第三章生態系統及其穩定性第四節生態系統的信息傳遞問題探討1967年，荷蘭一位生物學家在研究蜜蜂時，發現蜜蜂在找到蜜源后，會跳圓圈舞或擺尾舞：1、蜜蜂跳圓圈舞、擺尾舞的目的是什么？蜜蜂通過特殊的行為來傳遞蜜源的位置信息擺尾舞2、你還能舉出生物間傳遞信息的其他例子嗎？一、生態系統中信息的種類生態系統中的生物種群之間，以及它們內部都有信息的產生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。1.概念：自然界中的

等，通過

傳遞的信息。2.來源：可以是

，也可以是

或

。3.感受部位：光、聲、溫度、濕度、磁場物理過程非生物環境生物個體群體①

動物的眼、耳、皮膚等②

植物的葉、芽及細胞中的特殊物質（光敏色素等）

1物理信息一、生態系統中信息的種類4.舉例：鳥的遷徙（磁場）蝙蝠定位(回聲)種子萌發（溫度、濕度）海豚捕食（超聲波）（溫度）蛇的頰窩5.信息源：光、聲、振動、溫度、濕度、磁力等一、生態系統中信息的種類2化學信息1.概念：2.來源：在生命活動中，生物產生一些可以傳遞信息的化學物質。生物體的代謝產物或分泌物。3.化學物質種類：①植物的生物堿、有機酸等代謝產物；②動物的性外激素；③昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中的信息素等。一、生態系統中信息的種類4.舉例：當蚜蟲被捕食時，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。一、生態系統中信息的種類4.舉例：

昆蟲學家發現,一只雄飛蛾能夠接收到幾公里外雌飛蛾發出的某種信號,從而趕去相會。它們敏銳的觸角能捕捉空氣中不足1/3盎司的由雌飛蛾發出的該種信號(一種無色無味的特殊化學物質)。一、生態系統中信息的種類4.舉例：蠶蛾醇的化學式1959年，德國科學家布特南特從50萬只家蠶中分離并鑒定出第一種信息素——蠶蛾醇。一、生態系統中信息的種類4.舉例：水葫蘆根部的分泌物可以明顯地抑制藻類的生長一、生態系統中信息的種類4.舉例：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，作為領地記號一、生態系統中信息的種類3行為信息

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

可以體現為行為信息。1.概念：2.來源：動物的特殊行為行為特征“肢體語言”3.實例：烏賊噴墨尖尾松雞魔性求偶舞蜜蜂跳舞孔雀開屏一、生態系統中信息的種類類型來源傳遞形式實例光、聲、溫度、濕度、磁力等植物的生物堿、有機酸等代謝廢物，動物的性外激素等蜜蜂跳舞，鳥類“求偶炫耀”等；比較非生物環境或生物個體或群體物理過程化學信息物理信息生物體以化學物質為信息載體行為信息動物動物的行為特征①三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境；②信息傳遞可以發生在生物與非生物環境之間，可以發生在同種生物之間，可以發生在不同生物之間。三種信息的比較小試牛刀例.下面展示了9種信息，請分析回答下列問題：①花椒樹上的刺②昆蟲的性外激素③孔雀開屏④鳥類鳴叫聲所發出的信息⑤獵豹和貓科動物有著高度特化的尿標志的信息⑥蜜蜂的舞蹈行為⑦某些植物花朵的顏色、形狀等給傳粉昆蟲的信息⑧花香引蝶和老馬識途⑨螢火蟲的閃光物理信息化學信息行為信息物理信息化學信息行為信息物理信息化學信息物理信息二、生態系統中信息傳遞的特點1、同種生物的信息傳遞只有一種方式嗎？生物可以通過一種或多種信息類型進行交流。開屏行為信息求偶鳴叫物理信息與同類交流遠處通過識別植物的綠色近處通過植物的氣味物理信息搜尋食物化學信息辨別和攝取食物二、生態系統中信息傳遞的特點2、生態系統中的信息傳遞僅僅發生在同種生物之間嗎？生態系統中的信息傳遞既存在于同種生物之內，也發生在不同生物之間。

在非洲大陸上，犀牛與牛椋（liánɡ）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。

草原上，草的綠色給羊傳遞了可食用的信息，羊并不傳遞信息給草，此過程中信息傳遞是單向的(生物與非生物環境)。

生物體接受信息后，常常會做出回應，回應可作為信息源傳遞給其它信息受體，因此多數情況下，信息傳遞為雙向的（也有單向）。兔根據狼的氣味躲避狼根據兔的氣味捕獵3、生態系統中的信息傳遞是雙向的還是單向的？雙向性：捕食者與被捕食者二、生態系統中信息傳遞的特點都不屬于。神經系統的信息傳遞是個體細胞、器官、組織間的信息傳遞；遺傳信息的傳遞與表達是細胞內部的信息傳遞。生態系統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境之間。4、高等動物的神經信息的傳遞和遺傳信息的傳遞與表達是否屬于生態系統的信息傳遞?二、生態系統中信息傳遞的特點二、生態系統中信息傳遞的特點旁欄思考：生態系統中信息傳遞與物質循環和能量流動存在哪些差異？差異主要體現在以下3個方面：(1)途徑不同物質循環與能量流動通過食物鏈（網）進行，信息傳遞通過多種途徑進行。(2)特點不同物質循環具有循環性、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。(3)范圍不同物質循環的范圍是生物圈內，能量流動的范圍是食物鏈的各營養級，信息傳遞的范圍是生物與生物之間、生物與非生物環境之間。二、生態系統中信息傳遞的特點嗅覺器官眼植物花朵鮮艷顏色芳香氣味光空氣眼偵察蜂舞蹈光其他蜜蜂產生：生物或非生物環境媒介：空氣、水及其他介質物理信息化學信息行為信息信息源信道信息受體接收：如動物的眼、鼻、耳、皮膚，植物的葉、芽以及細胞中的特殊物質(如光敏色素)等蜜蜂阻礙其中的任意一個環節都會使信息無法發生傳遞。哪些環節構成了一個完整的信息傳遞過程？三、信息傳遞在生態系統中的作用【資料1】海豚進行捕食、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的超聲波進行“回聲定位”。【資料2】有些植物（如萵苣、茄、煙草）的種子必須接受某種波長的光信息，才能萌發生長。萌發率/％波長/nm生命活動的正常進行，離不開信息的作用。

（個體水平）三、信息傳遞在生態系統中的作用【資料3】在自然界中，植物開花需要光信息刺激，當日照時間達到一定長度時，植物才能開花。生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞。（種群水平）許多動物都能在特定時期釋放用于吸引異性的信息素。經過科學家的研究，已分離和鑒定了上千種昆蟲信息素，其中大部分是用來傳遞性信號的。三、信息傳遞在生態系統中的作用資料4：當煙草植物受到蛾幼蟲的攻擊后，能產生和釋放一種信息素，該化學物質在白天可以吸引蛾幼蟲的天敵(捕食者)，夜間又能夠驅趕雌蛾，使它們不能停留在葉片產卵。植物與植食性昆蟲1、

資料中的信息素將幾種生物聯系起來？煙草、蛾、蛾幼蟲天敵2、資料4說明信息傳遞具有什么作用？調節生物的種間關系，以維持生態系統的平衡與穩定。（群落和生態系統水平）信息傳遞的作用個體水平

種群水平

群落水平三、信息傳遞在生態系統中的作用生命活動的正常進行種群的繁衍調節種間關系，維持生態系統的平衡與穩定小結：信息傳遞為生態系統穩定地存在和發展提供了保障。信息傳遞是生態系統的重要功能。四、信息傳遞在農業生產中的應用1.提高農畜產品的產量：利用模擬的動物信息吸引大量的傳粉動物,就可以提高果樹的傳粉效率和結實率。延長光照時間，刺激雞卵巢的發育和雌激素的分泌，可以大大提高產蛋率。利用溫度和濕度延長蔬菜的種植期。四、信息傳遞在農業生產中的應用2.對有害動物進行防治：性信息素誘捕器，干擾害蟲的正常交尾農民在噴農藥殺蟲機械防治化學防治生物防治四、信息傳遞在農業生產中的應用2.對有害動物進行防治：性信息素誘捕器，干擾害蟲的正常交尾生物防治（1）利用光照、聲音信號等誘捕或驅趕某些動物，使其遠離農田；（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物質擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物的繁殖力下降。利用信息來發揮作用的生物防治：四、信息傳遞在農業生產中的應用種類化學防治機械防治生物防治措施優點缺點噴施化學藥劑①作用迅速

②短期效果明顯①會使抗藥性害蟲個體增加②可能殺害害蟲天敵，破壞

生態平衡③污染環境人工捕捉等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①無污染②效果好且持久天敵數量不明確，甚至可能會引發生態危機（可能引起物種入侵）利用性引誘劑誘殺雄性個體，屬于

防治。利用化學信息≠化學防治。生物化學防治是利用有毒性的化學物質直接的殺傷作用（3）延伸探究：科學家事先捕捉到一些生長狀態正常的雄蛾，分成C、D兩組，C組全部被剪掉觸角，D組保持原狀．同時放飛后，發現D組的雄蛾幾乎全部被A誘捕器捕捉，而C組雄娥幾乎沒有一只被捕捉。這種現象說明：________________________________。設計實驗證明：雌蛾能夠分泌化學物質吸引雄蛾前來交配p72（1）實驗步驟：①夜晚，將若干未交配的雌蛾（只有未交配的個體才能分泌性外激素）分成A、B兩組。把A組雌蛾直接放在誘捕器（標記為A）中，把B組雌蛾先放在封閉的玻璃管中，再放在_______________（標記為B）中。②把A、B兩個誘捕器均懸掛在門外。③一夜后，觀察A、B兩個誘捕器，發現A誘捕器___________________，B誘捕器__________________。（2）實驗結論：__________________________________。同樣的誘捕器捕捉到許多同種雄蛾沒有捕捉到雄蛾雄蛾的觸角是感受化學信息的重要器官雌蛾能分泌化學物質吸引雄蛾前來交尾五、生態系統的三大功能之間的關系非生物的物質和能量生產者消費者分解者物質循環能量流動生態系統的結構功能信息傳遞循環單向遞減復雜雙向(動力)(載體)(調節)生態系統是通過物質流、能量流和信息流形成的統一整體。（1）物質循環和能量流動借助于食物鏈進行；信息傳遞不依賴于食物鏈，（2）能量流動的特點是單向流動，物質是可循環利用的，但信息傳遞往往是雙向的，且不能循環利用。項目能量流動物質循環信息傳遞特點范圍途徑模式圖聯系單向流動，逐級遞減全球性，循環性往往是雙向的（也有單向）生態系統中各營養級之間（生物群落中）生物圈生物之間，生物與非生物環境之間食物鏈和食物網多種①任何一個生態系統這三個基本功能，三者同時進行，相互依存，不可分割，形成統一整體。②能量流動是生態系統運轉的動力，物質循環是生態系統的基礎，信息傳遞決定能量流動和物質循環的方向。歸納總結：能量流動、物質循環、信息傳遞的比較小試牛刀1.黃鼬（俗稱“黃鼠狼”）主要捕食鼠類，它們體內有臭腺，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。以下有關解釋不合理的是（）A.釋放的臭氣是一種化學信息

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.臭氣作為信息可調節種間關系B2.“燕燕于飛，差池其羽”，“燕燕于飛，上下其音”（《詩經?國風》），燕子表達的是哪一類信息？行為信息和物理信息