高中生物人教版 (2019)选择性必修2生态系统的信息传递教案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2生态系统的信息传递教案设计，共8页。
教学目标
1.举例说出生态系统中的信息传递。
2.概述信息传递在生态系统中的作用。
3.描述信息传递在农业生产中的应用。
评价目标
1.通过对不同信息的认识和特征的描述,诊断学生对信息种类辨别的掌握情况。
2.通过对信息传递在生态系统中的作用知识延伸,诊断学生是否能对所学知识理解并应用。
教学重难点
重点:概述信息传递在生态系统中的作用。
难点:概述信息传递在生态系统中的作用。
教学方法
1.这节课的知识点来自现实生活,学生通过观看动画,小组讨论总结信息的种类。
2.采用直观教学法、讲述法、启示法、讨论法等教学方法,准备PPT、实验材料等教学用具。
课时安排
2课时。
教学准备
收集信息的种类、信息传递的例子,制作多媒体课件以及信息传递在农业生产中的应用的相关视频。
教学设计
导入新课
让学生观看蜜蜂利用舞蹈传递信息的有关动画(或类似题材的视频资料),引发学生讨论:
1.一只蜜蜂在找到蜜源之后,如何告诉巢中的其他同伴蜜源的位置呢?
2.“100 m以内”,对于我们来说这几个字的含义就是信息。同样信息的内容,蜜蜂是怎样传递的?
3.你还能举出生物间信息传递的其他例子吗?
(设计意图:从生活中大家最熟悉的实例出发,让同学们观察蜜蜂“圆圈舞”和“摆尾舞”,引导学生思考:蜜蜂为什么跳的舞蹈不同?蜜蜂跳的不同舞蹈的深层含义是什么?从而引出本节课“信息传递”的相关内容。在此基础上调动学生思维的活跃性,引导学生思考生活中其他信息传递的例子。)
讲授新课
探究一:信息的概念
【生】就以上几个问题展开讨论。
【师】对学生讨论的结果加以评价和总结,同时指出:人类已经进入了信息时代,信息在社会中十分重要。请大家说说,在日常生活中有哪些信息。
【生】消息、情报。
师生共同总结:在日常生活中,人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
【生】例1.下列关于信息的叙述,正确的是( )
A.信息是指标记在通信系统或计算机上面的信号,在生态系统中没有信息
B.信息是可以传播的消息、情报、指令、数据与信号,在生态系统中也偶尔存在
C.信息广泛存在于生态系统中,且时常发挥着奇妙的作用
D.生态系统中的信息就是指蜜蜂的“舞蹈”
提示:C
(设计意图:激发学生的兴趣,让学生初步了解信息的概念,由感性认识上升到理性认识。)
探究二:信息的种类及信息传递的基本过程
学生阅读教材,对自己生活中有关信息传递的实例进行分类,指出哪些是物理信息,哪些是化学信息,哪些是行为信息。
【生】属于物理信息的有蝙蝠的回声定位、含羞草的小叶合拢、老鹰在高空中通过视觉发现地面上的兔子等。
【生】属于化学信息的有狗通过撒尿来认识路。
【生】属于行为信息的有孔雀开屏。
用多媒体展示缉毒犬查毒、雄蛾的触角可以“嗅”到11千米外雌蛾发出的气味、十分鲜艳的花朵等视频和图片,让学生判断各属于哪种类型的信息。
【生】例2.有人做了如下实验:将一只椿象杀死,尽管做得干净无声,也引起了其他椿象的逃跑。此现象是因为在椿象之间传递了( )
A.物理信息B.化学信息
C.行为信息D.语言信息
提示:B
【生】例3.金龟子遇敌害后装死,从植株上滚落地下,属于( )
A.物理信息B.化学信息
C.行为信息D.其他信息
提示:C
【师】回顾蜜蜂的“圆圈舞”和“摆尾舞”,这些信息是如何传递的呢?用图解表示信息传递的基本过程。
【生】按照信息产生→传输→接收的环节,初步建立生态系统中信息传递的过程图解。
(设计意图:认识生态系统中信息传递现象的普遍性,信息类型的多样性,并对信息进行归类。)
探究三:信息传递在生态系统中的作用
【师】阅读教材P70~71,分析信息传递与生命活动的正常进行的关系。
【生】经过讨论得出:如果没有信息传递,海豚的回声定位以及莴苣种子的萌发等生命活动将不能进行。
【师】信息传递在种群的繁衍中起到什么作用?
【生】经过讨论得出:通过信息传递,雌雄个体间能相互识别、交配,保证种群的繁衍。
【师】分析第4则材料,信息传递能够将几种生物类群联系起来?
【生】经过讨论得出:烟草、蛾和蛾幼虫的天敌。
【师】生态系统中含有各种各样的信息,这些信息的传递对于生物具有什么作用呢?
师生共同总结: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,也离不开信息的传递;
3.信息能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
【生】例4.森林中,狼能够依据兔子留下的气味去猎捕兔子,兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是( )
A.可以保证生命活动正常进行
B.可以维持生物种群的繁衍
C.能够促进生态系统的物质循环
D.能够调节生物的种间关系
提示:D
(设计意图:培养学生的分析与综合、抽象与概括等思维能力。)
探究四:信息传递在农业生产中的应用
讨论:信息传递在农业生产中的应用有哪些?
师生共同总结:第一方面,提高农畜产品的产量。
【生1】利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,可以提高果树的传粉效率和结实率。
【生2】养鸡时,在增加营养的基础上,延长光照时间,这会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,这样就可以大大提高产蛋率。
【师】能再举一例吗?
【生】一些农作物存在春化作用,只有经历一段时间的持续低温才能开花,利用这一点,制造低温,促使植物提早开花、结实。
【师】很好。第二方面,对有害动物进行控制。用多媒体课件展示实例,并提问。
1.防治害虫的方法有哪些?
2.我们可以将生物间的营养信息用于防治害虫吗?
【生】1.化学防治、生物防治、机械防治。
2.可以。利用营养信息,放养害虫的天敌,可以达到防治害虫的目的。
(设计意图:评价生产实践中应用的科学性,学以致用,提高对科学、技术、社会三者关系的认识。)
课堂小结
信息概念:可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等种类物理信息概念:通过物理过程传递的信息举例:光、声、温度、湿度、磁场等化学信息概念:生物通过化学物质传递的信息举例:生物碱、有机酸、动物的性外激素等行为信息概念:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能传递的信息,即动物的行为特征 举例:蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”等
信息传递在生态系统中的作用1.有利于生命活动的正常进行2.有利于生物种群的繁衍3.调节生物的种间关系,以维持生态系 统的平衡与稳定
信息传递在农业生产中的应用1.提高农畜产品的产量2.对有害动物进行控制
布置作业
完成学案中的核心素养专练。
教学反思
在课前让学生到图书馆查阅图书或通过网络等其他途径收集信息,培养学生获取信息的能力。联系生活实际教学,创造一个良好的教学氛围,激发了学生参与教学的热情,拉近了学生和社会的距离,同时也增强了学生的社会责任感。让学生阅读,小组讨论、表达,使学生变被动学习为主动学习,培养了学生自主学习和互助学习的能力。
学生在学习过程中,通过教师的引导,能积极投入到学习中去,这不仅锻炼了他们的学习习惯,更使他们在学习中找到了乐趣,提高了学习生物学的积极性。在课堂教学中,教师通过多媒体课件的引入,生动再现了与课题相关的某些画面,使课堂有声有色,气氛和谐,课堂效果得到较大的提高。
教学过程中,由于某些例子列举得偏多,课堂上时间就显得有点紧张,下一步在设计教学时精简例子,找出典型例子,以便使学生有更充足的自主学习时间。由于教学贴近了社会、贴近了学生生活,调动了学生的学习积极性,使学生真正成为学习的主人,取得了较好的教学效果。
板书设计
第4节 生态系统的信息传递
一、信息
1.信息的概念
2.信息的种类:物理信息、化学信息、行为信息
二、信息传递在生态系统中的作用
三、信息传递在农业生产中的应用
备课资源
1.生态系统中各种信息的其他实例
生态系统中信息的种类很多,依据信息的传递方式,一般可以划分为物理信息、化学信息、行为信息和营养信息四种类型。
(1)物理信息
①光信息
生态系统的维持和发展离不开光的参与,同样,光信息在生态系统中占有重要的地位。在光信息传递的过程中,信息源可以是初级信息源也可以是次级信息源。例如,夏夜中雌雄萤火虫的相互识别,雄虫就是初级信息源;老鹰在高空中通过视觉发现地面上的兔子,由于兔子本身不会发光,它是反射太阳的光,所以它是次级信息源。太阳是生态系统中光信息的主要初级信息源。
②声信息
在生态系统中,声信息的作用更大一些,尤其是对动物而言。动物更多是靠声信息来确定食物的位置或发现敌害的存在的。我们最为熟悉的以声信息进行通讯的当属鸟类,鸟类的叫声婉转多变,除了能够发出报警鸣叫外,还有许多其他叫声。植物同样可以接收声信息,例如当含羞草在强烈的声音刺激下,就会有小叶合拢、叶柄下垂等反应。
声信息的特点:多方位性,接收者不一定要面向信息源,声音可以绕过障碍物;同步性,发出声音信号时,动物的四肢躯干亦可发出信息;瞬时性,声信息可在一瞬间发出,也可在一瞬间停止;多变量,声音有许多变量,包括强度、频率、音质等,每个变量都可以提供一些信息,因此声信息的容量很大。
③电信息
在自然界中存在许多生物发电现象,因此许多生物可以利用电信息在生态系统中活动。大约有300多种鱼类能产生0.2~2 V的微弱电压,可以放出少量的电能,并且鱼类的皮肤有很强的导电力,在组织内部的电感器灵敏度也很高。鱼群在洄游过程中的定位,就是利用鱼群本身的生物电场与地球磁场间的相互作用而完成的。
由于植物中的组织与细胞间存在着放电现象,因此植物同样可以感受电信息。
④磁信息
地球是一个大磁场,生物生活在其中,必然要受到磁力的影响。候鸟的长途迁徙、信鸽的千里传书,这些行为都是依赖于自己身上的电磁场与地球磁场的作用,从而确定方向和方位。植物对磁信息也有一定的反应,若在磁场异常的地方播种,产量就会降低。不同生物对磁的感受力是不同的。
(2)化学信息
详见后面资料2“化学信息的物质组成和作用”。
(3)行为信息
动植物的许多特殊行为都可以传递某种信息,这种行为通常被称为行为信息。如教材中所述,蜜蜂的舞蹈行为就是一种行为信息。草原中有一种鸟,当雄鸟发现危险时就会急速起飞,并扇动两翼,给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。
(4)营养信息
在生态系统中,各营养级生物的能量和生物量存在一定的比例,即所谓的“生态金字塔”规律。根据这样一个规律,生态系统中的食物链就构成了一个相互依存、相互制约的整体。在畜牧业、饲养业上营养信息规律有很大的作用。若要饲养动物,起始饲养的数量要依据饲料的多少而定;若要在草原放牧,起始放牧的家畜数量更要与牧草生长量、总量相匹配。
动物和植物不能直接对营养信息进行反应,通常需要借助于其他的信号手段。例如,当生产者的数量减少时,动物就会离开原生活地,去其他食物充足的地方生活,以此来减轻同种群的食物竞争压力。
2.化学信息的物质组成和作用
化学信息主要是生命活动的代谢产物以及性外激素等,有种内信息素(外激素)和种间信息素(异种外激素)之分。种间信息素主要是次生代谢物(如生物碱、萜类、黄酮类)以及各种苷类、芳香族化合物等。
现在研究得比较清楚的有家蚕性信息素——蚕蛾醇,其化学式为:
在生态系统中,化学信息有着举足轻重的作用。
在群落中,可以通过化学信息来完成种间的竞争,也可以通过化学信息来调节种群的内部结构。有时,在同一植物种群内也会发生自毒现象。在这些植物的早期生长中,毒素可能降低幼小个体的成活率。然而,当这种毒素在土壤中积累时,它们就能使植物自身死亡,减少生态系统中的植物拥挤程度。
在动物群落中,可以利用化学信息进行种间、个体间的识别,还可以刺激性成熟和调节出生率。例如,猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息,它们总是仔细观察前兽留下的痕迹,并由此传达时间信息,避免与栖居在此的对手相遇。动物还可以利用化学信息来标记领域。群居动物能够通过化学信息来警告种内其他个体。鼬遇到危险时,由肛门排出有强烈臭味的气体,它既是报警信息素,又有防御功能。当蚜虫被捕食时,被捕食的蚜虫立即释放报警信息素,通知同类其他个体逃避。
许多动物分泌的性信息素,在种内两性之间起信息交流的作用。在自然界中,凡是雌雄异体,又能运动的生物都有可能产生性信息素。显著的例子是,雄鼠的气味可使幼鼠的性成熟大大提前。
3.课外实践的实验设计示例
实验原理:昆虫能通过特殊的腺体分泌信息素,这些信息素可以通过空气传播。通常是雌性分泌信息素引诱雄性,只有极少数的昆虫种类是雄性引诱雌性。
材料用具:雌性昆虫(如棉铃虫、玉米螟、松毛虫的雌性成熟个体),铁丝笼3个(大小约为0.5 m×0.5 m×0.5 m),窗纱(大约5 m2),遮光布(大约3 m2)。
方法步骤:
(1)根据生活经验,选择能捕到雌蛾的场所,就地捕获雌蛾,放在通气良好的容器中,留作实验用。
(2)将窗纱裁成3块,每一块包裹一个笼子,再将其中一个笼子用遮光布包裹。
(3)在夜幕降临后,将上述三个笼子等距放在农田或林地附近的空地上,或者放在其他适宜的场所,距离大约为30~50 m,再将捕获的雌蛾分别放入两个笼子中(其中应有一个是覆盖了遮光布的笼子),每个笼子放2~3只雌蛾。第三个笼子什么也不放。等待2~3 h,观察每一个笼子的情况,记录观察到的现象。
结果和结论:
描述观察结果并进行讨论,得出探究结论。