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Chapter 11: Cell Communication


第 11 章:细胞通讯


11.1 描述外部信号如何转换为细胞内的响应。


11.2 识别不同类型的信号受体并解释它们的功能。


11.3 解释磷酸化、去磷酸化和第二信使在


信号转导。


11.4 描述细胞如何对信号做出反应,包括对反应的微调。


11.5 以细胞凋亡为例,说明多个信号通路如何


集成到一个单元中。


第 11 章的特殊挑战不是材料难以理解,而是大多数材料对你来说可能是全新的。高中生物学入门课程通常不会涉及细胞通讯,但在过去十年中,也许没有其他生物学部分像我们对细胞信号传导的理解那样发展。花点时间学习本节,您将获得一个知识库,这将对本课程和未来的课程最有帮助。


学习小贴士:您文本中的图 11.1 解释了黑斑羚在细胞水平上的绝望飞行。它显示了信号(感应附近的猎豹)如何导致释放更多的葡萄糖来为逃跑提供动力。尽管信号的具体细节是唯一的,但信元信号显示三个明确的阶段。 在下面的框中标记并描述此示例的 三个阶段cell 信号响应的这三个阶段在所有类型的 cell 信号中都是一致的。


Concept 11.1外部信号被转换为单元内的响应


LO 11.1: 描述外部信号如何转化为细胞内的响应。


1.细菌中的细胞信号传导提供了证据,这是一个古老的过程,最早在数亿年前进化而来。 什么是群体感应一种在当今细菌中观察到的信号传导机制?它与生物膜有什么关系







2.牙齿上的生物膜可以保护导致蛀牙和牙龈疾病的细菌。群体感应导致疾病的另一种方式是什么?


3. 酵母菌通过激活信号转导途径化学信号找到它们的性伴侣这条途径的三个主要步骤是什么?


4.研究图 11.3.酵母细胞有两种交配类型,a ɑ。就像雄性和雌性一样,它们可能会找到彼此来交配。每种交配类型如何发出信号?每种类型如何“知道”另一种类型在附近?


5.您对问题 3的回答包括信号 及其接收。当接收发生在不同配接类型的单元中时,接下来会发生什么?



这就是细胞反应。 这种反应是由信号接收和转导引起的细胞变化引起的。从逻辑上讲,这个三阶段过程称为信号转导通路。


6.化学信号可能通过                                             相邻的动物细胞和植物细胞之间传递               


7.化学信号动物细胞之间传递的两种其他方式是什么


8.动物信号分子的三个例子是什么?研读经文中的经文11.5 可能会帮助你回答这个问题。



9. 化学标志被特定的靶细胞接收。目标小区接收所需的内容


10. 激素如何成为长距离信号传导示例?



11. 信号转导途径有三个阶段。在文本中使用图 11.6 来标记下图中缺失的部分


12. 如果这是 Earl Sutherland 研究的途径,请标记肾上腺素。


13. 描述信号转导通路中的每个步骤。


信号接收


signal 转导


Cellular 反应


Concept 11.2信号接收: 信号分子与受体结合,使其改变形状


LO 11.2:识别不同类型的信号受体并解释它们的功能。


14. 解释术语 ligand。(该术语不限于细胞信号传导。您将在一年中的其他情况下看到它。


15.细胞表面受体与水溶性信号分子结合,分为三大。这三类受体是什么?(我们将深入研究每个版本。


16. G 蛋白偶联受体 GPCR) 是一个大家族的受体。 研究 文本中 11.8 所示的 GPCR阅读随附的文本。G 蛋白如何接收信号?



17. 这是嵌入质膜中的 GPCR 的带状模型。GPCR 由 7 个跨膜α螺旋和 2 个特异性结合位点组成。为这些元素添加标签


18. 人类的哪些过程依赖于 GPCRs?GPCR 中的错误示例有哪些


信号?


19. 文本解释了图 11.8 中的三种主要类型的膜受体。这种材料至关重要,因此我们将研究每种类型的膜受体的具体数字。第一个例子是 G 蛋白偶联受体 (GPCR)。在第一张图中,标记组件,然后描述这三个组件的作用。


G 蛋白偶联受体


G 蛋白


国内生产总值


20. 标记并描述步骤 2 中发生的情况。


21. 标记并描述步骤 3 中发生的情况。(右下角的黄色框很重要!


22. 与启动信号同样重要的是停止信号。步骤 4 停止信号。(如果不这样做,可能会导致严重的问题,例如癌症。标记,然后描述信号如何停止。


23.G 蛋白也是一种 GTP 酶。为什么这很重要?




24. 第二种类型的接收r,在 p 上描述 219 受体酪氨酸激酶 s (RTK)。解释激酶的作用。




25.RTK 可以启动的通路数量与 GPCRs 可以启动的通路数量之间的主要区别是什么



26. 使用文本中的图 11.8 提供下图中所有缺失的标签;然后解释步骤 1 中发生的情况。


27. 标记步骤 2,然后描述当信号分子附着时受体酪氨酸激酶会发生什么。


28. 标记并解释第 3 步中的受体是如何被激活的。


29. 使用第 4 步解释激活的受体如何刺激多个细胞反应通路。此步骤中显示的每种活化蛋白都会触发不同的信号转导通路,从而导致不同的细胞反应。


30. 接下来看看离子通道受体(第 220 页)。该图显示了离子流入细胞的过程。离子通道受体也可以阻止离子的流动。这些相对简单的膜受体分三个步骤解释。标记第一步的这个图表,然后解释标记分子的作用。


配体


配体门控离子通道受体


离子


31. 第 2 步显示了配体与受体结合的情况。标记并解释发生的情况


32. 配体与受体的结合是短暂的。在步骤 3 中,配体解离。标记并解释发生的情况。



33.仔细阅读文本中离子通道受体图下方的最后一段。 配体门控离子通道电压门控离子通道在哪个体系统中特别重要?


34.为了结合细胞内受体,信号分子必须能够穿过质膜。哪些类型的分子可以作为信号?请举三个例子。




35. 下图显示了醛固酮(一种疏水性类固醇激素)如何触发细胞信号通路。它作为细胞内受体如何工作的一个例子很重要。在每个项目符号,添加对单元格中发生的情况的说明


36. 为什么只有肾细胞对醛固酮有反应?


37. 通过激活转录因子进行基因调控的重要概念 文本图 11.9 的下方段落中介绍。解释细胞中转录因子的功能。



概念 11.3信号转导: 分子相互作用的级联 反应将信号从受体传递到细胞中的中继分子


LO 11.3: 解释磷酸化、去磷酸化和第二信使在信号转导中的作用。


38. 像你文中图 11.10 中的多步骤路径有两个好处吗?


39. 解释这两类酶在转导中的作用:


蛋白激酶


蛋白磷酸酶


40. 请参阅图 11.10 来标记此图像。解释每个编号步骤中单元格中发生的情况。


41. 磷酸化级联反应可以“打开”和“关闭”,如您刚刚标记的图所示。


失活的蛋白激酶是如何被激活的?


非活性蛋白质是如何被激活的?


活性蛋白激酶是如何失活的?


42. 第一个信使和第二个信使有什么区别?


43. 两种常见的第二信使环 AMP (cAMP)钙离子 (Ca2+)。


解释文中图 11.12 中第二个信使 cAMP 的作用。



44. 再次考虑从 Concept 11.1 开始的关于肾上腺素如何触发肝脏中糖原分解的讨论。对于此通路,


什么是第一个信使?


什么是第二个信使?


为什么只有当肾上腺素被添加到完整细胞中时,糖原磷酸化酶才能被激活?


45. 第二信使和蛋白激酶 A 之间有什么重要关系



46. 文中的图 11.12 解释了细胞反应是如何开始的;这怎么可能


反应被抑制?



47. 利用您的细胞信号转导新知识来解释霍乱的疾病机制。


48. 列出通常由钙离子诱导的三种类型的细胞反应。一定要包括一个植物的例子!



49. 当钙用作第二信使时,钙的细胞质浓度会发生什么变化?



概念 11.4细胞反应: 细胞信号传导导致转录调节或


细胞质活性


LO 11.4: 描述细胞如何响应信号传导,包括响应的微调。


50. 对细胞信号的反应可以发生在细胞核或细胞质中。阅读 p 上的文本 226,并研究图 11.15。核反应通常会发生什么



51.您文本中的 图 11.16 显示了细胞质 对信号的反应。这与核反应在信号分子及其效应方面有何不同?




52. 本文中的图 11.16 显示了如何在磷酸化级联反应中扩增信号。单个肾上腺素分子导致形成大约多少个葡萄糖 1-磷酸分子?


53. 为什么有些细胞对特定的信号分子没有反应,而对于有反应的细胞,通常以不同的方式反应?


54. 文中的图 11.17 显示了 来自单个信号分子的 5 个不同的细胞结果。简要描述每个响应。


单元格 A


细胞 B


单元格 C


单元格 D


55. 支架蛋白如何 增强细胞反应?



56. 在细胞信号传导中,终止是通路的一个重要方面。描述信号的两种终止方式 继电器分子失活的一种方式是什么?




概念 11.5细胞凋亡需要整合多个细胞信号通路


LO 11.5:以细胞凋亡为例,说明如何将多个信号通路整合到细胞中。


57.细胞在凋亡过程中具体会发生什么



58. 描述细胞凋亡的三个例子,包括正常和异常功能。






59. 细胞凋亡的信号可以来自细胞外部或细胞内部。举一个信号来自细胞外的例子,以及两个细胞事件的例子,这些细胞事件会促使细胞内部发出细胞凋亡信号。






测试你的理解力,第 233 页


现在您应该准备好测试您的知识。将您的答案放在这里:


1.            2.            3.            4.           5.           6.            7.