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第6章 细胞的信息传递
第6章 细胞的信息传递
激素
神经递质
糖蛋白
细胞外液
远
神经纤维
相应的受体
肝
肌
肾上腺素受体
环腺苷酸
葡萄糖
能量
物质代谢
能量代谢
能量
调节
控制
信息传递
×
×
×
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第6章
DI
LIU
ZHANG
细胞的信息传递
预习导学·思维动
梳理教材·夯实基础
重难解读讲练互动
师生互动·核心突破
胞内
间信号(第一信使)→胞内信号(第二→生理效应
与受体(细胞膜上)结合信使)蛋白激活
感受
转导
反应
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答案：D
答案：C
答案：D
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细胞的信息传递
1.掌握胞间信号、受体、细胞通讯的类型。 2.概述细胞的信号转导过程。
一、胞间信号与受体1．胞间信号：一些具体的信号主要是在细胞之间起作用，称为胞间信号。
2．胞间信号的种类
(1)化学信号：激素、神经递质、生长因子、一氧化氮等物质。主要在细胞间起作用，因此称为胞间信号(又称第一信使)。
(2)物理信号：如冷、热刺激。
(3)生物信号：如病原菌侵染。
3．胞间信号的受体
细胞表面或内部的糖蛋白、脂蛋白等物质，用来接收胞间信号分子。
二、细胞通讯的类型
1．直接联系。有些相邻的两个细胞之间以特殊的通道连通起来，完成细胞之间的信息传递。
2．旁分泌信号。细胞分泌的信号分子通过细胞外液扩散，但这些信号分子只对邻近的细胞发生作用，以协调相邻细胞的生命活动。
3．内分泌信号。细胞分泌的信号分子如果被释放到循环系统，就会被运送到全身各处，这些信号分子可以对距离很远的细胞发挥作用。激素调节就属于这种通讯方式。
4．突触信号。神经系统的细胞可以与很远的细胞进行快速联系。它们的信号分子(神经递质)不会像激素那样通过循环系统来运输，而是通过神经纤维的末端释放信号分子并作用于相邻细胞的受体。
三、细胞的信号转导
1．转导模式
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，将其携带的信息由细胞膜传递到细胞内，最终导致生理效应的产生，即细胞信号转导。
2．实例分析肾上腺素信号转导的过程
惊吓等外界刺激引起内分泌腺分泌肾上腺素→肾上腺素随血液流动到达肝细胞或肌细胞→肾上腺素作为胞间信号与细胞膜上的肾上腺素受体结合→转换成胞内信号环腺苷酸→通过一系列反应增加血液或肌细胞中葡萄糖的浓度→产生更多能量以便应对突发事件。
四、细胞物质代谢、能量代谢与信息传递的统一
1．我国著名的生物学家贝时璋教授曾指出：物质、能量和信息有组织、有秩序的活动是生命的基础。
2．外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，通过信号转导过程产生胞内信号，进而引起细胞物质代谢和能量代谢的变化。
3．物质代谢包括合成反应和分解反应等多个方面。合成反应储存能量，分解反应通常释放能量。物质代谢总是伴随着能量代谢。
4．细胞内物质代谢和能量代谢之所以能协调地进行，是由于信息传递起着调节和控制的作用。
5．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。
判一判
(1)作为胞间信号的化学信号、物理信号和生物信号所起的作用是一样的(×)
(2)受体具有特异性，其化学本质是糖蛋白，仅分布在细胞外(×)
(3)细胞内的信号通路具有特异性(×)
细胞主要利用化学物质相互传递信号
1．胞间信号的作用原理
2．受体的种类及特点
(1)受体种类
图中序号①②③④，分别为亲水性信号分子、细胞表面受体、小的疏水信号分子、细胞内受体。
(2)特点：受体是细胞表面或内部的一种生物大分子物质，可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。
3．细胞信号转导的基本模式
释放：特定的细胞释放胞间信号(第一信使)
↓
感受：信号分子和受体特异性结合
↓
转导：产生胞内信号(第二信使)
↓
反应：细胞内多种分子的活性改变，从而改变细胞的代谢过程
4．细胞间进行信息交流的三种方式
(1)
细胞分泌的化学物质(如激素)，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
(2)
相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。
(3)
相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。
1．下列关于如图的说法不正确的是( )
A．A是胞间信号分子
B．B是细胞膜表面的受体
C．A可以是一氧化氮
D．B可以是氨基酸
解析：选D。受体是一种生物大分子，不可能是氨基酸。2.某种胞间信号分子和肌肉细胞膜表面的受体结合后，引起肌肉细胞发生收缩现象，然后该信号分子被分解。对此有关的叙述不正确的是( )
A．该胞间信号分子可能是神经递质
B．受体可能是糖蛋白
C．若该信号分子不分解，肌肉可能会出现抽搐现象
D．若该信号分子不分解，肌肉可能会出现肌无力的现象
解析：选D。若该信号分子不分解，肌肉会一直接受信号持续发生收缩，发生抽搐现象。
物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系
1．新陈代谢彼此之间相互联系、相互统一。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，物质代谢的同时伴随能量代谢。
(1)合成反应储存能量。
(2)分解反应通常释放能量。
3．信息传递对细胞内物质代谢和能量代谢协调进行起着调节和控制的作用；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。
3．下面有关细胞物质代谢、能量代谢与信息传递的说法，错误的是( )
A．新陈代谢过程包括物质代谢、能量代谢，不包括信息传递
B．物质、能量和信息有组织、有秩序的活动是生命的基础
C．物质代谢、能量代谢与信息传递相互联系、相互统一
D．物质代谢总是伴随着能量代谢
解析：选A。新陈代谢过程包括物质代谢、能量代谢和信息传递。
4．多细胞生物体内实现各个细胞间的功能协调依赖于( )
A．细胞间的物质和能量交换
B．细胞间的信息交流
C．细胞间的物质交换
D．A和B两项
解析：选D。多细胞生物体内，各细胞之间都不是孤立存在的，它们之间必须保持着功能的协调，实现这种协调性依赖于细胞间的物质、能量的交换和信息的交流。
核心知识小结
[网络构建]
[规范答题]1.信息的传递胞间信号(第一信使)细胞外与受体(细胞膜上)结合―→胞内信号(第二细胞内信使)蛋白激活
―→ 感受―→转导―→反应2．生物体内的新陈代谢过程是物质代谢、能量代谢和信息传递的协调统一。
[随堂检测]
细胞表面或内部存在糖蛋白、脂蛋白等物质用来接收胞间信号分子，这种物质称为( )
A．第一信使
B．第二信使
C．受体
D．信息
解析：选C。细胞表面或内部的糖蛋白、脂蛋白具有识别信号分子的功能，被称为受体。
关于激素与受体结合的特点，下列叙述错误的是( )
A．激素与受体分离后，激素的信使作用即终止
B．只有有相应受体的靶细胞才对激素起反应
C．激素与受体结合达到一定程度后，由激素引起的生物学效应仍可随其浓度增加而增加
D．受体的分布和含量具有组织和细胞特异性
解析：选C。激素作为第一信使与受体结合，发挥作用后被灭活，即作用终止。激素与特异性受体结合后发挥信使作用，与激素浓度没有关系。
下列物质能与细胞膜上的受体结合的是( )
A．生长激素
B．cAMP
C．DAG
D．IP3
解析：选A。能与细胞膜上的受体结合的是胞间信号，除生长激素外，其余都是胞内信号。
使胰岛B细胞分泌胰岛素的最重要的信号是( )
A．肠蠕动增强
B．血糖浓度增高
C．血脂浓度增高
D．血糖浓度下降
解析：选B。胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素，血糖浓度升高，促使胰岛B细胞分泌胰岛素增加，使血糖浓度下降。
5．下列关于细胞间信息交流的叙述，不正确的是( )
A．信号分子和靶细胞的识别与结合具有专一性
B．与不同激素分子结合的受体是不同的
C．与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同
D．细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关
解析：选C。信号分子与靶细胞的识别与结合具有专一性；与不同激素分子结合的受体不可能相同，也具有专一性；细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。
6．如图是细胞信号转导示意图，请据图回答下列问题：
(1)A和B是________，又称为________。包括________________________________________________________________________、
________和________三类。
(2)C和D都是____________，化学本质可能是____________，不同之处在于____________________。
(3)E是____________，又称为____________。最重要的一种是____________________。
(4)性激素是一种脂质小分子，由此推断A、B中可能是性激素的是________，可能是胰岛素的是________。
答案：(1)胞间信号 第一信使 物理信号 化学信号 生物信号
(2)受体 糖蛋白或脂蛋白 C分布于细胞膜表面，D分布于细胞内部
(3)胞内信号 第二信使 环腺苷酸
(4)B A
[课时作业]
一、选择题
1．胞间信号包括化学信号、物理信号和生物信号等，下列不属于化学信号的是( )
A．胰岛素
B．神经递质
C．乙烯
D．病毒侵染
答案：D
2．关于胞间信号受体的叙述，错误的是( )
A．受体能够识别并特异地与配体结合
B．受体是生物大分子，有的分布于细胞表面，有的分布于细胞内
C．激素是常见的化学信号分子，其受体一定分布在细胞表面
D．受体用来接收胞间信号分子
解析：选C。受体有的分布于细胞表面，有的分布在细胞内部。
3．下列各种生理现象中，没有直接涉及细胞间信息传递的是( )
A．精子和卵细胞相互接触完成受精作用
B．肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素
C．神经递质与神经元细胞膜上的受体结合
D．氨基酸脱水缩合
解析：选D。氨基酸脱水缩合是在细胞内的核糖体上完成的，不直接涉及细胞间的信息传递。
4．寒冷条件下，甲状腺激素作用于某种脂肪细胞，与细胞核中特定的受体结合，启动UCP1基因的表达，最终使脂肪细胞产热增加，以适应寒冷环境。该例子体现的细胞通讯的类型为( )
A．直接联系
B．旁分泌信号
C．内分泌信号
D．突触信号
答案：C
5．作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。如图的模型主要表明了细胞膜的哪种功能( )
A．将细胞与外界环境分开
B．控制物质进出细胞
C．进行细胞间信息传递
D．促进物质的运输
解析：选C。激素是一种信号分子，图中体现了细胞膜的信息传递功能。
6．下列有关细胞间信息传递的叙述，不正确的是( )
A．不同的细胞通讯类型，细胞之间的信号转导过程有所不同
B．细胞间的信息传递使生物体作为一个整体完成生命活动
C．两个细胞的信息传递全靠细胞间接触
D．信息传递能够调节和控制物质代谢和能量代谢的协调进行，同时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
解析：选C。两个细胞的信息传递除了依靠细胞间接触，还有通过循环系统的作用和细胞间形成通道传递信息等方式。
7．一箱未成熟的苹果放置两个星期变化不大，如果放入一个成熟的苹果，整箱苹果很快就变得美味可口了。该过程中，代谢信息的传递依靠的激素是( )
A．一氧化氮
B．生长素
C．胰岛素
D．乙烯
答案：D
8．以下全部属于化学信号的一组是( )
①胰高血糖素
②乙烯
③生长素
④肾上腺素
⑤H2O
⑥呼吸酶
⑦一氧化氮
⑧神经递质
A．①②③④⑦⑧
B．①③④⑥⑦⑧
C．①②③④⑥⑧
D．①③④⑤⑦⑧
解析：选A。呼吸酶是生物催化剂，不是化学信号。
9．生物体内细胞通讯的一种重要方式如图所示，图中的“化学物质”指的是( )
A．维持机体相对稳定的重要激素
B．细胞膜上受体所识别的酶
C．DNA调节细胞功能所必需的物质
D．生物体吸收的食物分子
解析：选A。由题图中的信息可知：腺体分泌的化学物质直接进入血液，随血液循环作用于靶器官，该物质是维持机体相对稳定的激素。
10．有关细胞信号转导过程的叙述，不正确的是( )
A．在产生应激反应时，分泌肾上腺素的过程需要能量
B．胞间信号能够被细胞膜上的受体特异地结合
C．在信号转导过程中，可能有多种胞间信号能诱导cAMP的产生
D．胞间信号的种类很多，因此能诱导产生的第二信使分子相应地也很多
解析：选D。第二信使分子的种类并不多，但是具有通用性，因此可以和多种第一信使分子发生作用。
二、非选择题
11．根据如图回答下列问题：
(1)图中反映的是细胞膜的________________________________________________________________________功能。
(2)图中甲表示的是____________________的细胞，乙表示的是____________细胞。
(3)图中①表示________________________________________________________________________，②表示________
细胞膜上的________，其化学本质大多数是________________________________________________________________________。
(4)细胞之间除了通过直接接触传递信息外，还可间接传递信息，如内分泌细胞将____________分泌出来后，由____________运输到全身各处，作用于远处的靶细胞。
(5)轮藻细胞逆浓度吸收K＋，体现了细胞膜具有的功能特性是____________________。
答案：(1)信息传递
(2)发出信号 靶
(3)与膜结合的信号分子 靶 受体 蛋白质
(4)激素 血液
(5)选择透过性
