生态系统的信息传递及其在农业生产上的运用（共5则范文）

第一篇：生态系统的信息传递及其在农业生产上的运用（共）

生态系统的信息传递及其在农业生产上的运用

摘要：信息传递是生态系统的三大基本功能之一，决定着能量流动和物质循环的方向和状态。它包括信源，发送器官，信道，接收器官，信宿等5个基本环节。而信息传递的种类有营养信息传递，化学信息传递，物理信息传递，行为信息传递。生态系统的信息传递在农业生产上的运用之一就是植物的化感作用，植物化感作用是植物间传递信息的一种方式,植物体产生生物活性物质能在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用,这种作用包括促进和抑制作用。植物化感作用是一个崭新的研究领域。本文介绍了植物化感作用的概念、化感物质的种类, 论述了植物化感作用在农业生产中的应用途径和应用前景。

关键字：生态系统，信息传递，应用途径，化感作用，任何一个生态系统有具有能量流动、物质循环、和信息传递这三个基本功能。其中能量流动是生态系统的动因，物质循环是生态系统的基础，而信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。近年来，随着化学生态学和行为生态学的发展，生态系统的信息传递问题越来越受到人们的重视。生态系统的信息

对生态系统中的信息，到目前为止还没有一个统一的定义。有学者认为，生态系统中的信息是指生态系统中物质和能量在时空上分布的不均匀性。还有学者认为,生态系统中的信息是实现世界物质客体间相互联系的形式。一．信息传递

1.生态系统的信息传递

信息的传递包括信息的发送处理、传输处理和接收处理等过程。生态系统信息传递过程一般包括5个基本环节。(1)信源:即信息源,是信息的产生者。

(2)发送器官:发送器官要把传递的消息变换成适合于信道上传输的信号。一般要经过编码器的编码。

(3)信道:信道是连接发送端与接收端的信息媒介,是信息的传输者。发送器官发送的信号通过信道从一个有机体传递到另一个有机体;从这一种群传递到另一个种群;从一个群落进入另一个群落。空气、水域、土壤、食物等是生态系统中典型的信道。

(4)接收器官:接收器官执行与发送器官相反的功能,把通过信道后的信号接收,并进行解码,变换成为能够被接收者理解的消息。

(5)信宿:信宿是信息的接收者,是信息传递的目的地。信息传递的目的就是要使接收端获得一个与发送端相同的复现消息,包括全部内容和特征。然而,在实际中不可避免地会受到噪声干扰,从而使接收信息和发送信息之间总是存在差别。噪声是生态系统中所有信息传递中的限制因素。2.信息传递的种类

2.1 营养信息传递 营养信息是指通过营养交换所传递的信息。从某种意义上说,食物链、食物网就代表了一种信息传递系统。以松鼠的数量消长为例,主要以云杉种子为食的松鼠数量的消长,依从于云杉种子的丰欠。每当云杉种子丰收的次年,由于食物的充沛,松鼠的数量也出现高峰。随着云杉种子2～3年歉收,松鼠的数量亦随着下降。

2.2 化学信息传递 生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与 信息传递,这种传递信息的化学物质通称为化学信息。

生物依靠自身代谢产生的化学物质, 如酶、生长素、性诱激素等来传递信息。许多动物平常都是分散居住, 在繁殖期依靠雌性动物身上发出的特别气息—— 性诱激素聚集到一起繁殖后代。有些“肉食性”植物也是这样, 如生长在我国南方的猪笼草就是利用叶子中脉顶端的“罐子”分泌蜜汁, 来引诱昆虫进行捕食的。2.3 物理信息传递 生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息。

包括声、光、颜色等。这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。比如, 毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思;萤火虫通过闪光来识别同伴;红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其它昆虫的信息。

2.4 行为信息传递 行为信息是指某些动物通过特殊的行为方式向同种的其 他个体或其他生物发出的信息。

比如地甫鸟鸟发现天敌后, 雄鸟急速起飞, 扇动翅膀为雌鸟发出信号;蜜蜂可用独特的“舞蹈动作”将食物的位置、路线等信息传递给同伴等。3.信息流及生态信息的应用

生态信息的应用实例如下: 1.用次生性物质或信息化合物控制害虫

2.利用植物次生性代谢物控制病害 3.植物他感作用的研究

二．以下具体说生态信息的植物化感作用这一方面。1.植物化感作用

1.1 植物化感作用的概念

化感是植物生长过程或植物腐烂过程中产生的化学物质对邻近植物生长的干扰。在植

物界中,几乎所有的植物都或多或少地含有化感作用的物质成分,会产生不同程度的化感作用,这是物种进化过程中竞争生存的必然。植物的化感作用广泛存在于自然界中,与植物间的光、水分、养分和空间的竞争一起构成了植物之间的相互作用。植物化感作用的媒体是化学物质,被称为“化感物质” 现已发现,许多化感物质不仅对植物,对微生物、动物特别是昆虫都有作用,因此,化感物质的使用范围愈来愈广。1.2 物化感物质的种类

植物化感物质是植物体分泌到环境中的代谢物或次生代谢物,它们分布于植物的根、茎、叶、花、果实或种子中。根据它们性质大体上分四大类:(1)脂肪族化合物,指水溶性的醇和酸,如草酸、乳酸、甲醇、乙醇、丁醇等;(2)脂肪酸,类酯物以及不饱和内酯,如苹果酸、柠檬酸、花楸酸、棒曲霉素;(3)萜类化合物,如单萜烯、哌烯、樟脑、桉树脑以及倍半萜烯等;(4)芳香族化合物: 简单的酚、酚酸、醌、单宁、香豆素、黄酮类、生物碱、肉桂酸衍生物及经莽草酸途径合成的芳香族氨基酸。1.3．化感物质的释放途径

大致归纳为以下四类:(1)从植物表面溢出的,被雨水冲洗到下层植物的植株上或进一步渗入到土壤后表现出克生效应,如芒萁在天然群落中主要通过雨水、雾或露的淋洗将叶部的液态分泌物通过淋溶过程释放到土壤中,抑制周围植物生长〔6〕。(2)从植物根部溢出的直接产生克生效应。如菊科植物洋艾根游离出来的物质能严重抑制和迫害其他植物的生长;野燕麦分泌的莨菪葶、苜蓿根分泌的7

-羟基-4甲氧异黄酮,都能抑制其它植物种子萌发和根系生长。(3)一些挥发性化感物质通过植物体表进入环境而发生作用。如无剌槐树皮产生的挥发性物质能抑制附近杂草的生长。(4)植物残株或凋落物分解,如高梁、小麦残株能释放化感物质,强烈抑制某些杂草生长。1.4．化感作用的作用机理

化感作用的作用机制一般是化感物质通过存在部位释放出来后,利用自身高度的选择性和专一性,作用于受体,从而抑制受体的吸收、合成、光合等各种功能,对受体产生抑制效应。化感物质抑制植物生长和发育的主要生理表现为:(1)抑制植物对养分的吸收、植物光合作用和呼吸代谢,抑制细胞分裂和伸长。(2)对植物激素、种子萌发所需要的关键酶类的抑制,影响蛋白质的合成,改变细胞膜性。2 植物之间及植物与昆虫间的化感作用 2.1 植物之间的化感作用

自然界许多植物能产生化感物质,有些能抑制其它植物生长,有些能促进其它一些植物生长,起到了抑制或促进种间组合的作用。2.1.1 产生克生物质

一种植物通过分泌某些克生物质抑制或杀死另一种植物,削弱后者对光、热、水、肥、空间领地的竞争,从而促进自身的生长进程。如向日葵产生强烈的抑制豆科植物生长的克生物质,它主要抑制根瘤菌和固氮作用;高梁残体可释放一些化感物质,抑制周围杂草生长。2.1.2 产生自体毒性物质

某些植物能产生一些化学物质抑制自身的发展和种群的扩大,从而使群体保持平衡,有利于自身的生长繁殖。如大豆根系分泌香草酸、香草醛、对羟基甲酸等酚酸类化合物质,可导致下茬豆苗生长激素代谢紊乱,从而造成大幅度减产。苹果树根系分泌物黄酮根苷,能强烈抑制幼小苹果树苗生长,使苹果园补植及更新困难。2.1.3 产生剌激促进又有抑制效应的物质

某些植物分泌的物质会随浓度的变化产生不同的作用效果,如小麦残体腐烂产生异丁酸、戊酸、异戊酸,浓度低于1.5mol/L 时,可促使燕麦生根;在浓度高于1.5mol/L 时,对燕麦种子萌发又起了强烈的抑制作用。2.2 植物与昆虫间的化感作用

2.2.1 植物与昆虫间的克生作用

某些植物体内可分泌羟化物质、单宁等抑制昆虫和小动物的取食,限制昆虫生长甚至使其死亡,从而达到保护自身不受伤害的目的。单宁是木本植物产生的一种次生代谢物,很难被消化酶分解,植株体分泌的单宁具有特殊的苦味、涩味、酸味,能降低害虫的适口性,成为抵制害虫取食的天然武器。2.2.2 植物与昆虫间的互惠关系

如虫媒花植物与为之授粉的昆虫之间的互惠关系是植物与生物互惠关系的典范。此种植物能生成一定的化学物质,使其具有特殊的颜色、香味,从而对昆虫产生吸引力,使昆虫前来采食,达到传粉、授粉目的,有利于植物结实、繁衍后代和扩大分布及为昆虫提供食源,使种延续。3 植物化感作用在农业生产中的应用

3.1 合理利用植物化感作用的相生效应进行有益的植物组合,提高农田生产力从事农业生产,首先应充分认识栽培作物、绿肥牧草、经济林木,它们当中哪些具有化感作用,各种栽培植物之间的化感作用是相生还是相克及植物自体毒性问题,有助于合理安排农业生产布局,轮作,间、套、混作,复种,避免不必要的损失。目前生产上着眼于提高单位面积产量,提高光能利用率,增加作物复种指数,如果在植物之间合理搭配组合,可在某些场合下收到相生效应的好处,大大增加作物产量,提高作物品质,对促进作物的高产、稳产起到重要作用。如玉米与大豆、洋葱与食用甜菜、马铃薯与菜豆、小麦与豌豆种在一起,可提高产量,相反番茄与黄瓜、葱与菜豆、苹果与玉米、核桃与番茄、马铃薯则相克,应把它们分植,避免相互抑制。

3.2 利用植物化感作用的克制效应,进行田间杂草的生物控制和防治随农业生产的发展,除草剂成为人们依赖的对象,也是主要控制杂草手段。由于人们大量使用各种化学除草剂,对农业生态系统和类赖以生存的环境造成很大危害,因此利用化感作用进行杂草防除是一项潜力巨大,前景广阔的新途径和有效措施。植物化感物质最重要的作用是抑制种子发芽,减缓或破坏植物的正常生长,无论死、活植物所释放的化感物质都具有类似除草剂的特征和作用方式,有很强的选择性,且这些化合物在小剂量下很有效力。据报道,在世界上已阐明100 多种植物具有化感潜势。研究杂草相互间及杂草与作物间化感作用和竞争,可对杂草进行控制。

因此,生产中积极利用克生效应防除杂草,不但可减少农业投入,节约成本,同时不会产生由于人工合成化合物的使用而带来污染环境问题,可有效利用资源,保护生态环境。如冬小麦释放的化感物质能抑制白茅草生长;大麦释放的化感物质可抑制繁缕生长,刺槐分泌鞣酸物质能抑制多种草本植物生长。核桃、蔷薇、高梁、向日葵、茄子、菊、番茄等能分泌克生物质。生产中广泛开展利用植物化感作用的克生效应,直接利用化感植物地面覆盖,化感物质的人工提取直接作为除草剂等措施是有效防除杂草的途径。

3.3 利用植物化感作用基因培育抗有害生物的作物品种随人类社会不断发展,各种现代科学技术应用于农业生产中,在未来的年代,我们将有可能象培育抗病作物一样,将植物化感作用基因引入到有希望的栽培品种中,培育抗有害生物的作物品种。利用作物本身的化感潜势来进行有害生物的防除和提高作物产量。如利用向日葵、核桃、小麦、大麦等栽培植物的化感潜势来控制杂草的生长或用来减少除草剂用量。

3.4 广泛开展植物化感物质的研究利用,有利于保护生态环境,形成良性生态系统当前,农业生态环境受到人类不合理的开发和利用导致生态条件恶化,污染逐年加重,严重威胁农业的持续发展及人类生存,因此广泛开展植物化感作用的研究利用,可有效减少环境污染,改善生态环境和资源永续利用。生产中人们利用大自然提供的天然植物化感物质作为植物生长调节剂、杀虫剂、除草剂或模拟天然物人工合成化学品,一般这些物质都是无毒或具有较小的环境毒性物质,使用这些物质去杀虫除草,能减少对环境的污染和维护生态平衡,使生态环境能得到明显改善。参考文献

1.宋君.植物间的化感作用

2.E.L.Rice(胡敦孝译).天然化学物质与有害生物防治 3.孔垂华.植物化感作用研究中应注意问题 4.周青 化感作用作用对生态系统的影响 5.蔡晓明.生态系统生态学.6.尚玉昌.普通生态学(第2 版)7.李博.生态学.北京:高等教育出版社

8.钱树人 生态系统信息传递及实例

第二篇：生态系统信息传递

生态系统信息传递的形式主要有物理信息、化学信息、营 养信息和行为信息。3 1

物理信息

生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息。

生态系统中的各种光、声、热、电、磁等都是物理信息;动物的视 觉、听觉、冷觉、热觉和触觉是典型的物理信息感受的过程。这 些物理信息有的表示识别, 有的表示威胁、挑战, 有的向对方炫 耀自己的优势, 有的表示从属, 有的则为了配对等。3 1 1

光信息。萤火虫的闪光、蝴蝶的飞舞、花朵艳丽的色彩 等都属于光信息。萤火虫在夜晚是依据发光器官所发出的闪 光来寻找配偶的。有一种萤火虫(photinus py ralis)雄萤到处飞 来飞去, 但严格地每隔58 s 发光一次, 雌萤则停歇在草叶上 以发光相应答, 每次发光间隔时间与雄萤相同, 但总是在雄萤 发光2 s 后才发光。据研究, 每一种萤火虫的发光频率都不相 同, 这极好地避免了种间信号混淆和种间杂交。3 1

2声音信息。人们最熟悉的声音莫过于鸟类宛转多变的 叫声了, 鸟类和昆虫的鸣叫声非常类似于萤火虫的闪光, 都具 有物种各自的特异性。澳大利亚蝉可发出800 Hz 的低频声, 其声音强度在80 dB 以上, 由于雌蝉的感受器对800 Hz 的低 频声最为敏感和具有最大的指向性, 所以常常被吸引到鸣叫着 的雄蝉群体中来。3 1 3

热信息。生活在南美洲的响尾蛇, 头部有个颊窝, 能够 感知0001!温差的变化;响尾蛇能够准确地捕食动物, 主要 就是靠颊窝对温差的敏感性。3 1 4

触觉信息。有些动物交配行为的完成有赖于触觉信 息。雄园蛛在生殖季节走近蛛网, 在网边用前足按一定的力度 和节律牵动雌蛛所结网的蛛丝。雌蛛立即作出反应, 也像有美 食一样冲了过来。这时, 雄蛛会暂时退到蛛网的外面。雄蛛等 到雌蛛回到网中央后, 它会又一次弹起蛛网。当雌蛛确认是雄 蛛的求偶信号时, 就会做好交配准备, 安静地等在网的中央。雄蛛一面不停地拨动蛛网, 一面爬向雌蛛, 完成与雌蛛的交配。3 1

5磁信息。由于生物生活在太阳和地球的磁场内, 少不 了要受到磁力的影响。生物对磁场有不同的感受能力, 常常被 称为是生物的第六感觉。候鸟在天空中成群结队、南北长途往 返飞行能够准确到达目的地, 特别是信鸽千里传书而不误, 在 这些行为中, 动物就是通过感知电磁场的变化, 从而确定自己

所处方位和运动方向的生态系统信息传递的形式主要有物理信息、化学信息、营 养信息和行为信息。3 1

物理信息

生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息。

生态系统中的各种光、声、热、电、磁等都是物理信息;动物的视 觉、听觉、冷觉、热觉和触觉是典型的物理信息感受的过程。这 些物理信息有的表示识别, 有的表示威胁、挑战, 有的向对方炫 耀自己的优势, 有的表示从属, 有的则为了配对等。3 1 1

光信息。萤火虫的闪光、蝴蝶的飞舞、花朵艳丽的色彩 等都属于光信息。萤火虫在夜晚是依据发光器官所发出的闪 光来寻找配偶的。有一种萤火虫(photinus py ralis)雄萤到处飞 来飞去, 但严格地每隔58 s 发光一次, 雌萤则停歇在草叶上 以发光相应答, 每次发光间隔时间与雄萤相同, 但总是在雄萤 发光2 s 后才发光。据研究, 每一种萤火虫的发光频率都不相 同, 这极好地避免了种间信号混淆和种间杂交。3 1

2声音信息。人们最熟悉的声音莫过于鸟类宛转多变的 叫声了, 鸟类和昆虫的鸣叫声非常类似于萤火虫的闪光, 都具 有物种各自的特异性。澳大利亚蝉可发出800 Hz 的低频声, 其声音强度在80 dB 以上, 由于雌蝉的感受器对800 Hz 的低 频声最为敏感和具有最大的指向性, 所以常常被吸引到鸣叫着 的雄蝉群体中来。3 1 3

热信息。生活在南美洲的响尾蛇, 头部有个颊窝, 能够 感知0001!温差的变化;响尾蛇能够准确地捕食动物, 主要 就是靠颊窝对温差的敏感性。3 1 4

触觉信息。有些动物交配行为的完成有赖于触觉信 息。雄园蛛在生殖季节走近蛛网, 在网边用前足按一定的力度 和节律牵动雌蛛所结网的蛛丝。雌蛛立即作出反应, 也像有美 食一样冲了过来。这时, 雄蛛会暂时退到蛛网的外面。雄蛛等 到雌蛛回到网中央后, 它会又一次弹起蛛网。当雌蛛确认是雄 蛛的求偶信号时, 就会做好交配准备, 安静地等在网的中央。雄蛛一面不停地拨动蛛网, 一面爬向雌蛛, 完成与雌蛛的交配。3 1

5磁信息。由于生物生活在太阳和地球的磁场内, 少不 了要受到磁力的影响。生物对磁场有不同的感受能力, 常常被 称为是生物的第六感觉。候鸟在天空中成群结队、南北长途往 返飞行能够准确到达目的地, 特别是信鸽千里传书而不误, 在 这些行为中, 动物就是通过感知电磁场的变化, 从而确定自己 所处方位和运动方向的 3 2

化学信息

生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与

信息传递, 这种传递信息的化学物质通称为化学信息。如酶、维生素、生长素、抗生素、性外激素, 甚至尿和粪便等都属于传 递信息的化学物质。化学信息深深地影响着生物种间和种内 的关系。有的相互制约, 有的相互促进, 有的相互吸引, 有的相 互排斥。化学信息在生态系统中广泛存在, 对它的研究近几年 发展迅速, 并逐步形成一个分支学科∀ ∀ ∀ 化学生态学。动物的嗅觉、味觉是典型的化学信息感受过程。动物根据 味觉信息要判断食物可吃还是不可吃, 好吃还是不好吃, 从而 作出吃还是不吃、多吃还是少吃的决定, 而这些对于维持它的 生命是至关重要的。我们知道, 狗具有非常发达的嗅觉, 能够 感受空气中一些化学物质所携带的气味信息, 这对于狗在寻找 和选择食物, 发现敌害, 躲避不良环境的行为中起着重要作用。3 2

1动物与植物之间的化学信息。植物给人们的印象似乎 只能呆在那里等待被动物吃掉, 然而, 事实并非如此, 如植物的 苦味是一个重要的化学信息, 对许多植食动物来说, 可以起到 拒食作用, 不过这种苦味对有些植食动物来说可能又是引诱的 信号。3 2

2动物与动物之间的化学信息。昆虫性外激素是生态系 统中广泛存在的一种化学信息。例如, 雌蚕蛾释放的性外激 素, 可以把3 km 以外的雄蛾吸引过来。虽然每只雌蛾所释放 的性外激素的数量不到0 01 mg , 但雄蛾仍然能够作出反应。小蠹甲在发现榆、松等寄生植物后, 会释放聚集化学信息, 以召 唤同类来共同取食。棉蚜虫受到七星瓢虫攻击时, 被捕食的蚜 虫会立即释放告警外激素, 通知同类个体逃避, 于是周围的蚜 虫纷纷跌落。蚂蚁群体中的侦察蚁分泌的追踪外激素能引导 同类觅食、去搬运食物等。

哺乳动物能发出很多气味, 即使是动物的尿和粪便也包含 着许多的信息, 皮脂腺被广泛认为是哺乳动物的重要的信息 源。3 23

植物与植物之间的化学信息。在生态系统中, 生产者之 间同样发生着复杂的信息联系。为人们熟知的是植物的他感作 用(allelopathy)。他感作用是指植物在物质代谢过程中产生的化 学物质, 对其他植物的生长发育产生某种影响的相互作用。植 物的他感作用有的是互利的。例如, 农民在种植庄稼时发现: 作 物中的洋葱和甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆混种或间种能够 相互促进, 比单独种植产量高。有的是相互拮抗、相互排斥的, 这种现象常称为

异株克生现象 , 如某种黄瓜(Cucumis sativus)能产生一种化学物质, 可以阻止绝大多数的杂草生长, 维持其在 农田生态系统中的优势。黑核桃树下几乎没有草本植物, 这是 因为黑核桃树皮和果实含有氢化胡桃酮, 这种物质被雨水冲到 土壤里后再被氧化成胡桃酮, 从而抑制其他植物的生长。异株 克生现象是植物控制其他植物生长的奇妙办法。3

3营养信息

营养信息是指通过营养交换所传递的信息。食物链(网可以看作是一个营养信息系统, 通过营养交换, 能够把营养信

息从一个种群(或个体)传到另一个种群(或个体)。由于食物 链中各营养级的生物要保持一定的比例, 即符合生态金字塔规 律。因此, 生态系统中某一营养级生物的数量和质量的变化, 就会引起食物链中其他生物数量和质量的变化。

例如, 松籽歉收, 这就预示着松鼠数量的减少, 以松鼠为食 的貂、鼬等动物的数量也会随之减少。在草原上, 当羊多时, 草 就相对少了;草少了反过来又会使羊减少。因此, 从草的多少 可以得到羊的饲料是否丰富, 以及羊群数量变化趋势的信息。达尔文发现, 在英国, 三叶草传粉要依靠丸花蜂, 由此推

断, 三叶草的繁茂是由于英国丸花蜂多, 而丸花蜂比其他地方 多的原因, 是因为那里喜食蜂房和蜂子幼虫的田鼠特别少, 而 那里田鼠少的原因, 是因为村镇中有许多猫。

那么, 不妨照此推衍下去: 三叶草是英国牛群的主要食物, 而英国海军的主要食品是牛肉罐头, 于是三叶草在生态学上与 英国海军大有关联;这样看来, 英国之所以能够拥有一支强大 的海军, 从而成为世界军事强国, 最终应该归功于猫。著名生 物学家赫胥黎更进一步幽默地说:

人所共知, 英国的猫是老姑 娘们喂养的, 所以英国能够称霸四海, 无论从逻辑上, 还是从生 态学角度上来看, 归根结底, 都应归功于英国那些爱猫的老姑 娘。

达尔文的猫与三叶草 的故事, 加上这一番

演义 , 当然 是言过其实, 诙谐有趣。但就某种意义上来说, 这个故事却显 示出营养信息的传递情况。3 4

行为信息

行为信息是指某些动物通过特殊的行为方式向同种的其 他个体或其他生物发出的信息。在这些信息中, 有的表示威 胁、挑战, 有的向对方炫耀自己的优势, 有的表示从属, 有的则 为了配对, 还有则是欺骗, 等等。

例如, 蜜蜂发现蜜源时, 就用舞蹈动作来表示, 以

告诉 其 他蜜蜂花源的方向、距离。蜜蜂中主要的舞蹈有两种: 一种是 圆圈舞, 圆圈舞是采集了花蜜的蜜蜂向同伴传达在蜂箱近距离 内采蜜的信号;一种是摆尾舞, 摆尾舞是招呼同伴到百米以外 去采蜜的信号。其摆尾速度与蜜源距离有关。地行鸟鸟是草原 中的一种鸟, 当发现敌情时, 雄鸟就会急速起飞, 扇动两翼, 给 在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。有些鸟通过飞行姿势和跳舞 动作来传递求偶信息。豪猪遭遇敌害时, 将其体刺竖直, 形成 可怕的姿态, 从而赶跑敌人.

第三篇：生态系统的信息传递

第五章

第四节 生态系统的信息传递

【学习目标】

1.举例说出生态系统中的信息传递（A）2.说出信息传递在生态系统中的作用。（B）3.描述信息传递在农业生产中的应用。

【重点、难点】

说出信息传递在生态系统中的作用。【知识链接】

信息传递、能量流动和物质循环是生态系统的三大基本功能。信息传递不但可以与能量流动、物质循环一起将生态系统的各组分联系为一体，而且在生物的生存、繁衍、调节种间关系，以及调节生态系统稳定性等方面，起着十分重要的作用。

【学习梳理】

一、生态系统中信息的种类

信息指的是日常生活中一般可以传播的消息、、、与

等。依据信息传递的方式，一般可分为

、、三种类型。

1． 物理信息： 生态系统中的 等，通过

传递的信息，称为物理信息。物理信息的来源可以是

，也可以是。

2． 化学信息： 生物在生命活动过程中，产生一些可以传递生物信息的，如植物的、等代谢产物，以及动物的 等，这就是化学信息。

3． 行为信息： 动物的特殊行为（如蜜蜂跳舞、鸟类的求偶炫耀等），对于

或

生物也能够传递某种信息，即生物的 可以体现为行为信息。

二、信息传递在生态系统中的作用

1． 生物_

_______的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的______________，也离不开信息的传递。

2．信息还能调节生物的____________，以维持_______________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。例，若能利用模拟动物的信息吸引大量的，就可以提高果树的传粉效率和结实率。

2． 对有害动物进行控制。例：目前控制动物危害的技术大致有

、、等。人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的。生物防治中有些利用了信息传递作用。如利用昆虫

诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度；利用特殊的 扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的繁殖力下降。

【知识点拨】

一、生态系统中的信息

信息传递一般有三个基本环节：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。

注意：⑴物理信息的来源既可以是无机环境，也可以是生物，只要可以被生物体接收，并传递相关信息即可。

⑵科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物都存在能传递信息的化学物质——信息素（外激素），它能在生物同种个体之间传递信息，性外激素是信息素的一种。

⑶动物的行为信息丰富多彩，复杂而独特。

⑷外激素一般是由昆虫的体表腺体分泌到体外的一类挥发性物质，作为化学信号来影响和控制同种的其他个体，使它们反应。由于外激素起着在个体之间传递化学信息的作用，因此也叫信息激素。昆虫外激素有多种，目前研究较多的是性外激素。

性外激素是成虫（多为雌性成虫）的腹部末端或其他部位的腺体所分泌的一种外激素。性外激素的作用是引诱同种异性个体前来交尾。人们可根据这种原理来防治有害昆虫。例如：为了消灭大量害虫，可在昆虫交尾生殖高峰期，多处喷洒性引诱剂，干扰其正常交尾，降低交尾成功率，降低交尾成功率，从而大大量减少害虫数量。

二、信息传递的重要性

1．生命活动的正常进行，离不开信息的作用。生物种类的繁衍，也离不开信息的传递。例如：蝙蝠对周围环境的识别，取食与飞行，几乎完全依赖于声波；有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长；自然界中，植物开花需要光信息刺激；许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，以完成生殖等等。由此可见，个体的生存与种族的繁衍都离不开信息传递。

2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。在生态系统中存在着复杂的营养结构——食物链和食物网，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。例如：在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采集的信息；森林中，狼可以依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够根据狼的气味或行为特征躲避猎捕。

三、信息传递在农业生产中的应用

一是提高生产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。例如，利用光信息调节和控制生物的发育、利用各种昆虫对各种波长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。

【课堂检测】

1． 下列几项动物的行为中，不能起到同种个体之间交流信息作用是（）A．蜜蜂的舞蹈动作

B．蜂王释放的特殊分泌物

C．鸟类的各种的鸣叫声 D．乌贼受到威胁时释放墨汁 2．下列行为中不属于传递信息的是（）A、雌蛾分泌性激素

B、工蜂跳8字舞

C、蟑螂昼伏夜出

D、鸟类的鸣叫

3．下列信息传递的实例中不属于物理信息传递的是（）A．有些侯鸟的迁徙，在夜间是靠天空星座确定方位的

B．含羞草在强烈声音的刺激下，就会表现出小叶合拢，叶柄下垂的运动 C．鳗鱼、鲑鱼等能按照洋流形成的地电流来选择方向和路线

D．鼬遇到危险时，由肛门排出有强烈恶臭味的气体，起到报警和防御的功能 4．下列说法不正确的是（）

A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一

B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，都离不开信息的作用 C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量

D．有些金丝桃属植物，能分泌一种引起光敏性和刺激皮肤的化合物--海棠素，使误食的动物变盲或致死，而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递

第四篇：生态系统间的信息传递

生态系统的信息传递

生态系统的信息传递特征:信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。

再给你介绍一下生态系统信息传递的概念和方式：

生态系统中的各个组成成分相互联系成为一个统一体,它们之间的联系除了能量流动和物质交换之外,还有一种非常重要的联系,那就是信息传递。生物之间交流的信息是生态系统中的重要内容,通过它可以把同一物种之间,以及不同物种之间的“意愿”表达给对方,从而在客观上达到自己的目的。

其主要方式有:

1.物理信息 包括声、光、颜色等。这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。比如,毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思;萤火虫通过闪光来识别同伴;红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其它昆虫的信息。

2.化学信息 生物依靠自身代谢产生的化学物质,如酶、生长素、性诱激素等来传递信息。非洲草原上的豺用小便划出自己的领地范围,正是小便中独有的气味警告同类:“小心,别进来,这是我的地盘。”许多动物平常都是分散居住,在繁殖期依靠雌性动物身上发出的特别气息——性诱激素聚集到一起繁殖后代。值得一提的是有些“肉食性”植物也是这样,如生长在我国南方的猪笼草就是利用叶子中脉顶端的“罐子”分泌蜜汁,来引诱昆虫进行捕食的。

3.营养信息 食物和养分的供应状况也是一种信息。老鹰以田鼠为食,田鼠多的地方能够吸引饥饿的老鹰前来捕食。再如,加拿大哈德逊是一家历史悠久的大皮毛公司,由于地理位置关系,他们收购的多是亚寒带针叶林中动物的皮毛。该公司历年收购皮毛的种类和数量的详尽统计(见附图)说明了猞猁与雪兔是食物链中上下级的关系,当雪兔数量减少时,这种营养缺乏状况就会直接影响到猞猁的生存。猞猁数量的减少,也就是雪兔的天敌减少,又促进了雪兔数量的回升……循环往复就形成了周期性数量的变化。

4.行为信息 行为信息是动物为了表达识别、威吓、挑战和传递情况,采用特有的动作行为表达的信息。比如地甫鸟鸟发现天敌后,雄鸟急速起飞,扇动翅膀为雌鸟发出信号;蜜蜂可用独特的“舞蹈动作”将食物的位置、路线等信息传递给同伴等。

植物传递信息的“秘诀”

生物学家们早就发现，植物尤其是同类植物之间是完全可能进行“语言”交流的。那么，植物之间究竟是怎样实现“对话”的呢? 美国华盛顿大学的生态学家发现，在一片柳树林中．一旦某一棵树遭受虫害，其新叶中的石炭碱的分泌量就会大量增加，以降低新叶对害虫的适应性，从而保护自己，减少虫害，这是人们能够理解的—种适者生存的自然现象。奇怪的是，在这棵遭受虫害的柳树周围约70米范围的其他柳树叶片中的石炭碱含量，均有不同程度的增加，而且越靠近被害之树，叶片中的石炭碱浓度越高。它们是通过何种方法来传播“预警信息”的呢?起初，科学家怀疑是通过树根传递的，但挖开树根发现。这些树根并没有实际的接触，显然树根不是“语言的枢纽”。经过多方面的研究才发现，受害之树所释放的乙烯，要比正常情况下多得多，由此认为传递“语言”的物质很可能是乙烯。乙烯通过风的媒介作用，给邻近的柳树发出危险及预防信号，使其各自采取防卫措施。同样的，英国植物学家厄·豪克伊亚经过长期研究发现，美丽的白桦树被害虫咬伤后，其树叶中酚类物质的含量便急剧增加，以此抑制害虫的取食。南非比勒陀利亚大学的动物学家也发现这一类似现象：当金合欢树遭到动物取食时，叶片中的单宁酸含量就会真线上升，其毒性足以使取食者丧命。同时，它还通过空气释放一种气体，使周围45米以内的金合欢树都能接到信号，在5-10分钟内大量产生单宁酸，迎战来犯之敌。许多科学家认为，植物各器官是通过自身发出的电信号传递信息，进行“电话交流”。实际上，早在1873年，就有科学家用实验方法检测到捕蝇草体内的电流产生，证实了“植物电”的存在。随后，不少科学家采用一系列物理和化学刺激，在食虫植物、感震植物、攀缘植物和非敏感植物中发现了电信号。英国科学家研制出一种植物探测仪，把这种仪器的一根引线与植物的叶子连接，通过电子翻译器，便可在耳机内清晰地听到植物在“说话”。比如，在光照良好或雨露滋润时，植物发出的“声音”清脆悦耳；在刮大风或干旱的天气里，植物则会发出低沉的“叫声”。

植物学家发现，在干旱季节，某些缺乏水分的树木，仿佛在低声呼喊：“水!水!水!”可惜听到这种呼喊的并不是树木的朋友，而是树木的敌人，也就是那些专靠咬树为生的小蠹虫。听到树木如泣如诉的喊叫以后，小蠹虫立即就判断出哪些树木最惧怕干旱，哪些树木最缺乏抗旱能力，于是它们便向那些树木发起进攻。不过，根据昆虫学家们的意见，这—特点也可以利用来同专门危害树木的害虫作斗争。因为只需复制出一种频率与树木“说话”相同的超声波就行了，小蠹虫肯定会上圈套的。现在，日本科学家成功地将植物电转换成了和谐的音乐。他们

采用改进的人体电脑检测仪器，将测到的植物体内的电位差输入电脑，再利用处理杂音的音程转换软件，把植物的微弱电流先变成声，后改编成了音乐。近年来，科学家又发现，植物通过“电话交流”，可有选择地将外界信息输入体内，促进自身的生长发育。

最近，德国科学家又进一步证实、有的植物可以通过高频声音“说话”，只是由于频率太高，人耳听不见罢了；另一些植物则通道极微弱的)巴来传递信息——这种微弱光，人眼难以觉察，但仪器却可以测出。德国生物学家赫伯特·威茨教授最近宣称，已经破译了包括洋槐、梧桐等10余种树木的“语言”。他甚至指出，不同树种的语言风格也不尽相同，如橡树、山毛榉、杉树较为风趣、而马尾松相比之下却较为朴实。

植物间存在语言交流这—说法，解释了为何—株合欢树在被野羊啃食后，周围同类树的叶子中会很快产生苦味，以及为何当一株橡树被砍伐后，其余橡树即会产生更多的种子等现象。如此看来，我们原先认定的“平静”的森林，实际上并不平静。（来源：《黑龙江林业》2003年第10期）

第五篇：生态系统的信息传递--说课稿

《生态系统的信息传递》说课稿

霍市一中高二年级

吴佳欣

大家好：

今天我说课的内容是人教版生物高中教材必修三第五单元第四课，我将从八个方面（教材、学情、教学模式、教学设计、板书、评价、开发、得失）说我对此课的思考和我的教学。

一、说教材

（一）教材的地位和作用

《细生态系统的信息传递》是《生物》（人教版）高中必修三第5章第4节的内容。在此之前，学生已经学习了种群和群落的相关知识，为本节课的学习做了铺垫。同时本节课的学习为以后生态系统的稳定性、生态环境的保护等建立了理论与知识的基础。

（二）教学目标

一节课不可能面面俱到，根据课标要求、本课内容在教材中的地位以及学生实际我确定的教学目标是：

知识目标：

1、简述生态系统的信息类型；

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。

能力目标：通过多媒体动画以及阅读材料，提高识图、分析及归纳材料的能力。情感态度与价值感目标：

1、明确局部与整体相统一的观点以及事物之间存在普遍联系的观点；

2、养成生态学的观点，确立辩证唯物主义科学观。

（三）教学重难点

确定重难点的依据：课标要求及学生的实际 1.教学重点：（1）生态系统中信息的种类

（2）信息传递在生态系统中的作用及农业生产中的应用 2.教学难点：信息传递在生态系统中的作用

二、说学情

高中学生已经具备了部分生物学知识，对于探究、合作交流自学也有了一定的能力，但能力有限，需要加强，要以优促差，促进同学之间的互帮互学，加强小组之间的合作。

三、说教学模式

在教学过程中，我采用5步教学法。通过导——看——说——记——练五个步骤，集中教学内容，突出教学目标，让学生养成自主学习能力，精讲精练，当堂任务当堂完成。这种模式步骤简洁，易于操作实践。

第一步，引导学生，明确目标

出示学习目标进入课堂环节，师生学习有的放矢。第二步，自主学习课本知识。

第三步，同组互助 先是自主学习解决自己能够解决的，然后同组对学及群学解决自己不懂得或者还有疑问的内容。

第四步，师生互助，合作探究。各组提出本组疑难的内容，然后通过其他小组讨论，全班讨论以及教师的点拨得到解决。

第五步，拓展迁移，形成能力。根据课堂所学重点，完成相应练习，让学生享受学习的快乐。

四、说教学设计

（一）引导学生，明确目标

1.通过课前引入，回顾生活中的信息，引起学生知识链接，从而引入本节课的学习。

2.PPT出示“学习目标”并对学习目标作简要解释。让师生学习有的放矢。

（二）自主学习,同组互助

学生先是自主学习，然后同组对学及群学解决自己不懂得或者还有疑问的内容。1．先进行课前引入，引起学生知识链接，从而引入本节课的学习2．以问题探讨开始，说明生态系统中也是普遍存在信息的 3．接着分析各种具体实例，引出生态系统中的信息类型

4．再以具体实例来分析信息的传递在生态系统中的作用及农业生产上的应用 5．最后归纳总结生态系统三大功能的比较

（三）师生互助，合作探究

各组提出本组疑难的内容，然后通过与其他小组讨论，全班讨论以及教师的点拨得到解决

（四）拓展迁移，形成能力

1.了解信息传递在农业上应用的网上拓展知识

2.练习不是让学生陷入题海，而是对本课所学内容巩固，并能“举一反三”，练习：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

五、说板书

板书是本堂课重要内容的简洁呈现,我喜欢提纲式的板书清晰明了，既有助于学生掌握本课重点内容，又能使这些重点知识给学生留下深刻的印象。我的板书设计如下：PPT显示。

六、说评价

采用定性评价和定量评价两种评价方式。定性评价，穿插在教学过程中，采用学生互评方式，学生理解准确、回答正确，以掌声来表示庆贺尊重；学生理解错误，回答不到位，学生纠错、改错。整个过程体现学生学习的自主性。教师适时鼓励，增加学生学习的兴趣。

定量评价

在拓展练习过程中，所有学生答题，由浅入深。分小组合作回答，给予小组奖励。

七、说开发

相关配套资源开发有：

了解信息传递在农业上应用的网上拓展知识。

八、说得失

从整个教学流程看，有效运用了四步导学法，教学目标集中单一，避免芜杂，可操作性强，条理清晰，重难点突出。

虽然事先并不了解学情，但在做预设的时候我注重让学生以自主学习和合作探究为主，教师点拨为辅。良好而恰当的课程资源的开发，以合作学习、自主学习为纲，因此取得了良好的教学效果。失：教师在调动学生积极性方面和有关知识链接语言方面还有待提高，应该有更多的方法让所有学生获得学习的快乐。