資源簡介

3.4 生態系統的信息傳遞
教案
一、教學目標
1.舉例說出生態系統中的信息傳遞。
2.概述信息傳遞在生態系統中的作用。
3.描述信息傳遞在農業生產中的應用。
二、教學重難點
1.教學重點
概述信息傳遞在生態系統中的作用。
2.教學難點
概述信息傳遞在生態系統中的作用。
三、教學過程
【本節聚焦】
生態系統中的信息有哪些類型？
生態系統中的信息傳遞起著什么作用？
如何運用生態系統的信息傳遞原理提高農作物產量、進行有害動物的防治？
【導入】問題探討：1967年，荷蘭一位生物學家在研究蜜蜂時，發現蜜蜂在找到蜜源后，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；擺尾舞的意思是，蜜源在百米之外的遠處，究竟距離多遠與擺尾的速度有關。
討論：1.“100m以內”，對我們來說這幾個字的含義就是信息。同樣的信息，蜜蜂怎樣傳遞的？
提示：通過跳圓圈舞
2.你還能舉出生物間傳遞信息的其它例子嗎？
提示：孔雀開屏、豪豬豎刺等
【一、生態系統中信息的種類】
1.物理信息
（1）概念: 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。
（2）舉例：見課件
（3）來源：可以是非生物環境，也可以是生物個體或群體。
2.化學信息
(1)概念: 在生命活動中，生物還產生一些可以傳遞信息的化學物質。
(2)來源: 生物體的代謝產物或分泌物。
(3)實例:如植物的生物堿、有機酸等代謝產物以及動物的性外激素，昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中的信息素等。
3.行為信息
(1)概念: 動物的特殊行為，主要指各種動作，這些動作也能夠向同種或異種生物傳遞某種信息，即動物的行為特征可以體現為行為信息。
(2)來源: 動物的特殊行為。
(3)實例: 蜜蜂跳舞、孔雀開屏、鳥類的“求偶炫耀”等。
4.信息概述
（1）信息的概念：日常生活中，人們通常將可以傳播的消息、情報、指令、數據與信號等稱作信息。
（2）信息傳播的三要素：
①信息源：信息產生的部位（來自生物或非生物環境）
②信道：信息傳播的媒介（空氣、水以及其他介質等）
③信息受體：信息接收的生物或其部位（如動物的眼、鼻、耳、皮膚；植物的葉、芽以及細胞中的特殊物質如光敏色素等）
（3）信息流：生態系統中的生物種群之間，以及它們內部都有信息的產生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。
特別注意：生態系統的信息傳遞，不包括細胞內及細胞之間的信息傳遞。
5.生態系統中信息傳遞的特點
①生物可以通過一種或者多種信息類型進行交流；
②生態系統中的信息傳遞既存在于同種生物之內，也發生在不同生物之間；
③多數情況下，信息傳遞為雙向的。
【旁欄思考】想一想，生態系統中信息傳遞與物質循環和能量流動存在哪些差異？哪些環節構成了一個完整的信息傳遞過程？
提示:差異主要有以下方面：1.物質循環和能量流動借助于食物鏈進行，信息傳遞不依賴與食物鏈，可在同一個物種內傳遞，也可在不同物種間傳遞，還可以在非生物環境與生物體之間傳遞；2.能量流動的特點是單向流動，物質是可循環利用的，但信息傳遞往往是雙向的，且不能循環利用；完整的信息傳遞過程包括信息源、信道和信息受體。缺少其中任意一項，信息傳遞都不能完成。
【檢測】下列各項分別屬于物理信息的有___________________，屬于化學信息的有________，屬于行為信息的有_____________
1.蛛網振動 2.狼的叫聲
3.生物釋放紅外線 4.蝙蝠回聲定位
5.植物分泌的毒素 6.老馬識途
7.電鰻放電 8.昆蟲的性信息素
9.適宜光照下植物開花 10.薊的刺；
11.金龜子遇敵裝死 12.遇敵豪豬豎刺
13.飛蛾撲火 14.牛椋鳥跳躍提醒犀牛危險
思考討論：分析發生在身邊的生態系統中的信息傳遞
如果留心觀察就會發現，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：生態系統中信息傳遞的重要性
1、海豚進行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為幾乎都依賴于超聲波，他們可使用頻率超過100KHz的超聲波進行“回聲定位”。近年來，屢有海豚出現集體自殺現象的報道，已有證據表明人類的艦船海洋開采活動，某些通信工具在海洋中產生了巨大的噪聲，會直接干擾海豚的“定位系統”。
2、有些植物（如萵苣、茄、煙草）的種子必須接受某種波長的光信息，才能萌發生長。
3、在自然界中，植物開花需要光信息刺激，當日照時間達到一定長度時，植物才能開花。許多動物都能在特定時期釋放用于吸引異性的信息素，經過科學家的研究，以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息號的。
4、2001年，科學家在研究植物與植食性昆蟲之間的關系時，發現了一個有趣的現象，當煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放可揮發的化學物質，這些化學物質白天可以吸引蛾幼蟲的天敵，寄生蟲或捕食者，夜間又能驅除夜間活動的雌蛾，使他們不能在植物葉片上停留產卵。
討論：
1.根據資料，分析信息傳遞與生命活動的正常進行有什么關系。
提示：生命活動的正常進行，離不開信息的作用。
2.信息傳遞在種群的繁殖過程中起什么作用？
提示：通過信息傳遞，雌雄個體才能相互識別、交配，這樣才能保證種群的繁衍。說明生物種群的繁衍,離不開信息的傳遞。
3.資料4中的化學物質能夠將幾種生物類群聯系起來？
提示：將煙草、蛾和蛾幼蟲的天敵三種生物聯系起來。
4.煙草釋放的化學物質，在白天與夜間是否都使它本身受益？
提示：是
5.請根據這些資料，總結信息傳遞對于生物生存的重要性。
提示：信息傳遞對生物個體生命活動的正常進行和種群的繁衍都具有重要意義。
【二、信息傳遞在生態系統中的作用】
1.生命活動的正常進行，離不開信息的作用。
例：①海豚進行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為都依賴于超聲波；
②萵苣的種子必須接收某種波長的光信息才能萌發；
③動物的換毛現象受光信息的刺激；
2.生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞。
例：①在自然界中，植物開花需要光信息刺激，當日照時間達到一定長度時，植物才能開花；
②昆蟲通過分泌性外激素，引誘異性個體來交配；
3.信息還能調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定。
例：①當草原返青時，“綠色”為食草動物提供了可以開始采食的信息；
②在森林中，狼既能用眼睛辨別獵物，也可以根據耳朵聽到的聲音作出反應，以追捕獵物，兔同樣能夠依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕。
【三、信息傳遞在農業生產中的應用】
1.提高農畜產品的產量
如：利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物；延長光照時間，刺激雞卵巢發育和雌激素的分泌，大大提高產蛋率。
2.對有害動物進行控制
如：①利用光照、聲音信號誘捕或驅趕某些動物；②利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度；③還可以利用特殊的化學物質擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物的繁殖力下降。
【課堂小結】
【練習與應用】
一、概念檢測
1.黃鼬（俗稱“黃鼠狼”）主要捕食鼠類，它們體內有臭腺，在遇到威脅時可排出臭氣麻痹敵人，鼠類聞到臭氣時往往選擇逃離。以下有關解釋不合理的是（ ）
A.釋放的臭氣是一種化學信息
B.這種氣味信息只對黃鼬有利
C.釋放臭氣有利于黃鼬躲避危險
D.臭氣作為信息可調節種間關系
2.“燕燕于飛，差池其羽” “燕燕于飛，上下其音”（《詩經 國風》），燕子表達的是哪一類 信息？
二、拓展應用
機場附近的鳥類嚴重危害飛行安全，因此有必要進行人工驅鳥。請將以下人工驅鳥的措施按原理進行歸類。
①播放鳥類天敵的鳴叫聲，②放置無公害的驅鳥劑，③燃放爆竹，④使用激光，⑤架設煤氣炮（模擬猜槍的響聲和火光），⑥布設鳥類害怕的圖案，⑦聲光威嚇（將爆竹、獵槍聲、激光、驅鳥火焰等方法結合）,⑧遙控航模模擬天敵。
上述方法利用物理信息的有 ,
利用化學信息的有 ，
利用行為信息的有 。

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