高中生物教案《生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞》

1、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞引言：人類已經(jīng)進入了信息科學的時代，信息充斥著我們生活的每一個角落，可以說離開了信息我們就沒辦法交流，沒辦法工作與生活！然而人類只是生態(tài)系統(tǒng)中多種多樣生物中的一角，信息對于人類如此重要，那它對于生態(tài)系統(tǒng)中的其他生物是否也會有類似的作用呢？ 首先請大家看這樣一段視頻：（蜜蜂采蜜糖漿）視頻中提及的是哪種生物呢？它們正在進行一項什么工作呢？工作人員把調制好的糖漿放在彩紙上，蜜蜂就發(fā)現(xiàn)了，為什么放在白紙上不行呢？這個過程最初就有一群蜜蜂共同行動嗎？（最初是一只）從最初的一只到后來的一群，這個過程中又是什么因素在發(fā)揮至關重要的作用呢？下面，咱們就來了解其中的奧秘?？戳藙偛诺囊曨l，面對我

2、這一連串的問題，大家可能還不能給出完整的答案，下面請同學們看到我給大家分發(fā)的材料：一、閱讀案例案例一：在上個世紀一、二十年代，許多生物學家認為蜜蜂和其他昆蟲都沒有色覺。難道花朵鮮艷的色彩竟會不是在吸引蜜蜂的來訪？德國生物學家卡爾·馮·弗里希（Karl von Frisch，18861982）對此不以為然。他開始做實驗測試蜜蜂的色覺能力。在一些有不同的灰色程度的紙張中放一張有色的紙，弗里希發(fā)現(xiàn)，附近蜂巢中的蜜蜂能夠識別出這個顏色。然后在色紙上放上一個小玻璃盤，里面裝糖漿。放一段時間撤去，然后過一段時間之后又放上。而且弗里希還注意到，在兩次試驗的間隙，會有零星的蜜蜂飛過來偵察，

3、如果它們發(fā)現(xiàn)又有了糖漿，會返回蜂巢，幾分鐘后，一大群蜜蜂就會蜂擁而至。這只偵察蜜蜂是不是跑回去報信呢，又是如何報信的呢？科學史上最迷人的發(fā)現(xiàn)之一至此意外地開始。弗里希觀察到，偵察蜜蜂回巢后，會在蜂巢上右一圈、左一圈地跳起“8”字形的圓舞，吸引許多其他蜜蜂跟在它后面，循著氣味飛往喂食地點。糖漿越甜，舞蹈越激烈、持續(xù)的時間越長。后來的研究發(fā)現(xiàn)，事情要比弗里希當初設想的要復雜得多。蜜蜂的舞蹈不是一種，而是有兩種：圓圈舞或擺尾舞。圓圈舞表明蜜源較近，在100米以內；擺尾舞則表示蜜源較遠在100米之外。具體的距離和它擺尾的次數(shù)與速度有關。而且，搖擺的方向能表示采集地點的方位，它的平均角度表示采集地點與太

4、陽位置的角度，即使是陰天，蜜蜂也能通過感覺紫外線和偏振光而知道太陽的位置。思考與討論：“色彩”對于我們是信息，對于蜜蜂是不是信息呢？對它們找到蜜源有什么樣的意義？ ：蜜蜂找到了蜜源后，又是怎么將“100米內”、“100米外”的信息傳遞給同伴的呢？：在蜜蜂準確定位蜜源的過程中，它采集了哪些方面的信息？學生思考討論并分享成果。 小結：蜜蜂可以通過顏色、陽光等信息來確定蜜源的位置，并以舞蹈的形式將蜜源的相關信息傳遞給同伴。于是他們獲得了食物與營養(yǎng)。案例二：資料分析：案例1、蝙蝠對周圍環(huán)境的識別、取食與飛行，幾乎完全依賴聲波。蝙蝠通過自身發(fā)出聲波，對目標進行“回聲定位”。 案例2、有些植物，像萵苣、茄

5、、煙草的種子必須接受某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。 案例3、自然界中，植物開花需要光信息刺 激，當日照時間太到一定長度時，植物才能夠開花。許多動物都能在在特定時期釋放用于吸引異性的信息素。經(jīng)過科學家的收集、分離和測定，現(xiàn)在確定了200余種昆蟲信息素的化學結構和性質，其中大部分是有來傳遞性信號的。 案例4、2001年，科學家們在研究植物與草食性昆蟲之間的關系時，發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象：當煙草株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放一種可揮發(fā)的化學物質。盡管目前還不清楚這種化學物質的成分，但是可以確定它是一種信息素。因為煙草植株釋放的這種化學物質，白天可以吸引蛾幼蟲的雌蛾，使它們不能停留在葉片上產卵。思考

6、討論：案例中提到的生物在生命活動過程中分別有哪些信息在起作用？如果這些信息不能正常的傳遞，它們的各項生命活動還能正常進生嗎？：從案例中看，信息傳遞在種群的繁衍過程式中起什么作用？：信息的傳遞是否只能在種內或個體與無機環(huán)境之間進行？案例4中的信息素又有什么樣的作用呢？學生分組討論并分享結果。（）小結：案例中提及的信息有：“回聲”、“光波長”、“日照長度”、“信息素”這些信息或者與生物的覓食,或者與生物的生長,或者與生物的生殖息息相關,甚至一種信息聯(lián)系著幾種生物,調節(jié)著種間的關系，進而對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定也有著不容忽視的作用。而這些信息，我們可以根據(jù)其性質進行分類：例如前面提到的這幾種信息中的“光

7、”、“聲”等通過物理過程傳遞的信息，歸為物理信息；“信息素”則是以化學物質的形式傳遞信息的，歸為化學信息；蜜蜂的舞蹈則是用特殊的行為來傳遞信息的，稱為行為信息。學生判斷下列案例中的信息類型：案例：鴿子飛行從不迷失方向，它的導航機制相當“發(fā)達”。鴛鴦，象征性地用喙觸碰一下翅翼上一根特別大的橙色羽毛，來博得異性的歡心。鶉雞類雄性憑著華麗的外表、雄健的氣魄，常在雌性面前展翅、度步、開屏等，以炫耀自己的健美。雄蛾的觸角可以“嗅”到十一公里外雌蛾發(fā)出氣味，而趕來交配。（補充外激素的相關內容）同學舉例說明還有哪些常見的生態(tài)系統(tǒng)中的信息。當我們研究好了某種生物的信息傳遞后，我們就可以和它們“對話”，以此來服

8、務我們的生產生活。一方面可以提高農產品或畜產品的產量；二是對有害動物進行控制。二、知識遷移，解決實際問題實例一：某地蟑螂成患。請你設計一套可行的方案來除去蟲害?，F(xiàn)了解到蟑螂和許多其他的昆蟲一樣，當雌性蟑螂想要交配的時候，它會放射出一種信息素吸引異性，雄性蟑螂很快就會追隨這種信息素所帶有的香味而來。（生產出一種人工合成的蟑螂信息素來引誘雄性蟑螂，然后將它們一起殺滅）實例二：現(xiàn)有一片蘋果園，由于自然條件下這一帶生活的蜜蜂較少。而現(xiàn)在得知兩公里外一個人工蜂場，據(jù)場長介紹：這群蜂有個特點，那就是只是你制造出與蜜蜂圓圈舞或擺尾舞相同頻率的聲音，它們就會像看到舞蹈一樣，飛往你所代指的地點。請你想一個辦法，促進蘋果受粉，提高產量。不得移動蜂場，成本太高！（這在蘋果園里放置一個電子儀器，產生與蜜蜂跳圓圈舞或擺尾舞一定的頻率的聲音。當蜜蜂感受到電子儀器發(fā)出的信息后，就會受到誘惑，飛到蘋果園去采蜜。就有助于蘋果更好的傳粉，從而提高產量。）實例三：某地生活著很多麻雀，一到稻子成熟時就成群地飛入稻田偷食稻谷，讓當?shù)剞r民很是惱火。但是人們又發(fā)現(xiàn)，有人在時麻雀就不敢來偷食?，F(xiàn)請你在不傷害麻雀