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

Informationtransferinecosystems第4節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞教學(xué)目標(biāo)1.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞。2.說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。3.描述信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。問題探討

1967年，荷蘭一位生物學(xué)家在研究蜜蜂時，發(fā)現(xiàn)蜜蜂在找到蜜源后，可以通過跳圓圈舞或擺尾舞向同伴傳遞蜜源情況：圓圈舞表明蜜源較近，大約在距蜂箱百米以內(nèi)；擺尾舞的意思是，蜜源在百米之外的遠(yuǎn)處，究竟距離多遠(yuǎn)與擺尾的速度有關(guān)。1.“100m以內(nèi)”，對我們來說這幾個字的含義就是信息。同樣的信息，蜜蜂怎樣傳遞的？2.你還能舉出生物間傳遞信息的其它例子嗎？通過跳圓圈舞來傳遞這一信息?？兹搁_屏、豪豬豎刺等。圓圈舞：大致以一個圓形軌跡持續(xù)移動（a）。擺尾舞∶先做一個半圓軌跡的移動，接著做直線移動，然后朝相反方向轉(zhuǎn)一個半圓。蜜蜂在直線移動時尾部向兩旁不斷用力搖擺（b）。1.什么是信息？可以傳播的消息、情報、指令、數(shù)據(jù)與信號等。新課講授2.植物通過什么方式為蜜蜂傳達(dá)“這里有蜜源”的信息？鮮艷顏色芳香氣味嗅覺器官眼植物花朵蜜蜂光空氣

信息流：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。新課講授生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，不包括細(xì)胞之間的信息傳遞一.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類1.物理信息(1)概念:自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場等，通過物理過程傳遞的信息。(2)來源:可以是非生物環(huán)境，也可以是生物個體或群體。種子萌發(fā)(溫度、濕度)鳥的遷徙(磁場)海豚捕食(超聲波)螢火蟲(光)蟬(聲)蛇的頰窩(溫度)2.化學(xué)信息(1)概念：在生命活動中，生物還產(chǎn)生一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。(2)來源：生物體的代謝產(chǎn)物或分泌物。(3)實例：如植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物以及動物的性外激素，昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中的信息素等。水葫蘆根部的分泌物可以明顯地抑制藻類的生長虎撒尿圈地(代謝產(chǎn)物)蛾(信息素)黃鼠狼放臭屁(代謝產(chǎn)物)生物堿：秋水仙素有機(jī)酸：嗎啡3.行為信息(1)概念:動物的特殊行為，主要指各種動作，這些動作也能夠向同種或異種生物傳遞某種信息，即動物的行為特征可以體現(xiàn)為行為信息。(2)來源:動物的特殊行為。(3)實例:蜜蜂跳舞、孔雀開屏、鳥類的“求偶炫耀”等。蜜蜂跳舞豪豬豎刺孔雀開屏求偶炫耀一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類類型來源傳遞形式實例植物的顏色、螢火蟲的熒光、蜘蛛網(wǎng)的振動頻率昆蟲的性外激素、狗的尿液等蜜蜂跳舞，孔雀開屏非生物環(huán)境（光、聲、溫度、濕度、磁場等）或生物個體或群體（聲、顏色）物理過程化學(xué)信息物理信息生物體信息素行為信息動物動物的行為特征判斷信息類型種類(1)生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類因傳播途徑的不同而不同。如孔雀開屏，如果是通過行為傳遞給對方，則屬于行為信息；如果通過羽毛的顏色等傳遞給對方，則屬于物理信息。(2)鳥類或其他動物報警，若通過聲音(尖叫)則屬于物理信息，若通過特殊的動作(突然飛起)則屬于行為信息。(3)涉及聲音、顏色、植物形狀、磁場、溫度、濕度這些信號，通過動物的皮膚、耳朵、眼或植物的光敏色素、葉、芽等感覺，則判斷為物理信息。(4)若涉及化學(xué)物質(zhì)的揮發(fā)性這一特點則判斷為化學(xué)信息。4.思考（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?？兹讣瓤梢酝ㄟ^開屏等行為信息進(jìn)行求偶，也可通過鳴叫等物理信息與同類交流。當(dāng)草原返青時食草動物現(xiàn)在遠(yuǎn)處通過識別植物的綠色（物理信息）來搜尋食物，然后在近處通過植物的氣味（化學(xué)信息）來辨別和攝取食物。（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。在非洲大陸上犀牛和牛椋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情況（3）高等動物的神經(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?都不屬于。神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞是個體細(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。（4）生物與非生物環(huán)境之間是否也有信息傳遞呢？特點：生物之間的信息傳遞往往表現(xiàn)為雙向性。

信源（信息產(chǎn)生部位）

信道（信息傳輸媒介）

信息受體（信息接收的生物或部位）生物或非生物環(huán)境

空氣、水及其他介質(zhì)如動物的眼、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5.完整的信息傳遞過程完整的信息傳遞過程包括信息源、信道和信息受體。缺少其中任意一項，信息傳遞都不能完成。6.生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞與物質(zhì)循環(huán)和能量流動存在哪些差異？信息傳遞與物質(zhì)循環(huán)、能量流動存在的差異主要體現(xiàn)在以下3個方面：(1)途徑不同。物質(zhì)循環(huán)與能量流動通過食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行，信息傳遞通過多種途徑進(jìn)行。(2)特點不同。物質(zhì)循環(huán)具有循環(huán)性、全球性的特點，能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，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。7.生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞與物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費者分解者物質(zhì)循環(huán)能量流動生態(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。二.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性資料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。它們可使用頻率超過100kHz的超聲波進(jìn)行“回聲定位”。近年來，屢有海豚出現(xiàn)“集體自殺（擱淺）”現(xiàn)象的報道。已有證據(jù)表明，人類的艦船、海洋開采活動、某些通信工具在海洋中產(chǎn)生了巨大的噪聲，會直接干擾海豚的“定位系統(tǒng)”。1.根據(jù)資料，分析信息傳遞與生命活動的正常進(jìn)行有什么關(guān)系?如果沒有信息傳遞，海豚的生活、捕食難以進(jìn)行，信息干擾會導(dǎo)致海豚出現(xiàn)“自殺”現(xiàn)象；說明生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的傳遞。個體的生存行為，依賴于信息傳遞。思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性資料2有些植物，像萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。1.根據(jù)資料，分析信息傳遞與生命活動的正常進(jìn)行有什么關(guān)系?萵苣、茄、煙草種子的萌發(fā)，說明生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的傳遞。萵苣種子萌發(fā)率與波長的關(guān)系示意圖思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性資料3在自然界中，植物開花需要光信息，當(dāng)日照時間達(dá)到一定長度時，植物才能開花。許多動物都能在特定時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的。2.信息傳遞在種群的繁殖過程中起什么作用？通過信息傳遞，雌雄個體能相互識別、交配，這樣才能保證種群的繁衍。思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性資料42001年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產(chǎn)生和釋放可揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)，白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——寄生蟲或捕食者，夜間又能驅(qū)除夜間活動的雌蛾，使它們不能在葉片上停留產(chǎn)卵。煙草雌蛾蛾幼蟲的天敵蛾幼蟲攻擊釋放化學(xué)物質(zhì)白天吸引夜間驅(qū)除思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性3.資料4中的化學(xué)物質(zhì)能夠?qū)追N生物類群聯(lián)系起來？將煙草、蛾和蛾幼蟲的天敵三種生物聯(lián)系起來。4.煙草釋放的化學(xué)物質(zhì)，在白天與夜間是否都使它本身受益？是5.請根據(jù)這些資料，總結(jié)信息傳遞對于生物生存的重要性。信息傳遞對生物個體生命活動的正常進(jìn)行和種群的繁衍都具有重要意義?？偨Y(jié)：信息傳遞的作用舉例水平作用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。②萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。①在自然界中，植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時間達(dá)到一定長度時，植物才能開花。②許多動物都能在特定時期釋放用于吸引異性的信息素，用來傳遞性信號。①在草原上，當(dāng)草原返青時，“綠色”為草原動物提供了可以開始采食的信息。②在森林中，狼既能用眼睛辨別獵物，也可以根據(jù)耳朵聽到的聲音作出反應(yīng)，以追捕獵物；兔同樣能夠依據(jù)狼的氣味或行為特征躲避獵捕。個體生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用種群生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞群落和生態(tài)系統(tǒng)信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，進(jìn)而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定總結(jié)：信息傳遞的作用個體水平：生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用；種群水平：生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞。群落水平：信息還能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，進(jìn)而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。三.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用閱讀教材P71-72，思考討論下列問題1.舉例說明信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用？2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)上常在田間或林間施放一種化學(xué)物質(zhì)，使害蟲不能完成生殖，而達(dá)到控制害蟲的目的。(1)為什么一種化學(xué)物質(zhì)就能夠控制害蟲的繁殖？(2)這種控制害蟲的方法屬于什么防治？三.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)品產(chǎn)量利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物,就可以提高果樹的傳粉效率和結(jié)實率延長光照時間，刺激雞卵巢的發(fā)育和雌激素的分泌，可以大大提高產(chǎn)蛋率三.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2.對有害生物進(jìn)行防治利用光照、聲音信號誘捕或驅(qū)趕某些動物，使其遠(yuǎn)離農(nóng)田利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度生物防治利用光照、聲音信號誘捕或驅(qū)趕某些動物，使其遠(yuǎn)離農(nóng)田；利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲的種群密度；還可以利用特殊的化學(xué)物質(zhì)擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物的繁殖力下降，從而減緩有害動物對農(nóng)作物的破壞。方法——機(jī)械防治、化學(xué)防治和生物防治2.對有害生物進(jìn)行防治閱讀P12：科學(xué)家的故事，了解蝗災(zāi)的治理生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞信息的種類信息傳遞的作用信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用物理信息化學(xué)信息行為信息保證生命活動的正常進(jìn)行保證種群的繁衍調(diào)節(jié)種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量對有害動物進(jìn)行控制1．黃鼬（俗稱“黃鼠狼”）主要捕食鼠類，它們體內(nèi)有臭腺，在遇到威脅時可排出臭氣麻痹敵人，鼠類聞到臭氣時往往選擇逃離。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

D．臭氣作為信息可調(diào)節(jié)種間關(guān)系2.在草原上，當(dāng)草原返青時，“綠色”為食草動物提供了可采食的信息；森林中，狼能依據(jù)兔留下的氣味去獵捕后者，兔同樣能依據(jù)狼的氣味或行為躲避追捕。以下結(jié)論最準(zhǔn)確的是（）A．生命活動的進(jìn)行，離不開信息的作用B．生物種群的