第6章__细胞的信息传递

1、第第6 6章章细胞的信息传递细胞的信息传递 生命与非生物物质最显著的区别生命与非生物物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息在于生命是一个完整的自然的信息系统。系统。 生命现象是信息在同一或不同时生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生物的进化实质上空传递的现象，生物的进化实质上就是信息系统的进化。就是信息系统的进化。 要保证生物体各组分之间或环境要保证生物体各组分之间或环境之间相互影响和相互协调一致，必之间相互影响和相互协调一致，必须有信息的传递和交流，即须有信息的传递和交流，即细胞通细胞通讯讯。细胞通讯的信息类型可分为。细胞通讯的信息类型可分为3类：类：环境信息、遗传信息和神经信

2、息环境信息、遗传信息和神经信息。遗传信息的传递遗传信息的传递一一 细胞核在遗传信息传递中的作用细胞核在遗传信息传递中的作用细胞核是细胞内一个非常重要的结构，在细胞细胞核是细胞内一个非常重要的结构，在细胞的生命活动中起的生命活动中起主导作用主导作用。细胞核的功能：细胞核的功能：贮存和复制遗传信息的贮存和复制遗传信息的主要场主要场所所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中控制中心心，因此，它是细胞结构中，因此，它是细胞结构中最重要最重要的部分。的部分。细胞核在很大程度上控制着细胞的分裂、生长、细胞核在很大程度上控制着细胞的分裂、生长、分化、发育和繁殖等活动，保证遗传

3、信息能稳分化、发育和繁殖等活动，保证遗传信息能稳定地代代传递下去。定地代代传递下去。一、细胞主要利用化学一、细胞主要利用化学物质相互传递信号物质相互传递信号环境信息的传递环境信息的传递一一 胞间信号胞间信号阅读与分析：阅读与分析：乙烯，植物激素乙烯，植物激素 仔细阅读书上的两组资料，你认为起信号传仔细阅读书上的两组资料，你认为起信号传递作用的物质分别是什么？递作用的物质分别是什么？资料资料1 1：一箱未成熟的苹果放上两个星期变化也不一箱未成熟的苹果放上两个星期变化也不大。如果在其中放入一只成熟的苹果，整箱苹果大。如果在其中放入一只成熟的苹果，整箱苹果很快就变得美味可口了。这是由于成熟的苹果能很

4、快就变得美味可口了。这是由于成熟的苹果能释放出乙烯，乙烯能使苹果很快成熟。释放出乙烯，乙烯能使苹果很快成熟。一一 胞间信号胞间信号资料资料2 2：当人或动物摄取糖的量有很大波动时，血当人或动物摄取糖的量有很大波动时，血液中的葡萄糖浓度仍能保持相对稳定。我们都知道液中的葡萄糖浓度仍能保持相对稳定。我们都知道只是胰岛素作用的结果。胰岛素是由胰腺细胞分泌只是胰岛素作用的结果。胰岛素是由胰腺细胞分泌出来的，其释放速率随血液中葡萄糖浓度的升高而出来的，其释放速率随血液中葡萄糖浓度的升高而加快。当胰岛素分子随血流到达肝脏或肌肉细胞时，加快。当胰岛素分子随血流到达肝脏或肌肉细胞时，就能把信息传递给它们，就能

5、把信息传递给它们，“通知通知”它们从血液中吸它们从血液中吸收葡萄糖，以糖原的形式贮藏起来，或利用消耗掉。收葡萄糖，以糖原的形式贮藏起来，或利用消耗掉。随着血液中葡萄糖浓度恢复正常，胰腺细胞释放胰随着血液中葡萄糖浓度恢复正常，胰腺细胞释放胰岛素的速率也随之减慢或暂停，以减慢葡萄糖的转岛素的速率也随之减慢或暂停，以减慢葡萄糖的转移和利用，从而保持血糖浓度的稳定。移和利用，从而保持血糖浓度的稳定。胰岛素，动物激素胰岛素，动物激素一一 胞间信号胞间信号胞间信号：胞间信号：通过通过化学物质化学物质，把代谢信息，把代谢信息传递给了目的细胞，完成了细胞与细胞传递给了目的细胞，完成了细胞与细胞间的通讯联络任务

6、，从而影响代谢过程，间的通讯联络任务，从而影响代谢过程，这种化学物质叫胞间信号。这种化学物质叫胞间信号。胞间信号（第一信使）的种类：胞间信号（第一信使）的种类：激素、激素、神经递质、生长因子及神经递质、生长因子及NO。另外，一些物理信号（如冷、热刺激）和生物信号另外，一些物理信号（如冷、热刺激）和生物信号（如病原菌侵染）也可以作为胞间信号向细胞传递（如病原菌侵染）也可以作为胞间信号向细胞传递信息，引起细胞发生保护性应答反应，避免自身受信息，引起细胞发生保护性应答反应，避免自身受到伤害。到伤害。二二 胞间信号的受体胞间信号的受体受体：受体：细胞表面或内部存在类似天线的物细胞表面或内部存在类似天线

7、的物质（如糖蛋白、脂蛋白等），用来接收胞质（如糖蛋白、脂蛋白等），用来接收胞间信号分子，这种物质被称为受体。间信号分子，这种物质被称为受体。受体的特点：受体的特点：受体是细胞表面或内部的一种生物大分子物质；特异性：受体可以识别并特异地与化学信号分子（配体）结合成复合物，从而启动一系列生物化学反应，最后导致该信号物质产生特定的生物效应。二二 胞间信号的受体胞间信号的受体细胞表面受体模式图细胞表面受体模式图三三 胞内信号胞内信号1.产生：产生：第一信使与膜上的受体结合，激第一信使与膜上的受体结合，激活膜上的信号转换机制，从而产生了细胞活膜上的信号转换机制，从而产生了细胞内识别的内识别的“语言语言”

8、环腺苷酸环腺苷酸（cAMP），），因此把胞外信息传到了胞内。环腺苷酸即因此把胞外信息传到了胞内。环腺苷酸即为胞内信号物质（第二信使）。为胞内信号物质（第二信使）。2.主要类型：主要类型：除环腺苷酸（除环腺苷酸（cAMP）外，还）外，还有如有如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。三三 胞内信号胞内信号3.功能：功能：4.特性：特性：具有明显的通用性。具有明显的通用性。(1)(1)激活一些酶及非酶蛋白的活性，由此控制激活一些酶及非酶蛋白的活性，由此控制细胞的生命活动；细胞的生命活动；(2)(2)传递细胞外信息，调节不同生理生化过

9、程。传递细胞外信息，调节不同生理生化过程。包括：葡萄糖的摄取和利用、脂肪的贮存和移动、细胞产物的分泌、细胞的增殖、分化和生存等。四四 细胞的信号转导细胞的信号转导细胞的信号转导：细胞的信号转导：胞间信号发挥生理功能胞间信号发挥生理功能的第一步是与相应的受体结合，然后产生的第一步是与相应的受体结合，然后产生胞内信号，将其携带的信息由膜传递到细胞内信号，将其携带的信息由膜传递到细胞内，最终导致生理效应的表现。胞内，最终导致生理效应的表现。1 1、基本过程：、基本过程：胞间信号（第一信使）胞间信号（第一信使）与受体结合与受体结合胞内信号（第二信使）胞内信号（第二信使）携带信息携带信息细胞内细胞内生理

10、效应的表现生理效应的表现2 2、研究的中心问题、研究的中心问题细胞感受、转导环境刺激、调节代谢反应的分子途径细胞感受、转导环境刺激、调节代谢反应的分子途径四四 细胞的信号转导细胞的信号转导3 3、实例、实例应激反应应激反应内分泌腺内分泌腺外界刺激外界刺激肾上腺素肾上腺素血液运输血液运输肝细胞或肌细胞肝细胞或肌细胞(细胞膜上的肾上腺素受体细胞膜上的肾上腺素受体)胞内信号胞内信号环腺苷酸（环腺苷酸（cAMP）增加增加血液或肌细胞中的葡萄糖浓度血液或肌细胞中的葡萄糖浓度产生产生更多的能量更多的能量采取行动采取行动应对突发事件应对突发事件细胞信号转导模式图细胞信号转导模式图 细胞识别周围环境中存在的各

11、细胞识别周围环境中存在的各种化学、物理及生物信号，并将种化学、物理及生物信号，并将其转换为细胞内各种分子活性的其转换为细胞内各种分子活性的变化，从而改变细胞的某些代谢变化，从而改变细胞的某些代谢过程，甚至影响细胞的基因表达，过程，甚至影响细胞的基因表达，最终影响细胞的生长、发育或适最终影响细胞的生长、发育或适应性。应性。四四 细胞的信号转导细胞的信号转导神经信息的传递神经信息的传递人体或动物通过神经系统感受并传送环境人体或动物通过神经系统感受并传送环境刺激的信息，从而做出各种应答反应，以刺激的信息，从而做出各种应答反应，以保证机体各部分的协调及与环境的统一。保证机体各部分的协调及与环境的统一。

12、神经系统是如何感受和传送环境刺激信息神经系统是如何感受和传送环境刺激信息的呢？的呢？问题探讨问题探讨神经系统是由神经系统是由神神经细胞经细胞构成的。构成的。神经细胞又叫神神经细胞又叫神经元经元，是神经信，是神经信息传送的息传送的结构基结构基础础。神经信息的传送路线神经信息的传送路线二二 神经信息在神经细胞间的传递神经信息在神经细胞间的传递兴奋传递过程：兴奋传递过程：神经冲动神经冲动轴突轴突轴突末梢轴突末梢经神经递质刺激后经神经递质刺激后神经细胞神经细胞后一神经细胞产生冲动后一神经细胞产生冲动继续向下传递继续向下传递二二细胞物质代谢、能量代细胞物质代谢、能量代谢和信息传递的统一谢和信息传递的统一

13、细胞不停地进行着细胞不停地进行着物质代谢物质代谢、能量代谢能量代谢和和信息传递信息传递。那么细胞中各种不同的、独立。那么细胞中各种不同的、独立的组成结构是如何完成复杂的代谢过程的？的组成结构是如何完成复杂的代谢过程的？物质代谢、能量代谢和信息传递之间又存物质代谢、能量代谢和信息传递之间又存在怎样的关系呢？在怎样的关系呢？问题探讨问题探讨一一 细胞的整体性细胞的整体性1、组成生物体的化合物不是杂乱无章地堆聚在一起，而是有机地结合；2、各种细胞器之间并不是孤立的，它们虽有分工，却又相互配合、密切联系。例如：分泌蛋白的合成及分泌的过程可以说明结构、例如：分泌蛋白的合成及分泌的过程可以说明结构、功能之

14、间的关系。功能之间的关系。蛋白质蛋白质核糖体核糖体内质网腔内质网腔高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜较成熟蛋白质较成熟蛋白质成熟蛋白质成熟蛋白质细胞外细胞外翻译翻译分泌分泌二二 物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系1 1、新陈代谢的基础：、新陈代谢的基础：物质代谢、能量物质代谢、能量代谢和信息传递。代谢和信息传递。2 2、相互联系：、相互联系：(1)(1)外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，通过信号转导过程诱导基因表达并引起物质代谢通过信号转导过程诱导基因表达并引起物质代谢和能量代谢的变化。和能量代谢的变化。(2)(2)物质代谢包括合成反应和分解反应两方面。合物质代谢包括合成反应和分解反应两方面。合成反应贮存能量，分解反应通常释放能量。成反应贮存能量，分解反应通常释放能量。二二 物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系2 2、相互联系：、相互联系：(3)(3)在细胞中，能量被用于移动物质、建造复杂的在细胞中，能量被用于移动