3.4生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2VIP

第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞問題探討1967年，荷蘭一位生物學(xué)家在研究蜜蜂時(shí)，發(fā)現(xiàn)蜜蜂在找到蜜源后，會(huì)跳圓圈舞或擺尾舞：1、蜜蜂跳圓圈舞、擺尾舞的目的是什么？蜜蜂通過特殊的行為來傳遞蜜源的位置信息擺尾舞2、你還能舉出生物間傳遞信息的其他例子嗎？一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類生態(tài)系統(tǒng)中的生物種群之間，以及它們內(nèi)部都有信息的產(chǎn)生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。1.概念：自然界中的

等，通過

傳遞的信息。2.來源：可以是

，也可以是

或

。3.感受部位：光、聲、溫度、濕度、磁場物理過程非生物環(huán)境生物個(gè)體群體①

動(dòng)物的眼、耳、皮膚等②

植物的葉、芽及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)（光敏色素等）

1物理信息一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類4.舉例：鳥的遷徙（磁場）蝙蝠定位(回聲)種子萌發(fā)（溫度、濕度）海豚捕食（超聲波）（溫度）蛇的頰窩5.信息源：光、聲、振動(dòng)、溫度、濕度、磁力等一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類2化學(xué)信息1.概念：2.來源：在生命活動(dòng)中，生物產(chǎn)生一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。生物體的代謝產(chǎn)物或分泌物。3.化學(xué)物質(zhì)種類：①植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物；②動(dòng)物的性外激素；③昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中的信息素等。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類4.舉例：當(dāng)蚜蟲被捕食時(shí)，被捕食的蚜蟲立即釋放報(bào)警信息素，通知同類其他個(gè)體逃避。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類4.舉例：

昆蟲學(xué)家發(fā)現(xiàn),一只雄飛蛾能夠接收到幾公里外雌飛蛾發(fā)出的某種信號(hào),從而趕去相會(huì)。它們敏銳的觸角能捕捉空氣中不足1/3盎司的由雌飛蛾發(fā)出的該種信號(hào)(一種無色無味的特殊化學(xué)物質(zhì))。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類4.舉例：蠶蛾醇的化學(xué)式1959年，德國科學(xué)家布特南特從50萬只家蠶中分離并鑒定出第一種信息素——蠶蛾醇。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類4.舉例：水葫蘆根部的分泌物可以明顯地抑制藻類的生長一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類4.舉例：螞蟻沿途留下的記號(hào)——尾跡素狗肛門腺分泌物使糞便尿液等具有特殊氣味，作為領(lǐng)地記號(hào)一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類3行為信息

動(dòng)物的特殊行為，主要指各種動(dòng)作，這些動(dòng)作也能夠向同種或異種生物

傳遞某種信息，即動(dòng)物的

可以體現(xiàn)為行為信息。1.概念：2.來源：動(dòng)物的特殊行為行為特征“肢體語言”3.實(shí)例：烏賊噴墨尖尾松雞魔性求偶舞蜜蜂跳舞孔雀開屏一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類類型來源傳遞形式實(shí)例光、聲、溫度、濕度、磁力等植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝廢物，動(dòng)物的性外激素等蜜蜂跳舞，鳥類“求偶炫耀”等；比較非生物環(huán)境或生物個(gè)體或群體物理過程化學(xué)信息物理信息生物體以化學(xué)物質(zhì)為信息載體行為信息動(dòng)物動(dòng)物的行為特征①三種信息都可以來源于生物，其中，只有物理信息可以來源于非生物環(huán)境；②信息傳遞可以發(fā)生在生物與非生物環(huán)境之間，可以發(fā)生在同種生物之間，可以發(fā)生在不同生物之間。三種信息的比較小試牛刀例.下面展示了9種信息，請分析回答下列問題：①花椒樹上的刺②昆蟲的性外激素③孔雀開屏④鳥類鳴叫聲所發(fā)出的信息⑤獵豹和貓科動(dòng)物有著高度特化的尿標(biāo)志的信息⑥蜜蜂的舞蹈行為⑦某些植物花朵的顏色、形狀等給傳粉昆蟲的信息⑧花香引蝶和老馬識(shí)途⑨螢火蟲的閃光物理信息化學(xué)信息行為信息物理信息化學(xué)信息行為信息物理信息化學(xué)信息物理信息二、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)1、同種生物的信息傳遞只有一種方式嗎？生物可以通過一種或多種信息類型進(jìn)行交流。開屏行為信息求偶鳴叫物理信息與同類交流遠(yuǎn)處通過識(shí)別植物的綠色近處通過植物的氣味物理信息搜尋食物化學(xué)信息辨別和攝取食物二、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)2、生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞僅僅發(fā)生在同種生物之間嗎？生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞既存在于同種生物之內(nèi)，也發(fā)生在不同生物之間。

在非洲大陸上，犀牛與牛椋（liánɡ）鳥之間有頻繁的信息交流，鳥的鳴叫與跳躍可以提醒犀牛附近有危險(xiǎn)情況。

草原上，草的綠色給羊傳遞了可食用的信息，羊并不傳遞信息給草，此過程中信息傳遞是單向的(生物與非生物環(huán)境)。

生物體接受信息后，常常會(huì)做出回應(yīng)，回應(yīng)可作為信息源傳遞給其它信息受體，因此多數(shù)情況下，信息傳遞為雙向的（也有單向）。兔根據(jù)狼的氣味躲避狼根據(jù)兔的氣味捕獵3、生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞是雙向的還是單向的？雙向性：捕食者與被捕食者二、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)都不屬于。神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞是個(gè)體細(xì)胞、器官、組織間的信息傳遞；遺傳信息的傳遞與表達(dá)是細(xì)胞內(nèi)部的信息傳遞。生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞的范圍包括同種生物個(gè)體之間、異種生物個(gè)體之間和生物與非生物環(huán)境之間。4、高等動(dòng)物的神經(jīng)信息的傳遞和遺傳信息的傳遞與表達(dá)是否屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞?二、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)二、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)旁欄思考：生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞與物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)存在哪些差異？差異主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：(1)途徑不同物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)通過食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行，信息傳遞通過多種途徑進(jìn)行。(2)特點(diǎn)不同物質(zhì)循環(huán)具有循環(huán)性、全球性的特點(diǎn)，能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)、逐級遞減的特點(diǎn)，信息傳遞往往是雙向的。(3)范圍不同物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈內(nèi)，能量流動(dòng)的范圍是食物鏈的各營養(yǎng)級，信息傳遞的范圍是生物與生物之間、生物與非生物環(huán)境之間。二、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)嗅覺器官眼植物花朵鮮艷顏色芳香氣味光空氣眼偵察蜂舞蹈光其他蜜蜂產(chǎn)生：生物或非生物環(huán)境媒介：空氣、水及其他介質(zhì)物理信息化學(xué)信息行為信息信息源信道信息受體接收：如動(dòng)物的眼、鼻、耳、皮膚，植物的葉、芽以及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)(如光敏色素)等蜜蜂阻礙其中的任意一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)使信息無法發(fā)生傳遞。哪些環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個(gè)完整的信息傳遞過程？三、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用【資料1】海豚進(jìn)行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為幾乎都依賴于超聲波，他們可使用頻率超過100KHz的超聲波進(jìn)行“回聲定位”?！举Y料2】有些植物（如萵苣、茄、煙草）的種子必須接受某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。萌發(fā)率/％波長/nm生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息的作用。

（個(gè)體水平）三、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用【資料3】在自然界中，植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時(shí)間達(dá)到一定長度時(shí)，植物才能開花。生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞。（種群水平）許多動(dòng)物都能在特定時(shí)期釋放用于吸引異性的信息素。經(jīng)過科學(xué)家的研究，已分離和鑒定了上千種昆蟲信息素，其中大部分是用來傳遞性信號(hào)的。三、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用資料4：當(dāng)煙草植物受到蛾幼蟲的攻擊后，能產(chǎn)生和釋放一種信息素，該化學(xué)物質(zhì)在白天可以吸引蛾幼蟲的天敵(捕食者)，夜間又能夠驅(qū)趕雌蛾，使它們不能停留在葉片產(chǎn)卵。植物與植食性昆蟲1、

資料中的信息素將幾種生物聯(lián)系起來？煙草、蛾、蛾幼蟲天敵2、資料4說明信息傳遞具有什么作用？調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。（群落和生態(tài)系統(tǒng)水平）信息傳遞的作用個(gè)體水平

種群水平

群落水平三、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用生命活動(dòng)的正常進(jìn)行種群的繁衍調(diào)節(jié)種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定小結(jié)：信息傳遞為生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定地存在和發(fā)展提供了保障。信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能。四、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量：利用模擬的動(dòng)物信息吸引大量的傳粉動(dòng)物,就可以提高果樹的傳粉效率和結(jié)實(shí)率。延長光照時(shí)間，刺激雞卵巢的發(fā)育和雌激素的分泌，可以大大提高產(chǎn)蛋率。利用溫度和濕度延長蔬菜的種植期。四、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2.對有害動(dòng)物進(jìn)行防治：性信息素誘捕器，干擾害蟲的正常交尾農(nóng)民在噴農(nóng)藥殺蟲機(jī)械防治化學(xué)防治生物防治四、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2.對有害動(dòng)物進(jìn)行防治：性信息素誘捕器，干擾害蟲的正常交尾生物防治（1）利用光照、聲音信號(hào)等誘捕或驅(qū)趕某些動(dòng)物，使其遠(yuǎn)離農(nóng)田；（2）利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物，降低害蟲種群密度；（3）還可以利用特殊的化學(xué)物質(zhì)擾亂某些動(dòng)物的雌雄交配，使有害動(dòng)物的繁殖力下降。利用信息來發(fā)揮作用的生物防治：四、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用種類化學(xué)防治機(jī)械防治生物防治措施優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)噴施化學(xué)藥劑①作用迅速

②短期效果明顯①會(huì)使抗藥性害蟲個(gè)體增加②可能殺害害蟲天敵，破壞

生態(tài)平衡③污染環(huán)境人工捕捉等①無污染②見效快，效果好①費(fèi)時(shí)費(fèi)力②對體型很小的害蟲

無法實(shí)施引入天敵、寄生蟲或使用信息素等①無污染②效果好且持久天敵數(shù)量不明確，甚至可能會(huì)引發(fā)生態(tài)危機(jī)（可能引起物種入侵）利用性引誘劑誘殺雄性個(gè)體，屬于

防治。利用化學(xué)信息≠化學(xué)防治。生物化學(xué)防治是利用有毒性的化學(xué)物質(zhì)直接的殺傷作用（3）延伸探究：科學(xué)家事先捕捉到一些生長狀態(tài)正常的雄蛾，分成C、D兩組，C組全部被剪掉觸角，D組保持原狀．同時(shí)放飛后，發(fā)現(xiàn)D組的雄蛾幾乎全部被A誘捕器捕捉，而C組雄娥幾乎沒有一只被捕捉。這種現(xiàn)象說明：________________________________。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：雌蛾能夠分泌化學(xué)物質(zhì)吸引雄蛾前來交配p72（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①夜晚，將若干未交配的雌蛾（只有未交配的個(gè)體才能分泌性外激素）分成A、B兩組。把A組雌蛾直接放在誘捕器（標(biāo)記為A）中，把B組雌蛾先放在封閉的玻璃管中，再放在_______________（標(biāo)記為B）中。②把A、B兩個(gè)誘捕器均懸掛在門外。③一夜后，觀察A、B兩個(gè)誘捕器，發(fā)現(xiàn)A誘捕器___________________，B誘捕器__________________。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________。同樣的誘捕器捕捉到許多同種雄蛾沒有捕捉到雄蛾雄蛾的觸角是感受化學(xué)信息的重要器官雌蛾能分泌化學(xué)物質(zhì)吸引雄蛾前來交尾五、生態(tài)系統(tǒng)的三大功能之間的關(guān)系非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能信息傳遞循環(huán)單向遞減復(fù)雜雙向(動(dòng)力)(載體)(調(diào)節(jié))生態(tài)系統(tǒng)是通過物質(zhì)流、能量流和信息流形成的統(tǒng)一整體。（1）物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)借助于食物鏈進(jìn)行；信息傳遞不依賴于食物鏈，（2）能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)，物質(zhì)是可循環(huán)利用的，但信息傳遞往往是雙向的，且不能循環(huán)利用。項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞特點(diǎn)范圍途徑模式圖聯(lián)系單向流動(dòng)，逐級遞減全球性，循環(huán)性往往是雙向的（也有單向）生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級之間（生物群落中）生物圈生物之間，生物與非生物環(huán)境之間食物鏈和食物網(wǎng)多種①任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)這三個(gè)基本功能，三者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割，形成統(tǒng)一整體。②能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力，物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，信息傳遞決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向。歸納總結(jié)：能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞的比較小試牛刀1.黃鼬（俗稱“黃鼠狼”）主要捕食鼠類，它們體內(nèi)有臭腺，在遇到威脅時(shí)可排出臭氣麻痹敵人，鼠類聞到臭氣時(shí)往往選擇逃離。以下有關(guān)解釋不合理的是（）A.釋放的臭氣是一種化學(xué)信息

B.這種氣味信息只對黃鼬有利C.釋放臭氣有利于黃鼬躲避危險(xiǎn)

D.臭氣作為信息可調(diào)節(jié)種間關(guān)系B2.“燕燕于飛，差池其羽”，“燕燕于飛，上下其音”（《詩經(jīng)?國風(fēng)》），燕子表達(dá)的是哪一類信息？行為信息和物理信息