师:同学们,今天我们一起复习高中生物学人教版选择性必修2第三章第四节生态系统的信息传递。首先明确本节课学习目标:一、概述生态系统的信息类型及信息传递过程;二、举例说明信息传递在生态系统中的作用,强化稳态与平衡观,分析信息传递在农业生产中的应用,提升社会责任感;三、阐明生态系统中信息传递与物质循环和能量流动的关系,形成生命的信息观。
下面回顾一道高考模拟题。这道题以杜甫的《江畔独步寻花》为情境,选项考察了生态系统的信息类型、信息传递在生态系统中的作用以及在农业生产中的应用,这些正是本节课复习重点。等复习完本节课,我们再回来解答。
接下来探讨教材中的问题:蜜蜂找到蜜源后,能通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源情况。这里存在哪些信息类型?它们的传递途径又是怎样的?我们把可以传播的消息、情报、指令、数据和信号等统称为信息。在生态系统的生物种群之间以及内部都有信息的产生与交换,形成信息传递,即信息流。一个完整的信息流应包括哪些环节呢?在这个问题中,花朵的颜色为蜜蜂提供物理信息,花朵的气味为蜜蜂提供化学信息,蜜蜂的舞蹈为其他蜜蜂提供行为信息。花朵的颜色、气味以及蜜蜂的舞蹈属于信息源,它们通过光、空气等介质,即信道进行传递,最后作用于蜜蜂的眼、触角等信息受体。所以,一个完整的信息流应包括信息源、信道和信息受体。
请同学们阅读课本69页,从信息来源、信息传递形式等方面对生态系统的三种信息类型进行总结。光、声音、温度、湿度、磁场等通过物理过程传递的信息称为物理信息,比如蜘蛛网的振动频率、头狼的嚎叫声。植物接受一定日照时长的光信息刺激后能开花,可见物理信息既可以来源于生物,也可以来源于非生物环境。化学信息是指植物的生物碱、有机酸,动物的性激素等可传递信息的化学物质,像昆虫、鱼类、哺乳类动物的信息素,黄鼬排出的臭气,小狗标记路线的尿液等。化学信息通常是生物的代谢产物,所以来源于生物。行为信息是指生物的特殊行为及各种动作,比如蜜蜂跳舞、孔雀开屏,能产生特定行为动作的通常是动物,因此行为信息一般来源于动物。
认识了生态系统的信息类型,那它的传递有什么特点呢?请同学们阅读课本69页和71页的相关实例,总结生态系统中信息传递的特点。通过阅读教材可知,孔雀能通过开屏等行为信息求偶,也能通过鸣叫等物理信息与同类交流。草原返青时,食草动物既能在远处通过植物的绿色(物理信息)搜寻植物,也能在近处通过植物的气味(化学信息)辨别和摄取植物,这说明生物可通过一种或多种信息类型进行交流。牛鹂鸟常生活在犀牛背上,取食犀牛背上的虱子。危险来临时,牛鹂鸟能通过鸣叫和跳跃等方式提醒犀牛附近有危险,由此可见,信息传递不仅能发生在同种生物之间,也能发生在不同种生物之间。此外,生态系统中的信息传递一般是双向的,比如狼和兔子之间。
认识了生态系统的信息类型和信息传递特点后,进行习题巩固。请同学们完成课本72页拓展应用题。机场附近的鸟类严重危害飞行安全,需人工驱鸟。将以下人工驱鸟措施按原理分类,经分析,选项二的驱鸟剂属于能传递信息的化学物质,属化学信息;选项八,遥控航模模拟天敌,既模拟了天敌的声音,又模拟了天敌的行为,所以既属物理信息,又属行为信息;其他选项都是通过光、声音等物理过程传递,属物理信息。
第二题,某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,树上一只小鸟飞到镜子前,对着镜子中的“小鸟”猛烈啄击、扑打。关于该事件中信息传递的叙述错误的是:选项A,小鸟啄击扑打的行为动作本身属行为信息,A正确;选项B,来自镜子的信息可通过光传递到小鸟眼睛,即通过物理过程传递,所以小鸟眼睛能感受到镜子发出的物理信息,B正确;选项C,小鸟对着镜子愤怒啄击、扑打,说明它把镜子传出的信息当作了来自入侵者的信息,C正确;选项D,激怒小鸟的不是真实小鸟,而是来自镜子的物理信息,说明激怒小鸟的是来自非生物的物理信息,D错误。所以这道题选D。
下面请同学们阅读课本70页到71页的相关实例,思考如果没有信息传递,生态系统会受到什么影响。
通过阅读课本70页资料一发现,如果海豚无法依赖超声波进行回声定位,其捕食、探路、定位、躲避天敌等行为都会受影响。分析课本70页资料二,某些植物如莴苣、烟草、茄,它们的种子若无法接受某种波长光信息,将不能萌发。以上说明生命活动的正常进行离不开信息的作用,这是从个体层次分析。课本70页资料三表明,植物若无法接受一定日照时长的光信息刺激,很难开花,也就无法传粉受精;动物若无法释放信息素,很难吸引异性繁殖。这说明生物种群的繁衍离不开信息传递,这是从种群层次分析。课本70页资料四,烟草植株释放的化学物质白天能吸引蛾幼虫天敌,晚上能驱赶夜间活动的雌蛾,避免其在植株叶片上产卵。这里烟草植株释放的化学信息将烟草植株、蛾幼虫以及蛾幼虫天敌三种不同生物联系起来。课本71页提到,在森林中,狼可根据眼睛搜寻猎物,也可根据耳朵听到的声音追捕猎物,兔子可根据狼的行为特征和气味躲避猎捕。这些材料中,信息传递都发生在不同种生物之间,说明信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡和稳定,这是从群落和生态系统层次分析。通过分析可知,如果没有信息传递,生态系统的平衡和稳定将受重大影响。
