.生命活动的正常进行,离不开信息的作用(个体水平); 2.生物种群的繁衍,离不开信息的传递（种群水平）。 3.信息传递能调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定性 草 兔 狼 信息传递的特点：复杂性、往往是双向的 因为性信息素具有高度专一性，只吸引目标害虫的雄虫，不误伤天敌。 任务三：让信息为人类“打工”——信息传递的实践应用 3 18 任务三：让信息为人类“打工”——信息传递的实践应用 任务探究 即时演练 探究新知 从信息传递的角度看，智慧茶园的防控体系“高明”在哪里？人类研究信息传递的实践意义是什么？ 对比项 传统茶园 智慧茶园 防控手段 喷洒化学农药 LED灯诱杀 + 性信息素诱捕 + 释放天敌 信息利用 不涉及 物理信息（趋光性）+ 化学信息（性信息素）+ 种间关系信息调控 对天敌的影响 误杀量大 天敌误杀量降低56.8% 生态效果 破坏食物网结构 维持生态系统稳定性 任务三：让信息为人类“打工”——信息传递的实践应用 任务探究 即时演练 探究新知 讨论：①如果茶园中大量使用性信息素诱捕器，长期来看害虫种群会发生什么变化？ ②除了诱杀害虫，信息传递在农业生产中还有哪些应用？ 1.提高农产品或畜产品的产量 2.对有害动物进行控制 引导学生从教材中寻找：利用声信号驱赶鸟类、利用光照提高家禽产蛋量、利用性引诱剂监测害虫发生动态等。 任务三：让信息为人类“打工”——信息传递的实践应用 任务探究 即时演练 探究新知 1.提高农产品或畜产品的产量 措施 目的 养鸡场延长光照时间，刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌 用一定波长的光照或一定频率的声波处理蔬菜种子，各类作物的种子 利用模拟的动物信息吸引传粉动物 提高产蛋率 提高发芽率 提高果树的传粉率和结实率 任务三：让信息为人类“打工”——信息传递的实践应用 任务探究 即时演练 探究新知 2.对有害动物进行控制 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作用迅速 ②短期效果明显 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 人工捕捉、粘虫板等 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） 任务三：让信息为人类“打工”——信息传递的实践应用 任务探究 即时演练 探究新知 2.对有害动物进行控制——生物防治 A.利用音响设备模拟动物的声音（或光照），诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田； 为了防止鸟类祸害庄稼，农人都很爱在田地里面立一些假人、稻草人，能起到驱赶鸟儿的作用。 在生物防治中，有些就是利用信息来发挥作用的。 即时演练 任务探究 “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。”这是诗圣杜牧描绘百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列相关叙述错误的是（　　） A．花的颜色、大小，黄莺的鸣叫均属于物理信息 B．可以使用样方法调查花丛中蝴蝶的种群密度 C．日照时间的长短决定植物开花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递 D．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治 B 24 课后作业 实地观察（课后1周内完成）： 选择家庭附近的一处绿地、花园或农田，观察并记录其中至少3种生物之间的信息传递现象。例如：蜜蜂访花（化学信息）、鸟类鸣叫（物理信息）、蚂蚁触角交流（行为信息）等。拍照或绘制简图记录。 这就解释了为什么“常规杀菌方法难以根除”——蓝细菌是原核细胞生物，不是一般意义上的“菌”，且它与环境中的营养物质富集有关，是生态问题，不仅是杀菌问题。 随堂小练 1. 黄鼬（yòu）（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 B 26 随堂小练 3、森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是（ ） A、可以保证生命活动正常进行 B、可以维持生物种群的繁衍 C、能够促进生态系统的物质循环 D、能够调节生物的种间关系 D 27 下节再见 28 $