1、第4 4节 生态系统的信息传递第3 3章 生态系统及其稳定性1 1、细胞内的、细胞内的信息传递信息传递2 2、细胞间的、细胞间的信息传递信息传递DNAmRNA蛋白质温故知新温故知新信息传递信息传递*生态系统的信息传递，不包括细胞之间的信息传递。【问题探讨】1967年，荷兰一位生物学家在研究蜜蜂时，发现蜜蜂在找到蜜源后，可以通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源情况：圆圈舞表明蜜源较近，大约在距蜂箱百米以内；摆尾舞的意思是，蜜源在百米之外的远处，究竟距离多远与摆尾的速度有关。1.“100m1.“100m以内以内”，对我们来说这几个字的含义就是信息。，对我们来说这几个字的含义就是信息。同样的信息，蜜蜂
2、怎样传递的？同样的信息，蜜蜂怎样传递的？通过跳圆圈舞来传递这一信息。通过跳圆圈舞来传递这一信息。孔雀开屏、豪猪竖刺等。孔雀开屏、豪猪竖刺等。2.2.你还能举出生物间传递信息的其它例子吗？你还能举出生物间传递信息的其它例子吗？一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息（information）。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（information flow）。信息信息流一.生态系统中信息的种类1.1.物理信息(1 1)概念概念:萤火虫(光)蝉(声)蛇的颊窝(温度)自然界中的自然界中的光、声、温度、湿度、磁场光、声、温度、湿度、
3、磁场等，等，通过通过物理过程物理过程传递的信息传递的信息。一.生态系统中信息的种类1.1.物理信息种子萌发(温度、湿度)鸟的迁徙(磁场)海豚捕食(超声波)(1 1)概念概念:自然界中的自然界中的光、声、温度、湿度、磁场光、声、温度、湿度、磁场等，等，通过通过物理过程物理过程传递的信息传递的信息。一.生态系统中信息的种类1.1.物理信息(1 1)概念概念:自然界中的自然界中的光、声、温度、湿度、磁场光、声、温度、湿度、磁场等，等，通过通过物理过程物理过程传递的信息传递的信息。(2 2)来源来源:可以是可以是非生物环境非生物环境，也可以是，也可以是生物个体生物个体或或群体群体。科学家的实验：科学家
4、的实验：实验实验1 1：把一只雌蛾关在：把一只雌蛾关在笼子笼子里，吸引了大量雄蛾来交尾里，吸引了大量雄蛾来交尾实验实验2 2：把雌蛾装进：把雌蛾装进密闭密闭透明容器后，雄蛾对雌蛾视而不见透明容器后，雄蛾对雌蛾视而不见雌蛾和雄蛾是通过物理信息联系吗？许多昆虫能释放性外激素化学信息2.2.化学信息(1 1)概念概念:(2 2)来源来源:(3)(3)实例实例:水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长虎撒尿圈地(代谢产物)蛾(信息素)一.生态系统中信息的种类 在生命活动中，在生命活动中，生物还生物还产生一些产生一些可以传递信息的化学物质可以传递信息的化学物质。生物体的生物体的代谢产物代谢产物或或分泌
5、物分泌物。如如植物的生物碱、有机酸等代谢产物植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的以及动物的性外激素性外激素，昆虫、鱼类，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的以及哺乳类等生物体中的信息素信息素等。等。黄鼠狼放臭屁(代谢产物)3.3.行为信息(1 1)概念概念:(2 2)来源来源:(3)(3)实例实例:蜜蜂跳舞豪猪竖刺孔雀开屏求偶炫耀一.生态系统中信息的种类动物的动物的特殊行为特殊行为，主要指各种，主要指各种动作动作，这些动作也能够向，这些动作也能够向同种同种或或异种异种生生物物传递某种信息，即传递某种信息，即动物动物的的行为特征行为特征可以体现为行为信息。可以体现为行为信息。动物的特殊行为动物的
6、特殊行为。蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀求偶炫耀”等。等。性质性质来源来源生态系统中信息的种类生态系统中信息的种类物理信息物理信息行为信息行为信息光、声、温度、湿度、磁力等光、声、温度、湿度、磁力等植物植物:有机酸有机酸,生物碱生物碱动物动物:性外激素等信息素性外激素等信息素生物体的行为特征生物体的行为特征无机环境或生物体无机环境或生物体生物体的代谢产物或分生物体的代谢产物或分泌物泌物生物体的动作行为生物体的动作行为化学信息化学信息小结：小结：信息源信息传递的三要素 信息源：信息产生的部位来自生物或非生物环境 信道：信息传播的媒介空气、水以及其他介质等 信息受体
7、：信息接收的生物或其部位动物的眼、鼻、耳、皮肤；植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素）等信息传递的过程阻碍其中的任意一个环节都会使信息 发生传递无法生态系统中信息传递的特点（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流 孔雀开屏：鸣叫：食草动物在远处通过识别植物的绿色：在近处通过植物的气味：求偶与同类交流（2）生态系统中的信息传递既可存在于同种生物之内，也可发生在不同生物之间犀牛与牛椋鸟频繁的信息交流，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附件有危险情况（3）多数情况下，信息传递为双向双向的。行为信息物理信息物理信息化学信息普遍存在，双向传递【检测】下列各项分别属于物理信息的有_，属于化学信息的有_，
8、属于行为信息的有_ _ _ _:1.1.蛛网振动 2 2.狼的叫声3.3.生物释放红外线 4.4.蝙蝠回声定位5.5.植物分泌的毒素 6.6.老马识途7.7.电鳗放电 8.8.昆虫的性信息素9.9.适宜光照下植物开花 10.10.蓟的刺；11.11.金龟子遇敌装死 12.12.遇敌豪猪竖刺13.13.飞蛾扑火 14.14.牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险1.2.3.4.7.9.10.131.2.3.4.7.9.10.135.6.85.6.811.12.1411.12.14【深度思考】想一想，生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？差异主要有以下方面（1）
9、物质循环和能量流动借助于食物链进行；信息传递不依赖于食物链，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。（2）能量流动的特点是单向流动，物质是可循环利用的，但信息传递往往是双向的，且不能循环利用。资料资料2 2生命活动的正常进行，离不开信息的作用生命活动的正常进行，离不开信息的作用。根据资料根据资料1 1和资料和资料2 2，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？讨论题讨论题1 1：莴苣种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长莴苣种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长二、信息传递在生态系统中的作用资料资料1
10、 1海豚的回声定位示意图海豚的回声定位示意图资料资料3 3许多动物都能在许多动物都能在特定时期释放用特定时期释放用于吸引异性的信于吸引异性的信息素，用来传递息素，用来传递性信号。性信号。生物种群的繁衍生物种群的繁衍,离不开信息的传递。离不开信息的传递。讨论题讨论题2 2：信息传递在种群的繁衍过程起什么作用？：信息传递在种群的繁衍过程起什么作用？二、信息传递在生态系统中的作用资料资料4当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放一种挥发性化学物质。这产生和释放一种挥发性化学物质。这种种化学物质化学物质白天可以吸引蛾幼虫的天白天可以吸引蛾幼虫的天敌敌，夜间又能驱除夜间
11、活动的雌蛾夜间又能驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。使它们不能停留在叶片上产卵。讨论题讨论题3 3：信息素能够将几种生物联系起来？：信息素能够将几种生物联系起来？讨论题讨论题4 4：烟草释放的信息素素，在白天与夜间是否都使它收益？：烟草释放的信息素素，在白天与夜间是否都使它收益？是，信息素能够是，信息素能够调节生物的种间关系调节生物的种间关系烟草、蛾、蛾幼虫的天烟草、蛾、蛾幼虫的天敌敌二、信息传递在生态系统中的作用讨论题讨论题5 5：根据以上材料，：根据以上材料，总结信息传递对于生物生存的重要性。对于生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。生态系统中，食物链的相邻物
12、种之间存在着生态系统中，食物链的相邻物种之间存在着“食食”与与“被食被食”的关系，相邻物种的某些个体的关系，相邻物种的某些个体行为与种群的特征为对方提供大量的有用信息。行为与种群的特征为对方提供大量的有用信息。例如，例如，森林中，狼能够根据兔留下的气味去猎捕后森林中，狼能够根据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能根据狼的气味或行为躲避猎捕。者，兔同样也能根据狼的气味或行为躲避猎捕。可见，可见，信息还能调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。嘿嘿，嘿嘿，开吃吧！开吃吧！举例水平作用海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息，才能
13、萌发生长。在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，用来传递性信号。在草原上，当草原返青时，“绿色”为草原动物提供了可以开始采食的信息。在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物；兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。个体生命活动的正常进行，离不开信息的作用种群生物种群的繁衍,也离不开信息的传递群落和生态系统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二.信息传递在生态系统中的作用蛾类传粉三、信息传递在农业生产中的应用诱蛾灯捕杀园林害虫（化学防治、生物防治、机械防
14、治等）种类措施 喷施化学药剂人工捕捉等引入天敌、寄生虫或使用信息素等优点 作用迅速短期效果明显无污染见效快，效果好无污染有效且持久缺点 会使害虫的抗药性增强可能杀害害虫天敌，破坏生态平衡污染环境费时费力对体型很小的害虫无法实施天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）化学防治机械防治生物防治控制动物危害的技术方法项目能量流动物质循环信息传递特点范围途径模式图联系单向流动，单向流动，逐级递减逐级递减全球性，循环性全球性，循环性往往是双向的往往是双向的（也有单向）（也有单向）生态系统中各营养级生态系统中各营养级之间之间(生物群落中生物群落中)生物圈生物圈生物之间，生物与生物之间，生
15、物与非生物环境之间非生物环境之间食物链和食物网食物链和食物网多种多种任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体可分割，形成统一整体能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向息传递决定能量流动和物质循环的方向四.能量流动、物质循环、信息传递比较设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素的吸引雌蛾前来交配？1、设置几组实验？2、每组做怎样的处理？3、出现什么样的结果能够证明你的假设？课外实践：验证昆虫之间是否
16、存在化学信息的传递（3）延伸探究：科学家事先捕捉到一些生长状态正常的雄蛾，分成科学家事先捕捉到一些生长状态正常的雄蛾，分成C C、D D两组，两组，C C组组全部被剪掉触角，全部被剪掉触角，D D组保持原状同时放飞后，发现组保持原状同时放飞后，发现D D组的雄蛾几乎全部被组的雄蛾几乎全部被A A诱捕器诱捕器捕捉，而捕捉，而C C组雄蛾几乎没有一只被捕捉这种现象说明：组雄蛾几乎没有一只被捕捉这种现象说明：_（2）实验结论：_设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素的吸引雌蛾前来交配？（1）实验步骤：夜晚，将若干未交配的雌蛾（只有未交配的个体才能分泌性外激素）分成夜晚，将若干未交配的雌蛾（只有未交配的个体
17、才能分泌性外激素）分成A A、B B两组把两组把A A组雌蛾直接放在诱捕器（标记为组雌蛾直接放在诱捕器（标记为A A）中，把）中，把B B组雌蛾先放在封闭的玻璃管组雌蛾先放在封闭的玻璃管中，再放在中，再放在_（标记为（标记为B B）中）中把把A A、B B两个诱捕器均悬挂在门外两个诱捕器均悬挂在门外一夜后，观察一夜后，观察A A、B B两个诱捕器，发现两个诱捕器，发现A A诱捕器诱捕器_，B B诱捕器诱捕器_同样的诱捕器同样的诱捕器捕捉到许多同种雄蛾捕捉到许多同种雄蛾没有捕捉到雄蛾没有捕捉到雄蛾雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官雄蛾的触角是感受性外激素的重要器官雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交
18、尾雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾生态系统的信息传递生态系统的信息传递生态系统中信息的种类 信息传递在生态系统中的作用 信息传递在农业生产中的应用 物理信息物理信息 化学信息化学信息行为信息行为信息 【检测】如图为生态系统信息传递模式图如图为生态系统信息传递模式图,相关叙述相关叙述不不正确的是正确的是()()A.A.生态系统各成分间都有信息传递生态系统各成分间都有信息传递 B.B.如图所示信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的如图所示信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的 C.C.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有
19、信息传递 D.D.物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的状态和方向传递则决定着能量流动和物质循环的状态和方向B B【检测】稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统，卷叶螟和稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统，卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫，拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列褐飞虱是稻田中两种主要害虫，拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是叙述错误的是()A.A.害虫与拟水狼蛛间的信息传递害虫与拟水狼蛛间的信息传递,有利于维持生态系统的稳定有利于维持生态系统的稳定B.B.防治稻田害虫防治稻田害虫,可提高生产者和消费者之间的能量传递效率可提高生产者和消费者之间的能量传递效率C.C.精耕稻田与弃耕稻田的生物群落精耕稻田与弃耕稻田的生物群落,演替的方向和速度有差异演替的方向和速度有差异D.D.用性外激素专一诱捕卷叶螟用性外激素专一诱捕卷叶螟,短期内褐飞虱种群密度会下降短期内褐飞虱种群密度会下降B B【检测】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。D【检测】物质是循环的，可用甲图表示；能量流动是单向的，可用乙图表示；信息传递往往是双向，用丙图表示。C
