生物人教版（2019）选择性必修2 3.4生态系统的信息传递（共47张ppt）

第4节 生态系统的信息传递
第3章 生态系统及其稳定性
【学习目标】
1.通过对案例的分析与讨论，概述生态系统中信息的种类及信息传递的过程及特点
2.举例说明信息传递在生态系统中的作用
3.通过分析信息传递在农业生产中应用的案例及评价其合理性，让学生认识到生物学的价值，培养学生的社会责任感
选择性必修 2
生态系统的信息传递
信息种类
信息传递作用
信息传递在农业生产中作用
物理信息
化学信息
行为信息
保证生命活动的正常进行
维持生物种群的繁衍
调节生物的种间关系
维持生态系统的稳定
提高农产品或畜产品的产量
对有害动物进行控制
目录
问题探讨：
蜜蜂采蜜是生活中常见的生命现象。蜜蜂能够找到距离蜂巢3 km甚至更远距离的蜜源，离不开信息传递的作用。
讨论：
1.什么是信息？
2.植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？
3.侦察蜂如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂？

1.什么是信息？
可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
这些信息帮助人们建立复杂的社会关系并更好的适应社会生活。
1.什么是信息？
可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
在生态系统中同样也存在着大量影响生物生存和发展的信息。例如蜜源的位置和距离对于蜜蜂来说就是重要的食物的信息，此外来自于天敌的信息，领地的信息，以及生存环境中的光照温度等都是重要的信息。
2.植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空气
3.侦察蜂如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂？
舞蹈
眼
侦察蜂
其它蜜蜂
光
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉
器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空 气
物理信息
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
物理信息：自然界中的声、光、电、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。
物理信息：自然界中的声、光、电、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。
光、温度、湿度
超声波
光
物理信息
电鳐放电（电）
蛛网的振动频率
信鸽认路（磁场）
化学信息：生物在生命活动中产生的一些可以传递信息的化学物质。诸如生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉
器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空 气
物理信息
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
化学信息
动物信息素（如性外激素等）。
蚕蛾醇
植物的生物碱、有机酸等代谢产物。
秋水仙素
吗啡
化学信息
生物碱
黄鼠狼遇到敌害能释放臭气
化学信息
世界上最臭的花
泰坦魔芋
行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉
器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空 气
物理信息
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
化学信息
行为信息
尖尾松鸡魔性求偶舞
极乐鸟浪漫求偶舞
行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
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
任务1.辨别并归类：
物理信息 ；
化学信息 ；
行为信息 。
① ② ③
④
⑤ ⑥
⑦
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作用。
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
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：信息传递过程异常引发了什么后果？
说明信息传递对于生物的生存和种群延续至关重要！
任务2.阅读教材第106页的资料，进一步寻找支持这一论断的证据并思考讨论。
信息传递对于生物的生存和种群延续至关重要！
资料1
蝙蝠的取食、飞翔，海豚捕食、探路都离不开回声定位
补充资料：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”。
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。
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？
（1）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：信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？
（2）通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，完成种群的繁衍。
昆虫信息素
（种群水平）
植物与草食性昆虫
讨论3：资料4中的信息素能够将几种生物联系起来？
烟草、蛾、蛾幼虫天敌
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？
（3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。
思考：若无这种信息素，烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物的种群数量将发生什么变化？
（群落和生态系统水平）
调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
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，离不开信息的传递
3．信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
个体水平
种群水平
生态系统
个体水平
种群水平
生态系统
草
兔
狼
复杂性、双向性
信息传递的特点:
思考：信息传递又有什么特点呢？
非生物的物质和能量
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
生产者
消费者
分解者
思考：信息传递又有什么特点呢？
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
任务2.补充完善信息传递的过程：
(动力)
(载体)
(调节)
生态系统是通过物质流、能量流和信息流形成的统一整体。
任务3.地球上80%的被子植物的传粉都是由昆虫等动物完成的。现有果农A希望提高果树的传粉效率和结实率。为此，你能结合信息传递的知识，提出你的建议吗？
模拟动物信息，例如信息素，吸引大量的传粉动物。
人类是否可以利用信息传递来提高生产生活质量呢？
任务4.养殖户B在蛋用鸡鸡舍中安装了照明系统，每天早上5点开灯至天亮，晚上从天黑开始开灯至21点，每天保持光照16 h。补光期间鸡舍内光照强度约为5~10 lux。你能解释他这么做的原因吗？
光照是鸡卵巢发育和雌激素分泌所需要的一种物理信息，适当延长光照可以提高产蛋率。
应用：①提高农产品或畜产品的产量
当然，农业生产的增产增收还需要想方设法控制有害动物。世界上每年有大面积的农田草原和森林遭受病虫害、鼠害、鸟害，目前防治有害动物的方法主要是？
1.提高农产品、畜产品的产量
2.对有害动物控制
—— 机械防治、化学防治和生物防治
机械防治是指利用物理因子或机械手段抑制或捕杀有害动物的方法。
农民在喷农药杀虫
1.提高农产品、畜产品的产量
2.对有害动物控制
—— 机械防治、化学防治和生物防治
化学防治是指通过化学药剂如杀虫剂直接杀伤害虫。
优点是收效快。
缺点是极易产生抗药性，严重污染环境，容易杀伤天敌。
由于曾经广泛使用的剧毒农药DDT而导致鸟类、蝴蝶、蜜蜂等动物大量消失的景象，严重破坏了生态系统的平衡。
利用昆虫信息素诱捕害虫
1.提高农产品、畜产品的产量
2.对有害动物控制
—— 机械防治、化学防治和生物防治
1.利用种间关系通过天敌或竞争者来抑制有害动物。
2.利用信息传递作用来防治有害动物。
优点：对环境的污染小，能够保护天敌，作用持久不易产生抗性，因此目前人们越来越倾向于使用生物防治的方法。
尝试列举生活中利用生物防治害虫的其他例子。
播放集群信号录音吸引鸟类捕食林业害虫
2.对有害动物进行控制
(2)化学防治
(2)生物防治
(1)机械防治
利用声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
利用性外激素扰乱某些动物的雌雄交配
改变性别比例
出生率下降
种群密度下降
1.提高农畜产品的产量
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
汉水丑生侯伟作品
小结
属于物理信息的是（ 　　　　　　　 　　　 　　 ）
属于化学信息的是（ ）
属于行为信息的是（ ）
1．哺乳动物的体温 　2．鸟类鸣叫 　 3．红外线
4．萤火虫发光 　5．植物分泌的化学物质 　 6．电磁波
7．昆虫发出的声音 　 8．昆虫的性信息素 　 9．植物开花
10．蓟的刺 　11．紫外线 　 　12．蜜蜂跳舞
1、2、3、4、6、7、9、10、11
5、8
12
巩固练习
1．下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是（ ）
A．生命活动的正常进行离不开信息传递
B．在多细胞生物体内的细胞与细胞、个体与个体、种群与种群之间传递
C．能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
D．利用人工合成的性引诱剂诱捕害虫也属于信息传递
B
巩固练习
2．信息传递对于“调节种间关系，维持生态系统稳定性”具有重要意义。下列选项能体现信息传递的这一功能的是（ ）
A．莴苣在适宜的波长下才能萌发生长
B．狼能够根据兔子留下的气味去追捕兔子
C．雄鸟求偶时进行复杂的“求偶”炫耀
D．蝙蝠依赖超声波进行定位、取食和飞行
B
巩固练习
设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素的吸引雌蛾前来交配？
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？
1.课外实践：验证昆虫之间是否存在化学信息的传递
课后作业布置
2.生物必刷题 P74
背景资料
某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。
各种昆虫的性外激素有其特异性，仅对同种的昆虫起作用。目前，一些种类的昆虫性外激素的化学结构已被搞清，它们大都属于酯类、醇类或有机酸类。科学家现已可以人工合成一些昆虫的性外激素，用作性引诱剂，与黑光灯物理方法或杀虫剂相结合防治害虫，取得了显著的杀虫效果。
在科学史上，曾经有不少科学家做过该项课题研究。例如：1904年，法国著名科学家法布尔做了一个有趣的实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋子里，他把一只雌蛾扣在一个纱罩里，尽管风雨交加，还是有40多只雄蛾穿过风雨赶来交尾；第二天，法布尔在雌蛾周围撒满樟脑丸和汽油，但一点也不影响雄蛾找雌蛾，可见性外激素的作用有多大，昆虫感受性外激素的能力有多强！
还有一个有趣的实验：科学家将快要化蛹的幼虫捕回实验室，置于饲养笼内，并留心观察其羽化的过程。一般来说，雄蛾比雌蛾早羽化一两天，于是，科学家放掉雄蛾，将雌蛾养在笼内。到了傍晚，打开窗户，奇异的现象出现了：很多雄蛾飞进实验室，成群地围在饲养笼的附近，有的干脆落在饲养笼上面，有的绕着饲养笼飞来飞去。显然，这些雄蛾是被笼中的雌蛾吸引而来的。下一步，科学家捕捉一些雄蛾，剪断它们的触角：有的把两根触角全部剪掉，有的剪掉一根，有的则剪去半截，结果，没有触角的雄蛾丧失了寻找雌蛾的能力，而只有一根触角的雄蛾和触角剪短的雄蛾，还是向饲养笼飞去，在上面爬行！
背景资料
1.实验原理
某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。
2.材料用具
雌性飞蛾，铁丝笼2个（大小约0.5 m×0.5 m×0.5 m），窗纱（大约5 m2）。
3.方法步骤
（1）根据生活经验，选择能捕到雌蛾的场所，就地捕获雌蛾，放在通气良好的容器中，留做实验用。
（2）将窗纱裁成2块，每一块包裹一个笼子。
（3）在夜幕降临后，将上述2个笼子等距放在农田或林地附近的空地上，或者放在其他适宜的场所，距离大约30～50m，再将捕获的2～3只雌蛾放入其中的一个笼子中，第二个笼子什么也不放。等待2～3h，观察每一个笼子的情况，记录观察到的现象。
4.结果和结论
描述观察结果并进行讨论，得出探究结论。
设计实验
（3）性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于_________________。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的_________________。导致_________________降低，从而减轻B的危害。
种群密度
化学信息
性别比例
(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是________________________________。
苗圃中山鼠种群中个体的迁出
答案
课堂演练

拓展深化：生态系统中信息传递的存在范围

易错点：区分性外激素和动植物激素
性外激素：昆虫成虫腹部末端或其他部位的腺体所分泌的一种能引诱同种异性昆虫前来的化学物质。
THANK YOU!
谢谢各位聆听！