第4节 生态系统的信息传递
[学习目标] 1. 说出生态系统中的信息种类。2.总结出信息传递在生态系统中的作用。3.联系农业生产实践，描述信息传递在农业生产中的应用。
一、生态系统中信息的种类
1．信息一般是指可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2．物理信息
(1)什么是物理信息？试举例。
答案 物理信息是通过物理过程传递的信息。如：光、声、温度、湿度、磁力等。
(2)物理信息只来源于无机环境吗？为什么？
答案 物理信息可来源于无机环境，也可来源于生物。如雌萤火虫通过发光来招引雄萤火虫完成交尾，就是生物与生物之间的物理信息的传递。
3．化学信息
(1)什么是化学信息？试举例。
答案 化学信息是一些可以传递信息的化学物质。如：植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等。
(2)化学信息产生于什么过程中？
答案 化学信息产生于生物的生命活动过程中。
4．行为信息
(1)什么是行为信息？试举例。
答案 行为信息是动物的特殊行为，是在同种或异种生物之间传递的信息。如：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。
(2)行为信息的来源是什么？
答案 行为信息的来源是生物的行为特征。
二、信息传递在生态系统中的作用
1．蝙蝠能通过“回声定位”进行飞行和捕食，那么：
(1)蝙蝠的“回声定位”属于什么信息？若无该信息的传递，蝙蝠能完成飞行、取食吗？
答案 蝙蝠的“回声定位”属于物理信息。若无该信息的传递，蝙蝠不能完成飞行、取食。
(2)蝙蝠的“回声定位”说明信息传递具有什么样的作用？
答案 生命活动的正常进行，离不开信息传递。
2. 许多动物在特定时期能释放用于吸引异性的信息素，这属于什么信息？又能说明信息传递具有什么样的作用？
答案 化学信息。说明生物种群的繁衍离不开信息的传递。
10
3. 食物链上的相邻物种的某些个体行为与种群的特征为对方提供了大量的有用信息，这说明信息传递具有什么样的作用？
答案 信息传递还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
三、信息传递在农业生产中的应用
1．信息传递应用于农业生产，可以提高农产品或畜产品的产量。
2．信息传递在农业生产中的应用，还可以对有害动物进行控制。
例析信息传递类型的判断及生态系统中的作用
1．下面展示了10种信息，请分析回答下列问题：
①花椒树上的刺 ②昆虫的性外激素 ③孔雀开屏 ④鸟类的鸣叫声所发出的信息 ⑤猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息 ⑥蜜蜂的舞蹈行为 ⑦某些植物花朵的颜色、形状等给传粉昆虫的信息 ⑧生物代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗生素等 ⑨萤火虫的闪光 ⑩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
(1)属于物理信息的有哪些？
答案 ①④⑦⑨。
(2)属于化学信息的有哪些？
答案 ②⑤⑧⑩。
(3)属于行为信息的有哪些？
答案 ③⑥。
【易错辨析】 (1)生态系统中信息的种类因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
(2)鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)则属于物理信息，若通过特殊的动作(突然飞起)则属于行为信息。
(3)涉及到声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物的皮肤、耳朵、眼或植物的光敏色素、叶、芽等感觉，则判断为物理信息。
(4)若涉及到化学物质的挥发性这一特点则判断为化学信息。
2．当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，如图所示。试回答下列问题：
10
(1)甲种蛾的天敌主要在白天活动，乙种蛾主要在夜间活动，这主要受哪种信息的影响？
答案 受物理信息光照的影响。
(2)烟草释放的这种化学物质属于哪种信息，这些信息能够将哪些生物联系起来？
答案 化学信息；将烟草、甲种蛾、甲种蛾的天敌、乙种蛾联系起来。
(3)上述现象体现了生态系统信息传递的哪种作用？
答案 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
(4)利用烟草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物进行防治，这种方法和农药防治相比最大的优点是什么？
答案 不污染环境。
1．向日葵是一种能够对光的变化作出快速反应的植物，从生态学角度分析，引起向日葵向光性弯曲的信息属于( )
A．行为信息 B．化学信息
C．遗传信息 D．物理信息
答案 D
解析 向日葵是一种能够对光的变化作出快速反应的植物，其向光性是通过感知光信息获取的，故属于物理信息。
2．高等动物主要靠下列哪些感受器获取外界的物理信息( )
①皮肤感受器 ②眼的光感受器 ③耳的声波感受器 ④舌的味蕾
A．①②④ B．①②③
C．②③④ D．①②③④
答案 B
解析 生态系统中的信息传递是指生物与生物，生物与环境之间的信息交流，通过物理过程传递的信息称为物理信息，皮肤可以感知冷热等感觉，眼可以感知光线，耳可以感知声波，这些均可以感知外界的一些物理信息，舌的味蕾感知的是体内的物质变化，并非生物与外界的信息传递。
3．下列生产实践措施不是利用生态系统中信息传递的是( )
A．人工合成性外激素，干扰害虫的正常交尾
10
B．控制日照时间长短从而控制开花时间
C．利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫
D．喷洒赤霉素，增加黄麻产量
答案 D
解析 性引诱剂属于化学信息，重要作用是引诱异性个体前来交尾，生产中常用性引诱剂干扰害虫正常交尾，降低害虫种群密度，A正确；植物的开花需要一定时间的光照，属于物理信息，分长日照植物、短日照植物等，利用植物的这一特点，创造长日照或短日照条件，可以使植物提前或延后开花，B正确；“黑光灯”可以发出较大剂量的紫外线，属于物理信息，用来引诱一些对紫外线敏感的害虫，进一步将其杀死，C正确；喷洒赤霉素，增加黄麻产量属于植物激素的应用，不是利用生态系统中信息传递，D错误。
4．关于生态系统信息传递的描述，错误的是( )
A．信息传递可调节种间关系
B．信息传递可调节生物的繁衍
C．动物的求偶过程存在信息传递
D．信息需要沿食物链传递并逐渐衰减
答案 D
解析 信息传递可调节种间关系，A正确；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递，B正确；动物的求偶过程存在行为信息等信息传递，C正确；信息传递是双向的，并非沿着食物链传递，D错误。
5．下列关于生态系统中信息传递的叙述，不正确的是( )
A．蜜蜂跳舞、雌蛾释放的性外激素等都是行为信息
B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍都离不开信息传递
C．信息传递在农业生产中的主要应用之一是对有害动物进行控制
D．物质循环、能量流动与信息传递是生态系统的三大功能
答案 A
解析 蜜蜂跳舞是行为信息，雌蛾释放的性外激素是化学信息，A错误；生命活动的正常进行和生物种群的繁衍都是信息传递的功能，B正确；信息传递在农业生产中的主要应用之一是对有害动物进行控制，如利用昆虫的性外激素控制害虫，C正确；物质循环、能量流动与信息传递是生态系统的三大功能，D正确。
知识点一 生态系统中信息的种类
1．信息传递在生态系统中具有重要作用，下列对信息传递的表述错误的是( )
10
A．雌蚕蛾释放性激素吸引异性前来交尾
B．鸟类的鸣叫声属于物理信息
C．金钱豹尿液所散发出的气味属于化学信息
D．信息传递是双向性的
答案 A
解析 雌蚕蛾释放性外激素吸引异性前来交尾，并非性激素，A错误；鸟类的鸣叫声中的声音属于物理信息，B正确；金钱豹尿液所散发出的气味是通过化学物质传递的，属于化学信息，C正确；信息传递是双向性的，D正确。
2．下列实例分别传递的信息种类是( )
①蜜蜂分散时，蜂王能分泌一种“聚集激素”，把所有蜜蜂聚集到它周围
②短日照促使向日葵开花
③一头雄鹿向其他雄鹿示威
A．化学信息、物理信息、行为信息
B．物理信息、化学信息、行为信息
C．行为信息、物理信息、化学信息
D．行为信息、化学信息、物理信息
答案 A
解析 ①蜜蜂分散时，蜂王能分泌一种“聚集激素”，把所有蜜蜂聚集到它周围，该激素为化学物质，属于化学信息；②短日照促使向日葵开花是通过光周期的影响，故属于物理信息；③一头雄鹿向其他雄鹿示威属于行为信息。
3．以下生态系统信息传递的应用或实例中，属于化学信息传递作用的是( )
①当蜜蜂散失时，雌蜂(蜂王)能分泌一种“聚集激素”，最后把所有的蜜蜂聚集在它的周围 ②蜜蜂采花酿蜜，当少数蜜蜂发现蜜源后，就能很快把几里路外的蜂群都引来采集花蜜，到蜜囊装满仍返回原地，而不迷失方向，就是因为蜜蜂分泌的“追踪激素” ③当个别兵蚁发现敌害时，立即向体外释放一种“告警激素”向同伴告警，从而保护种群 ④养鸡时在保证营养供应的基础上，可以通过控制光照时间提高鸡的产蛋率 ⑤用一定频率的声波、磁场、光辐射处理谷物、蔬菜作物及树木等的种子，可提高其发芽率，获得高产 ⑥利用装有性外激素的诱捕器来捕获害虫，预测、预报短期害虫发生的时间和范围，以预防害虫大面积发生
A．①②③⑥ B．①②④⑥
C．①④⑤⑥ D．①②③④
答案 A
10
解析 ①蜜蜂分散时，蜂王能分泌一种“聚集激素”，把所有蜜蜂聚集到它周围，该激素为化学物质，属于化学信息，①正确；②蜜蜂分泌的“追踪激素”，为化学物质，属于化学信息，②正确；③当个别兵蚁发现敌害时，立即向体外释放一种“告警激素”向同伴告警，从而保护种群，“告警激素”为化学物质，属于化学信息，③正确；④养鸡时在保证营养供应的基础上，可以通过控制光照时间提高鸡的产蛋率，光照的影响属于物理信息，④错误；⑤用一定频率的声波、磁场、光辐射处理谷物、蔬菜作物及树木等的种子，可提高其发芽率，获得高产，声波、磁场、光辐射属于物理信息，⑤错误；⑥利用装有性外激素的诱捕器来捕获害虫，预测、预报短期害虫发生的时间和范围，以预防害虫大面积发生，性外激素为化学物质，属于化学信息，⑥正确。
知识点二 信息传递在生态系统中的作用
4．草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并用力抖动两翼，给孵卵的雌鸟发出逃避的信号，下列有关说法正确的是( )
A．雄鸟给孵卵的雌鸟发出的是物理信息
B．上述实例体现了信息传递具有调节种间关系的作用
C．上述实例可说明信息传递有利于种群的生存与繁衍
D．同种生物之间的信息传递对维持生态系统的稳定毫无意义
答案 C
解析 雄鸟给孵卵的雌鸟发出的是行为信息，A错误；上述实例体现了信息在种群内的传递，并未体现调节种间关系的作用，B错误；上述实例可说明信息传递有利于种群的生存与繁衍，C正确；同种生物之间的信息传递对维持生态系统的稳定也具有重要的意义，D错误。
5．下列哪项不属于信息传递在生态系统中的直接作用( )
A．维持生态系统的稳定性
B．与生物种群的繁衍有关
C．调节生物的种间关系
D．增加生态系统中基因的多样性
答案 D
解析 信息传递能调节种间关系，维持生态系统的稳定性，A正确；生物种群的繁衍离不开信息传递，B正确；信息传递能调节种间关系，C正确；信息传递不能增加生态系统中基因的多样性，D错误。
6．下列关于生态系统中信息传递的说法，正确的是( )
A．信息传递是单向的
B．信息能调节生物的种间关系
C．鸟类鸣叫属于行为信息
D．物理信息只能来自于无机环境
答案 B
10
解析 信息传递往往是双向的，A错误；信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，B正确；鸟类鸣叫属于物理信息，C错误；物理信息既能来自于生物，也能来自于无机环境，D错误。
7．生态系统中含有各种各样的信息，这些信息的传递对生物有非常重要的意义，下列关于生态系统中的信息的说法，错误的是( )
A．蝙蝠的“回声定位”这一物理信息使得蝙蝠能够捕食猎物，躲避敌害
B．菊花接受的日照长短这一化学信息使得菊花能够适时开放
C．信息传递在生态系统中可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D．植物间也存在信息的传递
答案 B
解析 蝙蝠的“回声定位”这一物理信息使得蝙蝠能够捕食猎物，躲避敌害，A正确；菊花接受的日照长短为物理信息，使得菊花能够适时开放，B错误；信息传递在生态系统中可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，C正确；植物间也存在信息的传递，D正确。
知识点三 信息传递在农业生产中的应用
8．农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等，下列不属于运用生态系统信息传递原理来提高产品产量的措施是( )
A．适时灌溉与定时饲喂
B．施放性引诱剂，干扰害虫的正常交尾
C．延长家禽的光照时间，提高产蛋率
D．人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的
答案 A
解析 适时灌溉与定时饲喂并未利用生态系统中的信息传递，A正确；性引诱剂属于化学信息，施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾，这是运用生态系统信息传递原理来提高农产品产量的措施之一，B错误；生态系统信息传递可用于提高畜产品的产量，如延长家禽的光照时间，提高产蛋率，C错误；生态系统信息传递可用于提高农产品的产量，如人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的，D错误。
9．下列做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是( )
A．利用生长素类似物促进扦插枝条生根
B．利用昆虫的信息激素类似物诱捕有害昆虫
C．放置稻草人驱赶稻田里的鸟类
D．控制日照时间长短从而控制植物的开花时间
答案 A
10
解析 利用生长素类似物促进扦插枝条生根，不是信息传递在农业生产中的应用，A错误；利用昆虫的信息激素类似物诱捕有害昆虫，属于生态系统中信息传递在农业生产中的应用，B正确；放置稻草人驱赶稻田里的鸟类，属于生态系统中信息传递在农业生产中的应用，C正确；控制日照时间长短从而控制植物的开花时间，属于生态系统中信息传递在农业生产中的应用，D正确。
10．下列有关生态系统中信息传递的说法，不正确的是( )
A．信息传递应用在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可以对有害动物进行控制
B．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境
C．植物生命活动过程产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于行为信息
D．在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的
答案 C
解析 信息传递在农业生产中的应用：①提高农产品和畜产品的产量；②对有害动物进行控制，A正确；生命活动的正常进行离不开信息传递，任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境，B正确；植物生命活动过程产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于化学信息，C错误；在任何生态系统中，信息传递、能量流动和物质循环都是生态系统各组分必不可少的一部分，使生态系统形成一个有机的整体，D正确。
综合训练
11. 蜜蜂营社会性生活，一个蜂群内的个体分为蜂王、工蜂、雄蜂，它们在蜂群中起不同作用，蜂王分泌一种叫“蜂王物质”的外激素来确保它在蜂巢中的地位，这种物质抑制其他雌性的卵巢发育，从而把它们变成不育的工蜂，雄蜂可以说只是为交配而生的。
(1)“蜂王物质”属于________信息，它的作用一方面保障蜜蜂生命活动的正常进行，另一方面维持蜜蜂种群的________。
(2)蜜蜂从植物的花中采集含水量约为80%的花蜜或分泌物，存入自己的第二个胃中，在体内转化酶的作用下经过30分钟发酵，回到蜂巢中吐出。由此可知，人类所喝蜂蜜中的能量来自__________同化的能量。
(3)蜜蜂在生态系统的组成成分中属于____________，同一个蜂巢中，蜜蜂居住的蜂房位置不同，是否能体现群落具有垂直结构和水平结构？__________，请说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)化学 繁衍
(2)绿色植物(或光合作用也对)
(3)消费者 不能 水平结构和垂直结构是群落的空间结构，指的是群落中不同种群占据不同空间，而同一个蜂巢中的蜜蜂属于同一个种群(只需答出它属于种群，不是群落即可)
10
解析 (1)“蜂王物质”为蜂王分泌的化学物质，故属于化学信息，它的作用一方面保障了蜜蜂生命活动的正常进行，另一方面维持了蜜蜂种群的繁衍。(2)蜜蜂从植物的花中采集含水量约为80%的花蜜或分泌物，存入自己的第二个胃中，在体内转化酶的作用下经过30分钟发酵，回到蜂巢中吐出。由此可知，人类所喝蜂蜜中的能量来自绿色植物(或光合作用也对)同化的能量。(3)蜜蜂在生态系统的组成成分中属于消费者，同一个蜂巢中蜜蜂居住的蜂房位置不同，不能体现群落具有垂直结构和水平结构，因水平结构和垂直结构是群落的空间结构，指的是群落中不同种群占据不同空间，而同一个蜂巢中的蜜蜂属于同一个种群。
12．阅读下面两段材料，运用所学知识回答问题：
材料一 雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3 km以外的雄蚕蛾吸引过来，虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的量不到0.01 mg，但雄蚕蛾却仍可对其作出反应，有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。
材料二 在防治害虫上，利用性引诱剂“迷向法”防治害虫效果显著，其具体做法是：在田间释放过量的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。
(1)材料一说明使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于____________信息，而不是__________信息，不是由视觉引起的。
(2)材料一体现了信息传递的什么作用？___________________________________。
(3)微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，说明性引诱剂具有_______性和______性。
(4)从材料二可以看出，“迷向法”并不能直接杀死害虫，而是通过____________________________，从而使害虫种群的__________率下降，降低对作物的危害。
答案 (1)化学 物理
(2)信息的传递有利于种群的繁衍
(3)高效 专一
(4)干扰雌雄虫的正常交尾 出生
解析 (1)材料一中使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂为化学物质，是通过扩散作用进行的，故属于化学信息，不是由视觉引起的，故不是物理信息。(2)材料一中为性外激素的作用，对昆虫的繁殖有重要作用，故说明信息的传递有利于种群的繁衍。(3)微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，且只对该种昆虫起作用，故说明性引诱剂同激素一样具有高效性和专一性。(4)“迷向法”并不能直接杀死害虫，而是通过干扰雌雄虫的正常交尾，从而使害虫种群的出生率下降，降低对作物的危害。
13．请回答下列问题：
Ⅰ.蜜蜂是一种群居的益虫，蜜蜂的筑巢、采粉酿蜜等行为以及“语言”等都引起了人们的极大兴趣。
(1)蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源后，回到蜂窝内通过特殊的“语言”传达信息给其他同伴，如果侦查蜂跳“圆形舞”，则表明蜜源的距离很近，一般在百米之内。这种信息是__________。
10
(2)蜜蜂可以从很多植物的花朵上采集花粉，同时也为这些植物传粉，这种关系在生态学上为____________________________。从生态系统的功能看，信息传递可以__________________，以维持生态系统的稳定。
Ⅱ.蜜蜂是如何发现蜜源的，我们可以进行模拟探究实验，有人从以下几方面进行了探究，所用的实验材料有蜜蜂100只，1枝作为常见蜜源的黄色5瓣花儿，白纸，剪刀，染料，无色且与蜜源味道相同的制剂。
组别
假设
操作步骤
预测结果
结论
1
通过花的味道识别
2
通过花的颜色识别
3
通过花的外形识别
(1)第1、2组实验传递的信息分别属于______________________________。
(2)第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形上的要求是怎样的？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果将三组“模拟花”摆在蜂箱周围同时进行实验时，写出两条应该注意的问题：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)每组实验测量的指标是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.(1)行为信息
(2)捕食和种间互助 调节种间关系
Ⅱ.(1)化学信息和物理信息
(2)将白纸染成花的颜色(黄色)，无花的特殊气味，且形状与花相同
(3)“模拟花”与蜂箱的距离相等、晴天无风(其他合理答案也可)
(4)单位时间内落到实验材料(模拟花)上的蜜蜂数目
解析 Ⅰ.“跳舞”是蜜蜂的一种行为，属于行为信息，蜜蜂采集花粉属于捕食，为植物传粉属于种间互助。信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定性。
Ⅱ.(1)花的气味传递的信息属于化学信息，花的颜色传递的信息属于物理信息。
(2)第1组是假设通过花的气味识别，因此白纸要染成黄色，无特殊的气味，形状与花的形状相同。
(3)实验中除自变量外均要保持一致，以防止无关变量的干扰。
(4)实验测定的指标是单位时间内落到实验材料上的蜜蜂数目。
10
微信/支付宝扫码支付