备课素材：信号分子 -2022-2023学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

信号分子 先看一道试题： 关于激素、神经递质等信号分子，下列叙述错误的是() A.一种内分泌器官可分泌多种激素 B.一种信号分子可由多种细胞合成和分泌 C.多种信号分子可协同调控同一生理功能 D.激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体 答案：D 这是2023高考生物学湖南卷第10题，考查激素、神经递质 等信号分子。 高中生物学必修一得到，细胞间可通过信号分子进行信息交 流： 进行细胞间的信息交流在多细胞生物体内，各个细胞 都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使 生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能 量的交换，也有赖于信息的交流。 细胞间信息交流的方式多 种多样（如图32）。 内分泌细荆 彩细胞 发出信号的细胞 肥细自 血蓝 靶细胞 与速结合的 信号分子 那么，信号分子主要有哪些？ 细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的 刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的 过程。 细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在 的各种信号（来自于周围或远距离的细胞），并将其转变为细胞内 各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响 细胞的生长速度，甚至诱导细胞的死亡。这种信号转导过程中一 般需要信号分子来完成。 信号分子是细胞的信息载体，是指生物体内的某些化学分 子，既非营养物，又非能源物质和结构物质，而且也不是酶，它 们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息，如激素、神经递质、 生长因子等统称为信号分子。 另外，还有物理信号，如声、光、电和温度变化等。 它们的惟一功能是同细胞受体结合，传递细胞信息。信号分 子本身并不直接作为信息，它的基本功能只是提供一个正确的构 型及与受体结合的能力。 从产生和作用方式来看，可分为内分泌激素、神经递质、局 部化学介导因子和气体分子等四类。其中，局部化学介导因子一 般指的是一些生长因子，如神经生长因子(NGF)。 ①激素是由内分泌细胞（如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲 状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子，一种内分泌细胞 基本上只分泌一种激素，参与细胞通讯的激素有三种类型：蛋白 与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素。 ②神经递质是由神经末梢释放出来的小分子物质，是神经元 与靶细胞之间的化学信使。由于神经递质是神经细胞分泌的，所 以这种信号又称为神经信号。 ③局部化学介质又称为旁分泌信号，指由细胞分泌的信息分 子通过扩散而作用于邻近的细胞，调节细胞的生理功能。体内 的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸(AA)、生长因子等。 ④气体分子：如NO,C0等 从溶解性来看，又可分为脂溶性和水溶性两类。脂溶性信号 分子，如甾类激素和甲状腺素，可直接穿膜进入靶细胞，与胞内 受体结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。水溶性信号分子， 如神经递质、细胞因子和水溶性激素，不能穿过靶细胞膜，只能 与膜受体结合，经信号转换机制，通过胞内信使，如cAMP,或激 活膜受体的激酶活性，如受体酪氨酸激酶，引起细胞的应答反应。 20世纪70年代初，提出激素作用的第二信使学说，即胞外 化学信号（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞外的受体， 导致产生胞内信号（第二信使），从而引发靶细胞内一系列生化反 应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终 止。一般将细胞外信号分子称为“第一信使”，激素、神经递质 等是由细胞合成和释放的，通过扩散或体液运送，是人体信息传递 的“第一信使”。“第一信使”与受体作用后在细胞内最早产生 的信号物质称为“第二信使”。目前公认的“第二信使”有cAMP、 cGMP、三磷酸肌醇(IP3)、C2+等，功能是启动和协助细胞内信 号的逐级放大。 膜受体 ●。 细胞 内的 效应 第一信使 第二信使 Sutherland正是通过阐明cAMP的功能并提出第二信使学说， 获得了1971年诺贝尔生理或医学奖。 信号分子具有特异性、高效性和可被灭活的特点。