5.4 生态系统的信息传递
一、教材分析
本节是人教版高中生物选修3第四章第四节生态系统的信息传递，是生态学新的研究领域，既与细胞间信息传递，生命活动调节相关教学内容联系比较，同时又能从信息角度对生态系统的整体性、稳定性深入了解，将信息与物质、能量一样看待起十分重要作用。本节主要是基于对生物现象的描述，学生可通过分析讨论理解掌握教学内容。按学生学习的循序渐近性（描述现象——分析讨论——得出结论——实践运用）为教学主线，以求培养，提高学生分析运用能力。
二、教学目标
1、举例说出生态系统中的信息传递。
2、说出信息传递在生态系统中的作用。
3、描述信息传递在农业生产中的应用。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 说出信息传递在生态系统中的作用。
[解决方法]
⑴播放一些生物之间信息交流的音像资料，或上网查询相关资料。⑵引导学生分析教材中的四则资料。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 同上。
[解决方法] 同上。
四、课时安排
1课时。
五、教学方法
讨论分析法。 教具准备：图片、资料。
六、学生活动
1、组织学生讨论、分析相关资料。
2、阅读教材。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
导入：信息在自然界和人们的日常生活中非常常见，是事物再现的一种普遍形式。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现。在生态系统中，生物之间也存在着信息传递。
[问题探讨]教材P105，引导学生分析讨论题。教师指出：研究生态系统的信息传递是生态学的研究领域，随着科学技术的发展，人们已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。
学生阅读教材P105——106内容，回答下列问题：
1、什么是生态系统中的物理信息？举例说明之。
2、什么是生态系统中的化学信息？举例说明之。
3、什么是生态系统中的行为信息？举例说明之。
教师总结归纳：信息传递一般有三个基本环节：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。信息只有通过传递才能体现其价值，发挥其作用。
注意：⑴物理信息的来源既可以是无机环境，也可以是生物，只要可以被生物体接收，并传递相关信息即可。
⑵科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物都存在能传递信息的化学物质——信息素（外激素），它能在生物同种个体之间传递信息，性外激素是信息素的一种。
⑶动物的行为信息丰富多彩，复杂而独特。
⑷外激素一般是由昆虫的体表腺体分泌到体外的一类挥发性物质，作为化学信号来影响和控制同种的其他个体，使它们反应。由于外激素起着在个体之间传递化学信息的作用，因此也叫信息激素。昆虫外激素有多种，目前研究较多的是性外激素。
性外激素是成虫（多为雌性成虫）的腹部末端或其他部位的腺体所分泌的一种外激素。性外激素的作用是引诱同种异性个体前来交尾。人们可根据这种原理来防治有害昆虫。例如：为了消灭大量害虫，可在昆虫交尾生殖高峰期，多处喷洒性引诱剂，干扰其正常交尾，降低交尾成功率，降低交尾成功率，从而大大量减少害虫数量。
[资料分析]教材P106——107生态系统中信息传递的重要性，引导学生分析，讨论之。教师总结归纳：
1．生命活动的正常进行，离不开信息的作用。生物种类的繁衍，也离不开信息的传递。例如：蝙蝠对周围环境的识别，取食与飞行，几乎完全依赖于声波；有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长；自然界中，植物开花需要光信息刺激；许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，以完成生殖等等。由此可见，个体的生存与种族的繁衍都离不开信息传递。
2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。在生态系统中存在着复杂的营养结构——食物链和食物网，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集的信息；森林中，狼可以依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够根据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
生物间的信息传递是长期进化的结果。
信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高生产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。例如，利用光信息调节和控制生物的发育、利用各种昆虫对各种波长的趋光特点进行诱杀（昆虫都有趋光的特点，但不同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。另外，各种害虫活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22时30分至次日凌晨4时30分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好）、养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。
教师应当指出，生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种“对话”。信息传递是生态学研究的前沿领域之一，随着研究的深入必定会取得更多的成果。
（三）总结
生态系统中信息的种类，信息传递的作用。
（四）作业布置
教材P108练习。
（五）板书设计
第4节 生态系统的信息传递
一、生态系统信息的种类
1、生态系统中信息的种类
1、物理信息
2、化学信息
3、行为信息
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；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。
2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
三、信息传递在农业生产中的应用
1、提高农产品或畜产品的产量
2、对有害动物进行控制
课件49张PPT。 ●高中生物课件（人教课标版） 万晓军生物工作室（安义中学） 第4节 生态系统的信息传递讨论：一只蜜蜂在找到蜜源之后，如何告诉巢中的其他同伴蜜源的位置呢？生命系统中是否存在信息？问题探讨问题探讨1.你了解2012年新高考方案吗？2.它是信息吗?信息:日常生活中,一般将可以传播的消息、情报、指令、数据、信号等称作信息日常生活中还有那些可以称作信息的?一、什么是信息？1、物理信息：生态系统中的______________________ 等,通过______ __传递的信息,称为物理信息。光、声、温度、湿度、磁力物理过程（2）感受部位：（1）概念：①动物的________________等
②植物的 （光敏色素等）眼、耳、皮肤叶、芽及细胞中的特殊物质（3）来源：① 无机环境 ② 生物三、生态系统中信息的种类三、生态系统中信息的种类（物理信息）蜘蛛网的振动频率对于蜘蛛来说就是信息萤火虫则以闪光来告诉同伴自己的位置、现在是否有交配的要求等。三、生态系统中信息的种类（物理信息）蝙蝠的回声定位与雷达（超声波） 夏天，黄昏以后，常常可以看见蝙蝠在空中低飞，捕捉蚊蝇等昆虫，在黑暗中蝙蝠能看见昆虫吗？如果不能，那是为什么？三、生态系统中信息的种类（物理信息）鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳）三、生态系统中信息的种类（物理信息）鱼的侧线（感知水流速度和方向）三、生态系统中信息的种类（物理信息）温度、湿度三、生态系统中信息的种类（物理信息） 植物的颜色、形状、花对于动物来说是__________。物理信息有的动物在长日照的条件下进行繁殖貂 鼬三、生态系统中信息的种类（物理信息）有的动物在短日照的条件下进行繁殖鹿 山羊三、生态系统中信息的种类（物理信息）声波阳光热量水的振动温度、湿度磁场物理信息 生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的＿＿＿＿，称为化学信息 化学物质2、化学信息：（1）概念：例如植物的＿＿＿、＿＿＿＿等代谢产物,动物的 等.生物碱有机酸性外激素（2）举例：（3）来源：生物在生命活动过程中产生的信息素昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质——化学信息 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。 水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长。 水葫芦化学信息 当蚜虫被捕食时，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。化学信息
昆虫学家发现,一只雄飞蛾能够接收到几公里外雌飞蛾发出的某种信号,从而赶去相会。它们敏锐的触角能捕捉空气中不足1/3盎司的由雌飞蛾发出的该种信号(一种无色无味的特殊化学物质)。 化学信息黄鼠狼肛门附近有一对臭腺，是种独特的化学武器。当黄鼠狼遭到猎狗紧紧追捕，难以脱身时，在猎狗接近的一瞬间，黄鼠狼会突然施放出一股臭液来，臭味难闻。猎狗常常给臭得发愣，黄鼠狼就乘机溜跑了。一个臭屁救了黄鼠狼的命，人们叫它“救命屁”。 化学信息 动物的＿＿＿ ＿，在同种或异种生物之间传递信息。即生物的__________可体现为
行为信息。
特殊行为3、行为信息：（1）概念：（2）举例蜜蜂跳舞；雄鸟的“求偶炫耀”等行为特征3、行为信息：攻击行为行为信息贮食行为取食行为行为信息育雏行为行为信息求偶行为求偶行为行为信息三、生态系统中信息的种类物理信息行为信息光、声、温度、湿度、磁力等植物:有机酸,生物碱
动物:性外激素等信息素生物体的行为特征无机环境或生物体生物体的产物或分泌物生物体的动作行为化学信息（1）哺乳动物的体温；
（2）鸟类鸣叫；
（3）孔雀开屏；
（4）萤火虫发光；
（5）植物分泌的化学物质；练习：请将下列信息进行分类（6）电磁波；
（7）昆虫发出的声音；
（8）昆虫的外信息素；
（9）紫外线；
（10）蜜蜂跳舞；二、信息传递在生态系统中的作用讨论：106页，交流讨论结果留心观察身边的猫、狗等小动物的生活，就能发现很多信息传递的例子，你能否就每一种信息各举一两个例子，并说明这些信息传递的作用？资料分析莴苣种子萌发率与光的波长的关系作用：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 资料分析许多动物都能在
特定时期释放用
于吸引异性的信
息素，用来传递
性信号。
作用：通过信息传递，植物能开花，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。 当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产生和释放一种信息素，该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者，夜间又能够驱赶雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。资料分析作用：通过信息传递，能够调节生物之间的关系,维持生态系统的平衡。 植物产生的次生代谢物质在植物生长过程中，通过信息抑制其他植物的生长、发育并加以排除的现象，常称为异株克生现象。 黄瓜中某些品系在化学物质的信息作用下，可以阻止87％左右的杂草生长，维持其在农田生态系统中的优势。
有时发生在同一个物种之内。在这些植物的早期生长中，这种毒素可能降低同一物种幼小个体的成活力。然而，当这种毒素在土壤中积累时，它们就能使植物自身死亡，减少生态系统内部空间的拥挤。例如桉树。资料分析 萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用，结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。资料分析 草原返青时,“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息;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来躲避猎捕。1、生命活动的_______，离不开信息的作用。
2、生物种群的_____，离不开信息的传递。
3、调节生物的_______，维持生态系统的稳定。
4、信息在生态系统中还有很多未揭示的作用。正常进行繁衍种间关系四、信息传递在生态系统中的作用五、信息传递在农业生产中的应用提高农产品或畜产品的产量利用光照提高鸡的产蛋量 利用温度和湿度延长蔬菜的种植期 五、信息传递在农业生产中的应用对有害动物进行控制昆虫性信息素 防治病虫害 播放集群信号录音引来鸟类 村民在麦田里设置草人，预防野鹿来侵。 蛾类多在夜间活动，具有趋光性，对紫外线敏感，根据这一现象，人们常在夜间用黑光灯来诱杀这类农业害虫信息传递在农业生产中的应用提高农产品或畜产品的产量
对有害动物进行控制 1、利用人工合成各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树的传粉效率和结实率；
2、利用光信息调节，调控生物的生长和发育，如使菊花在夏季开花，改变某些动物的繁殖时间；
3、延长光照时间，提高产蛋率；
4、用一定频率的声波处理蔬菜、谷物的种子，提高发芽率。 1、利用昆虫的趋光性，进行诱杀，消灭害虫；
2、利用音响设备发出的声信号，诱捕或驱赶动物；
3、利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物；
4、利用人工性外激素，扰乱某些动物的雌雄交配。巩固练习1、下列各项中，即属于植物体的向性运动，又是由于物理信息引起的生命活动是 （ ）
A．昙花夜间开放
B．向日葵的花盘随太阳的移动而转动
C．合欢树的叶子夜间合拢，白天开放
D．含羞草的叶子受到震动后叶片合拢
2、金龟子遇敌害后装死，从植株上滚落地下，属于哪种信息 （ ）
A．物理信息B．化学信息C．行为信息D．其他信息 BC3、海水退潮后露出的海边岩石上有各种海藻附着，它们从上到下呈带状水平分布。
⑴造成这种现象的原因是不同深度的海水( )不同
A．温度 B．盐度 C．含氧量 D．光谱成分
⑵从生态系统的信息传递看，这属于 信息。
⑶信息能够影响生态系统中不同物种的 ，以维持 。 D物理分布生态平衡巩固练习1.下列各项属于生态系统物理信息的是（? ）
A.信息素? ?B.有机酸? C.孔雀开屏? D.温度
2.生物能接受光的信息并产生相应的行为。下列生命现象主要与光照变化有关的是（? ）
①菊的秋季开花 ②动物的换毛 ③鹿的繁殖
④飞蛾扑火 ⑤青蛙的冬眠
A.①②③④? B.①②⑤?
C.①②④?? D.③④⑤ DA3.生态系统的信息传递不可能发生在（ ? ）
A.细胞与细胞之间?? B.种群内部个体与个体之间
C.种群与种群之间?? D.生物与无机环境之间
4、信息传递是生态系统的重要功能之一。下列现象中，与物理信息传递相关的是（ ）
A.候鸟南飞 B.豪猪遇敌竖起体刺
C.花香引蝶 D.警犬嗅寻毒品
AA 6、森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是（ ） A、可以保证生命活动正常进行B、可以维持生物种群的繁衍 C、能够促进生态系统的物质循环 D、能够调节生物的种间关系D 7、有人做了如下实验：将一只椿象杀死，尽管做得干净无声，也引起了其它椿象的逃跑。此现象是因为在椿象之间传递了（ ） A、物理信息B、化学信息 C、行为信息 D、语言信息B 8、一只昆虫撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，对此的描述正确的是（ ）A、蜘蛛网的振动频率，对于这只昆 虫来说就是信息
B、蜘蛛网的振动，向蜘蛛传达了昆虫的行为信息 C、上述种类的信息，只能来源于生物 D、蜘蛛网的振动频率，是一种物理信息D
