高三衝刺很慌亂？且看解密之高考生物「信息傳遞」

從生物的基本生命特徵看，生物各種生命活動都離不開信息的傳遞和交流，如生物的新陳代謝，生長發育，遺傳變異，以及適應 環境，從生命系統的層次看，小到微觀的細胞層次，大到宏觀的生物圈層次上都時刻離不開信息傳遞的過程。正因如此，高考命題中，無論是全國卷，還是新課標 卷，都經常涉及信息傳遞，且題型多樣化，本文對高中階段涉及到的信息傳遞問題做一歸納。

一、 分子水平的信息傳遞

【核 心提示】 在組成生物的大分子中，核酸是遺傳信息的攜帶者，對於以DNA為遺傳物質的生物來說，其遺傳信息蘊藏在4中脫氧核苷酸的排列順序中。以RNA為遺傳物質的 生物中，遺傳信息蘊藏在4種核糖核苷酸的排列順序中，1957年，克里克提出，遺傳信息可以DNA流向DNA,即DNA自我複製；也可以從DNA流向 RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯，這就是著名的中心法則。如下圖

中心法則

其 中DNA的自我複製，遺傳信息從親代DNA傳遞到子代DNA，這種信息的傳遞可以發生在細胞器，如線粒體與葉綠體這兩個半自主細胞器。也可以發生在有絲分 裂過程中，遺傳信息就從親代的細胞傳遞到子代細胞中，還可以發生在減數分裂過程中，遺傳信息就進入雌雄配子中，隨著雌雄配子的結合，遺傳信息又從親代個體 傳遞到子代個體，使生命得以繁衍。轉錄的過程使遺傳信息傳遞到RNA分子中，在RNA上，三個相鄰的鹼基構成一個密碼子，這樣DNA的遺傳信息在RNA上 就以密碼子的形式展現出來，通過翻譯，RNA指導蛋白質的合成，DNA上的遺傳信息最終通過蛋白質中的氨基酸排列序列體現出來，而蛋白質是生命活動的主要 承擔著，這就是基因表達的過程。基因表達的過程就是實現DNA中的遺傳信息對生物的生命活動和生物性狀的控制過程。

1965年科學家發現了RNA複製酶，這種酶在RNA病毒感染宿主細胞後，可以實現RNA的自我複製，使得遺傳信息從RNA流向RNA。

1970年科學家致癌的RNA病毒中又發現了逆轉錄酶，它可以RNA為模板合成DNA,實現遺傳信息從RNA流向DNA。

1982 年,科學家發現瘋牛病是由一種結構異常的蛋白質在腦細胞內大量增值引起的。這種因錯誤摺疊而形成的結構異常的蛋白質,可能促使與其具有相同氨基酸序列的蛋 白髮生同樣摺疊的錯誤。這一事實的發現，使人們認識到蛋白質分子之間也存在著類似DNA、RNA分子一樣自我複製的現象。隨著人們對生命本質的認識更加深 入，或許還有更多信息傳遞的例子被發現。

【高考命題】.(2008年上海卷)中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質傳遞與表達的過程。請回答下列問題。

（1）a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是、、和。

（2）需要tRNA和核糖體同時參與的過程是（用圖中的字母回答）。

（3）a過程發生在真核細胞分裂的期。

（4）在真核細胞中，a和b兩個過程發生的主要場所是。

（5）能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是，後者所攜帶的分子是。

（6）RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有（用類似本題圖中的形式表述）：

；。

【命 題分析】本題以中心法則為命題點，同時又結合細胞器、有絲分裂、翻譯過程中的細節知識，這就要求學生的基礎知識紮實，並且能信手拈來。其中（6），對學生 要求較高，學生既要仔細審題，如題中要求寫出遺傳信息的傳遞與表達路徑，有的學生忘記RNA的自我複製這個遺傳信息的傳遞，又要有RNA病毒相關知識，還 要注意書寫規範，有部分學生忘記書寫箭頭。

解析：a、 b、c、d、e的生理過程分別為DNA複製 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA複製，tRNA是轉運氨基酸的工具，核糖體是合成蛋白質的場合，二者同時參與的過程是翻譯，即圖中的c，DNA複製發生在有絲分裂的間期，在真核細 胞中，DNA主要分布在細胞核，所以DNA複製，轉錄的主要場所也是細胞核。mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互相識別，RNA病毒一類是通過 RNA自我複製與翻譯，一類是逆轉錄病毒，進入宿主細胞後以RNA為模板逆轉錄出DNA。再通過轉錄和翻譯表達遺傳信息。

答案：（1）DNA複製 轉錄 翻譯 逆轉錄 （2）c （3）間（S） （4）細胞核 （5）tRNA（轉運RNA） 氨基酸 （6）如下圖：

二、 細胞水平的信息傳遞

【核 心提示】 細胞是生物體的結構與功能單位，對於單細胞生物，運動，攝食以及對環境的適應離不開信息傳遞。如好氧細菌會向氧氣濃度高的地方集中，這裡氧氣與細菌之間存 在著信息的傳遞。在多細胞生物體內，各個細胞之間並不是孤立存在的，其生命活動的完成依賴於細胞間的緊密合作，這種協調與合作不僅依賴於物質與能量的交 換，還依賴於信息交流與傳遞。並且細胞間的信息交流的方式多種多樣。常見的有以下幾種方式

1化學信號傳導如內分泌細胞分泌的激素，通過血液傳輸到全身各處，與靶細胞表面的特異性受體結合，將信息傳遞給靶細胞。又如通過電信號到化學信號又到電信號的轉換，實現興奮在神經元之間的信息傳遞。

2細胞間的識別不同的物種之間存在生殖隔離，原因在於不同物種的精子和卵母細胞之間不能識別，不能完成信息交流與傳遞，相反，同種生物之間的精子和卵母細胞之間通過細胞膜的供體分子和受體分子之間的信息交流，進行識別，進而完成受精作用。

3細胞間的通道連接細胞之間可以通過通道進行物質與信息的交流，如高等植物細胞之間通過胞間連絲進行信息交流。

【高考命題】（2009年山東卷）右圖表示人體細胞間信息傳遞的三種方式。下列描述錯誤的是

A. 方式的信息傳遞緩慢，方式傳遞迅速

B. 方式的信息傳遞不通過體液高考資源網

C. 體溫調節可能涉及三種傳遞方式高考

D. 方式的信息傳遞都經過血液循環，存在反饋調節高

【命題分析】本題是考查細胞間的信息傳遞，實際上涉及到神經、體液調節機制的過程與特點。屬於綜合題，學生需要通過圖來判斷信息傳遞方式，再結合每種方式的過程與特點來解題。

解析：題 中的信息傳遞方式是內分泌腺分泌激素，通過體液運輸作用於靶細胞，屬於激素調節，的信息傳遞模式是神經內分泌細胞分泌激素調節生命活動，如下丘腦細胞分泌 抗利尿激素，作用於腎小管和集合管，促進水的重吸收；的信息傳遞模式是，神經細胞通過信號傳遞和轉換來調節生命活動，屬於神經調節，的信息傳遞過程中需要 血液的運輸，才能與靶細胞結合，而屬於神經調節，是化學信號和電信號之間的轉換，比前面兩種情況快，故A正確，方式的信息傳遞也要通過體液，即神經元之間 的傳遞，神經遞質需要經過突出間隙的組織液才能與突觸後膜的受體結合，完成信息傳遞。故B錯，體溫調節既包括甲狀腺激素和腎上腺素參與的激素調節，也包括 神經調節，所以C正確，的信息傳遞存在反饋調節,故D正確。

答案：B三、生態系統水平上的信息傳遞

【核 心提示】 生態系統是生物群落和無機環境構成的統一體，生物群落之間存在競爭、捕食、寄生等各種生物關係，各種生物之間有著複雜與緊密的信息交流，從而形成複雜的營 養結構，而生物與無機環境之間時刻進行著物質循環，能量流動還有信息傳遞。生態系統中的信息傳遞類型分為物理信息、化學信息、行為信息傳遞。生態系統的信 息傳遞作用非常廣泛，包括維持生物體正常的生命活動，如蝙蝠依靠敏銳的聽覺定向(或回聲定位)系統來捕食；影響種群的繁衍，如昆蟲通過性外激素吸引異性個 體前來交尾；調節種間關係，以維持生態系的穩定，如雪兔與猞猁之間通過捕食關係來互相制約彼此的數量，以達到雪兔與猞猁的數量可長期保持相對穩定。

【高考命題】（2009海南卷）某種植物上棲息著一定數量的甲、乙兩種昆蟲和蜘蛛。甲、乙兩種昆蟲均以該植物為食，蜘蛛以乙昆蟲為食。甲昆蟲在白天活動，乙昆蟲在夜晚活動。甲昆蟲採食該種植物的葉片後，植物會釋放出揮發性的物質X，X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅趕乙昆蟲。請回答：

（1）上述現象中，X分別在_____之間進行傳遞。

（2）影響甲昆蟲活動的信息有兩大來源，分別是_____和_____。影響乙昆蟲活動的信息種類是_____。蜘蛛在蜘蛛網上捕食乙昆蟲所利用的信息種類的_____。

（3）若在上述植物上施用人工合成的物質X，短期內該植物上甲昆蟲天敵和乙昆蟲天敵數量的變化是_____。

【命題分析】本題以生態系統中的信息傳遞為背景，但並不是簡單地考查學生的記憶能力，而是需要學生從題中獲取信息，理清兩種昆蟲、昆蟲天敵、植物、蜘蛛之間的關係，再結合已有知識按要求規範作答，

解析：從 題中可知，揮發性的物質X，X既可吸引甲昆蟲的天敵，也能驅趕乙昆蟲，可知X在植物與甲昆蟲的天敵；植物與乙昆蟲之間傳遞，生態系統中的信息可以來源無機 環境如溫度，光照，也可以來自生物，如圖中植物分泌的物質X，影響乙昆蟲的信息有物理信息和化學信息。蜘蛛在捕食昆蟲時根據蜘蛛網振動來判斷食物，所以屬 於物理信息。X可吸引甲昆蟲的天敵，所以甲的天敵增多，X也能驅趕乙昆蟲，乙昆蟲減少，天敵也會減少。答案：（1）植物與甲昆蟲的天敵；植物與乙昆蟲

（2）無機環境 生物 化學信息和物理信息 物理信息

（3）甲昆蟲天敵數量增加，乙昆蟲天敵數量減少

信 息傳遞在各種生命活動中廣泛存在，離開信息的傳遞和交流，很多生命活動無法進行，生物也無法適應環境，在教學過程中，可以通過多舉例子來強調信息傳遞的普 遍性；在高考複習中，可以在二輪複習中設置一個以「信息傳遞」為主線的專題，讓生物學知識更加系統化。信息傳遞的高考命題一般較綜合性較強，但難度不太 大，但學生容易因為大意而丟分，在複習的時候，注重培養學生從題中獲取信息，聯繫實際分析問題和解決問題的能力。

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