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高中二年级生物

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    细胞通讯是指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。细胞间的通讯对于多细胞生物体调节生命活动是必需的。下图是几种细胞通讯的实例:

    (1)A图中的激素的名称为_____________。肝细胞接受这一激素刺激后所产生的生理反应是____________。
    (2)B图中突触在传递信号时,细胞合成的___________,经过高尔基体加工,形成突触小泡,与突触前膜融合,释放到突触间隙,与突触后膜上相应的_____________结合,此过程实现了电信号→____________→电信号的转换和传导,使下一个神经元产生兴奋或抑制。
    本题信息:2011年北京月考题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “细胞通讯是指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。细胞间的通讯对于多细胞生物体调节生命活动是必需的。下图是几种细胞通讯的实例:(...” 主要考查您对

神经冲动的产生和传导

细胞间的信息传递

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神经冲动的产生和传导:

1、神经元:是一种高度特化的细胞,是神经系统的基本结构和功能单位之一,它具有感受刺激和传导兴奋的功能。神经细胞呈三角形或多角形,可以分为树突、轴突和胞体这三个区域。


2、神经元按照用途分为三种:传入神经,传出神经,和连体神经。
3、根据神经元的功能又可分:
①感觉神经元(sensoryneuron),或称传入神经元(afferentneuron)多为假单极神经元,胞体主要位于脑脊神经节内,其周围突的末梢分布在皮肤和肌肉等处,接受刺激,将刺激传向中枢。
②运动神经元(motorneuron),或称传出神经元(efferentneuron)多为多极神经元,胞体主要位于脑、脊髓和植物神经节内,它把神经冲动传给肌肉或腺体,产生效应。
③中间神经元(interneuron),介于前两种神经元之间,多为多极神经元。动物越进化,中间神经元越多,人神经系统中的中间神经元约占神经元总数的99%,构成中枢神经系统内的复杂网络。
4、兴奋在神经纤维上的传导:以电信号的形式沿着神经纤维的传导是双向的;
静息时膜内为负,膜外为正(外正内负);
兴奋时膜内为正,膜外为负(外负内正),兴奋的传导以膜内传导为标准。



5、兴奋在神经元之间的传递——突触
(1)突触的结构:

突触小体中有突触小泡,突触小泡中有神经递质,神经递质只能由突触前膜释放到突触后膜,使后膜产生兴奋(或抑制)所以是单向传递。(突触前膜→突触后膜,轴突→树突或胞体)
(2)从结构上来说,突触可以分为两大类:
 A.轴突——树突表示为:
B.轴突——细胞体表示为:

(3)兴奋在神经元之间的传递

a、神经递质移动方向:突触小泡→突触前膜(释放递质)→突触间隙→突触后膜。
b、神经递质的种类:乙酰胆碱、多巴胺等。
c、神经递质的去向:迅速地分解或被重吸收到突触小体或扩散离开突触间隙,为下一次兴奋做好准备。
d、受体的化学本质为糖蛋白。
e、神经递质的释放过程体现了生物膜的结构特点——流动性。
f、传递特点:单向性,神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,引起下一个神经元的兴奋或抑制。
g、在突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的过程,所以比神经元之间的传递速度慢。
兴奋在神经纤维上的传导与突触传递的比较:

过程 特点 速度
神经纤维 刺激→电位差→局部电流→未兴奋区 双向传导
神经细胞间 突触小体→突触小泡→递质→突触(前膜→间隙→后膜)→下一个神经细胞的树突或细胞体 单向传递


知识点拨:

1、在膜外,兴奋传导方向与局部电流方向相反。在膜内,兴奋传导方向与局部电流方向相同。
2、在一个神经元内有一处受到刺激产生兴奋,迅速传至整个神经元细胞,即在该神经元的任何部位均可测到生物电变化。
3、判断突触前膜、突触后膜的方法已知突触结构图时,膜内有突触小泡,则该膜为突触前膜,否则为后膜。
4、神经递质作用效果有两种:促进或抑制。递质释放的过程为胞吐,由突触后膜(下一神经元的细胞体或树突部分)糖蛋白识别。
 知识拓展:

一、电流表指针偏转方向与次数的判断
1.在神经纤维上

(1)刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电流计不发生偏转
2.在神经元之间

(1)刺激b点,由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先兴奋,d点后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。
(2)刺激c点,兴奋不能传至a点,a点不兴奋,d 点可兴奋,电流计只发生一次偏转。
二、兴奋的传导方向、特点的分析判断与设计
1.兴奋在完整反射弧中的传导方向判断与分析由于兴奋在神经元之间的传递是单向的,导致兴奋在完整反射弧中的传导也是单向的,只能由传入神经传人,由传出神经传出。
2.兴奋传导特点的设计验证

(1)验证冲动在神经纤维上的传导方法设计:电刺激图①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化。结果分析:若A有反应,且②处电位改变,说明冲动在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应而②处无电位变化,则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
(2)验证冲动在神经元之间的传递方法设计:先电刺激图①处,测量③处电位变化:再电刺激③处,测量①处的电位变化。结果分析:若两次实验的检测部位均发生电位变化,说明冲动在神经元间的传递是双向的;若只有一处电位改变,则说明冲动在神经元间的传递是单向的。
细胞间的信息传递:

1、通讯方式:细胞间信息的传递有神经和体液两条途径,前者主要在生理学讨论。液体途径中有许多信息分子参与,所谓信息分子有细胞内外信息分子,细胞外的信息分子包括激素、细胞因子等,又称第一信使,是将信息从某一种细胞传递至另一种细胞,细胞内的信息分子,即第二信使,则承担将细胞接受的外来信息,转导至细胞内的任务,最终引起相应的生物效应。
2、分类:根据胞外信息分子是否直接进入另一细胞,分为直接通讯和间接通讯两大类。
①直接通讯,指信息分子从相邻细胞之间的连接通道由一个细胞进入另一细胞所进行的通讯联系方式。连接通道由两个细胞质膜上的连接小体构成,连接小体是一种由六个亚基组成的蛋白质分子。连接小体通道的开关主要受Ca2+调节,细胞内Ca2+浓度提高,通道关闭。
②间接通讯:指细胞产生的信息分子分泌到细胞外,经扩散或血液运输到靶细胞,并与靶细胞受体结合,再通过一定机理把信息传递入靶细胞,产生相应生理效应。这种方式可分长距离通讯和短距离通讯。

3、信息分子与受体结合的特点
①高亲和力:即使激素的浓度很低,也能与受体结合而产生生物效应。
②特异性:信息分子通过特定的结构部位与受体特定结构域结合,所以只有有相应受体的靶细胞才对激素起反应。
③结合反应的可逆性。
④激素的生物效应大小通常与激素受体复合物的量成正比。

知识拓展:

1、信息分子的类型及作用胞外信息分子分亲水性和亲脂性两大类。亲水性信息分子包括神经递质,肽类蛋白质类及儿茶酚胺类激素等:亲脂性信息分子包括类固醇激素、甲状腺激素等。信息分子的作用是与靶细胞的受体结合,改变受体的性质和作用。亲水性信息分子不能穿过细胞膜,其受体在靶细胞的膜上,亲脂性信息分子易穿过细胞膜,其受体存在于靶细胞的胞浆及细胞核中。
2、受体的概念、类型、数量和作用
细胞中能识别配体(包括神经递质、激素、生长因子等)并与其特异结合,引起各种生物效应的分子均称受体。受体的化学本质多为结合蛋白质,在细胞表面的受体多为糖蛋白。
3、质膜受体可分四类:
①与离子通道偶联的受体;
②与G蛋白偶联的受体;
③与酷氨酸蛋白激酶偶联的受体;
④与鸟苷酸环化酶偶联的受体。
4、受体数量:各种靶细胞受体数量相差很大,少者每个细胞只500个左右,一般为10000-20000个左右受体数目的多少,决定靶细胞以信息分子的敏感性。信息分子浓度低时,受体数目越多的靶细胞对信息分子的反应越敏感,反之,敏感性较差。同时,受体的数目亦可受信息分子浓度及其它因素的影响。
靶细胞受体的作用是识别信息分子,不同的信息分子能被特异受体识别并结合,然后把信息分子的信息转导到靶细胞内,再通过一定的反应,产生相应的生理效应。
5、亲脂性信息分子的信息传递
①亲脂性信息分子主要指类固醇激素和甲状腺激素。前者包括糖皮质激素(皮质醇),盐皮激素及性激素后者包括甲状腺素(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)。
②这类信息分子属脂溶性,能穿过细胞膜,所以它们的受体在细胞内,其中类固醇激素的受体存在于靶细胞的细胞浆中,而T3、T4受体存在于细胞核内。
③类固醇激素的作用方式是:类固醇激素通过靶细胞质膜进入胞浆与胞浆受体结合成HR复合物一受体变构变成活性的激素受体复合物,后者进入胞核与染色质的特定位点结合,使相应的基因开放转录成相应mRNA,从而合成相应的蛋白质 激素不同,形成的HRa不同,开放的基因,合成的蛋白质不同,产生效应不同。
6、亲水性信息分子作用原理
①亲水性信息分子指化学本质为蛋白质,多肽及氨基酸衍生物一类激素、神经递质、细胞因子等。这些信息分子(称第一信使),因为不能直接通透靶细胞质膜,只能与质膜上的特异受体相结合,然后通过胞内信息分子即第二信息传递入细胞,并产生生理效应。
②第二信使是指能把细胞外信息分子所带携带的信息(第一信使)转导到细胞内,并通过它在细胞内调节各种代谢通路,表现不同信息效应的一类物质。据目前所指,细胞内第二信使的物质主要有cAMP,cGMP,IP3,DAG和Ca2+等。
③cAMP信息通路:
肽类及儿茶酚胺类激素以及生长因子等,与靶细胞膜受体结合,通过G蛋白激活(或抑制)腺苷酸环化酶,使cAMP升高(或降低),cAMP浓度升高可使蛋白激素激活,后者使蛋白质或调节蛋白质磷酸化,从而产生生理效应。Ca2+信息传递通路、IP3和DG信息传递通路、cGMP信息通路、酪氨酸蛋白激酶信息传递通路等内容作一般了解。

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