(共27张PPT)
生态系统的信息传递
第4节
SW-PWF
第3章 生态系统及其稳定性
讨论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,蜜蜂怎样传递的?
问题探讨
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。
通过跳圆圈舞
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,能够形成信息传递,即信息流
相关概念
可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
生态系统的信息传递,不包括细胞内及细胞之间的信息传递。
特别注意:
物理信息
化学信息
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉
器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空气
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
行为信息
一、生态系统中信息的种类
植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息?
侦察蜂如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂?
(1) 物理信息
①概念:
自然界中的 等,通过 传递的信息。
②来源:
可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体。
③举例:
萤火虫
动物的鸣叫
种子萌发
(光)
(声)
(温度、湿度)
光、声、温度、湿度、磁场
物理过程
鸟的迁徙
(磁场)
海豚捕食
(超声波)
蛛网
(振动频率)
感受物质:
眼;耳;皮肤;叶、芽、细胞中的特殊物质(如光敏色素)
吸收红光、远红光可逆转换的光受体(色素蛋白质),称之为光敏色素;其生理作用甚为广泛,它影响植物一生的形态建成,从种子萌发到开花、结果及衰老。
(1) 物理信息
(2) 化学信息
①概念:
②来源:
③举例:
在生命活动中,生物产生的一些可以传递信息的 。
植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的性外激素,昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。
化学物质
生物体的代谢产物或分泌物。
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长
小狗撒尿
(代谢产物)
蛾
(信息素)
黄鼠狼放臭屁(代谢产物)
(3) 行为信息
①概念:
②来源:
③举例:
动物的 ,主要指各种 ,即动物的行为特征。
动物的特殊行为。
蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。
能够向同种或异种生物传递某种信息
特殊行为
动作
尖尾松鸡魔性求偶舞
蜜蜂跳舞
孔雀开屏
【检测】下列各项分别属于物理信息的有___________________,
属于化学信息的有________,
属于行为信息的有_____________ 。
1.蛛网振动 2.狼的叫声
3.生物释放红外线 4.蝙蝠回声定位
5.植物分泌的毒素 6.老马识途
7.电鳗放电 8.昆虫的性信息素
9.适宜光照下植物开花 10.蓟的刺
11.金龟子遇敌装死 12.遇敌豪猪竖刺
13.飞蛾扑火 14.牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险
1.2.3.4.7.9.10.13
5.6.8
11.12.14
种类 传递形式 来源 实例
物理信息
化学信息
行为信息
物理过程
光、声、温度、湿度、磁力等
以化学物质为
信息载体
生物体
生物碱、有机酸、性外激素
动物行为特征
求偶炫耀、蜜蜂舞蹈
三种信息都可以来源于动物,其中,只有物理信息可以来源于非生物环境
生态系统中信息的种类的比较
非生物环境或生物个体或群体
动物
(2)信息传递可以发生在生物与非生物环境之间,可以发生在同种生物之间,可以发生在不同生物之间;
(3)多数情况下,信息传递为双向的。
鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况
2.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;
例如:
孔雀
开屏(行为信息):求偶
鸣叫(物理信息):与同类交流
食草动物
远处通过识别植物的绿色(物理信息):搜寻食物
近处通过植物的气味(化学信息):辨别和摄取食物
双向传递,普遍存在,复杂性
1.信息传播的三要素:
(1)信息源:
信息产生的部位;
(2)信道:
信息传播的媒介;
(3)信息受体:
信息接收的生物或其部位。
3.信息传递的过程
2.信息传递的过程:
信息源
信道
信息受体
生物或非生物环境
空气、水及其他介质
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
【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?哪些环节构成了一个完整的信息传递过程?
完整的信息传递过程包括信息源、信道和信息受体。缺少其中任意一项,信息传递都不能完成。
差异主要有以下方面:
(1)物质循环和能量流动借助于食物链进行;信息传递不依赖于食物链,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。
思考 讨论 分析发生在身边的生态系统中的信息传递
如果留心观察就会发现,身边的猫、狗等动物的生活,就离不开信息的传递,其中既有物理信息,也有化学信息与行为信息。请就每种信息各举两个例子,并说明这些信息传递的意义。
狗叫
1.轻快的汪汪声时,是表示心情高兴
2.汪汪声短促和强烈时,是表示戒意和警告。
3.低沉的呜鸣声是威胁的意思
物理信息:
化学信息:
行为信息:
摇尾巴
1.自家狗狗欢快的冲过来并摇动尾巴,表示对你的喜爱和想念
2.陌生的狗狗对你摇尾巴可能只是表示不安和害怕
尾巴蜷缩在两腿之间:
表示顺从和不安,害怕和恐惧
猫面部的腺体在一些物体上摩擦:
标记领地
猫的肛周信息素:
向母猫发出邀请,寻找配偶。
意义:影响动物的社会行为,完成捕食、种群繁衍等正常的生命活动
思考 讨论 生态系统中信息传递的重要性
资料1: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,他们可使用频率超过100KHz的超声波进行“回声定位”。
资料2:有些植物像莴苣伽烟草的种子,必须接受某种波长的光信息才能萌发。
萌发率/%
波长/nm
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?
生命活动的正常进行,离不开信息传递。
(个体水平)
物理信息
思考 讨论 生态系统中信息传递的重要性
讨论2:信息传递在种群繁衍过程中起什么作用?
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。
(种群水平)
通过信息传递,雌雄个体才能相互识别、交配,这样才能保证种群的繁衍。
说明生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
思考 讨论 生态系统中信息传递的重要性
资料4:2001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。
烟草植株释放化学物质示意图
讨论3:资料4中的信息素能够将几种生物联系起来?
讨论4:烟草释放的信息素,在白天与夜间是否都使它受益?
是
讨论5:请根据这些资料,总结信息传递对于生物生存的重要性。
调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定性。
(群落和生态系统水平)
烟草、蛾、蛾幼虫天敌
举例 水平 作用
①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。 ②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。
①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。 ②许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素,用来传递性信号。
①在草原上,当草原返青时,“绿色”为草原动物提供了可以开始采食的信息。 ②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作出反应,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。
个体
生命活动的正常进行,离不开信息的作用
种群
生物种群的繁衍,也离不开信息的传递
群落和生态系统
信息能够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.提高农畜产品的产量
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
利用温度和湿度延长蔬菜的种植期
三、信息传递在农业生产中的应用
利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,提高传粉效率和结实率
2.对有害动物进行控制
三、信息传递在农业生产中的应用
利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物
利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度
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
种类 化学防治 机械防治 生物防治
措施
优点
缺点
喷施化学药剂
①作用迅速
②短期效果明显
①会使害虫的抗药性增强
②可能杀害害虫天敌破坏生态平衡
③污染环境
人工捕捉等
①无污染
②见效快,效果好
①费时费力
②对体型很小的害虫无法实施
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
①成本低,无污染
②效果好且持久
①天敌数量不明确,甚至可能会引发生态危机(可能引起物种入侵)
②寄生生物专一性强
有害动物三种防治方法的比较
目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境物污染的、有效的生物防治。
课堂小结
生态系统的信息传递
生态系统中信息的种类
信息传递在农业生产中的应用
1.物理信息
2.化学信息
3.行为信息
信息传递在生态系统中的作用
1.维持生命活动的正常进行
2.保障生物种群的繁衍
3.调节生物种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
1.提高农畜产业的产量
2.对有害动物进行控制
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
生物圈
生物与生物之间,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,信息传递调节物质循环和能量流动。
生态系统的三大功能比较
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
物质循环
能量流动
生态系统的结构 功能
信息传递
循环
单向
递减
复杂
双向
(动力)
(载体)
(调节)
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
2.“燕燕于飞,差池其羽”,“燕燕于飞,上下其音”(《诗经 国风》),燕子表达的是哪一类信息?
行为信息和物理信息。
练习与应用
一、概念检测
3.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。
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 。
①③④⑤⑥⑦⑧
②
⑧
二、拓展应用
练习与应用
感谢观看