高中生物苏教版 (2019)选择性必修2 生物与环境第四节 生态系统的信息传递导学案

第四节　生态系统的信息传递

一、生态系统的信息种类

(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：可以是无机环境，也可以是生物个体或群体。

(2)化学信息

①概念：生态系统中以植物的生物碱、有机酸等代谢产物和动物的性外激素等化学物质传递的信息。

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：生态系统中以生物的表现或动物等特殊行为特征传递的信息。

②举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。

(4)营养信息

①概念：环境中的食物及营养状况。

②举例：食物的短缺会引起生物迁徙，植物叶色是植食性动物取食的信息。

二、生态系统的信息传递作用

1．信息流的概念：生态系统中的信息来自植物、动物、微生物、人和非生物环境，这些信息在各成员之间或成员内部的交换、传递称为信息流。

2．信息传递的特点：往往是双向的。

3．信息传递的三要素

(1)信源：信息产生的部位。

(2)信道：信息传播的媒介。

(3)信宿：信息接收的生物或其部位。

4．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，进而维持生态系统的平衡与稳定。

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

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、营养信息。

(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。

(5)具体过程

过程：生态系统的信息传递一般包括5个环节，可以表示为：

1．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：

2．所有的信息传递都是双向的吗？请做出判断并举例说明。

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．(2021·德州高二期中检测)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，下列叙述错误的是(　　)

A．生物之间的信息传递往往是双向的

B．信息传递有利于沟通生物群落和非生物环境的关系

C．生态系统的各成分之间存在多种形式的信息传递

D．生长旺盛的牧草为食草动物提供了采食信息，这对牧草不利

D　[信息传递在生物与生物之间，以及生物与非生物环境之间可双向传递，A正确；信息传递有利于调节生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，B正确；生态系统各成分间有各种形式的信息传递，C正确；生长旺盛的牧草，为食草动物提供了采食信息，这对食草动物和牧草均有利，D错误。]

2．(多选)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

(1)作用

(2)生态系统中信息传递的作用特点

①生态系统中各种信息的作用不是孤立的，而是相互制约，互为因果。

②信息最终要通过基因表达，借助激素和神经系统在生物体中体现出来。

(3)信息传递的范围

①生态系统的信息传递存在于生态系统的各组成成分之间，将生态系统的各个组成成分联系成一个整体。

②生态系统中信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。

③生物可以通过一种或多种信息类型进行交流，例如孔雀既可以通过开屏等行为信息进行求偶，也可以通过鸣叫等物理信息与同类交流。

2．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

3．有害动物三种防治方法的比较

4．生态系统三大功能的区别与联系

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．(2020·北京高二期中检测)常绿直立灌木夹竹桃可产生名为夹竹苷的剧毒物质，孕妇及幼儿接触会使人昏睡、智力低下，但其花、叶可吸引夹竹桃天蛾前来产卵，天蛾幼虫以夹竹桃叶为食。由此无法推断(　　)

A．夹竹桃天蛾幼虫可以抵御夹竹苷及其代谢产物的毒性

B．借助夹竹苷可引诱雌性夹竹桃天蛾前来并杀死，属于生物防治

C．夹竹苷可以吸引夹竹桃天蛾的天敌前来捕食天蛾幼虫，调节种间关系

D．夹竹桃和夹竹桃天蛾发生了协同进化

C　[夹竹桃天蛾幼虫以夹竹桃叶为食，说明其可以抵御夹竹苷及其代谢产物的毒性，A不符合题意；利用夹竹苷诱杀雌性夹竹桃天蛾控制夹竹桃天蛾的性别比例，干扰雌雄交配，降低其种群密度，属于生物防治，B不符合题意；从题干中不能推断夹竹苷可以吸引夹竹桃天蛾的天敌前来捕食天蛾幼虫，C符合题意；夹竹桃和夹竹桃天蛾在生存斗争中相互选择，发生了协同进化，D不符合题意。]

2．(多选)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。]

信息传递的方向问题

生态系统的信息传递既可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递，还可以从非生物环境向生物群落传递。

通过材料分析知，E．Foeminea与月球运行周期紧密相关，而这是与其分泌的含糖液滴(花蜜)吸引附近的昆虫有关，由此会形成结构与功能观的生命观念，进一步还会引起相关问题的分析，从而形成科学思维等学科素养。

1．据材料分析，月球通过运行周期或者偏振月光等给生物传递的信息最可能属于什么信息？(生命观念)

提示：物理信息。

2．E．Foeminea分泌含糖液滴吸引传粉昆虫，其中含糖液滴属于什么信息？体现了信息传递在生态系统中有什么作用？说明理由。(科学思维)

提示：化学信息；含糖液滴吸引传粉昆虫有利于完成植物的传粉过程，即体现了信息传递在生态系统中有利于生物种群的繁衍的作用。

[课堂小结]

1．(2021·河南新乡高二期末)信息传递在生态系统中具有重要作用。下列不属于物理信息的是(　　)

A．日照长度 B．蜘蛛网的振动频率

C．植物的生物碱     D．昆虫发出的声音

C　[日照长度属于物理信息，A正确；蜘蛛网的振动频率属于物理信息，B正确；植物的生物碱属于化学信息，C错误；昆虫发出的声音属于物理信息，D正确。]

2．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。]

3．(多选)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．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营养信息，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。]

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