2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2 3.4生态系统的信息传递课件（34张ppt）

(共34张PPT)
3.4 生态系统的信息传递
对蜜蜂找到蜜源通过跳不同的舞蹈来传递信息，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
1967年，荷兰一位生物学家在研究蜜蜂时，发现蜜蜂在找到蜜源后，可以通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源情况：圆圈舞表明蜜源较近，大约在距蜂箱百米以内；摆尾舞的意思是，蜜源在百米之外的远处，究竟距离多远与摆尾的速度有关。
1.“100m以内”，对我们来说这几个字的含义就是信息。同样的信息，蜜蜂是怎样传递的？
2. 你还能举出生物间传递信息的其他例子吗？
【情境思考】
举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
1.通过对信息传递实例的分析，理解生态系统中信息的种类、信息传递的特点和生态系统整体性的原因。（生命观念）
2.通过对信息传递实例的分析，理解信息传递在生态系统中的作用和在农业生产中的应用。（科学思维）
信息：一般指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
生态系统中的信息：指在生态系统中，能够引起生物产生生理、生化和行为变化的各种信号。
信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都要信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。
【探究导学】
一、生态系统中信息的种类
1.物理信息的概念：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，称为物理信息
物理信息的来源：物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体，这类信息十分普遍
物理信息—震动
物理信息—光
蛾类多在夜间活动，具有趋光性，对紫外线很敏感，人们利用黑光灯来诱杀这类农业害虫。
物理信息—声
蛙类会以鸣叫来求偶
蜘蛛通过蜘蛛网的震动捕捉猎物
2.化学信息的概念：在生命活动中，生物还产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学激素
信息素：也成为外激素，指的是由一个个体分泌到体外，被同物种的其他个体通过嗅觉器官察觉，使后者表现出某种行为、情绪、心里或生理机制改变的物质。它具有通讯功能。几乎所有的动物都证明有信息素的存在。1959年，分离并鉴定出第一种信息素——蚕蛾醇
化学信息
雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘
蚂蚁是社会性很强的昆虫，彼此通过身体发出的信息素来进行交流沟通，当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素，别的蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回洞里去
3.行为信息的概念：动物的特殊行为，主要说指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。
种类 概念 传递形式与来源 实例
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 物理过程，来自生物或非生物环境 萤火虫的荧光、植物花的颜色
化学信息 在生命活动中，生物产生的可以传递信息的化学物质 信息素，来自生物 昆虫的性外激素，狗利用其小便记路
行为信息 动物通过特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息 动物的行为，来自动物 蜜蜂跳舞，鸟类的“求偶炫耀
生态系统中信息的种类
能量流动、物质循环与信息传递的比较
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点 单向流动，逐级递减 循环流动，反复利用 往往是双向的
范围 生态系统中各营养级 生物圈 生物与非生物环境之间
途径 食物链和食物网 多种
地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系 同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
【归纳提升】
对生态系统的功能进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
【例1】狗会用它的尿液和粪便来标记领地和记住来往的路径；电鳗可输出电压高达300到800伏的电流把比它小的动物击死而获取猎物；蜜蜂发现蜜源后用不同的舞蹈动作告诉同伴蜜源的方向和远近．以上三个实例分别体现了生态系统的哪一类信息传递（　　）
A、行为信息、化学信息 物理信息
B、化学信息、行为信息、物理信息
C、化学信息、物理信息、行为信息
D、行为信息、物理信息、化学信息
C
狗会用它的尿液和粪便来标记领地和记住来往的路径，这是利用尿液和粪便中的某种特殊化学物质，因此属于化学信息；电鳗可输出电压高达300到800伏的电流把比它小的动物击死而获取猎物，其中电属于物理信息；蜜蜂发现蜜源后用不同的舞蹈动作告诉同伴蜜源的方向和远近，其中舞蹈动作属于行为信息。
二、信息传递在生态系统中的作用
海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。它们可使用频率超过100kHz的超声波进行“回声定位”。近年来，屡有海豚出现“集体自杀”现象的报道。已有证据表明，人类的舰船、海洋开采活动、某些通信工具在海洋中产生了巨大的噪声，会直接干扰海豚的“定位系统”。
资料1：
资料2：
有些植物，想莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长
莴苣种子萌发率与光的波长的关系示意图
资料3：
在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素。经过科学家的研究，已分离和鉴定了上千种昆虫信息素，其中大部分是用来传递性信号的。
资料4：
2001年，科学家在研究植物与植食性昆虫之间的关系时，发现了一个有趣的现象。当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌－寄生虫或捕食者，夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在植物叶片上停留产卵。
烟草植株释放化学物质的示意图
层次 作用 举例
个体 维持生命活动的正常进行 海豚依靠“回声定位”实现对周围环境的识别，完成取食与飞跃；莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长；动物的换毛现象受光信息的刺激
种群 生物种群的繁衍离不开信息的传递 植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花；昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体前来交配
群落和生态系统 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳态 在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；森林中狼与兔依据对放的气味进行捕食和躲避捕食
信息传递在生态系统中的作用
讨论：
1. 根据资料，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？
如果没有信息传递，海豚的生活、捕食难以进行，信息干扰会导致海豚出现“自杀”现象；莴苣、茄、烟草种子的萌发，植物的开花，动物的繁殖等生命活动，离开信息传递都不能正常进行。
2. 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。
3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？
将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来
4.烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？
是。因为这些化学物质白天能够吸引蛾幼虫的天敌，夜间又能驱除夜间活动的雌蛾。
5. 请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。
信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义
1.信息传递的范围：存在于生态系统的各组成成分之间，联系成一个整体。将生态系统的各个组成成分不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。
2.信息传递过程：信息源--->信道--->信息受体
3.特点：生态系统中的信息传递既可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递，还可以从非生物环境向生物群落传递。
【归纳提升】
对生态系统信息传递进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
【例2】关于生态系统的信息传递，下列说法不正确的是（　）
A．信息传递可以调节种间关系
B．利用性外激素扰乱某些动物雌雄交配，属于化学防治
C．蜜蜂跳舞属于行为信息
D．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍离不开信息的传递
B
信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，A正确；利用性外激素扰乱某些动物雌雄交配，属于生物防治，B错误；蜜蜂跳舞属于行为信息，C正确；生命活动的正常进行，离不开信息传递的作用，D正确。
三、信息传递在农业生产中的应用
1.信息传递在农业生产中的应用：一是提高农畜产品的产量；二是对有害动物进行控制
2.提高农产品或畜产品的产量的实例：
（1）养鸡场在增加营养的基础上延长光照时间，可以提高鸡的产蛋率
（2）利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率
（3）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，增加产量
（1）化学防治
①措施：喷施化学药剂来防治病虫、鼠等的危害
②优点：作用迅速、短期效果明显
③缺点：使害虫抗药性增强、破坏生态平衡、污染环境
（2）生物防治
①措施：引入天敌、寄生虫或使用信息素等
②优点：效果还且持久、成本低，无污染
③缺点：天敌数量不确定，甚至可能引发生态危机
3.控制动物危害的技术方法：化学防治、生物防治和机械防治
（3）机械防治：
①措施：人工捕捉等
②优点：无污染、见效快，效果好
③缺点：费时费力、对体型很小的害虫无法实施
【例3】有关信息传递在农业生产中的应用，下列说法不正确的是(　　)
A. 利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，可以提高果树的传粉效率和结实率
B. 利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田
C. 利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，可以降低种群密度
D. 利用信息传递可防治害虫，但效果很差
D
利用模拟的动物信息可以吸引大量的传粉动物，从而提高果树的传粉效率和结实率，属于化学信息在农业生产上的应用，A正确；利用音响设备发出的信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田，这是利用了生态系统的信息传递功能。其中音响设备发出的声音属于物理信息，B正确；利用昆虫信息素诱捕或警示有害昆虫，降低其种群密度属于生物防治，C正确；利用信息传递防治害虫效果明显，能起到很好的作用，而且对生态系统的无机环境没有较大干扰，不会造成环境污染，D错误。
物理
生态系统的信息传递
信息的种类
作用
化学
行为
维持生命活动正常进行
维持生物种群的繁衍
调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
提高农畜产品的产量
应用
与物质循环和能量流动的关系
对有害动物进行控制
和能量流动、物质循环共同构成生态系统的基本功能
决定着能量流动和物质循环的方向
【课堂小结】
1.下列不属于生态系统信息传递的是（ ）
A. 心猿意马 B. 飞蛾扑火
C. 花香引蝶 D. 老马识途
D
心猿意马形容心里东想西想，安静不下来，并非是表达出来的信息，A正确;B、飞蛾扑火是昆虫趋光的特性，属于物理信息，B错误;C、花香引蝶中花的香味是一种化学物质，属于化学信息，C错误;D、老马识途也是靠气味等来传递信息，属于化学信息，D错误。
【随堂训练】
2.生态系统中含有各种各样的信息，这些信息的传递对生物有非常重要的意义。下列关于生态系统中的信息的说法，错误的是(　　 )
A. 蝙蝠的“回声定位”这一物理信息使得蝙蝠能够捕食猎物，躲避敌害
B. 菊花接受的日照长短这一物理信息使得菊花能够适时开放
C. 信息传递在生态系统中可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D. 信息的传递是由一个（种）生物发出信息，另一个（种）生物接受信息
D
蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，是通过自身发出的声波，对目标进行“回声定位”，因此蝙蝠的“回声定位”这一物理信息使得蝙蝠能够捕食猎物，躲避敌害，A正确；菊花接受的日照长短这一物理信息使得菊花能够适时开放，B正确；信息传递的作用之一是：在生态系统中可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，C正确；信息的来源可以是无机环境，也可以是生物，D错误。
3.农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施的是( )
A．适时灌溉与定时饲喂
B．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾
C．延长家禽的光照时间，提高产蛋率
D．人工控制作物光周期，达到早熟、高产
A
本题考查信息传递相关知识，意在考查考生的识记和判断能力。B描述为化学信息，CD描述为物理信息。
4.下图为生态系统信息传递模式图，下列叙述错误的是( )
A．生态系统各成分之间都有信息传递
B．生态系统的功能主要是能量流动、物质循环和信息传递
C．信息传递决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D．生态系统中信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
D
生态系统中信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环是循环往复的。
5.以下关于生态系统信息传递的说法不正确的是（　　）
A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可避免地要被大自然所淘汰
B．信息传递在农业生产中的应用可提高农产品或畜产品的产量，也可对有害动物进行控制
C．短日照作物黄麻，南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，这是对行为信息的合理利用
D．任何生态系统中，能量、物质和信息问题处于不可分割的密切相关状态
C
生态系统的基本功能有能量流动、物质循环和信息传递，三者密不可分，共同维持生态系统的平衡，也能使生物体更适应环境；应用就是提高农产品的产量和控制害虫；短日照作物黄麻，南种北移可延长其生长期并提高麻皮产量，是物理信息的影响。