Hormone
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第 17 章 激素 PowerPoint PPT Presentation


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Hormone. 第 17 章 激素. 一、概述. 1904 年, Bayliss W 及 Starling E 提出. 激素是生物体内特殊 组织或腺体产生 的、直接分泌到体液中,通过 体液运送 到特定的作用部位,从而引起特殊激动效应的一群微量的有机化合物。. 定义:. 激素. 类别. 氨基酸衍生物激素. 肽和蛋白质激素. 脊椎动物激素. 类固醇激素. 动物激素. 脂肪酸衍生物激素. 甲壳类激素. 无脊椎动物激素. 昆虫激素. 植物激素. 激素. 据溶解性能. 脂溶性激素. 水溶性激素. 激素的特点. ① 产生部位:不是所有的细胞,

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第 17 章 激素

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Presentation Transcript


17

Hormone

第17章 激素


17

一、概述

1904年,Bayliss W 及Starling E提出

激素是生物体内特殊组织或腺体产生的、直接分泌到体液中,通过体液运送到特定的作用部位,从而引起特殊激动效应的一群微量的有机化合物。

定义:


17

激素

类别

氨基酸衍生物激素

肽和蛋白质激素

脊椎动物激素

类固醇激素

动物激素

脂肪酸衍生物激素

甲壳类激素

无脊椎动物激素

昆虫激素

植物激素


17

激素

据溶解性能

脂溶性激素

水溶性激素


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激素的特点

①产生部位:不是所有的细胞,

是某些特定的组织细胞

②作用部位:不在产生部位,

经体液运输到靶器官/细胞

③效率:量少,作用大

④功能:调节新陈代谢,协调机体各部位功能

⑤调节:分泌量随内外环境变化而增减

激素调控往往是局部性的,

直/间接受到神经系统的控制。


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(一)激素的分泌

下丘脑

脑垂体


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加压素

催产素


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神经内分泌轴

三长轴:

下丘脑(H)-脑垂体(P)-甲状腺(T)

Hypothalamus PituitaryThyroid:HPT,代谢轴

下丘脑(H)-脑垂体(P)-肾上腺皮质(A)

Hypothalamus PituitaryAdrenal:HPA,应激轴

下丘脑(H)-脑垂体(P)-性腺(G)

Hypothalamus PituitaryHPG,生殖轴


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三短轴:

下丘脑(H)-生长激素 :生长发育

下丘脑(H)-催乳素 : 催乳

下丘脑(H)-促黑色素 : 黑色素


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促激素

激素

释放因子/抑制因子

腺垂体

腺体

靶细胞

催产素

神经垂体

升压素

下丘脑


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(二)激素的化学本质

1、含氮激素

2、类固醇激素

3、脂肪酸衍生物激素


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二、激素的合成和分泌

合成途径:

1、由激素的结构基因通过转录与翻译形成。

2、通过胞内存在的酶系催化合成。


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(一) 多肽激素合成后储存于分泌囊中

结构基因经转录、翻译而成


17

原激素


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(二) aa的衍生物

去甲肾上腺素

肾上腺素


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甲状腺球蛋白

甲状腺素(T4)

三碘甲状腺原氨酸(T3)


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(三) 固醇类激素


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前列腺素类、

血栓烷类、

白三烯类

(四) 脂肪族激素


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三、重要激素举例

(一)氨基酸衍生物激素


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1、甲状腺激素

  • 甲状腺分泌

    甲状腺素(T4)

    三碘甲腺原氨酸(T3)


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(1)结构

甲状腺素(3,5,3´,5´-四碘甲腺原氨酸,简称T4)。

三碘甲腺原氨酸(3,5,3´-三碘甲腺原氨酸,简称T3)


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+活性碘

Tyr

3,5-二碘Tyr

+活性碘

T4脱碘产生T3

T3

一碘Tyr和二碘Tyr连接而成

(2)生物合成

一碘Tyr

二分子二碘Tyr作用形成甲状腺素(T4)


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(3)生理功能

① 促进体内各物质的代谢,增加代谢率;另外增加耗

氧量和产热量。

② 维持机体的正常生长发育。


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2.肾上腺素

(1)结构

肾上腺素与去甲肾上腺素的结构

肾上腺分为髓质和皮质两部分。

髓质分泌肾上腺素和少量去甲肾上腺素。

去甲肾上腺素主要由交感神经末梢分泌。


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(2)生物合成

CO2

羟化

羟化

Tyr

正肾上腺素(去甲肾上腺素)

Tyr羟化酶

+ CH3(由Met供给)

肾上腺素


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分解

肝糖原 血糖(葡萄糖)

分解

肌糖原 乳酸

(3)生理功能:

① 肾上腺素主要促使肝糖原分解,使血糖增加。

又能促使肌糖原分解,使乳酸增加。

去甲肾上腺素也有上述作用,但作用较弱。


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② 肾上腺素可使血管收缩;并能刺激心脏,使心肌收缩力增加,心跳加快,所以使血压升高。(对心脏 作用大) (临床上被用来作为升压药物,起抗休克作用)

  • 狗急跳墙:血流速度快,血氧、血糖高


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(二)重要多肽类激素

这类激素包括由垂体(腺垂体、神经垂体),下丘脑、胰腺、甲状腺、甲状旁腺、胃肠和胸腺等分泌的激素。


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1.垂体前叶激素:

  • ①生长激素(GH)

  • ②促甲状腺素(TSH

  • ③促黄体生成素(LH)

  • ④促卵泡激素(FSH)

  • ⑤催乳激素(LTH)

  • ⑥促肾上腺皮质激素(ACTH)

  • ⑦脂肪酸释放激素(LPH)


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① 生长激素 (GH)和催乳激素(LTH):

化学本质:蛋白质


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功能:

(1):促进蛋白质和RNA的生成

(2):调节糖和脂肪代谢

(3):刺激软骨的生长(最主要)

过多:幼体—巨人症

成人—肢端肥大

缺乏:侏儒


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催乳激素(LTH):

  • 一条肽链的蛋白质,人的LTH约由200个氨基酸组成。

  • 催乳激素中有一段氨基酸序列与生长激素相似

功能:刺激乳腺分泌乳汁,

刺激黄体分泌孕酮。


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: 促激素

促甲状腺素(TSH)

促卵泡激素(FSH)

促激素、促性腺激素

促黄体生成素(LH)

化学本质:都是糖蛋白


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功能:

促甲状腺激素:靶腺是甲状腺,促使甲状腺发育以及分泌甲状腺激素,从而影响全身代谢。


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③ 促肾上腺皮质激素(ACTH)

ACTH是39个氨基酸组成的多肽,有种属差异。

生理功能:

促使肾上腺皮质发育和促使肾上腺皮质分泌激素。


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④ 脂肪酸释放激素

(lipotropic hormones,LPH)

β-脂肪酸释放激素(β-LPH):由91个氨基酸组成的蛋白质

γ-脂肪酸释放激素(γ-LPH):由58个氨基酸组成的蛋白质

功能:促使脂肪水解,释放出脂肪酸。


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2、垂体中叶激素

促黑激素(MSH)

结构:

  • MSH有α-MSH和β-MSH,均为肽类化合物。

  • α-MSH是13肽,没有种属差异。

  • β-MSH有种属差异,人的β-MSH是22肽,牛、羊

  • 的β-MSH是18肽。

功能:促使皮肤黑色细胞分泌黑色素,使皮肤颜色加深。


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3、垂体后叶激素


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结构:

催产素(oxytocin)和升压素(也称加压素vasopressin)是含S-S键的9肽。

这两种激素肽链骨架相似,都为含二硫键的二十元环,差别在第3位和第8位氨基酸不相同。


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功能:

催产素:使子宫平滑肌收缩,用于催产,还可使乳腺平滑肌收缩,排出乳汁。

升压素:使毛细血管收缩,增加血压;并有减少排尿的作用,即抗利尿作用,所以升压素也称抗利尿激素。


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总结:垂体很小,但分泌的激素很多,这些激素的分泌受下丘脑的控制。


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促激素

激素

释放因子/抑制因子

腺垂体

腺体

靶细胞

催产素

神经垂体

升压素

4、下丘脑激素

下丘脑


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生长激素释放因子

生长激素释放抑制因子(somatostatin)

催乳激素释放因子

催乳激素释放抑制因子

促黑激素释放因子

促黑激素释放抑制因子

下丘脑至少分泌10种激素,这10种激素的化学本质都属肽类,而且是Mr较小的多肽。

释放因子(RF)

释放抑制因子(RIF)

促甲状腺激素释放因子

促卵泡激素释放因子

黄体生成素释放因子

促肾上腺皮质激素释放因子


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5.脑肽

内啡肽(endophin)

功能:镇痛


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6.胰岛及甲状旁腺等的激素

(1)胰岛素(insulin)


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结构:


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糖原

葡萄糖

CO2 + H2O

Insulin

功能:

① 促进糖原的生物合成以及葡萄糖的氧化,降低血糖。

② 促进蛋白质及脂类的合成代谢。


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(2)胰高血糖素(glucagon)

结构:29肽

功能:在许多方面与胰岛素相反。

① 主要促使肝糖原分解,使血糖↑

② 促使脂肪分解。


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哪些激素与维持血糖的水平有关?


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功能:靶器官是骨和肾脏

血钙↑,血磷↓。

(3)甲状旁腺激素和降钙素

甲状旁腺激素(PTH)

结构:蛋白质激素,有种属差异。


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功能:靶也是骨和肾脏

血钙↓ 血磷↓

降钙素(CT)

结构:由32个氨基酸组成的多肽


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  • 甲状旁腺激素:血钙↑,血磷↓。

  • 降血钙素:血钙↓,血磷↓。

  • 1,25-二羟胆钙化醇:血钙↑,血磷↑。


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皮质激素一般结构式

(三)、重要固醇类激素

1.肾上腺皮质激素

由肾上腺皮质分泌,主要有7种,它们是环戊烷多氢菲的衍生物。


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(1)糖皮质激素

包括皮质酮、皮质醇和可的松

这类激素对糖代谢影响很大,而对水盐代谢影响很小,所以称糖皮质激素。

主要功能:调节糖代谢,抑制糖的氧化,促使蛋白质转化为糖,升高血糖。


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(2)盐皮质激素

这类激素对水、盐代谢影响较大,对糖和蛋白质代谢影响较小。

主要生理功能:促使体内保留钠,排出钾(保钠排钾),调节水盐代谢。


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2、雌性性激素

  • 卵泡激素

  • 黄体激素

主要由卵巢产生,但人类的胎盘、肾上腺皮质甚至睾丸也产生少量雌激素。


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雌二醇

雌三醇

雌酮

① 卵泡(激)素:雌二醇,雌三醇、雌酮,可看作雌烃的衍生物。


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雌二醇

雌酮

雌三醇

雌二醇活性最高

生理功能:促进女性器官发育、排卵。


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孕酮

黄体激素:主要为孕酮

生理功能:促进子宫和乳腺发育,抑制排卵,抑制动情,对全身代谢也有显著影响。


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3、雄性性激素

雄性激素:睾酮、雄酮、雄烯二酮,可看作雄烃的衍生物

生理功能:刺激男性性器官发育,促精子生成及促进男性的第二性征。另外对全身代谢也有影响。


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前列腺烷酸

(四)脂肪族激素

前列腺素(prostaglandin,PG)

所有的PG在C-13和C-14之间有1个反式双键,C-15有1个羟基。


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PGE

PGFα

(天然的)

PGFβ

(化学合成)

PGA

PGB


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四、激素的作用机制

激素为什么只对“靶”起作用?

靶细胞膜上或靶细胞内有激素的受体


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有关受体的基本概念

受体的概念

受体

能识别并与特定信号物质结合的特异蛋白/糖脂

配体

与受体结合的细胞外生物活性物质,

如激素、某些药物、毒素等


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受体的类型

膜受体

胞内受体

根据在细胞内分布的不同


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1、膜受体

——存在于细胞质膜表面

按其结构和接受信号的种类及转换方式分为

(1)离子通道型受体

主要是神经递质受体


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(2)G蛋白偶联型受体

本质:跨膜糖蛋白,一条肽链

作用:接受胞外信号后不直接影响细胞内变化

需要G蛋白介导

如:肾上腺素α2及β受体、毒覃碱型乙酰胆碱受体


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(3)具有酶活性的受体

本 质:跨膜糖蛋白,含一个α螺旋

作 用:与配体结合后可使受体本身磷酸化,

可催化底物蛋白特定的Tyr残基磷酸化

如:胰岛素受体


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2、胞内受体

存在:主要于细胞核内;

在胞浆中结合配体后也转入核内

作用:调节基因的转录

如:类固醇激素受体、甲状腺素受体


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4种途径

  • 1、通过cAMP途径

  • 2、钙及肌醇三磷酸作用途径

  • 3、受体的酪氨酸激酶途径

  • 4、固醇类激素受体调节基因转录速度


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1.通过cAMP起作用


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ATP

无活性的

蛋白激酶

酶或蛋白质

cAMP

Pi

有活性的

蛋白激酶

磷酸酶

酶-

或蛋白质-

P

P

生理效应

G


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第二信使学说由Sutherland提出,因此他荣获1971年国际生理学诺贝尔奖金


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腺苷酸环化酶

(1)cAMP的产生与灭活

cAMP

ATP

环核苷酸磷酸二酯酶

5’ AMP

cAMP

Mg2+是两酶的激活剂

咖啡碱、茶碱对环核苷酸磷酸二酯酶有抑制作用


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(2)cAMP的作用机制

通过激活依赖cAMP的蛋白激酶A(PKA)起作用

PKA四个亚基

2个相同的催化亚基C、2个相同的调节亚基R

每个R上有两个cAMP结合位点,结合4个cAMP后

C与R脱离呈解聚态——有活性


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肾上腺素的作用机理

第一信使与靶细胞膜上的特异受体结合

腺苷酸环化酶(AC)被活化

ATP分解为cAMP和ppi,[ cAMP]升高

活化蛋白激酶A(PKA)

↓活化糖原磷酸化酶激酶

糖原分解,磷酸葡萄糖的含量集聚增加


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2、磷酸肌醇作用途径

激素与受体结合

活化磷酸肌醇酶(磷脂酶C)

催化磷脂酰肌醇PI→PIP2, →IP3和DAG

PIP2:磷脂酰肌醇4,5-二磷酸

IP3:肌醇1,4,5三磷酸

DAG:二酰基甘油


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PIP2

PIP2:磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸

DG:二脂酰甘油

IP3:肌醇-1,4,5-三磷酸

IP4:肌醇-1,3,4,5-四磷酸

IP4

H

G

IP3

R

C

改变钙调蛋白及其他钙传感器的构象→ 产生生理效应

Ca↑

内质网

使酶的活性发生改变

P

酶- 或蛋白质-

P

酶或蛋白质

DG

PKC


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钙调蛋白和其他的钙传感器

有重复出现的螺旋区-泡区-螺旋区(EF手图象)

在含Ca2+循环溶液中离体蛙心才能继续搏动

细胞收缩、胞吐、胞饮、糖原代谢、神经递质的释放、细胞死亡等都与Ca+有关

——Ca2+是许多信号传导途径中的细胞内信号


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Ca

Ca


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3.受体的酪氨酸激酶途径

激素结合到实质为酪氨酸激酶的受体上,使受体本身酪氨酸残基磷酸化;

同时进一步促进酪氨酸激酶的活性。


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胰岛素受体

①两个α链(细胞外侧)和两个β链(穿过细胞膜)

②酪氨酸激酶结构域在β链细胞质侧;

胰岛素结合位点在α链上

③胰岛素的结合打开受体酪氨酸激酶活性,自动对β链上酪氨酸残基进行磷酸化

——自身磷酸化作用


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4.激素诱导酶的合成

反应慢、形成激素-核受体复合物

激素首先进入细胞

与胞浆中受体形成激素-胞浆受体复合物

进入细胞核

激素的受体是结合着DNA的蛋白质

受体转变成转录的增强子

特定的基因扩增地表达

类固醇类激素以此种方式作用于机体

去除抑制蛋白的作用


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H

H

H

H

H

R

R

R

核膜

类固醇激素

R

mRNA

mRNA

酶蛋白


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P581 表17-6 一些激素的作用方式


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五、激素分泌的调节

(一)神经轴

从上到下:刺激(神经系统、一级、二级)

从下到上:负反馈(长、短、超短)

(二)分步剪裁

(三)多元调控


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P582 图17-28


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六、 植物激素

1、生长素:天然的是吲哚乙酸

2、赤霉素:一类物质,促进茎叶生长、

打破休眠、促进萌发、防止果实脱落等

3、细胞激动素(细胞分裂素)

4、脱落酸(离层酸):促进脱叶、脱果、存在于衰老和休眠的器官中

5、乙烯


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七、 昆虫激素

昆虫激素的类别

1、发育激素:

(1)保幼激素——抑制成虫特征的出现

(2)蜕皮激素、鞣化激素、羽化激素

(3)脑激素:调节发育激素

2、性激素:某些称为外激素(信息素)

3、变色激素:保护色、警戒色的形成


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