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第3章 生态系统及其稳定性
第4节 生态系统的信息传递
人教(2019)选择性必修2课件
课标要点 学法指导
1.概括生态系统中的信息种类,理解信息传递在生态系统中的作用 2.描述信息传递在农业生产中的应用 1.概括生态系统中的信息种类,理解信息传递在生态系统中的作用,建立进化与适应观 (生命观念)
2.描述信息传递在农业生产中的应用,尝试解决现实生活问题(社会责任)
知识导图
生态系统中信息的种类
1.信息含义
信息是指日常生活中可以传播的________、情报、指令、________与信号等。
消息
数据
2.信息的种类[连线]
3.信息源、信道、信息受体
(1)信息源:__________的部位。
(2)信道:信息传播的媒介,如________、水以及其他介质。
(3)信息受体:信息接收的________________,如动物的眼、________、耳、________,植物的叶、______以及细胞中特殊物质(光敏色素)。
信息产生
空气
生物或其部位
鼻
皮肤
芽
鸟类突然振翅飞起对同伴报警和通过尖锐鸣叫的报警所涉及的信息有何不同?_________________________。
提示:前者为行为信息,后者为物理信息(声音)
微思考
下列现象中涉及的信息不属于化学信息的是 ( )
A.“温柔陷阱”——捕虫草“绝技”:捕虫草通过产生香甜的分泌液,引诱昆虫前来并将其捕食
B.“臭名昭著”——野生海芋:野生海芋释放臭味吸引蚊子前来帮助其传粉
C.“我最闪亮”——孔雀开屏:鸟类的求偶炫耀行为
D.“我的地盘”——美洲猎豹:美洲猎豹撒尿标记自己的领地
【答案】C
【解析】“温柔陷阱”——捕虫草“绝技”:捕虫草通过产生香甜的分泌液,引诱昆虫前来并将其捕食,分泌液是一种化学物质,传递的是化学信息,A不符合题。“臭名昭著”——野生海芋:野生海芋释放臭味吸引蚊子前来帮助其传粉,“臭味”传递的是化学信息,B不符合题意。“我最闪亮”——孔雀开屏:鸟类的求偶炫耀行为,该行为是鸟类发出的行为信息,C符合题意。“我的地盘”——美洲猎豹:美洲猎豹撒尿标记自己的领地,尿液传递的是化学信息,D不符合题意。
信息传递在生态系统中的作用
层次 作用 举例
个体 __________的正常进行,离不开信息的作用 海豚的“__________”,烟草等种子的萌发生长
种群 生物种群的________,离不开信息的传递 __________、昆虫交尾
生物 群落 调节生物的__________,以维持______________________ 食物链中________________的关系
生命活动
回声定位
繁衍
植物开花
种间关系
生态系统的平衡与稳定
“食”与“被食”
在森林中,猞猁能依据兔留下的气味来捕食后者,兔同样能依据猞猁的气味或行为躲避追捕,这个事实说明生态系统的信息传递具有什么作用?____________________________。
提示:调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定
微思考
下列哪项不属于信息传递在生态系统中的直接作用? ( )
A.维持生态系统的稳定性
B.与生物种群的繁衍有关
C.调节生物的种间关系
D.增加生态系统中的基因多样性
【答案】D
【解析】信息传递能够调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定性;信息传递与生物种群的繁衍有关;基因多样性与个体和种群数量相关,与信息传递无直接关系。故选D。
信息传递在农业生产中的应用
(1)提高_____________的产量。
(2)对___________进行控制:化学防治、___________和机械防治等。这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的生物防治。生物防治中有些就是利用信息传递的作用。
农畜产品
有害动物
生物防治
(3)举例:
①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。
②利用____________诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
③利用__________等化学性质,扰乱某些动物的雌雄交配,降低其繁殖力。
昆虫信息素
性引诱剂
农民常在农田中捆扎“稻草人”以驱赶鸟类,这是利用了哪种信息传递的作用?_________________________。
提示:物理信息
微思考
判断下列表述是否正确。
(1)利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,使有害动物种群的繁殖力下降,属于化学信息的应用。 ( )
(2)利用信息传递作用控制动物危害属于生物防治技术。 ( )
(3)利用生长素类调节剂2,4 D杀死单子叶作物农田中的双子叶杂草,属于对化学信息的应用。 ( )
(4)莴苣种子必须接受某种波长的光才能萌发,说明生命活动的正常进行,离不开信息的传递。 ( )
【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)√
信息传递的类型
[知识归纳]
1.信息传递的种类
项目 物理信息 化学信息 行为信息
概念 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息 生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质 动物的特殊行为在同种或异种生物之间传递信息
项目 物理信息 化学信息 行为信息
来源 无机环境、生物 生物在生命活动过程中产生 生物的行为特征
传递 形式 物理过程 信息素 植物或动物的异常表现及行为
实例 萤火虫的闪光、植物五颜六色的花 植物的生物碱、有机酸等代谢产物,动物的性外激素等,昆虫的性外激素,狗利用其尿液记路 鸟类等的报警行为、昆虫的舞蹈、鸟类的求偶行为
2.信息传递的存在范围
信息传递的范围包括同种生物个体之间(性外激素、舞蹈等)、异种生物个体之间(物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用)和生物与无机环境之间(主要有物理信息中的光、磁等)。
3.信息传递的模式
(1)形式:可分为物理信息、化学信息、行为信息。
(2)来源:可来自环境,也可来自生物。
(3)方向:信息传递是双向的。信息有从输出者向输入者的传递,也有从输入者向输出者的反馈。
(4)信息传递的功能:信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各种成分联系成一个整体,决定能量流动和物质循环的方向和状态。
4.信息传递与能量流动、物质循环的区别和联系
项目 区别 联系
来源 途径 特点 范围 能量 流动 太阳能 食物链或食物网 单向流动、逐级递减 食物链各营养级生物之间 共同把生态系统各组分联系成一个统一整体,并调节生态系统的稳定性
物质 循环 生态 系统 反复出现、循环流动 群落与无机环境之间 信息 传递 生物或无机环境 多种 发生生理或行为的变化(单向或双向) 生物与生物之间或生物与环境之间 [对点精练]
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电击致死而获取猎物;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
【答案】C
【解析】狗会用它的尿液和粪便来标记领地和记住来往的路径,这利用了尿液和粪便中的特殊化学物质,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电击致死而获取猎物,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,舞蹈动作属于行为信息。
2.某种海龟的舌尖处有两条红色突起,它在捕食时,先张开口并让舌头来回摆动,很像小虫在蠕动。这种信息传递的意义是引诱猎物,以利于捕食。海龟的这种活动包含下列哪种信息? ( )
A.物理和化学信息 B.行为和化学信息
C.物理和营养信息 D.物理和行为信息
【答案】D
【解析】这属于海龟的特殊行为,是行为信息;因为是利用舌尖的红色突起模仿小虫蠕动,引起其他小虫的注意,所以也是物理信息。
【方法技巧】 判断生态系统信息传递种类
(1)涉及光、声、温度(热)、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息应为物理信息,其接收途径包括动物的听觉、视觉、皮肤及植物的叶、芽或细胞中光敏色素对光信息的接收等。
(2)涉及化学物质(包括植物的次生代谢产物,如生物碱、有机酸等代谢产物,动物的尿液、性外激素等)的信息为化学信息。
(3)从文字表述的着重点判断。例如,孔雀开屏如果通过行为传递给对方,则属于行为信息;如果通过羽毛的颜色等传递给对方,则属于物理信息。
(4)若在影响视线的环境中(如深山密林),生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
(5)若在嘈杂的环境(如瀑布旁)中,生物多以“肢体语言”这种“行为”进行信息交流。
[知识归纳]
1.信息传递在生态系统中的作用
信息传递的作用及应用
层次 作用 举例
个体 生命活动的正常进行,离不开信息的作用 蝙蝠的回声定位
种群 生物种群的繁衍,离不开信息的传递 植物开花、昆虫交尾
群落和生态系统 调节种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定 食物链中捕食者与被捕食者的关系
2.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高农畜产品的产量。
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、谷类作物及树木等的种子,可以提高发芽率,增加产量。
(2)对有害动物进行控制。
①利用音响设备发出不同的声信号,诱捕或驱赶某些动物,使其结群或远离农田。
②利用性引诱剂防治害虫:在田间施放适量的人工合成的性引诱剂,干扰害虫的正常交尾;或者利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,破坏害虫种群的性别比例,从而使害虫的种群密度明显降低。
③利用害虫的趋光性对害虫进行诱杀,大量消灭害虫,减少其对农作物的破坏。
3.害虫防治的几种常用方法比较
名称 化学防治 机械防治 生物防治
措施 化学药剂喷施等 人工捕捉等 引入天敌、寄生虫,或使用信息素等
优点 作用迅速;短期效果明显 无污染;见效快,效果好 效果好且持久;成本低,无污染
缺点 引起害虫抗药性增强;杀灭害虫天敌,破坏生态平衡;污染环境 费时费力;对体型很小的害虫无法实施 天敌数量不确定,甚至会引发生态危机;寄生虫专一性强
[对点精练]
1.关于信息传递在生态系统中作用的叙述,错误的是 ( )
A.生命活动的正常进行,离不开信息的传递
B.信息能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
C.没有信息传递,生物仍可正常生存
D.信息在生态系统中的作用,有些是我们用肉眼看不到的
【答案】C
【解析】信息传递的作用有两个:其一,生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息的传递;其二,信息传递能够调节生物种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。所以,没有信息的传递,生物不可能正常生存。
2.下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述,不正确的是( )
A.利用黑光诱捕法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,属于生物防治
C.生态系统中的信息传递和能量流动一样,都是单向的
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
【答案】C
【解析】用黑光灯诱捕法调查昆虫的种群密度,是利用昆虫的趋光性特点,这属于生态系统中物理信息传递的应用,A正确;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正确;生态系统的信息传递往往是双向的,C错误;短日照作物黄麻,南种北移可延长生长期,提高麻皮产量,是“日照”这个物理信息对黄麻的刺激引起的,D正确。
【方法规律】 利用信息传递进行生物防治的方法
(1)有些害虫具有趋光性,利用此特性,可用黑光灯对其进行诱捕。
(2)利用音响设备发出结群信号吸引鸟类,使其结群捕食害虫。
(3)利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
(4)利用性引诱剂“迷向法”防治害虫。在田间释放过量的人工合成性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的方位,或者使雄虫的气味感受器变得不适应或疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾。
易错易混:信息传递的三个注意点
1.生态系统的信息既可来自生物,也可来自环境。
2.信息传递可存在于生物与生物之间,包括同种生物间和不同种生物之间,还可存在于生物与无机环境之间。
3.生态系统的信息传递可以是双向的,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。
例 下图为生态系统信息传递模式图,下列相关叙述错误的是
( )
A.信息传递是双向的,能量流动和物质循环也是双向的
B.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环,还有信息传递
C.物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D.生态系统各成分间都有信息传递
【答案】A
【解析】信息传递往往是双向的,物质是循环流动的,能量流动是单向的,A错误;生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可,B正确;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态,C正确;据图可知,生态系统各成分间都有各种形式的信息传递,D正确。
小练·素养达成
1.下列是生态系统中各种信息种类,搭配正确的是 ( )
A.行为信息——野生海芋释放臭味吸引蚊子前来帮助传粉
B.化学信息——蜜蜂跳舞告诉同伴采蜜方向
C.行为信息——美洲猎豹撒尿标记自己的领地
D.物理信息——延长光照时间,提高鸡的产蛋率
【答案】D
【解析】野生海芋释放臭味吸引蚊子前来帮助传粉,属于化学信息,A错误;蜜蜂跳舞通过特殊的行为告诉同伴采蜜方向属于行为信息,B错误;撒尿标记自己的领地,属于化学信息,C错误;通过延长光照时间来提高鸡的产蛋率属于物理信息,D正确。
2.蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里,人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒,大约经过一个星期,蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明 ( )
A.蟑螂能感受物理信息的改变
B.信息传递是生态系统的重要功能之一
C.行为信息可以影响蟑螂的行为
D.蟑螂可以感受一切信息刺激
【答案】A
【解析】蟑螂在人造的“黑夜”时间活动,光照是物理信息,不是行为信息,说明物理信息影响蟑螂的生命活动;题干中的内容不能说明B、D两项内容。
3.下列不属于生态系统的信息传递在农业生产中的应用的是
( )
A.利用人工合成的化学信息素吸引昆虫,提高传粉率和结实率
B.草原返青时的“绿色”,为食草动物提供可以采食的信息
C.延长光照时间,提高家禽产蛋量
D.利用音响设备发出不同的声信号,诱捕或驱赶某些动物
【答案】B
【解析】信息传递在农业生产中的应用:①提高农产品或畜产品的产量,如在秋季通过延长鸡场的光照时间提高产蛋率;②对有害生物进行控制,如利用音响设备发出不同的声信号,诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田或利用性引诱剂防治害虫。B选项是信息传递在生态系统中的作用,即调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
4.生态系统的信息传递可发生在 ( )
①细胞与细胞之间 ②种群内部个体与个体之间
③种群与种群之间 ④生物与无机环境之间
A.①②③④ B.②③④
C.③④ D.④
【答案】B
【解析】信息传递可发生于生物与生物之间或生物与无机环境之间,而不发生于细胞与细胞之间。
5.下列关于生态系统中信息传递的叙述,正确的是 ( )
A.生态系统中的信息分为行为信息、化学信息、物理信息
B.生态系统中的信息来源于生物群落中的各种生物
C.牧草生长旺盛时,为食草动物提供采食信息,这对食草动物有利,对牧草不利
D.植物生命活动过程中产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于物理信息
【答案】A
【解析】生态系统中的信息包括物理信息、化学信息和行为信息,A正确;生态系统中的信息来源于生物群落中的各种生物和非生物环境,B错误;牧草生长旺盛时,为食草动物提供采食信息,这样可以调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定,这对食草动物有利,对牧草也有利,C错误;植物生命活动过程中产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于化学信息,D错误。