1967年，荷蘭一位生物學(xué)家在研究蜜蜂時，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)。
2．你還能舉出生物間傳遞信息的其他例子嗎？
問：植物通過什么方式為蜜蜂傳達(dá)“這里有蜜源”的信息？偵察蜂如何將蜜源的信息傳達(dá)給其他蜜蜂？
通過舞蹈向其他蜜蜂傳遞信息
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。
生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類：
通物理過程傳遞的光、聲、溫度、濕度、磁場等信息。
可以是非生物環(huán)境，也可以是生物個體或群體。
① 動物的眼、耳、皮膚等
② 植物的葉、芽及細(xì)胞中的特殊物質(zhì)（光敏色素等）
蜘蛛網(wǎng)的振動(振動頻率)
種子萌發(fā)(溫度、濕度)
蛇的熱感受器（紅外線感受器）
鳥遷徙行為中對方向的判斷（太陽）
鴿子喙部有感應(yīng)磁場的器官,識途靠地磁導(dǎo)航
光、聲、振動、溫度、濕度、磁力等
在生命活動中，生物產(chǎn)生一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。
生物體的代謝產(chǎn)物或分泌物。
植物的生物堿、有機酸等代謝產(chǎn)物；
昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中的信息素等。
當(dāng)蚜蟲被捕食時，被捕食的蚜蟲立即釋放報警信息素，通知同類其他個體逃避。
昆蟲學(xué)家發(fā)現(xiàn),一只雄飛蛾能夠接收到幾公里外雌飛蛾發(fā)出的某種信號,從而趕去相會。它們敏銳的觸角能捕捉空氣中不足1/3盎司的由雌飛蛾發(fā)出的該種信號(一種無色無味的特殊化學(xué)物質(zhì))。
1959年，德國科學(xué)家布特南特從50萬只家蠶中分離并鑒定出第一種信息素——蠶蛾醇。
水葫蘆根部的分泌物可以明顯地抑制藻類的生長
螞蟻沿途留下的記號——尾跡素
狗肛門腺分泌物使糞便尿液等具有特殊氣味，作為領(lǐng)地記號
動物的特殊行為，主要指各種動作，這些動作也能夠向同種或異種生物傳遞某種信息，即動物的行為特征可以體現(xiàn)為行為信息。
非生物環(huán)境或生物個體或群體
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。
下列各項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 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
生物可以通過一種或多種信息類型進(jìn)行交流。例：孔雀既可以通過開屏等行為信息進(jìn)行求偶，也可通過鳴叫等物理信息與同類交流。當(dāng)草原返青時食草動物現(xiàn)在遠(yuǎn)處通過識別植物的綠色（物理信息）來搜尋食物，然后在近處通過植物的氣味（化學(xué)信息）來辨別和攝取食物。
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：在非洲大陸上犀牛和牛椋鳥之間有頻繁的信息交流，鳥的鳴叫與跳躍可以提醒犀牛附近有危險情況
（1）同種生物的信息傳遞只有一種方式嗎？
（2）生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞僅僅發(fā)生在同種生物之間嗎？
都不屬于。神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞是個體細(xì)胞、器官、組織間的信息傳遞；遺傳信息的傳遞與表達(dá)是細(xì)胞內(nèi)部的信息傳遞。生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞的范圍包括同種生物個體之間、異種生物個體之間和生物與非生物環(huán)境之間。
信息傳遞在生命系統(tǒng)中普遍存在，不僅存在于種群和種群之間、種群內(nèi)部個體和個體之間，還存在于以及環(huán)境與生物之間，比如植物的開花收到光照信息的調(diào)節(jié)。生物之間的信息傳遞往往表現(xiàn)為雙向性。
（3）高等動物的神經(jīng)信息的傳遞和遺傳信息的傳遞與表達(dá)是否屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞?
（4）生物與非生物環(huán)境之間是否也有信息傳遞呢？
（1）生物可以通過一種或者多種信息類型進(jìn)行交流
（2）生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞既可存在于同種生物之內(nèi)，也可發(fā)生在不同生物之間
犀牛與牛椋鳥頻繁的信息交流，鳥的鳴叫與跳躍提醒犀牛附件有危險情況
（3）多數(shù)情況下，信息傳遞為雙向的。
旁欄思考：生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞與物質(zhì)循環(huán)和能量流動存在哪些差異？哪些環(huán)節(jié)構(gòu)成了一個完整的信息傳遞過程？
差異主要體現(xiàn)在以下3個方面：
物質(zhì)循環(huán)與能量流動通過食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行，信息傳遞通過多種途徑進(jìn)行。
物質(zhì)循環(huán)具有循環(huán)性、全球性的特點，能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，信息傳遞往往是雙向的。
物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈內(nèi)，能量流動的范圍是食物鏈的各營養(yǎng)級，信息傳遞的范圍是生物與生物之間、生物與非生物環(huán)境之間。
信源（信息產(chǎn)生部位）
信息受體（信息接收的生物或部位）
如動物的眼、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
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，信息傳遞都不能完成。
信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
資料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”。
資料2：有些植物像萵苣伽煙草的種子，必須接受某種波長的光信息才能萌發(fā)。
討論1：根據(jù)資料，分析信息傳遞與生命活動的正常進(jìn)行有什么關(guān)系？
生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息傳遞。
當(dāng)日照時間達(dá)到一定程度時植物才能開花
竹節(jié)蟲利用信息素吸引異性繁殖
討論2：信息傳遞在種群繁衍過程中起什么作用？
通過信息傳遞，雌雄個體才能相互識別、交配，這樣才能保證種群的繁衍。
生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞。
資料4：2001年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，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)除夜間活動的雌蛾，使它們不能在葉片上停留產(chǎn)卵。
討論3：資料4中的信息素能夠?qū)追N生物聯(lián)系起來？
討論4：信息傳遞對種間關(guān)系具有什么作用？
調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。
（群落和生態(tài)系統(tǒng)水平）
生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用
生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞
信息能夠調(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
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：
利用溫度和濕度延長蔬菜的種植期。
2.對有害動物進(jìn)行防治：
（1）利用光照、聲音信號等誘捕或驅(qū)趕某些動物，使其遠(yuǎn)離農(nóng)田；
（2）利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度；
（3）還可以利用特殊的化學(xué)物質(zhì)擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物的繁殖力下降。
利用信息來發(fā)揮作用的生物防治：
①作用迅速②短期效果明顯
①會使害蟲的抗藥性增強②可能殺害害蟲天敵，破壞生態(tài)平衡③污染環(huán)境
①無污染②見效快，效果好
①費時費力②對體型很小的害蟲無法實施
引入天敵、寄生蟲或使用信息素等
天敵數(shù)量不明確，甚至可能會引發(fā)生態(tài)危機（可能引起物種入侵）
1．在一片柳樹林中，一棵柳樹遭受蟲害，釋放的乙烯通過風(fēng)媒作用給鄰近的柳樹發(fā)出危險及預(yù)防信號，使周圍70m范圍的其他柳樹葉片中的石炭堿含量增加，從而抵抗害蟲。下列相關(guān)說法錯誤的是（　?。〢．柳樹釋放的乙烯是一種化學(xué)信息B．上述防御功能是柳樹長期進(jìn)化的結(jié)果C．利用乙烯防治柳樹林中害蟲的方法屬于生物防治D．該實例體現(xiàn)了生命活動的正常進(jìn)行離不開信息的作用
2．稗草是一種雜草，有的生長在旱地，有的生長在稻田。旱地的稗草“長相”比較隨機，大多數(shù)趴地橫長，完全不像水稻。而水田的稗草為了逃避人類的“驅(qū)逐”，學(xué)會了“喬裝術(shù)”，從原來松垮貼地的懶樣子，進(jìn)化到今天亭亭玉立很有“稻”樣。那些讓稗草長的更像水稻的基因讓稗草逃過人類的拔除，繼續(xù)在稻田生長。下列說法正確的是（ ）A．旱地的稗草與水田的稗草之間存在生殖隔離B．稗草被人類逼出“稻”樣的過程屬于自然選擇C．為防止被拔除，水田稗草突變出了長的像水稻的基因D．人們定期拔除水稻田里稗草的防治方法屬于生物防治
3．在某果園生態(tài)系統(tǒng)中，有一種雄蚊通過感知雌蚊翅膀扇動發(fā)出的聲波來辨別雌蚊的方位，科研人員通過模擬雌蚊翅膀扇動的聲波來吸引雄蚊以達(dá)到滅殺雄蚊的目的。下列有關(guān)敘述錯誤的是（ ）A．滅殺雄蚊的技術(shù)方法屬于生物防治的手段B．滅殺雄蚊的過程體現(xiàn)了信息傳遞對種間關(guān)系的調(diào)節(jié)C．滅殺雄蚊的方法體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能D．滅殺雄蚊的過程體現(xiàn)的是物理信息在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
1.物理信息2.化學(xué)信息3.行為信息
1.維持生命活動的正常進(jìn)行2.保障生物種群的繁衍3.調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，進(jìn)而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定
1.提高農(nóng)畜產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量2.對有害動物進(jìn)行控制
1.黃鼬（俗稱“黃鼠狼”）主要捕食鼠類，它們體內(nèi)有臭腺，在遇到威脅時可排出臭氣麻痹敵人，鼠類聞到臭氣時往往選擇逃離。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.這種氣味信息只對黃鼬有利C.釋放臭氣有利于黃鼬躲避危險 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)?國風(fēng)》），燕子表達(dá)的是哪一類信息？
3.機場附近的鳥類嚴(yán)重危害飛行安全，因此有必要進(jìn)行人工驅(qū)鳥。請將以下人工驅(qū)鳥的措施按原理進(jìn)行歸類。①播放鳥類天敵的鳴叫聲，②放置無公害的驅(qū)鳥劑，③燃放爆竹，④使用激光，⑤架設(shè)煤氣炮（模擬猜槍的響聲和火光），⑥布設(shè)鳥類害怕的圖案，⑦聲光威嚇（將爆竹、獵槍聲、激光、驅(qū)鳥火焰等方法結(jié)合），⑧遙控航模模擬天敵。上述方法利用物理信息的有 ， 利用化學(xué)信息的有 ，利用行為信息的有 。

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第4節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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