教案：3.4 生态系统的信息传递-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）选择性必修2同步资源

第第页3.4生态系统的信息传递教案一、教学目标1.通过对案例的分析与讨论，概述生态系统中信息的类型和信息传递的过程。（生命观念，科学思维）2.阐明生态系统中信息传递与物质循环及能量流动的关系。（科学思维）3.举例说明信息传递在生态系统中的作用。（科学思维）4.分析信息传递在农业生产中应用的案例，并评价其合理性。（社会责任）二、教学重难点1.教学重点：概述信息传递在生态系统中的作用2.教学难点：概述信息传递在生态系统中的作用三、教学过程【新课导入】教师利用课件播放蜜蜂采蜜视频，展示教材中的“问题探讨”，并与学生一起探讨其中的问题：1967年，荷兰一位生物学家在研究蜜蜂时，发现蜜蜂在找到蜜源后，可以通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源情况：圆圈舞表明蜜源较近，大约在距蜂箱百米以内；摆尾舞的意思是，蜜源在百米之外的远处，究竟距离多远！与摆尾的速度有关。讨论：1.“100m以内”，对我们来说这几个字的含义就是信息。同样的信息，蜜蜂是怎样传递的？（通过跳圆圈舞来传递这一信息）2.你还能举出生物间传递信息的其他例子吗？（例如：蝙蝠通过“回声定位”捕食；鸟通过叫声报警；狗狗用小便来标记自己的领地）【新课讲授】小组讨论：1.什么是信息？可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。2.植物通过什么方式为蜜蜂传达“这里有蜜源”的信息？3.侦察蜂如何将蜜源的信息传达给其他蜜蜂？有关信息的概述：（1）信息的概念：日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。（2）信息传播的三要素：①信息源：信息产生的部位②信道：信息传播的媒介③信息受体：信息接收的生物或其部位。（如动物的眼、鼻、耳、皮肤；植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质如光敏色素等）（3）信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。特别注意：生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递。一、生态系统中信息的种类教师设疑：能量是单向流动的，物质是循环往复的，信息是如何在在生态系统中传递的呢？你能举出生活中属于信息传递的实例吗？教师组织学生带着问题去阅读教材68-69页的内容，自主学习生态系统中信息的种类，并分类举例，然后小组合作，进行归纳总结，汇报交流。教师在这个过程中给予肯定并对存在的问题及时纠正。之后出示大量图片，并让学生进行分类，最后列表进行分析。1.物理信息（1）概念：自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。（2）来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。（3）举例：刺猬（刺）、萤火虫（光）、动物的鸣叫（声）、种子的萌发（温度、湿度）感受物质：眼；耳；皮肤；叶、芽、细胞中的特殊物质（如光敏色素）信息来源：无机环境、生物信息源：光、声、温度、湿度、磁力2.化学信息（1）概念：在生命活动中，生物产生一些可以传递信息的化学物质。（2）来源：生物体的代谢产物或分泌物。（3）举例：A.植物的生物碱、有机酸等代谢产物B.动物的性外激素C.昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。3.行为信息（1）概念：动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。（2）来源：动物的特殊行为。（3）举例：蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。任务1.辨别并归类：①萤火虫发出的荧光②蛇通过热感受器发现鼠③蜘蛛网的振动④宠物狗之间通过嗅闻肛门腺辨识身份和健康状况⑤“燕燕于飞，差池其羽”⑥孔雀开屏⑦雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾物理信息①②③；化学信息④⑦；行为信息⑤⑥。小结：三种信息的比较二、生态系统中信息传递的过程任务2.比较，图解归纳概括信息传递的一般过程。生态系统中信息传递的特点（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流（2）生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间例如：犀牛与牛椋鸟，鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附件有危险情况（3）多数情况下，信息传递为双向的想一想，生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？差异主要有以下方面：（1）物质循环和能量流动借助于食物链进行；信息传递不依赖于食物链，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。（2）能量流动的特点是单向流动，物质是可循环利用的，但信息传递往往是双向的，且不能循环利用。生态系统中含有各种各样的信息，这些信息的传递具有什么意义呢？思考•讨论：分析发生在身边的生态系统中的信息传递如果留心观察就会发现，身边的猫、狗等动物的生活，就离不开信息的传递，其中既有物理信息，也有化学信息与行为信息。请就每种信息各举两个例子，并说明这些信息传递的意义。（1）物理信息狗叫：1.轻快的汪汪声时,是表示心情高兴2.汪汪声短促和强烈时,是表示戒意和警告。3.低沉的呜鸣声是威胁的意思猫听到鼠的活动：做好捕猎的准备（2）化学信息猫面部的腺体在一些物体上摩擦：标记领地猫的肛周信息素：向母猫发出邀请，寻找配偶。（3）行为信息摇尾巴：1.自家狗狗欢快的冲过来并摇动尾巴，表示对你的喜爱和想念2.陌生的狗狗对你摇尾巴可能只是表示不安和害怕尾巴蜷缩在两腿之间：表示顺从和不安，害怕和恐惧意义：影响动物的社会行为，完成捕食、种群繁衍等正常的生命活动资料：科研人员发现，遭到污染的空气中臭氧、硝酸根、氢氧自由基等会改变花的香味分子，造成香味分子的传播距离变短，香味遗留减少，进而导致蜜蜂不能像以往那么轻松地找到花朵。据统计，2015—2016年间，美国超1/4的蜂群消失。思考：信息传递的哪个环节出现了异常？引发了什么后果？说明信息传递对于生物的生存和种群延续至关重要！任务3.阅读教材第70页的资料，进一步寻找支持这一论断的证据并予以说明。思考•讨论：生态系统中信息传递的重要性教师利用课件展示教材“思考·讨论”中的四则资料1.海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。它们可使用频率超过100kHz的超声波进行“回声定位”。近年来，屡有海豚出现“集体自杀”现象的报道。已有证据表明，人类的舰船、海洋开采活动、某些通信工具在海洋中产生了巨大的噪声，会直接干扰海豚的“定位系统”。2.有些植物，想莴苣、茄、烟草的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长3.在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素。经过科学家的研究，已分离和鉴定了上千种昆虫信息素，其中大部分是用来传递性信号的。4.2001年，科学家在研究植物与植食性昆虫之间的关系时，发现了一个有趣的现象。当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌－寄生虫或捕食者，夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在植物叶片上停留产卵。学生分为小组，小组之间互相讨论并回答以下问题：1.根据资料，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系。（如果没有信息传递，海豚的生活、捕食难以进行，信息干扰会导致海豚出现“自杀”现象；莴苣、茄、烟草种子的萌发，植物的开花，动物的繁殖等生命活动，离开信息传递都不能正常进行）（1）生命活动的正常进行，离不开信息传递。（个体水平）2.信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？（2）通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，这样才能保证种群的繁衍。（种群水平）3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？（将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来）4.烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？（是。因为这些化学物质白天能够吸引蛾幼虫的天敌，夜间又能驱除夜间活动的雌蛾）5.请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。（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）（3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。（群落和生态系统水平）根据上述讨论，教师组织学生小组，总结信息传递对维持生态系统平衡和稳定的重要性。回顾之前学的能量流动和物质循环，在此基础上，尝试绘制能量流动、物质循环和信息传递的模型通过构建模型，建立知识内在联系进一步认识到生态系统是一个整体四、信息传递在农业生产中的应用在人类的生产和生活中，能否利用信息传递来提高农畜产品的产量呢？教师利用课件展示“合理利用光照提高产蛋量”的图片和“利用信息素等诱捕有害动物”的图片，通过实例来进一步进行分析，说明这两个实例的原理提问：大多数被子植物的传粉都是由动物完成的。怎样提高果树的传粉效率和结实率呢？小组讨论后回答问题：利用模拟的动物信息吸引传粉动物，从而提高结实率。1.提高农畜产品的产量任务5.地球上80%的被子植物的传粉都是由昆虫等动物完成的。现有果农A希望提高果树的传粉效率和结实率。为此，你能结合信息传递的知识，提出你的建议吗？模拟动物信息，例如信息素，吸引大量的传粉动物。任务6.养殖户B在蛋用鸡鸡舍中安装了照明系统，每天早上5点开灯至天亮，晚上从天黑开始开灯至21点，每天保持光照16h。补光期间鸡舍内光照强度约为5~10lux。你能解释他这么做的原因吗？光照是鸡卵巢发育和雌激素分泌所需要的一种物理信息，适当延长光照可以提高产蛋率。2.对有害动物进行控制（1）举例：A.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物B.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度C.还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降。（2）控制动物危害的技术方法最后，教师利用教材中的“课外实践”给学生布置课后作业，要求学生验证昆虫之间是否存在化学信息的传递，建议学生以小组为单位展开研究，提升学生的学习思维和探究实践能力。提示：昆虫之间真的存在化学信息的传递吗?请设计实验，验证昆虫之间是否存在化学信息的传递。如果有化学信息，我们既看不见，也摸不着，该怎么做呢提示：昆虫能通过特殊的腺体分泌信息素，这些信息素可以通过空气传播。通常是雌性分泌信息素引诱雌性，只有极少数昆虫种类是雄性引诱雌性。纱窗可以关住昆虫，但允许化学物质扩散。你初中做过探究蚂蚁通讯的活动吗？如果做过，想一想，那个活动对你理解昆虫之间的信息传递有什么启发？举例：设计实验证明雌蛾能够分泌性外激素的吸引雌蛾前来交配？1.设置几组实验？2.每组做怎样的处理？3.出现什么样的结果能够证明你的假设？【实验步骤】：①夜晚，将若干未交配的雌蛾（只有未交配的个体才能分泌性外激索）分成A、B两组，把A组雌蛾直接放在诱捕器（标记为A）中，把B组雌蛾先放在封闭的玻璃管中，再放在同样的诱捕器（标记为B）中、②把A、B两个诱捕器均悬挂在门外、③一夜后，观察A、B两个诱捕器，发现A诱捕器捕捉