高中生物 生态系统的物质循环与信息传递
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《生态系统的信息传递》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《生态系统的信息传递》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《生态系统的信息传递》是人教版高中生物必修 3 第五章第四节的内容。
本节课是在学生学习了生态系统的结构和能量流动、物质循环之后,进一步探讨生态系统的功能之一——信息传递。
通过本节课的学习,学生能够更全面地理解生态系统的功能,认识到信息传递在生态系统中的重要作用,为后续学习生态系统的稳定性奠定基础。
教材首先通过实例引出生态系统中信息的概念,然后分别介绍了生态系统中信息的种类、信息传递在生态系统中的作用以及信息传递在农业生产中的应用。
教材内容注重联系实际,引导学生关注生态环境和农业生产中的相关问题。
二、学情分析学生在前面已经学习了生态系统的结构和能量流动、物质循环等知识,对生态系统有了一定的认识和理解。
但是,对于生态系统中的信息传递,学生可能比较陌生,需要通过具体的实例和直观的展示来帮助他们理解。
此外,高中学生已经具备了一定的观察、分析和逻辑推理能力,能够在教师的引导下进行自主学习和探究。
三、教学目标1、知识目标(1)举例说出生态系统中的信息种类。
(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。
2、能力目标(1)通过分析资料,提高学生获取信息和分析问题的能力。
(2)通过小组讨论,培养学生的合作探究能力和语言表达能力。
3、情感态度与价值观目标(1)认同信息传递在生态系统中的重要性,增强保护生态环境的意识。
(2)关注信息传递在农业生产中的应用,激发学生学习生物学的兴趣。
四、教学重难点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。
2、教学难点(1)分析信息传递在生态系统中的作用。
(2)理解信息传递在农业生产中的应用原理。
五、教法与学法1、教法(1)讲授法:讲解生态系统中信息传递的基本概念和相关知识。
生态系统的信息传递一、信息:一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
在自然界与日常生活中非常常见,是事物表现的一种普遍形式。
生态系统中的信息是指生态系统中的物质和能量在时间和空间上分布的不均匀性。
二、生态系统中信息的类型及传递形式1、物理信息生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息。
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,毒蜂身上的斑斓花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威吓的意思。
动物的眼、耳、皮肤,植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质(光敏色素等),可以感受到多样化的物理信息。
物理信息的来源可以是无机环境,也可以是生物。
“光敏色素可以感受物理信息”并不是说光敏色素是物理信息,它仍然属于化学信息,因为光敏色素是指具有光射时吸收光谱能发生可逆变化性质的一种蛋白色素(光敏色素的化学本质是蛋白质)。
除菌类外,所有植物均存在,能感受环境的光射条件从而调节生物体的各种功能。
2、化学信息(1)化学信息:生物在生命活动过程中,产生的一些可以传递信息的化学物质。
生物在生命活动过程中,还产生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,就是化学信息。
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——信息素。
(2)传递形式:信息素广义上:生物在其代谢过程中会分泌出一些物质,如酶、维生素、生长素、抗生素、性外激素(包括性引诱剂等)、尿液、粪便等,经外分泌或挥发作用散发出来,被其他生物所接受而传递。
狭义上:昆虫由体表的腺体分泌到体外的一类挥发性的化学物质,借空气或水等传播,对同种的另一个体或异性个体引起较大生理反应。
由于这类化学物质起着在个体之间传递化学信息的作用,故称为信息素或“外激素”。
如“性信息素”(或“性外激素”)能引诱异性个体前来交尾。
此外,还有结集信息素、告警信息素和追踪信息素等。
比如蚂蚁分泌出的尾迹素可以告诉其它的蚂蚁一些信息;蜜蜂可以释放出示踪信息素召唤同伴攻击敌人。
第4节生态系统的信息传递[学习目标] 1.说明生态系统中信息的种类及信息传递在生态系统中的作用。
2.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.信息的概念:可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2.信息传递: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。
3.生态系统中信息的种类种类项目物理信息化学信息行为信息概念通过物理过程传递的信息生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质动物的特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息举例自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”来源非生物环境、生物个体或群体生物在生命活动过程中产生动物的行为特征4.信息传递过程(1)信息产生的部位——信息源。
(2)信息传播的媒介——信道。
(3)信息接收的生物或其部位——信息受体。
判断正误(1)生物之间的信息传递只限于同种生物()(2)信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递()(3)物理信息可来源于生物,也可来源于非生物环境() 答案(1)×(2)×(3)√任务一:生态系统中信息的种类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。
信息传递种类的判断(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)涉及声音、颜色、植物形状、磁场、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、芽等接收,则判断为物理信息。
练案[32]选择性必修2第九单元生物与环境第4讲生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性A组一、选择题1.(2023·南京高三调研)如图为碳循环的部分示意图,其中Ⅰ~Ⅴ代表不同生物类群,①、②代表相关的生理过程,下列叙述错误的是( D )A.图中可以看出碳可以在非生物环境和生物群落中循环流动B.缺少Ⅰ和Ⅴ,生态系统会崩溃C.经过②过程释放的CO2可以重新经过①过程进入生物群落D.碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以CO2的形式传递解析:根据题图可判断,Ⅰ是生产者,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是消费者,Ⅴ是分解者,①是生产者的光合作用或化能合成作用,②是呼吸作用,碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之间以含碳有机物的形式进行传递,D错误。
2.(2018·海南高考)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁,该树上的一只小鸟飞到镜前,对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。
下列关于该事件中信息传递的叙述,错误的是( D )A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息解析:镜子发出的光属于物理信息,B正确;小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息,因此会对其进行愤怒地啄击扑打,C正确;激怒小鸟的信息来自镜子,是直接来自非生物的物理信息,D错误。
3.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;x表示恢复到原状态所需的时间;曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。
下列说法正确的是( D )A.y值大小可作为生态系统恢复力稳定性的定量指标B.在遭到干扰时,x、y值的大小与生物种类无关C.由图可知受到干扰后,生态系统的功能最终都会恢复原状D.TS值越小,这个生态系统的总稳定性越大解析:由题干信息可知,y值表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,y值大小可作为生态系统抵抗力稳定性的定量指标,x值大小可作为生态系统恢复力稳定性的定量指标,x、y值的大小与生物种类和数量有关,A、B错误;当干扰程度超过一定限度后,生态系统的结构和功能不能再恢复原状,C错误;TS 值表示生态系统遭到破坏后偏离正常水平的程度,该值越小,则表示生态系统总稳定性越大,D正确。
生物选择性必修2 生物与环境【教学设计】第4节生态系统的信息传递[学习目标]1.通过举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
2.通过学习和分析生态系统中信息的种类、信息传递的作用,培养归纳和概括、批判性思维等科学思维以及科学探究能力。
3.通过分析生态系统的信息传递在生产实践中的应用,培养参与讨论、自主合作探究的社会责任感和理论联系实际的意识。
【课件自主预习】一、生态系统中信息的种类1.物理信息:是指通过物理过程传递的信息。
(1)举例:自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等。
(2)来源:非生物环境、生物个体或群体。
2.化学信息:是指生物在生命活动中产生的可以传递信息的化学物质,又叫信息素。
(1)举例:植物的生物碱、有机酸等代谢产物,动物的性外激素等。
(2)来源:生物在生命活动中产生。
3.行为信息:是指动物的特殊行为,主要指能够向同种或异种生物传递某种信息的各种动作。
举例:蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”等。
4.生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
生态系统中的信息传递包括:信息产生的部位——信息源、信息传播的媒介——信道、信息接收的生物或其部位——信息受体。
二、信息传递在生态系统中的作用1.个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用,如海豚的“回声定位”,莴苣、茄、烟草等种子的萌发生长。
2.种群:生物种群的繁衍,离不开信息的传递,如植物开花。
3.群落和生态系统:能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
三、信息传递在农业生产中的应用1.提高农畜产品的产量。
举例:利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,提高果树的传粉效率和结实率。
2.对有害动物进行控制。
举例:利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度。
3.目前控制动物危害的技术方法大致有三种:化学防治、生物防治和机械防治。
人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。
物质循环能量流动信息传递的特点物质循环、能量流动和信息传递是自然界不可分割的三个方面,它们相互作用,构成了复杂的生态系统。
下面,我将从三个方面来探讨它们的特点。
一、物质循环的特点物质循环是指在自然界中各种物质在不断地转化、流动、交换和储存,形成物质循环系统。
其中,水、碳、氧和氮等元素是生物体必需的元素,通过生物体内部的代谢作用和环境因素的影响,不断地进行循环。
具体表现在以下几个方面:1、物质循环具有自我调节的能力,能够动态平衡生态系统;2、物质循环具有多元性和复杂性、层次性和系统性,是自然界的重要现象;3、物质循环是生命存在的基础,保证了自然界生态的可持续性;4、物质循环是环境保护的重要内容,要加强对物质循环过程的研究和评估。
二、能量流动的特点能量是自然界最基本的物质,是生命活动必不可少的能量来源。
在自然界中,能量的流动和转化从太阳能开始,经过植物、食物链,最终传递到人和其他动物。
具体表现在以下几个方面:1、能量在自然界中的利用效率很低,只有少部分能量能被生物真正利用,其余能量变成热量,被释放到环境中;2、能量在自然界中不断的流动和转移,被生物体利用,同时外界环境对其进行调节;3、人类的能源消耗对自然界造成了严重的破坏,应当加强能源的节约与开发。
三、信息传递的特点生态系统中的每个组成部分都在与其他组成部分相互作用,形成了相互依存的生态网络。
这些组成部分之间需要进行大量的信息交流和协作,从而维持生态系统的稳定和动态平衡,具体表现在以下几个方面:1、生物体内外部的信息传递和协调是复杂的,涉及多个生态系统的交互作用;2、生态系统的稳定性和平衡性依赖于组成部分之间的信息共享和协作;3、人类的行为对自然环境造成影响,需要加强环境信息的收集和管理,掌握自然环境的状态和变化。
总之,在物质循环、能量流动和信息传递的过程中,它们三者相互依存、相互促进,构成了繁复而丰富的生态系统。
保护生态环境,加强环境保护工作,维护生态系统的稳定和动态平衡,是人类的共同责任和使命。
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第四章 第二节 生态系统的稳态
第二课时 生态系统的物质循环与信息传递
南京市第二十七高级中学 唐春明
一. 教学目标:
(一)
知识目标
1.以碳循环为例,分析生态系统中的物质循环
2. 关注碳循环平衡失调与温室效应的关系
3. 关注碳循环平衡失调与温室效应的关系
4. 举例说出生态系统中的信息传递。
5.说出信息传递在生态系统中的作用。
6.描述信息传递在农业生产中的作用。
(二)
技能目标
在进物质循环调查实践活动中,善于从自己亲身经历的事物中, 发现问题和提
出问题,大胆做出假设,培养自主探究的能力
(三)
情感目标
养成实事求是的科学态度和勇于创新与合作的科学精神。
二. 教学重点:
1. 以碳循环为例分析生态系统的物质循环
2.说明能量流动和物质循环的关系
3. 说出信息传递在生态系统中的作用
三.学习难点 :
1.说明能量流动和物质循环的关系
2. 说出信息传递在生态系统中的作用
四.教学方法及策略
1.布置调查小组收集水循环资料,并制作汇报课件,通过学生亲身参与学习准备
过程,激发学生的学习兴趣,培养自主探究的能力
2.通过物质循环失衡资料的列举,提高学生学习物质循环的课堂关注度
3.巧妙设施问题串,拓展学生的课堂思维,提高课堂学习效率。
4.充实课间媒体内容,突出教学重点,突破教学难点。
教学内容:
复习:
问题:
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1.图中箭头的比例及流向说明了能量流动的特点是什么?
2.为什么最高级的消费者数量很少?
新课引入:
珊瑚礁作为海洋中“热带雨林”,拥有地球上生物多样性最丰富的生态系统。
当珊瑚白化持续发生时,整个珊瑚礁生态系统会受到极大的损害,其生产力和多
样性都会受到影响。生活在其中的无脊动物、鱼类等的种群数目会明显减少。
为什么珊瑚会白化呢?海水温度的升高导致伴生藻类死亡。那海水温度为什么会
升高呢?
这就要从生态系统的另一个功能物质循环着手寻求答案。
二.生态系统的物质循环
(一)
物质循环的概念:
物质循环是指组成生物体的一些基本元素,包括碳、氢、氧、氮、磷、钙等
元素在生态系统的生物群落与无机环境之间所形成反复的循环运动。
概念理解:
物质循环的范围是地球上最大的生态系统——生物圈,也就是说,物质循环带有
全球性质;
“物质”指的是构成生物体的基本元素,主要是指C、H、O、N、P、Ca等化学元
素,物质循环带有化学性;
“循环”的含义是指在生物群落和无机环境间的反复循环运动。
故称为生物地球化学循环。
(二)
物质循环过程
1.水循环
学习研究小组汇报
2.碳循环:
思考:
①组成生命体的大量元素中,最基本元素是什么?C元素
②生命大分子以 碳链 为基本骨架;
①C在无机环境中的存在形式有哪些?
大气:CO
2
水体:HCO3-
岩石:碳酸盐
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② 碳从无机环境进入生物群落的途径是通过 生产者 的 光合 作用
③ 碳从生物群落进入无机环境主要是通过生物的呼吸作用、分解者的分解作用,
还有化石燃料的燃烧
④ 碳在生物群落之间转移的形式和途径
碳在生物群落之间的转移是以含碳有机物的形式,沿着食物链或食物网进行的。
⑤碳在水体中的反应(课后兴趣探讨)
HCO3-在水溶液中有两种趋势:
电离:HCO3- H++CO32-;水解:HCO3-+H2O H2CO3+OH-
⑥温室效应
CO2能透过太阳短波辐射,使其到达地面以增加地面温度;同时它又能吸收
地面红外辐射使气温上升,这种现象如同温室一样,故称为“温室效应”。
思考
形成“温室效应”的原因是什么?如何采取措施?
造成大气二氧化碳增加的因素有:
(1)工厂、交通运输、家庭等大量燃烧化石燃料;
(2)森林等绿地面积减少和海洋被污染。
人类应采取什么措施:
(1)保持植被,植树造林;
(2)减少化石燃料的燃烧,开发利用新能源;
(三)
能量流动与物质循环之间的关系
思考:
光合作用过程中的物质与能量变化
物质变化 CO2+ H2O 生成(C H2O)
能量转化 光能转化为有机物中的稳定的化学能
由此可见:能量的固定、储存、转移、释放,都离不开物质的合成和分解等过程
结论:物质作为能量的载体
物质在生物群落之间的转移沿着食物链或食物网进行的同时,能量起到推动循环
的作用
结论:能量作为物质循环的动力
总结:能量流动和物质循环二者相互伴随,相辅相成,是不可分割的统一整体
三.生态系统的信息传递
生态系统的三大功能我们已经学习了物质循环和能量流动,那生么是信息传递
呢?
观看视频,思考:
蝙蝠等动物分别主要通过什么方式传递信息?
1. 生态系统中的信息种类:
①物理信息
蝙蝠的回声定位用的是超声波
“人间四月芳菲尽 山寺桃花始盛开”透露的就是温度信息
这些都属于物理信息
②化学信息
凤眼莲根部的分泌物可以明显地抑制由于水体富营养化而大量繁殖的藻类的生
长。这属于化学信息
③行为信息
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孔雀开屏、鸟类的舞蹈这属于行为信息
④营养信息
食物传递的是营养信息
2. 信息传递在生态系统中的作用:
莴苣种子萌发与光波长的关系说明信息传递的什么作用
①生命活动的正常进行,离不开信息的传递
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
图中甲乙是什么关系?
甲乙间种群密度的消长说明信息传递输入与输出间存在什么机制?
3. 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
苹果园里放置一个电子仪器,产生与蜜蜂跳舞时相同的频率或声音,以吸引
大量蜜蜂到苹果园采蜜,利于苹果更好的传粉,从而提高苹果的产量。
② 对有害动物进行控制
观看视频 “白蚁防治”
【反馈习题】
1. 下图示生态系统碳循环示意图,图中D为大气,请据图回答问题:
(1)此生态系统的能量流动是从( ) 固定太阳能开始的。
(2)碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以 形式进行的,在生态系统
的各成分中,A为 ,B为 。
(3)图中D~C过程是通过 作用实现的,C~D过程是通过 作用实现的,
B~D过程是通过 作用实现的。
(4)生物群落中的一部分碳返回大气中,而另一部分则以 形式储存在地层中,
碳在生物群落与无机环境之间主要以 的形式循环。
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(5)碳循环的同时一定伴随着 。
解析:在生态系统中,碳元素主要以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间循环,
始终伴随着能量流动,而生态系统的能量流动是从绿色植物的光合作用开始的,并进入生物
群落随食物链而流动。生物群落中的碳是以二氧化碳的形式返回到大气中,但其中一部分碳
则以化石燃料的形式储存于地层中。
答案:(1)C 生产者 (2)二氧化碳 消费者 分解者 (3)光合 呼吸 分解
(4)化石燃料 二氧化碳 (5)能量流动
2. 狼依据兔留下的气味进行捕食,兔依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。这个事实说明
( )
A. 生命活动必须依靠信息的传递
B. 信息能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
C. 所有生物都有信息传递
D. 信息传递具有普遍性和多样性
解析:生态系统中,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。信息能够调节生物的种间关系,
以维持生态系统的稳定。
答案:B
3. 生态系统的信息传递不可能发生在( )
A. 细胞与细胞之间 B. 种群内部个体与个体之间
C. 种群与种群之间 D. 生物与无机环境之间
答案:A
7. 下列关于生态系统功能的叙述中,不正确的是( )
A. 能量流动是生态系统的动因
B. 物质循环是生态系统的基础
C. 并非任何一个生态系统都有能量流动、物质循环和信息传递
D. 信息传递的作用与能量流动、物质循环一样,把生态系统各组分联系起来成为一个
整体,并且有调节系统稳定性的作用
答案:C