生态系统的信息传递课件

1、生态系统的信息传递 第第4节节生态系统的信息传递生态系统的信息传递生态系统的信息传递讨论：讨论：一只一只蜜蜂在找到蜜蜂在找到蜜源之后，蜜源之后，如何告诉巢如何告诉巢中的其他同中的其他同伴蜜源的位伴蜜源的位置呢？置呢？生命系统中是否存在信息？问题探讨生态系统的信息传递生态系统的信息传递一、什么是信息？ 在日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。生态系统的信息传递生态系统信息流模型生态系统信息流模型生态系统的信息传递又称生态系统的信息传递又称信息流信息流，此过程中，此过程中伴随着一定的物质和能量消耗。伴随着一定的物质和能量消耗。但是信息流但是信息流不像物质流那样是循环的

2、，也不像能量流那不像物质流那样是循环的，也不像能量流那样是单向的，而往往是双向的，样是单向的，而往往是双向的，有从输入到有从输入到输出的信息传递，也有从输出向输入的信息输出的信息传递，也有从输出向输入的信息反馈。反馈。生态系统的信息传递生态系统中的信息流不仅是四个基本组成成分间及内部的流动，也不仅包生态系统中的信息流不仅是四个基本组成成分间及内部的流动，也不仅包括个体、种群、群落等不同水平的信息流动，而且生态系统所有层次、生括个体、种群、群落等不同水平的信息流动，而且生态系统所有层次、生物的各分类单元及其各部分都有特殊的信息联系。按照控制论的观点，正物的各分类单元及其各部分都有特殊的信息联系。

3、按照控制论的观点，正是由于这种信息流，才使生态系统产生了自动调节机制，赋予生态系统以是由于这种信息流，才使生态系统产生了自动调节机制，赋予生态系统以新的特点。新的特点。生态系统的信息传递类别类别概念概念传递形式传递形式实例实例物理物理信息信息生态系统中的光、声、温生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力、度、湿度、磁力、花的颜花的颜色和形状色和形状等，通过物理过等，通过物理过程传递的信息程传递的信息物理过程物理过程萤火虫的闪萤火虫的闪光、植物五光、植物五颜六色的花颜六色的花化学化学信息信息生物在生命活动过程中产生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的生的可以传递信息的化学化学物质物质信息素信息素昆

4、虫的性外昆虫的性外激素、狗利激素、狗利用其小便记用其小便记路路行为行为信息信息对于同种或异种生物能够对于同种或异种生物能够通过其通过其特殊行为特殊行为特征传递特征传递的信息的信息植物或动植物或动物的异常物的异常表现及行表现及行为为昆虫的舞蹈昆虫的舞蹈1信息的种类信息的种类生态系统的信息传递1 1、物理信息：、物理信息：生态系统中的生态系统中的_ _ 等等, ,通通过过_ _ _传递的信息传递的信息, ,称为称为。光、声、温度、湿度、磁力光、声、温度、湿度、磁力物理过程物理过程（2 2）感受部位：）感受部位：（1 1）概念：）概念：动物的动物的_等等植物的植物的 （光敏色素光敏色素等）等）眼、耳

5、、皮肤眼、耳、皮肤叶、芽及细胞中的特殊物质叶、芽及细胞中的特殊物质（3 3）来源：）来源： 无机环境无机环境 生物生物三、生态系统中信息的种类三、生态系统中信息的种类生态系统的信息传递生态系统的信息传递 海豚的回声定位三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）生态系统的信息传递三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）生态系统的信息传递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） 夏天，黄昏以后，常常可以看见蝙蝠在空中低飞，捕捉蚊蝇等昆虫，在黑暗中蝙蝠能看见昆虫吗？如果不能，那是为什么？三、生态系统中信息的种类（物理信

6、息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）生态系统的信息传递三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）太阳位置太阳位置地球磁场地球磁场候鸟长途迁徙、信鸽千里传书候鸟长途迁徙、信鸽千里传书生态系统的信息传递 蛇的热感受器（红外线感受器）物理信息温度响尾蛇的红外探测器含有约响尾蛇的红外探测器含有约7000个神经末梢个神经末梢(属三叉神经属三叉神经)，十分敏感，极轻微的温度变化，十分敏感，极轻微的温度变化，如升高如升高0.002就能导致神经兴奋。就能导致神经兴奋。 生态系统的信息传递 鱼的侧线（感知水流速度和方向）三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种

7、类（物理信息）生态系统的信息传递温度、湿度温度、湿度三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）生态系统的信息传递 植物的植物的颜色、形状、花颜色、形状、花对于动对于动物来说是物来说是_。生态系统的信息传递有的动物在有的动物在长日照长日照的条件下进行繁殖的条件下进行繁殖貂貂 鼬鼬三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）生态系统的信息传递有的动物在有的动物在短日照短日照的条件下进行繁殖的条件下进行繁殖鹿鹿 山羊山羊三、生态系统中信息的种类（物理信息）三、生态系统中信息的种类（物理信息）生态系统的信息传递声波声波阳光阳光热量热量水的振动水

8、的振动温度、湿度温度、湿度磁场磁场物理信息物理信息生态系统的信息传递 生物在生命活动过程中产生的可以传递信生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的息的，称为，称为 化学物质化学物质2、化学信息：、化学信息：（1）概念：）概念：例如植物的例如植物的、等代谢产物等代谢产物, ,动物动物的的 等等. .生物碱生物碱有机酸有机酸性外激素性外激素（2）举例：）举例：（3）来源：）来源：生物在生命活动过程中产生的生物在生命活动过程中产生的昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质传递信息的化学物质生态系统的信息传递狮、虎、狼、狗等动物狮、虎、狼、狗等动物

9、撒尿圈地撒尿圈地作为作为领地记号。领地记号。 化学信息生态系统的信息传递 水葫芦根部的水葫芦根部的分泌分泌物物可以明显地抑制可以明显地抑制藻类的生长。藻类的生长。 水葫芦水葫芦生态系统的信息传递 当蚜虫被捕食时，被捕食的蚜虫立即释放当蚜虫被捕食时，被捕食的蚜虫立即释放报警报警信息素信息素，通知同类其他个体逃避。，通知同类其他个体逃避。化学信息化学信息生态系统的信息传递 某些雌虫腹部末某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几（每毫升空气中存在几千个

10、，甚至几百个性外千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被之一克左右），就能被距离数百米以外到千米距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。到伴侣进行婚配。生态系统的信息传递黄鼠狼肛门附近有一对臭腺，是种黄鼠狼肛门附近有一对臭腺，是种独特的化学武器。当黄鼠狼遭到猎独特的化学武器。当黄鼠狼遭到猎狗紧紧追捕，难以脱身时，在猎狗狗紧紧追捕，难以脱身时，在猎狗接近的一瞬间，黄鼠狼会突然施放接近的一瞬间，黄鼠狼会突然施放出一股臭液来，臭味难闻。出一股臭液来，臭味难闻。化学信息化学信息生态系统的信息传递 动物的动物的 ，在同种或异种生

11、物，在同种或异种生物之间传递信息。之间传递信息。即生物的即生物的_可体现为可体现为。特殊行为特殊行为3、行为信息：、行为信息：（1）概念：）概念：（2）举例）举例蜜蜂跳舞；雄鸟的蜜蜂跳舞；雄鸟的“求偶炫耀求偶炫耀”等等行为特征行为特征生态系统的信息传递求偶行为求偶行为行为信息行为信息生态系统的信息传递送礼或献食方式的求偶送礼或献食方式的求偶加拿大北极鹅加拿大北极鹅的的求爱求爱雄性北极雀的求爱雄性北极雀的求爱行为信息行为信息生态系统的信息传递资料资料1资料资料2分析生态系统中信息传递的作用？分析生态系统中信息传递的作用？作用：作用：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

12、信息的作用。 生态系统的信息传递资料资料3作用：作用：通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。保证种群的繁衍。 生态系统的信息传递资料分析4通过信息传递，能够调节生物之间的关系通过信息传递，能够调节生物之间的关系, ,维维持生态系统的平衡。持生态系统的平衡。 生态系统的信息传递 萤火虫发出的萤光是一种萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用，结果双双被捕，狼蛛非法利用，结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。成了爱情的牺牲品。资料分析 草原返青时草原

13、返青时,“,“绿色绿色”为食草为食草动物提供了可以采食的信息动物提供了可以采食的信息; ;狼能狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者够依据兔留下的气味去猎捕后者, ,兔同样也能够依据狼的气味或行兔同样也能够依据狼的气味或行为特征来躲避猎捕。为特征来躲避猎捕。生态系统的信息传递1、生命活动的、生命活动的_，离不开信息的作用。，离不开信息的作用。 2、生物种群的、生物种群的_，离不开信息的传递。，离不开信息的传递。3、调节生物的、调节生物的_，维持，维持生态系统的稳定生态系统的稳定。正常进行正常进行繁衍繁衍种间关系种间关系四、信息传递在生态系统中的作用四、信息传递在生态系统中的作用生态系统的信息传递核心

14、要点突破2信息传递与能量流动、物质循环的比较信息传递与能量流动、物质循环的比较项目项目区别区别联系联系来源来源途径途径特点特点范围范围能量流能量流动动太阳能太阳能食物链食物链或食物或食物网网单向流动、单向流动、逐级递减逐级递减食物链各食物链各营养级生营养级生物间物间共同把生共同把生态系统各态系统各组分联系组分联系成一个统成一个统一整体，一整体，并调节生并调节生态系统的态系统的稳定性稳定性物质循物质循环环生态系生态系统统反复出现，反复出现，循环流动循环流动群落与无群落与无机环境之机环境之间间信息传信息传递递生物或生物或无机环无机环境境多种多种发生生理发生生理或行为的或行为的变化变化(单向单向或双

15、向或双向)生物与生生物与生物之间或物之间或生物与环生物与环境之间境之间生态系统的信息传递 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 1 1、利用人工合成各种、利用人工合成各种化学信息素化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树的传，吸引传粉昆虫，提高果树的传粉效率和结实率；粉效率和结实率； 2 2、利用、利用光信息光信息调节，调控生物的生长和发育，如使菊花在夏季调节，调控生物的生长和发育，如使菊花在夏季开花，改变某些动物的繁殖时间；开花，改变某些动物的繁殖时间； 3 3、延长、延长光照时间光照时间，提高产蛋率；，提高产蛋率； 4 4、用一定频率的、用一定频

16、率的声波声波处理蔬菜、谷物的种子，提高发芽率。处理蔬菜、谷物的种子，提高发芽率。 1 1、利用昆虫的、利用昆虫的趋光性趋光性，进行诱杀，消灭害虫；，进行诱杀，消灭害虫； 2 2、利用音响设备发出的、利用音响设备发出的声信号声信号，诱捕或驱赶动物；，诱捕或驱赶动物； 3 3、利用、利用昆虫信息素昆虫信息素诱捕或警示有害动物；诱捕或警示有害动物； 4 4、利用、利用人工性外激素人工性外激素，扰乱某些动物的雌雄交配。，扰乱某些动物的雌雄交配。生态系统的信息传递 提高农产品或畜产品的产量利用光照提高鸡的产蛋量利用光照提高鸡的产蛋量 利用温度和湿度延长蔬菜利用温度和湿度延长蔬菜的种植期的种植期 生态系统

17、的信息传递 对有害动物进行控制昆虫性信息素昆虫性信息素 防防治病虫害治病虫害 播放集群信号录播放集群信号录音引来鸟类音引来鸟类 生态系统的信息传递 村民在麦田里设置草人，预防野鹿来侵。村民在麦田里设置草人，预防野鹿来侵。生态系统的信息传递蛾类多在夜间活动，蛾类多在夜间活动，具有趋光性，对紫具有趋光性，对紫外线敏感，根据这外线敏感，根据这一现象，人们常在一现象，人们常在夜间用黑光灯来诱夜间用黑光灯来诱杀这类农业害虫杀这类农业害虫生态系统的信息传递1.属于物理信息的是( ) 属于化学信息的是( ) 属于行为信息的是( ) 1.哺乳动物的体温 2.鸟类鸣叫 3.红外线 4.萤火虫发光 5.植物分泌的

18、化学物质 6.电磁波 7.昆虫发出的声音 8.昆虫的性信息素 9.植物开花 10.蓟的刺 11.紫外线 12.蜜蜂跳舞8 8巩固练习1,1,5,5,12122,2,3,3,4,4,6,6,7,7, 9,9,10,10, 1111生态系统的信息传递 1生态系统稳定性的理解生态系统稳定性的理解生态系统的稳定性是生态系统发展到一定生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可以从以下几个方面理解：稳定的能力。可以从以下几个方面理解：(1)结构

19、的相对稳定：生态系统中动植物结构的相对稳定：生态系统中动植物的种类及数量一般不会有太大的变化，一般的种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲相关种群数量呈现周期性变化，可用如图曲线表示：线表示：生态系统的信息传递(2)功能的相对稳定：生物群落的能量输入与功能的相对稳定：生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。衡。(3)图解：图解：生态系统的信息传递抵抗力稳定性抵抗力稳定性恢复力稳定性恢复力稳定性区区别别实实质质保持自身结构功能相保持自身结构功能相对稳定对稳定恢复自身结构功能相恢复自身结构功能相对稳

20、定对稳定核核心心抵抗干扰、保持原状抵抗干扰、保持原状遭到破坏、恢复原状遭到破坏、恢复原状影影响响因因素素一般地说，生态系统一般地说，生态系统中物种丰富度越大，中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高抗力稳定性越高一般地说，生态系统一般地说，生态系统中物种丰富度越小，中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢营养结构越简单，恢复力稳定性越高复力稳定性越高联系联系(1)一般呈相反关系：抵抗力稳定性强的生态系一般呈相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然统，恢复力稳定性差，反之亦然(2)二者是同时二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用存在于同一生

21、态系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定生态系统的信息传递(5)生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，如下图：生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系，如下图：图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强

22、。如热带雨林与草原生态系统相比受到相同干扰，抵抗力稳定性强。如热带雨林与草原生态系统相比受到相同干扰，草原生态系统的草原生态系统的y值要大于热带雨林的值要大于热带雨林的y值。值。生态系统的信息传递x可以表示恢复到原状所需的时间；可以表示恢复到原状所需的时间；x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。恢复力稳定性越强。TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即这一面积越大，即x与与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。越大，则说明这个生态系统的总

23、稳定性越低。(6)提高生态系统稳定性的措施提高生态系统稳定性的措施控制对生态系统干扰的程度。对生态系统的利用应该适度，不要超过生态系控制对生态系统干扰的程度。对生态系统的利用应该适度，不要超过生态系统的自我调节能力。统的自我调节能力。对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。态系统内部结构和功能的协调。生态系统的信息传递 2生态系统的反馈调节生态系统的反馈调节当当生态系统某一成分发生变化的时候，它生态系统某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，必然会引

24、起其他成分出现一系列的相应变化，这种变化又反过来影响最初发生变化的那种这种变化又反过来影响最初发生变化的那种成分的现象，包括正反馈调节和负反馈调节，成分的现象，包括正反馈调节和负反馈调节，比较如下：比较如下：生态系统的信息传递 调节调节 方式方式 比较比较内容内容负反馈调节负反馈调节正反馈调节正反馈调节作用作用是生态系统自我调节是生态系统自我调节能力的基础，能使生能力的基础，能使生态系统达到和保持平态系统达到和保持平衡衡使生态系统远离平衡使生态系统远离平衡状态状态结果结果抑制或减弱最初发生抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发变化的那种成分所发生的变化生的变化加速最初发生变化的加速最初发生变化的

25、那种成分所发生的变那种成分所发生的变化化实例实例森林中的食虫鸟和害森林中的食虫鸟和害虫的数量变化虫的数量变化已经污染的湖泊中污已经污染的湖泊中污染状况加剧染状况加剧生态系统的信息传递图图示示一个森林生态系统中发生的负反馈调节一个森林生态系统中发生的负反馈调节一个湖泊生态系统中发生的正反馈调节一个湖泊生态系统中发生的正反馈调节生态系统的信息传递特别提醒：特别提醒：生物圈的稳态是一种相对稳定生物圈的稳态是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。状态，不是绝对不变的。生物圈中生物间复杂的营养关系是生物圈生物圈中生物间复杂的营养关系是生物圈稳态维持的根本原因。稳态维持的根本原因。源源不断的有机物中的化学能是

26、生物圈维源源不断的有机物中的化学能是生物圈维持正常运转的动力。持正常运转的动力。生态系统的信息传递【例【例2】(2009天津卷，天津卷，5)如如图表示气候变化图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析，下列叙述正确的是据图分析，下列叙述正确的是()生态系统的信息传递甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强系统强甲生态系统中生物群落的营养关系一定较甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂乙复杂乙生态系统在乙生态系统在S点后一定有新的物种产生点后一定有新的物种产生乙生态系统在乙生态系统在S点后一定经历次

27、生演替过程点后一定经历次生演替过程A B C D思路点拨：思路点拨：分别比较甲生态系统和乙生态系分别比较甲生态系统和乙生态系统的曲线与气候的关系，得出相应的结论是解统的曲线与气候的关系，得出相应的结论是解答本题的突破口。答本题的突破口。生态系统的信息传递由图可知，甲生态系统种群类型数量较乙生态由图可知，甲生态系统种群类型数量较乙生态系统多，一般来说，生态系统中的组分越多，系统多，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性就越强，因此甲食物网越复杂，抵抗力稳定性就越强，因此甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强。生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强。群落是同一时间内在一定

28、区域中各种生物种群群落是同一时间内在一定区域中各种生物种群的集合，所以甲生态系统中生物群落的营养关的集合，所以甲生态系统中生物群落的营养关系不一定较乙复杂；新的物种的产生必须经过系不一定较乙复杂；新的物种的产生必须经过生殖隔离，乙生态系统在生殖隔离，乙生态系统在S点后不一定有新的点后不一定有新的物种产生；乙生态系统在物种产生；乙生态系统在S点时种群类型数量点时种群类型数量降到最低，而降到最低，而S点后种群类型数量又逐渐增加，点后种群类型数量又逐渐增加，可见可见S点后一定经历过一个次生演替的过程。点后一定经历过一个次生演替的过程。答案：答案：B生态系统的信息传递 实验：设计并制作生态缸，观察其稳定性实验：设计并制作生态缸，观察其稳定性 1实验原理实验原理(1)生态系统的稳定性与它的物种组成、营生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素都有着密切的关系。养结构和非生物因素都有着密切的关系。(2)将少量植物，以这些植物为食的动物和将