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信息传递生命的自我调控
一、信息传递是生命活动的重要内容 1、生命活动中充满着信息交流:生命活动的基本内涵是维持和延续生命,包括:觅食、繁殖和躲避危险等环节。 生命活动的每个环节都充满着信息的交流。例如: 猎食者和猎物之间 雄性和雌性之间 同一种群个体之间 美洲猎豹用撒尿标记自己的领地 2、生物体内部的信息协调 每个生物体都是信息发送源,又是信息接受体。 信息的发送包括: 物理信号——光、形体动作、声 化学信号——气味 细胞间信息物质 由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质。信息物质包括: 二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号 受体:细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合,进而引起生物学效应的特殊蛋白质,个别是糖脂。 配体:能与受体特异性结合的生物活性分子(细胞间信息物质)。 受体分类 信 号 传 递 受体作用的特点 1. 高度的专一性 2. 高度亲和力 3. 可饱和性 4. 可逆性 5. 特定的作用模式 ◆多为反式作用因子,当与相应配体结合后,能与DNA的顺式作用元件结合,调节基因转录。 ◆能与胞内受体结合的信息物质有类固醇激素、甲状腺激素等 神经系统——协调内、外 激素系统——主要协调内部 神经系统在信息传递中的作用 人的神经系统是不可分割的整体。 中枢神经系统主要包括脑和脊髓,脑包括大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓; 周围神经系统主要由12对脑神经和31对脊神经组成。 神经系统协调生物体对外界的反应 神经系统的信息传递 轴突和树突有着明显的差别 突触是神经元传出神经冲动的终端。通常,在突触小球后面紧靠着另一个神经元的树突或细胞体,或紧靠着一个效应细胞(例如肌肉细胞或腺细胞)的细胞膜。 神经冲动的产生和传导 静息电位:神经元在静息状态时,即未接受刺激,未发生神经冲动时,细胞膜内积聚负电荷,细胞膜外积聚着正电荷,膜内外存在着-70 mV 电位差。 Na+,K+—ATP泵是造成静息电位的主要原因 Na+,K+—ATP泵,是一个具有ATP水解酶活性的蛋白质,每水解一个 ATP 分子,可将3 个Na+泵向膜外,同时将2个K+ 泵向膜内。 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。 动作电位的产生与传播的特点 “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1ms。一经产生会很快从刺激点向两侧传播,传播速度可达 100 m/S。 不应期 产生动作电位需 1 ms 再加上恢复到原来静息电位状态3-5ms 所以在一个刺激作用后,直至恢复到静息电位状态,总共 4-6 ms 这段时间内,神经细胞对新的刺激无反应,称为不应期。 神经冲动如何跨越两层细胞膜之间的空隙? 神经冲动沿着轴突, 基本上都是按照引起邻段发生动作电位方式向远端传播,到了突触的地方,如何跨越两层细胞膜之间的空隙,传向后一个细胞? 跨越细胞间隙传导神经冲动的两种方式: 电突触 化学突触 间隙 2 nm 20 nm 传导 电位 神经递质 逆向 可以 不可以 生物种类 蚯蚓、虾等 人 化学突触 神经递质及其效应 1921年德国科学家通过这个巧妙的实验第一次证实神经递质的存在。 1933年英国科学家H. H? Dale证实,这个化学物质是乙酰胆碱。 两人因此项工作获1936年诺贝尔医学与理学奖。 神经递质和神经调节物 迄今已发现的神经递质已有十几种,大多数是一些有机小分子——乙酰胆碱、正肾上腺素、?-氨基丁酸、5-羟色胺 此外,还发现一些小肽类物质,如:内啡肽,作用于神经细胞,调节神经细胞对神经递质的感受性,称为神经调节物。 突触后细胞的反应 若突触后细胞是神经细胞,神经递质与受体结合后,会直接/间接打开离子通道,可改变膜电位。 突触后细胞的反应 如果突触后细胞是肌细胞或腺细胞,神经递质与受体结合会产生第二信使,从而改变胞内代谢,引起收缩、排放等 一个神经元就是一个整合器 神经元会随时接受成百上千个信息,进行加工,作出决定: 兴奋/抑制 接着随时输出大量信息至不同细胞。 此外,中枢神经系统(脑-脊髓)在信息加工中起关键作用。 人体神经细胞体
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