备课素材知识点:身体的细胞是如何相互交流的 高中生物人教版选择性必修1
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随着这一过渡,出现了许多挑战。该小组项目的成员,即细胞,必须相互沟通和协调。现在,如果它们需要某些东西,例如多余的糖或感染时对免疫系统的关注,它们就需要提醒身体的其余部分。多细胞生物还必须建立有效的运输途径(例如血管),以快速分配所需的资源。
因此,多细胞生物中的所有细胞必须在称为“生存”的项目中共同努力,而有效的沟通是其成功的关键。细胞没有声音和嘴巴可以彼此交流,但这怎么可能呢?
细胞通过一种称为小区信令的高效、动态的通信形式来完成所有这些工作。
细胞信令:非常复杂
细胞信号传导是身体细胞之间通讯的过程,它遵循“简单”的三个步骤。
假设细胞A想要向细胞B发送消息。细胞A分泌携带该消息或信号的分子。这些分子被称为信号分子,其功能类似于邮递员或信使。信号分子可以是脂质、蛋白质甚至气体。
现在,为了接收消息,细胞B需要一个接收器。受体是一种可以结合信号分子的蛋白质。它们位于细胞表面上以结合外部分子,或者它们可以是与细胞内信号分子结合的胞质受体。
每个受体对于特定的信号分子都是唯一的,只有具有信号分子受体的细胞才能接收其信息。当来自细胞A的信号分子与细胞B上的受体结合时,细胞信号的第一部分就完成了。
分子与细胞B上其相应受体的结合会激活该受体。这种激活是通过改变受体的形状来实现的。细胞B的主动受体现在可以发起一系列事件,其中消息被放大并传播到细胞的其他部分,有时甚至传播到其他分子。这是细胞信号传导的第二步,称为转导,该过程称为信号转导途径。
第三步也是最后一步是回应。信号分子现在已经成功将细胞 A的消息传递给细胞B。细胞B现在必须决定如何响应此消息。响应是由于细胞B受体的激活引发的信号转导途径而发生的。例如,如果细胞A已警告细胞B血糖水平升高,则所产生的反应将使胰岛素的产生增加。
细胞信号传导的类型
对于大多数细胞而言,细胞信令保留的顺序是相同的,但是取决于分隔两个通信细胞的距离,细胞信令可以被分类为几个不同的类别。
细胞信号可以大致分为细胞内信令和细胞间信令。细胞内信号发生在细胞内,以响应内部和外部刺激。换句话说,它只是当一个细胞在自言自语和独立工作。另一方面,细胞间信号是细胞与身体其他细胞对话的地方。在许多情况下,信号可能涉及细胞自言自言,并涉及他人,以产生响应。
在细胞间信号传导的情况下,信号的类型可以根据行进的距离进一步分类。
自分泌信号转导:有时细胞可以产生与自身膜上的受体结合的信号转导分子。这样,细胞就有可能向自己发送消息!尽管听起来很奇怪,但自分泌信号传导在发育过程中至关重要,因为它可以确保正确的细胞分裂和细胞身份的维持。将其视为设置提醒并为自己写笔记;看起来很怪异,但有时有必要。
直接接触信号:某些细胞彼此非常靠近,处于直接接触状态。这样的细胞具有连接它们的通道。例如,动物细胞中的间隙连接和植物细胞中的胞膜线是连接相邻细胞的通道。信号分子可以轻松通过这些通道。此功能使一组小区能够响应仅一个小区接收到的信号。
旁分泌信号传导:这种通信形式发生在彼此靠近但未连接的细胞之间。在这种情况下,细胞通过化学信号分子在短距离内的扩散进行交谈。神经元(脑细胞)之间的突触信号传导是旁分泌信号传导的一个例子。神经元在它们自身与下一个神经元之间的间隙中释放称为神经递质的信号分子,这种间隙称为突触。因此,突触信号通过跨多个神经元发送信息,使我们的大脑和中枢神经系统协同工作。
内分泌信号传导:这是彼此远离的细胞所采用的一种方法。就像国际上运送的包裹一样,信号分子可能会穿过血流到达目标细胞。这样的分子称为激素。例如,肾上腺释放的肾上腺素是战斗激素。肾上腺素在压力下释放,可导致心率和血压升高,血液重新分配到肌肉,增加葡萄糖生成等。因此,这种激素从肾上腺经血流遍及全身,增加了心肌的运动,从而增加了泵送的能力,也使肝脏产生了葡萄糖。
细胞信号传导的重要性
身体许多细胞之间的交流使我们能够响应和适应我们不断变化的环境。从发育方面,细胞信号确保所有身体器官和组织在同一页上。也就是说,它保证像细胞功能、大小、位置和数字等事物被检查。这样,不同专业组织的细胞保持其特性和功能。例如,心脏细胞只存在于心脏中,肝细胞只存在于肝脏中,并且两者都发挥各自的专门作用。
细胞信号传导的作用在发育阶段后不会结束,它们必须提醒人体的免疫系统注意任何细菌或病毒的入侵。换句话说,细胞信令不是朝9晚5的工作。它有助于身体适应环境,而这些高度复杂的信号传导途径对于一个人的幸福极为重要。研究人员已经将多种疾病(例如癌症、癫痫病、多发性硬化症和阿尔茨海默氏病)与信号传导途径的缺陷联系在一起。
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