第61節(jié)：細(xì)胞的信息傳遞

1、 1、概念：要保證生物體各組分之間或環(huán)境之間相互影響和相互協(xié)調(diào)一致，必須有的傳遞和交流，即細(xì)胞通訊。 2、信息分類：細(xì)胞通訊的信息類型可分為3類：環(huán)境信息、遺傳信息和神經(jīng)信息。細(xì)胞通訊細(xì)胞通訊：3、細(xì)胞通訊的類型：直接聯(lián)系直接聯(lián)系旁分泌信號旁分泌信號內(nèi)分泌信號內(nèi)分泌信號突觸信號突觸信號細(xì)胞通訊細(xì)胞通訊：當(dāng)我們用手觸摸含當(dāng)我們用手觸摸含羞草的葉子時(shí)，那羞草的葉子時(shí)，那么它的所有小葉都么它的所有小葉都會收縮合攏。會收縮合攏。含羞草含羞草跳舞草跳舞草給跳舞草唱歌，跳舞草就會翩翩起舞。給跳舞草唱歌，跳舞草就會翩翩起舞。紫薇紫薇用手觸摸紫薇花的樹干，樹的全身會動起來。用手觸摸紫薇花的樹干，樹的全身會動起

2、來。環(huán)境刺激的信息如何被細(xì)胞感受并環(huán)境刺激的信息如何被細(xì)胞感受并進(jìn)一步引發(fā)生物反應(yīng)的呢？進(jìn)一步引發(fā)生物反應(yīng)的呢？閱讀與分析：乙烯（植物激素）乙烯（植物激素） 仔細(xì)閱讀書上的兩組資料，你認(rèn)為起信號傳遞作用的物質(zhì)分別是什么？資料資料1 1：一箱未成熟的蘋果放上兩個(gè)星期變化也不一箱未成熟的蘋果放上兩個(gè)星期變化也不大。如果在其中放入一只成熟的蘋果，整箱蘋果大。如果在其中放入一只成熟的蘋果，整箱蘋果很快就變得美味可口了。這是由于成熟的蘋果能很快就變得美味可口了。這是由于成熟的蘋果能釋放出乙烯，乙烯能使蘋果很快成熟。釋放出乙烯，乙烯能使蘋果很快成熟。一、胞間信號一、胞間信號資料資料2 2：當(dāng)人或動物攝取糖

3、的量有很大波動時(shí)，血當(dāng)人或動物攝取糖的量有很大波動時(shí)，血液中的葡萄糖濃度仍能保持相對穩(wěn)定。我們都知道液中的葡萄糖濃度仍能保持相對穩(wěn)定。我們都知道只是胰島素作用的結(jié)果。胰島素是由胰腺細(xì)胞分泌只是胰島素作用的結(jié)果。胰島素是由胰腺細(xì)胞分泌出來的，其釋放速率隨血液中葡萄糖濃度的升高而出來的，其釋放速率隨血液中葡萄糖濃度的升高而加快。當(dāng)胰島素分子隨血流到達(dá)肝臟或肌肉細(xì)胞時(shí)加快。當(dāng)胰島素分子隨血流到達(dá)肝臟或肌肉細(xì)胞時(shí)，就能把信息傳遞給它們，就能把信息傳遞給它們，“通知通知”它們從血液中它們從血液中吸收葡萄糖，以糖原的形式貯藏起來，或利用消耗吸收葡萄糖，以糖原的形式貯藏起來，或利用消耗掉。隨著血液中葡萄糖濃

4、度恢復(fù)正常，胰腺細(xì)胞釋掉。隨著血液中葡萄糖濃度恢復(fù)正常，胰腺細(xì)胞釋放胰島素的速率也隨之減慢或暫停，以減慢葡萄糖放胰島素的速率也隨之減慢或暫停，以減慢葡萄糖的轉(zhuǎn)移和利用，從而保持血糖濃度的穩(wěn)定。的轉(zhuǎn)移和利用，從而保持血糖濃度的穩(wěn)定。胰島素（動物激素）胰島素（動物激素）一、胞間信號一、胞間信號胞間信號：胞間信號：通過通過化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)，把代謝信息，把代謝信息傳遞給了目的細(xì)胞，完成了細(xì)胞與細(xì)胞傳遞給了目的細(xì)胞，完成了細(xì)胞與細(xì)胞間的通訊聯(lián)絡(luò)任務(wù)，從而影響代謝過程間的通訊聯(lián)絡(luò)任務(wù)，從而影響代謝過程,這種化學(xué)物質(zhì)叫胞間信號。這種化學(xué)物質(zhì)叫胞間信號。胞間信號（第一信使）的種類：胞間信號（第一信使）的種類：

5、激素、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子及神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子及NO。另外，一些物理信號（如冷、熱刺激）和生物信號另外，一些物理信號（如冷、熱刺激）和生物信號（如病原菌侵染）也可以作為胞間信號向細(xì)胞傳遞（如病原菌侵染）也可以作為胞間信號向細(xì)胞傳遞信息，引起細(xì)胞發(fā)生保護(hù)性應(yīng)答反應(yīng)，避免自身受信息，引起細(xì)胞發(fā)生保護(hù)性應(yīng)答反應(yīng)，避免自身受到傷害。到傷害。一、胞間信號一、胞間信號 細(xì)胞主要利用化學(xué)物質(zhì)相互傳遞信號細(xì)胞主要利用化學(xué)物質(zhì)相互傳遞信號受體：受體：細(xì)胞表面或內(nèi)部存在類似天線的物細(xì)胞表面或內(nèi)部存在類似天線的物質(zhì)（如糖蛋白、脂蛋白等），用來接收胞質(zhì)（如糖蛋白、脂蛋白等），用來接收胞間信號分子，這種物質(zhì)被稱為受

6、體。間信號分子，這種物質(zhì)被稱為受體。二、受體二、受體 （1）化學(xué)本質(zhì)：）化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白、脂蛋白等。糖蛋白、脂蛋白等。（2）存在部位：）存在部位：存在于細(xì)胞表面或內(nèi)部。存在于細(xì)胞表面或內(nèi)部。（3）生理作用：）生理作用：識別并特異地與化學(xué)信號分子（識別并特異地與化學(xué)信號分子（配體）結(jié)合成復(fù)合物，從而啟動一系列生物化學(xué)反配體）結(jié)合成復(fù)合物，從而啟動一系列生物化學(xué)反應(yīng)，最后導(dǎo)致該信號物質(zhì)產(chǎn)生特定的生物效應(yīng)。應(yīng)，最后導(dǎo)致該信號物質(zhì)產(chǎn)生特定的生物效應(yīng)。（4 4）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：受體是細(xì)胞表面或內(nèi)部的一種受體是細(xì)胞表面或內(nèi)部的一種生物生物大分子物質(zhì)大分子物質(zhì)； 特異性特異性：識別并特異地與化學(xué)信：識別并特異

7、地與化學(xué)信號分子（配體）結(jié)合。號分子（配體）結(jié)合。三、胞內(nèi)信號三、胞內(nèi)信號1.產(chǎn)生：產(chǎn)生：第一信使與膜上的受體結(jié)合，激第一信使與膜上的受體結(jié)合，激活膜上的信號轉(zhuǎn)換機(jī)制，從而產(chǎn)生了細(xì)胞活膜上的信號轉(zhuǎn)換機(jī)制，從而產(chǎn)生了細(xì)胞內(nèi)識別的內(nèi)識別的“語言語言”環(huán)腺苷酸環(huán)腺苷酸（cAMP），因此把胞外信息傳到了胞內(nèi)。環(huán)腺苷酸，因此把胞外信息傳到了胞內(nèi)。環(huán)腺苷酸即為胞內(nèi)信號物質(zhì)即為胞內(nèi)信號物質(zhì)。2.主要類型：主要類型：除環(huán)腺苷酸（除環(huán)腺苷酸（cAMP）外，還）外，還有如有如Ca2+、1,2-二酰甘油（二酰甘油（DAG），），1,4,5-三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（IP3）等。）等。四、細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：

8、細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：胞間信號發(fā)揮生理功能胞間信號發(fā)揮生理功能的第一步是與相應(yīng)的受體結(jié)合，然后產(chǎn)生的第一步是與相應(yīng)的受體結(jié)合，然后產(chǎn)生胞內(nèi)信號，將其攜帶的信息由膜傳遞到細(xì)胞內(nèi)信號，將其攜帶的信息由膜傳遞到細(xì)胞內(nèi)，最終導(dǎo)致生理效應(yīng)的表現(xiàn)。胞內(nèi)，最終導(dǎo)致生理效應(yīng)的表現(xiàn)。1 1、基本過程：、基本過程：胞間信號（第一信使）胞間信號（第一信使）與受體結(jié)合與受體結(jié)合胞內(nèi)信號（第二信使）胞內(nèi)信號（第二信使）攜帶信息攜帶信息細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)生理效應(yīng)的表現(xiàn)生理效應(yīng)的表現(xiàn)思考與討論：思考與討論： 當(dāng)人們受到驚嚇或突然遇到緊急情況時(shí)，會產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，其中包括立即分泌腎上腺素進(jìn)入血液、血壓升高、心率加快及心輸出量增加、糖原分解

9、等。糖原分解為單糖是動物運(yùn)動所必需的，因?yàn)閱翁欠纸饪僧a(chǎn)生肌肉收縮所需的能源物質(zhì)ATP。那么，這種應(yīng)激反應(yīng)是如何發(fā)生的？ 此應(yīng)激反應(yīng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程又是怎樣的呢？四、細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)2 2、實(shí)例、實(shí)例應(yīng)激反應(yīng)應(yīng)激反應(yīng)內(nèi)分泌腺內(nèi)分泌腺外界刺激外界刺激腎上腺素腎上腺素血液運(yùn)輸血液運(yùn)輸肝細(xì)胞或肌細(xì)胞肝細(xì)胞或肌細(xì)胞胞內(nèi)信號胞內(nèi)信號環(huán)腺苷酸（環(huán)腺苷酸（cAMP）增加增加血液或肌細(xì)胞中的葡萄糖濃度血液或肌細(xì)胞中的葡萄糖濃度產(chǎn)生產(chǎn)生更多的能量更多的能量采取行動采取行動應(yīng)對突發(fā)事件應(yīng)對突發(fā)事件四、細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(細(xì)胞膜上的腎上腺素受體細(xì)胞膜上的腎上腺素受體)細(xì)胞不停地進(jìn)行著細(xì)胞不停地進(jìn)行著物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝、能量代謝

10、能量代謝和和信息傳遞信息傳遞。那么細(xì)胞中各種不同的、獨(dú)立。那么細(xì)胞中各種不同的、獨(dú)立的組成結(jié)構(gòu)是如何完成復(fù)雜的代謝過程的的組成結(jié)構(gòu)是如何完成復(fù)雜的代謝過程的？物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞之間又？物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞之間又存在怎樣的關(guān)系呢？存在怎樣的關(guān)系呢？問題探討問題探討1 1、新陳代謝的基礎(chǔ)：、新陳代謝的基礎(chǔ)： 物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞。物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞。2 2、相互聯(lián)系：、相互聯(lián)系：(1)(1)外界環(huán)境刺激和胞間信號分子作用于細(xì)胞后，外界環(huán)境刺激和胞間信號分子作用于細(xì)胞后，通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程誘導(dǎo)基因表達(dá)并引起物質(zhì)代謝通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程誘導(dǎo)基因表達(dá)并引起物質(zhì)代謝和能量代謝

11、的變化。和能量代謝的變化。(2)(2)物質(zhì)代謝包括合成反應(yīng)和分解反應(yīng)兩方面。合物質(zhì)代謝包括合成反應(yīng)和分解反應(yīng)兩方面。合成反應(yīng)貯存能量，分解反應(yīng)通常釋放能量。成反應(yīng)貯存能量，分解反應(yīng)通常釋放能量。五、細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝與信息傳遞的統(tǒng)一五、細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝與信息傳遞的統(tǒng)一2 2、相互聯(lián)系：、相互聯(lián)系：(3)(3)在細(xì)胞中，能量被用于移動物質(zhì)、建造復(fù)雜的在細(xì)胞中，能量被用于移動物質(zhì)、建造復(fù)雜的分子及形成和維持細(xì)胞內(nèi)的有序狀態(tài)。因此，物分子及形成和維持細(xì)胞內(nèi)的有序狀態(tài)。因此，物質(zhì)代謝的同時(shí)總是伴隨著能量代謝的過程。質(zhì)代謝的同時(shí)總是伴隨著能量代謝的過程。(4)(4)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝和能量代謝之所

12、以能協(xié)調(diào)的進(jìn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝和能量代謝之所以能協(xié)調(diào)的進(jìn)行，信息傳遞起著調(diào)節(jié)和控制的作用。另外，物行，信息傳遞起著調(diào)節(jié)和控制的作用。另外，物質(zhì)代謝和能量代謝又為信息傳遞提供物質(zhì)和能量質(zhì)代謝和能量代謝又為信息傳遞提供物質(zhì)和能量的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。五、細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝與信息傳遞的統(tǒng)一五、細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝與信息傳遞的統(tǒng)一3 3、細(xì)胞的整體性：細(xì)胞的整體性：五、細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝與信息傳遞的統(tǒng)一五、細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝與信息傳遞的統(tǒng)一(1)(1)組成生物體的化合物不是雜亂無章地堆聚組成生物體的化合物不是雜亂無章地堆聚在一起，而是有機(jī)地結(jié)合；在一起，而是有機(jī)地結(jié)合；(2)(2)各種細(xì)胞器之間并不是孤立的