3.4 生态系统的信息传递(共22张PPT)

(共22张PPT)
第4节
生态系统的信息传递
SW生老师
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
问题探讨
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。
（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）
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。
信息概述
（1）信息的概念：
（2）信息传播的三要素：
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
（3）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：
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）举例：
萤火虫(光)
蝉(声)
蛇的颊窝(温度)
生态系统中信息的种类
一、
种子萌发(温度、湿度)
鸟的迁徙(磁场)
海豚捕食(超声波)
（3）来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
(1)概念： 在生命活动中，生物还产生一些可以传递信息的化学物质。
(2)来源： 生物体的代谢产物或分泌物。
(3)实例：如植物的生物碱、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。
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长
虎撒尿圈地(代谢产物)
蛾(信息素)
黄鼠狼放臭屁(代谢产物)
2.化学信息
3.行为信息
(1)概念： 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。
(2)来源： 动物的特殊行为。
(3)实例： 蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。
豪猪竖刺
孔雀开屏
尖尾松鸡魔性求偶舞
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。
【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？
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；
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。
类型 来源 传递形式 实例
光、声、温度、湿度、磁力等
植物的生物碱、有机酸等代谢废物，动物的性外激素等
蜜蜂跳舞，鸟类“求偶炫耀”等
比较 非生物环境或生物个体或群体
物理过程
化学信息
物理信息
生物体
以化学物质为信息载体
行为信息
动物
动物的行为特征
①多数情况下，信息传递为双向的；
②三种信息都可以来源于生物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境；
③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。
三种信息的比较
【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
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：
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。
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
生态系统中含有各种各样的信息，
这些信息的传递具有什么意义？
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”。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”。
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。
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。
萌发率/％
波长/nm
思考·讨论：生态系统中信息传递的重要性
4、2001年，科学家在研究植物与植食性昆虫之间的关系时，发现了一个有趣的现象，当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，使他们不能在植物叶片上停留产卵。
烟草植株释放化学物质示意图
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，离不开信息的作用。
2.信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？
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。
3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？
将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
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
5.请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。
信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波；
②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发；
③动物的换毛现象受光信息的刺激；
例：
2.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。
例：
例：
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昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配；
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。
①当草原返青时，“绿色”为食草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。
（个体水平）
（种群水平）
（群落和生态系统水平）
信息传递在生态系统中的作用
二、
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
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
信息传递在农业生产中的应用
三、
2.对有害动物进行控制
目前控制动物危害的技术方法大致有三种：
化学防治、生物防和机械防治
①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田；（物理防治）
②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；（生物防治）
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，从而减缓有害动物对农作物的破坏。（生物防治）
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。
生态系统的三大功能比较