1、第 4 节 生态系统的信息传递 从容说课 本节主要学习对生物现象的描述，学生完全可以通过分析讨论理解这些知识。因此， 分析资料，组织学生讨论是较好的教学策略。 首先，教师应引导学生认识到，信息在自然界和人们的日常生活中常见，是事物表现 的一种普遍形式。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现。 在生态系统中，生物之间也存在着信息传递。教师可以结合“问题探讨”中的素材，让学生 列举生物间传递信息的实例，然后指出，研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域， 随着科学技术的发展，人们已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。这一 领域尚有许多问题有待解决和深入研究。
2、教师可提示学生从物理、化学、行为等方面对所举的实例进行分类，由此进行生态系 统信息的种类的教学。教师可简要介绍信息传递的一般过程（一般信息传递有三个基本环 节）：信源（信息产生） ；信道（信息传输） ；信宿（信息接收） 。多个信息过程相连就使系 统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。信息只有通过 传递才能体现其价值，发挥其作用。 在“资料分析” 中，教材提供了四则资料，用以分析信息传递在生态系统中的作用。有 条件的学校，课上可以播放一些生物之间信息交流的音像资料，也可以让学生通过网络查 询相关资料，并对资料进行整理、分析。在学生分析、讨论的过程中，教师要引导学生认
3、识到，在生态系统中，信息传递的方式是多种多样的，它的作用与物质循环、能量流动一 样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节生态系统稳定性的作用。同时， 要说明生物间的信息传递是长期进化的结果。 “信息传递在农业生产中的应用”的教学，教师可以补充一些实例。例如，利用光信息 调节和控制生物的发育、利用各种昆虫的趋光特点进行诱杀（昆虫都有趋光的特点，但不 同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。另外，各种害虫 活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等， 都在 22 时 30 分至次日凌晨 4 时 30 分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜
4、蛾及葡萄实紫褐夜蛾， 都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好） 、养鸡业在给鸡增加营养的基础上 延长光照时间可以提高产蛋率等。 教师应当指出，生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地 认识自然界的这种“对话” 。信息传递是生态学研究的前沿领域之一，随着研究的深入必定 会取得更多的成果。 教学重点 1.信息的种类。 2.信息传递在生态系统中的作用。 教学难点 信息传递在生态系统中的作用。 教具准备 1.文字资料 1：信息的种类。 2.文字资料 2：信息传递的例子。 3.文字资料 3：课外实践的设计。 4.文字资料 4：课堂问题、例题。 5.视频：生态系统中的信息传递
5、。 课时安排 1 课时 三维目标 1.举例说出生态系统中的信息传递，归纳出信息传递的种类。 2.说出信息传递在生态系统中的作用。 3.描述信息传递在农业生产中的应用。 4.学会通过实验来探究信息传递的作用。 5.通过对教材信息传递例子的分析，让学生总结出信息传递的特点。并列举出其他例子， 进行归纳，得出信息传递的种类。 6.通过教材中的“思考与讨论”和“ 资料分析”，学生能总结出信息传递的作用。 7.通过信息传递在农业生产中应用的实例，提高学生应用知识的能力。 8.能通过课外实践，培养学生严谨的科学精神和提高学生的实践能力。 9.认识到信息传递在自然界是普遍存在的这一事实。 10.关注信息传递
6、在农业上的应用。 11.通过课外实践，培养科学严谨的精神。 教学过程 导入新课 师 上节课我们学习了生态系统的物质循环，下面先复习一下。 课件展示： 1.物质循环的概念。 2.简要叙述碳循环。 3.简要叙述能量流动与物质循环的关系。 4.探究实验的一般步骤是什么？ 生 回答（略） 。 （教师对学生的回答作出评价和修改） 推进新课 师 人类已经进入了信息时代，信息在社会中十分重要。大家说说，在日常生活中有哪些 信息？ 生 1 文字、语言、消息、情报。 生 2 数据、信号、声音、感觉、光线。 生 3 气味、动作、表情。 师 很好。信息的种类很多，在人类的日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令
7、、 数据与信号等称作信息。那这些信息是依靠哪些途径传播的呢？作用的对象是谁？ 生 电视等媒体、报纸、书本、广播、生物个体等途径。作用于人。 师 很好。事实上，信息业广泛存在于生态系统中，而且时常发挥着奇妙的作用！下面我 们就来学习生态系统的信息传递。 (视频播放：蜜蜂觅食) 师 先请大家看一段视频。想想蜜蜂是怎样传递蜜源远近这个重要信息的？ （学生观看视频，讨论） 师 谁来回答一下？ 生 通过跳圆圈舞或摆尾舞来传递这一信息。 师 好的。那这两种舞有什么不同呢？ 生 圆圈舞蜜源在 100 m 以内，摆尾舞表示蜜源在 100 m 以外，摆尾的速度还可以表示距 离究竟有多远。 师 很好，看来蜜蜂依靠
8、这种信息传递可以很好地确定蜜源的位置。可见信息传递对生物 的重要性。那大家还能不能举出其他例子？ 生 1 雄性昆虫通过性外激素来吸引异性。 生 2 人通过声音辨别生物的种类。 生 3 蚂蚁通过触角的相碰，传递信息。 师 不错，在生态系统中信息很多，我们来看一些例子。 （投影仪显示信息传递的例子） 师 这些信息传递的一般过程是（一般信息传递有三个基本环节）：信源（信息产生） ；信 道（信息传输） ；信宿（信息接收） 。 师 我们根据信源的不同可以把这些信息分成三类，即物理信息、化学信息、行为信息。 那什么是物理信息呢？ 生 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，称为物理
9、信 息。 师 谁来举一个例子？ 生 1 蜘蛛网的震动频率。 生 2 蛇通过热辐射来捕捉食物。 生 3 蝙蝠通过声波来定位捕食对象。 生 4 动物通过声音来确定捕食对象的位置。 生 5 跳舞草能感受声音的刺激而跳舞。 师 不错，那就书本的例子，你能说出信息传递的三个基本环节吗？ 生 1 信源：蜘蛛网的震动频率。信道：蜘蛛网。信宿：蜘蛛。 生 2 不对。我认为应该是这样，信源：昆虫。信道：蜘蛛网。信宿：蜘蛛。 师 哪个正确呢？ （学生讨论，回答） 师 我认为两位同学的回答都不错。但如果按照我们对信息种类的分类来看，生 1 的回答 比较好。 师 信源可以分为初级信源和次级信源，这里昆虫就是初级信源，
10、而次级信源是蜘蛛网的 震动频率。我们来看一段资料。 师 物理信息的种类是非常多的，希望大家在生活中多观察。那生物怎样来接受物理信息呢？ 生 动物的耳、眼、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（光敏色素等）等等。 师 很好。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物自身。请大家各举一例。 生 1 冬天来了，雷鸟要换上洁白细密的羽毛。 生 2 人听见老虎的吼叫很害怕。 师 很好。我们来看一段视频，更形象地来了解物理信息。 （播放视频：光信息） 师 可见，光对植物的开花和动物的繁殖起着决定性的作用。物理信息对生物正常生命活 动的进行起着重要的作用。 师 很好。下面我们来看一下第二类信息化学信息，请
11、大家看书本 106 页第一段。 （学生看书） 师 那什么是化学信息呢？ 生 生物在生命活动的过程中，还产生一些可传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱、 有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素，这就是化学信息。 师 很好。科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳动物等生物体中都存在能传递信息的化学 物质信息素。请大家举一些化学信息的例子。 生 1 雄性昆虫通过性外激素来吸引异性。 生 2 老虎根据气味寻找同伴。 生 3 刺槐分泌某种化学物质来驱赶害虫。 生 4 黄鼠狼释放臭气来赶走敌人。 师 很好，注意化学信息一般来自于生物，也可以来自于无机环境（如环境中的化学物质） 。 下面我们来看一段视频，更形象地来
12、了解化学信息。 （播放视频：植物的化学信息） 师 从中可以看出化学信息对植物驱赶害虫和吸引昆虫来传粉所起的作用。可见，化学信 息对生物正常生命活动的进行起着重要的作用。 师 下面我们来看最后一类信息行为信息，大家先看书。 （学生看书） 师 什么是行为信息？ 生 动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以 体现为行为信息。 师 这里要强调一下，行为信息可以是动物，也可以是植物。行为信息应该是对所有生物 来说的。下面请大家举一些行为信息的例子。 生 1 蜜蜂跳舞。 生 2 孔雀开屏。 生 3 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
13、发出逃避的信息。 生 4 蛇在遇到攻击时，会以把头竖起、吐信等行为吓走敌人。 师 很好。行为信息是生物，特别是动物传递信息的有效手段。下面来看一段视频，更形 象地来了解行为信息。 （播放视频：动物的行为信息） 师 可见，行为信息对动物正常生命活动的进行起着重要的作用。好，我们学习了三种信 息：物理、化学、行为信息，希望大家能够区分。其实，在生态系统中还有一种信息 营养信息。 课件展示： 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
14、，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。 师 这就是生态系统的四类信息，大家只要记住书上的三种就好了。对营养信息只作了解。 师 在生态系统中，各种信息传递虽然各有特点，但它们不是孤立地，而是相互联系在一 起的。它们共同来指导完成生物的生命活动。一个生命活动的完成，可能需要多个信息传 递。如：孔雀开屏是一种行为信息，但这里也存在着物理信息的体现，因为开屏
15、这个行为 要被雌孔雀看到，必然需要光线的反射。一个信息传递也可能作用于多个生命活动。如： 遇到敌害时，猴子的叫声，一方面可以警告敌人；另一方面可以对其他同伴传递有敌人的 信息。 师 多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就 形成了信息流。信息只有通过传递才能体现其价值，发挥其作用。可见，信息传递也把生 态系统连接成了一个整体，它也是生态系统的一个基本功能。 师 下面来看一下“思考与讨论”。 （学生看书，讨论） 师 谁来举几个我们身边物理信息的例子？并说明其作用。 生 1 在发情季节，猫会用叫声来表达自己。作用是吸引异性，进行交配。 生 2 在黑夜里，猫良好的视
16、力能发现狡猾的老鼠。作用是捕食。 师 很好。那谁来举几个化学信息的例子？并说明其作用。 生 1 闻到鱼腥味，猫会很快从远处跑来。作用是帮助寻找食物。 生 2 训练的狗会根据气味来追捕嫌疑犯或寻找毒品、危险物品等。作用是帮助人类。 师 很好。生 2 还举了帮助人类的例子，不错。那谁来举几个行为信息的例子？并说明其 作用。 生 1 公鸡展示自己鲜艳的羽毛，向母鸡显耀。作用是吸引异性。 生 2 猫遇到狗时，浑身的毛竖起，以警告来犯之敌。作用是吓退来敌。 师 好的。大家说得很好。 师 可见，在我们的身边信息传递无处不在，其作用也非常多。可以说信息传递的作用涵 盖了生物的所有生命活动，所以信息传递对生物
17、生命活动的正常完成是非常必需的。离开 了信息传递，生物就不可能生存，生态系统就不可能存在。下面我们一起来学习信息传递 在生态系统中的作用。首先，我们来看“资料分析”。请大家仔细浏览，思考问题。 （学生看书，讨论） 师 资料 1 体现了哪种信息？ 生 物理信息中的声波。 师 对。那资料 2 呢？ 生 物理信息中光的波长。 师 这些种子萌发所需要的最适宜的波长是多少呢？ 生 大约 600700 nm。 师 那讨论 1 如何回答？ 生 信息传递能保证生物生命活动的正常进行。 师 很好。资料 3 说明了光照时间这种物理信息对植物开花的影响，还说明了动物可以产 生信息素这种化学信息来吸引异性，特别是昆虫
18、的信息素。这说明了信息传递有什么作用 呢？ 生 通过信息传递，植物开花、传粉、形成种子繁衍后代；动物的雌雄个体之间能相互识 别、交配，保证种群的繁衍。 师 是的，信息传递对物种的繁衍有重要作用。那讨论的 3、4、5 题如何回答呢？ 生 1 将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。 生 2 是。 生 3 信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。 师 由此可见，生命活动的正常进行和种群的繁衍都离不开信息传递。 师 此外，在生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食” 的关系，相邻物 种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。我们书上举了 2 个例子
19、，第 一个例子的“绿色” 是什么信息？ 生 物理信息。 师 好。那第二个例子有哪些信息？ 生 化学信息和行为信息。 师 不错。其实这里还有我们补充的第四种信息营养信息，因为这与食物关系有关。 可见，信息传递还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 师 在生态系统中，信息传递的方式是多种多样的，信息传递的作用也有很多。但总的来 说，它的作用与物质循环、能量流动一样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，维持 生命活动的正常进行和种群的繁衍，以及调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 生物间的信息传递是长期进化的结果。 师 生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识
20、自然界的这 种“对话”。研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域，随着科学技术的发展，人们 已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。尽管这一领域尚有许多问题有待 发现和深入研究，但是我相信随着研究的深入必定会取得更多的成果。下面我们就来看一 下信息传递的一些应用。 师 信息传递在农业生产中的应用。第一方面，提高农产品或畜产品的产量。例如：模拟 动物信息来吸引传粉动物帮助植物传粉。 （投影仪显示课本图 5-1-4） 师 这里的模拟信息是什么？ 生 是物理信息中电子频率和声音。 师 在这里，我们可以把蜜蜂原来的行为信息转变为物理信息，成为一个模拟信息。那大 家可以再举一例吗？ 生 用昆
21、虫性外激素或类似的化学物质来引诱昆虫前来，起到传粉的目的。 师 很好。看第二方面，对有害动物进行控制，然后回答问题。 课件展示： 1.防止害虫的方法有哪些？ 2.书本中的例子用的是什么信息？ 3.我们补充的营养信息可以用于防治害虫吗？ 生 1 化学防治、生物防治、机械防治。 生 2 利用音响设备用的是物理信息；利用昆虫的信息素用的是化学信息；利用特殊的化 学物质用的也是化学信息。 生 3 可以。利用营养关系，放养害虫的天敌，可以达到防治害虫的目的。 师 大家回答得很好。可见，信息传递的作用是很多的。那除了书上的大家还能不能说说 信息传递的其他应用？ 生 1 利用新鲜的饵料来引诱鱼儿上钩。利用了
22、化学信息。 生 2 利用适当延长光照来增加鸡的产蛋量。利用了物理信息。 生 3 模仿蝙蝠的声波，发明了雷达。利用了物理信息。 生 4 古时通过对家畜行为的观察，预测地震等灾难。利用了行为信息。 师 很好。信息传递的应用其实还有很多，我们来看一些资料。 课件展示： 利用光信息调节和控制生物的发育。利用各种昆虫的趋光特点进行诱杀（昆虫都有趋 光的特点，但不同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。 另外，各种害虫活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食 心虫、小地蚕等，都在 22 时 30 分至次日凌晨 4 时 30 分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾及
23、葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好） 、养鸡业在给鸡 增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。 生态系统中许多植物的异常表现和许多动物的异常行为所包含的行为信息，常常预示 着灾变或反映着环境的变化。 迄今为止，人类对生态系统中的信息感知研究得还极其有限，目前在利用生物监测环 境污染方面作了一些工作。某些植物对某些污染环境的气体特别敏感，往往当人尚未觉察 时，这些植物就已经表现出受害的症状，传递出生态污染的信息了。 利用敏感植物发出的污染信息监测空气污染是很有实际意义的。 师 可见，信息传递的应用是非常广泛的。有些信息传递的作用我们还不清楚，所以它需 要我们去
24、继续深入地探究。 师 有些信息虽然我们的肉眼看不见，但可以用科学的方法去揭示。下面我们就来看一下 课外实践，这也是布置给大家的作业，希望大家课外完成，老师会给你必要的帮助和指导。 课题：设计实验，证明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾。 背景知识介绍： 某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量 极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分 之一克左右） ，就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。 各种昆虫的性外激素有其特异性，仅对同种的昆虫起作用。目前，一些种类的昆虫性外激 素的化学结构已被搞清，它们大都
25、属于酯类、醇类或有机酸类。科学家现已可以人工合成 一些昆虫的性外激素，用作性引诱剂，与黑光灯物理方法或杀虫剂相结合防治害虫，取得 了显著的杀虫效果。 在科学史上，曾经有不少科学家做过该项课题研究。例如：1904 年，法国著名科学家 法布尔做了一个有趣的实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋子里，他把 一只雌蛾扣在一个纱罩里，尽管风雨交加，还是有 40 多只雄蛾穿过风雨赶来交尾；第二天， 法布尔在雌蛾周围撒满樟脑丸和汽油，但一点也不影响雄蛾找雌蛾，可见性外激素的作用 有多大，昆虫感受性外激素的能力有多强！ 还有一个有趣的实验：科学家将快要化蛹的幼虫捕回实验室，置于饲养笼内，并留心 观察
26、其羽化的过程。一般来说，雄蛾比雌蛾早羽化一两天，于是，科学家放掉雄蛾，将雌 蛾养在笼内。到了傍晚，打开窗户，奇异的现象出现了：很多雄蛾飞进实验室，成群地围 在饲养笼的附近，有的干脆落在饲养笼上面，有的绕着饲养笼飞来飞去。显然，这些雄蛾 是被笼中的雌蛾吸引而来的。下一步，科学家捕捉一些雄蛾，剪断它们的触角：有的把两 根触角全部剪掉，有的剪掉一根，有的则剪去半截，结果，没有触角的雄蛾丧失了寻找雌 蛾的能力，而只有一根触角的雄蛾和触角剪短的雄蛾，还是向饲养笼飞去，在上面爬行！ 师 从中我们可以得出的结论是什么？ 生 性外激素由雌蛾分泌；雌蛾的性外激素只对雄蛾起作用；雄蛾依靠触角来接收性外激 素这种化
27、学信息。 师 对，这些结论可以帮助我们来设计实验。下面我简要说一下实验步骤，供大家参考。 1.实验原理 某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量 极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分 之一克左右） ，就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。 2.材料用具 雌性飞蛾，铁丝笼 2 个（大小约 0.5 m0.5 m0.5 m） ，窗纱（大约 5 m2） 。 3.方法步骤 （1）根据生活经验，选择能捕到雌蛾的场所，就地捕获雌蛾，放在通气良好的容器中，留 做实验用。 （2）将窗纱裁成 2 块，每一块包裹一个
28、笼子。 （3）在夜幕降临后，将上述 2 个笼子等距放在农田或林地附近的空地上，或者放在其他适 宜的场所，距离大约 3050 m，再将捕获的 23 只雌蛾放入其中的一个笼子中，第二个 笼子什么也不放。等待 23 h，观察每一个笼子的情况，记录观察到的现象。 4.结果和结论 描述观察结果并进行讨论，得出探究结论。 课堂小结 师 好，大家课后大家认真完成，可以以小组形式进行。这节课就上到这里，我们主要学 习了生态系统的信息种类、信息传递在生态系统中的作用和信息传递的应用，大家课后要 认真复习哦。 板书设计 第 4 节 生态系统的信息传递 一、生态系统中信息的种类 1.物理信息 2.化学信息 3.行为
29、信息 4.营养信息 二、信息传递在生态系统中的作用 1.维持生物生命活动的正常进行和生物种群的繁衍 2.调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定 三、信息传递在农业生产中的应用 1.提高农产品或畜产品的产量 2.对有害动物进行控制 四、课外实践 活动与探究 1.课外实践 2.以小组形式观察周围生物的信息传递和其作用。 习题详解 一、基础题（课本 P108） 解析：物理信息的信息源可以是非生物，也可以是生物。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，称为物理信息。 答案： 本题中属于物理信息的是（1、2、3、4、6、7、9、10、11） ；属于化学信息的是 （5、8） ；属
30、于行为信息的是（12） 。 二、拓展题（课本 P108） 答案： （答出其中三项即可） （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。 （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。 （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，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。 （6）利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内 部结构特点，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用。 （7）利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，可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粉率和结实率。
