細(xì)胞的信息傳遞

關(guān)于細(xì)胞的信息傳遞

生命與非生物物質(zhì)最顯著的區(qū)別在于生命是一個(gè)完整的自然的信息系統(tǒng)。生命現(xiàn)象是信息在同一或不同時(shí)空傳遞的現(xiàn)象，生物的進(jìn)化實(shí)質(zhì)上就是信息系統(tǒng)的進(jìn)化。第2頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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，必須有信息的傳遞和交流，即細(xì)胞通訊。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。第3頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳信息的傳遞第4頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一細(xì)胞核在遺傳信息傳遞中的作用細(xì)胞核是細(xì)胞內(nèi)一個(gè)非常重要的結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起主導(dǎo)作用。細(xì)胞核的功能：貯存和復(fù)制遺傳信息的主要場(chǎng)所，是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心，因此，它是細(xì)胞結(jié)構(gòu)中最重要的部分。細(xì)胞核在很大程度上控制著細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)、分化、發(fā)育和繁殖等活動(dòng)，保證遺傳信息能穩(wěn)定地代代傳遞下去。第5頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、細(xì)胞主要利用化學(xué)物質(zhì)相互傳遞信號(hào)環(huán)境信息的傳遞第6頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一胞間信號(hào)閱讀與分析：乙烯，植物激素

仔細(xì)閱讀書(shū)上的兩組資料，你認(rèn)為起信號(hào)傳遞作用的物質(zhì)分別是什么？資料1：一箱未成熟的蘋(píng)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(píng)果，整箱蘋(píng)果很快就變得美味可口了。這是由于成熟的蘋(píng)果能釋放出乙烯，乙烯能使蘋(píng)果很快成熟。第7頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一胞間信號(hào)資料2：當(dāng)人或動(dòng)物攝取糖的量有很大波動(dòng)時(shí)，血液中的葡萄糖濃度仍能保持相對(duì)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)胞分泌出來(lái)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)，就能把信息傳遞給它們，“通知”它們從血液中吸收葡萄糖，以糖原的形式貯藏起來(lái)，或利用消耗掉。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，以減慢葡萄糖的轉(zhuǎn)移和利用，從而保持血糖濃度的穩(wěn)定。胰島素，動(dòng)物激素第8頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一胞間信號(hào)胞間信號(hào)：通過(guò)化學(xué)物質(zhì)，把代謝信息傳遞給了目的細(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(guò)程，這種化學(xué)物質(zhì)叫胞間信號(hào)。胞間信號(hào)（第一信使）的種類：激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子及NO。另外，一些物理信號(hào)（如冷、熱刺激）和生物信號(hào)（如病原菌侵染）也可以作為胞間信號(hào)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)，避免自身受到傷害。第9頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二胞間信號(hào)的受體受體：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(lái)接收胞間信號(hào)分子，這種物質(zhì)被稱為受體。受體的特點(diǎn)：①受體是細(xì)胞表面或內(nèi)部的一種生物大分子物質(zhì)；②特異性：受體可以識(shí)別并特異地與化學(xué)信號(hào)分子（配體）結(jié)合成復(fù)合物，從而啟動(dòng)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，最后導(dǎo)致該信號(hào)物質(zhì)產(chǎn)生特定的生物效應(yīng)。第10頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二胞間信號(hào)的受體細(xì)胞表面受體模式圖第11頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天三胞內(nèi)信號(hào)1.產(chǎn)生：第一信使與膜上的受體結(jié)合，激活膜上的信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制，從而產(chǎn)生了細(xì)胞內(nèi)識(shí)別的“語(yǔ)言”——環(huán)腺苷酸（cAMP），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(hào)物質(zhì)（第二信使）。2.主要類型：除環(huán)腺苷酸（cAMP）外，還有如Ca2+、1,2-二酰甘油（DAG），1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）等。第12頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天三胞內(nèi)信號(hào)3.功能：4.特性：具有明顯的通用性。(1)激活一些酶及非酶蛋白的活性，由此控制細(xì)胞的生命活動(dòng)；(2)傳遞細(xì)胞外信息，調(diào)節(jié)不同生理生化過(guò)程。包括：葡萄糖的攝取和利用、脂肪的貯存和移動(dòng)、細(xì)胞產(chǎn)物的分泌、細(xì)胞的增殖、分化和生存等。第13頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天四細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：胞間信號(hào)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)生胞內(nèi)信號(hào)，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)。1、基本過(guò)程：胞間信號(hào)（第一信使）與受體結(jié)合胞內(nèi)信號(hào)（第二信使）攜帶信息細(xì)胞內(nèi)生理效應(yīng)的表現(xiàn)2、研究的中心問(wèn)題細(xì)胞感受、轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)境刺激、調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的分子途徑第14頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天四細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)3、實(shí)例——應(yīng)激反應(yīng)內(nèi)分泌腺外界刺激腎上腺素血液運(yùn)輸肝細(xì)胞或肌細(xì)胞(細(xì)胞膜上的腎上腺素受體)胞內(nèi)信號(hào)環(huán)腺苷酸（cAMP）增加血液或肌細(xì)胞中的葡萄糖濃度產(chǎn)生更多的能量采取行動(dòng)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件第15頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)模式圖第16頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞識(shí)別周?chē)h(huán)境中存在的各種化學(xué)、物理及生物信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為細(xì)胞內(nèi)各種分子活性的變化，從而改變細(xì)胞的某些代謝過(guò)程，甚至影響細(xì)胞的基因表達(dá)，最終影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育或適應(yīng)性。四細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第17頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天神經(jīng)信息的傳遞第18頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天人體或動(dòng)物通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)感受并傳送環(huán)境刺激的信息，從而做出各種應(yīng)答反應(yīng)，以保證機(jī)體各部分的協(xié)調(diào)及與環(huán)境的統(tǒng)一。神經(jīng)系統(tǒng)是如何感受和傳送環(huán)境刺激信息的呢？問(wèn)題探討第19頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天神經(jīng)系統(tǒng)是由神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成的。神經(jīng)細(xì)胞又叫神經(jīng)元，是神經(jīng)信息傳送的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。第20頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天神經(jīng)信息的傳送路線第21頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二神經(jīng)信息在神經(jīng)細(xì)胞間的傳遞興奮傳遞過(guò)程：神經(jīng)沖動(dòng)軸突軸突末梢經(jīng)神經(jīng)遞質(zhì)刺激后神經(jīng)細(xì)胞后一神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生沖動(dòng)繼續(xù)向下傳遞第22頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞的統(tǒng)一第23頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞不停地進(jìn)行著物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞。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(guò)程的？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？問(wèn)題探討第24頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一細(xì)胞的整體性1、組成生物體的化合物不是雜亂無(wú)章地堆聚在一起，而是有機(jī)地結(jié)合；2、各種細(xì)胞器之間并不是孤立的，它們雖有分工，卻又相互配合、密切聯(lián)系。例如：分泌蛋白的合成及分泌的過(guò)程可以說(shuō)明結(jié)構(gòu)、功能之間的關(guān)系。蛋白質(zhì)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔高爾基體細(xì)胞膜較成熟蛋白質(zhì)成熟蛋白質(zhì)細(xì)胞外翻譯分泌第25頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞間的聯(lián)系1、新陳代謝的基礎(chǔ)：物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞。2、相互聯(lián)系：(1)外界環(huán)境刺激和胞間信號(hào)分子作用于細(xì)胞后，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程誘導(dǎo)基因表達(dá)并引起物質(zhì)代謝和能量代謝的變化。(2)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。第26頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二物質(zhì)代謝、能量代謝和信息傳遞間的聯(lián)系2、相互聯(lián)系：(3)在細(xì)胞中，能量被用于移動(dòng)物質(zhì)、建造復(fù)雜的分子及形成和維持