(共26张PPT)
第4节 生态系统的信息传递
生态系统中信息的种类;
生态系统中信息传递的作用;
运用生态系统的信息传递原理提高农作物产量、进行有害动物的防治。
本节聚焦
选择性必修2/第三章/生态系统及其稳定性
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?
2.你还能举出生物间传递信息的其它例子吗?
通过跳圆圈舞
孔雀开屏、豪猪竖刺等
圆圈舞
摆尾舞
植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息?侦察蜂是如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂?
信息:
一般将可以传播的消息、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,能够形成信息传递,即信息流。
鲜艳颜色
芳香气味
嗅觉器官
眼
植物花朵
蜜蜂
空气
舞蹈
眼
侦察蜂
其它蜜蜂
光
物理信息
化学信息
行为信息
一.生态系统中信息的种类
狼嚎呼唤同伴
蜘蛛网的振动
1.物理信息
①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。
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:
蝙蝠回声定位
(超声波)
候鸟靠磁场定位
种子萌发
(温度、湿度)
一.生态系统中信息的种类
实验1:把一只雌蛾关在黑暗笼子里,吸引了大量雄蛾来交尾;
——雌蛾和雄蛾通过什么信息联系的呢?
实验2:把雌蛾装进密闭透明容器后,雄蛾对雌蛾视而不见。
蚕蛾醇
一.生态系统中信息的种类
驱蚊草(醇)
小狗撒尿
(代谢废物)
在生命活动中,生物产生一些可以传递信息的化学物质。
生物体的代谢产物或分泌物。
植物的生物碱、有机酸等代谢产物;
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。
2.化学信息
①概念:
②来源:
③举例:
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长
蛾
(信息素)
一.生态系统中信息的种类
孔雀开屏
尖尾松鸡魔性求偶舞
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。
动物的特殊行为。
蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。
3.行为信息
①概念:
②来源:
③举例:
蜜蜂跳舞
豪猪竖刺
求偶炫耀
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(jì)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
思考回答:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
【思考】阅读教材P69,思考并回答下列问题:
1.同种生物的信息传递只有一种方式吗?
一.生态系统中信息的种类
生物可以通过一种或多种信息类型进行交流;
开屏
行为信息
求偶
鸣叫
物理信息
与同类交流
远处通过识别植物的绿色
近处通过植物的气味
物理信息
搜寻食物
化学信息
辨别和摄取食物
孔雀
绿色与动物
2.生态系统中的信息传递仅仅发生在同种生物之间吗?
【思考】阅读教材P69,思考并回答下列问题:
一.生态系统中信息的种类
既存在于同种生物之内,也发生在不同生物之间。
鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况
在非洲大陆上,犀牛与牛椋鸟之间有频繁的信息交流,鸟的鸣叫与跳跃可以提醒犀牛附近有危险情况。
【思考】阅读教材P69,思考并回答下列问题:
一.生态系统中信息的种类
3.生物与非生物环境之间是否也有信息传递呢?
信息传递在生命系统中普遍存在,不仅存在于种群和种群之间、种群内部个体和个体之间,还存在于以及环境与生物之间,比如植物的开花收到光照信息的调节。生物之间的信息传递往往表现为双向性
狼能够根据兔留下的气味去猎捕后者,兔同样也能根据狼的气味或行为躲避猎捕。
4.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(途径和方向性)?
【思考】阅读教材P69,思考并回答下列问题:
一.生态系统中信息的种类
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】阅读教材P69,思考并回答下列问题:
一.生态系统中信息的种类
5.哪些环节构成了一个完整的信息传递过程?
信息源
(信息产生部位)
信道
(信息传输媒介)
信息受体
(信息接收的生物或部位)
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
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。
二.信息传递在生态系统中的作用
【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。它们可使用频率超过100 kHz的超声波进行“回声定位”。近年来,屡有海豚出现“集体自杀(搁浅)”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”。
海豚的回声定位示意图
生态系统中信息传递的重要性
个体的生存行为,依赖于信息传递。
【资料2】有些植物,像莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息,才能萌发生长。
个体的生长发育,依赖于信息传递。
莴苣种子萌发率与波长的关系示意图
讨论1:根据资料1和2,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)
【资料3】在自然界中,植物开花需要光信息,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。
讨论2:根据资料3,分析信息传递在种群繁衍过程中起什么作用?
(种群水平)
生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
讨论3:资料4涉及的化学信息影响了几种生物?
【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
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
烟草植株释放化学物质的作用示意图
将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
讨论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
此外,生态系统中,食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系,相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。
例如,在草原上,当草原返青时,“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息;森林中,狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者,兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
青草
食草动物
绿色
采食
兔子
气味
躲避
狼
捕食
气味、行为
调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(群落和生态系统水平)
生命活动的正常进行,离不开信息的作用
个体
种群
生物种群的繁衍,离不开信息传递
群落
信息能够调节种间关系
生态系统
维持生态系统的平衡与稳定
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。
由此可见,信息传递在生态系统中具有多方面作用。信息传递影响生物的生长、发育、繁殖、以及取食、居住、社会行为等。
三.信息传递在农业生产中的应用
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, 就可以提高果树的传粉效率和结实率。
养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,可以大大提高产蛋率。
2.对有害动物进行控制
(化学防治、生物防治、机械防治等)
利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田;
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。
三.信息传递在农业生产中的应用
课堂小结
信 息 传 递
物理信息
化学信息
行为信息
生命活动
种群繁衍
调节种间关系,维持生态系统稳定
增产
减害
种类
作用
应用
汉水丑生侯伟作品
练习与应用(教材P72)
一.概念检测
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
D
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
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_________。
二.拓展应用
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。
②
⑧
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(模拟猎枪的响声和火光 ) 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。
①
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
本章小结
包括
生态系统
范围
结构
组成成分
营养结构
功能
决定
影响
能量流动
物质循环
信息传递
动
力
载体
过程
特点
生态金字塔、生物富集
种类
作用
特点
调
节
应用
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(也有单向)
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