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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:细胞一组织一器官一系统一个体一种群一群落一各种生态系统一生物圈。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。
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。
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。
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。
(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。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
3.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。
总之,通过本小专题复习,能够把分散在必修教材中的有关生命系统信息传递的内容按教材的知识结构和逻辑体系进行整合,集中时间进行比较深入的剖析,从而对所学知识上下沟通、左右触类旁通。这种复习能集中目标,浓缩相关的內容,展现知识的深度和广度,起到深化知识点,强化弱点,提高能力的作用。
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。
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。
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。
(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。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
3.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。
总之,通过本小专题复习,能够把分散在必修教材中的有关生命系统信息传递的内容按教材的知识结构和逻辑体系进行整合,集中时间进行比较深入的剖析,从而对所学知识上下沟通、左右触类旁通。这种复习能集中目标,浓缩相关的內容,展现知识的深度和广度,起到深化知识点,强化弱点,提高能力的作用。