“生命系統的信息傳遞

地球上瑰麗的生命畫卷，在常人眼中，也就是蕓蕓眾生，千姿百態。事實上，它們卻是富有層次的生命系統：細胞一組織一器官一系統一個體一種群一群落一各種生態系統一生物圈。從細胞到生物圈，生命系統層層相依，相互聯系成為一個統一體，而各層次內部和之間功能協調性的實現依賴于物質和能量代謝，也依賴于信息傳遞。借助信息傳遞，生命系統各層次的穩態才得以維持。在高三生物高考復習中，筆者把人教版三本必修教材中有關生命系統信息傳遞的內容做了整合，把它們有機融合在一起，形成了一個小專題。現將該專題的概念圖總結如圖1所示。

1.細胞內的信息傳遞(以遺傳信息的傳遞為例)

1.1 知識整合

遺傳信息在細胞內的傳遞途徑見圖2。轉錄、翻譯過程中信息的傳遞可以總結為下表：

1.2典例解析

圖3為某種真菌線粒體中蛋白質的生物合成示意圖.請據圖回答下列問題。

(1)完成過程①需要＿＿＿等物質從細胞質進入細胞核。

(2)從圖中分析，核糖體的分布場所有＿＿＿。

(3)已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④，將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養基上培養，發現線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測該RNA聚合酶由＿＿＿中的基因指導合成。

(4)用α-鵝膏蕈堿處理細胞后發現，細胞質基質中RNA含量顯著減少，那么推測α-鵝膏蕈堿抑制的過程是＿＿＿(填序號)，線粒體功能(填“會”或“不會”)受到影響。

解析：本題要求考生通過讀圖獲取信息，回答基因表達的相關知識。由圖可知：(1)過程①為轉錄，需要從細胞質中獲取ATP，核糖核苷酸(原料)、酶。(2)過程②和④表示翻譯，場所在核糖體，圖中顯示分布在細胞質基質和線粒體中。(3)由于溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④，但將該真菌在含溴化乙啶、氯霉素的培養基上培養，線粒體中RNA聚合酶的活性卻很高，這說明該RNA聚合酶不是線粒體的基因控制合成的，而是由細胞核中的基因指導合成。(4)用α-鵝膏蕈堿處理細胞后細胞質基質中RNA含量顯著減少，應該是抑制了核DNA的轉錄過程①，線粒體由于前體蛋白的減少，功能將受到影響。

答案：(1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)細胞質基質和線粒體

(3)核DNA(細胞核)

(4)①會

2.細胞間的信息傳遞

2.1知識整合

細胞間信息傳遞方式有兩種：

(1)通過相鄰細胞的直接接觸：通過細胞接觸進行的通訊中，信號分子位于細胞質膜上，兩個細胞通過信號分子的接觸傳遞信息(圖4)。受精作用中精子和卵細胞的信息傳遞、體液免疫過程中吞噬細胞將抗原呈遞給T細胞時的信息傳遞都是這種直接接觸的方式實現的。

(2)通過細胞分泌各種化學物質來調節其他細胞的代謝和功能。具有調節細胞生命活動的化學物質稱為信息物質，細胞間信息物質是由細胞分泌的調節靶細胞生命活動的化學物質的統稱。高中教材涉及的信息物質見表2。跨膜信號轉導的方式及一般步驟如圖5、圖6所示。

2.2典例解析

科學研究表明：精神因素(焦慮、緊張等的心理刺激)會使T細胞活性下降，對病毒、真菌感染的抵抗能力和對腫瘤細胞的監控能力下降，還間接引起機體生成抗體的能力降低。圖7表示神經、免疫、內分泌三大系統相互調節的部分示意圖，請據圖答下列問題。

(1)由上圖可知，神經系統可通過突觸前膜＿＿＿直接調節免疫器官或免疫細胞的活動，還可通過下丘腦分泌有關＿＿＿調節免疫器官或免疫細胞的活動。細胞膜上神經遞質的受體和激素受體的化學本質是＿＿＿。

(2)精神因素使T細胞活性下降，為什么會引起機體生成抗體的能力降低?

(3)維持機體穩態離不開細胞間的信息交流，動物細胞間進行信息交流的途徑有：一是＿＿＿＿＿＿(填三種)等信息分子通過體液運輸并作用于靶細胞來實現；二是通過細胞的相互接觸實現信息交流。吞噬細胞將抗原呈遞給T細胞是通過哪種途徑實現的?＿＿＿。

解析：本題主要考查了神經、內分泌和免疫三大系統之間是如何相互聯系、相互影響的。三者之間的信息傳遞可以用圖8表示。答案：(1)釋放神經遞質激素糖蛋白

(2)T細胞活性下降后，淋巴因子的分泌量減少，影響了 B細胞增殖分化成漿細胞的過程.使抗體生成量減少 (3)神經遞質、激素、免疫因子細胞間的直接相互接觸

3.生態系統的信息傳遞

3.1知識整合

在生態系統中種群與種群之間、種群內部個體與個體之間，甚至生物與環境之間都存在著信息傳遞。信息傳遞的方式是多種多樣的，它的作用和能流、物流一樣，把生態系統各組分聯系成一個整體，并具有調節系統穩定性的作用。生態系統信息傳遞的知識主要包括：

3.2典例解析

如果你是一個農場經營者，種植了一些糧食作物，栽培了多種果樹，同時還飼養著優質的家禽、家畜等。你將利用哪些與信息傳遞有關的措施來提高各類農畜產品的產量?

解析：(1)利用光信息調節和控制生物的生長和發育，根據各種植物的光周期特性和經濟利用部分的不同，人工控制光周期達到早熟高產。

(2)利用害蟲的趨光性對它進行誘殺，大量消滅害蟲，減少對農作物的破壞。

(3)家禽飼養，在增加營養的基礎上延長光照時‘間，提高產蛋率。

(4)用一定頻率的聲波處理蔬菜、谷類作物等的種子，可以提高發芽率，獲得增產。

(5)釋放過量人工合成的性引誘劑，使雄蟲無法辨認雌蟲的方位，或者使它的氣味感受器變得不適應或疲勞，不再對雌蟲有反應，從而干擾害蟲的正常交尾活動，達到消滅害蟲的目的。

(6)利用植物可以通過化學信息來完成種間的競爭，也可以通過化學信息來調節種群的內部結構的特點，將能夠相互促進的植物一起種植，避免將相互影響的植物一起種植。例如，作物中的洋蔥和食用甜菜、馬鈴薯和菜豆、小麥和豌豆種在一起能相互促進；若是將胡桃與蘋果種在一起，將會對蘋果起到毒害作用。

(7)利用植物可以分泌化學信息素來吸引昆蟲的特性，利用人工合成的各種化學信息素，吸引傳粉昆蟲，提高果樹及作物的傳粉率和結實率。

上述所利用的信息中，(1)～(4)是物理信息，(5)。(7)是化學信息，這些信息有來自無機環境，也有來自生物本身。對這些信息的合理利用能提高農產品、畜產品的產量，對有害動物進行控制。

答案：見解析。

總之，通過本小專題復習，能夠把分散在必修教材中的有關生命系統信息傳遞的內容按教材的知識結構和邏輯體系進行整合，集中時間進行比較深入的剖析，從而對所學知識上下溝通、左右觸類旁通。這種復習能集中目標，濃縮相關的內容，展現知識的深度和廣度，起到深化知識點，強化弱點，提高能力的作用。