不同生物的化学接受

单细胞生物

已知许多微生物保持在有利的化学物质中环境并远离不利的环境。这意味着微生物有一个化学意义上，但是，由于它们太小，无法通过同时比较化学物质来检测化学梯度浓度在身体的两个部分。相反，微生物对浓度的时间差异表现出不同的反应，这意味着它们有能力“记住”以前经历的浓度是高于还是低于当前浓度。这些生物的运动由直线运动的周期组成，每隔一段时间就会有一个转弯或“翻滚”。生物体平稳地游向浓度梯度一个诱食剂并开始在引诱剂浓度高的地方聚集。生物自身分泌的引诱性化学物质加强了这种积累。离开聚集点的生物，以及转弯的方向和相对于原始路径的新路径似乎是随机的。翻滚的速度各不相同，有机体在没有引诱剂和有引诱剂的情况下翻滚得最多驱虫剂．从聚集物中翻滚而出的生物通常会以直线游回引诱物。的细菌大肠杆菌积聚在高浓度糖和一些氨基酸．这也是成立的纤毛虫原生动物草履虫,这积累在叶酸浓度很高的地方或者生物素这些化合物是由这些动物的食物——细菌释放出来的。然而,草履虫遇到奎宁或钾时会分散氢氧化．

就像在多细胞生物中一样，对化学物质的感知通常涉及到受体蛋白的占有细胞膜能够激活第二信使细胞内的系统。然而，与多细胞生物不同的是第二信使对单细胞生物的影响会引起细胞效应机制的改变，例如鞭毛或纤毛，从而改变细胞的运动。这使得生物体相对于刺激适当地运动。受体蛋白酵母酿酒和黏菌盘基网柄菌两者都有7个跨膜结构域，类似于嗅觉高等生物的受体，虽然属于不同的基因家庭。然而，在细菌中大肠杆菌受体蛋白只有两个跨膜结构域，这可能反映了细菌，如原核生物(缺乏独特的细胞核)，早于真核生物的进化(有膜结合的细胞核)。

与多细胞生物相比，单细胞生物中不同类型受体蛋白的数量是有限的。这似乎是单个细胞表面可用空间有限的结果。在大肠杆菌有五种类型的受体蛋白参与阳性反应。一种受体对丝氨酸,一个氨基酸(这种受体对温度和pH值也很敏感);第二个受体对天门冬氨酸和核糖分别为氨基酸和糖;第三种受体对半乳糖麦芽糖，都是糖;第四个受体对二肽有反应;第五种受体对氧气以及细胞内还原氧化电位的变化。金属离子，有机酸，无机酸，和甘油产生负反应，但尚不清楚这些分子是通过受体还是通过受体起作用替代机制。草履虫膜受体蛋白是否对有利反应化合物如生物素和奎宁等令人厌恶的化合物。每一种受体类型都有几百个存在于细胞表面，它们可能分布不同;例如,草履虫它的前端比后端有更多的奎宁受体。在大肠杆菌浓度的差异只引起一个受体位点的占用变化，就足以引起行为的变化。

除了受体介导的反应外，环境化学物质也可能通过进入细胞而作用于细胞内过程。例如，在细菌中，糖和一些其他化合物在细胞内起作用草履虫时，铵离子进入细胞氨，改变pH值细胞质影响膜电位。在细胞内，这些影响是存在的集成通过细胞膜受体产生影响。因此，整体效果在草履虫是改变细胞膜电位，有利的刺激引起轻微的超极化(细胞膜上的电位差增加)，这增加了睫状体搏动的频率，减少了生物体转身的频率，而厌恶的物质产生轻微的去极化(细胞膜上的电位差减少)。在鞭毛虫，鞭毛运动的变化不依赖于一般的膜效应。在单鞭毛的物种中，方向的改变是由鞭毛旋转方向从逆时针到顺时针的反转引起的。的几根鞭毛大肠杆菌正常情况下逆时针旋转，当所有鞭毛都有相同的旋转时，它们就会形成一束，推动生物体沿着直线运动。然而，当一个或多个鞭毛向相反方向旋转时，束的统一性被破坏，细菌就会倒下。

精子所有的动物都面临着定位动物的问题蛋，鸡蛋是否自由在环境，如从海胆而且蟾蜍，或包含在女性导管内，如人类的卵子。在蟾蜍和人类身上，精子已经被证明可以定向地向卵子移动，而且有证据表明，它们会沿着卵子释放的一种小蛋白质的浓度梯度向上移动。在海胆精子，类似的小蛋白质被细胞膜上的受体检测到，这可能对所有物种都是真的。