第十七节 生态系统的信息传递.docx
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第十七节生态系统的信息传递
生态系统的信息传递
主讲：
黄冈中学生物高级教师 童金元
问题探讨
一、什么是信息？
在日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
二、生态系统中信息的种类
物理信息：
生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息。
化学信息：
生物产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸、性外激素等。
行为信息：
动物的特殊行为，向同种或异种生物传递特定的信息。
思考：
请判断下列各项属于什么信息？
（1）哺乳动物的体温；
（2）鸟类鸣叫；
（3）红外线； （4）萤火虫发光；
（5）植物分泌的化学物质； （6）电磁波；
（7）昆虫发出的声音； （8）昆虫的性信息素；
（9）植物开花； （10）蓟的刺；
（11）紫外线； （12）蜜蜂跳舞。
物理信息有：
1、2、3、4、6、7、9、10、11
化学信息有：
5、8
行为信息有：
12
三、信息传递的过程
四、信息传递在生态系统中的作用
资料分析
莴苣种子萌发率与光的波长的关系
菊花开花受日照的影响
黄瓜中某些品系在化学物质的信息作用下，可以阻止87％左右的杂草生长，维持其在农田生态系统中的优势。
凤眼莲根部的分泌物可以明显地抑制由于水体富营养化而大量繁殖的藻类的生长。
有时发生在同一个物种之内。
在这些植物的早期生长中，这种毒素可能降低同一物种幼小个体的成活力。
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，减少生态系统内部空间的拥挤。
例如桉树。
当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产生和释放一种信息素，该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者，夜间又能够驱赶雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。
归纳：
保证生命活动的正常进行；
维持生物种群的繁衍；
调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
五、信息传递在实践中的应用
——利用或模拟信息传递过程。
1、提高农产品或畜产品的产量。
2、对有害动物进行控制。
性信息素诱捕器：
利用光照提高鸡的产蛋量：
用温度和湿度延长蔬菜的种植期：
课堂训练
例1、在苹果园里放置一个电子仪器。
这个电子仪器能够产生与蜜蜂跳圆圈舞和摆尾舞相同的频率或声音。
当蜜蜂感受到电子仪器发出的信息后，就会受到诱惑，飞到果园去采蜜。
这有助于苹果更好地传粉，从而提高苹果的产量。
在此过程中涉及的信息是（ ）
A．物理信息 B．化学信息
C．行为信息 D．营养信息
答案：
A
解析：
本题考查物理信息的理解与应用。
例2、下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是（ ）
A．人工合成性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾
B．控制日照时间以控制开花时间
C．利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫
D．利用生长素类似物杀死单子叶植物田地中的双子叶杂草
答案：
D
解析：
生态系统的信息传递一般包括5个环节，其模型一般表示为：
性外激素的重要作用是引诱异性个体交尾，生产中常用性外激素制剂干扰害虫正常交尾，降低害虫种群密度。
植物的开花需要一定时间的光照。
分长日照植物、短日照植物等。
黑光灯可以发出较大剂量的紫外线，杀死一些对紫外线敏感的害虫。
D项中生长素类似物如2，4—D等是人工合成的具有一定生长素效应的物质、原理是双子叶植物较单子叶植物敏感，高浓度时可将其杀死，而对单子叶植物却促进生长。
虽然2，4—D是化学物质，但不是生物体自身产生的，不属于信息传递。
例3、下列对某些动物进行控制的措施中，不涉及信息传递的是（ ）
A．利用音响设备发出不同的声信号驱赶飞机场上的鸟类
B．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
C．农民用甲胺磷这种农药喷洒棉花，消灭棉铃虫
D．人们用人工合成的雌蛾的性外激素吸引雄蛾前来，然后消灭雄蛾
答案：
C
解析：
A属于物理信息的利用，B、D属于化学信息的利用，C是利用药物直接杀死害虫，不涉及信息传递。
例4、下列信息传递的实例中，用来调节生物的种间关系的是（ ）
A．莴苣在适宜波长下才能萌发生长
B．昆虫散发性外激素传递信息
C．草原返青时，“绿色”为食草动物提供信息
D．雄鸟求偶时进行复杂的“求偶”炫耀
答案：
C
解析：
A、B、D说明生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；C体现信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
-返回-
同步测试
一、单项选择题
1、下列生物现象与生态系统中信息传递作用及应用无关的是（B ）
A．施放性引诱剂，可诱捕害虫
B．用杀虫剂直接杀灭害虫
C．日照时间长短能影响植物开花
D．雄孔雀展示羽毛以示求偶
2、萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号；某种植物根系可以分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。
以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用（B ）
A．物理信息；化学信息；行为信息
B．物理信息；行为信息；化学信息
C．行为信息；物理信息；化学信息
D．化学信息；行为信息；物理信息
3、从信息传递角度分析，下列各项中，与其他三项不同的是（B ）
A．豪猪身体的体刺
B．乌贼喷出黑液，赶跑敌人
C．雌雄萤火虫相互识别
D．植物开花，吸引传粉昆虫
4、一只黑脊鸥的亲鸟对小鸟发出报警呜叫时，小鸟作出隐蔽反应。
从信息分类角度分析，亲鸟的报警鸣叫属于（C ）
A．物理信息
B．化学信息
C．行为信息
D．对信号刺激的反应
5、下列不属于生态系统的行为信息的是（D ）
A．雄孔雀在雌孔雀面前的频频开屏
B．工蜂中侦察蜂所跳的“圆圈舞”
C．某些鸟类的求偶炫耀
D．看家狗在外出时的频频撒尿
6、以下关于生态系统信息传递的说法不正确的是（C ）
A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就谈不上对环境的适应，就不可避免地要被大自然所淘汰
B．信息传递在农业生产中的应用可提高农畜产品的产量，也可对有害动物进行控制
C．短日照作物黄麻南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，这是对行为信息的利用
D．任何生态系统中，能量、物质和信息问题处于不可分割的密切相关状态
7、将1只雌蛾用玻璃器皿盖住，玻璃皿外放1只同种雄蛾，雄蛾无任何反应。
打开玻璃器皿后，雄蛾躁动不安。
本实验说明（B ）
A．雌蛾不可以产生性外激素
B．雌蛾能产生一种挥发性物质，吸引雄蛾
C．雄蛾的嗅觉不灵敏
D．该雌蛾的性腺还没有发育成熟
8、如果留心观察就会发现，身边的猫、狗等动物的生活离不开信息的传递，其中既有物理信息，又有化学信息和行为信息，下列信息属于物理信息的是（C ）
A．生态系统中生物代谢产生的生长素、抗生素
B．蜜蜂发现蜜源时，就会通过“舞蹈动作”告诉同伴去采蜜
C．花朵鲜艳的色彩
D．松鼠数量的消长依从于云杉种子的丰歉情况
9、昆虫的性外激素在个体之间所起的作用为（ B）
A．促进个体发育
B．引诱异性个体前来交尾
C．促进生殖器官的发育成熟
D．传递物理信息
10、当一只蚜虫受到攻击时就会释放一种起警告作用的化学物质，以便使邻近的蚜虫迅速地逃避敌害。
这种现象所属的特征及所释放的化学物质分别是（B ）
A．种间互助，告警外激素
B．种内互助，告警外激素
C．种间互助，性外激素
D．种内互助，性外激素
显示提示
提示：
1、本题涉及生态系统中信息传递作用及在生产实践中的灵活应用。
2、本题考查学生对生态系统中信息传递方式的理解与应用。
3、本题考查学生对物理信息（A、C、D）与行为信息的理解与应用。
4、动物的特殊行为，对于同种或异种生物能够传递某种信息，亲鸟的报警呜叫是对小鸟传递的信息。
5、看家狗在外出时的频频撒尿属于化学信息。
6、本题属于生态系统信息传递的综合性问题；短日照作物黄麻南种北移可延长生长期，提高麻皮产量，这是对物理信息（光照）的利用。
7、本题考查雌雄蛾之间依靠分泌性外激素传递信息。
8、生态系统的光、声、温度、湿度等，通过物理过程传递的信息称为物理信息。
9、本题考查生态系统中化学信息的作用。
10、本题考查生态系统中化学信息的作用。
二、简答题
11、当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。
这种化学质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵（乙种蛾幼虫也采食烟草叶片），如图所示。
试回答：
（1）烟草释放的这种化学物质属于__________信息。
这体现了信息传递在生态系统中的什么作用？
______________。
（2）烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？
__________________。
（3）利用野草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物进行控制。
这种方法属于__________防治，其优点是____________________。
（4）写出图中所示生物的食物网：
____________________。
显示答案
11、
（1）化学 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
（2）是
（3）生物 保护环境
（4）
解析：
化学信息指生物在生命活动过程中，产生的可以传递信息的化学物质如植物的生物碱、有机酸，以及动物的性外激素等。
12、烟草和莴苣的种子在萌发时必须要有光信息。
这些种子常称“需光种子”；另一类植物，如瓜类、番茄等的种子萌发见光则受到抑制，这类种子成为“嫌光种子”。
下图所示的实验是用一种半休眠状态的莴苣种子进行的，这种种子在黑暗中的发芽率为50%，请分析回答：
（1）图中表明，在600～690nm红光区下，种子萌发率__________，这表明红光这种光波信号对种子萌发有__________。
但是，当种子一旦处于720～780nm远红光区，种子萌发便受到__________。
（2）光作为信息对同一植物的萌发作用有__________性。
（3）阳光是生态系统重要的生态因素之一，它作为__________信息对各种生物都产生深远的影响。
显示答案
12、
（1）最高 促进作用 抑制
（2）二重
（3）物理
-END-
课外拓展
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，信源可以是初级信源也可以是次级信源。
例如，夏夜中雌雄萤火虫的相互识别，雄虫就是初级信源；而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，所以它是次级信源。
太阳是生态系统中光信息的主要初级信源。
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。
声信息的特点有：
多方位性，接受者不一定要面向信源，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，因此声音信息的容量很大。
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0.2～2V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
（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，沿食物链各级生物要求有一定的比例，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。
-END-
高考解析
例、下列现象不能体现“信息能调节生物种间关系”这个观点的是（ ）
A．狼根据兔子留下的气味去猎捕兔
B．当日照达到一定长度时植物才能够开花
C．烟草受到蛾幼虫攻击后，能产生一种可挥发的化学物质，可以吸引蛾幼虫的天敌
D．蝙蝠通过自身发出的声波，对被捕食者进行“回声定位”
答案：
B
解析：
当日照达到一定长度时植物才能够开花，体现的是生物种群的繁衍离不开信息的传递，而未体现生物种间的信息传递。
-END-
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