第6章__细胞的信息传递.

第6章细胞的信息传递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系统。生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生物的进化实质上就是信息系统的进化。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，必须有信息的传递和交流，即细胞通讯。细胞通讯的信息类型可分为3类：环境信息、遗传信息和神经信息。遗传信息的传递一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，在细胞的生命活动中起主导作用。细胞核的功能：贮存和复制遗传信息的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心，因此，它是细胞结构中最重要的部分。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，保证遗传信息能稳定地代代传递下去。一、细胞主要利用化学物质相互传递信号环境信息的传递一胞间信号阅读与分析：乙烯，植物激素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？资料1：一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，整箱苹果很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。一胞间信号资料2：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，“通知”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。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，以减慢葡萄糖的转移和利用，从而保持血糖浓度的稳定。胰岛素，动物激素一胞间信号胞间信号：通过化学物质，把代谢信息传递给了目的细胞，完成了细胞与细胞间的通讯联络任务，从而影响代谢过程，这种化学物质叫胞间信号。胞间信号（第一信使）的种类：激素、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（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，避免自身受到伤害。二胞间信号的受体受体：细胞表面或内部存在类似天线的物质（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。受体的特点：①受体是细胞表面或内部的一种生物大分子物质；②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。二胞间信号的受体细胞表面受体模式图三胞内信号1.产生：第一信使与膜上的受体结合，激活膜上的信号转换机制，从而产生了细胞内识别的“语言”——环腺苷酸（cAMP），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）。2.主要类型：除环腺苷酸（cAMP）外，还有如Ca2+、1,2-二酰甘油（DAG），1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）等。三胞内信号3.功能：4.特性：具有明显的通用性。(1)激活一些酶及非酶蛋白的活性，由此控制细胞的生命活动；(2)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。四细胞的信号转导细胞的信号转导：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。1、基本过程：胞间信号（第一信使）与受体结合胞内信号（第二信使）携带信息细胞内生理效应的表现2、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四细胞的信号转导3、实例——应激反应内分泌腺外界刺激肾上腺素血液运输肝细胞或肌细胞(细胞膜上的肾上腺素受体)胞内信号环腺苷酸（cAMP）增加血液或肌细胞中的葡萄糖浓度产生更多的能量采取行动应对突发事件细胞信号转导模式图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、发育或适应性。四细胞的信号转导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。神经系统是如何感受和传送环境刺激信息的呢？问题探讨神经系统是由神经细胞构成的。神经细胞又叫神经元，是神经信息传送的结构基础。神经信息的传送路线二神经信息在神经细胞间的传递兴奋传递过程：神经冲动轴突轴突末梢经神经递质刺激后神经细胞后一神经细胞产生冲动继续向下传递二细胞物质代谢、能量代谢和信息传递的统一细胞不停地进行着物质代谢、能量代谢和信息传递。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？物质代谢、能量代谢和信息传递之间又存在怎样的关系呢？问题探讨一细胞的整体性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、功能之间的关系。蛋白质核糖体内质网腔高尔基体细胞膜较成熟蛋白质成熟蛋白质细胞外翻译分泌二物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系1、新陈代谢的基础：物质代谢、能量代谢和信息传递。2、相互联系：(1)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和能量代谢的变化。(2)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。二物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系2、相互联系：(3)在细胞中，能量被用于移动物质、建造复杂的分子及形成和维持细胞内的有序状态。因此，物质代谢的同时总是伴随着能量代谢的过程。(4)细胞内物质代谢和能量代谢之所以能协调低进行，信息传递起着调节和控制的作用。另外，物质代谢和能量代谢又为信息传递提供物质和能量的基础。再见