高考高三生物6二轮复习微专题-生命系统的信息传递复习

生命系统的信息传递地球上瑰丽的生命画卷，在常人眼中，也就是芸芸众生，千姿百态。事实上，它们却是富有层次的生命系统：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→各种生态系统→生物圈。从细胞到生物圈，生命系统层层相依，相互联系成为一个统一体，而各层次内部和之间功能协调性的实现依赖于物质和能量代谢，也依赖于信息传递。借助信息传递，生命系统各层次的稳态才得以维持。在高三生物高考复习中，笔者把人教版三本必修教材中有关生命系统信息传递的内容做了整合，把它们有机融合在一起，形成了一个小专题。现将该专题的概念图总结如图1所示。图1“生命系统的信息传递”小专题的概念图一、细胞内的信息传递（以遗传信息的传递为例）1.1知识整合遗传信息在细胞内的传递途径见图2。图2遗传信息在细胞内的传递途径转录、翻译过程中信息的传递可以总结为下表：表1知识总结表比较复制、转录、翻译的场所、信息来源、产物、信息传递方向、意义等;根据图解思考:ＲNA病毒、大肠杆菌、根尖分生区细胞、洋葱表皮细胞、线粒体和叶绿体内分别存在上述哪些过程?1.2典例解析图3为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。3某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意（1）完成过程①需要等物质从细胞质进入细胞核。（2）从图中分析，核糖体的分布场所有。（3）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由中的基因指导合成。（4）用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的过程是（填序号），线粒体功能（填“会”或“不会”）受到影响。解析：本题要求考生通过读图获取信息，回答基因表达的相关知识。由图可知：（1）过程①为转录，需要从细胞质中获取ATP、核糖核苷酸（原料）、酶。（2）过程②和④表示翻译，场所在核糖体，图中显示分布在细胞质基质和线粒体中。（3）由于溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，但将该真菌在含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，线粒体中RNA聚合酶的活性却很高，这说明该RNA聚合酶不是线粒体的基因控制合成的，而是由细胞核中的基因指导合成。（4）用α-鹅膏蕈碱处理细胞后细胞质基质中RNA含量显著减少，应该是抑制了核DNA的转录过程①，线粒体由于前体蛋白的减少，功能将受到影响。答案:（1）ATP、核糖核苷酸、酶（2）细胞质基质和线粒体（3）核DNA(细胞核)（4）①会2细胞间的信息传递例1:图1是不同生物细胞内基因控制蛋白质合成过程的示意图，请据图回答问题。(1)图1A中以［］为模板合成［］的过程在遗传学上叫做转录。②通过进入细胞质后，与［］结合进一步翻译成蛋白质。(2)图1A中各种信息传递过程各自存在怎样碱基互补配对关系?③携带何种氨基酸如何确定?该生物不同细胞mＲNA是否有差异?tＲNA是否有差异?为什么?不同tＲNA是否有特异性?(3)图1B、C分别表示什么过程?图中各模型的含义?(4)图1B、C中转录的方向或翻译的方向如何确定?(5)图1B中有几条多肽链正在合成?合成的多肽链是否同一种?为什么?(6)图1C只能发生在何种生物细胞内?为什么?2.1知识整合细胞间信息传递方式有两种：（1）通过相邻细胞的直接接触：通过细胞接触进行的通讯中，信号分子位于细胞质膜上，两个细胞通过信号分子的接触传递信息（图4）。受精作用中精子和卵细胞的信息传递、体液免疫过程中吞噬细胞将抗原呈递给T细胞时的信息传递都是这种直接接触的方式实现的。图4细胞间的直接接触示意（2）通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细胞的代谢和功能。具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质，细胞间信息物质是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称。高中教材涉及的信息物质见表2。表2高中教材中涉及的信息物质示意跨膜信号转导的方式及一般步骤如图5、图6所示。图5跨膜信号转导的一般步骤图6不同类型的信号分子及其信号转导方式2.2典例解析科学研究表明：精神因素（焦虑、紧张等的心理刺激）会使T细胞活性下降，对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降，还间接引起机体生成抗体的能力降低。图7表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图，请据图答下列问题。图7三大系统相互调节的部分示意图（1）由上图可知，神经系统可通过突触前膜直接调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过下丘脑分泌有关调节免疫器官或免疫细胞的活动。细胞膜上神经递质的受体和激素受体的化学本质是。（2）精神因素使T细胞活性下降，为什么会引起机体生成抗体的能力降低？。（3）维持机体稳态离不开细胞间的信息交流，动物细胞间进行信息交流的途径有：一是（填三种）等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现；二是通过细胞的相互接触实现信息交流。吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过哪种途径实现的？。解析：本题主要考查了神经、内分泌和免疫三大系统之间是如何相互联系、相互影响的。三者之间的信息传递可以用图8表示。图8神经、内分泌和免疫系统之间的关系答案：（1）释放神经递质激素糖蛋白（2）T细胞活性下降后，淋巴因子的分泌量减少，影响了B细胞增殖分化成浆细胞的过程，使抗体生成量减少（3）神经递质、激素、免疫因子细胞间的直接相互接触例2:图2是人体内激素作用于靶细胞的两种机理示意图，结合所学生物学知识据图回答下列问题:(1)激素受体b的化学本质可能是，激素B能与受体b结合，反映出细胞膜的功能之一是。(2)激素A只能与受体a结合，而激素B只能与受体b结合，其根本原因是什么?(3)性激素的作用机制与图示的激素相符合。(4)激素在发挥作用之后往往被迅速分解而失去活性，这对于生命活动有什么意义?进一步让学生深度思考:下丘脑对胰腺的控制需要通过垂体吗?为什么?引发学生分析比较人体神经系统对内分泌功能的调节的三种模式(图3)，回答如下问题:(5)在甲模式中，若靶腺为甲状腺，则中枢神经系统通过下丘脑分泌激素到达垂体，调节垂体某激素的分泌，进而再调节甲状腺的分泌，这种调节方式称为。同时下丘脑对上述激素的分泌又接受甲状腺激素的调节，这种作用属于调节。(6)血糖升高，既可以通过模式调节分泌量，也可以直接刺激，引起胰岛素分泌增加。兴奋在A处传递的特点是。(7)当时，抗利尿激素的合成与分泌会增加，其调节模式如图中模式。最后归纳总结比较，形成系统知识模块:(8)关于细胞间信息传递的方式:①信息分子通过体液传送间接地实现信息交流;②细胞膜之间相互接触直接实现信息交流;③高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接进行信息交流。(9)关于信息传递物质:比较糖蛋白与载体蛋白的功能不同:①细胞膜外表的糖蛋白—识别作用—进行细胞间信息交流;②消化道和呼吸道上皮的糖蛋白—保护和润滑作用;③载体蛋白—运载相应物质(协助扩散和主动运输)—控制物质进出。3:研究表明:人体过度焦虑、紧张等精神因素会导致T淋巴细胞活性下降，对病毒、真菌等病原体的抵抗能力和对体内癌细胞的监控和清除功能会下降，同时机体产生抗体的能力也会下降。(1)人体免疫系统的组成包括、。若抗体结合到呼吸道上皮细胞，再接受同一抗原刺激后引起哮喘，这在免疫学上称为。(2)吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过哪种途径实现信息交流?(3)请解释精神因素使T细胞活性下降，为什么会引起机体生成抗体的能力降低?联想到细胞免疫的过程与细胞衰老、凋亡的关系，比较整合拓展如下知识:①促进B细胞增殖分化的信息分子可能有哪些?②作为效应细胞的浆细胞和效应T淋巴细胞分别有哪些来源?③人体衰老、癌变的细胞的清除主要是哪种细胞发挥作用?说明免疫系统有何功能?三、生态系统的信息传递3.1知识整合在生态系统中种群与种群之间、种群内部个体与个体之间，甚至生物与环境之间都存在着信息传递。信息传递的方式是多种多样的，它的作用和能流、物流一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并具有调节系统稳定性的作用。生态系统信息传递的知识主要包括：3.2典例解析如果你是一个农场经营者，种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。你将利用哪些与信息传递有关的措施来提高各类农畜产品的产量？解析：（1）利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产。（2）利用害虫的趋光性对它进行诱杀，大量消灭害虫，减少对农作物的破坏。（3）家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。（4）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。（5）释放过量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，达到消灭害虫的目的。（6）利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内部结构的特点，将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植。例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用。（7）利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传粉率和结实率。上述所利用的信息中，（1）~（4）是物理信息，（5）~（7）是化学信息，这些信息有来自无机环境，也有来自生物本身。对这些信息的合理利用能提高农产品、畜产品的产量，对有害动物进行控制。答案：见解析。下列哪些信息传递属于同一类?①莴苣、烟草、茄的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长;②蜜蜂找到蜜源后，通过跳舞向同伴传递蜜源信息;③有毒昆虫的幼虫身上斑斓的花纹;④狼能够根据兔活动留下的气味去捕猎后者;⑤狗会通过自己的尿液向同伴传递信息;⑥草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息;⑦蝙蝠通过“回声定位”对目标进行定位。A①③⑦B②③④C①②⑥D②③⑥阅读下面的材料，说明生态系统信息传递的信息来源有哪些?信息传递有什么特点?生态系统中信息传递有哪些功能?［材料1］短日照处理菊花使其在夏天开花;雌蛾分泌性外激素招引同种雄蛾前来交配;烟草植株收到蛾幼虫的攻击，能够产生并释放一种化学物质吸引蛾幼虫的天敌前来捕食。［材料2］草原上的草、野兔、狼的种群数量变化是相互制约的:如果草原上的野兔因为迁入而增加，草就会因为受到过度啃食而减少;植物数量减少以后，反过来就会抑制野兔的数量;而野兔的数量变化与狼的数量变化也存在负反馈调节，三者通过相互影响，保证了草原生态系统中的草、野兔、狼的数量各自维持相对的稳定。案例分析:参观蛋鸡养殖场时会发现，为了提高产蛋率，养殖场会在清晨和傍晚打开鸡舍的灯