第3章生态系统及其稳定性
第4节 生态系统的信息传递
课后篇巩固提升
基础巩固
1.下列关于生态系统信息传递特征的描述,正确的是( )
A.生态系统的物理信息都来源于环境
B.植物都通过化学物质传递信息
C.信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D.信息可以调节生物的种间关系
解析生态系统的物理信息的来源可以是非生物环境,也可以是生物。植物可以通过颜色、形状(物理信息)、化学物质传递信息。信息传递具有双向性,可沿食物链从低营养级向高营养级传递,也可以从高营养级向低营养级传递。信息能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
答案D
2.下列信息的传递中,与其他3种不属于同一类型的是( )
A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后,会发出聚集信息素,召唤同类来共同取食
B.榆树通过分泌一种化学物质,与栎树产生相互拮抗的现象
C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D.群居动物通过群体气味与其他群体相区别
解析小囊虫发出的聚集信息素、榆树分泌的化学物质、群居动物的群体气味均属于化学信息;雌蚊飞行时所发出的低频声波属于物理信息。
答案C
3.下列不属于生态系统的信息传递在农业生产中的应用的是( )
A.利用人工合成的信息素吸引昆虫前来传粉,可提高传粉效率和结实率
B.蜜蜂“跳舞”告知同伴食物信息
C.利用昆虫信息素来警示有害动物,对有害动物进行控制
D.利用音响设备发出不同的声信号,诱捕或驱赶某些动物
解析A、C、D三项都是在人为的控制下利用生态系统的信息传递来达到相应的农业生产目的,B项中的信息属于行为信息,但并未体现信息传递在农业生产中的应用。
答案B
4.某种海龟的舌尖处有两条红色突起,它在捕食时,先张开口并让舌头来回摆动,很像小虫在蠕动。这种信息传递的意义是引诱猎物,以利于捕食。海龟的这种活动包含下列哪种信息的传递?( )
A.物理和化学信息
B.行为和化学信息
C.物理和营养信息
D.物理和行为信息
解析这属于海龟的特殊行为,是行为信息;因为是利用舌尖的红色突起模仿小虫蠕动,引起猎物的注意,是物理信息。
答案D
5.下图为莴苣种子的萌发率与光的波长之间的关系。下列有关说法不正确的是( )
A.光和光敏色素都属于物理信息
B.没有信息传递,种子就不能正常萌发
C.种子接受某种波长光的信息才能萌发
D.萌发率的高低与波长不成正比关系
答案A
6.(2020江苏扬州中学高二检测)研究发现黑核桃树皮和果实含有氢化胡桃酮,这种物质被雨水冲到土壤里后再被氧化成胡桃酮,从而抑制其他植物的生长。下列分析正确的是( )
A.黑核桃与其他生物之间的信息传递属于物理信息
B.材料反映了信息传递有利于黑核桃树的繁殖
C.材料反映了信息传递可以调节种间关系
D.黑核桃与其他生物的信息传递是单向的
解析黑核桃中的氢化胡桃酮在土壤中被转化为胡桃酮,对其他生物的生长有抑制作用,这是一种化学信息,A项错误;通过这种物质调节了种间关系,但与黑核桃树的繁殖无关,B项错误,C项正确;信息传递在生物之间往往是双向的,D项错误。
答案C
7.烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后,会释放出一种挥发性的化学物质,这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片),如下图所示。试回答下列问题。
(1)烟草释放的这种化学物质属于 信息,这体现了信息在生态系统中的作用是 。?
(2)利用烟草的这种特性,我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中,对有害动物进行控制。这种方法属于 防治,其主要优点是 。?
(3)甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是 。?
(4)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是 。?
解析(1)烟草释放的化学物质在白天能吸引甲种蛾幼虫的天敌,夜间会驱赶乙种蛾,这说明信息能调节生物的种间关系。
(2)利用人工合成的类似物质来控制有害动物属于生物防治,这种方法的优点是减少农药的使用,不污染环境。
(3)甲种蛾幼虫采食烟草的叶片,二者是捕食关系。
(4)甲种蛾幼虫和乙种蛾幼虫都采食烟草叶片,二者是种间竞争关系。
答案(1)化学 调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
(2)生物 不污染环境
(3)捕食
(4)种间竞争
能力提升
8.下列现象不能体现“信息能调节生物种间关系”这个观点的是( )
A.云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生长
B.当日照达到一定时长时植物才能够开花
C.水稻和稗草争夺阳光
D.蝙蝠通过自身发出的声波,对被捕食者进行“回声定位”
答案B
9.(多选)农场中种植着粮食作物、果树,饲养着家禽、家畜等。运用生态系统信息传递的原理,可以有效提高农畜产品的产量。下列措施属于此项原理的是( )
A.圈养家畜,散养家禽
B.施放适量的性引诱剂,干扰害虫的正常交尾
C.捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类
D.人工控制作物光周期,达到早熟、高产的目的
解析圈养家畜是利用能量流动的原理,减少能量的消耗,以达到增产的目的。散养家禽也是利用能量流动的原理,增大取食范围,以达到增产的目的。二者都不属于运用生态系统信息传递的原理。
答案BCD
10.(多选)(2020山东莱州一中模拟)下图为生态系统信息传递模式图,相关叙述不正确的是( )
A.信息传递是双向的,能量流动和物质循环也是双向的
B.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环,还有信息传递
C.物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向
D.生态系统中只有生物成分间有各种形式的信息传递
解析能量只能单向流动,物质是循环流动的,A项错误;生态系统的功能主要是能量流动、物质循环和信息传递,B项正确;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向,C项正确;生态系统各成分间都有各种形式的信息传递,D项错误。
答案AD
11.蜜蜂是一种群居的益虫,蜜蜂的筑巢、采粉酿蜜等行为以及语言等都引起了人们的极大兴趣。
(1)蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源后,回到蜂窝内通过特殊的语言传达给其他同伴,如果侦查蜂跳“圆形舞”,则表明蜜源的距离很近,一般在百米之内。这种信息是 。?
(2)蜜蜂可以从很多植物的花朵上采集花粉,同时也为这些植物传粉,这种关系在生态学上为 。从生态系统的功能看,信息传递可以 ,以维持生态系统的稳定。?
(3)蜜蜂是如何发现蜜源的,我们可以进行模拟探究实验。有人从以下几方面进行了探究,所用的实验材料有蜜蜂100只、1枝作为常见蜜源的黄色5瓣花、白纸、剪刀、染料、无色且与蜜源味道相同的制剂。
组别
假 设
操作步骤
预测结果
结论
1
通过花的味道识别
2
通过花的颜色识别
3
通过花的外形识别
①第1、2组实验传递的信息分别属于 。?
②第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形上的要求是怎样的? 。?
③如果将三组“模拟花”摆在蜂箱周围同时进行实验时,写出两条应该注意的问题: 。?
④每组实验测量的指标是 。?
解析(1)跳舞是蜜蜂的一种特殊行为,属于行为信息。(2)蜜蜂采集花粉属于捕食,为植物传粉属于种间互助。信息传递可以调节种间关系,维持生态系统的稳定。(3)①花的味道传递的信息属于化学信息,花的颜色传递的信息属于物理信息。②第2组是通过花的颜色识别进行实验的,因此白纸要染成黄色,不要有味道,形状要与花的形状相同。③实验中除自变量外均要保持一致,以防止无关变量的干扰。④实验测定的指标是单位时间内落到实验材料上的蜜蜂的数目。
答案(1)行为信息
(2)捕食和种间互助 调节种间关系
(3)①化学信息和物理信息 ②将白纸染成花儿的颜色(黄色),无特殊的味道,且形状与花儿相同 ③“模拟花”与蜂箱的距离相等、晴天无风(其他合理答案亦可) ④单位时间内落到实验材料(模拟花)上的蜜蜂的数目(共24张PPT)
第4节 生态系统的信息传递
学习目标
1.举例说明生态系统中的信息类型,认同生命的物质性。
2.分析具体实例,归纳概括信息传递在生态系统中的作用,强化生命的物质与能量观,培养科学思维能力。
3.能运用生态系统中信息传递原理对提高农业产量、防治有害动物提出合理化建议,强化社会责任。
一、生态系统中信息的种类
二、信息传递在生态系统中的作用
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。
预习反馈
1.下列各项属于物理信息的是(1)(4)(7)(9)(10);属于化学信息的是(2)(5)(8)(11);属于行为信息的是(3)(6)。
(1)花椒树上的刺
(2)昆虫的性外激素
(3)孔雀开屏
(4)鸟类的鸣叫声所发出的信息
(5)猎豹和猫科动物的高度特化的尿
(6)蜜蜂的舞蹈行为
(7)某些植物花朵的颜色、形状等传递给传粉昆虫的信息
(8)生物代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗生素等
(9)萤火虫的闪光
(10)有些候鸟的迁徙,在夜间是靠天空中的星座来确定方位的
(11)鼬遇到危险时,由肛门排出有强烈恶臭味的气体,起到报警和防御的功能
2.具有警戒色的生物会向其他的生物发出不能捕食的信息,警戒色从信息的种类分析属于( )
A.物理信息
B.化学信息
C.生物信息
D.行为信息
解析:警戒色是某些有毒的或不可食的生物所具有的鲜艳醒目的颜色或斑纹,这种颜色往往会对捕食者产生信号作用,使其避而远之。通过颜色传递的警告信息,属于物理信息。
答案:A
3.下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是( )
A.利用性外激素,干扰害虫的正常交尾
B.控制日照时间以控制开花时间
C.利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫
D.利用生长素类似物杀死单子叶植物田地中的双子叶杂草
解析:生长素类似物如2,4-D等是人工合成的具有生长素效应的物质,应用其除草的原理是双子叶植物对生长素的敏感性较单子叶植物强,在高浓度时生长素类似物可将双子叶植物杀死,却对单子叶植物有促进生长的作用。此措施没有体现信息在生物与生物之间或生物与环境之间的传递。
答案:D
4.下列信息传递的实例中,属于调节生物种间关系的是( )
A.莴苣在适宜波长的光下才能萌发生长
B.昆虫散发性外激素传递信息
C.草原返青时,“绿色”为食草动物提供信息
D.雄鸟求偶时进行复杂的“求偶炫耀”
解析:莴苣在适宜波长的光下才能萌发生长,属于生物与非生物环境之间的信息传递。昆虫散发性外激素传递信息和雄鸟求偶时进行复杂的“求偶炫耀”,属于生物种内的信息传递。草原返青时,“绿色”为食草动物提供信息反映的是草与食草动物两种不同的生物之间的信息传递,可调节种间关系。
答案:C
探究点一
探究点二
生态系统中的信息传递
情境导引
生态系统中的生物通过信息流进行信息传递,生态系统中的信息传递有何特点?信息传递仅局限于生物之间吗?
1.根据教材P70“思考讨论”回答问题。
(1)对比生态系统中能量的单向流动,信息传递具有什么特点?
提示:信息传递往往是双向的。
(2)生物接收到的信息可以来源于哪些方面?
提示:可以来源于非生物环境,也可以来源于同种生物,还可以来源于不同种生物。
探究点一
探究点二
2.动物的行为信息都与繁衍有关吗?
提示:不一定。有些行为与繁衍有关,如孔雀开屏。但某些信息与捕食有关,如某大型肉食动物捕食时,除了发出吼叫声外,还伴随着一些动作,这些动作就是行为信息。
3.高等动物的神经信息的传递和遗传信息的传递与表达是否属于生态系统的信息传递?
提示:二者都不属于,神经系统的信息传递是个体细胞、器官、组织间的信息传递,遗传信息的传递与表达是细胞内部的信息传递。生态系统的信息传递的范围包括同种生物个体之间、异种生物个体之间和生物与非生物环境之间。
探究点一
探究点二
典例剖析
以下三个实例分别体现了哪一类信息的作用?( )
①萤火虫通过闪光互相识别 ②草原上的鸟在发现天敌后,雄鸟急速飞起,扇动翅膀向雌鸟发出信号 ③某种植物根系可以分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物,如将这类物质在作物播种前施入土中,就可以使休眠孢子提前发芽,使其因找不到宿主而死亡
A.物理信息、化学信息、行为信息
B.物理信息、行为信息、化学信息
C.行为信息、物理信息、化学信息
D.化学信息、行为信息、物理信息
答案:B
探究点一
探究点二
归纳提升
1.生态系统信息传递的模型
探究点一
探究点二
(1)该模型属物理模型。
(2)信息传递的范围。
(3)信息的来源:可来自非生物环境,也可来自生物。
(4)信息传递的方向:信息传递往往是双向的。
(5)信息传递的过程
阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。
探究点一
探究点二
2.与信息传递有关的4个注意事项
(1)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏,如果通过行为传递信息给对方,则属于行为信息;如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方,则属于物理信息。
(2)鸟类或其他动物的报警,若通过声音(尖叫),则属于物理信息;若通过特殊的动作(突然飞起),则属于行为信息。
(3)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度、湿度这些信号,通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感知上述信息,则判断为物理信息。
(4)若涉及化学物质的挥发性这一特点,则判断为化学信息。
探究点一
探究点二
活学活练
1.一只蚜虫受到攻击时,就会释放一种起警告作用的化学物质,以便邻近的蚜虫迅速逃避敌害,这种现象所属的特征及所释放的化学物质分别是( )
A.种内互助,化学信息
B.种内互助,行为信息
C.种间互助,化学信息
D.种内互助,物理信息
解析:由题意可知,蚜虫受到攻击时释放的化学物质属于化学信息;受到攻击的蚜虫释放的化学物质帮助邻近的蚜虫迅速逃避敌害,属于种内互助。
答案:A
探究点一
探究点二
2.下列哪项不属于信息传递在生态系统中的直接作用?( )
A.维持生态系统的稳定性
B.与生物种群的繁衍有关
C.调节生物的种间关系
D.增加生态系统中基因的多样性
解析:信息传递能够调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定性,A、C两项正确;信息传递与生物种群的繁衍有关,B项正确;基因的多样性与个体和种群数量相关,与信息传递无直接关系,D项错误。
答案:D
探究点一
探究点二
信息传递在农业生产中的应用
情境导引
信息传递在农业生产中的应用有哪些方面?
生态系统的信息传递在农业生产中有重要的应用。阅读下列材料,回答相关问题。
材料1 苹果园里放置一个电子仪器,产生与蜜蜂跳舞时相同的频率或声音,以吸引大量蜜蜂到苹果园采蜜,利于苹果更好地传粉,从而提高苹果的产量。
材料2 用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子,可以提高发芽率,获得增产。
材料3 家禽饲养,在增加营养的基础上延长光照时间,提高产蛋率。
探究点一
探究点二
材料4 利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其结群或远离农田。
材料5 “迷向法”防治害虫:在田间释放过量的人工合成的性引诱剂,使雄虫无法辨别雌虫的方位,或者使它的气味感受器变得疲劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常交尾活动。
(1)由材料1、2、3可以得出,信息传递应用于农业生产,可以提高农产品和畜产品的产量。
(2)材料5中,“迷向法”并不能直接杀死害虫,而是通过干扰害虫的正常交尾活动,从而使害虫种群的出生率下降,降低其对作物的危害。
(3)由材料4、5可以得出,在农业生产中,信息传递还可以对有害动物进行控制。
探究点一
探究点二
典例剖析
低温处理萌发的种子可促使其长成的小麦植株提前开花和成熟,如春小麦经过春化处理后,可早熟5~10
d。下列说法不正确的是( )
A.温度在生态系统的信息传递中属于物理信息
B.该材料体现了信息的传递对植物的生长发育起重要作用
C.信息传递在农业生产中能够提高产品的产量
D.影响春小麦生长发育过程的信息只有温度
解析:春小麦春播时气温较低,如果提早进行低温处理(即春化阶段),然后播种,小麦植株会提前进入开花阶段,从而提高产量。该生产实例体现了物理信息(温度)对植物生长发育的影响,也体现出物理信息在农业生产上的应用。春小麦在生长发育过程中,受光、温度、水分、空气等多种信息的影响。
答案:D
探究点一
探究点二
归纳提升
1.提高农产品和畜产品的产量
例如,模拟动物信息吸引大量传粉动物,可提高果树的传粉率和结实率。
2.对有害动物进行控制
对有害动物的防治方法有多种,如化学防治、生物防治、机械防治等。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,生物防治中的有些措施利用了信息传递。
探究点一
探究点二
防治
方法
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
或寄生虫等
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;
寄生虫专一性强
缺点
引起害虫抗药性增强;会毒害害虫天敌,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
探究点一
探究点二
活学活练
1.下列有关生态系统信息传递在农业生产中应用的说法,不正确的是( )
A.利用信息传递防治害虫不会造成环境污染
B.信息传递应用在农业生产中,不仅可以提高农产品的产量,也可对有害动物进行控制
C.延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量,这属于对行为信息的合理利用
D.模拟动物信息吸引大量传粉动物,不能改善农产品的品质
探究点一
探究点二
解析:利用信息传递防治害虫,属于生物防治,不会造成环境污染,A项正确;信息传递在农业中的应用主要是提高农产品或畜产品的产量,对有害生物进行控制等,B项正确;光照属于物理信息,而不是行为信息,C项错误;模拟动物信息吸引大量传粉动物,可提高果树的传粉率和结实率,不会改变农产品的品质,D项正确。
答案:C
探究点一
探究点二
2.下列有关化学信息和化学防治的叙述,错误的是( )
A.化学信息是生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质
B.化学防治的原理是利用农药的生物活性,对有害生物种群进行控制
C.化学防治的优点:在一定条件下,能快速消灭害虫,降低害虫密度
D.利用化学信息防治害虫会导致生态环境的破坏
解析:化学信息是生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质,A项正确;化学防治的原理是利用农药的生物活性,对有害生物种群进行控制,B项正确;化学防治的优点是在一定条件下,能快速消灭害虫,降低害虫密度,C项正确;利用化学信息防治害虫属于生物防治,生物防治的优点有对环境污染小、能有效保护天敌等,不会导致生态环境的破坏,D项错误。
答案:D
