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摘要:本文从组成生物个体的细胞和生态系统两个方面对信息传递加以阐述与归纳。这两个方面有独立的地方,也有相互联系的地方,从信息传递知识树的构建过程中都有所体现。
关键词:信息传递;细胞;生态系统
仔细研究新教材,不难发现教材中分散了有关信息传递知识的教学。归纳起来,有两个方面:一方面是生物个体内部自身调节的过程;另一方面是外界环境对生物个体或群体的影响过程。
一、生物个体的生命系统单位——细胞间的信息传递
高中课本必修3(人教版)中就解释了生物个体信息传递的本质是让细胞有个相对稳定的内环境。信息传递目的相同,都是为细胞创造良好的生存环境,所以调节的对象都是细胞。在多细胞的生物体内,各个细胞不是孤立存在的,他们之间必须保持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也依赖于信息交流。常见的有三种。
第一种主要集中于神经和体液调节中,由细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体蛋白结合,将信息传递给靶细胞。或直接通过细胞分泌的物质(如递质),作用相关的细胞,同样是与靶细胞的细胞膜表面受体蛋白结合,进行信息传递,引起细胞代谢的改变。
第二种主要集中于细胞的相互识别的类型中,由发出信号的细胞通过与膜结合的信号分子与相应的靶细胞识别结合的过程。这样的结果是相邻两个细胞的细胞膜接触,通过糖蛋白,信息从一个细胞传递给另一个细胞。
第三种主要是指相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞的过程。
以上是各类调节的实质,方式多样,但又有共同的地方,具体如下:①传递的对象:靶细胞。②传递的过程:通过细胞分泌的物质(如递质等)与靶细胞的细胞膜上的受体蛋白结合,或者通过通道进行。③传递的结果:引起靶细胞的代谢改变,为细胞提供相对稳定的内环境。
愈趋增多的证据表明,上述三大系统可共享信息分子及其受体,并通过信息分子的释放间接作用于靶细胞,微观上引起靶细胞产生生理效应,宏观上更好适应环境。
二、生态系统组成成分之间的信息传递
生态系统各组分之间彼此进行的信息传递、接受和感应特征是长期进化的结果,影响对象是生物个体或由生物个体组成的群体。
1.信息传递的类型(依据信息的来源)
信息的来源可以是非生物信息的传递和生物信息传递。前者如阳光、温度、电磁场等;后者如生物之间的关系,包括种内关系,也有种间关系。
2.信息传递的种类(依据信息传递的方式)
(1)物理信息。生态系统中通过物理过程传递的信息称为物理信息,如声音、光线、气温、磁场等。
(2)化学信息。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,诸如某些生物在特定的条件下,或某个生长发育阶段的代谢产物性激素、生长素,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。
(3)行为信息。动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息。例如,蜜蜂发现蜜源时,用舞蹈动作“告诉”同一巢穴其他的蜜蜂去采蜜。
3.信息传递的特点和作用
(1)信息传递特点。生态系统中常见的四类信息,虽然各不相同,却相互联系。一方面,它们共同指导完成生物的生命活动,一个生命活动的完成,可能需要多个信息传递。如孔雀开屏是一种行为信息,但也存在物理信息的体现。另一方面,一个信息传递可能作用于多个生命活动。如遇到敌害时,猴子的叫声,一方面警告敌人,另一方面传递有敌人的信息。
(2)信息传递的作用。首先,生态系统中各种各样的生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。其次,信息还能调节生物种间关系,以维持生态系统的稳定。另外,信息传递在农业生产中也有重要的作用。体现在两个方面:一是提高农产品或畜产品的产量;二是对有害动物进行控制。
总而言之,生物个体的生命活动调节,生物群体中相互联系、相互制约以及生态系统中的生物与环境的和谐相处,最终形成统一整体,都离不开信息传递。也是因为有了信息传递,生物才能适应环境,才能与环境和谐发展。
参考文献:
[1] 程治平.内分泌生理学[M].北京:人民卫生出版社,1984.
[2] 王玢.人体和动物生理学[M].北京:高等教育出版社,1985.
关键词:信息传递;细胞;生态系统
仔细研究新教材,不难发现教材中分散了有关信息传递知识的教学。归纳起来,有两个方面:一方面是生物个体内部自身调节的过程;另一方面是外界环境对生物个体或群体的影响过程。
一、生物个体的生命系统单位——细胞间的信息传递
高中课本必修3(人教版)中就解释了生物个体信息传递的本质是让细胞有个相对稳定的内环境。信息传递目的相同,都是为细胞创造良好的生存环境,所以调节的对象都是细胞。在多细胞的生物体内,各个细胞不是孤立存在的,他们之间必须保持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也依赖于信息交流。常见的有三种。
第一种主要集中于神经和体液调节中,由细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体蛋白结合,将信息传递给靶细胞。或直接通过细胞分泌的物质(如递质),作用相关的细胞,同样是与靶细胞的细胞膜表面受体蛋白结合,进行信息传递,引起细胞代谢的改变。
第二种主要集中于细胞的相互识别的类型中,由发出信号的细胞通过与膜结合的信号分子与相应的靶细胞识别结合的过程。这样的结果是相邻两个细胞的细胞膜接触,通过糖蛋白,信息从一个细胞传递给另一个细胞。
第三种主要是指相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞的过程。
以上是各类调节的实质,方式多样,但又有共同的地方,具体如下:①传递的对象:靶细胞。②传递的过程:通过细胞分泌的物质(如递质等)与靶细胞的细胞膜上的受体蛋白结合,或者通过通道进行。③传递的结果:引起靶细胞的代谢改变,为细胞提供相对稳定的内环境。
愈趋增多的证据表明,上述三大系统可共享信息分子及其受体,并通过信息分子的释放间接作用于靶细胞,微观上引起靶细胞产生生理效应,宏观上更好适应环境。
二、生态系统组成成分之间的信息传递
生态系统各组分之间彼此进行的信息传递、接受和感应特征是长期进化的结果,影响对象是生物个体或由生物个体组成的群体。
1.信息传递的类型(依据信息的来源)
信息的来源可以是非生物信息的传递和生物信息传递。前者如阳光、温度、电磁场等;后者如生物之间的关系,包括种内关系,也有种间关系。
2.信息传递的种类(依据信息传递的方式)
(1)物理信息。生态系统中通过物理过程传递的信息称为物理信息,如声音、光线、气温、磁场等。
(2)化学信息。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,诸如某些生物在特定的条件下,或某个生长发育阶段的代谢产物性激素、生长素,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。
(3)行为信息。动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息。例如,蜜蜂发现蜜源时,用舞蹈动作“告诉”同一巢穴其他的蜜蜂去采蜜。
3.信息传递的特点和作用
(1)信息传递特点。生态系统中常见的四类信息,虽然各不相同,却相互联系。一方面,它们共同指导完成生物的生命活动,一个生命活动的完成,可能需要多个信息传递。如孔雀开屏是一种行为信息,但也存在物理信息的体现。另一方面,一个信息传递可能作用于多个生命活动。如遇到敌害时,猴子的叫声,一方面警告敌人,另一方面传递有敌人的信息。
(2)信息传递的作用。首先,生态系统中各种各样的生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。其次,信息还能调节生物种间关系,以维持生态系统的稳定。另外,信息传递在农业生产中也有重要的作用。体现在两个方面:一是提高农产品或畜产品的产量;二是对有害动物进行控制。
总而言之,生物个体的生命活动调节,生物群体中相互联系、相互制约以及生态系统中的生物与环境的和谐相处,最终形成统一整体,都离不开信息传递。也是因为有了信息传递,生物才能适应环境,才能与环境和谐发展。
参考文献:
[1] 程治平.内分泌生理学[M].北京:人民卫生出版社,1984.
[2] 王玢.人体和动物生理学[M].北京:高等教育出版社,1985.