湖南省师大附中高中生物 第4节 生态系统中的信息传递课件 新人教版必修3

一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息（信号等称作信息（informationinformation） 信息传递的三个基本环节：信源（信息产生）；信息传递的三个基本环节：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。信道（信息传输）；信宿（信息接收）。 你能举出生物间传递信息的实例吗？你能举出生物间传递信息的实例吗？细胞生命系统（细胞内部信息流）（细胞内部信息流）例：例：DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质细胞生命系统（接受外界信息）（接受外界信息）个体生命系统 例：神经调节中的电信号、化学信号例：神经调节中的电信号、化学信号 激素调节中的激素激素调节中的激素 免疫调节中的抗原信号等免疫调节中的抗原信号等在生态系统中，有无信息的传递呢？在生态系统中，有无信息的传递呢？生态系统生态系统（1 1）个体从获取环境信息以保证自己的生存）个体从获取环境信息以保证自己的生存活动的需要（定位、方向、感光、测温、化活动的需要（定位、方向、感光、测温、化学感受、磁场感应等）。学感受、磁场感应等）。（2 2）种群内不同个体之间进行合作或竞争所）种群内不同个体之间进行合作或竞争所进行的信息传递。（求偶、繁殖、觅食、抵进行的信息传递。（求偶、繁殖、觅食、抵抗侵略、社会行为等）抗侵略、社会行为等）（3 3）不同种群个体之间竞争或捕捉与反侵害）不同种群个体之间竞争或捕捉与反侵害所进行的信息传递。（警戒、驱逐、识别等）所进行的信息传递。（警戒、驱逐、识别等）l物理信息物理信息l化学信息化学信息l行为信息行为信息蝙蝠的回声定位与雷达（超声波）蝙蝠的回声定位与雷达（超声波）海豚的回声定位海豚的回声定位鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳）鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳）鸽子喙部发现感应磁场器官鸽子喙部发现感应磁场器官 识途靠地磁导航识途靠地磁导航 蛇的热感受器与导弹（红外线感受器）蛇的热感受器与导弹（红外线感受器）鱼的侧线鱼的侧线蚊触须上的蚊触须上的（二氧化碳和剧烈运动时产生的乳酸 ）化学探测器化学探测器大约有大约有2700种蚊子种蚊子还具有相当灵敏的还具有相当灵敏的视觉感受器和热传视觉感受器和热传感器感器 苍蝇的平衡棒和运载火箭（振动陀螺仪苍蝇的平衡棒和运载火箭（振动陀螺仪）一只小小的苍蝇可以一气飞行好几个小一只小小的苍蝇可以一气飞行好几个小时，速度高达时，速度高达20公里小时。它还有垂公里小时。它还有垂直升降、急速调头、空中悬停、隐身潜直升降、急速调头、空中悬停、隐身潜伏和微波信息收发等绝招儿。平衡棒可伏和微波信息收发等绝招儿。平衡棒可以调节翅膀的运动力向，是身体平衡度以调节翅膀的运动力向，是身体平衡度的一个导航仪。苍蝇飞行时，平衡棒以的一个导航仪。苍蝇飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动。当苍蝇飞行一定的频率进行机械振动。当苍蝇飞行出现倾斜或偏离航向时，平衡棒的振动出现倾斜或偏离航向时，平衡棒的振动就会随之发生变化，并且把这种变化信就会随之发生变化，并且把这种变化信息及时传递给蝇脑。苍蝇会按新的指令息及时传递给蝇脑。苍蝇会按新的指令调整身体的姿态和航向。调整身体的姿态和航向。蚊子的平衡棒蚊子的平衡棒求偶行为求偶行为 萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者联系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用，结果双狼蛛非法利用，结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。双被捕，成了爱情的牺牲品。 求偶行为求偶行为 以嘹亮的鸣声呼唤配偶的动物较多，其中有些只是简以嘹亮的鸣声呼唤配偶的动物较多，其中有些只是简单的鸣叫，如蝉类。有些鸟类则伴有炫耀歌喉或滔滔不绝地单的鸣叫，如蝉类。有些鸟类则伴有炫耀歌喉或滔滔不绝地“表白表白”。这种方式也容易暴露目标，往往酿成爱情悲剧。这种方式也容易暴露目标，往往酿成爱情悲剧。 黄斑黑蟋蟀黄斑黑蟋蟀 求偶行为求偶行为 这是最安全的求偶密码，多见于这是最安全的求偶密码，多见于昆虫。如雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头昆虫。如雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘。种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘。 昆虫性信息素昆虫性信息素 防治病虫害防治病虫害 信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追踪素等信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追踪素等 求偶行为求偶行为 这种行为多见于水鸟。如雄鸭这种行为多见于水鸟。如雄鸭子经常在雌鸭面前脉脉含情，不时用子经常在雌鸭面前脉脉含情，不时用喙梳理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平喙梳理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平伏光洁，以炫耀自己的美丽姿态。有伏光洁，以炫耀自己的美丽姿态。有些鸟则只梳理色彩鲜明或者色彩别致些鸟则只梳理色彩鲜明或者色彩别致的地方。最进步的是鸳鸯，它只象征的地方。最进步的是鸳鸯，它只象征性地用喙触碰一下翅翼上一根特别大性地用喙触碰一下翅翼上一根特别大的橙色羽毛。鹑鸡类雄性凭着花丽的的橙色羽毛。鹑鸡类雄性凭着花丽的外表、雄健的气魄，常在雌性面前展外表、雄健的气魄，常在雌性面前展翅、度步、开屏等，以炫耀自己的健翅、度步、开屏等，以炫耀自己的健美。有些鸣禽则以歌舞的方式进行炫美。有些鸣禽则以歌舞的方式进行炫耀，从而取得配偶。耀，从而取得配偶。 求偶行为求偶行为 这是一种奇特而温柔的求偶方式。如一些蝇类，雄性这是一种奇特而温柔的求偶方式。如一些蝇类，雄性在求偶前先建造一个细软的和自身大小相当的丝质球，然后在求偶前先建造一个细软的和自身大小相当的丝质球，然后带球飞到蝇群中，并在那里绕圈飞行以吸引雌蝇。雌蝇相中带球飞到蝇群中，并在那里绕圈飞行以吸引雌蝇。雌蝇相中之后，接受礼品，结成配偶双双离开蝇群，完成交配。有些之后，接受礼品，结成配偶双双离开蝇群，完成交配。有些则事先捕获猎物；如蚊子等昆虫翅片，有些还用丝缕裹在所则事先捕获猎物；如蚊子等昆虫翅片，有些还用丝缕裹在所获猎物上，使其显大，也许有更大的引诱作用；有些动物已获猎物上，使其显大，也许有更大的引诱作用；有些动物已经把经把“送礼送礼”发展为发展为“请客请客”的形式，如公鸡找到食物之后，的形式，如公鸡找到食物之后，常常邀请母鸡共享美餐，居心便是交配，有时甚至不等母鸡常常邀请母鸡共享美餐，居心便是交配，有时甚至不等母鸡食完，便色相毕露。食完，便色相毕露。 求偶行为求偶行为 这是一种激烈的求偶方式。例如，雄性鳄鱼为争夺雌这是一种激烈的求偶方式。例如，雄性鳄鱼为争夺雌体而叫嚣绕转；雄的鲑鱼常常整天地相互争斗；雄鍬形虫的体而叫嚣绕转；雄的鲑鱼常常整天地相互争斗；雄鍬形虫的巨型大颚常被其他雄虫咬伤。又如流苏鹬的雄性二者拼命争巨型大颚常被其他雄虫咬伤。又如流苏鹬的雄性二者拼命争斗，雌性却歇在一旁观战，最后则和战胜者同去。这种方式斗，雌性却歇在一旁观战，最后则和战胜者同去。这种方式在哺乳类中最为普遍。在激烈的争斗中，雄的常有特别的武在哺乳类中最为普遍。在激烈的争斗中，雄的常有特别的武器，如雄鹿的角、公鸡的距；有的还有特别的防御工具，如器，如雄鹿的角、公鸡的距；有的还有特别的防御工具，如雄狮的鬣、雄鲑的钩形上颚等。雄狮的鬣、雄鲑的钩形上颚等。 求偶行为的意义求偶行为的意义（1 1）每种动物的求偶行为都有物种的特异性每种动物的求偶行为都有物种的特异性，即使是很相，即使是很相近的物种也有细微的差异，这可以避免不同动物的种间杂交。近的物种也有细微的差异，这可以避免不同动物的种间杂交。种间杂交在相近物种之间也有时发生，如马和驴杂交生骡，种间杂交在相近物种之间也有时发生，如马和驴杂交生骡，狮和虎也能杂交产仔，但这种情况大多是发生在人工喂养的狮和虎也能杂交产仔，但这种情况大多是发生在人工喂养的特殊环境下。特殊环境下。（2 2）求偶行为会刺激对方神经的兴奋，并激发与生殖有关求偶行为会刺激对方神经的兴奋，并激发与生殖有关的内分泌腺的分泌活动，以协调雌雄双方的排卵和排精，提的内分泌腺的分泌活动，以协调雌雄双方的排卵和排精，提高受精率高受精率。（3 3）求偶行为使雌雄双方有更多选择机会，使后代获得良求偶行为使雌雄双方有更多选择机会，使后代获得良好的遗传基因组合好的遗传基因组合。求偶不成的，常常是群体中的弱者。例。求偶不成的，常常是群体中的弱者。例如鹿科动物，雄性为争夺配偶而斗殴，失败的弱者，多为幼如鹿科动物，雄性为争夺配偶而斗殴，失败的弱者，多为幼小刚成年或年老体衰者、瘦弱有病者，它们不被雌鹿选中，小刚成年或年老体衰者、瘦弱有病者，它们不被雌鹿选中，对物种的繁衍有利。对物种的繁衍有利。课本课本P106P106资料分析：资料分析：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，离不开信息的作用生物种群的繁衍，也离不开信息的传递生物种群的繁衍，也离不开信息的传递信息还能调节生物的种间关系，以维持生信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定态系统的稳定植物间有没有信息传递？植物间有没有信息传递？阳光与植物间的信息阳光与植物间的信息 声音与植物间的信息？声音与植物间的信息？植物与植物间的信息传递植物与植物间的信息传递 指植物产生的次生代谢物质在植物生长过程中，指植物产生的次生代谢物质在植物生长过程中，通过信息抑制其他植物的生长、发育并加以排除的现通过信息抑制其他植物的生长、发育并加以排除的现象，常称为象，常称为异株克生现象异株克生现象。 植物与植物间的信息传递植物与植物间的信息传递 中某些品系在化学物质的信息作用下，中某些品系在化学物质的信息作用下，可以阻止可以阻止8787左右的杂草生长，维持其在农田生左右的杂草生长，维持其在农田生态系统中的优势。态系统中的优势。 有时发生在同一个物种之内。在这些植物的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，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。例如间的拥挤。例如。植物与植物间的信息传递植物与植物间的信息传递 在寄生植物和寄主植物之间，还表现有另一种不同的情在寄生植物和寄主植物之间，还表现有另一种不同的情况。黄独脚金（况。黄独脚金（Striga hermonthica）是玄参科植物，寄生）是玄参科植物，寄生于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列当（于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列当（Orobanche cumana）是列当科植物，寄生于向日葵、蚕豆、烟草等植物上。这些是列当科植物，寄生于向日葵、蚕豆、烟草等植物上。这些寄生植物的种子细小如尘埃，随风扩散，它们并非在任何地寄生植物的种子细小如尘埃，随风扩散，它们并非在任何地方都可以发芽。而只有在接收到寄主植物根部分泌物的信号方都可以发芽。而只有在接收到寄主植物根部分泌物的信号后，才萌动、发芽；若接收不到寄主植物的这种信息，寄生后，才萌动、发芽；若接收不到寄主植物的这种信息，寄生植物种子在土壤中呆上植物种子在土壤中呆上10年也不丧失其发芽的能力。后来分年也不丧失其发芽的能力。后来分析出这种信息物是一种具有两个内酯的萜类化合物析出这种信息物是一种具有两个内酯的萜类化合物独脚独脚金酚（金酚（strigol）。在合适的条件下，）。在合适的条件下，110-6moll-1的浓度的浓度就能促使就能促使50的黄独脚金种子发芽。的黄独脚金种子发芽。 植物与动物间的信息传递植物与动物间的信息传递 植物和动物不同，它们是不会走动的，给人们表面植物和动物不同，它们是不会走动的，给人们表面的印象似乎只能呆在那里等待被吃掉。植物遭受昆虫的印象似乎只能呆在那里等待被吃掉。植物遭受昆虫和其他植食动物的侵袭和吞食，这是最糟的结局。然和其他植食动物的侵袭和吞食，这是最糟的结局。然而，事实并非如此。植物决不是软弱无能，处于完全而，事实并非如此。植物决不是软弱无能，处于完全被动受害的地位，而是通过形态、生理生化等各个方被动受害的地位，而是通过形态、生理生化等各个方面，采取了多种行之有效的手段来保卫着自己。发现面，采取了多种行之有效的手段来保卫着自己。发现植物作为信息源对植食动物发出的种种信息。植物在植物作为信息源对植食动物发出的种种信息。植物在千百万年进化中，形成了一道道防线，发出不同信号，千百万年进化中，形成了一道道防线，发出不同信号，确立了许多防御机制，以便保卫自己免受侵袭和吞食。确立了许多防御机制，以便保卫自己免受侵袭和吞食。 植物与动物间的信息传递植物与动物间的信息传递 植物和动物不同，它们是不会走动的，给人们表面植物和动物不同，它们是不会走动的，给人们表面的印象似乎只能呆在那里等待被吃掉。植物遭受昆虫和的印象似乎只能呆在那里等待被吃掉。植物遭受昆虫和其他植食动物的侵袭和吞食，这是最糟的结局。然而，其他植食动物的侵袭和吞食，这是最糟的结局。然而，事实并非如此。植物决不是软弱无能，处于完全被动受事实并非如此。植物决不是软弱无能，处于完全被动受害的地位，而是通过形态、生理生化等各个方面，采取害的地位，而是通过形态、生理生化等各个方面，采取了多种行之有效的手段来保卫着自己。发现植物作为信了多种行之有效的手段来保卫着自己。发现植物作为信息源对植食动物发出的种种信息。植物在千百万年进化息源对植食动物发出的种种信息。植物在千百万年进化中，形成了一道道防线，发出不同信号，确立了许多防中，形成了一道道防线，发出不同信号，确立了许多防御机制，以便保卫自己免受侵袭和吞食。御机制，以便保卫自己免受侵袭和吞食。 荆棘和皮刺、细毛等 植物与动物间的信息传递植物与动物间的信息传递 众所周知，植物的花是植物众所周知，植物的花是植物授粉动物间联系的极授粉动物间联系的极为重要的信息媒介，以此确立了二者的共生关系。有位为重要的信息媒介，以此确立了二者的共生关系。有位生物学家曾对生物学家曾对2680种花的色泽作了统计，结果表明：白种花的色泽作了统计，结果表明：白花最多，占花最多，占1193种；其次为黄花，占种；其次为黄花，占951种；红花占种；红花占307种；绿花占种；绿花占153种；橙色花占种；橙色花占50种；茶色花占种；茶色花占18种；黑种；黑色花最少，只占色花最少，只占8种。一朵花生成某种颜色，往往与能感种。一朵花生成某种颜色，往往与能感觉到这种颜色信号的昆虫有关。例如，蜜蜂、黄蜂和丸觉到这种颜色信号的昆虫有关。例如，蜜蜂、黄蜂和丸花蜂偏爱粉红色、紫色和蓝色；蝇类和甲虫喜欢暗黄色花蜂偏爱粉红色、紫色和蓝色；蝇类和甲虫喜欢暗黄色花朵。花朵。 三、信息传递在农业生产中的应用三、信息传递在农业生产中的应用 提高农产品或畜产品的产量提高农产品或畜产品的产量 对有害动物进行控制对有害动物进行控制 化学防治化学防治 生物防治生物防治 机械防治机械防治光信息的人工调控光信息的人工调控化学信息的人工调控化学信息的人工调控声音信息的人工调控声音信息的人工调控课本练习课本练习 一。基础题：一。基础题： 属于物理信息的是（属于物理信息的是（1、2、3、4、6、7、9、10、11）；）； 属于化学信息的为（属于化学信息的为（5、8）；）； 属于行为信息的有（属于行为信息的有（12）。）。 二、拓展题：二、拓展题：1）利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的）利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产。高产。2）利用各种昆虫的趋光性进行诱杀，大量消灭害虫，减少对农）利用各种昆虫的趋光性进行诱杀，大量消灭害虫，减少对农作物的破坏。作物的破坏。3）家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。）家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。4）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。发芽率，获得增产。5）释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，）释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。6）利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过）利用植物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的特点，将能够相互促进的植化学信息来调节种群的内部结构的特点，将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植。例如，作物中物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植。例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用。用。7）利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，利用人工）利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传粉率和结实率。粉率和结实率。 当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采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食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱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赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶乙种蛾幼虫也采食烟草叶片片)，如图所示。试回答：，如图所示。试回答： (1)甲种蛾幼虫与天敌的种间关系甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是：是：_。 (2)甲种蛾幼虫与烟草的种间关系甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是：是：_。 (3)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是：间关系是：_。 (4)写出图中所示生物的食物链：写出图中所示生物的食物链：捕食或寄生捕食或寄生捕食捕食 竞争竞争 烟草烟草甲种蛾（幼虫）甲种蛾（幼虫）天敌；天敌；烟草烟草 乙种蛾（幼虫）。乙种蛾（幼虫）。