高中生物備課課件（新教材人教版2019）選擇性必修二 3-4 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

§3-2生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)及穩(wěn)定性問題探討討論

1967年，荷蘭一位生物學(xué)家在研究蜜蜂時(shí)，發(fā)現(xiàn)蜜蜂在找到蜜源后，可以通過跳圓圈舞或擺尾舞向同伴傳遞蜜源情況：圓圈舞表明蜜源較近，大約在距蜂箱百米以內(nèi)；擺尾舞的意思是，蜜源在百米之外的遠(yuǎn)處，究竟距離多遠(yuǎn)與擺尾的速度有關(guān)?！?00m以內(nèi)”，對我們來說這幾個字的含義就是信息。同樣的信息，蜜蜂是怎樣傳遞的？通過跳圓圈舞來傳遞這一信息2.你還能舉出生物間傳遞信息的其他例子嗎？圓圈舞：大致以一個圓形軌跡持續(xù)移動（a）。擺尾舞：先做一個半圓軌跡的移動，接著做直線移動，然后朝相反方向轉(zhuǎn)一個半圓。蜜蜂在直線移動時(shí)尾部向兩旁不斷用力搖擺（b）。蜜蜂傳遞的是發(fā)現(xiàn)蜜源的信息，它們是如何發(fā)現(xiàn)蜜源的呢？是植物發(fā)出了某種信息并傳遞給蜜蜂嗎？什么是信息呢？思考Thinking生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞在日常生活中，人們通常將可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號等稱作信息。生態(tài)系統(tǒng)中的生物種群之間，以及它們內(nèi)部都有信息的產(chǎn)生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。信息與信息流生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類一只昆蟲撞上了蜘蛛網(wǎng)，引起了蜘蛛網(wǎng)的振動，馬上就有蜘蛛爬來……蜘蛛網(wǎng)的振動頻率，對蜘蛛來說，就是信息。在茂密的森林里，一只頭狼爬上高坡，昂首向空中長嚎。不久，分散在森林中的狼群成員便陸續(xù)趕來，開始集體獵食。頭狼的嚎叫聲，對于狼群成員也是一種信息。生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場等，通過物理過程傳遞的信息，稱為物理信息。蜘蛛網(wǎng)的振動頻率、頭狼的嚎叫聲物理信息物理信息的來源植物開花與日照長短有關(guān)非生物環(huán)境蜘蛛捕食的信息來自昆蟲掙扎產(chǎn)生的振動生物個體或群體生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類在生命活動中，生物產(chǎn)生的一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)化學(xué)信息植物：生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物動物：性外激素等。昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中都存在能傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)——信息素。生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類動物的特殊行為，主要指各種動作，能夠向同種或異種生物傳遞某種信息行為信息蜜蜂跳舞艾草胸雞的求偶炫耀特點(diǎn)1：生物可以通過一種或者多種信息類型進(jìn)行交流孔雀既可以通過開屏等行為信息進(jìn)行求偶，也可通過鳴叫等物理信息與同類交流。當(dāng)草原返青時(shí)，食草動物先在遠(yuǎn)處通過識別植物的綠色（物理信息）來搜尋食物，然后在近處通過植物的氣味（化學(xué)信息）來辨別和攝取食物。特點(diǎn)2：

信息傳遞既存在于同種生物之內(nèi)，也發(fā)生在不同生物之間。在非洲大陸上，犀牛與牛椋鳥之間有頻繁的信息交流，鳥的鳴叫與跳躍可以提醒犀牛附近有危險(xiǎn)情況。信息傳遞的組成要素信息源信道信息受體空氣、水以及其他介質(zhì)信息傳播的媒介動物：眼、鼻、耳、皮膚植物：葉、芽以及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)(如光敏色素)等信息接收的生物或其部位非生物環(huán)境生物個體或群體信息產(chǎn)生的部位【思考·討論】分析發(fā)生在身邊的生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞如果留心觀察就會發(fā)現(xiàn)，身邊的貓、狗等動物的生活，就離不開信息的傳遞，其中既有物理信息，也有化學(xué)信息與行為信息。請就每種信息各舉兩個例子，并說明這些信息傳遞的意義。【思考·討論】生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性1.海豚進(jìn)行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為幾乎都依賴于超聲波。它們可使用頻率超過100kHz的超聲波進(jìn)行“回聲定位”。近年來，屢有海豚出現(xiàn)“集體自殺”現(xiàn)象的報(bào)道。已有證據(jù)表明，人類的艦船、海洋開采活動、某些通信工具在海洋中產(chǎn)生了巨大的噪聲，會直接干擾海豚的“定位系統(tǒng)”。2.有些植物（如萵苣、茄、煙草）的種子必須接收某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。海豚的回聲定位示意圖萵苣種子萌發(fā)率與光的波長的關(guān)系示意圖【思考·討論】生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性3.在自然界中，植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時(shí)間達(dá)到一定長度時(shí)，植物才能開花。許多動物都能在特定時(shí)期釋放用于吸引異性的信息素。經(jīng)過研究，科學(xué)家已分離和鑒定了上千種昆蟲信息素，其中大部分是用來傳遞性信號的。討論1.根據(jù)資料，分析信息傳遞與生命活動的正常進(jìn)行有什么關(guān)系。提示：如果沒有信息傳遞，海豚的生活、捕食難以進(jìn)行，信息干擾會導(dǎo)致海豚出現(xiàn)“自殺”現(xiàn)象；萵苣、茄、煙草種子的萌發(fā)，植物的開花，動物的繁殖等生命活動，離開信息傳遞都不能正常進(jìn)行。2.信息傳遞在種群的繁殖過程中起什么作用？通過信息傳遞，雌雄個體能相互識別、交配，這樣才能保證種群的繁衍?！舅伎肌び懻摗可鷳B(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性4.2001年，科學(xué)家在研究植物與植食性昆蟲之間的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象。當(dāng)煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產(chǎn)生和釋放可揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)，白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——捕食者，夜間能夠驅(qū)除夜間活動的雌蛾，使它們不能在植物葉片上停留產(chǎn)卵。討論3.資料4中的化學(xué)物質(zhì)能夠?qū)追N生物類群聯(lián)系起來？將煙草、蛾和蛾幼蟲的天敵三種生物聯(lián)系起來。4.煙草釋放的化學(xué)物質(zhì)，在白天與夜間是否都使它本身受益？是煙草植株釋放化學(xué)物質(zhì)示意圖信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用海豚進(jìn)行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為幾乎都依賴于超聲波；有些植物，像萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長的光信息，才能萌發(fā)生長。植物開花需要光信息刺激(日照長度)；許多動物都能在特定時(shí)期釋放用于吸引異性的信息素。生物種群的繁衍離不開信息傳遞生命活動的正常進(jìn)行離不開信息傳遞信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，進(jìn)而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定當(dāng)煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產(chǎn)生和釋放可揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)，白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——寄生蟲或捕食者，夜間又能夠驅(qū)除夜間活動的雌蛾，使它們不能在植物葉片上停留產(chǎn)卵。草原的“綠色”為草原動物提供了可以開始采食的信息。森林中，狼既能用眼睛辨別獵物，也可以根據(jù)耳朵聽到的聲音作出反應(yīng)，以追捕獵物；兔同樣能夠依據(jù)狼的氣味或行為特征躲避獵捕。信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量農(nóng)業(yè)：動物的傳粉對于許多農(nóng)作物的結(jié)實(shí)不可缺少。模擬動物信息吸引傳粉動物可提高果樹的傳粉效率和結(jié)實(shí)率。信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量畜牧業(yè)：延長光照時(shí)間會刺激雞卵巢的發(fā)育和雌激素的分泌，可以大大提高雞的產(chǎn)蛋率?？刂苿游镂：Φ募夹g(shù)方法機(jī)械防治化學(xué)防治生物防治生物防治優(yōu)點(diǎn)對