新人教版 选择性必修2 生态系统的信息传递 教案.docx

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新人教版选择性必修2生态系统的信息传递教案

第4节　生态系统的信息传递

课标内容要求

核心素养对接

举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。

生命观念—通过比较物质循环、能量流动与信息传递的区别与联系，建立生命系统的稳态观。

科学思维—根据信息传递的特点判断信息类型，培养科学思维能力。

社会责任—通过分析信息传递在农业生产中的应用，培养尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。

一、生态系统中信息的种类

1．信息的概念

通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。

2．信息流的概念

生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。

3．信息的基本类型

（1）物理信息

①概念：

通过物理过程传递的信息。

②举例：

光、声、温度、湿度和磁场等。

③来源：

可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。

（2）化学信息

①概念：

生物在生命活动中，产生的可以传递信息的化学物质。

②举例：

植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。

（3）行为信息

①概念：

对于同种或异种生物能够通过特殊行为传递的信息。

②举例：

蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。

4．信息传递的三要素

（1）信息源：

信息产生的部位。

（2）信道：

信息传播的媒介。

（3）信息受体：

信息接收的生物或其部位。

二、信息传递在生态系统中的作用和农业生产中的应用

1．信息传递在生态系统中的作用

（1）个体水平：

生命活动的正常进行，离不开信息的作用。

（2）种群水平：

生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。

（3）群落和生态系统水平：

信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。

2．信息传递在农业生产中的应用

（1）提高农产品或畜产品的产量

举例：

若能利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉效率和结实率。

（2）对有害动物进行控制

举例：

利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。

判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）

1．生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息。

（　　）

2．生态系统的信息传递对所有捕食者都必然是有利的。

（　　）

3．“心猿意马”不属于生态系统的信息传递。

（　　）

4．信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间，生物与生物之间的关系，具有调节生态系统稳定性的作用。

（　　）

5．生态系统中的物理信息只来自无机环境。

（　　）

6．信息传递一般是单向的。

（　　）

提示：

1.√

2．×　生态系统的信息传递具有双向性，有的对被捕食者有利，如鸟的叫声，提醒同伴逃避敌害。

3．√

4．√

5．×　生态系统中的物理信息也可来自其他生物。

6．×　信息传递一般是双向的。

　生态系统中信息的种类

1．信息的种类

比较项目

物理信息

化学信息

行为信息

信息源

无机环境和生物

生物的生命活动

动物

信道

物理过程

信息素

动物的特殊行为

信息受体

动物的眼、耳、皮肤等器官，植物的叶、芽或细胞中的光敏色素等物质

动物，如昆虫的性外激素、哺乳动物的气味等

同种或异种动物个体

2.信息传递的模式

（1）形式：

可分为物理信息、化学信息、行为信息。

（2）来源：

可来自环境，也可来自生物。

（3）方向：

信息传递一般是双向的。

（4）信息传递的功能：

信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各种成分联系成一个整体，决定能量流动和物质循环的方向和状态。

生活联系：

1.我们已经进入了信息大爆炸的时代，其实任何生物的生存均离不开信息传递，生态系统中的信息可分为三类。

观察图示回答以下有关问题：

图1　　　　　　图2　　　　图3

（1）图1中蜘蛛网的振动对蜘蛛来说属于哪一类信息？

此信息的来源是什么？

提示：

蜘蛛网的振动对蜘蛛来说属于物理信息。

此信息来源于生物（或蜘蛛）。

（2）图2中人的气味属于哪一类信息？

提示：

化学信息。

（3）图3中的孔雀开屏属于哪一类信息？

该信息的来源是什么？

提示：

孔雀开屏属于行为信息。

此信息来源于生物的行为特征。

2．请用箭头表示图中生态系统各组成成分之间信息传递的方向。

提示：

3．所有的信息传递都是双向的吗？

请作出判断并举例说明。

提示：

并非所有的信息传递均具有双向性。

比如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊不传信息给草，这是单向的。

1.如图表明的是物种A与物种B的关系，则物种A与物种B之间信息传递的方向是（　　）

A．信息只能由A传递给B

B．信息只能由B传递给A

C．A与B之间可以相互传递信息

D．A与B之间不能相互传递信息

C　[本题易错选A项，原因是误认为信息是单向传递的。

由题图可知，物种A与物种B之间属于捕食关系，二者相互依赖，相互制约，而实现这种动态的制约关系是双方之间彼此进行的信息传递。

]

2．（不定项）某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜子前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。

下列关于该事件中信息传递的叙述，正确的是（　　）

A．小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息

B．小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息

C．小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息

D．激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息

ABC　[镜子传递的信息使小鸟激怒，此信息是来自非生物的物理信息，D项错误。

]

判断信息种类的两种方法

　信息传递在生态系统中的作用和生产中的应用

1．信息传递在生态系统中的作用

层次

作用

举例

个体

生命活动的正常进行，离不开信息的作用

（1）蝙蝠的回声定位

（2）莴苣种子必须接受某种波长的光才萌发

种群

生物种群的繁衍，离不开信息的传递

（1）植物开花需要光信息刺激

（2）昆虫分泌性外激素，引诱异性个体

群落和

生态系统

调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定

食物链上相邻物种的某些个体行为或种群特征为对方提供大量的有用信息

2.信息传递在农业生产中的应用

措施

目的

养鸡场延长光照时间

提高产蛋率

用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子

提高发芽率

利用人工合成的化学信息吸引传粉动物

提高作物的传粉率和结实率

利用音响设备模拟动物的声音

诱捕或驱赶动物

施用昆虫信息素

诱捕或警示有害动物

3.生态系统三大功能的区别与联系

项目

能量流动

物质循环

信息传递

特点

单向流动，逐级递减

循环运动，

反复利用

往往是双向的

范围

生态系统中各营养级及分解者

生物圈

生物之间，生物与无机环境之间

途径

食物链和食物网

多种

地位

生态系统的动力

生态系统

的基础

决定能量流动和物质循环的方向和状态

联系

同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一的整体

应用实践：

1.在森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。

这说明生态系统中的信息传递有什么作用？

提示：

说明生态系统中的信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

2．在农业生产和林业生产上常在田间或林间施放一种化学物质，使害虫不能完成生殖，而达到控制害虫的目的。

（1）为什么一种化学物质就能够控制害虫的繁殖？

提示：

该种化学物质能干扰雌、雄虫在完成生殖活动时的信息联系。

（2）这种防治措施与使用杀虫剂相比有什么优点？

提示：

能防止环境污染。

1．野生扬子鳄种群的雌雄比例一般稳定在5∶1左右，这样的性别比例是由孵化时的温度所决定的。

繁殖季节雄性扬子鳄发出“轰”“轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音大小选择巢穴位置。

当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓荫潮湿温度较低处，则孵出较多的雌鳄。

以上事实说明生态系统中信息传递（　　）

A．能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定

B．维持生物体正常生命活动，调节生物内环境的稳态

C．利于生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定

D．调节生物种群的巢穴温度，维持适宜的性别比例

C　[由题干中信息可知，雄鳄声音的大小可使雌鳄调整筑巢的位置，从而影响后代性别比例，体现了信息传递利于种群繁衍的作用。

]

2．（不定项）农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。

下列属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施的是（　　）

A．延长家禽的光照时间，提高产蛋量

B．人工控制作物光周期，以达到早熟、高产的目的

C．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾

D．农场中生物间的化学信息传递沿食物链逐级进行

ABC　[A、B、C选项都属于运用信息传递原理来提高农畜产品产量的措施。

D项的化学信息不是人工施加的，也不能提高产量。

]

3．如图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则图甲、图乙、图丙可依次表示（　　）

图甲　　　　　图乙　　　　　图丙

A．能量流动、碳的循环、信息传递

B．能量流动、信息传递、碳的循环

C．碳的循环、能量流动、信息传递

D．信息传递、能量流动、碳的循环

C　[生态系统的碳循环具有循环往复、全球性的特点，在生物群落内是单向的，图甲可表示碳的循环；在生态系统内能量流动是单向的，图乙可表示能量流动；而生态系统的信息传递，不论是在生物与无机环境之间还是在生物与生物之间都是双向的，图丙可表示信息传递。

]

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句归纳

1.生态系统中的信息分为物理信息、化学信息和行为信息。

2．光、声、温度、湿度、磁场等，都属于物理信息，生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息，生物的行为特征可体现为行为信息，如蜜蜂跳舞，鸟类的“求偶炫耀”等。

3．信息传递在生态系统中的作用：

（1）生命活动的正常进行离不开信息的作用；

（2）生物种群的繁衍离不开信息的传递；（3）信息能调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。

4．信息传递在农业生产中的应用有两个方面：

一是提高农畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。

1．生态系统的信息传递是生态系统的重要功能之一，下列叙述正确的是（　　）

A．物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物

B．孔雀开屏是一种物理信息

C．在草原上，草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的化学信息

D．蝙蝠对目标“回声定位”发出声波是一种行为信息

A　[孔雀开屏是一种行为信息，B错误；在草原上，草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的物理信息，C错误；蝙蝠对目标“回声定位”发出声波是一种物理信息，D错误。

]

2．下列属于探究化学信息传递的是（　　）

A．观察动物对电视图像的反应

B．用录音机记录鸟类繁殖时的鸣叫声

C．利用性外激素诱杀害虫

D．利用“黑光灯”集中捕杀飞蛾

C　[电视图像、鸣叫声、“黑光灯”发出的光和声音都是物理信息，C项性外激素属于化学信息。

]

3．（不定项）下列做法属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是（　　）

A．捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类

B．利用信息素诱捕有害昆虫

C．利用秋水仙素诱导多倍体

D．播放鸟鸣录音招引鸟类

ABD　[秋水仙素诱导多倍体的原理是秋水仙素能抑制有丝分裂中纺锤体的形成，从而使染色体加倍，与信息传递没有关系。

]

4．下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（　　）

A．生态系统的物理信息都来源于无机环境

B．植物都通过化学物质传递信息

C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递

D．信息可以调节生物的种间关系

D　[生态系统中的物理信息可以来源于无机环境，也可以来源于生物，A错误；植物可以通过物理信息和化学信息传递信息，B错误；信息传递往往是双向的，C错误；信息可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，D正确。

]

5．某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。

甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。

甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。

甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。

请回答下列问题：

（1）上述现象中，X分别在________________________之间进行传递。

（2）影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是________和________。

影响乙昆虫活动的信息种类是____________________。

蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是________。

（3）若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是_____________________________________________

_______________________________________________________________

[解析]　影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是无机环境和生物。

影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息。

蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是物理信息。

X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。

[答案]　

（1）植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫　

（2）无机环境　生物　化学信息和物理信息　物理信息

（3）甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少