3.4生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)中的信息有哪些類型？生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞起著什么作用？本節(jié)聚焦123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？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)我們來說這幾個(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？通過跳圓圈舞孔雀開屏、豪豬豎刺等一、生態(tài)系統(tǒng)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(chǎng)等，通過物理過程傳遞的信息。（2）來源：可以是非生物環(huán)境，也可以是生物個(gè)體或群體。螢火蟲(光)蟬(聲)蛇的頰窩(溫度)（3）舉例：種子萌發(fā)(溫度、濕度)鳥的遷徙(磁場(chǎng))海豚捕食(超聲波)螢火蟲(光)狼(聲)蛇的頰窩(溫度)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、魚類以及哺乳類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)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)來源:動(dòng)物的特殊行為。(3)實(shí)例:蜜蜂跳舞、孔雀開屏、鳥類的“求偶炫耀”等。豪豬豎刺孔雀開屏尖尾松雞魔性求偶舞烏賊噴墨

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。

（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）

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)等稱作信息。4.信息概述（1）信息的概念：（2）信息傳播的三要素：①信息源：信息產(chǎn)生的部位；（來自生物或非生物環(huán)境）②信道：信息傳播的媒介（空氣、水以及其他介質(zhì)等）③信息受體：信息接收的生物或其部位（3）信息流：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。特別注意：5.生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特點(diǎn)①生物可以通過一種或者多種信息類型進(jìn)行交流；

例如：孔雀開屏（行為信息）：鳴叫（物理信息）：食草動(dòng)物遠(yuǎn)處通過識(shí)別植物的綠色（物理信息）：近處通過植物的氣味（化學(xué)信息）：求偶與同類交流搜尋食物辨別和攝取食物②生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞既存在于同種生物之內(nèi)，也發(fā)生在不同生物之間；例如：犀牛與牛椋鳥，鳥的鳴叫與跳躍提醒犀牛附件有危險(xiǎn)情況。③多數(shù)情況下，信息傳遞為雙向的?！九詸谒伎肌肯胍幌耄鷳B(tài)系統(tǒng)中信息傳遞與物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)存在哪些差異？哪些環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個(gè)完整的信息傳遞過程？差異主要有以下方面：1.物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)借助于食物鏈進(jìn)行，信息傳遞不依賴與食物鏈，可在同一個(gè)物種內(nèi)傳遞，也可在不同物種間傳遞，還可以在非生物環(huán)境與生物體之間傳遞；2.能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)，物質(zhì)是可循環(huán)利用的，但信息傳遞往往是雙向的，且不能循環(huán)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(xiàng)，信息傳遞都不能完成。類型來源傳遞形式實(shí)例光、聲、溫度、濕度、磁力等。植物的生物堿、有機(jī)酸等代謝廢物，動(dòng)物的性外激素等。蜜蜂跳舞，鳥類“求偶炫耀”等。比較非生物環(huán)境或生物個(gè)體或群體物理過程化學(xué)信息物理信息生物體以化學(xué)物質(zhì)為信息載體行為信息動(dòng)物動(dòng)物的行為特征①多數(shù)情況下，信息傳遞為雙向的；②三種信息都可以來源于生物，其中，只有物理信息可以來源于非生物環(huán)境；③信息傳遞可以發(fā)生在生物與非生物環(huán)境之間，可以發(fā)生在同種生物之間，可以發(fā)生在不同生物之間。小結(jié)：三種信息的比較【檢測(cè)】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)1.2.3.4.7.9.10.135.6.811.12.14分析發(fā)生在身邊的生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞如果留心觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，身邊的貓、狗等動(dòng)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(xué)信息與行為信息。請(qǐng)就每種信息各舉兩個(gè)例子，并說明這些信息傳遞的意義。狗叫1.輕快的汪汪聲時(shí),是表示心情高興。2.汪汪聲短促和強(qiáng)烈時(shí),是表示戒意和警告。3.低沉的嗚鳴聲是威脅的意思。物理信息：化學(xué)信息：行為信息：搖尾巴1.自家狗狗歡快的沖過來并搖動(dòng)尾巴，表示對(duì)你的喜愛和想念2.陌生的狗狗對(duì)你搖尾巴可能只是表示不安和害怕尾巴蜷縮在兩腿之間：表示順從和不安，害怕和恐懼貓聽到鼠的活動(dòng)：做好捕獵的準(zhǔn)備。貓面部的腺體在一些物體上摩擦：標(biāo)記領(lǐng)地。貓的肛周信息素：向母貓發(fā)出邀請(qǐng)，尋找配偶。意義：影響動(dòng)物的社會(huì)行為，完成捕食、種群繁衍等正常的生命活動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性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，他們可使用頻率超過100KHz的超聲波進(jìn)行“回聲定位”。近年來，屢有海豚出現(xiàn)集體自殺現(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)”。2.有些植物（如萵苣、茄、煙草）的種子必須接受某種波長(zhǎng)的光信息，才能萌發(fā)生長(zhǎng)。3.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。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)過科學(xué)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(hào)的。萌發(fā)率/％波長(zhǎng)/nm生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性4.2001年，科學(xué)家在研究植物與植食性昆蟲之間的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，當(dāng)煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，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的天敵，寄生蟲或捕食者，夜間又能驅(qū)除夜間活動(dòng)的雌蛾，使他們不能在植物葉片上停留產(chǎn)卵。煙草植株釋放化學(xué)物質(zhì)示意圖生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性討論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。生命活動(dòng)的正常進(jìn)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？

通過信息傳遞，雌雄個(gè)體才能相互識(shí)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(xué)物質(zhì)能夠?qū)追N生物類群聯(lián)系起來？將煙草、蛾和蛾幼蟲的天敵三種生物聯(lián)系起來。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？是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。二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用1.生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，離不開信息的作用。①海豚進(jìn)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(zhǎng)的光信息才能萌發(fā)；③動(dòng)物的換毛現(xiàn)象受光信息的刺激；例：2.生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞。例：例：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昆蟲通過分泌性外激素，引誘異性個(gè)體來交配；3.信息還能調(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。①當(dāng)草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(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。（個(gè)體水平）（種群水平）（群落和生態(tài)系統(tǒng)水平）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)量利用模擬的動(dòng)物信息吸引大量的傳粉動(dòng)物延長(zhǎng)光照時(shí)間，刺激雞卵巢發(fā)育和雌激素的分泌，大大提高產(chǎn)蛋率2.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制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①利用光照、聲音信號(hào)誘捕或驅(qū)趕某些動(dòng)物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。項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞特點(diǎn)范圍途徑模式圖聯(lián)系單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減全球性，循環(huán)性往往是雙向的（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①任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)這三個(gè)基本功能，三者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割，形成統(tǒng)一整體。②能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力，物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，信息傳遞決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向。生態(tài)系統(tǒng)的三大功能比較課堂小結(jié)一、概念檢測(cè)1.黃鼬（俗稱“黃鼠狼”）主要捕食鼠類，它們體內(nèi)有臭腺，在遇到威脅時(shí)可排出臭氣麻痹敵人，鼠類聞到臭氣時(shí)往往選擇逃離。以下有關(guān)解釋不合理的是（

）A.釋放的臭氣是一種化學(xué)信息B.這種氣味信息只對(duì)黃鼬有利C.釋放臭氣有利于黃鼬躲避危險(xiǎn)D.臭氣作為信息可調(diào)節(jié)種間關(guān)系2.“燕燕于飛，差池其羽”“燕燕于飛，上下其音”（《詩經(jīng)?國(guó)風(fēng)》），燕子表達(dá)的是哪一類信息？B行為信息和物理信息練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用機(jī)場(chǎng)附近的鳥類嚴(yán)重危害飛行安全，因此有必要進(jìn)行人工驅(qū)鳥