21 细胞信息传递1
细胞的信息传递PPT课件
一 胞间信号 •阅读与分析：
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。
乙烯，植物激素
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一 胞间信号
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二 胞间信号的受体
细 胞 表 面 受 体 模 式 图
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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。
• 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。
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• 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。
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【课件】生态系统的信息传递 课件 2022—2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2
信息传递的过程(一般有三个基本环节)
信源
信道
信息受体
（信息产生部位） （ 信 息 传 输 媒 介 ） （信息接收的生物或部位）
2、细胞间的信息传递
信息 通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
信息传递的过程(一般有三个基本环节)
信源
信道
信息受体
（信息产生部位） （ 信 息 传 输 媒 介 ） （信息接收的生物或部位）
三、信息传递在生态系统中的作用
个体 生长发育、个体行为等。
种群 繁衍、种内关系等。
群落 种间关系、生态位等。 生态系统-稳定 信息传递在生态系统中的作用:
①生命活动的正常进行，离不开信息的作用。（个体水平） ②生物种群的繁衍,离不开信息的传递。 （种群水平） ③调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡和稳定。
雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激 素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天 线一样，能准确无误地接收到这种信号，
被捕食的蚜虫立即释放报警信息 素，通知同类其他个体逃避。
及时飞来，喜从天降，巧结良缘。
猫、狗肛门腺分泌物使 粪便尿液等具有特殊气 味，作为领地记号
一、生态系统中信息的种类
2.化学信息 （1）概念：在生命活动过程中，生物还产生一些可以传递信息的＿化＿学＿物＿质，
一、生态系统中信息的种类
1.物理信息
（1）概念：自然界中的_光__、__声__、__温__度__、__湿__度__、__磁__场 等,通过_物__理__过__程__ 传递的信息,称为物理信息。
（2）举例
动物的鸣叫（声）
蝙蝠的回声定位（超声波）
鸟类迁徙中对方向的判断（磁场）
一、生态系统中信息的种类
第3章 生态系统及其稳定性
第十二章 细胞信息传递
3、信息物质：具有调节细胞生命活动的化
学物质。 跨膜的信号转导： 特定的细胞释放信息物质→经扩散 或血循环到达靶细胞→与靶细胞的受体 特异结合→受体对信号进行转换并启动 靶细胞内信使系统→靶细胞产生生物学 效应。
第二节
信息物质-配体
一、信息物质概念：信息物质也称为信息分子或配 体，是指具有调节细胞生命活动的化学物质。
第十二章
细胞信号的传递
第一节
概述
●细胞通讯（cell communication）
●细胞识别（cell recognition）
一、细胞通讯（cell communication）
1、细胞通讯的概念：一个细胞发出的信息通过介质传递到另一
个细胞产生相应的反应，是细胞间识别、联络和相互作用的过程。
细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞
Three classes of cellsurface receptors
2、胞内受体
胞内受体多为反式作用因子。 是类固醇激素、甲状腺素、维甲酸（视黄酸）、 VD3等脂溶性物质的膜内受体。 结构： 1. 高度可变区： N端 转录激活作用 2. DNA结合区： 富含半胱氨酸并有锌指结构 保守序列 3. 激素结合区：C端 配体结合区 二聚化区 激 活转录 4. 铰链区
学信号：激素(hormone)，经体液循环系统运送到相应靶组织
或靶器官，从而影响靶组织或靶器官的机能状态。作用距离最 远（m），膜受体或胞内受体。 B、旁分泌(paracrine)系统的化学信号：细胞因子，作用于 周围细胞（μm），膜受体。
C、自分泌(autocrine)：作用于自身，仅限于病理条件，如肿
的功能，控制细胞的生长、分裂、分化和凋亡是必须的。 了解细胞通讯对认识细胞在生命活动各方面的表现和调控 方式，理解生命活动的本质，在分子水平认识各种疾病的发病机 制等都有重大意义。
细胞运输和细胞信号传导
细胞运输和细胞信号传导细胞是生物体的基本组成单位，其内部需要进行各种物质的运输和信息的传导，以维持正常的生命活动。
本文将就细胞运输和细胞信号传导的机制进行深入探讨。
一、细胞运输细胞内的物质运输主要依赖于细胞膜和细胞质内的各种细胞器。
细胞膜作为细胞的外包装，起到了筛选物质的作用。
它通过渗透作用和主动转运的方式将物质进入或排出细胞。
A. 渗透作用渗透作用是指细胞膜对溶质的选择性透过性。
当细胞外部的溶质浓度高于细胞内部时，细胞膜会主动让溶质进入细胞，达到浓度平衡。
反之，当细胞内部的溶质浓度高于外部时，细胞膜则会主动将溶质排出。
B. 主动转运主动转运是指细胞膜通过蛋白通道将物质主动转运进入或排出细胞。
其中，受体介导的运输和离子泵是两种常见的主动转运方式。
受体介导的运输是指细胞膜上存在特定的受体蛋白，当特定信号物质结合到受体上时，细胞膜会发生变化，将物质运输进入或排出细胞。
离子泵则是指细胞膜上的特定蛋白通过ATP酶的作用，将离子的浓度从低到高进行主动运输。
C. 细胞器的运输除了细胞膜的运输，细胞质内的各种细胞器也需要进行物质的运输。
其中，高尔基体、内质网和线粒体是物质运输的主要场所。
高尔基体位于细胞内，常常与内质网相连。
它负责将合成的蛋白质转运到目标细胞器或细胞膜上，以完成其功能。
内质网则是细胞内的一个复杂的网络结构，它参与了蛋白质的合成、折叠和修饰过程，然后将蛋白质运输到高尔基体或其他目的地。
线粒体是细胞内的能量中心，它需要将细胞质中的营养物质转化为ATP能量。
线粒体通过内质网和高尔基体的运输系统，将所需的物质通过积极和被动的方式运送到细胞内。
二、细胞信号传导细胞信号传导是细胞间相互沟通的重要手段，它通过一系列信号分子的传递和感受器的激活，将外界信号传递到细胞核，最终调控细胞的生理活动。
A. 信号分子的传递细胞信号传导的第一步是信号分子的传递。
这些信号分子可以是细胞外的激素、神经递质，也可以是细胞内的小分子信号物质。
细胞信息传递
2.2 蛋白激酶的级联反应
某些激酶类相互偶联。酶可以迅速、特异催化生成
大量的产物分子。逐级磷酸化的信号转导酶级联 （enzyme cascades）系统，显著放大胞外信号。
典型的MAPK激酶家族级联：
MAPK激酶的激酶（MAPKKK，MKKK）
—— SH2（ Src homology domain 2, SH2）结构域： 约含100残基，识别蛋白含磷酸化酪氨酸的特异模体；
—— SH3结构域：50～100残基，识别富含脯氨酸 特异模体。
SH1
SH2、SH3是细胞Src蛋白的同源结构域
—— PH结构域：约有100残基，识别结合膜磷脂 衍生物（如PI-3,4,5-P3等）
—— 蛋白酪氨酸激酶（tyrosine- protein kinase, TPK）。
—— 作用于其他氨基酸残基的蛋白激酶，如蛋白 半胱氨酸激酶等。
2）蛋白磷酸酶（protein phosphatase）
靶蛋白分子的去磷酸化，逆转相应蛋白激酶作用， 关闭由蛋白激酶开启的信号途径。
—— 蛋白丝/苏氨酸磷酸酶，如磷蛋白磷酸酶-1、 -2（PP-1，-2）；
亚基
功能
s 激活腺苷酸环化酶
i 抑制腺苷酸环化酶
p 激活磷脂酰肌醇的特异磷脂酶Ｃ
o 大脑中主要的Ｇ蛋白,可调节离子通道 Ｔ 激活视觉
*o表示另一种(other) ＊＊T：传导素 (transductin)
3. 小分子G蛋白
又称小GTP酶(small GTPase)，属于Ras蛋白超家族 —— 细胞生长、分化、增殖等信号转导。 —— 包括Ras、Rho、Arf、Rab、Ran几亚家族。结构与 功能类似G蛋白α亚基。 —— Ras蛋白是通用的信号转导物。
细胞信号的传递
胞内信号发起和细胞对信号反应的类型
细胞的信号系统
一 二 三 四 五 细胞通讯与细胞识别 通过细胞内受体介导的信号传递 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 由细胞表面整联蛋白介导的信号传递 细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的 网络整合信息
一
细胞通讯与细胞识别
（一） 细胞通讯 （二） 细胞识别与信号通路 （三） 细胞的信号分子与受体
4．第二信使与分子开关
第二信使 (second messenger) ：第一信使与受体作 用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使， 包括 cAMP 、 cGMP 、三磷酸肌醇 (IP3) 、二酰基甘油 (DG)。 第二信使学说 (second messenger theory) ：不能进 入细胞的信号分子作用于细胞表面受体，导致胞 内产生第二信使，激发一系列生化反应，产生一 定生理效应，其信号作用随其降解而终止。 Sutherland 因 cAMP 的研究工作，提出第二信使学 说而获得1971年诺贝尔医学和生理学奖。
• R ． Furchgott 等三位美国科学家因此获得 1998 年 诺贝尔医学和生理学奖。
乙酰胆碱
三 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递
离子通道偶联的受体 ion-channel linked receptor G-蛋白偶联的受体 G-protein linked receptor 酶偶联的受体 enzyme-linked receptor
NO的作用机理
①血管内皮细胞 / 神经细胞接受刺激 ( 乙酰胆碱）， Ca2+内流，激活NO合成酶，内源性合成NO：
NOS
NO+ L瓜氨酸 L-精氨酸 + O2 ②NO 扩散到邻近细胞，结合鸟苷酸环化酶 (GC) 活性 中心的Fe2+，增强其活性，cGMP合成增多； ③ cGMP作为第二信使介导蛋白质磷酸化等过程，发 挥多种生物学作用。
细胞生物学-信号传递
（二）细胞识别（cell recognition）
概念：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相 互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现 为细胞整体的生物学效应的过程。
3
●细胞通讯方式：
分泌化学信号进行通讯 接触性依赖的通讯 细胞间形成间隙连接实现代谢偶联或电偶联
4
1.细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯
cAMP信号通路
概念：细胞外信号和相应的受体结合，导致胞内第二信使
cAMP的水平变化而引起细胞反应的信号通路。
cAMP信号通路的组成成分
激活型 抑制型 抑制型受体(Ri)
（接受胰高血糖素等）inhibit
受体
激活型受体(Rs)
（接受肾上腺素等）stimulate
G-蛋白
激活型的G-蛋白（Gs）
抑制型G-蛋白(Gi)
细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分 子作用于靶细胞，调节其功能，可分为4类。
5
内分泌（endocrine）：①低浓度；②全身性；③长时效。 旁分泌（paracrine）：细胞分泌的信号分子通过扩散作用 于邻近的细胞。包括各类细胞因子和气体信号分子。 自分泌（autocrine）：信号发放细胞和靶细胞为同类或同 一细胞，常见于癌变细胞。 化学突触（chemical synapse）：神经递质由突触前膜释 放，经突触间隙扩散到突触后膜，作用于特定的靶细胞。
31
G蛋白：即GTP结合蛋白(GTP binding protein)，简称G蛋白。 由α、β、γ三个亚基组成， β 和γ亚基通过共价结合的脂 肪酸链尾结合在膜上。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的
作用，当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于
细胞信息传递的三种形式
细胞信息传递的三种形式
细胞信息传递是指细胞通过不同层次的信号传递技术，实现细胞内外环境的对话、同步和调节，以实现持续的生物学功能的过程。
细胞信息传递的形式有三种：化学传递、物理传递和电信号传递。
首先，化学传递是细胞信息传递最常用的形式之一。
化学传递被用于发送和接收各种细胞生理过程之间的信息，例如神经元之间的交流。
化学信号以分子形式存在，可以被激活和失活，以便发送和接收信号。
其次，物理传递是一种信息传递形式，它可以用于将消息在距离较远的细胞之间迅速传递。
例如，物理传递可以用于作为水关联的细胞信号的传递，包括了离子、各种分子和蛋白质等，它们会改变细胞的功能和活性。
物理传递也可以用来传递外部环境（外部物理因子）对细胞的影响。
最后，电信号传递被用于将神经元彼此联系起来以实现机械和化学的变化，这些变化可以催生心理和行为上的改变。
电信号传递被研究为如何实现神经元调节的一种方法，并且它以特定的结构传递，并在航向细胞的外部的时候改变它的状态，这种改变能够影响对细胞内外环境作出改变。
总的来说，细胞信息传递有三种形式：化学传递、物理传递和电信号传递。
这三种信息传递形式，能够赋予细胞完整的洞察力以及生存力，使细胞能够将它们视为彼此之间的对话，进行调节和沟通，并以此传递和表达自身的信息。
每种传递方式不仅是细胞直接交流的方式，而且也为细胞运转提供了重要的基础构建。
细胞间的信息交流
细胞间的信息交流生物体内的细胞是构成生命的基本单位，它们之间通过各种方式进行信息交流，保持着整个生物系统的正常运作。
细胞间的信息交流是一个复杂而精密的过程，涉及到多种信号传导途径和分子机制。
1. 细胞间的物质交流细胞间的物质交流是通过细胞外环境中的分子信号物质完成的。
细胞表面的受体蛋白可以感知到这些信号物质的存在，并通过信号传导通路将这些信息传递到细胞内部。
这种物质交流方式可以是细胞之间的直接接触，也可以是通过细胞外液相介质传递的间接方式。
2. 细胞间的细胞外囊泡传递细胞间的信息交流还可以通过细胞外囊泡传递实现。
细胞可以释放包含一定分子信号的囊泡，并被其他细胞吞噬，从而将信息传递给其他细胞。
这种细胞外囊泡传递是一种高效的细胞间通讯方式，特别在免疫系统和神经系统的调节中起着重要的作用。
3. 细胞间的细胞联系结构细胞间的信息交流还可以通过细胞之间的联系结构实现。
例如，细胞之间的连接蛋白可以形成细胞间连接，通过这些连接细胞间既可以进行直接的物质交换，也可以进行细胞信号传导。
细胞连接结构的形成和调节对于维持细胞组织的完整性和功能的正常发挥至关重要。
4. 细胞间信息交流的生理功能细胞间的信息交流是维持整个生物体内各种生理功能的基础。
通过细胞间的信号交流，生物体可以对内外环境的变化做出及时的反应，调节细胞的代谢、增殖和分化等功能。
进而维持生物体内部稳态的平衡状态，保证机体的正常生长和发育。
结语细胞间的信息交流是生命系统中一个至关重要的过程，它体现了生物体内部各个细胞之间高度协调和相互作用的复杂网络。
深入理解和研究细胞间的信息交流机制，不仅有助于揭示生命活动的本质，也为疾病的治疗和预防提供了新的理论基础和方法思路。
继续探索细胞间信息交流的奥秘，将有助于揭开生命科学领域更多的未知领域。
21细胞的结构和功能-山东省德州市七年级生物上册课件(共46张PPT)
是（ B ）
A、自来水、生理盐水、碘液
B、凉开水、生理盐水、碘液
C、生理盐水、自来水、碘液
D、碘液、生理盐水、凉开水
3.在植物细胞结构中,维持细胞正常形态并起保
护作用的结构是 （ C ）
A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞壁 D．细胞核
皮肤是最大的器官
癌细胞的特点
在各种因素的影响下细胞的分裂 失去控制
细胞不断分裂而不分化
细 细胞分裂 胞 的 细胞生思考：人体是如何由小长大？ 在生长过程 中，细胞会发生怎样的变化？
一.细胞分裂
植物细胞的分裂过程：
1
2
3
1.细胞核先由一个分成两个 2.细胞质平均分成两份，各含有一个细胞核 3.在原来细胞的中央，形成新的细胞膜和细
胞壁
动物细胞的分裂过程
1
2
3
1.细胞核先一分为二 2.细胞质平均分成两份，各含有一个细胞核 3.细胞膜向内凹陷，缢裂成两部分
肌肉组织 收缩、舒张
神经组织 接受刺激产生 并传导兴奋
血液、脂肪、 坚硬的骨和软骨 骨骼肌、平滑肌
和心肌
脑和骨髓中
如果你的皮肤 不慎被划破，你会感到疼， 会流血。这说明皮肤可能含有哪几种组织？
皮肤分布在人体表面，有保护作用， 说明皮肤中有上皮组织，如果皮肤被 划破，我们会感觉疼，说明皮肤中有 神经组织，皮肤划破会流血，说明皮 肤中含有结缔组织。
细胞分裂
1.细胞在分裂过程中，变化最大的结构是什么?
细胞核内的遗传物质有什么变化？ 变化最大的是细胞核. 遗传物质先复制,然后 平均分配到两个新细胞中。新细胞的遗传物 质和原细胞相同. 2.一个细胞分裂后形成几个新细胞？连续分裂 n次呢？ 两个 2n
第十四章 细胞信息传递和受体分子生物学
根据受体同源性的差异， G蛋白偶联型受体可分为三个超 家族： 第I族：此族包括了绝大多数与G蛋白偶联的受体，主要 分两大类(表14-3)。
第II族：这一族包括肠促胰液素(secretin)、血管活性肠肽 (VIP)、降钙素(calcitonin)和甲状旁腺激素受体。 第III族：代谢型谷氨酸受体。
G蛋白中介的反应可分为四个阶段：
第一阶段为静止态。含、和亚基。第二阶段， 激动剂分子与受体结合，使受体的构象变得易于 与G蛋白结合。第三阶段，/GTP在细胞膜内扩散， 与不同的靶蛋白效应酶或离子通道相连，引起不 同的生物效应。当GTP酶水解/GTP成/GDP时， 效应过程终止。第四阶段是/GDP从效应靶蛋白 上解离，亚基与亚基重新结合，形成复合 物，从而完成了一个循环。每个循环过程起到信 号放大的作用。
第十四章 细胞信息传递和受体分子生物学
•第一节 细胞信息传递概述 •第二节 受体 •第三节 细胞信息的传递途径及其分子机理 •第四节 信息传递途径的交互联系
第一节 细胞信息传递概述 按照信息物质的分泌与作用方式，可将细胞间 联络分为三类模式(图14-1)：内分泌(endocrine)、 旁分泌(paracrine)和自分泌(autocrine)。
㈣ DNA转录调节型受体(图14-10) (图14-11)
细胞生物学--细胞信号转导与信号传递系统
1．细胞内cAMP浓度升高所起的作用： 糖原降解； 激活特定基因的转录。
2．cAMP发生作用的过程（机制）：
• cAMP依赖蛋白质激酶——A激酶。 • cAMP-—PKA—下游蛋白的丝氨酸/苏氨酸
磷酸化—激活基因调控蛋白—基因表达。
cAMP 信号与 基因表 达
（二）细胞内的钙信号传递途径
作用于同种细胞，甚至同自身的受体结合引 起反应，分泌信号分子的细胞既是信号细胞， 也是靶细胞。
二、靶细胞
（一）靶细胞反应的特征
1、专一性地识别信号 细胞按发育编程，在不同
的分化阶段分别对专一的信号分子识别。
2、反应的差异性 一种信号分子对不同的靶细
胞常有不同的效应。这是由于1）细胞表面受体组 合不同，2）细胞内的装置对接收的信息在细胞内 进行不同的整合和译解。
3、G蛋白激活靶蛋白的作用机制：
• G蛋白α亚基具有GTP酶活性，α亚基与其靶 蛋白相互作用后，几秒钟后把GTP水解成了 GDP，α亚基便与βγ复合物重新结合成无活 性的G蛋白。
4、信号转导中G蛋白活性变化过程：
（1）受体激活；（2）G蛋白激活； （3）G蛋白复原失活。
5、刺激性G蛋白和抑制性G蛋白（Gs 和Gi）
1．钙离子产生调控作用的两种基本过程：
（1）钙离子—钙调素—靶蛋白（直接作用形式） （2）钙离子—钙调素—钙离子/钙调素依赖的蛋白
激酶—使下游蛋白或自身磷酸化—产生生理效 应（间接作用方式）。
2、cAMP途径与钙离子途径之间的交互作用
（1）与cAMP合成和降解有关的酶可受到钙离子/钙 调素复合物的调节，反过来，PKA也影响钙通道和 钙泵的活性。
信号细胞(signaling cell)：能产生信号分子的细胞.
《细胞信息传递》课件
信号转导
1
激素信号转导
激素通过激活细胞膜上的受体，进而触发细胞内的信号级联反应来传递信息。
2
细胞因子信号转导
细胞因子作为信号分子，通过结合受体启动信号级联反应，影响细胞的生理和免 疫应答。
3
意外化合物信号转导
意外化合物可以激活特定细胞受体，引发复杂的信号传递网络，参与细胞间的信 息交流。
受体
受体的种类 受体的结构与功能
细胞膜受体、细胞质受体和细胞核受体
受体通常具有配体结合位点，通过配体结合来激 活或抑制相关的信号转导通路。
胞内信号传递
1
细胞内信号传递的通路
胞内信号传递通过一系列的分子级联反应，将细胞外的信号传导到细胞内部，以影响细胞的 功能。
2
细胞内信号传递的调节
细胞内信号传递的过程受到多种调节机制的控制，包括酶的激活与抑制、蛋白激酶的磷酸化 和蛋白磷酸酶的去磷酸化。
细胞信息传递在生物技术上的应用
利用细胞信息传递的原理，可以开发出新的生 物传感器、基因治疗和细胞工程等生物技பைடு நூலகம்应 用。
结论
1 未来在细胞信息传递方面的发展趋势 2 细胞信息传递对人类的意义
随着技术的进步和对细胞信息传递机制认识 的深入，未来将有更多创新的方法和技术应 用于此领域。
细胞信息传递研究有助于我们更好地理解生 命的本质，并为解决重大疾病和推动生物技 术领域的发展提供支持。
错误信号传递
1 常见错误信号传递的机制
错误信号传递可能由于基因突变、异常的细 胞信号响应或外界干扰等多种机制引起。
2 错误信号传递的影响
错误的细胞信息传递会导致细胞功能异常， 甚至引发疾病的发生和发展。
应用
细胞信息传递在疾病治疗上的应用
生物体内的信息传递
人体神经细胞体
02
90％ 在脑/脊髓中
03
10％ 在外周神经节
04
1
激素系统和细胞信息传递
2
（本节见参考书第184-189页）
3
内分泌，侧分泌和自分泌 激素系统的主要功能是保持生物体个体内部的协调运作。
激素系统原来一直称为内分泌系统。人有各种内分泌系腺，“激素是由内分泌腺分泌的有机分子，由血循环带至身体各部分，作用于特定的靶细胞，只需很低浓度即可引起靶细胞给出独特的反应”。
动作电位 当神经细胞受到刺激时，细胞膜的透性急剧变化，大量正离子（主要是 Na+）由膜外流向膜内，使膜两侧电位从 －70 mV , 一下子跳到 +35mV，这就是动作电位。动作电位的产生，意味神经冲动的产生。
图
01
02
动作电位坐标图
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动作电位的产生与传播具有以下特点： “全或无”：刺激强度不够，不产生动作电位，刺激达到或超过有效强度（阈值），动作电位恒定为 +35 mV。 快速产生与传播：动作电位的产生很快，大约仅需 1 ms 时间。 动作电位一经产生，很快从刺激点向两侧传播，传播速度可达 100 m/S。
1
神经系统协调生物体对外界的反应
2
人体的一个简单的反应—— 膝跳反射。
3
返回
膝跳反射示意图
01
膝跳反射实际上是两个神经元细胞分别联系着
感受器（肌梭）
效应器（横纹肌）。
02
03
感 受 器 和 效 应 器
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贰
实际上，人的神经活动，都会不同程度的受到脑的影响，所以，在大多数情况下, 神经元细胞之间联系要比上述协调膝跳反射更复杂一些。
图
返回
对生命活动调节中“细胞间信息传递”的解读
教学链接2021年第1期对生命活动调节中“细胞间信息传递”的解读重庆市第八中学校(401120) 郝建仕摘要基于稳态与调节观、信息观的生物学思想观念，从5条不同的信息传递途径对细胞间信息传递的机制进行阐述和解读，并指出信息传递受阻会引起人体相关疾病产生。
关键词生物学思想观念;生命调节；信息传递;作用机制 文章编号 1005 - 2259(2021)1 -0036 - 03人教社2019年版生物学教材选择性必修1 “稳态与调节”模块围绕生物体稳态的保持和相关 调节活动展开教学，包含神经调节、体液调节、免疫 调节和植物激素调节。
每个调节机制相对独立又 共同协调完成整体生命活动，其中体液调节是联系 枢纽，起到至关重要的作用。
本文以体液调节中激 素调节的作用机制——细胞间信息传递为重点进行解读。
GPAld + NADP + +Pi由以上分析可知，新人教版的描述更加准确。
通过对不同版本教材“分子与细胞”模块中相 关问题的比较分析，笔者发现新人教版在旧人教版 的基础上更新了一些描述，增添了新的研究内容， 注人了新的教学理念。
教师在日常教学过程中要 认真研读不同教材，及时发现教材内容的调整，了 解不同版本教材的差异,把握生物学前沿知识，推 动新课程改革和生物学教学的发展。
参考文献[1] 汪忠.普通高中课程标准实验教科书:生物:必修1分子与细胞[M ].南京:江苏省出版总社，2014.[2] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书：生物:必修1分子与细胞[M ].北京：人民教育出版 社，2004.1信息分子与受体1.1信息分子信息分子是生物体调节细胞生命活动的一类化学物质，包括第一信使与第二信使。
由细胞分泌 调节靶细胞代谢活动的是细胞间信息分子（即第一 信使），包括神经递质、激素、细胞因子等。
1.2受体受体是能识别和结合信息分子，引起细胞内产[3] 朱正威,赵占良.普通高中教科书:生物学:必修1分子与细胞[M ].北京:人民教育出版社,2019.[4] 沈萍,陈向东.微生物学[M ].8版.北京:高等教育出版社,2016:29 -35.[5] 祝峥.药用植物学[M ]. 2版.上海:上海科学技术出版社，2017:102 - 104.[6]方炎明.植物学[M ].北京：中国林业出版社,2006:15-18.[7]Nanbo A,Kawanishi E,Yoshida R,et al. Exosomes derived from epstein-barr virus-infected cells are internalized via caveola-dependent endocytosis and promote phenotypic modulation in target cells [ J ]. J Virol ,2013 , 87(18) ： 10 334 -10 347.[8 jRenard H F,Simunovic M,Lemiere J,et al. Endophilin-A2 functions in membrane scission in clathrin-independent endocytosis [J]. Nature ,2015,517 (7535) ：493 - 496.[9] 陈阅增，张宗炳.普通生物学[M ].北京:高等教育出版社，1997:68.[10] 吴相钰，陈守良，葛明德.陈阅增普通生物学[M ].4版.北京:高等教育出版社，2014:67 -68. ANADPH 提供能量。
《细胞通过质膜进行信息交流》 知识清单
《细胞通过质膜进行信息交流》知识清单在我们奇妙的生命世界中，细胞是构成生物体的基本单位。
就如同人类社会中的个体需要交流一样，细胞也需要相互传递信息来协调各种生命活动。
而质膜，作为细胞的“边界卫士”，在细胞信息交流中发挥着至关重要的作用。
一、细胞间直接接触进行信息交流有些细胞可以通过直接接触来传递信息。
例如，在免疫反应中，免疫细胞之间的识别和作用就依赖于细胞表面的分子。
当抗原呈递细胞与 T 细胞接触时，它们表面的蛋白质会相互作用，传递免疫信号，启动免疫应答。
再比如，精卵细胞的结合也是通过细胞直接接触实现的。
精细胞表面的特定蛋白质能够与卵细胞表面的受体结合，从而完成受精过程，开启新生命的旅程。
二、通过化学信号分子进行信息交流这是细胞信息交流中一种非常常见且重要的方式。
细胞会分泌一些化学物质，这些化学物质被称为化学信号分子。
化学信号分子可以分为三类：1、激素：由内分泌腺分泌，通过血液循环运输到全身各处，作用于靶细胞。
例如，胰岛素由胰岛 B 细胞分泌，能够促进细胞摄取、利用和储存葡萄糖，从而降低血糖水平。
2、神经递质：在神经元之间传递信息。
当神经冲动传递到神经末梢时，突触前膜释放神经递质，与突触后膜上的受体结合，引起突触后膜电位变化，实现神经信号的传递。
3、局部化学介质：由某些细胞分泌后，在局部发挥作用。
比如，在炎症反应中，受损细胞会释放一些化学物质，吸引白细胞向炎症部位聚集。
化学信号分子与靶细胞表面或内部的受体结合，引发一系列的化学反应，从而调节细胞的生理活动。
受体可以分为两类：1、细胞表面受体：位于细胞膜上，与水溶性化学信号分子结合。
2、细胞内受体：位于细胞质或细胞核中，与脂溶性化学信号分子结合。
三、通过相邻细胞间的通道进行信息交流相邻的细胞之间还存在着一些特殊的通道，使得小分子物质能够直接在细胞间传递。
比如，植物细胞之间的胞间连丝就是一种通道。
通过胞间连丝，细胞间可以交换一些小分子物质，如无机盐离子、氨基酸等，实现信息和物质的交流。
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细胞内信息物质(intracellular signal molecules) ：
在细胞内传递细胞调控信号的化学物质， 由第一信号物质经转导刺激在细胞内产生， 包括第二信使及第三信使
一、细胞间信息物质
化学本质
因子
激素
类胰岛素样生长因 -1、 质膜 引起酶蛋白和功能蛋白的 表皮生长因子、 血小板 受体 磷酸化和去磷酸化，改变 衍生生长因子 细胞的代谢和基因表达 蛋白质、多肽及氨基酸 衍生物类激素 类固醇激素、甲状腺素 质膜 同上 受体 胞内 调节转录 受体 胞内 同上 受体
维生素 维生素A、维生素D
第二节 受 体
细胞信息转导
Cell Communication and Signal Transduction
生物化学与分子生物学教研室 朱利娜
细胞间信息物质 信息物质 细胞内信息分子
受体
膜受体介导 信息的转导途径 胞内受体介导
信息转导途径的交互联系
信息转导与疾病
细胞信息传递包括两方面内容：
细胞外信息如何传入细胞内并 引起细胞反应
酪氨酸蛋白激酶功能区（又称SH1, Scr homology
1 domain，与Src的酪氨酸蛋白激酶区同源）位于受体的
C末端，包括ATP结合与底物结合两个功能区。
含TPK结构域的受体 EGF:表皮生长因子 IGF-1:胰岛素样生长因子 PDGF:血小板衍生生长因子 FGF:成纤维细胞生长因子
转化生长因子 （transformation growth factor ，TGF）受体
(4) 激素结合区：与配体和热休克蛋白结合;具有核定位
信号；使受体二聚化；激活转录
二、受体作用的特点
高度专一性
高度亲和力 可饱和性 可逆性 特定的作用模式
受 体 饱 和 度 （ ％ ） 配体浓度
配体－受体结合曲线
Байду номын сангаас
三、受体活性的调节
影响受体数目和(或)受体对配体的 亲和力
磷酸化与脱磷酸化作用
催化结构域
（2）可溶性受体
配体：NO和CO 结构：由、两个亚基组成的杂二聚体，
每个亚基一个GC催化结构域和 血红素结合结构域
膜受体 胞外 胞内 PKH
可溶性受体
GC GC
具有鸟苷酸环化酶活性的受体结构
PKH：激酶样结构域；GC：鸟苷酸环化酶结构域
二、受体的分类、一般结构及功能
胞内受体（intracellular receptor）
受体、肾上腺素能β受体和视紫质受体中可被
棕榈酰化，使受体的胞内部分锚定于质膜
受体的C-末端和胞内第三环含有多个Thr和
Ser残基可被磷酸化，与抑制蛋白—β-视紫红
质抑制蛋白（arrestin）结合 ，使受体不能再 活化G蛋白而失活
G蛋白(guanylate binding protein)
是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 G蛋白通过、 亚基的异戊二烯化的基团或
位于胞浆和细胞核内，多为反式作用因
子，当与相应配体结合后，能与DNA顺式作
用元件结合，调节基因转录。
能与此型受体结合的信息物质有类固醇
激素、甲状腺素和维甲酸等。
NH2 高度可变区 DNA结合区 铰链区 激素结合区
COOH
(1) 高度可变区：具转录激活作用 (2) DNA结合区：顺DNA螺旋旋转并与之结合 (3) 铰链区：引导受体向核内移动
酪氨酸蛋白激酶受体型和非酪氨酸蛋白激酶 受体型的下游常含有 SH2结构域 能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合 SH3结构域 能与富含脯氨酸的肽段结合 PH结构域(pleckstrin homology domain) 识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短 肽，并能与G蛋白的βγ复合物结合 ,还能 与带电的磷脂结合
TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体
4. 具有鸟苷酸环化酶活性的受体
分为膜受体和可溶性受体
配体：包括鸟苷蛋白和心钠素
（1）膜受体
（arrionatriuretic peptide，ANP） 结构：由同源的三聚体或四聚体组成，每一个
亚基包括N末端的胞外受体结构域、跨膜 区、膜内的蛋白激酶样结构域和C末端的 鸟苷酸环化酶（Guanylate cyclase，GC）
膜磷脂代谢的影响
酶促水解作用
G蛋白的调节作用
(Receptor)
受体的概念
受体的分类、一般结构及功能
（一）膜受体
（二）胞内受体
受体作用的特点 受体活性的调节
什么是受体？
受体（receptor）是细胞膜上或细胞内能 特异识别生物活性分子并与之结合，然后将识 别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞 内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个 别是糖脂。 能与受体特异性结合的生物活性分子称为 配体（ligand）
其他
自分泌信号（autocrine signal）:对同种
细胞或分泌细胞本身起调节作用。
有些细胞间信息物质可在不同的个体间
传递信息
二、细胞内信息分子
化学本质
无机离子：如Ca2+ 脂类衍生物：如DAG，花生四烯酸及其代谢产物，
Cer（神经酰胺）
糖类衍生物：如IP3
核苷酸：如cAMP，cGMP
胞浆面的外周蛋白，由、、 三个亚基组成。 亚基的豆蔻酰化的基团锚定于细胞膜。
有两种构象：非活化型；活化型
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
3. 单个跨膜螺旋受体
（1）种类
酪氨酸蛋白激酶受体型：催化型受体 非酪氨酸蛋白激酶受体型 转化生长因子受体 （2）结构特点：化学本质为糖蛋白 细胞外区：配体结合部位 跨膜区：一个螺旋 近膜区 细胞内区 功能区
分成两个亚家族
–
I型受体（transformation growth factor receptorI，TR-I）
–
II型受体（transformation growth factor
receptor-II，TR-II）
具有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域， TR-II能进行
自身磷酸化和磷酸化紧接TR-I激酶结构域N端的GS 结构域中的丝氨酸、苏氨酸残基，而使TR-I活化
作用方式
蛋白质及肽类
神经递质
氨基酸及其衍生物
类固醇激素 脂酸衍生物 气体
内分泌激素
局部化学介质 气体信号 其他
（一）神经递质
又称突触分泌信号(synaptic signal)，在神经系统 细胞间传递信息，由神经元突触前膜释放，作用时间 较短。
（二）内分泌激素
又称内分泌信号(endocrine signal)，由特殊分化 的内分泌细胞释放，通过血液循环到达靶细胞，大多 数对靶细胞的作用时间较长。 氨基酸衍生物 小肽类 含氮激素 蛋白质类 糖蛋白类 类固醇激素
不同亚群细胞之间的协调配合
细胞信息转导方式
① 通过相邻细胞的直接接触
② 通过细胞分泌各种化学物质来调节 其他细胞的代谢和功能
特定的细胞释放信息物质
信息物质经扩散或血循环 到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合 受体对信号进行转换并启动 靶细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应
细 胞 信 息 转 导 的 过 程
（三）局部化学介质
又称旁分泌信号(paracrine signal)，不进入血循 环，通过扩散作用到达附近的靶细胞，作用时间一般 较短。
（四）气体信号
如NO ，由NO合酶（NOS）通过氧化L-精氨酸的 胍基而产生。在心血管系统中的可能作用机制是提高 GC的活性，从而使细胞内cGMP含量升高。在免疫 系统中，经激活的巨噬细胞释放的NO可以通过抑制 靶细胞线粒体中三羧酸循环、电子传递和细胞DNA 合成等途径，发挥杀伤靶细胞的效应。另外血红素单 加氧酶氧化血红素产生的CO 具有与NO相似的功能。
第一节 信息物质
Signal Molecules
细胞间信息物质
细胞内信息分子
神经递质 内分泌激素 局部化学介质 气体信号 无机离子 脂类衍生物 糖类衍生物 核苷酸 信号蛋白分子
信息物质（signal molecules）：
调节细胞生命活动的化学物质
细胞间信息物质(extracellular signal molecules)：
一、受体的分类、一般结构及功能
膜受体(membrane receptor)
1. 环状受体：即配体依赖性离子通道
2. G蛋白偶联受体：又称七个跨膜α螺旋受体
3. 单个跨膜α螺旋受体 4. 具有鸟苷酸环化酶（GC）活性的受体
1. 环状受体
受神经递质 等信息物质调节。 当神经递质与他 们结合后，可使 细胞膜上的离子 通道打开或关闭， 从而改变膜的通 透性。
信号蛋白分子：如Ras和底物酶
第二信使(secondary messenger)
Ca2+、 DAG、 IP3、 Cer、cAMP、cGMP、花
生四烯酸及其代谢产物等这类在细胞内传递信息的小
分子化合物
第三信使(third messenger)
负责细胞核内外信息传递的物质，又称为DNA
结合蛋白，是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白，
2. G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs)
GPCR的结构特点
受体的N端可有不同的糖基化 胞内的第二和第三个环能与G-蛋白相偶联 受体内有一些高度保守的半胱氨酸残基，