(共58张PPT)
第4节 生态系统的信息传递
第三章
【本节聚焦】
1.生态系统的信息有哪些类型?
2.生态系统中的信息传递起着什么作用?
3.如何运用生态系统的信息传递原理提高农作物产量、进行有害生物的防治?
问题探讨
一只蜜蜂在找到蜜源之后,如何告诉巢中的其他同伴蜜源的位置呢?
圆圈舞
摆尾舞
圆圈舞含义:表明蜜源较近,大约在距蜂箱百米以内
摆尾舞含义:表明蜜源在百米之外的远处,究竟距离多远与摆尾的速度有关
在生态系统中,“我”看到的信息传递——
黄梅时节家家雨
青草池塘处处蛙
竹外桃花三两枝,
春江水暖鸭先知
信息:
在日常生活中,人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
信息流:
生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够产生信息传递,即信息流。
一、生态系统中信息的种类
1、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。
②物理信息来源:
可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体。
①概念:
蝙蝠的回声定位(超声波)
种子的萌发(温度、湿度)
鸟类迁徙中对方向的判断(磁场)
萤火虫发光(光)
菊花为短日照植物(光)
1、物理信息
(刺)
刺猬
深海中会发光的鱼
电鳐放电
蛛网的振动
鸟类的鸣叫
物理过程信息
科学家的实验:
实验1:把一只雌蛾关在笼子里,吸引了大量雄蛾来交尾
实验2:把雌蛾装进密闭透明容器后,雄蛾对雌蛾视而不见
——雌蛾和雄蛾是通过物理信息联系吗?
许多昆虫能释放性外激素
化学信息
一、生态系统中信息的种类
2、化学信息
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、信息素等。
①概念:
②来源:
生物体的代谢产物或分泌物。
虎撒尿圈地(代谢产物)
蛾(信息素)
黄鼠狼放臭屁(代谢产物)
蚕蛾醇的化学式
1959年,德国科学家布特南特从50万只家蚕中分离并鉴定出第一种信息素——蚕蛾醇。
当蚜虫被捕食时,被捕食的蚜虫立即释放报警信息素。信息素是 信息。
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长。分泌物是 信息。
化学
化学
性外激素:蚕蛾醇
生物碱:秋水仙素
有机酸:吗啡
被捕食的蚜虫立即释放报警信息素,通知同类其他个体逃避。
2.化学信息
蚂蚁之所以永远不会迷路,其神奇之处就在于它沿途留下的记号——尾迹素。
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长。
猫、狗肛门腺分泌物使粪便尿液等具有特殊气味,作为领地记号
黄鼠狼难以脱身时,会突然施放出一股臭液来,奇臭难闻。一个臭屁救了黄鼠狼的命。
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。
3.行为信息
动物的特殊行为,主要指各种动作,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。
豪猪竖刺
尖尾松鸡求偶舞
①概念:
②来源:
动物的特殊行为
一、生态系统中信息的种类
孔雀开屏
3.行为信息
取食行为
育雏行为
吹“气球”求偶的军舰鸟
求偶炫耀
豪猪遭遇敌害时, 将其体刺竖直
在繁殖季节,公鸡 “抖抖大红冠子花外衣”来引诱母鸡交配 。
类别 概念 传递形式 来源
物理信息 物理过程
化学信息 性外激素信息素等
行为信息 动物的特殊行为
生物体的代谢产物或分泌物
生态系统中信息类型比较
无机环境、生物
动物的特殊行为
生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等
生物在生命活动过程中,自身产生一些可以传递信息的化学物质。
能够向同种或异种生物传递某种信息的特殊行为
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素。可判断为:
②涉及的信息载体为化学物质,如性外激素。可判断为:
③涉及特殊行为、“肢体语言”。可判断为:
信息传递种类的判断
1.从信息传递的途径来判断
2.从文字表述的着重点判断
①孔雀开屏,如果是通过羽毛的颜色等传递给对方,则属于 。
②孔雀开屏,如果是通过行为传递给对方,则属于 。
行为信息
物理信息
化学信息
物理信息
行为信息
方法技巧
①萤火虫发出的荧光 ②蛇通过热感受器发现鼠
③蜘蛛网的振动 ④鸟类鸣叫
⑤蓟的刺 ⑥雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾
⑦孔雀开屏 ⑧植物分泌的毒素
辨别并归类:
物理信息 ;
化学信息 ;
行为信息 。
①
④
⑥
⑦
⑤
⑧
②
③
练习:有人做了如下实验:将一只椿象杀死,尽管做得干净无声,也引起了其它椿象的逃跑。此现象是因为在椿象之间传递了( )
A、物理信息 B、化学信息
C、行为信息 D、语言信息
B
4、生态系统中信息传递的特点
①生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流
孔雀
开屏(行为信息):
鸣叫(物理信息):
食草动物
远处通过识别植物的绿色(物理信息):
近处通过植物的气味(化学信息):
求偶
与同类交流
搜寻食物
辨别和摄取食物
一、生态系统中信息的种类
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
例如:犀牛与牛椋鸟,鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况。
③多数情况下,信息传递
为双向的。
5、信息传递的三要素
①信息源:
信息产生的部位,来自生物或非生物环境
②信道:
信息传播的媒介,如空气、水以及其他介质等
③信息受体:
信息接收的生物或其部位,如动物的眼、鼻、耳、皮肤;植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质如光敏色素等。
一、生态系统中信息的种类
【旁栏思考】想一想,生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异?
1.物质循环和能量流动借助于食物链进行,信息传递不依赖与食物链,可在同一个物种内传递,也可在不同物种间传递,还可以在非生物环境与生物体之间传递。
2.能量流动的特点是单向流动,物质是可循环利用的,但信息传递往往是双向的,且不能循环利用。
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点
范围
途径
单向流动,
逐级递减
全球性,
循环性
往往是双向的
(也有单向)
各营养级之间(生物群落中)
生物圈
生物之间,生物与非生物环境之间
食物链和食物网
多种
生态系统的三大功能比较
联系:
①三者同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体。
②能量流动是生态系统运转的动力,物质循环是生态系统的基础,信息传递决定能量流动和物质循环的方向。
能量流动模式图
物质循环模式图
信息传递模式图
【比较生态系统的三大功能】
项目 能量流动 物质循环 信息传递
特点
范围
途径
模式图
联系 单向流动,逐级递减
全球性,循环性
往往是双向的
生态系统中各营养级之间(生物群落中)
生物圈
生物之间,生物与非生物环境之间
食物链和食物网
多种
①任何一个生态系统这三个基本功能,三者同时进行,相互依存,不可分割,形成统一整体
②能量流动是生态系统运转的动力,物质循环是生态系统的基础,信息传递决定能量流动和物质循环的方向
教材热点拓展
JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN
提示 不是,在生物与生物之间以及生物与非生物环境之间都能发生信息传递。
据图分析生态系统的信息传递模型
(1)图中“信息”可来自何处?
提示 生物或无机环境。
(2)从图中可以看出,生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间?
教材热点拓展
JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN
提示 具有双向传递的特点。
(3)从信息传递的方向来看,生态系统的信息传递具有什么特点?
二、信息传递在生态系统中的作用
资料1:海豚捕食、探路、定位和躲避天敌等几乎都依赖于超声波。它们可使用超声波进行“回声定位”。
资料2:有些植物(如莴苣、茄、烟草)的种子必须接受某种波长的光信息,才能萌发生长。
信息的作用:
生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
思考·讨论
?
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,以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息号的。
信息的作用:
生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
二、信息传递在生态系统中的作用
思考·讨论
?
资料4:
烟草植株释放化学物质示意图
烟草
雌蛾
蛾幼虫的天敌
蛾幼虫
攻击
释放化学物质
白天
吸引
夜间
驱除
烟草释放的化学物质将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来,使烟草在白天与夜间都受益。
二、信息传递在生态系统中的作用
思考·讨论
?
在森林中,狼既能用眼睛辨别猎物,也可以根据耳朵听到的声音做出反应,以追捕猎物;兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
在草原上,当草返青时,“绿色”为植食性动物提供了可以采食的信息。
资料5:
信息的作用:
调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
二、信息传递在生态系统中的作用
1.生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
2.生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。
3.信息还能调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(个体水平)
(种群水平)
(群落和生态系统水平)
总结:信息传递在生态系统中的作用
三、信息传递在农业生产中的应用
1、提高农畜产品的产量
2、对有害动物进行控制
延长光照时间,刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌,大大提高产蛋率
1、提高农畜产品的产量
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,提高果树的传粉效率和结实率
三、信息传递在农业生产中的应用
性信息素诱捕器,干扰害虫的正常交尾
农民在喷农药杀虫
机械防治
化学防治
生物防治
呋虫胺杀灭蟑螂,里面添加的生物抑蟑素抑制蟑螂卵的孵化
生物防治
2、对有害动物进行控制
三、信息传递在农业生产中的应用
②利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度
①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物
③还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,使有害动物的繁殖力下降。
2、对有害动物进行控制
三、信息传递在农业生产中的应用
防治害虫的几种常用方法比较
化学防治
机械防治
生物防治
项目
措施
优点
缺点
喷施化学药剂
作用迅速,短期内效果明显
污染环境、增加害虫抗药性等
人工捕捉
无污染、见效快、效果好
费时费力,对体积较小的害虫无法实施
引入天敌、使用信息素
效果好且持久、无污染、成本低
天敌数量不确定,可能会引发生态危机
昆虫之间真的存在化学信息的传递吗?请设计实验,验证昆虫之间是否存在化学信息的传递。
1.实验原理
昆虫能通过特殊的腺体分泌信息素,这些信息素可以通过空气传播。通常是雌性分泌信息素引诱雄性,只有极少数昆虫种类是雄性引诱雌性。
2.材料用具
雌性昆虫(如棉铃虫、玉米螟、松毛虫的雌性成熟个体),铁丝笼3个(大小约为0.5m×0.5m×0.5m),窗纱(大约5m2),遮光布(大约3m2)
课外实践
验证昆虫之间是否存在化学信息的传递
3.方法步骤
(1)根据生活经验,选择能捕到雌蛾的场所就地捕获,放在通气良好的容器中备用。
(2)将窗纱裁成3块,每一块包裹一个笼子,再将其中一个笼子用遮光布包裹,分别编号为A、B、C。
(3)在夜幕降临后,将上述三个笼子等距放在适宜的场所,距离30-50m,再将捕获的雌蛾分别放入B、C两个笼子中,每个笼子2-3只雌蛾。A笼子什么也不放。等待2-3h,观察每一个笼子的情况,记录观察到的现象。
课外实践
验证昆虫之间是否存在化学信息的传递
4.结果和结论
描述观察结果并进行讨论,得出探究结论。
(1)实验结果:_________________________
(2)实验结论:雌蛾可释放信息素,吸引雄蛾,且与光照无关,从而说明昆虫之间存在化学信息的传递。
课外实践
B、C两个笼子能吸引雄蛾,A笼子不能吸引雄蛾。
验证昆虫之间是否存在化学信息的传递
生态系统的信息传递
生态系统中信息的种类
信息传递在生态系统中的作用
信息传递在农业生产中的应用
物理信息
化学信息
行为信息
保障生命活动的正常进行
保障生物种群的繁衍
调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定性
提高农产品或畜产品的产量
对有害动物进行控制
本节小结
思维导图
(4)通过生态系统的信息传递,可以防治有害动物,也可以提高一些农畜产品的产量( )
√
(1)金龟子遇敌害后装死,从植株上滚落地下,属于行为信息( )
(2)当食草动物看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的信息传递功能( )
√
(3)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定( )
√
√
判断:
A.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用
B.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度,属于化学防治
C.信息的传递能够调节生物种间关系,维持生态系统的稳定
D.短日照作物黄麻,南种北移可延长生长期,提高麻皮产量,是对物理信息的合理利用
√
下列有关生态系统信息传递及应用的叙述,不正确的是
1.黄鼬(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
行为信息和物理信息
概念检测
2.“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?
拓展应用
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 。
①
②
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。
⑧
③
④
⑤
⑥
⑦
练一练
3.当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后,会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片),如下图所示。
(1)题干中体现出来的生态系统中的信息有哪几种?___________________。
(2)烟草释放的这种化学物质属于________信息,这体现了信息在生态系统中的作用是________________________________________。
(3)利用烟草的这种特性,我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中,对有害动物进行控制。这种方法属于__________防治,其优点是___________________。
化学信息、物理信息
化学
调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定
生物
减少对环境的污染
春天是孔雀产卵繁殖后代的季节。于是,雄孔雀就展开它那五彩缤纷、色泽艳丽的尾屏,还不停地做出各种各样优美的舞蹈动作,向雌孔雀炫耀自己的美丽,以此吸引雌孔雀。待到它求偶成功之后,便与雌孔雀一起产卵育雏。
孔雀开屏
行为信息
蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些声波在碰到墙壁或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置和距离.蝙蝠采用的方法叫做回声定位。
回声定位
物理信息
科学家研究发现,鸟类在飞行时,往往主要依靠视觉,通过天空中日月星辰的位置来确定飞行方向。此外,地形、河流、磁场等,都是鸟类飞越千里不迷航的依据。最近的研究还表明,鸟嘴的皮层上有能够辨别磁场的神经细胞。
大雁迁徙
物理信息
昆虫学家就发现,一只雄飞蛾能够接收到几公里外雌飞蛾发出的某种信号,从而赶去相会。它们敏锐的触角能捕捉空气中不足1/3的信息素(一种无色无味的特殊化学物质)
千里相会
化学信息
繁殖季节,雄鸟个个卧在它们选好的位置上,抬着头,上下嘴片不断碰撞,发出“哒哒”的声音。它们大口大口地吸气,使颌下的喉囊渐渐鼓涨起来,像在脖子上挂了一个鲜红的大气球。这时,雌鸟开始选择自己中意的“新郎”。
求偶炫耀
行为信息
课堂练习“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。”这是诗圣杜面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
(3)调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定性。
资料4:
四. 信息传递在生态系统中的作用
2001年,科学家发现,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,夜间又能驱除夜间活动的雌蛾,使它们不能在叶片上停留产卵。
群落和生态系统水平水平
求偶行为
炫耀 这种行为多见于水鸟。如雄鸭子经常在雌鸭面前脉脉含情,不时用喙梳理羽毛,并涂擦脂肪,使羽毛平伏光洁,以炫耀自己的美丽姿态。最进步的是鸳鸯,它只象征性地用喙触碰一下翅翼上一根特别大的橙色羽毛。
谢谢
让课堂绽放魅力 让教育更加美好
知创未来 艺创人生