資源簡介

生物選擇性必修2 生物與環境【教學設計】
第4節　生態系統的信息傳遞
[學習目標]
1.通過舉例說出生態系統中物理、化學和行為信息的傳遞對生命活動的正常進行、生物種群的繁衍和種間關系的調節起著重要作用。
2.通過學習和分析生態系統中信息的種類、信息傳遞的作用,培養歸納和概括、批判性思維等科學思維以及科學探究能力。
3.通過分析生態系統的信息傳遞在生產實踐中的應用,培養參與討論、自主合作探究的社會責任感和理論聯系實際的意識。
【課件自主預習】
一、生態系統中信息的種類
1.物理信息:是指通過物理過程傳遞的信息。
(1)舉例:自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場等。
(2)來源:非生物環境、生物個體或群體。
2.化學信息:是指生物在生命活動中產生的可以傳遞信息的化學物質,又叫信息素。
(1)舉例:植物的生物堿、有機酸等代謝產物,動物的性外激素等。
(2)來源:生物在生命活動中產生。
3.行為信息:是指動物的特殊行為,主要指能夠向同種或異種生物傳遞某種信息的各種動作。
舉例:蜜蜂跳舞、雄鳥的“求偶炫耀”等。
4.生物可以通過一種或多種信息類型進行交流。生態系統中的信息傳遞包括:信息產生的部位——信息源、信息傳播的媒介——信道、信息接收的生物或其部位——信息受體。
二、信息傳遞在生態系統中的作用
1.個體:生命活動的正常進行,離不開信息的作用,如海豚的“回聲定位”,萵苣、茄、煙草等種子的萌發生長。
2.種群:生物種群的繁衍,離不開信息的傳遞,如植物開花。
3.群落和生態系統:能夠調節生物的種間關系,進而維持生態系統的平衡與穩定。
三、信息傳遞在農業生產中的應用
1.提高農畜產品的產量。
舉例:利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物,提高果樹的傳粉效率和結實率。
2.對有害動物進行控制。
舉例:利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物,降低害蟲的種群密度。
3.目前控制動物危害的技術方法大致有三種:化學防治、生物防治和機械防治。人們越來越傾向于利用對人類生存環境無污染的、有效的生物防治。
【預習檢測】
1.判斷下面有關生態系統中信息的種類說法的正誤。
(1)生物之間的信息傳遞只限于同種生物。(　×　)
(2)信息只能沿食物鏈從低營養級向高營養級傳遞。(　×　)
2.判斷下面有關信息傳遞在生態系統中的作用及應用說法的正誤。
(1)利用特殊的化學物質擾亂某些動物的雌雄交配,使有害動物種群的繁殖力下降,屬于化學信息的應用。(　√　)
(2)利用信息傳遞作用控制動物危害屬于生物防治技術。(　√　)
(3)萵苣種子必須接收某種波長的光才能萌發生長,說明生命活動的正常進行,離不開信息的傳遞。(　√　)
【課堂互動探究】
探究點一　信息的種類和特點
[情境1] 下面展示了10種信息,請分析回答下列問題。
①花椒樹上的刺　②昆蟲的性外激素　③孔雀開屏　④鳥類的鳴叫聲　⑤獵豹等貓科動物高度特化的尿標志　⑥蜜蜂的舞蹈行為　⑦某些植物花朵的顏色、形狀等　⑧生物代謝產生的物質如酶、維生素、生長素、抗生素等　⑨螢火蟲的閃光
⑩鼬遇到危險時由肛門附近的腺體排出的有強烈惡臭味的氣體
[思考] (1)屬于物理信息、化學信息和行為信息的分別有哪些
提示:物理信息:①④⑦⑨;化學信息:②⑤⑧⑩;行為信息:③⑥。
(2)信息傳遞種類辨析
①生態系統中信息的種類因傳播途徑的不同而不同。如孔雀開屏,如果是通過行為傳遞給對方,則屬于行為信息;如果通過羽毛的顏色等傳遞給對方,則屬于物理信息。
②鳥類或其他動物報警,若通過聲音(尖叫)則屬于物理信息,若通過特殊的動作(突然飛起)則屬于行為信息。
③涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度這些信號,通過動物的皮膚、耳朵、眼或植物的光敏色素、葉、芽等接收,則判斷為物理信息。
④若涉及化學物質的揮發性這一特點則判斷為化學信息。
[情境2] 如圖為生態系統的信息傳遞模型。
[思考] (1)圖中“信息”可來自何處
提示:生物或無機環境。
(2)從圖中可以看出,生態系統的信息傳遞是否只發生于生物與生物之間
提示:不是,在生物與生物之間以及生物與無機環境之間都能發生信息傳遞。
(3)從信息傳遞的方向來看,生態系統的信息傳遞具有什么特點
提示:往往具有雙向傳遞的特點。
[深度思考] 動物可以利用化學信息進行種間、種內個體間的識別,還可以通過化學信息刺激性成熟。請分別舉例說明。
提示:例如獵豹等貓科動物有著高度特化的尿標志的信息,它們總是仔細觀察前獸留下的痕跡,并由此傳達時間信息,避免與棲居在此的對手相遇;動物還可以利用化學信息來標記領域,群居動物能夠通過化學信息來警告種內其他個體;許多動物分泌的性信息素,在種內兩性之間起信息交流的作用,如雄鼠的氣味可使幼鼠的性成熟大大提前。
[歸納總結] 生態系統中信息的種類
項目 種類
物理信息 化學信息 行為信息
概念 通過物理過程傳遞的信息 生物在生命活動中產生的可以傳遞信息的化學物質 動物的特殊行為主要指各種動作,這些動作能夠向同種或異種生物傳遞某種信息
舉例 光、聲、溫度、濕度、磁力等 植物的生物堿、有機酸等代謝產物,動物的性外激素等 蜜蜂跳舞、雄鳥的“求偶炫耀”
來源 非生物環境、生物個體或群體 生物在生命活動中產生 生物的行為特征
[應用] 信息傳遞是生態系統的功能之一,具有重要的作用。下列屬于物理信息的是(　A　)
A.“唯有牡丹真國色,開花時節動京城”
B.雄鳥的“求偶炫耀”
C.昆蟲的性外激素
D.玫瑰散發的香味
解析:雄鳥“求偶炫耀”屬于行為信息;昆蟲的性外激素和玫瑰散發的香味屬于化學信息。
探究點二　信息傳遞的作用
[情境1] 有些植物,像萵苣、茄、煙草的種子必須接受某種波長的光信息,才能萌發生長。
[思考] 由情境1可以看出,生命活動的正常進行離不開信息的傳遞。
[情境2] 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,植物才能夠開花。許多動物都能在特定時期釋放用于吸引異性的信息素。
[思考] 由情境2可以得出,生物種群的繁衍離不開信息的傳遞。
[情境3] 當煙草葉片受到甲種蛾幼蟲的采食刺激后,會釋放出揮發性的化學物質。這種化學物質白天會吸引甲種蛾幼蟲的天敵,夜間會驅趕乙種蛾,使其不能在煙草葉片上產卵(乙種蛾幼蟲也采食煙草葉片),如圖所示。試回答下列問題。
[思考] (1)甲種蛾的天敵主要在白天活動,乙種蛾主要在夜間活動,這主要受哪種信息的影響
提示:受物理信息光的影響。
(2)上述現象體現了生態系統信息傳遞的哪種作用
提示:調節生物的種間關系,以維持生態系統的平衡與穩定。
(3)利用煙草的這種特性,我們可以人工合成類似的物質應用于農業生產中,對有害動物進行防治,這種方法和農藥防治相比最大的優點是什么
提示:不污染環境。
[歸納總結] 信息傳遞與能量流動、物質循環的比較
項目 能量流動 物質循環 信息傳遞
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環往復 往往是雙向的
范圍 生態系統中各營養級 生物圈 生物之間、生物與非生物環境之間
途徑 食物鏈和食物網 無機環境生物群落 多種
地位 生態系統的動力 生態系統的基礎 決定能量流動和物質循環的方向和狀態
聯系 同時進行,相互依存,不可分割,形成統一整體
[應用] 下列哪項不屬于信息傳遞在生態系統中的直接作用(　D　)
A.維持生態系統的穩定性
B.與生物種群的繁衍有關
C.調節生物的種間關系
D.增加生態系統中基因的多樣性
解析:信息傳遞能夠調節生物的種間關系,維持生態系統的平衡與穩定;信息傳遞與生物種群的繁衍有關;基因的多樣性與個體和種群數量相關,與信息傳遞無直接關系。
課堂小結
完善概念圖 記憶節節清
1.信息種類:物理信息、化學信息和行為信息。 2.信息來源:物理信息可以來自生物也可以來自非生物環境;化學信息只能來自生物;行為信息只能來自生物。 3.信息傳遞的作用:維持生物的正常生命活動和種群的繁衍,調節種間關系,以維持生態系統的平衡與穩定。
隨堂反饋
1.判斷下列關于信息傳遞的說法是否正確。
(1)在生物與非生物環境、生物與生物之間信息傳遞都是雙向的。(　×　)
(2)金龜子遇敵害從植株上滾落裝死屬于行為信息。(　√　)
(3)獵豹和斑馬之間的信息傳遞有利于調節種間關系。(　√　)
(4)用性引誘劑干擾害蟲雌雄交尾,可有效控制害蟲數量。(　√　)
2.下列哪項屬于生態系統中有利于種群繁衍的信息傳遞的功能(　C　)
A.性激素促進生殖器官的發育及生殖細胞的生成
B.獵捕食物時,工蟻之間通過觸角接觸交流信息
C.雄性園丁鳥在自己的“庭院”里不停唱歌跳舞,吸引雌鳥的到來
D.跳羚擅長使用“小牛跳躍”的特殊方式嚇跑追趕它們的敵人
解析:性激素促進生殖器官的發育及生殖細胞的生成屬于生物體內的信息傳遞,不屬于生態系統的信息傳遞; 獵捕食物時,工蟻之間通過觸角接觸交流信息有利于生命活動的正常進行,不屬于繁殖行為; 跳羚擅長使用“小牛跳躍”的特殊方式嚇跑追趕它們的敵人屬于行為信息,但不屬于繁殖行為。
3.下列信息傳遞的實例中,屬于調節生物種間關系的是(　C　)
A.萵苣的種子在某種波長光信息下才能萌發生長
B.昆蟲散發性外激素傳遞信息
C.草原返青時,“綠色”為食草動物提供信息
D.雄鳥求偶時進行復雜的“求偶炫耀”
解析:A、B、D選項說明生命活動的正常進行,生物種群的繁衍,離不開信息的傳遞;草原的植物與食草動物之間的信息傳遞屬于調節種間關系。
4.(不定項選擇)農業生產上,可采取某種措施,誘殺某種性別或具有某種特性的昆蟲,降低害蟲的種群密度,從而減少害蟲對農作物的危害。對下列實例的分析,正確的是(　BCD　)
A.利用音響設備吸引鳥類捕殺害蟲屬于機械防治
B.黑光燈誘殺金龜子利用的是其具有趨光性
C.利用性引誘劑誘殺菜粉蝶,通過破壞性別比例降低種群密度
D.田間釋放性引誘劑干擾昆蟲交配,可降低出生率
解析:利用音響設備吸引鳥類捕殺害蟲屬于生物防治。
5.招潮蟹是生活在海邊的一種甲殼動物,每到繁殖季節,雄蟹就會揮動紅色的大螯吸引雌蟹,不同的招潮蟹揮螯的方式不同,如下圖甲、乙兩種招潮蟹。請據圖回答下列問題。
(1)上述招潮蟹的揮螯行為屬于生態系統信息傳遞中的　　　 　信息。
(2)這種求偶行為的產生與體內分泌的　　　　有直接關系。
(3)上述實例表明,生物種群的　　　　離不開信息的傳遞。
(4)在草原上,當草原返青時,“綠色”為食草動物提供了可以采食的信息;森林中,狼能夠依據兔留下的氣味去獵捕兔,兔同樣也能夠依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕。上述描述中涉及的信息種類有　　　　　　　　　　　　　　,同時可以知道,信息傳遞能夠調節生物的　　　　關系,以維持生態系統的　　　　　　　　。
解析:招潮蟹的揮螯行為是一種求偶的行為信息,利于生物種群的繁衍。“綠色”屬于物理信息,氣味屬于化學信息,行為特征屬于行為信息,這些信息可在不同生物之間調節種間關系,維持生態系統的平衡與穩定。
答案:(1)行為　(2)性激素　(3)繁衍
(4)物理信息、化學信息、行為信息　種間　平衡與穩定

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