第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞問(wèn)題探討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(guò)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)。圓圈舞擺尾舞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(guò)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)。討論1：“100m以內(nèi)”，對(duì)我們來(lái)說(shuō)這幾個(gè)字的含義就是信息。同樣的信息，蜜蜂怎樣傳遞的？討論2：你還能舉出生物間傳遞信息的其它例子嗎？通過(guò)跳圓圈舞孔雀開屏、狼的嚎叫等圓圈舞擺尾舞問(wèn)題探討一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類2.信息流：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。注意：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，不包括細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞之間的信息傳遞。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類1.信息：日常生活中，可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號(hào)等。3.信息的種類（1）物理信息②來(lái)源：可以是非生物環(huán)境，也可以是生物個(gè)體或群體。①概念：自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場(chǎng)等，通過(guò)物理過(guò)程傳遞的信息。種子萌發(fā)（溫度、濕度）吸收紅光、遠(yuǎn)紅光的光受體，稱之為光敏色素；其生理作用甚為廣泛，它影響植物一生的形態(tài)建成，從種子萌發(fā)到開花、結(jié)果及衰老。螢火蟲（光）蜘蛛網(wǎng)的振動(dòng)狼的嚎叫聲（聲）蛇的頰窩（溫度）鳥的遷徙（磁場(chǎng)）（1）物理信息蛙的鳴叫（聲）海豚捕食（超聲波）蝙蝠（回聲定位聲）（1）物理信息思考：雌蛾和雄蛾通過(guò)什么信息聯(lián)系的呢？性外激素：蠶蛾醇雌性的蛾子在成熟時(shí)，會(huì)在尾端的腺體里面釋放出一個(gè)物質(zhì)。該物質(zhì)是蠶蛾醇。一旦雄性的蛾子聞到了蠶蛾醇，它就會(huì)不辭勞苦地煽動(dòng)翅膀，以一種特定的Z字形的方式飛過(guò)去接近雌蛾子，打算跟它生小寶寶。（2）化學(xué)信息①概念：在生命活動(dòng)中，生物產(chǎn)生一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。②來(lái)源：生物體的代謝產(chǎn)物或分泌物。③實(shí)例：植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物；動(dòng)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。（2）化學(xué)信息水葫蘆根部的分泌物可以明顯地抑制藻類的生長(zhǎng)驅(qū)蚊草（醇）美國(guó)生態(tài)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在一片柳樹林中，某棵樹遭受蟲害，其新葉中的石炭堿的分泌量會(huì)大量增加，以降低新葉對(duì)害蟲的適應(yīng)性，保護(hù)自己并減少蟲害。在這棵遭受蟲害的柳樹周圍約70米范圍的其他柳樹葉片中的石炭堿含量，均有不同程度的增加，而且越靠近被害之樹，葉片中的石炭堿濃度越高。（2）化學(xué)信息虎撒尿圈地（代謝產(chǎn)物）蛾(性外激素)黃鼠狼臭液(代謝產(chǎn)物)奇臭難聞。一個(gè)臭屁救了黃鼠狼的命。不迷路的螞蟻（尾跡素）當(dāng)蚜蟲被捕食時(shí)釋放報(bào)警信息素。氣步甲尾部噴射的苯醌毒霧貓、狗肛門腺分泌物使糞便尿液等具有特殊氣味，作為領(lǐng)地記號(hào)。（2）化學(xué)信息黃鼠狼肛門附近有一對(duì)臭腺，是種獨(dú)特的化學(xué)武器。當(dāng)黃鼠狼遭到獵狗緊緊追捕，難以脫身時(shí)，在獵狗接近的一瞬間，黃鼠狼會(huì)突然施放出一股臭液來(lái)，臭味難聞。獵狗常常給臭得發(fā)愣，黃鼠狼就乘機(jī)溜跑了。一個(gè)臭屁救了黃鼠狼的命，人們叫它“救命屁”。（2）化學(xué)信息①概念：動(dòng)物的特殊行為，主要指各種動(dòng)作，這些動(dòng)作能夠向同種或異種生物傳遞某種信息，即動(dòng)物的行為特征可以體現(xiàn)為行為信息。②來(lái)源：動(dòng)物的特殊行為。③舉例：蜜蜂跳舞、孔雀開屏、鳥類的“求偶炫耀”等。（3）行為信息蜜蜂跳舞孔雀開屏尖尾松雞魔性求偶舞（3）行為信息豪豬豎刺御敵烏賊噴墨御敵極樂(lè)鳥求偶炫耀傘蜥“撐傘”御敵下列各項(xiàng)分別屬于物理信息的有_________________________________；屬于化學(xué)信息的有_____________；屬于行為信息的有_____________。

1.

蛛網(wǎng)振動(dòng)

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(shí)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（jì）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(xiǎn)即時(shí)訓(xùn)練12345678910111213144.

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)（1）生物可以通過(guò)一種或者多種信息類型進(jìn)行交流。

開屏行為信息求偶鳴叫物理信息與同類交流遠(yuǎn)處通過(guò)識(shí)別植物的綠色近處通過(guò)植物的氣味物理信息搜尋食物化學(xué)信息辨別和攝取食物4.

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)犀牛與牛椋（liáng）鳥，鳥的鳴叫與跳躍提醒犀牛附近有危險(xiǎn)情況（2）信息傳遞可以發(fā)生在同種生物之間，也可發(fā)生在不同生物之間，生物與非生物環(huán)境（例如：植物的開花接受光信號(hào)的調(diào)節(jié)）之間。4.

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)（3）多數(shù)情況下，信息傳遞為雙向的（也有單向）。草原上，草的綠色給羊傳遞了可食用的信息，羊并不傳遞信息給草，此過(guò)程中信息傳遞是單向的。非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者都不屬于。神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞是個(gè)體細(xì)胞、器官、組織間的信息傳遞；遺傳信息的傳遞與表達(dá)是細(xì)胞內(nèi)部的信息傳遞；植物激素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)屬于細(xì)胞間的傳遞。生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞包括同種生物之間、不同生物之間和生物與非生物環(huán)境之間。思考：高等動(dòng)物的神經(jīng)信息的傳遞和遺傳信息的傳遞與表達(dá)、植物激素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)是否屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞?注意：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞不包括細(xì)胞之間和細(xì)胞內(nèi)的傳遞。信息源（信息產(chǎn)生的部位）信道（信息傳播的媒介）信息受體（信息接收的生物或其部位）

生物或非生物環(huán)境

空氣、水及其他介質(zhì)如動(dòng)物的眼、鼻、耳、皮膚，植物的葉、芽以及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)（如光敏色素）等阻礙其中的任意一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)使信息無(wú)法發(fā)生傳遞。5.

信息傳遞的過(guò)程嗅覺器官眼植物花朵鮮艷顏色芳香氣味蜜蜂光空氣眼偵察蜂舞蹈光其他蜜蜂

產(chǎn)生：生物或環(huán)境媒介：水、空氣等5.

信息傳遞的過(guò)程物理信息化學(xué)信息行為信息信息源信道信息受體接收：動(dòng)植物的器官及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)（如光敏色素）等二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用【資料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(guò)100kHz的超聲波進(jìn)行“回聲定位”。近年來(lái)，屢有海豚出現(xiàn)“集體自殺（擱淺）”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(dòng)、某些通信工具在海洋中產(chǎn)生了巨大的噪聲，會(huì)直接干擾海豚的“定位系統(tǒng)”。思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用萵苣種子萌發(fā)率與波長(zhǎng)的關(guān)系示意圖【資料2】有些植物，像萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長(zhǎng)的光信息，才能萌發(fā)生長(zhǎng)。討論1：根據(jù)資料1和2，分析信息傳遞與生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有什么關(guān)系？生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息傳遞。（個(gè)體水平）思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用【資料3】在自然界中，植物開花需要光信息，當(dāng)日照時(shí)間達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，植物才能開花。許多動(dòng)物都能在特定時(shí)期釋放用于吸引異性的信息素。經(jīng)過(guò)科學(xué)家的研究，已分離和鑒定了上千種昆蟲信息素，其中大部分是用來(lái)傳遞性信號(hào)的。討論2：根據(jù)資料3，分析信息傳遞在種群繁衍過(guò)程中起什么作用？（種群水平）生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞。思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性【資料4】當(dāng)煙草植物受到蛾幼蟲的攻擊后，能產(chǎn)生和釋放一種信息素，該化學(xué)物質(zhì)在白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——捕食者，夜間又能夠驅(qū)趕雌蛾，使它們不能停留在葉片上產(chǎn)卵。植物與植食性昆蟲討論3：資料中的信息素將幾種生物聯(lián)系起來(lái)？討論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？煙草、蛾、蛾幼蟲天敵思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性是【資料4】當(dāng)煙草植物受到蛾幼蟲的攻擊后，能產(chǎn)生和釋放一種信息素，該化學(xué)物質(zhì)在白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——捕食者，夜間又能夠驅(qū)趕雌蛾，使它們不能停留在葉片上產(chǎn)卵。植物與植食性昆蟲討論5：信息傳遞對(duì)種間關(guān)系具有什么作用？思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性調(diào)節(jié)種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。（群落和生態(tài)系統(tǒng)水平）【資料5】生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈上的相鄰物種之間存在著“食”與“被食”的關(guān)系，相鄰物種的某些個(gè)體行為與種群特征為對(duì)方提供了大量的有用信息。

例如，在草原上，當(dāng)草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供了可以采食的信息。青草食草動(dòng)物綠色采食思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性【資料5】生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈上的相鄰物種之間存在著“食”與“被食”的關(guān)系，相鄰物種的某些個(gè)體行為與種群特征為對(duì)方提供了大量的有用信息。

例如，在森林中，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。兔子聲音躲避狼捕食氣味、行為資料5：信息傳遞調(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。思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性1.個(gè)體水平：生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息傳遞。2.種群水平：生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞。3.群落和生態(tài)系統(tǒng)：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。二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用（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。（2）萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長(zhǎng)的光信息，才能萌發(fā)生長(zhǎng)。（1）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(zhǎng)度時(shí)，植物才能開花。（2）許多動(dòng)物都能在特定時(shí)期釋放用于吸引異性的信息素，用來(lái)傳遞性信號(hào)。（1）在草原上，當(dāng)草原返青時(shí)，“綠色”為草原動(dòng)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(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。信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用課本P70-71舉例水平作用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。②萵苣、茄、煙草的種子必須接收某種波長(zhǎng)的光信息，才能萌發(fā)生長(zhǎng)。①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(zhǎng)度時(shí)，植物才能開花。②許多動(dòng)物都能在特定時(shí)期釋放用于吸引異性的信息素，用來(lái)傳遞性信號(hào)。①在草原上，當(dāng)草原返青時(shí)，“綠色”為草原動(dòng)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(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。生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息的作用生物種群的繁衍,也離不開信息的傳遞個(gè)體種群群落和生態(tài)系統(tǒng)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)定二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用個(gè)體種群群落生態(tài)系統(tǒng)

相對(duì)穩(wěn)定。繁衍、種內(nèi)關(guān)系等。種間關(guān)系、生態(tài)位等。生長(zhǎng)發(fā)育、個(gè)體行為等。三、信息傳遞的在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.

提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量（1）利用模擬的動(dòng)物信息吸引大量的傳粉動(dòng)物，提高果樹的傳粉效率和結(jié)實(shí)率。電子儀器，模擬蜜蜂跳圓圈舞或擺尾舞相同的頻率或聲音蜜蜂信息素引誘蜜蜂1.

提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量（2）延長(zhǎng)光照時(shí)間，刺激雞卵巢的發(fā)育和雌激素的分泌，可以大大提高產(chǎn)蛋率。2.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制（1）常用方法：機(jī)械防治、化學(xué)防治和生物防治機(jī)械防治化學(xué)防治（2）生物防治①利用光照、聲音信號(hào)等誘捕或驅(qū)趕某些動(dòng)物，使其遠(yuǎn)離農(nóng)田；（2）生物防治②利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物，降低害蟲種群密度；利用昆蟲信息素誘捕害蟲③利用特殊的化學(xué)物質(zhì)擾亂某些動(dòng)物的雌雄交配，使有害動(dòng)物的繁殖力下降。（2）生物防治（3）對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制的方法的比較種類化學(xué)防治機(jī)械防治生物防治措施優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)噴施化學(xué)藥劑①作用迅速②短期效果明顯①會(huì)使抗藥性害蟲個(gè)體增加②可能殺害害蟲天敵，破壞生態(tài)平衡③污染環(huán)境人工捕捉等①無(wú)污染②見效快，效果好①費(fèi)時(shí)費(fèi)力②對(duì)體型很小的害蟲無(wú)法實(shí)施引入天敵、寄生蟲或使用信息素等①無(wú)污染②效果好且持久天敵數(shù)量不明確，甚至可能會(huì)引發(fā)生態(tài)危機(jī)（可能引起物種入侵）注意：②利用性引誘劑誘殺雄性個(gè)體，屬于

防治。①利用化學(xué)信息≠化學(xué)防治。生物項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞特點(diǎn)范圍途徑聯(lián)系單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減全球性，循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)往往是雙向的（也有單向）生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間（生物群落中）生物圈生物之間、生物與非生物環(huán)境之間食物鏈和食物網(wǎng)多種途徑①任何一個(gè)生態(tài)