高中生物教案《生态系统的信息传递》

1、生态系统的信息传递引言： 人类已经进入了信息科学的时代，信息充斥着我们生活的每一个角落，可以说离开了信息我们就没办法交流，没办法工作与生活！然而人类只是生态系统中多种多样生物中的一角，信息对于人类如此重要，那它对于生态系统中的其他生物是否也会有类似的作用呢？首先请大家看这样一段视频：（蜜蜂采蜜糖浆）视频中提及的是哪种生物呢？它们正在进行一项什么工作呢？工作人员把调制好的糖浆放在彩纸上， 蜜蜂就发现了， 为什么放在白纸上不行呢？这个过程最初就有一群蜜蜂共同行动吗？ （最初是一只） 从最初的一只到后来的一群，这个过程中又是什么因素在发挥至关重要的作用呢？下面，咱们就来了解其中的奥秘。看了刚才的视频

2、， 面对我这一连串的问题， 大家可能还不能给出完整的答案，下面请同学们看到我给大家分发的材料：一、阅读案例案例一：在上个世纪一、 二十年代， 许多生物学家认为蜜蜂和其他昆虫都没有色觉。难道花朵鲜艳的色彩竟会不是在吸引蜜蜂的来访？德国生物学家卡尔冯弗里希（karl von frisch，1886 1982）对此不以为然。他开始做实验测试蜜蜂的色觉能力。在一些有不同的灰色程度的纸张中放一张有色的纸，弗里希发现， 附近蜂巢中的蜜蜂能够识别出这个颜色。 然后在色纸上放上一个小玻璃盘，里面装糖浆。放一段时间撤去，然后过一段时间之后又放上。而且弗里希还注意到，在两次试验的间隙，会有零星的蜜蜂飞过来侦察，如

3、果它们发现又有了糖浆，会返回蜂巢，几分钟后，一大群蜜蜂就会蜂拥而至。这只侦察蜜蜂是不是跑回去报信呢，又是如何报信的呢？科学史上最迷人的发现之一至此意外地开始。弗里希观察到， 侦察蜜蜂回巢后， 会在蜂巢上右一圈、左一圈地跳起 “8”字形的圆舞，吸引许多其他蜜蜂跟在它后面，循着气味飞往喂食地点。糖浆越甜，舞蹈越激烈、持续的时间越长。后来的研究发现， 事情要比弗里希当初设想的要复杂得多。蜜蜂的舞蹈不是一种，而是有两种：圆圈舞或摆尾舞。圆圈舞表明蜜源较近，在100 米以内；摆尾舞则表示蜜源较远在100 米之外。具体的距离和它摆尾的次数与速度有关。而且，摇摆的方向能表示采集地点的方位，它的平均角度表示采

4、集地点与太阳位置的角度，即使是阴天，蜜蜂也能通过感觉紫外线和偏振光而知道太阳的位置。思考与讨论：“色彩”对于我们是信息，对于蜜蜂是不是信息呢？对它们找到蜜源有什么样的意义？：蜜蜂找到了蜜源后，又是怎么将“100 米内”、“100米外”的信息传递给同伴的呢？：在蜜蜂准确定位蜜源的过程中，它采集了哪些方面的信息？学生思考讨论并分享成果。小结：蜜蜂可以通过颜色、阳光等信息来确定蜜源的位置，并以舞蹈的形式将蜜源的相关信息传递给同伴。于是他们获得了食物与营养。案例二：资料分析：案例1、蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖声波。蝙蝠通过自身发出声波，对目标进行“回声定位”。案例2、有些植物，像莴

5、苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长。案例3、自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间太到一定长度时，植物才能够开花。许多动物都能在在特定时期释放用于吸引异性的信息素。 经过科学家的收集、分离和测定，现在确定了200 余种昆虫信息素的化学结构和性质，其中大部分是有来传递性信号的。案例 4、 ，科学家们在研究植物与草食性昆虫之间的关系时，发现一个有趣的现象：当烟草株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放一种可挥发的化学物质。尽管目前还不清楚这种化学物质的成分，但是可以确定它是一种信息素。因为烟草植株释放的这种化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵。思考讨

6、论：案例中提到的生物在生命活动过程中分别有哪些信息在起作用？如果这些信息不能正常的传递，它们的各项生命活动还能正常进生吗？：从案例中看，信息传递在种群的繁衍过程式中起什么作用？：信息的传递是否只能在种内或个体与无机环境之间进行？案例4 中的信息素又有什么样的作用呢？学生分组讨论并分享结果。（）小结：案例中提及的信息有：“回声”、“光波长”、“日照长度”、“信息素”这些信息或者与生物的觅食, 或者与生物的生长 , 或者与生物的生殖息息相关 , 甚至一种信息联系着几种生物, 调节着种间的关系， 进而对维持生态系统的稳定也有着不容忽视的作用。而这些信息， 我们可以根据其性质进行分类：例如前面提到的这

7、几种信息中的“光”、“声”等通过物理过程传递的信息，归为物理信息； “信息素”则是以化学物质的形式传递信息的，归为化学信息；蜜蜂的舞蹈则是用特殊的行为来传递信息的，称为行为信息。学生判断下列案例中的信息类型：案例：鸽子飞行从不迷失方向，它的导航机制相当“发达”。鸳鸯，象征性地用喙触碰一下翅翼上一根特别大的橙色羽毛，来博得异性的欢心。 鹑鸡类雄性凭着华丽的外表、雄健的气魄， 常在雌性面前展翅、度步、开屏等，以炫耀自己的健美。雄蛾的触角可以“嗅”到十一公里外雌蛾发出气味，而赶来交配。（补充外激素的相关内容）同学举例说明还有哪些常见的生态系统中的信息。当我们研究好了某种生物的信息传递后，我们就可以和

8、它们“对话”，以此来服务我们的生产生活。 一方面可以提高农产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。二、知识迁移，解决实际问题实例一： 某地蟑螂成患。请你设计一套可行的方案来除去虫害。现了解到蟑螂和许多其他的昆虫一样，当雌性蟑螂想要交配的时候，它会放射出一种信息素吸引异性，雄性蟑螂很快就会追随这种信息素所带有的香味而来。（生产出一种人工合成的蟑螂信息素来引诱雄性蟑螂，然后将它们一起杀灭）实例二： 现有一片苹果园，由于自然条件下这一带生活的蜜蜂较少。而现在得知两公里外一个人工蜂场，据场长介绍：这群蜂有个特点，那就是只是你制造出与蜜蜂圆圈舞或摆尾舞相同频率的声音，它们就会像看到舞蹈一样，飞往你所代指的地点。请你想一个办法，促进苹果受粉，提高产量。不得移动蜂场，成本太高！（这在苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞一定的频率的声音。当蜜蜂感受到电子仪器发出的信息后，就会受到诱惑，飞到苹果园去采蜜。就有助于苹果更好的传粉，从而提高产量。）实例三： 某地生活着很多麻雀，一到稻子成熟时就成群地飞入稻田偷食稻谷，让当地农民很是恼火。但是人们又发现，有人在时麻雀就不敢来偷食。现请你在不伤