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)的信息傳遞本節(jié)聚焦:

生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞有哪些類(lèi)型？生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞起著什么作用？如何運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞原理提高農(nóng)作物產(chǎn)量、進(jìn)行有害動(dòng)物的防治？【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?xún)?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)。1.“100m以?xún)?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？2.你還能舉出生物間傳遞信息的其它例子嗎？通過(guò)跳圓圈舞來(lái)傳遞這一信息?？兹搁_(kāi)屏、豪豬豎刺等。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(hào)等稱(chēng)作信息。信息傳遞的過(guò)程:

信源（信息產(chǎn)生部位）

信道（信息傳輸媒介）

信息受體（信息接收的生物或部位）

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

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。*生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，不包括細(xì)胞之間的信息傳遞；一.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)1.物理信息(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。螢火蟲(chóng)(光)蟬(聲)蛇的頰窩(溫度)一.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)1.物理信息(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)鳥(niǎo)的遷徙(磁場(chǎng))海豚捕食(超聲波)一.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)1.物理信息(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。(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。2.化學(xué)信息(1)概念:在生命活動(dòng)中，生物還產(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:如植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物以及動(dòng)物的性外激素，昆蟲(chóng)、魚(yú)類(lèi)以及哺乳類(lèi)等生物體中的信息素等。水葫蘆根部的分泌物可以明顯地抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)虎撒尿圈地(代謝產(chǎn)物)蛾(信息素)黃鼠狼放臭屁(代謝產(chǎn)物)一.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)3.行為信息(1)概念:動(dòng)物的特殊行為，主要指各種動(dòng)作，這些動(dòng)作也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)實(shí)例:蜜蜂跳舞、孔雀開(kāi)屏、鳥(niǎo)類(lèi)的“求偶炫耀”等。蜜蜂跳舞豪豬豎刺孔雀開(kāi)屏求偶炫耀一.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)傳遞方向往往是雙向的二.生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn):草兔狼非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能信息傳遞循環(huán)單向遞減雙向(動(dòng)力)(載體)(調(diào)節(jié))生態(tài)系統(tǒng)是通過(guò)物質(zhì)流、能量流和信息流形成的統(tǒng)一整體。傳遞方向往往是雙向的二.生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn):(1)信息傳遞的雙向性;(2)信息傳遞的范圍;小結(jié):信息傳遞的特點(diǎn):普遍存在，雙向傳遞一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)類(lèi)型概念舉例來(lái)源物理信息化學(xué)信息行為信息通過(guò)物理過(guò)程傳遞的信息光、聲、溫度、濕度、磁場(chǎng)等非生物環(huán)境、生物個(gè)體或群體生物在生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的可以傳遞信息的

。植物的生物堿、有機(jī)酸等，動(dòng)物的信息素（如性外激素）生物動(dòng)物的行為特征蜜蜂跳舞、孔雀開(kāi)屏動(dòng)物化學(xué)物質(zhì)①螢火蟲(chóng)發(fā)出的熒光②蛇通過(guò)熱感受器發(fā)現(xiàn)鼠③蜘蛛網(wǎng)的振動(dòng)④寵物狗之間通過(guò)嗅聞肛門(mén)腺辨識(shí)身份和健康狀況⑤“燕燕于飛，差池其羽”⑥孔雀開(kāi)屏發(fā)出求偶炫耀⑦雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾⑧草原上的雄鳥(niǎo)發(fā)現(xiàn)天敵后急速飛起，煽動(dòng)翅膀?yàn)榇气B(niǎo)發(fā)生信號(hào)物理信息

；化學(xué)信息

；行為信息

。①②③④⑤⑥

⑦

⑧對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1信息的種類(lèi)辨別思考·討論

生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性資料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(lài)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(lèi)的艦船、海洋開(kāi)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)”。1.根據(jù)資料，分析信息傳遞與生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有什么關(guān)系?

如果沒(méi)有信息傳遞，海豚的生活、捕食難以進(jìn)行，信息干擾會(huì)導(dǎo)致海豚出現(xiàn)“自殺”現(xiàn)象；說(shuō)明生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開(kāi)信息的傳遞。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)。1.根據(jù)資料，分析信息傳遞與生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有什么關(guān)系?萵苣、茄、煙草種子的萌發(fā)，說(shuō)明生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開(kāi)信息的傳遞。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)。資料32.信息傳遞在種群的繁殖過(guò)程中起什么作用？

通過(guò)信息傳遞，雌雄個(gè)體能相互識(shí)別、交配，這樣才能保證種群的繁衍。這里有蛾的幼蟲(chóng)，快來(lái)吃呀！資料42001年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，煙草植株受到蛾幼蟲(chóng)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(chóng)的天敵——寄生蟲(chóng)或捕食者，夜間又能驅(qū)除夜間活動(dòng)的雌蛾，使它們不能在葉片上停留產(chǎn)卵。煙草雌蛾蛾幼蟲(chóng)的天敵蛾幼蟲(chóng)攻擊釋放化學(xué)物質(zhì)白天吸引夜間驅(qū)除這里有蛾的幼蟲(chóng)，快來(lái)吃呀！資料42001年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，煙草植株受到蛾幼蟲(chóng)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(chóng)的天敵——寄生蟲(chóng)或捕食者，夜間又能驅(qū)除夜間活動(dòng)的雌蛾，使它們不能在葉片上停留產(chǎn)卵。將煙草、蛾和蛾幼蟲(chóng)的天敵三種生物聯(lián)系起來(lái)。是。3.資料4中的化學(xué)物質(zhì)能夠?qū)追N生物類(lèi)群聯(lián)系起來(lái)？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？5.請(qǐng)根據(jù)這些資料，總結(jié)信息傳遞對(duì)于生物生存的重要性。信息傳遞對(duì)生物個(gè)體生命活動(dòng)的正常進(jìn)行和種群的繁衍都具有重要意義。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(lài)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(tīng)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。個(gè)體生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開(kāi)信息的作用種群生物種群的繁衍,也離不開(kāi)信息的傳遞群落和生態(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)定三.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用資料1：地球上80%的被子植物的傳粉都是由昆蟲(chóng)等動(dòng)物完成的?，F(xiàn)有果農(nóng)A希望提高果樹(shù)的傳粉效率和結(jié)實(shí)率。為此，你能結(jié)合信息傳遞的知識(shí)，提出你的建議嗎？模擬動(dòng)物信息，例如信息素，吸引大量的傳粉動(dòng)物。三、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量：資料2：養(yǎng)殖戶(hù)B在蛋用雞雞舍中安裝了照明系統(tǒng)，每天早上5點(diǎn)開(kāi)燈至天亮，晚上從天黑開(kāi)始開(kāi)燈至21點(diǎn)，每天保持光照16h。補(bǔ)光期間雞舍內(nèi)光照強(qiáng)度約為5~10lux。你能解釋他這么做的原因嗎？光照是雞卵巢發(fā)育和雌激素分泌所需要的一種物理信息，適當(dāng)延長(zhǎng)光照可以提高產(chǎn)蛋率。三、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.提高農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量：三、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行防治：性信息素誘捕器，干擾害蟲(chóng)的正常交尾農(nóng)民在噴農(nóng)藥殺蟲(chóng)機(jī)械防治化學(xué)防治生物防治三農(nóng)民在噴農(nóng)藥殺蟲(chóng)機(jī)械防治化學(xué)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）利用昆蟲(chóng)信息素誘捕或警示有害動(dòng)物，降低害蟲(chóng)種群密度；（3）還可以利用特殊的化學(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。利用信息來(lái)發(fā)揮作用的生物防治：三、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行防治：播放集群信號(hào)錄音引來(lái)鳥(niǎo)類(lèi)掛在大棚上的性信息素誘捕器種類(lèi)措施噴施化學(xué)藥劑人工捕捉等引入天敵、寄生蟲(chóng)或使用信息素等優(yōu)點(diǎn)①作用迅速②短期效果明顯①無(wú)污染②見(jiàn)效快，效果好缺點(diǎn)①會(huì)使害蟲(chóng)的抗藥性增強(qiáng)②可能殺害害蟲(chóng)天敵，破壞生態(tài)平衡③污染環(huán)境①費(fèi)時(shí)費(fèi)力②對(duì)體型很小的害蟲(chóng)無(wú)法實(shí)施天敵數(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）化學(xué)防治機(jī)械防治生物防治2.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行防治：①無(wú)污染②有效且持久生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.物理信息2.化學(xué)信息3.行為信息信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用1.維持生命活動(dòng)的正常進(jìn)行2.保障生物種群的繁衍3.