| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 4.1.A |
|
4.1.B |
|
细胞通讯与细胞周期
AP 生物 · 第 4 主题
4.1
细胞通讯
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
细胞通过发送和接收化学信号(signals)来协调。一个信号细胞释放一个配体(ligand),它结合一个目标细胞上的一个受体(receptor)。信号在不同范围上传播:直接接触(direct contact)(细胞连接)、局部(local)信号传递(附近的细胞,像神经递质),和长距离(long-distance)信号传递(通过血液的激素(hormones))。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| signals | 信号 | xìn hào |
| ligand | 配体 | pèi tǐ |
| receptor | 受体 | shòu tǐ |
| hormones | 激素 | jī sù |
4.2
信号转导导论
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 4.2.A |
|
4.2.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
信号转导(signal transduction)分三个阶段把一个外部信号转换成一个细胞反应:接收(reception)(配体结合受体)、转导(transduction)(细胞里面分子的一次接力),和反应(response)(细胞活动的一个变化,例如开启一个基因)。受体是特异的,所以一个细胞只对它能接收的信号反应。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Signal transduction | 信号转导 | xìn hào zhuǎn dǎo |
4.3
信号转导通路
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 4.3.A |
|
4.3.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
在转导阶段,信号通过一条通路(pathway)——常常是一串互相激活的蛋白质,频繁地放大信号,以便少数配体触发一个大的反应。第二信使(second messengers)(像环腺苷酸或钙离子)快速把信号扩散穿过细胞。一步的一个变化能改变整个结果。

4.4
反馈
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 2 — Energetics | 4.4.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
反馈(feedback)保持系统平衡:

- 负反馈(negative feedback)抵消一个变化以恢复一个设定点(像一个恒温器)——它维持稳态(homeostasis)。
- 正反馈(positive feedback)放大一个变化以推动一个过程到完成(像分娩收缩或血液凝固)。
Negative feedback keeps things steady
Negative feedback senses a change and reverses it, holding a variable (like blood glucose) near a set point. Push it away and watch the system correct.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Feedback | 反馈 | fǎn kuì |
| Negative feedback | 负反馈 | fù fǎn kuì |
| homeostasis | 稳态 | wěn tài |
| Positive feedback | 正反馈 | zhèng fǎn kuì |
4.5
细胞周期
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 4.5.A |
|
4.5.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
细胞周期(cell cycle)是一个细胞从一次分裂到下一次的生命:间期(interphase)(G1 生长、S DNA 复制、G2 准备)后接有丝分裂(mitosis)(M)和胞质分裂,它们产生两个相同的子细胞。间期占用大部分时间;DNA 只在 S 期被复制。



Step through the cell cycle
The cell cycle copies the DNA (S phase) then splits it evenly in mitosis, producing two identical cells. Step through the stages.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| cell cycle | 细胞周期 | xì bāo zhōu qī |
| interphase | 间期 | jiān qī |
| mitosis | 有丝分裂 | yǒu sī fēn liè |
4.6
细胞周期的调控
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 4.6.A |
|
4.6.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
周期在检查点(checkpoints)受控制,它们在继续之前核实条件(DNA 完整吗?染色体附着了吗?)。内部信号(周期蛋白及其激酶)和外部信号驱动周期向前。当这个控制失败时——例如,一个忽略一个检查点的突变——细胞不受控制地分裂,这是癌症(cancer)的基础。

Worked example. 级联中的信号放大:一个激素激活一个受体,它开启约 100 个中继蛋白,每一个又制造约 1,000 个第二信使分子——所以单个信号产生大约 $100 \times 1000 = 10^{5}$ 个产物分子。这就是为什么低至 $10^{-9}\,\text{M}$ 的激素浓度就能触发一个大的细胞反应。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| checkpoints | 检查点 | jiǎn chá diǎn |
| cancer | 癌症 | ái zhèng |
4.6
考试技巧
- 在信号转导里命名三个阶段:接收 → 转导 → 反应。
- 负反馈逆转一个变化以保持条件稳定(稳态);正反馈放大一个变化到完成(分娩、凝固)。
- 排序细胞周期:间期(生长、在 S 期复制 DNA)然后有丝分裂 → 两个相同的子细胞。
- DNA 被复制一次,在 S 期,所以每个子细胞得到一个完整的副本。
- 失败的检查点允许不受控制的分裂 → 癌症。
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