生物人教版(2019)选择性必修2 3.4生态系统的信息传递(共45张ppt)

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名称 生物人教版(2019)选择性必修2 3.4生态系统的信息传递(共45张ppt)
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文件大小 8.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-01-09 00:13:42

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文档简介

(共45张PPT)
第4节 生态系统的信息传递
第三章
01
信息传递在生态系统中的作用
02
信息传递在农业生产中的应用
03
生态系统中信息的种类
目 录
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。
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?
通过跳圆圈舞
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
问题探讨
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。
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?
通过跳圆圈舞
2.你还能举出生物间传递信息的其它例子吗?
长鼻蝙蝠靠发送超声波, 折回后, 再接受来探路
孔雀开屏
飞鸽传书
问题探讨
1.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。
2.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。
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:
一、生态系统中信息的种类
生活场景
萤火虫通过尾部苍白石灰光的闪烁,对捕食者进行警告。
狼在高坡长嚎,召集狼群成员,集体猎食。
蜘蛛通过感受蛛网的振动,知晓有无昆虫
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)
菊花为短日照植物(光)
(刺)
刺猬
③举例:
鸟类的鸣叫
电鳐放电
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
科学实验
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。
①概念:
生物碱:秋水仙素
有机酸:吗啡
性外激素:蚕蛾醇
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。
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。
蚕蛾醇的化学式
一、生态系统中信息的种类
2、化学信息
②来源:
生物体的代谢产物或分泌物。
③举例:
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长。
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。
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
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。
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举例:
生活场景
一、生态系统中信息的种类
豪猪竖刺
尖尾松鸡求偶舞
孔雀开屏
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。
①概念:
②来源:
动物的特殊行为
一、生态系统中信息的种类
取食行为
育雏行为
吹“气球”求偶的军舰鸟
在繁殖季节,公鸡 “抖抖大红冠子花外衣”来引诱母鸡交配 。
③举例:
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
例如:
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
(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件有危险情况
(3)多数情况下,信息传递为双向的;
一、生态系统中信息的种类
5.生态系统中信息传递的三要素:
(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)
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
(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
一、生态系统中信息的种类
阻碍其中的任意一个环节都会使信息无法发生传递。
【1】信息的种类、特点、来源及实例(连线)
小试牛刀:
【2】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.蜘蛛网振动 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
小试牛刀:
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
类别 概念 传递形式 来源 举例
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
光、声、温度、湿度、磁力等
植物的生物碱、有机酸等代谢废物,动物的性外激素,信息素等
蜜蜂跳舞,鸟类“求偶炫耀”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?
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。
【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
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
猫听到鼠的活动:
做好捕猎的准备
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
(1)来源: 生物 , 。可来源于同种生物,还可来源于不同种生物。
(2)方向:信息传递一般是 向的。
(3)范围:生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递,而是指种群内部 之间、 之间以及生物与 之间的传递。
(4)意义: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 和

个体或群体
非生物环境

同种个体
不同种群
非生物环境
方向
状态
【小结】信息传递
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、某些通讯工具在海洋中产生了巨大的噪音,会直接干扰海豚的“定位系统”。
思考·讨论

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。
1.由资料1可得出:海豚的“回声定位”属于________,若无该信息的传递,海豚________(填“能”或“不能”)完成定位。
2.由资料2可得出:烟草种子的萌发与光信息的传递有关,要保证种子的萌发率,应选用____________波长的光。若无该信息传递,烟草的种子_____(填“能”或“不能”)正常萌发。
3.由资料1、2可以得出:________的正常进行离不开信息的传递。
物理信息
不能
600~700 nm
不能
生命活动
思考·讨论

二、信息传递在生态系统中的作用
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号的。
二、信息传递在生态系统中的作用
思考·讨论

4.由资料3可以得出:________________离不开信息的传递。
生物种群的繁衍
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

5、资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系在一起?
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:
二、信息传递在生态系统中的作用
思考·讨论

6.由资料5可以得出:狼与兔子可以相互获取对方的信息,说明信息传递是_______的(填“双向”或“单向”)。
◆综合资料4、5所述,信息能够调节生物的________,以维持______________________。
双向
种间关系
生态系统的平衡与稳定
思考·讨论

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
1、提高农畜产品的产量
电子仪器,模拟蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。
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
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
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、有效的生物防治。
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。纱窗可以关住昆虫,但允许化学物质扩散。
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
设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素吸引雄蛾前来交配?
1、设置几组实验?
2、每组做怎样的处理?
3、出现什么样的结果能够证明你的假设?
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,分别编号为A、B、C,再将C笼用遮光布包裹(排除物理信息,例如:光,干扰)。
(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
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 。


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。