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7.2 信息传递的作用

种群与群落的结构及生态系统的功能 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 生物通过物理、化学或行为信号在个体间传递信息,以调节生命活动、维持稳态及繁衍后代的过程。

从哪来 本知识点建立在1.3 内环境稳态之上。内环境稳态的维持依赖于神经-体液-免疫调节网络,而这一调节网络的核心机制正是细胞间及器官间的信息传递(如激素、神经递质、细胞因子等信号分子的作用)。

为什么 生物体并非孤立存在,其生存依赖于对外界环境的感知和对内部状态的协调。 1. 生存需求:个体需要获取食物、躲避天敌,这要求个体间或个体与环境间有高效的信息交流(如警戒色、求偶鸣叫)。 2. 协同需求:多细胞生物体内各器官需协同工作(如血糖调节),这依赖于激素等化学信号的精准传递。 3. 进化优势:在5.5 生物进化与生物多样性的视角下,高效的信息传递机制能提高个体的适应度(Fitness),从而在自然选择中被保留下来,成为物种繁衍的关键策略。

类比“手机通讯”模型** * **适合学生
对抽象生物学概念感到困难,偏好直观类比、生活化理解的学生。 * 讲解逻辑: 1. 信号源:手机(发送者)发出数据(信息)。 2. 信道:基站/网络(介质,如空气、体液)。 3. 接收器:另一部手机(受体细胞/器官)。 4. 解码:屏幕显示内容(生理反应)。 * 关键点:强调“特异性”,就像手机只能接收特定频道的信号,受体只能识别特定的信号分子(如胰岛素只作用于有胰岛素受体的细胞)。
“控制论”反馈回路模型** * **适合学生
逻辑思维强,擅长系统分析,对物理/工程概念有基础的学生。 * 讲解逻辑: 1. 将生物体视为一个控制系统。 2. 传感器:感受器(如视网膜、下丘脑)。 3. 控制器:大脑/内分泌腺(处理信息并决策)。 4. 执行器:效应器(肌肉、腺体)。 5. 反馈:输出结果反过来影响输入(如血糖升高刺激胰岛素分泌,胰岛素降低血糖,血糖降低又抑制胰岛素分泌)。 * 关键点:强调信息传递的“目的性”和“动态平衡”,联系1.3 内环境稳态。
“进化博弈”策略模型** * **适合学生
对生态学、进化论感兴趣,喜欢探究“为什么”而非仅仅“是什么”的学生。 * 讲解逻辑: 1. 提出问题:为什么孔雀尾巴那么大?为什么蜜蜂会跳舞? 2. 引入5.5 生物进化与生物多样性:信息传递是性选择和自然选择的产物。 3. 分析成本与收益:传递信息需要能量(成本),但能带来交配机会或群体协作优势(收益)。 4. 结论:只有当收益大于成本时,这种信息传递机制才能在进化中保留。 * 关键点:从功能角度解释信息传递的多样性,理解不同物种信息传递方式的差异源于不同的选择压力。
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练一道
基础题
在血糖调节中,当血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌胰岛素,促进组织细胞摄取葡萄糖。请指出该过程中信息传递的信号分子、受体分布位置及最终生理效应。
变式
某研究团队发现,一种新发现的植物在遭遇虫害时,会释放一种挥发性化学物质,吸引害虫的天敌前来捕食。请结合5.5 生物进化与生物多样性,分析这种信息传递方式对该植物种群生存的意义,并指出该信息属于哪种类型。
看解答过程
1. 信号分子:胰岛素(化学信号)。 2. 受体分布位置:靶细胞(如肝细胞、肌细胞、脂肪细胞)细胞膜表面的特异性受体。 3. 最终生理效应:促进葡萄糖进入细胞、合成糖原、转化为非糖物质,从而降低血糖浓度,维持1.3 内环境稳态。
试试手自己判
检测题
在反射弧中,神经冲动从突触前膜传递到突触后膜,这一过程涉及的信息传递类型是? A. 物理信息 B. 化学信息 C. 行为信息 D. 物理信息和化学信息
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
选B:正确。突触传递的核心是神经递质(化学信号)从突触前膜释放,经突触间隙,与突触后膜受体结合。虽然电信号(动作电位)在神经纤维上传导,但跨突触**的关键环节是化学信号。
* 选D:错误。虽然突触前膜发生电-化学转换,突触后膜发生化学-电转换,但题目问的是“从突触前膜传递到突触后膜”这一间隙跨越过程,其本质介质是化学递质。若问“整个反射弧”,则包含物理(电)和化学信息。此处需精准界定“传递”的介质。
* 选A/C:明显错误。
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