高中生物選擇性必修2：第3章 第4節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和行為信息的傳遞對生命活動(dòng)的正常進(jìn)行、生物種群的繁衍和種間關(guān)系的調(diào)節(jié)起著重要作用。生命觀念—通過比較物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)與信息傳遞的區(qū)別與聯(lián)系，建立生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)觀。科學(xué)思維—根據(jù)信息傳遞的特點(diǎn)判斷信息類型，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。社會(huì)責(zé)任—通過分析信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，培養(yǎng)嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題的擔(dān)當(dāng)和能力。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類1．信息的概念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。2．信息流的概念生態(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。3．信息的基本類型(1)物理信息①概念：通過物理過程傳遞的信息。②舉例：光、聲、溫度、濕度和磁場等。③來源：可以是非生物環(huán)境，也可以是生物個(gè)體或群體。(2)化學(xué)信息①概念：生物在生命活動(dòng)中，產(chǎn)生的可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。②舉例：植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物，以及動(dòng)物的性外激素等。(3)行為信息①概念：對于同種或異種生物能夠通過特殊行為傳遞的信息。②舉例：蜜蜂跳舞、雄鳥的“求偶炫耀”。4．信息傳遞的三要素(1)信息源：信息產(chǎn)生的部位。(2)信道：信息傳播的媒介。(3)信息受體：信息接收的生物或其部位。二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用(1)個(gè)體水平：生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息的作用。(2)種群水平：生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞。(3)群落和生態(tài)系統(tǒng)水平：信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。2．信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量舉例：若能利用模擬的動(dòng)物信息吸引大量的傳粉動(dòng)物，就可以提高果樹的傳粉效率和結(jié)實(shí)率。(2)對有害動(dòng)物進(jìn)行控制舉例：利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物，降低害蟲的種群密度。判斷對錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．生物堿、有機(jī)酸和性外激素等都屬于化學(xué)信息。 ()2．生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞對所有捕食者都必然是有利的。 ()3．“心猿意馬”不屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞。 ()4．信息傳遞有利于溝通生物群落與非生物環(huán)境之間，生物與生物之間的關(guān)系，具有調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 ()5．生態(tài)系統(tǒng)中的物理信息只來自無機(jī)環(huán)境。 ()6．信息傳遞一般是單向的。 ()提示：1.√2．×生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞具有雙向性，有的對被捕食者有利，如鳥的叫聲，提醒同伴逃避敵害。3．√4．√5．×生態(tài)系統(tǒng)中的物理信息也可來自其他生物。6．×信息傳遞一般是雙向的。生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類1．信息的種類比較項(xiàng)目物理信息化學(xué)信息行為信息信息源無機(jī)環(huán)境和生物生物的生命活動(dòng)動(dòng)物信道物理過程信息素動(dòng)物的特殊行為信息受體動(dòng)物的眼、耳、皮膚等器官，植物的葉、芽或細(xì)胞中的光敏色素等物質(zhì)動(dòng)物，如昆蟲的性外激素、哺乳動(dòng)物的氣味等同種或異種動(dòng)物個(gè)體2.信息傳遞的模式(1)形式：可分為物理信息、化學(xué)信息、行為信息。(2)來源：可來自環(huán)境，也可來自生物。(3)方向：信息傳遞一般是雙向的。(4)信息傳遞的功能：信息傳遞存在于生態(tài)系統(tǒng)的各種成分之間，把生態(tài)系統(tǒng)的各種成分聯(lián)系成一個(gè)整體，決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)。生活聯(lián)系：1.我們已經(jīng)進(jìn)入了信息大爆炸的時(shí)代，其實(shí)任何生物的生存均離不開信息傳遞，生態(tài)系統(tǒng)中的信息可分為三類。觀察圖示回答以下有關(guān)問題：圖1圖2圖3(1)圖1中蜘蛛網(wǎng)的振動(dòng)對蜘蛛來說屬于哪一類信息？此信息的來源是什么？提示：蜘蛛網(wǎng)的振動(dòng)對蜘蛛來說屬于物理信息。此信息來源于生物(或蜘蛛)。(2)圖2中人的氣味屬于哪一類信息？提示：化學(xué)信息。(3)圖3中的孔雀開屏屬于哪一類信息？該信息的來源是什么？提示：孔雀開屏屬于行為信息。此信息來源于生物的行為特征。2．請用箭頭表示圖中生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間信息傳遞的方向。提示：3．所有的信息傳遞都是雙向的嗎？請作出判斷并舉例說明。提示：并非所有的信息傳遞均具有雙向性。比如草原上，草的綠色給羊傳遞了可食用的信息，羊不傳信息給草，這是單向的。1.如圖表明的是物種A與物種B的關(guān)系，則物種A與物種B之間信息傳遞的方向是()A．信息只能由A傳遞給BB．信息只能由B傳遞給AC．A與B之間可以相互傳遞信息D．A與B之間不能相互傳遞信息C[本題易錯(cuò)選A項(xiàng)，原因是誤認(rèn)為信息是單向傳遞的。由題圖可知，物種A與物種B之間屬于捕食關(guān)系，二者相互依賴，相互制約，而實(shí)現(xiàn)這種動(dòng)態(tài)的制約關(guān)系是雙方之間彼此進(jìn)行的信息傳遞。]2．(不定項(xiàng))某同學(xué)將一面鏡子豎立在一棵樹旁，該樹上的一只小鳥飛到鏡子前，對著鏡子中的“小鳥”憤怒地啄擊撲打。下列關(guān)于該事件中信息傳遞的敘述，正確的是()A．小鳥啄擊撲打的動(dòng)作本身是一種行為信息B．小鳥的眼睛能夠感受鏡子發(fā)出的物理信息C．小鳥把鏡子傳遞的信息當(dāng)作來自入侵者的信息D．激怒小鳥的信息是直接來自非生物的化學(xué)信息ABC[鏡子傳遞的信息使小鳥激怒，此信息是來自非生物的物理信息，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]判斷信息種類的兩種方法信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用和生產(chǎn)中的應(yīng)用1．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用層次作用舉例個(gè)體生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息的作用(1)蝙蝠的回聲定位(2)萵苣種子必須接受某種波長的光才萌發(fā)種群生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞(1)植物開花需要光信息刺激(2)昆蟲分泌性外激素，引誘異性個(gè)體群落和生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定食物鏈上相鄰物種的某些個(gè)體行為或種群特征為對方提供大量的有用信息2.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用措施目的養(yǎng)雞場延長光照時(shí)間提高產(chǎn)蛋率用一定波長的光照處理蔬菜、各類作物的種子提高發(fā)芽率利用人工合成的化學(xué)信息吸引傳粉動(dòng)物提高作物的傳粉率和結(jié)實(shí)率利用音響設(shè)備模擬動(dòng)物的聲音誘捕或驅(qū)趕動(dòng)物施用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物3.生態(tài)系統(tǒng)三大功能的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞特點(diǎn)單向流動(dòng)，逐級遞減循環(huán)運(yùn)動(dòng)，反復(fù)利用往往是雙向的范圍生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級及分解者生物圈生物之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間途徑食物鏈和食物網(wǎng)多種地位生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)聯(lián)系同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體應(yīng)用實(shí)踐：1.在森林中，狼能夠依據(jù)兔留下的氣味去獵捕后者，兔同樣也能夠依據(jù)狼的氣味或行為特征躲避獵捕。這說明生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞有什么作用？提示：說明生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。2．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)上常在田間或林間施放一種化學(xué)物質(zhì)，使害蟲不能完成生殖，而達(dá)到控制害蟲的目的。(1)為什么一種化學(xué)物質(zhì)就能夠控制害蟲的繁殖？提示：該種化學(xué)物質(zhì)能干擾雌、雄蟲在完成生殖活動(dòng)時(shí)的信息聯(lián)系。(2)這種防治措施與使用殺蟲劑相比有什么優(yōu)點(diǎn)？提示：能防止環(huán)境污染。1．野生揚(yáng)子鱷種群的雌雄比例一般穩(wěn)定在5∶1左右，這樣的性別比例是由孵化時(shí)的溫度所決定的。繁殖季節(jié)雄性揚(yáng)子鱷發(fā)出“轟”“轟”的聲音，雌性揚(yáng)子鱷則根據(jù)聲音大小選擇巢穴位置。當(dāng)聲音大時(shí)，雌鱷選擇將巢穴筑于山凹濃蔭潮濕溫度較低處，則孵出較多的雌鱷。以上事實(shí)說明生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞()A．能夠調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定B．維持生物體正常生命活動(dòng)，調(diào)節(jié)生物內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)C．利于生物種群的繁衍，維持種群數(shù)量的穩(wěn)定D．調(diào)節(jié)生物種群的巢穴溫度，維持適宜的性別比例C[由題干中信息可知，雄鱷聲音的大小可使雌鱷調(diào)整筑巢的位置，從而影響后代性別比例，體現(xiàn)了信息傳遞利于種群繁衍的作用。]2．(不定項(xiàng))農(nóng)場中種植著糧食作物、果樹，飼養(yǎng)著家禽、家畜等。下列屬于運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞原理來提高農(nóng)畜產(chǎn)品產(chǎn)量的措施的是()A．延長家禽的光照時(shí)間，提高產(chǎn)蛋量B．人工控制作物光周期，以達(dá)到早熟、高產(chǎn)的目的C．施放過量的性引誘劑，干擾害蟲的正常交尾D．農(nóng)場中生物間的化學(xué)信息傳遞沿食物鏈逐級進(jìn)行ABC[A、B、C選項(xiàng)都屬于運(yùn)用信息傳遞原理來提高農(nóng)畜產(chǎn)品產(chǎn)量的措施。D項(xiàng)的化學(xué)信息不是人工施加的，也不能提高產(chǎn)量。]3．如圖表示生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)及信息傳遞過程，則圖甲、圖乙、圖丙可依次表示()圖甲圖乙圖丙A．能量流動(dòng)、碳的循環(huán)、信息傳遞B．能量流動(dòng)、信息傳遞、碳的循環(huán)C．碳的循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞D．信息傳遞、能量流動(dòng)、碳的循環(huán)C[生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)具有循環(huán)往復(fù)、全球性的特點(diǎn)，在生物群落內(nèi)是單向的，圖甲可表示碳的循環(huán)；在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)是單向的，圖乙可表示能量流動(dòng)；而生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，不論是在生物與無機(jī)環(huán)境之間還是在生物與生物之間都是雙向的，圖丙可表示信息傳遞。][課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.生態(tài)系統(tǒng)中的信息分為物理信息、化學(xué)信息和行為信息。2．光、聲、溫度、濕度、磁場等，都屬于物理信息，生物堿、有機(jī)酸和性外激素等都屬于化學(xué)信息，生物的行為特征可體現(xiàn)為行為信息，如蜜蜂跳舞，鳥類的“求偶炫耀”等。3．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用：(1)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行離不開信息的作用；(2)生物種群的繁衍離不開信息的傳遞；(3)信息能調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。4．信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有兩個(gè)方面：一是提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量；二是對有害動(dòng)物進(jìn)行控制。1．生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一，下列敘述正確的是()A．物理信息的來源可以是無機(jī)環(huán)境，也可以是生物B．孔雀開屏是一種物理信息C．在草原上，草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供了可以采食的化學(xué)信息D．蝙蝠對目標(biāo)“回聲定位”發(fā)出聲波是一種行為信息A[孔雀開屏是一種行為信息，B錯(cuò)誤；在草原上，草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供了可以采食的物理信息，C錯(cuò)誤；蝙蝠對目標(biāo)“回聲定位”發(fā)出聲波是一種物理信息，D錯(cuò)誤。]2．下列屬于探究化學(xué)信息傳遞的是()A．觀察動(dòng)物對電視圖像的反應(yīng)B．用錄音機(jī)記錄鳥類繁殖時(shí)的鳴叫聲C．利用性外激素誘殺害蟲D．利用“黑光燈”集中捕殺飛蛾C[電視圖像、鳴叫聲、“黑光燈”發(fā)出的光和聲音都是物理信息，C項(xiàng)性外激素屬于化學(xué)信息。]3．(不定項(xiàng))下列做法屬于生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的是()A．捆扎稻草人驅(qū)趕稻田里的鳥類B．利用信息素誘捕有害昆蟲C．利用秋水仙素誘導(dǎo)多倍體D．播放鳥鳴錄音招引鳥類ABD[秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的原理是秋水仙素能抑制有絲分裂中紡錘體的形成，從而使染色體加倍，與信息傳遞沒有關(guān)系。]4．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞特征的描述，正確的是()A．生態(tài)系統(tǒng)的物理信息都來源于無機(jī)環(huán)境B．植物都通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息C．信息沿食物鏈從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞D．信息可以調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系D[生態(tài)系統(tǒng)中的物理信息可以來源于無機(jī)環(huán)境，也可以來源于生物，A錯(cuò)誤；植物可以通過物理信息和化學(xué)信息傳遞信息，B錯(cuò)誤；信息傳遞往往是雙向的，C錯(cuò)誤；信息可以調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，D正確。]5．某種植物上棲息著一定數(shù)量的甲、乙兩種昆蟲和蜘蛛。甲、乙兩種昆蟲均以該植物為食，蜘蛛以乙昆蟲為食。甲昆蟲在白天活動(dòng)，乙昆蟲在夜晚活動(dòng)。甲昆蟲采食該種植物的葉片后，植物會(huì)釋放出揮發(fā)性的物質(zhì)X，X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅(qū)趕乙昆蟲。請回答下列問題：(1)上述現(xiàn)象中，X分別在________________________之間進(jìn)行傳遞。(2)影響甲昆蟲活動(dòng)的信息有兩大來源，分別是________和________。影響乙昆蟲活動(dòng)的信息種類是____________________。蜘蛛在蜘蛛網(wǎng)上捕食乙昆蟲所利用的信息種類是________。(3)若在上述植物上施用人工合成的物質(zhì)X，短期內(nèi)該植物上甲昆蟲天敵和乙昆蟲天敵數(shù)量的變化是____________________________________________