生物细胞的功能范文

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篇1

中图分类号：TU655 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0217-01

介绍

中性粒细胞又称中性多形核白细胞（PMN）是人体重要的免疫细胞之一，近年来对其功能的认识被不断更新.除病原体杀伤与吞噬功能之外，PMN在免疫调节、炎症消退中的作用愈发受到关注.PMN平衡是涉及到活化、募集、趋化、凋亡和胞葬等一系列过程的复杂机制，由多种细胞和细胞因子调节，是免疫防御的基础，对机体有重要意义。免疫系统的生理功能是保护宿主免受感染性微生物。防御微生物是由先天免疫的早期反应和随后的适应性免疫与不同的细胞类型和分子介导的。在一些情况下，该过程还可损伤组织并引起疾病。多形核嗜中性粒细胞是招募到微生物感染和炎症反应的位置的最早的免疫细胞之一[1]。它们是人类血液中最丰富的免疫细胞群体。疾病如中性粒细胞减少或嗜中性粒细胞功能紊乱显示它们对于控制细菌和真菌感染是必需的[2]。中性粒细胞在骨髓中从常见的骨髓祖细胞发展。粒细胞集落刺激因子（G-CSF）是调节嗜中性粒细胞增殖，分化和动员的主要因子。最近的研究表明，在稳态条件下，小鼠循环中性粒细胞的寿命为12.5小时，人嗜中性粒细胞寿命为5天[3]。在感染期间，嗜中性粒细胞通过激活增加其寿命7倍[4]。

中性脂肪的塑性和分布

中性粒细胞和1型促炎过程之间的强联系已被长期认识。最近的观察显示嗜中性粒细胞与2型免疫的密切关联可能揭示我们对嗜中性粒细胞的全部能力的无知，超过了它们在炎症性组织损伤和对细菌感染的保护作用的众所周知的作用。 最近的研究表明嗜中性粒细胞表现出相当大的可塑性。这些嗜中性粒细胞亚群的动态变化发生与癌症和炎症的疾病进程分辨率。HDNs向LDN的转移仅在来自癌症晚期的小鼠的血液中是明显的，这表明其可以通过与晚期疾病相关的细胞因子/趋化因子环境的变化介导。最近，在心肌缺血 - 再灌注损伤模型中的心肌梗塞后5天和7天发现嗜中性粒细胞的抗炎亚组，与其在循环中的促炎相应物相反。 随着从心肌梗死后第1天到第7天的修复过程，这些细胞的数量逐渐增加。应当注意，嗜中性粒细胞携带许多功能性细胞因子受体。细胞因子受体的多种表达支持特定细胞因子环境的嗜中性粒细胞极化的概念，这需要在将来解决。综合起来，这些研究强烈支持嗜中性粒细胞功能可塑性和极化的存在，证明诱导因子，调节分子网络，表型特征和差异极化嗜中性粒细胞的生物学意义。我们相信相关研究可能提供新的见解中性粒细胞对炎症和免疫疾病引起的发病机制的贡献，并可能提供治疗中性粒细胞相关疾病的新治疗方法。

嗜中性粒细胞释放的细胞因子和化学成分

除了参与初级防御感染，中性粒细胞产生和释放大量的细胞因子和趋化因子组成型或在微环境刺激，应当注意，尽管两个物种之间基因组基本保守，但是人和小鼠之间存在嗜中性粒细胞的细胞因子和趋化因子产生的一些差异。有趣的是，嗜中性粒细胞组成性地储存一些细胞因子和趋化因子，如BAFF，TNF相关的细胞凋亡诱导配体（TRAIL），CXCL8，CCL20和IL-1R拮抗剂（IL-1Ra）在细胞内库中的显著量。体内和体外实验已经显示小鼠中性粒细胞分泌大量的IFN-γ以应答病原体，如类诺卡氏菌和单核细胞增生利斯特氏菌。嗜中性粒细胞中细胞因子和趋化因子mRNA表达的失调导致许多免疫相关疾病。因此，活化的嗜中性粒细胞在精细控制下释放需要强调的大量细胞因子。

通过细胞因子和化学家的嗜中性粒细胞的生理学角度分析

中性粒细胞可通过一系列细胞因子和细胞表面分子与许多其它免疫细胞（如DC，巨噬细胞，NK细胞和淋巴细胞）建立串扰。中性粒细胞可以通过乳铁蛋白，α-防御素和趋化因子（如CCL3）产生和直接细胞相互作用来募集DC并促进后来的成熟。 在IFN-γ刺激后，嗜中性粒细胞表达低水平的MHC II和共刺激分子，其可以促进T细胞活化，Th1和Th17细胞分化，并将抗原递送至DC。作为被招募到流感感染的气管中的最早的免疫细胞之一，嗜中性粒细胞留下富集趋化因子CXCL12的长期痕迹，其负责将活化的效应T细胞导向感染部位。炎性粘膜中浸润的嗜中性粒细胞可代表重要的起始信号或通过多种途径的炎症消退的关键决定因素。在炎症的解决阶段期间，巨噬细胞摄取凋亡嗜中性粒细胞导致巨噬细胞的IL-23产生减少，这减少了T细胞的IL-17分泌，因此减少了G-CSF产生和嗜中性粒细胞分化。巨噬细胞对凋亡嗜中性粒细胞的吞噬刺激巨噬细胞是M2样表型，产生更多的IL-10和更少的IL-12以促进炎症消退期间的组织修复。

细胞因子/趋化因子介导的中性粒细胞在疾病中的作用

嗜中性粒细胞通过多种途径以正性或负性方式高度参与许多疾病的发病机理，例如感染，自身免疫疾病，肿瘤和移植排斥。在发病过程中由活化的嗜中性粒细胞释放的细胞因子和趋化因子的作用在下面部分中简要总结，最近的研究表明，人嗜中性粒细胞具有允许识别外来和潜在危险的RNA和DNA的细胞内传感器系统。因此，嗜中性粒细胞可能具有通过细胞因子和趋化因子释放在对细胞外和细胞内微生物的免疫前线作用的潜在能力。在病毒感染期间，迁移的嗜中性粒细胞留下富含趋化因子CXCL12的长期痕迹对于病毒特异性CD8 + T细胞募集和效应子功能是关键的。TAN在癌症的建立，进展和转移中的重要性日益受到重视。积累的研究揭示中性粒细胞在肿瘤生物学中的双重作用。TAN可以在某些情况下促进恶性肿瘤，例如通过释放生长刺激信号，基质降解蛋白酶以及血管生成的介质。嗜中性粒细胞的渗透见于更具攻击性的肿瘤类型如胰腺腺癌，但高中性粒细胞计数与胃癌患者的良好预后相关。

结论

中性粒细胞可以在不同的微环境下差异性地切换表型并显示不同的亚群，例如N1和N2嗜中性粒细胞。中性粒细胞可以组成型或在微环境刺激时产生多种细胞因子和趋化因子。此外，嗜中性粒细胞可以直接与DC，巨噬细胞，天然杀伤细胞，T细胞和B细胞相互作用，以便加强或下调先天免疫和适应性免疫。证明诱导因子，调节分子网络，表型特征和差异极化嗜中性粒细胞的生物学意义。我们相信有关的研究可能提供新的见解中性粒细胞对炎症和免疫疾病引起的发病机制的贡献。了解中性粒细胞在病理情况下的功能可塑性和免疫力的调节能力可能为未来在临床中治疗相关疾病提供新的治疗方法。

参考文献：

[1].Mantovani， A.， et al. 2011. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity.？Nature Reviews Immunology 11（8）： 519-531.Google Scholar.

篇2

【关键词】 牛膝;多糖;衍生物;糖尿病;胰岛细胞;肾功能;大鼠

Abstract: ? Objective: To study the effects of Achyranthes bidentata polysaccharides (AbP) and the sulfated derivative (S-AbP) and the phosphorylated derivative?(P-AbP)?of AbP on the morphology of islet cells and renal function in diabetic rats. Methods:?Diabetes was induced by a single injection of streptozotocin， changes of fasting blood glucose and morphology and secretion of islet cells in diabetic rats treated respectively with S-AbP，P-AbP and AbP were observed，the renal function was also evaluated by examining serum creatinine (Scr) and blood urea nitrogen (BUN). Results:?Compared with diabetes group， the blood glucose significantly decreased in S-AbP， P-AbP and AbP treated group(P?

Key words: ?Achyranthes bidentata Blurne;Polysaccharides;derivative;diabetes;islet cells;renal function;rats

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一组由胰岛素分泌缺陷或生物学作用障碍引起的以高血糖为主要特征的常见内分泌代谢疾病。DM并发症累及多器官系统的功能损害。进行性胰岛β细胞毁损，胰岛素分泌缺乏是1型DM的主要病理生理特征，也是其发生发展的驱动因素[1]。我们以往的研究已经证实牛膝多糖(Abp)衍生物对DM大鼠肝、肾氧化应激损伤有明显的保护作用，对DM大鼠的高血糖、高血脂状态具有一定改善和控制作用[2-3]。本实验拟通过观察Abp及其衍生物对链脲佐菌素诱导的DM大鼠胰岛细胞形态结构、血清肌酐和尿素氮含量等的影响，旨在探讨其对DM大鼠胰岛β细胞、肾功能损伤的保护作用及其可能机制。

1??材料和方法

1.1??实验动物??清洁级(II级)雄性SD大鼠，体重200～250 g，由温州医学院实验动物中心提供，实验动物许可证号sysxk(浙)2005-0061。

1.2??主要药品与试剂??AbP中科院上海有机化学研究所，纯度：99.8%);牛膝多糖硫酸酯(S-AbP，本实验室参考田庚元[4]的方法，采用氯磺酸-吡啶法自制，多糖酯含量91.3%，取代度2.39);牛膝多糖磷酸酯(P-AbP，本实验室参考田庚元[5]的方法，以三氯氧磷为磷酸化试剂自制，多糖酯含量86.5%，取代度0.70);链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)由Sigma公司出品，临用前以无菌柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液配制成pH 4.2、浓度为2.5 mg·mL-1的工作液;消渴丸，广州中一药业有限公司(批号为J00387);HE染液(南京建成生物工程公司);兔抗鼠胰岛素抗体(北京博奥森生物技术有限公司);山羊抗兔IgG抗体，DAB显色试剂盒(北京天来生物公司);其他均为国产分析纯。

1.3??动物模型制备、分组与给药??SD大鼠适应性喂养1周后，随机取出6只作为正常对照(NC)组，除NC组外，其余的大鼠禁食12 h后，按55 mg·kg-1剂量一次性腹腔注射新配制的STZ，NC组给予0.1 mol·L-1 pH 4.2柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液腹腔注射。注射后72 h，尾部采血测空腹12 h的血糖，把血糖值高于16.8 mmol·L-1并稳定1周的大鼠定为DM大鼠。将DM大鼠随机分为5组，每组6只动物，即模型DM组、消渴丸(XK)组、S-AbP组、P-AbP组及AbP组。NC组和DM组按0.1 mL·kg-1灌胃蒸馏水，XK组按1.5 g·kg-1灌胃消渴丸，S-AbP组、P-AbP组和AbP组分别按100 mg·kg-1灌胃S-AbP、P-AbP和AbP，每天灌胃1次，并且每隔2 d 称体重1次，及时调整灌胃剂量。各组大鼠在室温24～26 ℃下用同种饲料饲养，持续灌胃30 d后处死。

1.4??血糖、血清肌酐(SCr)和尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)含量测定??大鼠禁食12 h后乙醚麻醉，眼眶后静脉丛取血， 37 ℃温浴10 min，以3?000 r/min速度离心10 min，取上清500μL，用日立7170全自动生化分析仪测定血糖、Scr和BUN水平。

1.5??胰腺组织HE染色??大鼠处死后立即取胰腺组织，放入新鲜配制并4 ℃预冷的4%多聚甲醛内固定24 h，常规脱水，透明，石蜡包埋制成石蜡切片，HE染色，光镜观察。

1.6??胰腺组织免疫组化染色??免疫组化染色按SP试剂盒说明进行操作，DAB染色，苏木素复染，脱水，透明，封片，显微镜观察，拍照。

1.7??统计学处理方法??以one-way ANOVA分析各组别之间的差异，各组间均数比较采用LSD检验。

2??结果

2.1??S-AbP和P-AbP对糖尿病大鼠血糖水平的影响

??药物治疗前，DM组和各治疗组间大鼠血糖浓度差异无显著性，但均明显高于NC组(均P?

2.2??S-AbP和P-AbP对糖尿病大鼠Scr和BUN水平的影响??DM组大鼠Scr和BUN水平显著高于NC组(P

2.3??S-AbP和P-AbP对糖尿病大鼠胰岛病理形态学的影响??见图2，NC组大鼠胰岛数目较多，呈现圆形或椭圆形细胞团状，边界清楚;胰岛内细胞数目较多，排列整齐，胞浆丰满，核多为圆形。DM组大鼠胰岛数目稀少，胰岛内细胞排列不规则，边界不清，胰岛细胞核大小、形态不规则，部分胰岛细胞发生空泡变性，也有淋巴细胞浸润现象。XK组和S-AbP组与DM组相比病变较轻，胰岛内细胞数目增多，分布规则，胞浆饱满，细胞核大小形态接近正常。P-AbP组和AbP组的胰岛病变也较DM组轻。

2.4??S-AbP和P-AbP对DM大鼠胰岛素表达的影响??胰岛β细胞分泌的胰岛素与其特异性的抗体结合后呈现棕褐色颗粒。NC组大鼠胰岛内充满β细胞(胰岛素阳性反应细胞)，分泌颗粒丰富(棕褐色)，着色深。DM组大鼠胰岛内β细胞分布稀少，分泌颗粒较少，着色较浅。XK组和S-AbP组大鼠与DM组大鼠相比胰岛素阳性反应细胞较多，分泌颗粒较多，着色较深。P-AbP组和AbP组大鼠也有少数着色较深的分泌颗粒，见图3。

3??讨论

STZ是一种广谱抗生素，具有抗菌、抗肿瘤的性能和致DM的作用，对实验动物的胰岛β细胞具有高度选择性的毒性作用，引起胰岛素分泌绝对不足。STZ诱导的DM与人类1型DM的临床表现、过程及胰岛的改变等方面有许多相似之处。此模型具有制造方法简便、药物毒性较低、胰岛β细胞损伤特异性高等优点，是目前国内外研究1型DM较理想的动物模型[6]。在本实验中，大鼠经用STZ腹腔注射后，血糖显著升高，而胰腺病理学检查显示胰岛数目减少，β细胞分泌颗粒减少，即胰岛素合成分泌不足，从而诱发大鼠致1型DM。

AbP是从牛膝中提取的一种小分子水溶性多糖，具有降血糖、免疫调节和活血化瘀等功能[7]。多糖衍生化是提高多糖活性的重要手段，一些本来无活性的多糖经过衍生化后活性可大大改善。硫酸酯化和磷酸酯化是多糖的重要衍生化方法[8]。本实验显示，DM大鼠予以S-AbP、P-AbP和AbP治疗后，血糖明显降低，胰岛β细胞数量增加，增生肥大的β细胞容积基本恢复正常，胰岛素分泌功能显著改善，表明S-AbP、P-AbP和AbP对DM大鼠胰岛β细胞具有一定的保护和修复作用。本实验同时发现S-AbP、P-AbP对DM大鼠胰岛β细胞的保护作用优于AbP，这可能是AbP经硫酸化或磷酸化修饰后，构象改变，抗氧化、清除自由基等能力增加，显示出更高的生物学活性或新的生理活性[2，9]，因而对胰岛β细胞起到更好的保护作用。

DM大鼠血糖长期居高不下，会导致肾脏出现肾小球增生肥大、基底膜增厚等病理改变，继而影响肾功能。我们的研究表明S-AbP、P-AbP和AbP能在一定程度上减轻DM大鼠肾脏的病变程度(已于另文报道)。Scr和BUN是反映机体肾功能的重要指标，本研究发现DM大鼠Scr、BUN含量升高，P-AbP、AbP使DM大鼠Scr含量明显降低，S-AbP使DM大鼠Scr、BUN水平都显著降低，表明S-AbP和P-AbP、AbP对DM大鼠肾功能有一定的保护作用。

总之，本实验从生化、胰岛细胞形态学角度证实，S-AbP、P-AbP和AbP可改善DM大鼠高血糖状态，保护肾功能，对胰岛β细胞功能具有一定的保护作用，且S-AbP和P-AbP的作用优于AbP。AbP具有抗氧化[2]、调节机体免疫[10]、降血脂[3]等作用，而且较之灵芝多糖、香菇多糖等，AbP具有相对分子质量小，水溶性好，药源广泛，使用方便(既可口服，又可注射)等优点。因此，作为一类新型的降糖药物，AbP尤其是其衍生物，具有广阔的医药开发和应用前景。

参考文献

[1] 杨钢. 内分泌生理与病理生理学[M].天津:天津科学技术出版社，2000:416.

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[5] Chen XM， Zhang J， Tian GY. Studies on synthesis and anti-tumor activity of phosphorylated achy-ranthes bident-atapolysaccharide(P-AbP)[J].Chin J Chem， 2002， 20(11):1406-1410.

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[7] 李海泉.牛膝多糖降糖作用实验研究[J].安徽医药，2004，8 (5):326-327.

篇3

前言

光合菌、酵母菌、益生菌等多种微生物均为有益微生物，结合发酵工程技术，将其应用在食品生产中，能够为人类提供多种口感特别、营养且具有不同保健功能的食品，不仅可以促进生产工业的发展，也为丰富人们的饮食与提升生活质量作出了重要贡献[1]。

1 微生物发酵食品的优点

相关研究显示，采用微生物工程发酵技术生产的发酵食品具有多种优点，可以提升普通食品的营养价值和保健功能[2]。第一，部分微生物可合成维生素B，而后者为人体所需的微量元素，食物经过发酵后维生素B含量会明显增加，比如常见的酸奶、牛奶等。第二，发酵技术可使微生物分泌植酸酶物质，可将豆类食品中的植酸以及其他矿物质转化成生物活性形式，提高铬、锌、铁及钙等微量元素的保留率和利用率。第三，利用微生物发酵技术可增强食物蛋白质的可吸收消化率，提高食物的营养价值。第四，发酵技术能使微生物中的活性因子最大限度地分解出来，使食物吸收率进一步提高。第五，普通食品在经过微生物发酵后有益菌的含量会明显增加，而后者可抑制人体有害菌的生成，改善肠道功能。第六，部分微生物发酵食品还具有抗癌、抗衰老、降血压等功效，如酸奶、醋等。

2 各类常见发酵食品及其营养和保健功能

2.1 发酵乳制品

乳酸菌是一种对人体肠道有积极作用的有益菌，发酵乳制品是以乳液作原料，采用发酵技术制成的，具有适口性好、易消化、营养丰富以及易保藏等多个优点。参与乳制品发酵的微生物除了乳酸细菌之外，还有霉菌和酵母菌等，比如沙门柏干酪与蓝色干酪等酸奶油就又沙门柏青梅、娄地青霉等参与发酵。发酵乳豆制品、酸豆奶、酸奶等发酵乳制品均富含乳酸菌成分，食用后可增加体内乳酸菌，并对有害菌有良好的抑制作用，因此对人体有益，是一种营养价值高、口感独特、价格实惠的食品[3]。除了可调节肠道功能之外，发酵乳制品还可改善肝脏功能、降脂、预防便秘、增强免疫力，经常食用还可改善精神衰弱、入睡艰难的精神症状。

2.2 发酵豆制品

大豆的蛋白质成分含油量高达40.00%，还含有铁、钙、核黄酸、硫胺素、氨基酸等多种人体所需的多种元素，豆奶、豆乳等豆类发酵食品均是以大豆作原料，并利用微生物发酵技术使大豆发酵制作而成。在发酵的过程中，大豆含有的部分蛋白质物质受到微生物蛋白酶作用而发生分解，从而增加发酵品的水溶性氮，软化大豆，既可以将食物原有的活性成分最大限度地保留下来，又可以将豆类自身的腥味、胀气因子等分解掉，因此不仅营养美味，发酵后的豆类所游离出的核黄素、谷氨酸等成分还具有提高记忆功能、抗衰老等功效。发酵豆乳具有调节血脂、降血压的保健功能，因为发酵豆乳中含有豆固醇，且富含大豆异黄酮类成分，而不含胆固醇，另外还含有γ-氨基丁酸和ACE抑制肽等可降血压的成分，因此可以很好地调节血清胆固醇、改善血压，预防动脉硬化、脑溢血等心血管疾病。

2.3 面类发酵食品

馒头、面包类食物是全国各地人们喜食的食物之一，尤其在以面食为主食的北方地区。馒头、面包的制作主要是利用酵母菌使面粉发酵，再通过合理的原料配比和蒸煮而成，口感好且易于保存与携带[4]。除此之外，馒头、面包也具有丰富的营养和良好的保健功能，例如胚芽面包有利于肠胃功能的修复，糙米面包有利于心脏病、糖尿病以及肥胖症等病人病情的改善，因为微生物发酵食品经过发酵会将自身的部分碳水化合物消耗掉，这样食品所含能量也会减少，因此有助于减肥，如果在面包中国加入藻类，还可促进血循环。酵母的抗氧能力很强，对肝脏有良好的保护作用，还含有铬、硒等具有抗肿瘤、抗衰老的矿物质，面类食品经发酵后可分解植酸，从而增加铁、镁、钙等元素的可吸收性，增强人体免疫功能。

2.4 发酵风味调味品

风味调味品使人们的饮食更加的多样化，利用发酵技术生产风味调味品可以最大限度不留食物原有的生物类黄酮、膳食纤维、多糖等有益活性成分，同时还可分解掉低聚糖、豆腥味、胀气因子等对人体不利的成分。比如豆瓣酱、美容醋、保健酱油、腐乳、纳豆、黄酱、豆豉等，既开胃、易于消化，又具有抗衰老、增强记忆、抗血栓等功效。

2.5 微生物多糖

自上世纪80年代起就有多种微生物多糖以剂、稳定剂、成膜剂、增稳剂、乳化剂、悬浮剂、胶凝剂、增稠剂等形式应用在各类食品工业生产中，并且品种在不断的增加。我国工业生产中目前常见的微生物多糖有短梗霉多糖、食用菌多糖、右旋糖酐、热凝多糖、黄原胶、小核菌葡聚糖等，经过微生物发酵技术深层发酵可生产出猴头菇多糖、香菇多糖、银耳多糖、金针菇多糖、银耳多糖等多种品种，能够增强人体体液免疫及细胞免疫功能，提升抗病菌感染、抗肿瘤、抗病毒等能力，在保健食品研发与生产中得到了广泛的应用。

2.6 发酵茶

发酵茶是在制作茶叶的过程中添加微生物发酵工序制成的，分为轻发酵（未经历发酵过程）、半发酵（发酵程度在21.00～70.00%之间）、全发酵（发酵程度100.00%）以及后发酵（在制茶工序末端添加发酵工序）四种类型。利用微生物发酵技术制茶能够分解、减少茶内的茶多酚物质，增加茶多酚氧化物，因此不仅可以减小胃部受茶多酚的刺激影响还可以养胃，比如乌茶、红茶等。此外，茶叶含有的维生素、咖啡碱等物质能够促进脂肪的氧化，起到减肥的功效。

2.7 酒饮料

我国的酿酒工艺流传已久，现代酿酒业已发展为我国经济重要支柱产业，利用微生物发酵技术能够丰富酿酒品种，提升口感。比如药酒、奶酒、黄酒、白酒、露酒、果酒、啤酒等，不仅香味十足，口感佳，而且还具有杀菌开胃、镇静安神、消炎散瘀、活血、延年益寿等多种独特的功效。

2.8 发酵肉制品

在制作肉类食品时采用微生物发酵技术可改变食物口感，提升营养价值，比如腊肉、生火腿、发酵香肠等均为肉制品经过发酵制成，不会破坏食物的营养成分，而且风味独特，更易携带和保存。微生物发酵技术可分解肉类食品中的蛋白质，将其转化为氨基酸，增加氨基酸，从而更利于人体对蛋白质的吸收和消化，还可以增加人体必要的双歧杆菌素、维生素，极大地增强了肉制品的保健功能与营养，此外还可以减少食物中亚硝酸盐残余，起到防癌的功效。

3 结束语

随着时代的发展，健康成为人们越来越关注的问题，人们的饮食观念也由过去的吃饱变为吃得健康，健康饮食成为社会重要话题之一。微生物发酵工程技术的应用不仅可以最大限度地保留食物原有的营养成分，改变口感，而且还增加了食物的保健功效，不仅使现代饮食更加丰富，而且对人们的身体健康起到积极的作用。

参考文献

[1]藤晖，曾新安，蔡锦林.现酵工程技术在食品开发中的应用[J].2016（3）：7-10.

篇4

血管新生是指在原有血管结构的基础上通过芽生或套叠增生的方式形成新血管的生物学过程。肝脏在生理和某些病理情况下均可见到血管新生，生理性见于肝脏再生，病理性可见于肝纤维化、肝硬化。研究表明血管新生与慢性肝炎、肝纤维化进程有关，甚至是其促进因素。血管新生是肝纤维化的关键病理变化，能促进细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）生成、门脉高压的产生，现已证实抗血管新生治疗可有效阻止肝纤维化进展。肝窦内皮细胞（liver sinusoid endothelial cell，LSEC）是肝纤维化血管新生的细胞学基础。五味子味酸，甘，性温，具有收敛固涩、补肾宁心、益气生津等功效，含木脂素类、三萜类、倍半萜类、生物碱类、有机酸、挥发油等多种化学成分，五味子酯甲是木脂素类成分之一，能直接吸收入血，发挥抗肝纤维化作用。本研究采用血管内皮生长因子（vascular en-dothelial growth factor，VEGF）诱导SK-HEP-1细胞增殖、细胞迁移与管腔形成、大鼠主动脉环实验与斑马鱼模型，进一步评价五味子酯甲抑制肝窦内皮细胞功能及血管新生的活性。

1 材料

五味子酯甲购自上海融禾医药科技发展有限公司；索拉非尼（sorafenib），VEGF/PDGF受体酪氨酸激酶及丝/苏氨酸激酶抑制剂购自Bayer公司。

SK-HEP-1细胞株（ATCC Number：HTB-52TM）购自中国科学院上海细胞库，为内皮来源人肝癌细胞株。

SD大鼠，6～7周龄，SPF级，购于中国科学院上海实验动物中心，许可证号SYXK（沪）2007-0005。

Minimum Essential Medium（MEM），胎牛血清（fetal bovine serum，FBS）购自GIBCOTM公司；二甲基亚砜（DMSO），Fibronectin噻唑蓝（MTT）购自Sigma公司；Recombinant Rat Vascular Endothelial GrowthFactor（VEGF Rat）购自Prospe公司；EdU细胞增殖试剂盒（Cell-LightTM EdU DNA Cell Proliferation Kit）购自广州锐博生物科技有限公司；NO荧光探针，NOS试剂盒，结晶紫染液购自碧云天生物技术研究所。Matrigel购自BD Biosciences公司。Transwell24孔板购自美国Coming公司。

2 方法

2.1 细胞培养 SK-HEP-1细胞以10%FBS/MEM培养液培养，每3～4d传代1次。

2.2 药物配制 ①每1L MEM培养基含MEM干粉1袋，NaHCO，2.2g，4-羟乙基哌嗪乙磺酸（HEPES）2.38g，青霉素0.0625g，链霉素0.1g。②胰酶1L含Trysin 2.5g，乙二胺四乙酸（EDTA）0.2g，NaCl8g，KCl 0.4g，Na2HPO4・12H2O 0.134g，KH2PO4 0.06g，NaHCO30.35g。③L-谷氨酰胺100mL：L-谷氨酰胺2920mg加ddH2O至100mL。④PBS缓冲液1L含NaCl8g，KCl 0.2g，Na2HPO4・12H2O 3.58g，KH2PO4 0.26g。

2.3 细胞模型 SK-HEP-1细胞以每孔8000个接种于96孔板，待细胞长至亚单层，弃培养液，VEGF以0.4%胎牛血清稀释，20μg・L-1VEGF与SK-HEP-1细胞共孵育24h，同时设0.4%胎牛血清培养液作为对照。

2.4 MTF法 药物孵育24h后，弃药液，加入0.5g・L-1MTY工作液，孵育4h。小心吸弃工作液，加入DMSO100μL/孔，至充分溶解，在微孔板扫描分光光度计上测定吸光度A490。

2.5 Edu法 药物孵育24h后，弃培养液，每孔加入50μmol・L-1EdU溶液100μL孵育2h后，弃上清，每孔加入4%多聚甲醛100μL室温固定15min，0.2%甘氨酸孵育10min，PBS洗涤5min，2次，0.5%Triton X-100透膜10min，PBS洗涤5min，Appllo染色反应液避光孵育30min，PBS洗涤5min，DAPI（1：1000）避光孵育5min，PBS洗涤5min，2次，Cellomics ArrayScan VTI HCS Reader采集图像，Cellomics Cell Health Profiling BioApplicationSoftware对图像进行分析。

2.6 荧光探针法 胞内NO水平的检测：药物孵育24h后，弃培养液，每孔加入原位装载5μmol・L-1DAF-FMDA（NO探针）100μL孵育20min后，PBS洗涤3次。Thermo scientific varioskan flash光谱扫描多功能读数仪上检测，激发波长495nm，发射波长515nm。NOS活性检测：药物孵育24h后，弃培养液，每孔加入NOS检测缓冲液、检测反应液各100μL，孵育2h后PBS洗涤3次。Thermo scientificvarioskan flash光谱扫描多功能读数仪上检测，激发波长495nm，发射波长515nm。

2.7 细胞迁移试验 Transwell小室的下室以1mg・L-1纤维粘连蛋白37℃细胞培养箱内包被过夜。细胞同步化后，胰酶消化，离心，用0.4%胎牛血清调整细胞密度至2×105个/mL，上室加入细胞和药物培养液各150μL，药物组各设3个复孔，下室加5%胎牛血清细胞培养液600μL孵育8h后弃上下两室培养液，4%多聚甲醛固定细胞，PBS洗涤，结晶紫染色10min，PBS洗涤。Olympus倒置显微镜下观察细胞迁移情况，拍摄。

2.8 细胞管腔形成试验 每孔加100μL Matri-ge1聚合1h，细胞胰酶消化后调整细胞浓度至5×104个/mL与药物培养液按1：1混合，每孔200μL铺在matrigel上，孵育8h。Olympus倒置显微镜下观察，拍摄。

2.9 大鼠主动脉环试验 将主动脉分切成1mm血管环备用。每孔60μL matrigel聚合20min后，加入一主动脉环，放置10min。另加60μLma-trigel于主动脉环上，聚合30min。加100μL含青链霉素的2%FBS，孵育6d后弃培养液，0.4%FBS饥饿6h。Olympus倒置显微镜下观察，拍摄，计作0h；加药物培养液，孵育24h，Olympus倒置显微镜下观察，拍摄，计作24h。

2.10 斑马鱼试验 转基因斑马鱼（VEGFR：GFP）受精卵发育24h，移至96孔板中，每孔预加入受试样品溶液，每5个孔为同一浓度，对照为胚胎培养用水加相应量的助溶剂，加盖封闭，置于光照培养箱（28℃）内继续发育24h，于倒置显微镜下观察，记录节间血管的血流数。麻醉，荧光显微镜下对节间血管进行计数并拍照。观察结束后，4%多聚甲醛中固定，甲醇脱水，丙酮透化，碱性磷酸酶染色，显微镜下拍照。

2.11 统计学处理 计量资料用x±s表示。所有数据均使用SPSS12.0软件包进行统计学分析，组间比较使用单因素方差分析，P

3 结果

3.1 五味子酯甲对SK-HEP-1细胞活力的影响分别以含2.5～40μmol・L-1五味子酯甲培养液孵育SK-HEP-1细胞24h，MIT法检测细胞活力，2.5～20μmol・L-1五味子酯甲对SK-HEP-1细胞活力明显抑制，40μmol・L-1对SK-HEP-1细胞活力抑制率达到70%，后续药效试验选择2，20μmol・L-1五味子酯甲（图1）。

3.2 五味子酯甲对VEGF诱导的SK-HEP-1细胞增殖的影响 与空白对照组相比，VEGF刺激明显诱导SK-HEP-1细胞增殖；与索拉非尼作用相似，2，20μmol・L-1五味子酯甲显著抑制VEGF刺激的SK-HEP-1细胞增殖，具有一定剂量依赖性（图1）。

3.3 五味子酯甲对SK-HEP-1 细胞内一氧化氮（NO）含量与NOS活性的影响与空白对照组相比，VEGF刺激的SK-HEP-1细胞内NO含量与NOS活性明显升高；索拉非尼、五味子酯甲降低VEGF诱导的SK-HEP-1细胞内NO含量与NOS活性，其中2，20μmol・L-1五味子酯甲呈现一定剂量依赖性（图2）。

3.4 五味子酯甲对VEGF诱导的SK-HEP-1细胞迁移的影响 与空白对照组相比，VEGF组促进SK-HEP-1细胞迁移；与VEGF组相比，2.5μmol・L-1索拉非尼组、20μmol・L-1五味子酯甲组明显抑制SK-HEP-1细胞迁移（图3）。

3.5 五味子酯甲对VEGF诱导的SK-HEP-1细胞管腔形成的影响 与空白对照组相比，VEGF促进SK-HEP-1细胞管腔形成；与VEGF组相比，2.5μmol・L-1索拉非尼组、20μmol・L-1五味子酯甲组均明显抑制SK-HEP-1细胞管腔形成（图3）。

3.6 五味子酯甲对VEGF诱导的大鼠主动脉环血管生长的影响 与空白对照组相比，VEGF组促进大鼠主动脉环血管生长；与VEGF组相比，2.5μmol・L-1索拉非尼组、20μmol・L-1五味子酯甲组均显著抑制大鼠主动脉环血管生长（图3）。

3.7 五味子酯甲对斑马鱼血管的影响 与空白对照组相比，100μmol・L-1索拉非尼组绿色荧光标记的斑马鱼血管数明显减少，五味子酯甲组无明显变化；与空白对照组相比，100μmol・L-1索拉非尼、100μmol・L-1五味子酯甲斑马鱼节间血管数显著减少；与空白对照组相比，100μmol・L-1索拉非尼、100μmol・L-1五味子酯甲可显著减少斑马鱼功能血管数量（图4）。

4 讨论

肝硬化患者和实验性肝纤维化动物肝脏中均能见到血管新生现象，血管新生既可以是慢性肝损伤后组织修复中微血管重塑的表现，也与肝纤维化的发展有密切的关系，采用索拉非尼干预血管新生可减轻肝纤维化。促进血管新生的细胞因子有VEGF，转化生长因子-β（transforming growth fac-tor-β，TGF-β），成纤维细胞生长因子（fibroblastgrowth factor，FGF），血小板源生长因子（platelet de-rived growth factor，PDGF）等。纤维化时，肝脏中VEGF表达上调，主要表达在内皮细胞（endothelialcell，EC）和活化肝星状细胞（hepatic stellate cell，HSC）中，可促进EC分裂、增殖，迁移，诱导纤维蛋白原激活物和胶原酶的表达，增加血管的通透性，使用特异性中和抗体阻断VEGF信号可减轻肝纤维化。

SK-HEP-1细胞株是无限增殖的人肝窦内皮细胞株，具备肝窦内皮细胞的两大关键特点：一是窗孔结构，二是细胞内吞作用（肝窦内皮细胞关键功能特点），因此，SK-HEP-1细胞是进行体外物质筛选理想的细胞载体。索拉非尼是一种多激酶抑制剂，不仅可以抑制多种受体酪氨酸激酶活性，还可以抑制丝氨酸―苏氨酸激酶活性。作为多靶点受体酪氨酸激酶抑制剂，该药物不仅具有抑制血管新生作用，最近一些研究表明，该药具有良好的抗肝纤维化作用。

篇5

【关键词】 脂肪干细胞； I型胶原凝胶； PLGAβTCP支架； 骨组织工程

【Abstract】 AIM: To fabricate a novel bone tissue engineering construct using collagen I gel to suspend adiposederived stem cells (ADSCs) into a porous PLGAβTCP scaffold (rADSCsCOL/PLGAβTCP) and explore its potentiality for bone tissue engineering. METHODS: ADSCs were prepared by collagenase I digestion of subcutaneous fat from the suprascapular site of Japanese white rabbit. Firstly， the osteogenic differentiation of rabbit ADSCs (rADSCs) was identified by von Kossa staining after in vitro culture for 4 weeks under osteogenic medium. Then the rADSCsCOL/PLGAβTCP composite was fabricated using collagen I gel to suspend rADSCs into PLGAβTCP scaffold and cultured under osteogenic medium for 2 weeks. Meanwhile， the single combination of rADSCs and PLGAβTCP scaffold was also prepared as control. Morphological observations were carried out using scanning electron microscopy (SEM). Cell proliferation， alkaline phosphatase activity and calcium deposit were also determined to fully evaluate the osteogenic differentiation of rADSCs in both composites. RESULTS: By presuspended in collagen I gel， the rADSCs were evenly distributed in the pores of the PLGAβTCP scaffold. Furthermore， collagen I gel remarkably promoted the osteogenic differentiation of rADSCs in PLGAβTCP scaffold. CONCLUSION: The successful fabrication of rADSCsCOL/PLGAβTCP composite casts a new light on the construction of bone tissue engineering composites.

【Keywords】 adiposederived stem cells; collagen I gel; PLGAβTCP; bone tissue engineering

0 引言

生物支架材料是骨组织工程研究中的一个重要环节［1］. 目前常用的生物材料例如高分子聚合物、生物陶瓷等，在与种子细胞复合过程中仅仅能够起到机械性支架作用，而缺乏生物活性，在与种子细胞复合以后，难以与其形成良好互动，对其进一步的增殖、成骨分化施加积极影响. 而I型胶原作为骨组织中主要的有机成分，在骨形成过程以及维持正常骨结构中发挥了重要作用［2］. 为此，我们从仿生学角度考虑，初步尝试利用I型胶原凝胶悬浮脂肪干细胞（adiposederived stem cells， ADSCs）与三维多孔支架PLGAβTCP复合构建一种新型仿生骨组织工程复合体，并对其生物学性能进行研究，以探讨将其应用于骨缺损修复的可行性.

1 材料和方法

1.1 材料 3 mo龄成年日本大耳白兔，由第四军医大学实验动物中心提供；DMEM培养基、地塞米松、抗坏血酸、β甘油磷酸钠、Ⅰ型胶原酶、磷酸对硝基苯酚（PNPP）、对硝基苯酚（PNP）均购自SIGMA公司；胎牛血清购自杭州四季青公司；碱性磷酸酶检测试剂盒购自上海仁宝试剂公司；细胞外钙定量检测试剂盒（Calcium C kit， WAKO Pure Chemical Industries）.

1.2 方法

1.2.1 兔ADSCs（rabbit ADSCs， rADSCs）的原代培养 3 mo龄成年日本大耳白兔，耳缘静脉注射空气处死. 常规备皮，消毒，取其颈背部皮下脂肪. 分离肉眼可见的筋膜、血管，无菌PBS冲洗3遍，眼科剪将组织剪成1～2 mm3组织块，置于1.5 g/L Ⅰ型胶原酶中于37℃消化1 h. 100目筛网过滤后900 r/min离心10 min，用普通培养液（含100 mL/L胎牛血清的DMEM）重新悬浮、接种. 待细胞达90％汇合时用2.5 g/L胰蛋白酶消化传代.

1.2.2 rADSCs的成骨诱导分化鉴定 采用第3代rADSCs，以105个/孔接种于6孔板，待其完全贴壁后于普通培养液中加入10-7 mol/L地塞米松、抗坏血酸50 mg/L和10 mmol/L β甘油磷酸钠进行成骨诱导，4 wk后采用冯库萨（von Kossa）钙染色法检测诱导分化情况.

1.2.3 PLGAβTCP支架的制备 由清华大学激光快速成型中心将聚乳酸聚乙醇酸（PLGA）［polylactide (50%)coglycolide (50%)］与β磷酸三钙（βTCP）按照7∶3，W/W的比例经快速成型技术低温沉积工艺制成［3］，具有良好的孔隙率（>90 %）以及孔径（300 ～350 μm）.

1.2.4 I型胶原凝胶溶液的制备 将I型胶原用100 mL/L，V/V醋酸溶解并定容至50 mg/L，然后将其以10∶1∶1的比例与10×的DMEM及胎牛血清混合，最后使用1 mol/L NaOH调整溶液pH至7.4. Co60消毒灭菌，置于4℃备用.

1.2.5 rADSCsI型胶原凝胶/PLGAβTCP骨组织工程复合体的构建（rADSCsCOL/PLGAβTCP） 使用第3代rADSCs，待其达100％汇合后2.5 g/L胰蛋白酶消化、离心，于冰浴条件下使用100 μL I型胶原凝胶溶液以2×109个/L的密度悬浮细胞并均匀滴加于PLGAβTCP支架材料孔隙中，37℃作用0.5 h以使胶原凝胶溶液凝结. 最后加入成骨诱导培养液于37℃ 50 mL/L CO2条件下进行成骨诱导培养. 同时设立无细胞I型胶原凝胶/PLGAβTCP复合体作为对照（COL/PLGAβTCP）.

1.2.6 rADSCs/PLGAβTCP骨组织工程复合体的构建（rADSCs/PLGAβTCP） 使用第3代rADSCs，待其达100％汇合后2.5 g/L胰蛋白酶消化、离心，以2×109个/ L的密度悬浮细胞. 取100 μL细胞悬液均匀接种于预处理的PLGAβTCP支架中. 于37℃ 50 mL/L CO2条件下共培养4 h，使细胞与材料充分复合. 最后加入成骨诱导培养液进行培养. 同时设立空白PLGAβTCP支架材料作为对照.

1.2.7 材料中细胞增殖检测 于接种后4 h和第1，3，7，10，14 d进行细胞增殖测定. rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组：将培养液吸除后加入20 g/L的I型胶原酶于37℃条件下作用45 min以彻底分解I型胶原纤维，等量培养液中和后将细胞悬液吸出并于1200 r/min离心10 min. rADSCs/PLGAβTCP复合体组：将培养液吸出后加入2.5 g/L胰蛋白酶消化5 min，等量培养液中和，900 r/min离心9 min. 最后将细胞团块重新悬浮于培养液中进行细胞计数并计算初始细胞接种密度（复合细胞数量/总细胞数量）（每组每个时间点共有4例标本）.

1.2.8 碱性磷酸酶活性检测 采用PNPP法. 步骤：于诱导培养第7和14日，收集rADSCsCOL/PLGAβTCP和rADSCs/PLGAβTCP复合体细胞（实验方法同1.2.7）. 将两组细胞经超声裂解后，加入PNPP于37℃反应30 min，0.1 mol/L NaOH中止反应. 于405 nm处读取A值. 参照总蛋白定量以及预先绘制的PNP标准曲线，将碱性磷酸酶活性单位定义为每分钟每微克总蛋白中所含PNP纳摩尔数（nmol PNP/μg protein/min）（每组每个时间点共有4例标本）.

1.2.9 细胞外基质矿化程度检测 采用OCPC法. 于诱导培养第7和14日，收集rADSCsCOL/PLGAβTCP以及rADSCs/PLGAβTCP复合体细胞（方法同1.2.7），加入0.5 mol/L HCl于常温下过夜，将细胞外不溶性钙盐分解成可溶性钙离子，实验操作按照Calcium C Kit说明书进行. 钙离子浓度以μg/105个细胞表示（每组每个时间点共有4例标本）.

1.2.10 形态学观察 在诱导培养2 wk后，将各组复合体取出，进行扫描电镜观察. 实验步骤：无菌PBS冲洗3遍，2.5 g/L戊二醛固定，逐级梯度酒精脱水，临界点干燥. 经表面喷金后置于镜下观察.

统计学处理： 所有计数资料均采用x±s表示，采用SPSS 11.0 软件进行配对t检验， P

2 结果

2.1 rADSCs的体外培养及成骨诱导分化鉴定 于体外培养条件下，原代培养rADSCs呈成纤维细胞样，传代后细胞形态变化不大，仍呈梭形、三角形，增殖能力旺盛. 连续培养至第15代仍保持良好的细胞形态与增殖能力（图1A）. 换用成骨诱导液干预4 wk后经von Kossa染色可见细胞及其周围附着的钙盐与硝酸银发生置换反应而被染成黑色，说明此时细胞外基质矿化，成骨分化基本完成（图1B）.

A：原代培养rADSCs 相差 ×100；

B：von Kossa染色 相差 ×200.

图1 体外培养兔ADSCs细胞（略）

2.2 材料中的细胞增殖情况 rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组的初始细胞接种密度为(97.20±2.30)%，而rADSCs/PLGAβTCP复合体组仅为(36.50±3.80)%，前者显著高于后者（n=4，P

2.3 碱性磷酸酶活性定量检测 诱导培养1 wk后，rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组碱性磷酸酶活性为(0.27±0.02) nmol PNP/μg protein/min， 而rADSCs/PLGAβTCP复合体组为(0.14±0.02) nmol PNP/μg protein/min，前者显著高于后者；诱导培养2 wk后rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组碱性磷酸酶活性则高达(0.85±0.27) nmol PNP/μg protein/min，显著高于rADSCs/PLGAβTCP复合体组(0.51±0.14) nmol PNP/μg protein/min，两组差异具有统计学意义（n= 4， P

2.4 细胞外基质矿化程度检测 诱导培养1 wk后，rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组细胞外基质矿化程度［(23.69±3.50) μg/105个细胞］与rADSCs/PLGAβTCP复合体组［(20.90±1.68) μg/105个细胞］差异无统计学意义（n= 4， P>0.05）；而2 wk后前者［(71.88±2.89) μg/105个细胞］则显著高于后者［(48.10±2.77) μg/105个细胞］（n=4， P

2.5 形态学观察 扫描电镜显示，PLGAβTCP支架材料为规则的相互交通的多孔状三维立体结构（图2A），而对于无细胞COL/PLGAβTCP复合体组，可以看到I型胶原纤维均匀分布于材料表面及孔隙中（图2B）. 在rADSCs/PLGAβTCP复合体组中，rADSCs仅贴附于材料表面，孔隙中没有细胞长入(图2C). 然而在rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组中，材料孔隙被悬浮于胶原凝胶中的rADSCs所完全充填(图2D). 复合细胞共培养2 wk后，rADSCsCOL/PLGAβTCP和rADSCs/PLGAβTCP复合体组中的rADSCs在材料孔隙中均呈成纤维细胞样生长(图2E，F).

A: PLGAβTCP支架材料（：材料的小梁， ：材料的孔隙） ×60；B: COL/PLGAβTCP复合体 ×70；C: rADSCs/PLGAβTCP复合体 ×50；D: rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体 ×50；E: 为C图白框的放大，rADSCs贴附于材料表面呈复层生长（: rADSCs） ×300；F: 为D图白框的放大，rADSCs填满材料的孔隙（: I型胶原凝胶经扫描电镜样品处理程序处理后所形成的胶原颗粒， : rADSCs） ×200.

图2 扫描电镜观察（略）

3 讨论

在骨组织工程复合体的构建过程中，三维多孔支架材料所具有的孔隙率以及孔径大小具有重要意义. Karageorgiou等［4］报道的当支架材料具有良好的孔隙率以及孔径大于300 μm时，在体内能够明显促进新生骨组织形成以及新生血管长入，从而能够在骨缺损修复过程中发挥重要作用. 然而，良好的孔隙率以及孔径往往会导致种子细胞在与材料复合时的大量丢失. 本研究采用具有良好的骨缺损修复能力的PLGAβTCP 作为支架材料［3，5］. 实验结果显示直接将rADSCs滴加于PLGAβTCP材料时，仅有一少部分细胞成功与材料复合，大部分细胞由于材料的孔隙率而丢失. 因此，具有良好的孔隙率以及孔径的支架材料虽然具有良好的骨传导性，但是由于其表面积相对有限，采用传统直接滴加细胞的接种方式并不能够促成细胞在材料孔隙中的均匀分布.

为了解决这个问题，在本实验中I型胶原凝胶被用来实现脂肪干细胞与材料的均质复合. I型胶原凝胶作为水凝胶类支架的一种，其所具有的半固体、半液态的特点使其不仅能够相对容易的实现细胞的均匀分布，而且能够通过物理性捕获效应将大量细胞限制于其中，一方面解决了细胞与材料的复合问题，另一方面也解决了在接种过程中细胞的丢失问题. 此外，作为正常骨组织结构中主要的有机成分， I型胶原能够调控细胞黏附［6］，促进成骨细胞的增殖［7］、分化并能够引导骨组织再生［8］. 因此，在本实验中我们使用PLGAβTCP多孔支架、rADSCs以及I型胶原凝胶来构建了一种新型仿生骨组织工程复合体. 实验结果显示I型胶原凝胶能够显著促进复合体中rADSCs的碱性磷酸酶活性以及细胞外基质矿化程度（rADSCsCOL/PLGAβTCP复合体组＞rADSCs/PLGAβTCP复合体组，P

综上所述，我们通过将rADSCs悬浮于I胶原凝胶后再与PLGAβTCP支架复合构建了一种新型仿生骨组织工程复合体（rADSCsCOL/PLGAβTCP），与传统直接滴加细胞接种方式所构建的复合体相比（rADSCs/PLGAβTCP），本研究采用的构建方法材料孔隙中的rADSCs分布均匀且密度高，进一步体外成骨诱导分化相关检测显示I胶原凝胶能够显著促进rADSCs在材料中的成骨分化，为骨组织工程复合体的构建提供了新的思路.

【参考文献】

［1］ Tzaphlidou M. The role of collagen in bone structure: an image processing approach［J］. Micron， 2005， 36(78): 593-601.

［2］ 李战强， 黄友章， 彭勤建， 等. 成人脂肪来源间充质干细胞的分离培养与鉴定［J］. 第四军医大学学报，2006， 27(1): 52.

［3］ Xiong Z， Yan Y， Wang S， et al. Fabrication of porous scaffolds for bone tissue engineering via lowtemperature deposition［J］. Scripta Materialia， 2002， 46(11): 771-776.

［4］ Karageorgiou V， Kaplan D. Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis［J］. Biomaterials， 2005， 26(27): 5474-5491.

［5］ 马 兴，胡蕴玉，颜永年，等. RP技术制备PDLLA/TCP人工骨载体与LDPTH成骨效应相容性的体外实验［J］. 第四军医大学学报，2004， 25(12): 1081-1084.

篇6

从单个分子到多种分子组合构成超分子体系，从细胞产生到多细胞生物体的生长发育过程，是谁在支配着这一切？

1 从分子到细胞的抉择

1.1 生命构成分子的抉择 多核苷酸的结构很适于贮存遗传信息和进行复制，但由于分子不够多样化，尚不能作为细胞的结构与功能的构筑单位，但DNA半保留复制却能保证遗传的稳定性。多肽却不同，它们由许多不同氨基酸组成，由多种氨基酸脱水缩合形成的多肽，具有多种多样的三维结构和许多表面反应部位，使它们很适于去完成细胞的形态构筑和代谢反应功能（1）。因此，DNA和蛋白质这两种结构和性质互补式的物质，都成了构成生命的基本物质。

1.2 生命基本结构和功能单位之抉择：形成细胞 DNA和蛋白质等只是构成生命的基本物质，而由它们构成的细胞，其特有的结构和功能，使其成为保持遗传性状和全能性、具有独立的有序的自控代谢体系等，生命的基本生理特征的基本单位，它的出现才是生命的诞生。细胞的大小也是经自然选择的不可替代的最佳结果，过小不能独立生存，过大不利生存。所以，大型生命体，必定是多细胞生物体；而不是单个大细胞的生物体。

2 多细胞生物体生长发育调控途径之抉择

2.1 分子水平的调控模式之抉择：“核质互作”模式 中心法则：DNARNA蛋白质，是DNA、RNA和蛋白质的分子构象决定的固有的信息转换规律；而相邻细胞间互作构成的组合调控信号，又调控诱导着基因选择性表达，是DNA表达出的蛋白质对DNA表达的反作用，构成了“核质互作”模式，实现了对每一个体细胞的准确表达。

2.2 “核质互作”调控模式对应的调控途径构成：遗传性状表达调控网 研究表明，细胞增殖的调控不仅要遵循细胞自身的增殖调控规律，同时，还要遵守生物体整体的调控机制的调节，已表达出的细胞间互作构成的胞外组合调控信号,在细胞的命运是分化还是分裂都是起着决定性的作用[2]，它引发组织特异性基因选择性的表达[3]。这样，基因表达的细胞(内容)和调控的途径(形式)是同时表达、互为条件，互为结果的，细胞构成了生物体；而对应的调控途径，包括：胞内信号转导途径与胞外组合调控途径，它反映和传递着细胞性状和功能状态及细胞间互作等全方位、多样性[4]的信号，通过这些信号，调控着细胞生长、分化与分裂、修复与再生等生命的基本过程，实现了对生物整体遗传性状，严格地按照基因表达的程序，级联启动、既定性、渐成式地调控表达[5]，该调控网络故称遗传性状表达调控网络（简称：遗传性状表达调控网或调控网）。

遗传性状表达调控网是“核质互作”模式的调控途径构成的，故具有以下特性：

2.2.1 使基因表达的内容和调控形式达到了完美的统一，是基因和蛋白质的分子固有构象决定的，实现了将基因中赋有的遗传性状级联启动、既定性、渐成式的表达出来，组装出有完善生理功能的生物有机体。是经自然选择的、最佳的、不可替代的 “核质互作”调控模式，它使基因表达更准确稳定，且大大减少了DNA的总量。这种调控方式，使多细胞生物体遗传性状的表达，不需统一的控制中心，只需遗传信息贮存核心DNA。与生理功能系统有着极大的区别，生理功能系统都有统一的功能控制中心，例：神经系统有大脑。

2.2.2 使生物体上的每一个细胞都是构成调控网的成分,故调控网也网络调控着生物体上的每一个体细胞，不需形成特化的调控细胞和组织等。实现了将人体上下、左右、内外的细胞、组织、脏腑器官、筋骨皮毛、四肢百体都有机地联络在一起成为有机体，该方式能简洁、准确又稳定地将基因中遗传性状表达出来，遗传现象就是例证。

假设：生物体的生长发育不是通过遗传性状表达调控网调控，设想生长发育调控途径有似神经系统，有一个非常发达的调控中心和外周信息传导系统，去摄取每一个细胞全方位的信息，调控其分化、分裂等，可能吗？神经系统也绝对没有这么发达，它要比神经系统更发达与复杂。因此，生物体就会多一个专门从事基因表达的性状决定调控系统，在生物体上也没有发现这个系统的存在。又想，这个系统本身又是怎样表达出来的？

2.3 整体相关性以少数控制多数之优化抉择：全息性、主干道和信息中心 全息性:半保留复制使同一生物体上的每一个细胞上DNA都相同，只是表达的基因组有差异，所以每一个细胞核都具有全能性，即细胞全息性，例如：克隆。各种性状的细胞都有一定的模式，由其构成的组织也有一定的模式，成了组织全息体，表现出同类细胞、组织的全息性，例：肌组织。而由多种组织全息体构成的器官或肢体，有如小磁体构成大磁体一样，构成了器官或肢体层次上的全息体。表现出器官、肢节层次上的全息性, 各层次的全息体都似整体的各层次的缩影。全息性表达大大地减少了基因的总量,实现了几万个基因对人体几百万亿个细胞的表达调控。全息性还表现在细胞分化调控的时间与空间上的程序浓缩在每一个细胞的染色体上。

多层次立体的发育相关的调控网络体系：发育过程中，不同的胚层发育成不同的组织，不同的器官上由同一胚层发育形成的同一性状的组织，细胞间具有密切的亲子关系，有相同的表达基因组，其细胞的性状及联接与通讯方式具有一定的亲子性，对应的遗传性状表达调控网自然构成有着更密切亲子关系的遗传性状表达调控网，同一性状的组织分布在不同的器官、肢节上，故调控网将不同的器官、肢节上同一性状的亲子细胞贯穿式地网络在一起。相邻胚层间的细胞相互诱导协同发育，对应地也构成了不同性状组织（或相邻胚层）间的相互诱导协同关系的遗传性状表达调控网，同胚层内的细胞亲子情深，相邻胚层间的细胞兄弟情长。最终，构成了多层次立体的、网络着生物体上一切体细胞的遗传性状表达调控网。

生理和病理的相关体系并形成主干道和信息中心：生理功能系统是基因表达的内容、生理功能执行的主体、维持稳态的调控系统，生理功能器官性状功能分工的特异性、集中性和潜在的全息性，也使对应的（亲子关系的）遗传性状表达调控网，在躯体上的脏腑与全息体上相关的全息脏腑间，产生了相对的特异性与集中性，形成了与脏腑性状功能相对应的调控网的主干道（多层次）；相邻组织上的全息脏腑间调控网的干道就汇成了信息中心。但不形成特化的干道细胞和组织，只是表现在主干道上的细胞互作通信，有着相对专一的、更致密的性状信息传递结构及更强信息传递，分布和传递着与性状表达调控及功能状态有关的物质和对应的信息，从而表现出相对特殊的与其外周形成一定区别的理化、生理等物质及信息递度与传导特性。

一切细胞的性状、功能状态信息也在调控网中传导，并在各全息胚上的全息对应部位表现出来，因此，调控网的分布表现出随生物性状全息相关分布的规律。生物全息律从外形和功能穴位分布上总结了全息现象存在的普遍性。

3 生理功能的分工与协作之抉择：形成各适应性生理功能系统（本文中略）

4 生物体的整体调控模式

4.1 生理功能系统是基因表达的内容、维持稳态的调控系统 生理功能系统是生命的基本特征：新陈代谢和兴奋性的执行系统。在人体上构成了相关的生理功能器官和调节环路，对靶细胞产生远距离同步调节其新陈代谢和兴奋性、调节生物体的生长与发育的程度，确保生物体内环境的稳定。调节生物体适应外环境，并与外环境进行物质、能量和信息的交流，达到外适内稳。为经络调控创造条件。

4.2 经络是基因表达的调控形式、生长发育的调控系统 它通过近距离的组合调控方式，调控遗传性状的表达，并通过网络实现远距离的整体相关调控，使生物生长发育成为有机整体。它是决定生理功能系统存在的表达调控系统，是生物表型性状趋向基因型的适应性表达的动态调控网；是细胞增殖、生长、分化、修复与再生等生命的基本现象的动态调控网。

4.3 生物体的整体调控模式

经过以上探讨可得出以下：该模式阐明了生物体上的两大系统：1、生物体生长发育的调控系统--经络系统；2、维持稳态的调控系统--生理功能系统，两大系统是同时表达又互为因果的，共同完成生物体生长发育与内稳的调控，使生物体成为外适内稳的独立生命体。

三个调节、调控系统比较研究，则进一步阐明了该模式的意义。该模式让经络为何神秘的原因一目了然了，又进一步完善人们对多细胞生物体自稳现象的认识。三个医学体系（中、西医与结合医学）比较研究，阐明了中医学是以经络系统为核心纽带来研究人体，西医学则是从各生理功能系统来研究人体的，故中、西医是从不同的角度研究人体的互补的医学体系。奠定了中、西医学和中西医结合医学的共同的生理基础时，又将在新的生物模式下产生全新的生物学与医学体系。

参考文献

［1］宋今丹 《医学细胞生物学》 人民卫生出版社 5页

［2］桂建芳 易梅生 《发育生物学》科学出版社 431页

篇7

学习了生物进化后，笔者对真核生物的出现产生了强烈的好奇心。从进化的历程看，生物进化的顺序是从低等生物到高等生物。真核生物在原核生物之后出现，其结构和功能更为复杂。那么，从原核生物到真核生物，从结构到功能，生物发生了怎样的变化呢？查阅了相关资料后，笔者浅显地归纳了下面两点。

一、生物膜系统的进化

原核细胞中的生物膜只有细胞膜。真核细胞除了细胞膜外，还有细胞器膜、核膜。因为这些膜在成分上很相似，功能上也有联系，因此我想它们是可以相互进化的。那么，如此复杂的生物膜系统是怎样进化而来的呢？

大多数人认为，细胞膜内褶皱形成内质网，内质网进一步曲折，把核区包裹起来形成核膜。然后原始内质网可进一步分化为高尔基体、溶酶体等细胞器。这种观点可以解释各种生物膜的组成成分和结构的相似性，并能解释单层膜结构细胞器的特点，以及核膜为何是双层膜结构。然而，此观点仍存在不足，因为真核细胞中存在着两种特殊的细胞器――叶绿体和线粒体，他们不仅是双层膜结构，而且存在遗传上的独立性，即含有少量的DNA，这又如何解释呢？

我记得有一道题目中提到过“叶绿体是蓝藻和细菌的共生体”，这句话给了我很大的启发。于是我查了相关资料，发现确有此说，就是美国学者Margulis提出的“内共生学说”。该学说认为，较大的原核细胞可吞入其他较小的原核细胞，它们便产生了共生关系，以后逐渐特化为其中的一种细胞器。例如，被吞入的需氧型细菌可变化为线粒体；被吞入的具有光合作用功能的蓝藻则变为叶绿体，如此，便逐渐完成了向真核细胞的进化。

二、细胞分裂类型的进化

了解相关信息后，我知道原核细胞的分裂方式为二分裂。当其分裂时，复制后的DNA随细胞膜上的间体彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞。

篇8

我今天说课的内容是人教版必修一第三章第一节细胞膜的结构和功能。高中生物必修课本一共三册书，必修一分子与细胞是其中的基础，而必修一中细胞的结构和功能为基础中的基础，前面学习了构成生物体的物质基础：元素和化合物，接下来又学习元素和化合物构成的结构基础细胞。只有这部分知识的熟练掌握才能更好地理解和学习后面的细胞的增殖，分化，衰老，癌变；必修二的减数分裂；必修三的兴奋地传递和激素的功能特点。同时高一的学生刚刚进入高中阶段的学习对高中的学习方法和技巧没有更多的深入，而且初三没有学习生物学科，我在上课的过程中注意学生生物学科的学习方法和技巧的培养，培养学生的生物学思维和生物学的学习方法，例如让学生多参与实验，设计实验，体验生物学科是实验科学；为学生尽可能多地提供动脑动手的机会，培养学生的发散思维、想象力，初步培养科研的思维。

一、课堂前教案分析

（一）教学目标

知识目标：了解细胞膜的成分、结构和功能。能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验；体验制备细胞膜的方法；探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。情感态度目标：认同细胞膜作为系统的边界对于细胞这个生命系统的重要意义；探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。

（二）教学重点与难点

教学重点主要包括以下几点：细胞膜的成分和功能；细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。教学难点：用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。

（三）教学方法

教学方法有很多种，本次主要是运用以下的一些方法：引导探究，模型制作，小组合作，小先生讲课，通过这些方法能很好地引导学生尽快地进入课堂氛围，而且能够亲自参与到课堂教学中，增加同学们的学习兴趣。

二、课堂教学过程设计

通过做一个演示实验：两个烧杯分别装凉水和开水，同学上来操作，分别放入等量的玫瑰花瓣，用玻璃棒搅拌，请同学们观察有什么现象？得出什么结论？通过这个观察到的现象从而引出细胞膜的功能，锻炼和培养学生的观察和分析的能力，此部分大约用时5—8分钟。

细胞膜的这么重要的功能，与什么有关？究竟又怎样的结构决定的呢？首先要制备出真正的生物膜才能够是由有说服力。此处是一个很重要的实验，鉴于实验材料和器材的显示采用的方法是理论实验，培养学生自己在脑中先预设实验，用问题串的形式将该实验需要的所有问题都引导出来。

我们选择什么样的材料来做这个实验呢？（动物细胞，植物细胞，细菌类细胞，哺乳动物的成熟的红细胞）你为什么选择这样的实验材料，依据是什么？

你选择了哺乳动物的成熟的红细胞，接下来你如何操作能够制备细胞膜呢？为什么要这样操作？

细胞破裂后，如何才能将细胞膜取出来呢？用到了其他学科的什么知识？

制备了细胞膜，究竟含有哪些化合物？我采用的方法是沿着科学史的步伐，根据曾经的科学家们的实验，看看同学的分析能力。

细胞膜的化学组成为：磷脂分子，蛋白质分子，多糖分子。这些化合物用什么样的方式结合起来，能够满足我们前面分析的细胞膜的功能？提供材料：塑料板，磷脂模型，蛋白质模型，多糖模型。

分组：同学们六人一组，进行拼图实验，看看你做的模型怎样才能满足细胞膜的功能。

在这个过程中，学生会存在这样那样的问题，你的设计，为什么这样设计，有不同意见的同学起来反驳，你的反驳理由是什么？这样设计对不对，为什么？应该怎样设计呢？边设计边订正，到最后同学自己说服自己，制作出真正正确的磷脂双分子层的流动镶嵌模型。能够让学生充分理解为什么细胞膜要有这样的结构，同时还锻炼了学生设计实验的能力，科学辩证的思维能力。

课堂快结束的时候，让同学起来总结一下这节课你学习了什么？知识方面的收获还有其他的收获吗？为了满足不同层次的学生的需求，采用分层次布置作业，基础的部分+能力提高部分。有兴趣的同学上网查资料，细胞膜上的甲胎蛋白与人体健康。

三、小结

高中生物教学方法多种多样，本文旨在对学生生物学科的学习方法和技巧的培养，培养学生的生物学思维和生物学的学习方法，为学生尽可能多的提供动脑动手的机会，培养学生的发散思维、想象力，初步培养科研的思维。

【参考文献】

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在高三复习中，时间短任务重，门类多题量大，考生往往疲于应付，疲惫不堪。依据学科特点，有章有法，掌握科学学习与答题方法，提高复习效率，实现有效复习，已然成为高三复习的必要之选。生物学科，是一门规律性非常强的学科，它的复习也必然是有章可循。

一、运用生物学观点，提升学科驾驭力

正确运用生物学观点是高中生物课程标准的基本要求之一，也是考查生物现象、研究生命规律的有利T具，更是我们迅速掌握生物知识的有效途径。

高中生物学习中，常用的生物学基本观点有：生命物质性观点，结构与功能相统一的观点，生命的整体性观点，生命活动的对立统一观点，生态学观点，生物进化的观点，科学、技术与社会相统一的观点等。高三复习中，用生物学观点来整合知识，应用时会得心应手。在复习细胞器一节时，运用细胞结构和功能相统一的观点：结构是功能的基础，有什么样的结构必然存在对应的功能，有什么样功能应有相应结构做支撑，二者相辅相成。线粒体具有双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴。线粒体功能：有氧呼吸的主要场所。嵴的存在增大了内膜表面积，附着更多有氧呼吸有关的酶，有利于有氧呼吸高效进行。高尔基体具有大囊泡、小囊泡等各种囊泡结构。高尔基体具有包装、发送分泌物的功能，囊泡内含有分泌物，囊泡脱离高尔基体后，与细胞膜融合，将内容物分泌到细胞外，实现其包装、发送功能。囊泡这样的结构与其分泌发送功能密不可分。

由结构想到功能，由功能分析应有的结构，将这样的生物学观点正确运用，融于日常复习中，实现从深层次理解学科特点，运用生物学观点分析问题、解决问题，提升自身的学科素养，提高知识掌握和答题的专业性，无形中增强驾驭学科的能力，对提高高三复习效率大有裨益。

二、内化知识体系，丰富网络结构

生物学的现象、规律、原理等都不是孤立的，而是相互联系的。生物知识不只是简单的记忆，更多的是理解深化。将知识串起来形成网络，形成结构体系，在需要时有效提取是生物教学的常用方法。但网络化不是学习知识的目的，简单的网络化也不能达到深层次理解知识的目的。将知识深层次地体系化，多层面构建网络，多角度探究，方能融会贯通。

生命的结构基础，教材介绍了细胞的结构，其中大多属于客观性介绍的记忆性知识。当然高考复习如果只停留在记忆层面，那是远远不够的，复习时要把相关的知识联系起来，形成体系，构建成网络。以分泌蛋白形成为例，可如下构建网络：

从以上关系可以看出，同一知识可以从不同角度、不同层面梳理，内化知识体系，深层次思考知识结构，多维度搭建知识网络，分析它们的内涵外延，有助于从更深层次理解知识，更加牢固地掌握知识，也有利于站在一定高度，审视知识，从而能够实现得心应手地运用知识。

三、关注例外性，提高答题能力

生命活动是规律的，这是我们学习的主要内容。但其生命活动的诸多偶然性又决定了我们的学习要关注例外性。生物知识的例外性丰富了我们对生命的认识，是典型性不可缺少的补充，对生命规律的全面把握，离不开对例外性的充分了解。

高三复习中，例外性知识也往往是命题人习惯的考察点，例外性试题已经成为现在生物试题的重要组成部分。解答生物试题时就必须充分考虑生物知识的各种例外性，在日常复习中对例外性生物知识应多加关注、多加梳理、充分准备。如这样一个习题：

下列有关细胞的叙述，正确的是（）

A.病毒是一类结构最简单的细胞生物

B.蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状

C.人体所有细胞含有的细胞器种类都相同

D.内质网膜和高尔基体膜都具有流动性

答案A，细胞是构成生物体结构和功能的基本单位，但病毒是例外。病毒是不具有细胞结构的生物。答案B，蓝藻为原核生物，没有核膜包围的细胞核，只有拟核。DNA在真核细胞核中一般为线状，在线粒体、叶绿体以及原核细胞拟核中常见为环状。质粒为环状。答案C，人体细胞中，成熟的红细胞就是个明显列外，没有细胞核及各种细胞器。内质网膜、高尔基体膜都属于生物膜系统，生物膜都具有一定的流动性，这是生物膜的结构特点，是共性。故答案D正确。

生物学中的例外是非常多的，如：葡萄糖进入细胞的跨膜方式是主动运输，但红细胞则是协助扩散；大部分人体体细胞的增殖方式是有丝分裂，但口腔上皮细胞是无丝分裂等等。在复习时应特别注意“一般”“通常”等词的外延。

四、突出教材实验，提升实验题解答能力

学生科学素养的培养是生物教学核心任务之一。科学素养包括多方面，实验与探究能力是其中重要部分。随着新课程改革的不断深入，高考中，对实验题的考察愈发潮流化，比重也有不断增大的趋势。如何有效复习实验题成为高考复习的重要课题。

翻看近些年各省份考卷实验题部分，由教材中实验改造、变形而来还真不在少数。因此，对于实验题的复习绝不应该脱离教材，对教材中的重要实验更要反复演练、多加拓展、多做思考和整理。在教材还原性糖的鉴定实验中，从实验材料选取的角度，为什么选择苹果和梨做实验材料呢？除了因为它们富含还原性糖，还有一个重要的原因是它们不含色素。实验是通过显色反应来观察现象的，如果实验材料带有颜色，就会对实验现象中的显色反应产生遮盖。由此，我们可以想到，凡是显色反应实验，都不应选用带颜色的材料，如果实验中色素是不可缺少的，那么在显色鉴定前应将色素除去。

有这样一高考试题：为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填人相应内容。

材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。（要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求）

（1）实验思路：

（2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填人该表中。

不难看出，本实验为教材实验“探究植物细胞的吸水和失水”的变形。目的为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化。所以需要设置不同梯度浓度的NaCl溶液。实验原理是动物细胞的细胞溶液浓度为0.9%，在浓度低于0.9%的NaCl溶液中动物细胞会吸水膨胀，在清水中，动物细胞会吸水过多而破裂；在浓度高于0.9%的NaCl溶液中动物细胞会失水皱缩，且浓度差越大，现象越明显。但是在一定的浓度范围内，膨胀或皱缩的细胞形态又会恢复到原来的形态，称为自动复原，因为离子可以透过细胞膜进入细胞。

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人体免疫失衡是个大的概念，涵盖了人体各个生理系统之间的生物功能平衡关系，某个系统功能有了问题，是身体生物机能整体失衡的结果；某个部位产生了病灶，是全身的疾病在局部反应的结果。中医、西医均重视免疫学基础理论研究和临床实践研究，近些年来兴起的免疫平衡研究，促进了免疫学的发展，为预防疾病、治疗疾病提供了依据。

生物的诞生、生长、进化发展、衰退、终结由两个因素决定：一是生命的遗传物质因素，二是在生命过程所处于的生物物理能量环境因素。因此，生物机体组织功能系统是否保持了平衡，不但要有物质的平衡支持，同时也要有良好的生物能量场的补充与平衡支持。

例一：一个长期工作在织布机杂音环境中的人，就会出现神经系统失衡，轻者听力下降、食欲不振，重者内分泌失调而导致心脑血管疾病及其他脏器功能紊乱。

例二：骨质疏松症患者，不管吃了多少钙质的东西，如果不结合运动与生物物理能量的治疗，其骨质疏松症就得不到明显的改善。

例三：慢性支气管炎、哮喘、高血压、高血脂症、失眠、心律失常、肠道功能紊乱、内分泌失调、细胞癌变、风湿与类风湿性关节炎等疾病的产生，均与人体内在生物物理环境的生物电场、生物磁场、红光生物场等生物物理能量的补充失衡有关系。

生物医学物理学产品，广泛应用于对人身体状况的辨识与调控、诊断与治疗、康复与保健等医学领域。物理疗法在科学技术高度发展的今天，以量子医学理论、遗传基因学、生物医学工程学、生物医学物理学、中医经络学理论、中医免疫学、生物医学电磁学、生物电学、磁疗学等完整的理论体系为基础，以其科学性、多样性、实用性、效果性、大众普及性，被广泛应用在生物研究、医学诊断和治疗等各个方面。例如：核磁共振成相、伽马刀、红外线治疗仪、超声波医疗、磁场医疗、高压氧舱、心脏起搏器、细胞基因能量治疗仪等等数不胜数。

生物医学物理学治疗类产品主要临床作用功能：

1、恢复细胞膜内外钾离子通透性，并保持正常的电位差，保证细胞DNA生物功能过程中所需能量，补充细胞基因生物功能过程中的能量消耗。提高细胞抗氧化能力，防止细胞因缺乏能量而导致的细胞过早退化。

2、人体的经络、神经系统、血管系统、淋巴系统等是生物物理能量传导与物质代谢的主要通路。治疗仪输出的生物物理能量场，对人体的七经八脉、十二条经络进行充分的整体平衡、引导和修正生物电场，激活和恢复细胞的生物功能，以达到充分控制病症的临床效果目的。

3、人是磁性生物，我们人体内部微量元素中有9种属于磁性元素物质，生物物理能量场作用下，充分恢复和保持细胞微量元素的顺磁性，提高血流速和供血供养量，强化机体组织器官的新陈代谢与免疫功能，排除沉积在细胞内的毒素因子，使细胞物质交换能力和能量补充的通路保持通透性，直接解除肌体组织的气滞血淤或微循环障碍，抑制病毒细胞或其他非良性细胞的活性，并促使其衰退、凋亡、破碎、液化、排出体外。

4、生物物理能量场具有补充能量、平衡阴阳的作用，具有药物难以替代的特殊临床医学价值。

篇11

高中生物必修二知识点11.细胞膜的主要成分：蛋白质、脂质(和少量的糖类)

(各种膜所含蛋白质、脂质的比例与膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多)

2.细胞膜的功能：①将细胞与外界环境隔开(以保障细胞内部环境的相对稳定);

②控制物质进出细胞(物质能否通过细胞膜，并不是取决于分子的大小，而是根据细胞生命活动的需要);③进行细胞间的信息交流。

3.细胞间信息交流的方式多种多样，常见的3种方式：①细胞分泌的化学物质如激素，随血液运输到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞;②相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞(如和卵细胞之间的识别和结合);③相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞(如高等绿色植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用)

4.细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。

5.制备纯净的细胞膜常用的材料：应选用人和哺乳动物成熟的红细胞，原因是：因为人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器;

制备的方法：将选取的材料放入清水中，由于细胞内的浓度大于外界溶液浓度，细胞将吸水涨破，再用离心的方法获得纯净的细胞膜。

6.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。

细胞癌变的指标之一是细胞膜成分发生改变，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质超过正常值

7.植物细胞壁的主要成分：纤维素和果胶;

功能：对植物细胞有支持和保护的作用。

8.细胞质包括细胞器和细胞质基质。

细胞质基质的成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸和核苷酸等，还有很多酶。

功能：细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，细胞质基质为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件，如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。

9.分离各种细胞器的方法：差速离心法。

10.线粒体内膜向内折叠形成“嵴”，增大细胞内膜面积;

在线粒体的内膜、基质中含有与有氧呼吸有关的酶，分别是有氧呼吸第三、二阶段的场所，生物体95%的能量来自线粒体，又叫“动力车间”。

11.叶绿体只存在于植物的绿色细胞中。

扁平的椭球形或球形，双层膜结构。含少量的DNA、RNA。在类囊体薄膜(基粒)上有色素和与光合作用光反应有关的酶，是光反应场所;在基质中含有与光合作用暗反应有关的酶，是暗反应场所。由圆饼状的囊状结构堆叠而成基粒，增大膜面积。

12.线粒体和叶绿体的相同点：①具有双层膜结构②都含少量的DNA和RNA，具有遗传的相对独立性

③都能产生ATP，都属于能量转换器。

13.内质网：在结构上内连核膜，外连细胞膜;功能：①增大细胞内的膜面积②是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的车间(内质网是蛋白质空间结构形成的场所)

14.核糖体：无膜结构，是合成蛋白质的场所。

附着在内质网上的核糖体合成的是胞外蛋白(即分泌蛋白如消化酶、胰岛素、生长激素、抗体等);游离的核糖体合成的是胞内蛋白(如呼吸氧化酶、血红蛋白等)。

15.高尔基体：主要是对来自内质网的蛋白质进行加工,分类,包装,运输。

(动植物细胞共有的细胞器，但功能不同：植物:与细胞壁的形成有关;动物:与细胞分泌物的形成有关)

16.中心体：存在于动物和某些低等植物(如衣藻、团藻等)中。

无膜结构，由垂直的两个中心粒及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关。

17.液泡：单层膜，成熟的植物有中央大液泡。

功能：贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态

18.溶酶体：消化车间，内含许多水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒病菌。

19.与分泌蛋白合成有关的细胞器有：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体;

与分泌蛋白合成有关的膜性细胞器有：内质网、高尔基体、线粒体;

与分泌蛋白的合成和分泌有关的结构有：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜

植物细胞特有的结构：细胞壁、叶绿体、液泡(植物根尖分生区细胞不含有的细胞器：叶绿体、大液泡)

判断低等植物细胞的依据：既有细胞壁、叶绿体或液泡，又有中心体

具双层膜的结构：线粒体、叶绿体、核膜(具双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体)

单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体

无膜结构(不含磷脂分子)的细胞器：中心体、核糖体

产生ATP的结构：叶绿体、线粒体、细胞质基质(产生ATP的细胞器：叶绿体、线粒体)

植物根尖(分生区)细胞产生ATP的场所：线粒体、细胞质基质

产生水的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体(有水参与反应的细胞器：线粒体、叶绿体等)

含有核酸的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体(核糖体中只有RNA，且含RNA最多)

与主动运输有关的细胞器：核糖体(合成载体)、线粒体(产生能量)

与细胞分裂有关的细胞器：核糖体、中心体、高尔基体、线粒体

能发生碱基互补配对的结构：线粒体、叶绿体、核糖体、(细胞核)

含有色素的细胞器：叶绿体、液泡、(有色体中只含类胡萝卜素)储藏细胞营养物质的细胞器：液泡

与细胞壁的形成有关的细胞器：高尔基体;可合成糖类的细胞器：叶绿体、高尔基体

在光镜下可见的细胞结构：细胞壁、细胞膜、叶绿体、线粒体、液泡、细胞板、染色体

(核糖体的结构太小，光镜下看不见)

20.细胞功能的差异，主要是由细胞器的种类和数量决定的。

21.蛋白质合成场所是核糖体;

蛋白质空间结构的形成场所是内质网;成熟蛋白质的形成场所是高尔基体。

22.分泌蛋白合成和运输的途径：核糖体—内质网—高尔基体—细胞膜

23.生物膜的转化中心是内质网。

可直接转化的膜：内质网膜和核膜、内质网膜和细胞膜、内质网膜和线粒体膜;

可间接转化的膜(以囊泡形式转化的膜)：内质网膜和高尔基体膜、高尔基体膜和细胞膜。

24.生物膜系统的组成：细胞膜、核膜、细胞器膜等共同构成(也包括分泌蛋白形成过程中的囊泡)

25.生物膜在组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系。

26.生物膜系统的功能：①细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用②广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能同时进行多种反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。

27.研究生物膜的意义：①在工业上，模拟生物膜进行海水淡化、污水处理②在医学上，用人工合成的膜材料代替病变器官(如用于治疗尿毒症的透析型人工肾，当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内)③在农业上，研究生物膜寻找改善农作物品质的新途径。

(运用的原理都是细胞膜的选择透过性)

28.将海水稀释用于无土栽培的设想变为现实的重要意义：节约淡水资源(或利用海水资源);

如用这种稀释的海水栽培植物，应考虑的主要问题有：①稀释的比例②稀释后所含离子的种类和数量是否满足蔬菜生长的需要。

29.健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。

30.细胞核的结构：包括核膜(双层膜)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质。

(细胞核是细胞结构中最重要的部分)细胞核功能：是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心

31.核孔的作用：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流(通过核孔进入细胞质的物质：mRNA;

通过核孔进入细胞核的物质：DNA聚合酶、解旋酶等。通过核孔进行物质交换时经过的膜结构为0层

而葡萄糖和氨基酸等物质进出细胞核必须通过核膜，运输方式是主动运输，需经过2层膜)

32.染色体的主要成分：DNA和蛋白质;

染色质是容易被碱性染料(龙胆紫溶液、醋酸洋红液、甲基绿等)染成深色的物质。染色体与染色质的关系是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。

33.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。

哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞中没有细胞核;

高中生物必修二知识点2生物十项经典理论

1.遗传和变异是生物进化的内在因素，生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。

定向的自然选择决定着生物进化的方向。

2.种内斗争，对于失败的个体来说是有害的，甚至会造成死亡，但是，对于整个种群的生存是有利的。

3.生物圈包括地球上的所有生物及其无机环境。

4.生物与生存环境的关系是：适应环境，受到环境因素的影响，同时也在改变环境。

5.生物对环境的适应只是一定程度上的适应，并不是绝对的，完全的适应。

6.生物对环境的适应既有普遍性又有相对性。

生物适应环境的同时，也能够影响环境。

7.生物与环境之间是相互作用的，它们是一个不可分割的统一整体。

8.种群是指在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。

种群的特征包括：种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率。

9.生物群落是指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的总和。

10.所有的生态系统都有一个共同的特点就是既有大量的生物，还有赖以生存的无机环境，二者是缺一不可的。

高中生物必修二知识点3第1节 DNA是主要的遗传物质

一、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：

1、肺炎双球菌有两种类型类型：

S型细菌：菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性

R型细菌：菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性

2、实验过程(看书)

3、实验证明：无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。

这种性状的转化是可以遗传的。

推论(格里菲思)：在第四组实验中，已经被加热杀死S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质-"转化因子"。

二、1944年艾弗里的实验：

1、实验过程：

2、实验证明：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

(即：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质)

三、减数分裂的概念

减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。

(注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。)

四、减数分裂的过程

1、的形成过程：精巢(哺乳动物称)

减数第一次分裂

间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。

前期：同源染色体两两配对(称联会)，形成四分体。

四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。

中期：同源染色体成对排列在赤道板上(两侧)。

篇12

教材是课程知识内容的载体，是进行教学活动的基本材料之一[2，3]。如何选择和使用教材对教学任务的实施、完成和对教学质量的影响至关重要。通过对相关院校的走访、大量资料的查阅以及结合本校水产养殖学科的专业特点、课程学时数以及授课对象，最终确定以翟中和等主编的《细胞生物学》为教学用教材，并及时跟进该书的新版本。在应用该教材的同时，特别注重其他教科书的参考和补充，如将王金发编著的《细胞生物学》、王堃仁等主编的《细胞生物学》、郑国锠等主编的《细胞生物学》、Alberts主编的《Molecular Biology of the Cell》等作为本课程的参考教科书。此外，教师在备课过程中还注重寻求教科书之外的教学资源，如国内外重要学术期刊、国内外知名大学《细胞生物学》课程网站，特别是国外互联网站上与细胞生物学知识相关的网络资源。教学中将教材、参考教科书以及教科书之外的教学资源相互补充和凝练，力求教学内容的系统性和前瞻性。 

二、教学内容的遴选 

《生物化学》、《遗传学》、《细胞生物学》和《生理学》等是水产学院重要的学科基础课。这些课程在内容上联系极为密切，相互交叉和渗透。在《细胞生物学》课程的教学中，既要避免本课程与其他课程内容的过度重复又要保证授课内容的完整性、体现细胞生物学的核心内容。根据水产学院的教学安排以及授课学生的实际情况，在《细胞生物学》理论课教学中对所用教材的内容进行遴选，合理取舍与合并，最终形成十章作为本校水产养殖学科《细胞生物学》理论课教学内容，即：“绪论”、“细胞的基本知识”、“细胞生物学的主要研究方法”、“细胞表面”、“细胞基质和内膜系统”、“线粒体”、“细胞骨架”、“细胞核与染色体”、“细胞周期和细胞的分裂与分化”和“细胞的衰老与凋亡”。《细胞生物学》理论课的教学内容遴选后，授课中以细胞的结构和功能为主线，从显微、亚显微和分子水平阐述细胞结构，特别是结构与功能的相关性，认识细胞重要生命活动的基本内容和本质，掌握细胞生物学的基本概念和基础理论，在《生物化学》、《遗传学》和《生理学》课程学习的基础之上，通过《细胞生物学》的教学，使学生的知识体系更加系统化、深入化。 

三、调整与优化教学内容，因材施教，提高教学效果 

由于课堂教学仍然是在校学生获取知识的主要形式[4]，因此教学内容确定后，教师要梳理每一章的教学内容，清晰讲授的重点和应达到的具体教学目的。首先，教师要意识到第一次课的重要性，它对激发学生的学习兴趣有着重要的作用。与其他课程一样，课程的讲授内容通常以绪论开篇。但是，不仅许多学生不重视绪论的内容，教师也容易出现缺乏对绪论讲授的激情[5]。教学中我们将教材[1]中绪论的内容重排、调整与优化，收到了较好的教学效果。授课中将细胞生物学的发展简史作为最先讲授的内容，并结合一些与之相关的逸闻趣事，激发学生对该门课程学习的兴趣，使学生在轻松的氛围中了解学科的诞生、认识学科的发展与实验仪器和技术进步的关系；通过介绍“细胞学说”的建立，不仅使学生掌握了该学说的基本原理，还使学生意识到善于点滴积累以及归纳和总结对学习和工作的重要性，通过上述学习学生们也弄清了细胞生物学最基本的研究内容。之后再介绍当今细胞生物学的主要研究内容和研究热点，并将教材目录与绪论的内容相联系，这样不仅使细胞生物学的研究内容深记于学生的脑海中，也便于他们对本课程后续内容的学习和提高学习的信心。其次，授课内容的顺序编排要便于学生与已掌握的有关知识相衔接。根据授课对象的实际情况，教学中按着细胞的组织结构从外向内，即：细胞表面→细胞质→细胞核的顺序，并将结构或功能上联系极为密切的细胞结构的知识放在一起讲授。以本课程的“细胞表面”与“细胞基质和内膜系统”两章为例，对教材以及相关的教科书中的有关内容做了较大的调整，重新编排与优化。授课时“细胞表面”一章，首先介绍细胞表面的结构组成（质膜、细胞外基质和细胞外被、细胞表面的特化结构细胞连接），各结构的特点、功能以及这些结构的相互关系；通过这样的讲授使学生清楚地知道多细胞生物中虽然所有的细胞都具有“质膜”这样一个界膜，它是细胞表面核心结构，但多细胞生物不仅由细胞构成，细胞外还有细胞外基质，同时没有一个细胞是孤立的，细胞与细胞或与细胞外基质形成特定的组织连接结构，从而使多细胞生物成为一个和谐的统一体。之后再详尽地介绍细胞表面核心结构——质膜的物质的运输和信号转导功能，通过这部分的学习又使学生对膜的不对称性和流动性有了更好的理解。此外，由于核糖体与内质网在功能上的关系极为密切，因此将核糖体并入内膜系统中介绍，形成本课程的“细胞基质和内膜系统”一章。授课中首先讲解非膜性细胞器——核糖体在细胞中的分布、化学组成和结构以及功能，之后介绍内膜系统中的内质网、高尔基体和溶酶体的超微结构与功能，但内质网和高尔基体的蛋白质加工功能与蛋白质的分拣形成本章独立的一节，即“蛋白质的分拣与加工”，内容包含信号假说、蛋白质的修饰与加工、蛋白质的分拣和膜泡运输，此节为本章的教学重点之一。介绍信号假说时，由于有了核糖体的知识基础，再结合具体的研究成果，学生则很容易理解分泌性蛋白的合成在细胞基质中起始、肽链延伸暂停、向内质网膜转移等信号假说的具体内容；通过本节其他知识内容的学习，清晰了蛋白质的修饰加工可发生在肽链的合成以及运输过程中，因此构成了蛋白质合成、加工与运输的完整体系。此外，将溶酶体的发生也独立成节，放在“蛋白质的加工与分拣”一节之后，以溶酶体酶的M6P分拣途径为例，将信号假说、蛋白质的加工与分拣以及膜泡运输的部分内容串联起来。通过上述讲授内容的遴选、调整与优化，也使学生对结构、功能、发生上相互关联的内膜系统的理解更加透彻。再次，根据教学时数适当安排自学与课后讨论的教学内容，培养学生自主和探究学习的能力。如“细胞生物学的主要研究方法”一章，不可能在有限的学时内将该部分内容讲透彻，因此该部分内容以学生自学、课下参观相关的仪器设备及与教师交流讨论的形式实现学生对该部分知识的获取；此外根据授课专业特点，叶绿体的知识也以学生自学和课下与老师交流的方式进行。最后，注重讲授内容与其他课程内容上既不过度重复又要较好地衔接。如在讲授质膜的功能——钠钾泵的知识时注意与《生理学》膜电位的知识相联系、细胞骨架中微丝的功能时注重与《生理学》以及《组织胚胎学》肌肉收缩内容的衔接，线粒体功能的讲解则考虑与《生物化学》的内容不过度重复和较好的衔接，而细胞核与染色体的知识需要考虑学生在《遗传学》课程上已掌握的知识。由于本课程的开设在上述几门课程之后，这就要求我们与上述课程的任课教师以及授课学生良好的沟通，适当调整本课程的授课内容与重点，从而使学生通过《细胞生物学》课程的学习，使他们知识体系更加系统化、深入化。 

由于细胞生物学的知识面广、信息量大、发展快，因此教学内容的改革是教学改革最重要的部分。结合我校水产养殖学科的专业特点和授课对象的实际情况，对《细胞生物学》理论课的教学内容进行遴选、调整重排与优化，并且应用于《细胞生物学》的教学中，提高了教学效果。此外，通过多年的教学实践我们深深地体会到，完成好教学内容，教师尤其要注重自身知识理论水平的提高，不断地丰富教学内容，才能不断提高教学效果与教学质量。 

参考文献：