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第4节
第3章 生态系统及其稳定性
选择性必2:生物与环境
生态系统的信息传递
1
2
说明生态系统中信息的种类及信息传递在生态系统中的作用
描述信息传递在农业生产中的应用
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。
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?
通过跳圆圈舞来传递这一信息。
物理、化学、行为。
2.以上传递蜜源涉及植物的颜色、气味及侦察蜂跳舞
等信息,这几种信息分别是什么信息呢?
圆圈舞
摆尾舞
信息传递在农业生产中的应用
信息传递在生态系统中的作用
生态系统中信息的种类
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
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
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:
1
物理信息
通物理过程传递的光、声、温度、湿度、磁场等信息。
(2)来源:
非生物环境,生物个体或群体。
(1)概念:
(3)举例:
萤火虫
动物的鸣叫
种子萌发
鸟的迁徙
(光)
(声)
(温度、湿度)
(磁场)
(刺)
刺猬
鲜艳颜色
芳香气味
嗅觉器官
眼
光
空气
蜜蜂
植物花朵
科学家实验
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。
化学信息
性外激素:蚕蛾醇
2化学信息鲜艳颜色芳香气味嗅觉器官眼光空气蜜蜂植物花朵化学信息(1)概念:(2)来源:在生命活动中,生物产生一些可以传递信息的化学物质。驱蚊草水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长A:植物的生物碱、有机酸等代谢产物;B:动物的性外激素等;C:昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。黄鼠狼放臭屁狗便尿液等具有特殊气味,作为领地记号。3
行为信息
(1)概念:
(2)来源:
动物的特殊行为
(3)实例:
舞蹈
眼
侦察蜂
其它蜜蜂
光
行为信息
动物的 ,在同种或异种生物传递某种信息。
行为特征
蜜蜂跳舞、孔雀开屏
尖尾松鸡魔性求偶舞
孔雀开屏
豪猪竖刺
吹“气球”求偶的军舰鸟
任务一:生态系统中信息的种类
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宠物狗之间通过嗅闻肛门腺辨识身份和健康状况 ⑤“燕燕于飞,差池其羽” ⑥孔雀开屏 ⑦雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾
物理信息: ;
化学信息: ;
行为信息: 。
①②③
④⑦
⑤⑥
任务二:根据下述图解,结合P69最后一段,归纳概括信息传递的过程图解。
鲜艳颜色
芳香气味
嗅觉器官
眼
光
空气
蜜蜂
植物花朵
舞蹈
眼
侦察蜂
其它蜜蜂
光
物理信息
化学信息
行为信息
信息源
信
道
信息受体
(二)信息传递的过程
植物的生长
(光敏色素)
产生部位
传播媒介
接受的生物或其部位
(信息产生部位)
信息源
(信息传输的媒介)
信道
生物或
非生物环境
空气、水
及其它介质
(信息接收的生物或部位)
信息受体
如动物的耳、鼻、眼、皮肤,植物的叶、芽和光敏色素等
信息传递的过程(一般有三个基本环节)
资料:科研人员发现,遭到污染的空气中臭氧、硝酸根、氢氧自由基等会改变花的香味分子,造成香味分子的传播距离变短,香味遗留减少,进而导致蜜蜂不能像以往那么轻松地找到花朵。据统计,2015—2016年间,美国超1/4的蜂群消失。
思考:信息传递的哪个环节出现了异常?这说明了什么?
信道异常。 说明信息传递对于生物的生存和种群延续至关重要!
(三)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
(2)生态系统中的信息传递既可存在于同种生物之内,也可发生在不同生物之间
犀牛与牛椋鸟频繁的信息交流,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。
食草动物
在远处通过识别植物的绿色:
在近处通过植物的气味:
求偶
与同类交流
孔雀
开屏:
鸣叫:
搜寻食物
辨别和摄取食物
行为信息
物理信息
物理信息
化学信息
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。
1.狗会用自己的尿液和粪便来标记领地和来往的路径;电鳗可输出高达300到800伏的电压把比自己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中哪一类信息的传递
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
√
2.雄性安乐蜥在求偶时,一边伏在领地上做着“俯卧撑”,一边伸缩颈部色彩鲜艳的垂囊,这种展示可能包含了颜色和运动两个因素。有人用墨水改变垂囊的颜色后,雌性仍被雄性吸引,由此说明雄性安乐蜥在求偶时利用的信息是
A.物理信息 B.化学信息
C.行为信息 D.物理信息和行为信息
√
根据题干信息可知,该求偶行为利用的主要信息是动作,而不是颜色(用墨水改变垂囊的颜色后,雌性仍被雄性吸引),所以该信息属于行为信息。
信息传递在农业生产中的应用
信息传递在生态系统中的作用
生态系统中信息的种类
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
任务三:信息传递在生态系统中的作用
根据提供的资料,回答问题:
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
资料3:
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:信息传递在种群繁衍过程中起什么作用?
(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。
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。
攻击
释放
化学物质
蛾幼虫
烟草
信息素
白天吸引蛾幼虫的天敌
夜间驱除雌蛾
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:信息传递对种间关系具有什么作用?
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)
生态系统的结构
循环
单向递减
单向双向
(动力)
(载体)
(调节)
功能
非生物的物质和能量
生产者
分解者
消费者
物质循环
能量流动
信息传递
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。
决定
信息传递在农业生产中的应用
信息传递在生态系统中的作用
生态系统中信息的种类
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
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
1
提高农畜产品的产量
2
对有害动物进行防治
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
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 引入天敌或寄生生物等
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;
寄生生物专一性强
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。
3
比较列表三种防治的方法
3.下列有关生态系统信息传递及应用的叙述,不正确的是
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.生命活动的正常进行离不开信息的传递
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
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错误。
√
4.(2023·黑龙江大庆高二期末)使用化学农药、采用生物防治的方法都可防治农作物害虫。下列有关叙述错误的是
A.使用化学农药治理害虫,农药会污染水体、大气和土壤
B.使用化学农药治理害虫,会使害虫的抗药性增强,并杀死害虫的天敌
C.采用生物防治,可降低农业的生产成本,提高经济效益
D.可利用生物之间的捕食、寄生、互利共生等种间关系,进行生物防治
可以利用生物之间的捕食、种间竞争、寄生等种间关系对害虫进行生物防治,以减少农药的使用,降低农业的生产成本,提高经济效益,同时降低对环境的污染,D错误。
√
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
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
1.物理信息
2.化学信息
3.行为信息
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。
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