導語：如何才能寫好一篇多細胞生物的特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

為了盡快找到外星人，半個多世紀以來，人類什么手段沒試過：我們研制的空間望遠鏡功能越來越強大，可以把天空掃個遍；我們殫精竭慮地設計了各種信號，向外星人發去問候……但多少次我們從驚喜的巔峰摔到了失望的谷底。譬如1960年代，科學家就一度把脈沖星信號看作了空間小綠人給我們的回音。至于家門口的那個“火星叔叔馬丁”讓我們魂牽夢繞了多少年，那就更別提啦！今年8月，“好奇”號火星車又在火星登陸了，看看這回能否找到一個火星細菌……

可是另一方面，隨著高性能望遠鏡緊鑼密鼓的搜尋，越來越多類地行星進入我們的視野。盡管迄今還沒有發現一顆跟地球完全一樣的行星，但種種跡象表明，宇宙中適宜生命棲居的行星并不罕見。

這就把我們帶回到了一個由來已久的謎團：既然宇宙中有很多適宜生命居住的家園，那么為什么找不到外星人呢？

當然也有人曾提出過種種開脫的理由：或許外星文明還沒有來得及到外星球殖民，就毀滅啦；或許即便萬事俱備，生命也很難產生――比如有人就提出，地球上的生命種子并非“土生土長”，而是來自太空……但這些觀點總是不能讓人信服。

既然不能通過外部來回答這個問題，那么能否通過審視地球生命，來找到一點線索呢？

上篇 生命誕生并不難

生命需要能量的支撐

誰都知道，要想活命，就要吃東西。我們所吃的食物最后都轉化為了給細胞提供動力的“燃料”。但對于現代細胞來說，這“燃料”的利用是極其復雜的，而且這一套復雜的機制，本身就是進化的產物，對于原始生命來說，顯然并不具備。

那么地球上產生原始生命所需的能量來自何處？傳統觀點是：來自閃電或者紫外線的輻射。

這些觀點靠譜嗎？

先來看閃電。首先，閃電釋放能量的特點是時間短、能量大，但無法收集和儲存，我們至今還沒有發現任何一種細胞或動植物能獲得這種形式的能量。原始生命恐怕也無法獲得這種能量。

那么紫外線呢？的確，今天個別單細胞生物和大多數的植物都能通過光合作用從太陽獲得能量，但光合作用涉及的過程很復雜，最初的生命應該也不會具有此項本領。

那么最早的生命又是如何獲得能量的呢？

對此，可供我們探索的有兩條線索：第一條線索來自對現代單細胞生物基因組的比較和研究。通過這種比較，我們可以為它們建立“族譜”，追溯它們共同的祖先。研究表明，最早的細胞很可能是從H2和CO2的反應中獲得碳和能量的。這個反應除了直接生產有機分子，還能利用釋放的能量，把小分子“串接”成有機高分子，而生命的物質基礎正好是復雜的有機高分子。

第二條線索來自對細胞能量產生機制的研究。科學家通過研究認為，細胞可以靠一種電活動來獲得能量。這個觀點是1961年由英國生化學家彼得?米切爾提出的，但因為太出人意料，在爭論了近20年之后才被大家所接受。

生命離不開電活動

米切爾提出，在現代的多細胞生物中，細胞獲得能量靠的是一種電活動。具體說來，靠的是線粒體內膜兩側因H+濃度不同而產生的電位差。因為H+帶正電荷，在膜兩側由于濃度的不同就形成了大約150毫伏的電位差。這聽起來似乎不算多，但考慮到膜的厚度大概只有1毫米的500萬分之一，所以這個電場的強度是極其驚人的，能達到3千萬伏特/米，與閃電相當。單細胞生物完全可以用它來驅動鞭毛運動，或者用來提供其它動力。

至于單細胞生物，雖然它們體內沒有線粒體，但上述能量產生機制依然存在，只是產生電位差的不是線粒體膜，而是細胞膜。

米切爾的這個理論后來得到了證實，他因此榮獲1978年諾貝爾生理或醫學獎。

雖然這套能量產生機制對于現代細胞來說也是極其復雜的，但既然它為單細胞和多細胞生物所共有，那么可以推測，最早的單細胞生物也完全可以利用這個機制產生能量，只是這套機制當時還沒有變得像現在一樣復雜而已。這就好比一架機器，開始比較簡單，經過世代的改進，如今已變得精巧復雜，但其基本的工作原理卻從一而終，沒有太大的變化。

誕生生命的搖籃

那么，早期生命是如何完成今天需要很復雜的機制才能勝任的這一工作的？科學家想到了深海熱液。

提起“深海熱液”，許多人立馬會想起海底的黑煙囪，這種黑煙囪存在于海底火山口附近，這種熱液是酸性的。但我們這里指的是一種堿性的海底熱液，它靠海水滲進地幔中的橄欖石礦而形成。

橄欖石和海水反應，生成蛇紋石，這個過程叫“蛇紋石化”。這一過程會產生堿性溶液（也就是H+濃度較低的溶液）和氫氣。當它們鉆出地殼，與寒冷的海水接觸，里面溶解的礦物就析出來，形成像塔一樣的白色煙囪。這樣的煙囪，為“孵化”生命提供了有利條件。

讓我們不妨穿越時空，回到40億年前生命曙光乍現的時候，考察一下當時地球的環境。

那個時候，如果有氧氣，也一定非常稀薄，因為大氣中的氧主要來自植物的光合作用，而那個時候還沒有植物。所以，在那種缺氧的條件下，鐵不易被氧化，海洋富含鐵。那時CO2或許比現在還多，更多的CO2溶于水，意味著海洋顯酸性，海水富含H+。

試想一下，在這樣的環境下會發生什么事情？在多孔的海底煙囪，有很多像細胞一樣的小室，里面彼此相通，其表面由一層礦物薄膜與海水隔開。這層薄膜富含鐵、鎳和硫化鉬等礦物，而這些礦物是著名的催化劑，至今依然被細胞利用（當然，它們被包含在了蛋白質之中）來催化把CO2轉變成有機分子的反應。

橄欖石蛇紋石化的過程中產生的富含氫氣的熱液，自然會滲進這些小室。這樣，在礦物薄膜的內側，是H+濃度較低、呈堿性的熱液，在外側則是H+濃度較高、呈酸性的海水。內外因H+濃度不等，形成了電位差。假如膜很薄，形成的電場可以非常強。

本來，一般來說，要讓CO2和H2發生反應是很難的：即使用鐵等催化劑，也要在高溫下才能進行。但科學家注意到，在活細胞中，一旦有生物膜形成的高壓電場參與，這個反應的門檻就會大大地降低了。

生命誕生并不難

現在，再讓我們一起來盤點一下這些小室周圍究竟有些什么：首先，從反應材料來說，海水富含CO2，熱液富含H2；其次，從反應條件來看，小室的礦物薄膜富含鐵、鎳等催化劑，而且在膜兩側又可形成足堪與閃電相當的高壓電場。反應材料和條件都已經一一齊備！所以，把CO2和H2合成有機分子的反應應該很容易發生，反應釋放的能量又用于把有機小分子“串接”成氨基酸、糖和核甘酸等有機高分子。

由此來看，生命誕生所需要的條件和過程并不復雜，遠非什么破壞熱力學第二定律的神秘現象，而是星球上自然狀態的不平衡所導致的必然結果。這個不平衡主要表現在礦物薄膜兩側海水酸堿度的失衡上。

當然，我們得承認這幅圖景還有很多空白需要填補，許多細節還有待搞清楚。但不妨暫時先考慮大的方面。根據這幅圖景，生命起源所需的“采購單”其實很簡單：橄欖石、水和CO2。而水和橄欖石是宇宙中最豐富的物質之一。在太陽系中，許多行星的大氣富含CO2，這說明，CO2在宇宙中也很普遍。所以這種自發的反應，可以大規模地發生在任何有水有橄欖石的行星上。

所以，從這一切我們可以預測，一旦星球的條件具備（譬如行星冷卻到合適溫度），單細胞生物的出現就不可避免。無怪乎，地球上的單細胞生命在地球誕生不到5億年之后就迫不及待地出世了。

下篇 復雜生命產生不易

巨大的鴻溝

那么此后發生了什么？人們通常認為，一旦單細胞生物出現，只要給予合適的條件，它必然就會逐漸進化成更復雜的多細胞生物。

但這件事在地球上有些蹊蹺。當然，毫無疑問，地球上的多細胞生物是由單細胞生物進化而來的，但其間經歷了超乎尋常的延宕，大約過了相當于地球年齡一半的時間，復雜的多細胞生物才開始出現。而且，單細胞生物進化成多細胞在40億年的進化歷史上僅發生了一次。這一切都暗示著，單細胞生物變成多細胞生物或許是進化史上一次極為稀罕的偶然事件。

再者，如果說單細胞生物是通過數十億年的時間緩慢進化成多細胞生物的，那么就應該存在一系列中間狀態的細胞，甚至它們的后代有些至今還存在，但這種中間狀態的生命至今沒找到。

相反，在單細胞生物和多細胞生物之間，橫亙著一條巨大的鴻溝。一邊是細菌，不論體積還是基因組的規模而言都非常??；而另一邊是體積龐大、行動笨拙的真核細胞，一個典型的真核細胞體積大約是一個細菌的1500倍，基因組也差不多是這個倍數。假如把細菌比作輕巧的戰斗機，那真核細胞就好比航空母艦。

地球上所有復雜的生命，動物也罷，植物和真菌也罷，都是真核生物，它們是由共同的祖先進化而來的。所以，假如沒有發生一次性產生真核細胞祖先的事件，那就沒有植物，沒有魚，沒有恐龍和我們靈長類。

低級生命“升級”難

低級生命“升級”為高級生命很難，其實是因為細菌本身就缺少能夠進化成真核細胞生物的合適構造，或者不妨說，它們先天不足。

如最近，一些科學家收集了各種細胞新陳代謝率和基因組的數據，并據此計算了一下，假如細菌要想“升級”――長得更大些，需要消耗多少能量。他們發現，倘若讓一個細菌的體積和基因組擴大到一個真核細胞般大小，那么每個基因平均可以利用的能量只及真核細胞的數萬分之一。

我們知道，基因控制著蛋白質的合成，細胞的絕大多數能量最后都用于制造蛋白質，所以每個基因平均可以利用的能量是衡量蛋白質種類和產量多寡的重要指標。而蛋白質又是維持細胞各項生理功能的最重要物質，種類和產量越多，意味著生命活動越復雜。

所以，對于單細胞生物來說，它的每個基因可以利用的能量非常有限，哪怕有心，力也不足，根本無法指導合成大量參與復雜生命活動的蛋白質，因此長得更大對它一點好處都沒有。

這就是單細胞所遇到的難以跨越的困難：它想“升級”變復雜，變成一條魚或者一棵樹，就不得不擴充自己的基因組；可是，單靠它自身又不能為這些“擴招”的基因提供適足的活動“經費”；于是，變復雜的“升級夢”也就永遠實現不了。

高級生命，拜天所賜

那么真核細胞是如何突破這個困境的呢？答曰：通過獲得線粒體。

大約在距今20億年前，一個單細胞里不知怎么回事鉆進了一個細菌。并且這個細菌沒被它吃掉，竟然在它體內繁殖起來。當這個細胞一分為二，寄宿在其體內的這些細菌也分成兩半，所以細菌的后代依然寄宿在細胞的后代身上，形成一種共生的關系。沒想到這些細胞因禍得福，比起別的細胞來，更具生存優勢，所以在弱肉強食的世界上逐漸壯大起來。

這樣，一代又一代，這些共生的細菌逐漸進化成了細胞里微小的能量產生器――線粒體。線粒體既包含有制造能量所需的膜。而且，它們還沿著這一既定角色越變越小，任何多余的東西都被統統拋棄，最初大約有3000個基因，最后只剩下40個。

對于宿主細胞，那又是另一回事。當線粒體的基因組縮小的時候，每個宿主基因分配到的可以利用的能量卻在不斷增加。受益于一群線粒體的“服侍”，它得以自由地擴充自己的基因組和長得更大。

基因組的擴大為復雜生命的進化提供了物質基礎，使細胞變復雜成了可能。

這樣看來，復雜生命的出現，完全維系于一個非常偶然的事件――一個單細胞獲得了另一個單細胞！這意味著單細胞生物并非必定能進化成復雜的多細胞生命。永不停歇的自然選擇，在過去的數十億年里，作用于無以數計的細菌，但這并沒有導致復雜生命從它們中涌現。細菌或許僅僅因為體內缺少一個線粒體，于是它們好像陷入了進化的陷阱，左沖右突也出不來，而多細胞生物則全靠偶然和僥幸才逃離這口陷阱。

人類，是宇宙唯一的精靈

經過這樣一番探索，現在，我們可以對許多問題做出回答了。

宇宙中低級生命出現的概率有多大？由于構建單細胞的材料――水、橄欖石和CO2――在宇宙中的存在是如此普遍，所以我們有理由相信，生命在宇宙中并不是地球的“專利”，在外星發現低級生命，應該是意料之中和情理之中的事情。

篇2

關鍵詞：結直腸癌；治療結直腸癌為惡性腫瘤疾病中比較常見的一種，其發病率在世界范圍內位于惡性腫瘤發病率第四位，相關病死率第2位[1]。其發病因素很多，很多情況下內外交互。其外因一般為物理、化學、生物等致癌因素，主要與人的生活狀況、工作條件、飲食習慣等有關；內在原因主要為遺傳因素。在我國，隨著近幾年來國家經濟和社會的快速發展，人民生活節奏加快、工作壓力增大以及飲食習慣的改變都是誘發結直腸癌病發的主要原因，在我國結直腸癌的發病率呈逐年升高趨勢。另一方面，由于結直腸癌早期癥狀不明顯，主要為胃腸道不適，確診困難，多數患者確診時已為癌癥中晚期，給治療帶增加了困難，也提高了治療后腫瘤復發及轉移的幾率，這些都導致患者術后生存率低。本篇從臨床外科角度出發，分別從確診方法、治療方法和轉移治療這幾個臨床治療的難點綜述了近年來結直腸癌治療的進展。

1診斷方法

結直腸癌早期癥狀不明顯，一般性只體現為胃腸道不適等，其病灶部位多，這些都給早期的確診帶來了極大的困難，在臨床上一直都缺乏比較有效可靠的早期診斷方法。

1.1基因芯片技術近年來由于基因技術的日益成熟，在臨床上基因芯片技術由于其精確性已被廣泛用于基因多態性分析和基因表達譜分析等方面?；蛐酒且环NDNA分析技術，其基本原理是將大量已知的DN段按一定的排列順序固定到固體載體上，形成DNA矩陣，同法將患者的DNA固定至固體載體上，通過體外轉錄等技術將熒光標記分子摻入至兩份DNA當中分別做成DNA矩陣和樣品DNA，使用掃描儀對樣品DNA和DNA矩陣進行掃描，通過計算機對兩者分析兩者各點陣間熒光強度的不同從而得到診斷所需的基因表達信息，其分析結果具有高效性和可靠性。

顏登國等[2]在2012年的一份報告中指出通過基因芯片技術能夠通過檢測患者免疫基因的改變確定其病灶是否出現轉移。這份報告為結直腸癌轉移的確診提供了理論依據。Melotte等[3]利用此技術通過對結直腸癌患者糞便中DNA的檢測，發現片段中NDRG4基因啟動子甲基化發生率較正常DN段有特異性變化，此項發現很可能在今后成為早期結直腸癌臨床確診的主要檢測途徑。

1.2糞便隱血試驗消化道惡性腫瘤早期，出現微量出血可能是唯一的明顯癥狀。因此糞便隱血試驗是早期確診的重要手段之一，其具有經濟、患者無痛苦等優點。正常人試驗結果為陰性，消化性潰瘍患者呈陽性，陽性率為40%~70%且呈間斷性，消化道癌癥患者陽性率則高達95%。由此可見此種手段具有良好的在區分消化道癌癥與普通消化道疾病時有一定的特異性。但此種手段不能完全確診，建議結合其他手段如結腸鏡、CT結腸成像進行聯合確診。對高危人建議1年至少進行一次此種檢測，以提高臨床檢測率。

2治療方法

目前手術治療仍舊為直腸癌治療的主要臨床手段，其目的在于切除病灶部位，但由于結直腸癌病灶部位復雜，手術根除率低，且在我國結直腸癌患者主要為中晚期患者，術后5年存活率僅為50%左右，復發率在60%~80%，且僅有10%~20%的患者具備二期手術的條件。目前結直腸癌治療手段正向著生物免疫治療的方向發展。

2.1 CLS多細胞免疫治療CLS多細胞免疫治療是在原有的生物免疫治療手段的最新突破，此種技術已運用于臨床，其具有殺傷腫瘤的細胞活性更大、靶向性更強等優點。多細胞治療是在原先DC+CIK細胞免疫治療基礎上增加 NK細胞 、 γδT細胞 、 CD3AK細胞 三種細胞，通過5種細胞聯合治療，相互協作，互通有無，最終將癌細胞殺傷，對患者病情進行有效控制，目前CLS多細胞免疫治療已成為癌癥治療最為有效的技術手段。是一種有效抑制腫瘤的生長、轉移、復發的治療手段。

在治療原理方面CLS多細胞免疫治療和DC+CIK細胞一樣，都是通過采集患者外周血液中的單個細胞核，在GMP實驗室內對細胞進行分離，誘導，擴增，激活等操作，培養出高品質的細胞，然后將這些細胞分多次回輸到患者體內。

CLS多細胞免疫治療主要是通過 DC細胞 、 CIK細胞 、NK細胞、γδT細胞和CD3AK細胞，這種組合在世界范圍內被認可為最經典組合細胞，在治療癌癥的效果方面非常顯著。組合的具體分工為：DC細胞最先進入人體機體對其免疫系統進行調動，標記腫瘤抗原，在此作用下使得免疫細胞群CIK細胞、NK細胞、γδT細胞和CD3AK細胞可以對腫瘤細胞進行殺傷;CIK細胞具有廣譜的癌細胞殺傷功能，對被標記的癌細胞進行廣泛殺傷;NK細胞在具有有效殺傷腫瘤干細胞作用的同時也具有殺傷成熟癌細胞功能;γδT細胞在殺傷癌細胞的同時又對DC細胞的作用進行補充，對DC無法識別的癌細胞進行標記殺傷;CD3AK細胞針對病毒癌細胞具有超強殺傷力。

CLS多細胞免疫治療目前是世界上治療腫瘤的最新技術，是繼手術、放療及 化療后腫瘤治療的第四種模式。其具有治愈率高、轉移復發率低、無毒副作用、能夠最大程度延長患者存活時間等特點

2.2 CEA免疫治療癌胚抗原（CEA）是一種糖蛋白，在傳統治療中，CEA一直作為確診結直腸癌的一個參考因素，人體內的CEA含量對結直腸癌細胞的聚集、凋亡等生物特性有著重要影響，結直腸癌變組織CEA含量較周圍正常組織高30%~62%。近幾年對CEA的研究已經不僅僅局限于臨床診斷和術后檢測，Ojima等[4]利用CEA與單核細胞集落刺激因子基因、IL-12基因等的聯合作用，成功說明我們確實能夠通過CEA來效抑制癌細胞的生長，雖然目前此類技術仍處于研究階段，但進展令人鼓舞。

3轉移治療

結直腸癌肝轉移是結直腸癌患者術后比較常見的復發轉移情況，復發患者中一般只有10%~25%適合二期治療。由于肝臟往往是結直腸癌癥的唯一轉移病灶，目前臨床上仍舊以手術治療為主。

術中聯合射頻治療是一種以傳統手術為基礎的改進型治療方案，傳統的手術是直接切除病灶，此種治療方法在旨在使得病灶組織壞死。其原理為利用影像引導技術將熱傳導探頭引導至病灶組織，使其凝固壞死，最終達到腫瘤治愈的目的，但其相比于傳統的病灶切除，存活率低，但治療操作簡單，患者甚至可以不住院治療，此種治療手段比較使用了轉移灶分散或者轉移灶較小的結直腸癌肝轉移的治療。對于轉移治療，大量的臨床案例分析，單一的病灶切除并非最佳治療方案，往往需要結合其自身轉移灶情況進行外科切除、化療、射頻治療等手段聯合治療，以延長患者的生存期。

4討論

近年來我國經濟、社會發展迅速，在給人們帶來福祉的同時，人們的工作壓力、生活規律、飲食習慣等都使得越來越多的人成為了結直腸癌的高危人群[5]。人民對癌癥的認識不清，預防、重視不足，以及結直腸癌早期癥狀不明顯的特點導致了多數臨床案例為中晚期，使得患者的術后存活率大幅降低。近年來對于結直腸癌的確診、治療等方面的研究成果令人振奮，尤其是最近幾年，生物、基因技術的發展，使得更多有效的技術得以運用到結直腸癌的有關治療當中，結直腸癌的整體治療方案正朝著確診早、治療順應性好、術后復發少、患者存活率高的良性方面快速發展。

參考文獻：

[1]顏登國,王國棟,程海玉. 基因芯片技術分析結直腸癌肝轉移患者免疫基因表達的變化[J]. 中國普外基礎與臨床雜志,2012,11(19):1182-1186.

[2]毛英. 結直腸癌診斷新進展[J]. 醫學信息(中旬刊),2011,05:2012.

[3]劉競芳,于海華,夏立建. 直腸腔內超聲分期在早期直腸癌局部切除術中的應用[J]. 中華腫瘤防治雜志,2010,21(17):1786-1787.

[4]李召海,夏立建,王朋,等. ERUS與EUS對直腸腫瘤浸潤深度分期的對比研究[J]. 青島醫藥衛生,2013,01(45):22-25.

[5]何美林,羅開元.放射性粒子植入治療結直腸癌的研究進展[J].醫學綜述,2012,03(18):359-361.

篇3

【摘要】 目的： 探討COX2和VEGF在肝癌多細胞球體（MCS）中的表達與肝癌群集耐藥的關系. 方法： 以liquid overlay技術獲得肝癌HepG2多細胞球體為模型，采用透射電鏡和掃描電鏡比較單層細胞與MCS的形態學差異；采用MTT法和流式細胞技術比較ADM和5FU對單層細胞和MCS的生長抑制率和細胞凋亡率；采用免疫組化和圖像分析技術比較COX2和VEGF在單層細胞和多細胞球體表達的差異. 結果： 與單層細胞相比，多細胞球體細胞間黏附廣泛而緊密，可見中間連接和橋粒連接. 不同濃度的ADM和5FU作用48 h，MCS細胞的生長抑制率和細胞凋亡率均低于單層細胞，差異有統計學意義（P

【關鍵詞】 肝癌；群集耐藥；環氧化酶2；血管內皮生長因子

0引言

腫瘤細胞出現耐藥現象是腫瘤化療失敗的主要原因之一. 三維細胞培養比平面細胞培養更能反映體內腫瘤的情況［1］. 我們檢測肝癌多細胞球體（multicellular spheroids，MCS）對阿霉素（adriamycin，ADM）和5氟脲嘧啶（5fluorouracil，5FU）的耐藥性以及環氧化酶2（cyclooxygenase2，COX2）和血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在肝癌群集耐藥（multicellular resistance，MCR）中的表達的關系，探討肝癌MCS的耐藥機制.

1材料和方法

1.1材料人肝癌HepG2細胞購自美國ATCC，由本室保存；RPMI 1640培養液購自Gibco公司；噻唑蘭（MTT）和二甲基亞砜（DMSO）購自Sigma公司；Annexin VFITC試劑盒購自晶美生物公司；COX2鼠抗人mAb和VEGF鼠抗人mAb購自Santa Cruz公司. 透射電鏡（Hitachi，H600）；掃描電鏡（JEOL，JSM840）；高通量多功能微板測試系統（BMG，PolarStar OPTIMA）；流式細胞儀（BD，FALS Calibar）；圖像信號采集與分析系統（Leica，Q550CW）. 細胞平面培養采用常規方法，多細胞球體采用liquid overlay技術獲得［2］，先將20 g/L瓊脂糖0.5 mL在6孔板上鋪一薄層，冷卻后接種HepG2細胞（1×106/L） 2 mL，每48 h半量換液1次，4 d后形成MCS.

1.2方法

1.2.1細胞超微結構觀察取平面細胞和MCS，置于25 g/L戊二醛固定液中4℃固定2 h，10 g/L四氧化鋨固定液4℃后固定2 h，乙醇梯度脫水，置換，切片，噴金后用透射電鏡和掃描電鏡觀察.

1.2.2細胞抑制率的檢測將細胞接種于96孔板中，在不同濃度ADM和5FU作用48 h后，每孔加入5 g/L MTT 20 μL，繼續孵育4 h后棄上清，每孔加入150 μL DMSO振蕩5 min，于492 nm波長處檢測每孔A值，以不加藥物組為空白對照，計算細胞抑制率. 細胞抑制率（%）=［(1-實驗組A值)/對照組A值］×100%.

1.2.3細胞凋亡的檢測單層細胞和MCS分別經不同濃度ADM和5FU作用48 h后收集，按照試劑盒說明書加入Annexin VFITC和PI，避光染色15 min后，上機檢測細胞凋亡率.

1.2.4檢測COX2和VEGF的表達單層細胞制作細胞爬片，40 g/L多聚甲醛固定20 min后備用. MCS 40 g/L多聚甲醛固定1 h后，乙醇脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，常規切片后備用. 根據試劑盒說明進行免疫組化染色，陰性對照用PBS代替一抗. 用Leica Q550cw圖像信號采集與分析系統在統一光強下隨機選擇10個視野（10×20）計算平均灰度值，灰度值越小，陽性染色越強，表明免疫反應性越高.

統計學處理: 采用SPSS 13.0統計軟件進行統計學分析. 計量指標以x±s表示，用COX2和VEGF的灰度值表示表達強度，組間比較用方差分析，P

2結果

2.1單層細胞和MCS的形態學特點單層HepG2細胞貼壁生長，細胞表面有較多的微絨毛樣突起，細胞間隙較大（圖1A），細胞間連接少見，僅見一類似緊密連接樣的結構（圖1B）. MCS懸浮生長，細胞相互聚集并迅速增殖，形成細胞數目不等的球形多細胞聚集體，具有三維的結構特征，于培養后4 d直徑達到200 μm左右(圖1C)，細胞間黏附廣泛而緊密，可見橋粒連接和中間連接（圖1D）.

2.2單層細胞和MCS細胞抑制率的比較MTT實驗結果表明，除0.15625 mg/L組以外，經0.3125，0.625，1.25和2.5 mg/L的ADM作用48 h后，MCS的細胞抑制率低于單層細胞（P

2.3單層細胞和MCS細胞凋亡的比較經0.5，1.0，2.0 mg/L ADM作用48 h后，MCS的細胞凋亡率低于單層細胞（P

A: 掃描電鏡下單層細胞形態（×1000）; B: 透射電鏡下單層細胞形態（×3000）; C: 掃描電鏡下MCS形態（×370）;D: 透射電鏡下MCS形態（×60 000）

2.4COX2和VEGF的表達差異COX2和VEGF主要在胞質表達，呈棕黃色顆粒，對表達陽性的樣本進行圖像分析，測平均灰度值作為表達強度的量化指標. 將單層細胞培養成MCS時，COX2和VEGF的表達均增高（P

A: COX在單層細胞中的表達; B: COX在MCS中的表達; C: VEGF在單層細胞中的表達; D: VEGF在MCS中的表達.

圖4COX2和VEGF在單層細胞和MCS中的表達×200

3討論

肝癌耐藥是影響化療療效和患者預后的重要原因. 盡管對于腫瘤耐藥的研究，已經有了很大的進展，如MDR基因的發現，但是這些都是平面培養的結果，忽略了腫瘤細胞與細胞之間，細胞與基質之間的相互影響. 多細胞球體在組織結構上與實體瘤相似，體外培養簡單方便，是研究實體瘤的良好模型，MCS的耐藥現象已經在多種腫瘤中得到證實［3］. 本研究表明，將肝癌HepG2細胞三維培養，當細胞相互黏附成為較致密的多細胞球體時，細胞與細胞之間的連接結構明顯增多，細胞間的相互作用增強；同時細胞抑制率、細胞凋亡率的檢測提示其對ADM和5FU產生明顯耐藥. 這些說明我們所建立的肝癌群集耐藥模型是成功的.

目前，已經提出許多機制來解釋MCR［4］：①MCS中細胞具有不均質性，相對靜止狀態細胞的增多，使得對化療敏感的細胞數量減少；②細胞間的黏附作用可以抑制細胞凋亡的發生，從而產生耐藥；③MCS的環境引起的耐藥相關基因的表達. COX2抑制劑可以通過激活死亡受體信號途徑，caspase途徑和線粒體途徑誘導肝癌細胞凋亡［5］.可見COX2的過度表達改變了細胞某些增殖和凋亡相關基因的表達，從而促進了腫瘤惡性行為的發生. Liu等［6］用CoCl2誘導幾種前列腺癌細胞株VEGF表達的上調幅度與COX2的上調幅度基本一致，且選擇性COX2抑制劑NS398可使VEGF的表達受抑，表明COX2的表達和VEGF相關. 研究表明，在白血病細胞中，VEGF可以誘導抗凋亡因子Bcl2的表達，從而抑制凋亡［7］.

在本研究中，COX2和VEGF在MCS中的表達明顯高于單層細胞，提示這可能是導致肝癌HepG2細胞MCR的重要原因之一. 當單層細胞黏附聚集成致密的多細胞球體時，細胞間連接的增多，MCS中心區缺氧的發生，環境因素的改變可能導致了COX2和VEGF表達的增加，從而促進了細胞增殖，抑制了細胞凋亡，參與了MCR的發生.

參考文獻

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篇4

【關鍵詞】原核細胞 真核細胞 基因表達 mRNA DNA 轉錄和翻譯

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）31-0129-01

在高中生物中談到的基因表達也就是基因控制蛋白質的合成。蛋白質合成分兩個過程――轉錄和翻譯。真核生物和原核生物基因表達的區別與基因結構及細胞結構有一定的關系。

一 真核生物和原核物體內基因表達的區別

轉錄的模板是DAN（基因）有義的一條鏈，所以首先要了解真核生物和原核生物的基因結構。

第一，真核生物的基因結構有編碼區和非編碼區。編碼區能編碼蛋白質，非編碼區不編碼蛋白質，但編碼蛋白質過程中具有調控作用。真核生物的基因編碼區是不連續的有間隔的，兩個外顯子之間有一個內含子，外顯子編碼蛋白質，內含子不編碼蛋白質。

我們上面談到真核生物和原核生物基因結構特點真核生物中編碼蛋白質的基因通常是間斷、不連續的，由于轉錄時內含子和外顯子是一起轉錄的，因而轉錄產生的信使RNA必須經加工，將內含子轉錄部分剪切掉，將外顯子轉錄部分拼接起來，才能成為成熟的RNA。而原核生物的基因由于不含有外顯子和內含子，因此，轉錄產生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工過程。

真核生物和原核生物的基因表達過程時空上的區別主要由細胞結構來決定的。真核生物有細胞核，核膜將核質與細胞質隔開，因此，轉錄在細胞核中進行，翻譯在細胞質中進行?？梢娖滢D錄和翻譯具有時間和空間上的分隔。原核生物體細胞沒有核膜包被的真正細胞核，所以原核生物基因的轉錄和翻譯通常是在同一時間、同一地點進行的，即在轉錄未完成之前翻譯便開始進行。如大腸桿菌乳糖分解代謝過程中，三個結構基因的轉錄和翻譯就是同時在細胞質中進行的。

原核生物和真核生物的基因表達不單單是轉錄和翻譯上的區別，還有真核生物大多是多細胞生物，個體發育過程中要發生細胞分化。分化是不同的基因特異性表達的結果。細胞中關閉或開啟某些基因，都是在嚴格調控作用下進行的?；虻倪@種特異性表達的調控機制也是真核生物所特有的。

二 真核生物基因表達調控的過程與原核生物的共同之處

篇5

動物細胞融合與單克隆抗體考點是動物細胞工程的重點內容，該考點既是當今生物科技的熱點，也是社會熱點，與現代農業、醫學及人們的生活有著密切聯系，在近幾年的高考中，地位越來越重要。

高考以考查學生的綜合能力為主，因此考查此部分內容時常以細胞工程等重要成果為背景命題，以圖解形式呈現，考查動物細胞融合和單克隆抗體制備的思路、方法、過程、應用以及解讀信息、解決實際問題的能力；也常與蛋白質、中心法則、遺傳和變異、免疫、基因工程、動物細胞培養、胚胎工程等考點融合在一起命題。

命題主要以中低難度為主，考生要注意結合題干信息用專業術語答題。試題常結合最新科技成果以科普信息題的形式出現，盡管起點非常高，但落腳點很低，容易作答。試題一般由事件、信息、問題三部分組成，信息是其中的核心，教材中的相關知識是回答的依據。

■ 二、 動物細胞融合與單克隆抗體考點解析

（一） 動物細胞融合

動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。

1. 誘導方法

（1） 物理法：包括離心、振動、電激等。（2） 化學法：常用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑。（3） 生物法：即用滅活的病毒誘導，其原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發生作用，使細胞互相凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞融合。病毒滅活后喪失感染性，不感染細胞，但保留融合活性，從而誘導細胞融合。

2. 動物細胞融合的類型

（1） 按融合原因分：自發融合（如受精作用）和人工誘導融合（如雜交瘤細胞）。

（2） 按融合細胞的數量分：兩個細胞的融合和多個細胞的融合。

（3） 按融合細胞的遺傳性分：自體融合（由同一親本的細胞發生融合，形成的雜交細胞稱為同核體）和異體融合（由不同親本的細胞發生融合，形成的雜交細胞稱為異核體）。

■ 例1 下列關于現代生物技術應用的敘述中，錯誤的是（ ）

A. 蛋白質工程可合成自然界中不存在的蛋白質

B. 體細胞雜交技術可用于克隆動物和制備單克隆抗體

C. 植物組織培養技術可用于植物莖尖脫毒

D. 動物細胞培養技術可用于轉基因動物的培育

■ 答案 B

3. 動物細胞的融合過程

細胞與組織不同，不排斥異類，不僅是同種的、異種的，甚至是動物細胞和植物細胞之間也能發生細胞融合，但融合后的細胞常發生染色體丟失現象，親緣關系越遠，丟失現象越嚴重，所以植物體細胞雜交獲得的雜種植株番茄――馬鈴薯沒有如預期那樣地上長番茄、地下結馬鈴薯。動物細胞融合常操作的是兩個同種動物親本的體細胞融合，主要目的是獲得兩個動物細胞融合后形成的單核雜交細胞（異核體），如小鼠雜交瘤細胞。

（1） 雜交細胞篩選：細胞融合后的混合物中有多種類型的細胞：從融合細胞的數量而言，有未融合的兩親本細胞、兩兩融合細胞、多細胞融合細胞；從融合細胞的遺傳性而言，有同核體和異核體。多細胞融合細胞存活時間短，一般只有十多天，因此可用合適的選擇培養基來淘汰未融合細胞和同核體，從而獲得兩兩融合的異核體雜交細胞。

（2） 雜交細胞克?。河捎讷@得的雜交細胞數量少且雜交細胞在分裂過程中容易發生染色體丟失、基因突變等變異，因此需對雜交細胞進行細胞培養，從中獲得大量符合要求的雜交細胞。

融合過程中，先發生細胞膜融合，然后細胞質融合，細胞核最后融合（經第一次有絲分裂，兩個細胞的染色體即合并在一個細胞核內，形成雜交細胞）。

4. 動物細胞融合完成的標志：兩個細胞的細胞核融合為一個細胞核。

5. 動物細胞融合的結果：由于是兩個二倍體動物的體細胞的兩兩融合，所以獲得的雜交細胞為四倍體，染色體數為兩親本細胞染色體之和。

6. 植物體細胞雜交與動物細胞融合比較見下表。

7. 動物細胞融合的意義

（1） 突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。

（2） 是研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。

（3） 利用細胞融合技術發展起來的雜交瘤技術為制造單克隆抗體開辟了新途徑。

（二） 單克隆抗體

每一個B淋巴細胞（文指漿細胞）只能分泌針對一種抗原決定簇的特異性抗體，因此由單個B淋巴細胞克?。ǚ至言鲋常┬纬傻募毎壕湍塬@得大量的、化學性質單一、特異性強的抗體，稱為單克隆抗體。

1. 制備原理

（1） 免疫原理：經特定抗原免疫后，B淋巴細胞產生特異性抗體。

（2） 細胞融合原理：利用滅活病毒等的誘導作用使B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合。

（3） 動物細胞培養技術：對雜交瘤細胞進行體內、體外培養。

■ 例2 老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特殊的β-淀粉樣蛋白體，它的逐漸積累可能導致神經元損傷和免疫功能下降。某些基因的突變會導致β-淀粉樣蛋白體的產生和積累。下列技術不能用于老年癡呆癥治療的是（ ）

A. 胚胎移植技術 B. 胚胎干細胞技術

C. 單克隆抗體技術 D. 基因治療技術

■ 答案 A

■ 解析 胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，與治療老年癡呆癥無關。胚胎干細胞具有發育的全能性，可用于治療由于細胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，成人的神經元不再具有分裂增生能力，因此可誘導胚胎干細胞增殖、分化產生新的神經元來治療老年癡呆癥。單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高和能大量制備的優點，可用于免疫治療，提高人的免疫能力?；蛑委熓侵委熯z傳病的最有效手段；另外也可對致病基因修飾或敲除來治療遺傳病。老年癡呆癥主要與14號染色體上的基因有關，是一種遺傳病。

2. 制備過程

3. 單克隆抗體制備過程中出現的三只小鼠

一只小鼠被特定抗原免疫后用來提取能產生特異性抗體的B淋巴細胞，另一只同品系小鼠提供骨髓瘤細胞，這兩類細胞經過細胞融合后得到既能迅速大量增殖又能產生專一抗體的雜交瘤細胞，然后把雜交瘤細胞注射到另一只同品系小鼠或無胸腺裸鼠（避免注射后的排斥反應）的腹腔內進行體內培養，從而生產大量單克隆抗體。

4. 單克隆抗體制備過程中至少要經過兩次篩選

第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細胞，常采用HAT選擇性培養液。給一只小鼠注射特定抗原，鑒定免疫小鼠能產生所需特定抗體后，從免疫小鼠的脾臟中提取B淋巴細胞。從另一只小鼠獲得經誘導突變形成的代謝缺陷型骨髓瘤細胞，如缺乏次黃嘌呤―鳥嘌呤磷酸核糖基轉移酶（HPRT）或核苷激酶（TK）。然后用聚乙二醇（PEG）或滅活的病毒等誘導動物細胞融合，這時在培養液中有多種形式的細胞存在：未融合的兩親本細胞（B淋巴細胞、骨髓瘤細胞）、兩兩融合細胞（BB融合細胞、瘤瘤融合細胞、雜交瘤細胞）和多細胞融合細胞。在HAT選擇性培養液中，B淋巴細胞和BB融合細胞由于不具增殖能力，存活時間短；骨髓瘤細胞和瘤瘤融合細胞盡管具有無限增殖能力但因代謝缺陷而很快死亡；多細胞融合細胞存活時間也短；只有雜交瘤細胞既具有無限增殖能力，又沒有代謝缺陷，能長期存活并增殖，從而被篩選出來。

第二次篩選的目的是獲得能產生所需特異性抗體的雜交瘤細胞，常采用有限稀釋克隆細胞的方法。由于免疫動物體內的B淋巴細胞種類繁多，從而第一次篩選后獲得的雜交瘤細胞種類也繁多，必須進行第二次篩選，以選出能產生所需特異性抗體的雜交瘤細胞。依據抗原―抗體特異性結合的免疫學原理，將雜交瘤細胞多倍稀釋，進行細胞培養讓其增殖，其產生的抗體即為單克隆抗體。

5. 雜交瘤細胞的特點：既能迅速大量繁殖，又能產生專一的抗體。

6. 單克隆抗體的優點：特異性強、靈敏度高、能大量制備。

7. 獲取單克隆抗體的場所

（1） 體內生產：常在小鼠或其他動物腹腔中培養，方法簡便，從動物腹水中提取單克隆抗體，腹水中混有小鼠自身的各種雜蛋白（包括其他抗體），需要提純。

（2） 體外生產：常在培養液中進行雜交瘤細胞的培養，從培養液中提取單克隆抗體，培養麻煩，但純度高。

8. 單克隆抗體的應用

（1） 作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異，并與特定抗原發生特異性結合，具有準確、高效、簡易、快速的優點。如腫瘤定位診斷：放射性同位素標記的抗體特定的腫瘤細胞。

（2） 用于治療疾病和運載藥物：如用于癌癥治療的“生物導彈”，由抗癌細胞的單克隆抗體和放射性同位素、化學藥物或細胞毒素兩部分組成，依據抗原―抗體特異性結合的原理，單克隆抗體能與癌細胞特異性結合，起導向作用，將藥物定向帶到癌細胞所在位置，而攜帶的藥物則起到殺死癌細胞的作用。這樣既不損傷正常細胞，又減少用藥劑量，療效高、毒副作用小。

■ 例3 人類在預防與診療傳染性疾病過程中，經常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，且疾苗生產和抗體制備的流程之一如下圖：

請回答：

（1） 過程①代表的是__________。

（2） 過程②構建A基因表達載體時，必須使用________和________兩種工具酶。

（3） 過程③采用的實驗技術是________，獲得的X是________。

（4） 對健康人進行該傳染病免疫預防時，可選用圖中基因工程生產的______所制備的疫苗。對該傳染病疑似患者確診時，可以疑似患者體內分離病毒，與已知病毒進行______比較；或用圖中的______進行特異性結合檢測。

■ 答案 （1） 逆轉錄 （2） 限制性核酸內切酶 DNA連接酶 （3） 細胞融合

雜交瘤細胞 （4） A蛋白 核酸（基因）序列

抗A蛋白的單克隆抗體

■ 解析 本題以圖片形式展示了疫苗的生產和單克隆抗體制備的過程，考查了中心法則及其發展、基因工程、動物細胞工程等現代生物科技。

（1） RNA病毒中有些進行RNA自我復制，有些則進行逆轉錄，圖中①代表的是逆轉錄過程，屬于中心法則的發展。（2） 基因工程的基本步驟有4步：提取目的基因構建基因表達載體導入受體細胞目的基因的檢測和表達。構建基因表達載體時，對目的基因和質粒（運載體）都要用限制性內切酶切割（常使用同一種限制性內切酶，切割后露出相同的黏性末端，便于兩個DN段的DNA單鏈之間堿基互補配對），再通過DNA連接酶把兩者連接在一起，構建重組質粒（基因表達載體）。（3） 過程③是將骨髓瘤細胞與B淋巴細胞融合的過程，先進行第一次篩選獲得雜交瘤細胞，然后進行第二次篩選，獲得能產生抗A蛋白抗體的雜交瘤細胞，從而來制備抗A蛋白的單克隆抗體。（4） 考查了免疫預防和確診疑似患者的方法。題中提示該RNA病毒表面的A蛋白為主要抗原，因此可選用基因工程生產的A蛋白制備疫苗來進行免疫預防，注射后人體獲得針對該病毒的抗體和記憶細胞，達到保護易感者控制傳染病傳播的目的；確診時為判斷該病毒是否為題定的RNA病毒，既可以對病毒的RNA進行核酸序列的比對，也可以利用抗A蛋白的單克隆抗體與A蛋白抗原的特異性結合，判斷病毒表面是否有A蛋白的存在，從而進一步檢測是否為特定的RNA病毒。

■ 鞏固訓練

1. 單克隆抗體（單抗）實質上是單個漿細胞通過克隆形成的細胞群產生的化學性質單一、特異性強的免疫球蛋白。下列有關敘述中，錯誤的是（ ）

A. 單抗作為生物導彈能定向到達癌細胞所在部位

B. 單抗制備的過程要用到動物細胞培養和細胞融合技術

C. 在單抗制備的過程中必須經過至少兩次細胞篩選

D. 只有用物理或化學方法的誘導，才能促使B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合形成雜交瘤細胞

2. 下列關于植物體細胞雜交與動物細胞工程中所用技術與原理不相符的是（ ）

A. 纖維素酶、果膠酶處理和胰蛋白酶處理――酶的專一性

B. 植物組織培養和動物細胞培養――細胞的全能性

C. 原生質體融合和動物細胞融合――生物膜的流動性

D. 紫草細胞培養和雜交瘤細胞的培養――細胞分裂

3. 科研人員將抗癌藥物連接在單克隆抗體上制成“生物導彈”用于癌癥治療。“生物導彈”由兩部分組成，一是“瞄準裝置”，二是“殺傷性彈頭”，分析下列有關敘述，其中不正確的是（ ）

A. “瞄準裝置”由識別腫瘤的單克隆抗體組成

B. “彈頭”由放射性同位素、化學藥物和毒素等物質構成

C. “彈頭”中的藥物有選擇殺傷腫瘤細胞的功能

D. “生物導彈”的制備應用了細胞工程技術

4. 下圖是制備分泌抗X抗體的過程，據圖回答問題：

（1） 將___________注入小鼠體內，從小鼠脾臟中獲得淋巴細胞，其中至少有1個淋巴細胞能產生抗該抗原的抗體。

（2） 在單克隆抗體制備過程中之所以選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞，是因為它們融合后的雜交瘤細胞具有_________________、_____________________的特性。

（3） 由圖中可看出，單克隆抗體制備過程運用了__________和___________的動物細胞工程技術手段，前者常用的誘導方法與誘導植物原生質體融合不同的是可用________誘導。

（4） 動物細胞培養液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素等，與植物細胞培養基有所不同的是，還含有____________。

（5） 在動物細胞融合過程中，需要將所選取的組織細胞離散開，以利于細胞融合，可用_________處理離體組織細胞使之分散開。

（6） 圖中有兩次篩選過程，其中步驟④的目的是篩選出______________，步驟⑤⑥的目的是篩選出__________________。

（7） _____________技術是單克隆抗體技術的基礎。

（8） 雜交瘤細胞從培養基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是___________。

■ 參考答案

1. D 2. B 3. C

篇6

1 教材分析及設計思路

“水中的藻類植物”是蘇科版七年級下冊第十章第二節的內容。這部分內容看似簡單，卻起著承上啟下的作用，尤為重要。一方面，它是繼第一節“水中的動物”之后對水中生物的繼續研究；另一方面藻類植物特征的學習又為下一章“地面上的植物”作了很好的鋪墊。

教材從生活在海洋中的藻類――海帶和紫菜出發，并通過水綿的觀察實驗概述出藻類植物的主要特征，最后以舉例的方式概述藻類植物與人類生活的關系。此部分內容較少，但學生對于藻類植物的主要特征理解起來比較抽象，因此設計了以下活動來促進學生學習：

① 加入了對幾種藻類標本以及實物的觀察，更直觀地展示出藻類植物特征。

② 在觀察水綿實驗中加入了對水綿永久裝片的觀察和另一種藻類剛毛藻的比較觀察、對水綿染色后細胞核的觀察以及水綿模型的制作。

③ 學生演繹“藻類植物大聚會”的小品。

2 教學目標

2.1 知識目標

綜合觀察比較幾種常見的藻類植物概述藻類植物的主要特征；通過觀察實驗和模型制作，說明水綿細胞的結構特點；結合生活實際和小品活動，概述藻類植物與人類的關系。

2.2 能力目標

熟練觀察技能，嘗試完成“觀察水綿”“制作水綿模型”的活動，在活動中提高觀察、實驗動手能力。

2.3 情感、態度與價值觀目標

通過一系列學生活動，培養觀察、實驗、建構模型、探求知識的精神和合作精神；通過小品“藻類植物大聚會”關注藻類植物的生存狀況，形成自覺保護生態環境的意識。

3 教學重難點

3.1 教學重點

概述藻類植物的主要特征。

3.2 教學難點

進行“觀察水綿”的活動，闡述水綿的結構特點。

4 教學準備

教師制作多媒體課件，布置學生課前預習。教師準備紫菜、海帶、石花菜、羊棲菜4種海藻；準備“觀察水綿”實驗的材料用具；準備制作水綿細胞模型的材料用具；編好小品“藻類植物大聚會”的臺詞。

5 教學過程

5.1 情境創設引入

學生觀察衣藻的模型，觀看衣藻的相關視頻。教師引導學生回憶之前學過的衣藻的生活環境和結構特征，闡述衣藻就屬于水中的一種藻類植物，從而激發學生學習本節內容的強烈欲望，從而引出課題――水中的藻類植物。同時教師提出問題：藻類植物都像衣藻那樣微小嗎？藻類植物有根、莖、葉等器官嗎？藻類植物的生活環境都和衣藻一樣嗎？藻類植物含有葉綠素嗎？能進行光合作用嗎？（通過觀察細胞結構闡明）藻類植物對人類有益處嗎？越多越好嗎？

5.2 概述藻類植物

學生活動一：觀察各種藻類植物的標本，以及課前準備好的海帶、紫菜、羊棲菜、石花菜幾種藻類植物。結合書本P55和海帶的相關視頻，學生思考：藻類植物都像衣藻那樣微小嗎？藻類植物含有葉綠素嗎？能進行光合作用嗎？藻類植物有根、莖、葉等器官嗎？藻類植物的生活環境都和衣藻一樣嗎？這樣概述藻類植物主要特征。

教師活動：邊設問邊引導學生補充海藻的概念，簡單介紹褐藻、紅藻、綠藻的分類。簡單闡述制作藻類植物的幾個部分切片。與學生共同總結藻類植物主要特征：大部分藻類植物含葉綠素和其他輔助色素，能進行光合作用；藻類植物沒有根、莖、葉等器官的分化；藻類植物大多生活在水中，其中衣藻、小球藻是生活在淡水中的單細胞藻類，海帶和紫菜是生活在海洋中的多細胞藻類。

活動意圖：讓學生直接觀察各種藻類及標本更直觀，結合視頻和教師闡述更具體，師生能達成共識，初步了解藻類植物的主要特征。

教師提出問題：下面要登場的是今天的主角――水綿，水綿是單細胞還是多細胞的藻類？水綿生活在哪里？我們以前接觸過水綿嗎？還記得恩吉爾曼的實驗嗎？水綿的形態結構尤其是其中的葉綠體真的長得像恩吉爾曼觀察到的那樣嗎？

設計意圖：通過一系列問題及對證明光合作用場所實驗的回顧，使學生初步了解水綿，激發學生的學習興趣，自然地過渡出下一部分內容。

5.3 觀察水綿

學生活動二：通過圖片了解水綿的生活環境，觀察水綿，思考：水綿的顏色和形狀如何？用手觸摸水綿，有什么感覺？水綿是單細胞生物還是多細胞生物？水綿每個細胞形態、結構如何？水綿有沒有葉綠體，什么形狀，怎樣排列？水綿有根、莖、葉等器官嗎？

5.3.1 熟悉顯微鏡的使用，觀察水綿的永久裝片

學生回顧顯微鏡的使用步驟。教師強調對光的注意事項及先用低倍鏡觀察再用高倍鏡觀察的原則。學生觀察水綿永久裝片。

設計意圖：對水綿永久裝片的觀察為接下來分辨水綿作好鋪墊。

5.3.2 學生制作臨時裝片

學生完成活動單上制作藻類臨時裝片的方法步驟。活動單部分示意：

取 取一片潔凈的___________

滴 在載玻片的中央滴一滴__________。

夾 用鑷子夾__________藻類，放在水滴中，并分開展平。

蓋 蓋上__________。

兩個學生一組，分別從1號、2號燒杯中取藻類制作成臨時裝片，觀察后判斷1號燒杯中的是水綿，2號燒杯中的是另一種藻類（剛毛藻）（圖1、圖2）。

教師活動：教師指導學生進行顯微鏡的操作，同時選取一些學生制做的臨時裝片并通過數碼顯微鏡呈現，引導全班學生討論。學生最終找出水綿，判斷1號燒杯中是水綿的依據是其細胞有典型結構特點：綠色、帶形、螺旋狀的葉綠體。

設計意圖：通過水綿與另一種藻類細胞結構的觀察、比較，既直觀看到了水綿細胞的葉綠體結構特點，又剖析了難點，學生通過自主探究，印象更加深刻。

5.4.3 觀察水綿的細胞核

學生用碘液染色，進一步觀察水綿的細胞結構――細胞核。

設計意圖：這樣既深入了解了水綿細胞的其他結構，又剖析了難點。

5.4.4 水綿細胞的結構

學生說出水綿細胞各部分的結構名稱，完成活動單（見圖3）。

教師活動：教師指導學生說出水綿細胞各部分結構。

設計意圖：以學生為主體，師生共同剖析難點。

5.4.5 實驗總結

學生討論交流完成活動單。活動單部分如下所示：

水綿是一種__________色呈絲狀的淡水藻類植物，用手觸摸有黏滑的感覺。

水綿是__________（單/多）細胞藻類，每條水綿由許多結構相同的長筒狀細胞連接而成。水綿__________（有/沒有）根、莖、葉等器官的分化。

水綿細胞中有__________狀的葉綠體，能進行__________制造有機物。

教師活動：指導學生一一填寫，并板書總結藻類植物的主要特征。

設計意圖：講練結合，既是“觀察水綿”這一活動的總結，也是本節的一個總結。這樣既剖析了難點，又突出了重點。

5.5 制作水綿細胞模型

學生活動三：利用教師課前準備好：塑料盒、保鮮膜、綠紙條、白色小球、剪刀等材料，兩個學生一組，各顯身手，制作水綿細胞模型。

教師活動：將學生做好的模型實物投影展示，師生共同交流，強調水綿葉綠體的典型結構。對做的又快又好的一組同學進行獎勵。

設計意圖：所謂在學中做，在做中學，通過模型制作這個拓展活動，既剖析了難點，又鍛煉了學生的動手能力，充分調動了學生學習生物的積極性。同時對學生的獎勵也是為引出下面的內容做好鋪墊。

5.6 藻類植物與人類的關系

學生活動三：學生代表表演小品“藻類植物大聚會”。原創臺詞如下：

藻類植物大聚會

紫菜：大家好，我是紫菜。今天是我的生日，家里來了很多的親戚，可熱鬧了！

海帶：我是海帶，祝你生日快樂！水綿讓我帶了禮物給你。

紫菜：水綿為什么自己不來？

海帶：他雖然是我們的親戚，但他在淡水中，來不了。

紫菜：哦，我怎么忘了。還想讓他給我清熱解毒來著。對了，那小球藻和衣藻也來不了了哦，他們含的蛋白質可多了。

海帶：沒關系，有我啊，我的作用大著呢。我可以食用，還含有豐富的碘，可以預防“地方性甲狀腺腫大”。

紫菜：什么是“地方性甲狀腺腫大”？

馬尾藻：我知道我知道，就是“大脖子病”。我是馬尾藻，我和海帶都屬于褐藻家族，我們的作用可大了，可以從我們身上提取褐藻膠和甘露醇制藥、工業用、造紙用等。我還能做飼料和肥料，用處說一夜都說不完?。?/p>

石花菜：我來了，我來了。馬尾藻，你就別嗦了，我是石花菜。紫菜，祝你生日快樂！猜猜我給你帶了什么禮物？

紫菜：你也是我的親戚嗎？

石花菜：氣死我了，你連我都不認識了，我和你可都是紅藻家族的呀，我們都可以食用，味道可鮮美了！

紫菜：哦，想起來了，你肯定也和我們一樣都沒有根、莖、葉。

石花菜：是啊，是啊。我身上還能提取瓊脂用來做果凍呢。猜出來我給你帶的是什么禮物了吧。

紫菜：肯定是果凍吧。

石花菜：答對了。

海帶：紫菜，我看大家都來的差不多了，要不我們就開始生日宴會吧。

紫菜：好的。讓我們一起來盡情享受陽光，發揮我們最大的功效――光合作用制造氧氣吧。

大家一起說：好啊，好啊，最好再把這里的水質改善改善。

馬尾藻：我看大家聚一聚就趕緊散了吧，去給魚類做餌料，不然我們這么多藻類一直聚在一快可不得了。石花菜，你說是吧？

石花菜：是啊，我們太多，繁殖的太快對人類可就沒那么多好處了，對了，人們管那叫“赤潮”還是“水華”來著？

紫菜：是“水華”。

海帶：是“赤潮”。

紫菜：“水華”。

海帶：“赤潮”。

紫菜：“水華”。

海帶：“赤潮”……

教師活動：組織學生表演。引導學生總結藻類植物與人類的關系，簡單講解“赤潮”與“水華”的區別。安排學生課后查閱有關資料，了解引發海洋“赤潮”或湖泊“水華”的原因及治理辦法，為下節課的交流與探討做準備。

設計意圖：用小品活動代替簡單枯燥的呈現，使課堂氣氛相對活躍，同時既很好地道出藻類與人類的關系，又強調了藻類的一些主要特征，是一個總結性的收尾。

5.7 板書設計（略）

篇7

關鍵詞：高中生物；心理發展；認知能力

許多剛升入高一的學生都有這樣的體會，他們在語數外理化等諸多學科的學習上一般較容易獲得成就感，可在生物學習上卻往往事與愿違。究其根源筆者認為，高中生物的學科起跑點較特殊是主要原因。以人教版教材而言，一開始就要深入學習細胞這一玄奧的內容，讓不少學生遇到了難以跨越的高度，降低了學好生物的熱情。而且，沒有掌握好“細胞”內容，又會影響到新陳代謝、遺傳變異和細胞工程等部分的學習，甚至導致整個高中生物學習的困難。怎樣使初高中生物教學順利銜接，幫助學生盡快適應高中學習，文章試從尋找問題和力求突破兩方面談談思考與探索。

1 起步的障礙

1.1 初、高中生心理發展的層次差別

剛升入高一的學生雖然在年齡上已劃到青年初期，其實在心理發展的程度上還是接近于初中生。他們對于高中生物的難度大、較抽象的特點缺乏足夠的思想準備和心理接受能力，在心理方面形成了臺階。

1.2 初、高中生學習方法的能力差別

而剛邁進高一門檻的學生現狀卻是：相對薄弱的動手操作技能和缺乏對科學研究方法的領悟，使得學生不能整體理解細胞內容的研究。另外，教材知識與當今細胞科學發展相差較遠，不能滿足求知欲望強烈學生的需要，不少學生可以利用現代信息技術查找資料，但對細胞各章節知識之間的聯系認識不足，學生自身的知識和能力水平不夠，又影響了相關信息的收集，限制了學生對生命科學前沿知識的認識，不能更有效地學習。

1.3 初、高中生物課程學習的標準差別

高中課程標準對發展學生探究能力也提出了更高更為明確的目標：要求學生不僅能發現問題，還要能分析與研究相關問題；探究實驗的設計，更注重科學性和嚴密性，并要求學生能考慮實驗的可操作性；另外要求學生能利用數學方法處理、解釋數據。相對初中生用現象分析問題的做法，這是一個從現象到理論的升華；關于探究的結果初中只要求得出結論并能夠表達即可，而高中課標則特別指出“用準確的術語、圖表介紹研究方法和結果，闡明觀點”，并能“利用證據和邏輯對自己的結論進行辯護以及作必要的反思和修改”。這些無疑都加大了學生學習的難度。

1.4 初、高中生物內容編排的深度差別

高一新生缺乏對較多細胞知識的感性認識，導致對微觀結構認識的困難。又缺乏生物個體水平的知識、化學和物理知識以及輔助的生活經驗支撐，遭遇學習的難點。

1.5 初、高中教材呈現表達的方式差別

高中教材要求學生具有較強的抽象和概括能力，課文雖有配圖仍以敘述為主，如真核細胞的立體構像、細胞膜的流動鑲嵌模型建構，細胞膜的選擇透過性，物質進出細胞的方式特點，各細胞器的亞顯微結構功能，細胞核中DNA、染色質和染色體的關系，細胞各部分的結構特點與功能的適應，都必須在相關的資料分析和實驗論證及特征描述的前題下，學生通過自己的理解，合理的再現。盡管教科書也有改進，大多彩色，圖文并茂，再加上多媒體課件輔助教學，但畢竟缺少真實、具體的形象思維的支持，加以眾多的新的抽象概念同時出現，這對高一學生來說是思維上一次質的飛躍，不能很快適應的學生就會造成學習困難。形成學習細胞分子水平內容的障礙。

2 突破的方向

2.1 注重學生認知的能力發展

學生思維能力的強弱與他對教學內容的理解深度是密切相聯的。教師在日常教學中不僅要求學生熟記生物專用術語、公式和重要的生物概念，更要求學生準確地理解闡述這些內容。比如課文中對膜的選擇透過性的定義理解，要引導學生了解方式、特點并具備一定的識圖能力，能在相應的題境中加以判斷。教師還可以在生物概念和規律的建立過程中以及分析講解各類習題時，引領學生由易到難掌握認識方法，由低到高發展認識能力，深刻理解細胞知識。

2.2 利用教師期望的情感效應

教學中注重態度情感價值觀教育的滲透，可借助教材《細胞世界探微》中三位科學家的故事介紹，借助瞿中和院士在《細胞生物學》中的論述“我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧”等，激勵學生對未知世界的探究欲望，增強學習的內在驅動力。

2.3 加強學科精神的探究教學

高中的探究形式也是多種多樣的，如搜集、整合資料，通過一些資料提出假設，總結生命的規律。觀察一些微觀的生命現象，探尋生物大分子的作用及其規律、生物活動的條件等等。即鼓勵高中學生更側重于生命的本質的探究。

2.4 發揮多媒體課件的輔助作用

篇8

關鍵詞：概念；生物教學；考綱；重點難點

中圖分類號：G633.91

經歷了幾屆高三的一二三輪復習，在和學生的互動學習中，越來越體會到高中生物教學中概念的重要性。生物學是一門自然科學，是在大量生物現象、實驗的基礎上總結出來的普遍規律。一個生物學概念的形成，是在感知的基礎上，通過比較、綜合、歸納等抽象思維，把事物的一般本質屬性抽象出來給予定義，然后再推廣到同一類事物上去的過程。（詞典給出的解釋是：人類在認識過程中，從感性認識上升到理性認識，把所感知的事物的共同本質特點抽象出來，加以概括，就成為概念。表達概念的語言形式是詞或詞組。概念都有內涵和外延，即其涵義和適用范圍。概念隨著社會歷史和人類認識的發展而變化。）

1、概念是考綱要求的折射

考試大綱是我們教學的指揮棒，一切的教學活動都以落實考綱為最終目標。例如：人教版生物必修1《分子與細胞》第二章第3節遺傳信息的攜帶者---核酸，概念：核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用?？季V要求：1、核酸的結構和功能。2、實驗：觀察DNA、RNA在細胞中的分布。概念指導我們“核酸是遺傳信息的攜帶者”，那么什么是遺傳信息？遺傳信息通過什么體現出來？遺傳信息的特點是什么？和其他的細胞內物質有什么不同？要了解這些，就必需透視核酸的結構。學生也只有在逐步了解其結構的化學元素、基本結構單體、單體的種類、核苷酸鏈的平面結構、核苷酸鏈的空間結構后，才能夠準確把握核酸的結構特點，才可能進一步討論核酸的功能。概念的后半句“核酸與遺傳、變異和蛋白質的合成有關”，那么核酸與遺傳、變異之間有什么聯系？不同的生物之間這種關系是相同的嗎？核酸與蛋白質之間的關系如何？元素組成、基本單位、鏈接方式、合成場所、結構多樣性原因的分析有何聯系與區別？我們明白了這些，自然也就掌握了核酸的功能。落實考綱，概念是最好的支撐。

2、概念是教學內容的梗概

教師落實教學內容的工具一是教材，二是有關的教輔資料或資源，教材是教師組織教學活動的主要依據，也是學生落實學習活動的主要基礎，是師生完成教與學雙邊活動必不可少的媒體。作為一名教師要輕松自然地上好每一堂課，首先要做的就是吃透教材，很好地領會教材的內涵，理解教材的編寫意圖，而吃透教材應該從概念著手。例如：必修一第6章《細胞的生命歷程》第2節《細胞的分化》中，教學內容的梗概是這樣設計的：細胞分化及其意義（包括概念、特點、意義和實質）――細胞的全能性（包括概念、全能性差異比較和全能性表達的條件）。分化的概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定差異的過程。生物個體發育過程都會發生分化，所以具有普遍性和持久性；最后致其發生穩定性差異，所以具有穩定性和不可逆性。繼而學習分化的意義在于1、分化是生物個體發育的基礎。2、分化使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。因為是穩定性差異的過程，所以實質即為基因的選擇性表達。教材所呈現的教學內容是靜態的，是不能開口說話的，有時只能呈現“結果”。教師不是要簡單地將這些靜態的結果“教”給學生，而是要將這一“結果”變化為可以使學生參與的教學活動過程，那么就讓教學內容的落實從概念的解讀開始！

3概念是教學重難點的提示

教學重點應是基本概念、規律及由內容所反映的物理思想方法，也可以稱之為學科教學的核心知識。也是學科課程標準規定的內容，應理解、掌握的內容?！度旧w變異》教學重點：染色體數目的變異；教學難點：①染色體組的概念。②二倍體，多倍體和單倍體的概念及其聯系。③低溫誘導染色體數目變化的實驗。教師如何依據考綱的重難點，結合自己學生的實際情況確立自己教學的重難點，這是實現有效教學的根本。高三的復習，教師要盡快找到新舊知識的連接點，讓學生在原有知識的基礎上，同化所學的東西，構建生物學知識框架，形成基本的解題能力。其實我們都有這樣的感受：教學不宜空講知識，高三復習尤其不宜照本宣科，枯燥分析，機械的從課本到課本，從理論到理論，這樣的復習是弱效的。

染色體變異的概念：染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發生改變，而導致性狀的變異。染色體數目的變異可以分為二類：一類是細胞內個別染色體的增加或減少，另一類是細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。對比重難點和概念，不難發現二者是一致的，從基本的概念分析到具體內容的延展，這樣的課堂是緊密相連的，也是有效的。

4、概念是課堂教學的總結

好的課堂小結能夠起到畫龍點睛的作用，指導學生把新舊知識聯系起來，引領學生透過現象看本質，找到知識的精華所在。那么該如何做生物教學的課堂總結呢？以3中的《染色體變異》為例：在學習染色體結構的變異（4種）、染色體數目的變異（1、染色體組2、判斷單倍體、二倍體和多倍體3、特點4、人工誘導法），對比概念，來個總結也是很不錯的。

5、概念是教學反思的基礎

篇9

關鍵詞：概念圖；教學模式；理科教學

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2016）19-0092-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2016.19.058

一、概念圖的研究現狀

概念圖是用于表征和揭示知識結構中意義聯系的圖表，最早是美國的康奈爾大學教授諾瓦克在上個世紀60年代等人提出?，F在概念圖教學策略盛行于國外特別是歐美國家。與國外相比較，國內概念圖教學模式有著非常廣闊的研究價值及應用前景，在教和學的過程中，概念圖教學的研究最為活躍，成果也十分明顯。研究表明，其作為有效的教學策略，概念圖教學可以幫助學生提高邏輯推理能力，對學生的知識形成過程產生顯著影響，并能有效提高學生的學習成績，概念圖作為教學的工具，其強大功能正日益顯現出來[1]。

二、概念圖的組成成分

概念圖主要由概念、命題、交叉連接和層級結構四部分組成。概念就是學習過程中所感知到的事物的本質或規則屬性，把所感知的事物的共同本質特點抽象出來，用專有名詞或符號進行標記。命題是對事物現象、結構和規則的陳述，將兩個概念之間通過一個連接詞而形成的意義關系。交叉連接是指不同知識領域概念之間存在的相互關系。層級結構表示概念的展現方式。學習者在構建概念圖的過程中，將概念通過橫向、縱向、回溯等聯系方式構成階層化的、從高級向低級或從大到小的、逐漸分化的圖表，在這一過程中知識被高度濃縮，清晰地揭示了新舊知識建構的實質。學習則是建立一個完善的概念網絡，隨著新的知識的接受不斷地向概念圖中增添新的內容，同時，為了使學習者更有意義的學習，學習者必須把新學習的知識和學過的知識通過交叉連接和層級結構聯系起來，并通過自己的認知對概念圖進行隨時補充、修改，發展充實自己的知識結構，從而有助于新知識的生成[2]。

三、生物教學中概念圖的意義和作用

利用概念圖這種可視化的語義網絡為表示方法，將知識元素按其內在關聯進行組織呈現和意義建構的一種教學法就稱之為概念圖教學模式。高中生物學科有它的學科特殊性，既有文科性質的識記內容，又有理科性質的推理內容。所以既要理解概念，又要理清關系。而概念圖法恰好可以起到這樣既能拎出重點，又能串接關系的作用。

利用概念圖教學法，在高中生物教學過程中既可以快速清晰地運用板書結構展示知識，又可以運用邏輯思維來連接文字語言，傳遞教學信息。概念圖，可以提綱挈領，明確重點，展示教學內容，體現教學結構和知識關聯，強化記憶，展現美感，使學生感受到學習的簡易化，從而感覺到成功的快樂，這樣有利于學生長期有效地記憶知識[3-5]。

四、概念圖教學模式的實踐

盡管概念圖的最初目的是為了評估學生對已有知識的系統掌握情況，但是它所蘊含的豐富教學功能不能僅將其視為評估工具，而是要盡可能地把概念圖當做一種教學技能與策略。概念圖可以促進教學過程的完成，并能清晰地展現，讓學生看到概念和知識點之間的聯系。例如，細胞增殖過程的教學，可以通過學生模擬探究細胞大小與物質運輸的關系的實驗為切入點，使學生得出細胞不能無限長大的原因是細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸的效率就越低。細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大。同時，細胞核是細胞的控制中心，細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加，如果細胞太大，細胞核的“負擔”就會過重也限制了細胞不能無限長大。細胞既然不能無限長大，當其生長到一定階段時就要通過增殖來產生新的細胞，進而引出細胞分裂的概念及真核細胞的三種分裂方式，再以有絲分裂的周期性引導學生理解細胞周期的概念及分裂間期與分裂期的區別和特點。在學生構建此概念圖的過程中，學生通過實驗驗證了細胞不能無限長大，多細胞生物體要經過細胞的增殖和分化發育為成體，生物體內，也不斷地有細胞衰老死亡，需要通過細胞增殖加以補充，明確細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。在概念圖主線構建完成后，教師可通過植物細胞的有絲分裂過程各期的特點引導學生繼續補充新的知識節點，幫助學生形成本節課知識網絡，突破本節教學的重難點，落實教學目標。學生在學習的過程中依托概念圖教學模式，通過概念圖構建主動生成知識，完善知識網絡，課程改革中學生的主體地位也得以體現。

參考文獻：

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篇10

【摘要】 臨床上許多骨不連或者延遲愈合往往出現在骨愈合的早期，等到發現已為時已晚。X線片目測骨鹽含量變化達成25%才能分辨，因而無法觀察極有臨床意義的早期變化。本文介紹了骨折愈合理論和骨不連的定義，多細胞基本單位(BMU)和OPGRANKLRANK系統在骨重建中的作用;在超聲檢測、振動響應分析、機械阻抗分析、骨髓腔造影技術、高分辨率CT等方面對骨的研究以及早期診斷骨折不愈合已有相關的報道，但缺乏分子水平上的早期診斷方法研究。

【關鍵詞】 骨不連; 早期診斷

Abstract：Many clinical bone nonunion or delayed union often appear in the early stage of bone healing，but they have been always found too lately.Before Xray films of visual changes indicates salt content inbones reaching 25%，the very early changes of clinical significance can not be observed.This paper introduces the theory of fracture healing and the definition of bone nonunion and the significance of the basic multicellular unit (BMU) and the OPGRANKLRANK system in bone reconstruction.Many technologies such as ultrasonic testing，vibration analysis，mechanical impedance analysis，the bone marrow cavity imaging technologiy， highresolution CT etc，have been reported in study on the bone，as well as early diagnosis of fracture nonunion.However，the molecular level of early diagnosis is deficiency.

Key words：bone nonunion; early diagnosis

盡管90%～95%的骨折都能夠愈合，但骨不連仍是目前骨折治療須面臨的重要難題之一。美國每年骨折患者約有500萬人，骨不連的發病率約為5%～10%[1]。由于骨不連產生的疼痛、肢體功能和心理障礙等，給患者帶來了極大的痛苦，同時，也增加了患者及社會的經濟負擔。臨床上許多骨不連或者延遲愈合的問題往往出現在骨愈合的早期，等到發現已為時已晚。X線片目測骨鹽含量變化達成25%才能分辨，因而無法觀察極有臨床意義的早期變化?，F將骨折愈合及其早期診斷的研究進展報道如下。

1 骨折愈合理論和骨不連的定義

1.1 McKibbin[2]在1978年提出了骨折愈合領域一個里程碑性的概念。他發現人體截肢的骨殘端幾乎不生長骨痂，于是用老鼠做實驗。老鼠截肢后的骨殘端也發生修復性骨痂反應，但由于缺乏遠端的應力刺激，2周后這種骨痂反應即停止生長而發生退化。他把這種短時的一次性的骨痂反應稱為初始骨痂反應(primary callus response，PCR)。在此基礎上作者提出了骨折愈合一元論學說，主要包括2方面內容：(1)骨折愈合過程一元論，即初始骨痂反應是骨折愈合的基本事件，骨折愈合過程是初始骨痂反應(PCR)不斷重復和積累的過程[3]，PCR具有飽和性、平衡點及不應期三個特點，在合適的應力條件下，PCR具有放大的成骨效應，其產生的過修復剩余是骨折愈合的源泉;(2)病理生理一元論，骨折愈合過程實際上是借用了骨骼生長發育的細胞學機制，即Frost[4]提出的基本多細胞單位(BMU)理論。也就是說骨折愈合的細胞學機制每時每刻都在人體中發揮著作用。骨改建同樣具有放大的成骨效應，是骨骼適應力學機制進行成骨的物質基礎。

1.2 多細胞基本單位(BMU)[5]是包含多種不同類型細胞的臨時性解剖結構，在成人骨骼的重塑型中發揮重要作用。在每個(BMU)中，破骨細胞和成骨細胞之間在數月內保持一種時間和空間的穩定關系。BMU的作用，是在破骨細胞吸收舊骨之后在同一位置由成骨細胞形成的新生骨取而代之。在無損傷的成人骨骼中，不管是正常的還是骨質疏松的，孤立而不接觸的細胞是不存在的。在BMU結構中，成骨細胞僅出現在破骨細胞吸收舊骨空出的位置上，目前一般稱之為“偶聯”，“偶聯”在這里是指用細胞學為基礎的局部現象對整體的觀察。成骨的重塑型通常發生在骨表面，在BMU穿過骨表面的時候，在開始到結束的錐形或半錐形的一個狹窄區域內發生骨吸收與骨生成的轉變。在這一轉變過程中，破骨細胞的凋亡終止骨吸收，骨吸收腔的表面變得光滑，并且被一層水泥樣物質所覆蓋，同時出現性質不明的單核細胞。這些變化共同構成所謂的“反轉期”，成骨細胞最后大量聚集在水泥樣表面填充空腔。達到偶聯的條件為局部新生成骨細胞數量增加，成骨細胞在短時間內(不超過幾天)準確到達目標。偶聯發生的機制可能包括生長因子的偶聯作用、生物力學機制、局部細胞因子的并聯途徑、血管介導的偶聯機制以及偶聯的統一途徑。

1.3 (人體)骨不連是骨折愈合的停止或者相對靜止，即骨折間隙的修復強度小于再損傷強度。不穩定或骨缺損以及應力遮擋是導致骨不連的最重要原因。在診斷上應滿足至少4個條件：(1)從術后12周開始，經過至少6個月連續觀察，骨折愈合無進展。有明顯骨缺損或者內固定松動移位跡象者不受此時間限制;(2)有臨床癥狀，骨折部位有疼痛或功能受限或者異?；顒?。應慎重使用無癥狀骨不連的診斷，持久的無癥狀就可以判斷為骨折臨床愈合;(3)X線片表現為骨折間隙持續存在，斷端萎縮、硬化或缺損以及髓腔封閉等;(4)經過正規的術后康復指導，即采取輔助外固定，比如夾板或支具固定，以及限制功能活動等，比如扶拐，仍然無效者。根據這樣一個定義，只要患者沒有癥狀，或者拍片證實骨折愈合有進展，不管多長時間，即使超過1年，也只能診斷為骨折延遲愈合。

1.4 骨不連的原因有三

(1)不能重復有效的初始骨痂反應，骨缺損、過牽、應力遮擋等;(2)識別障礙，如軟組織介入，纖維組織形成，滑液形成等;(3)不應期再損傷，如固定不牢靠，過量異?；顒印?/p>

1.5 OPGRANKLRANK系統[6]

該系統是近年來發現的在破骨細胞分化過程中的一個重要的信號傳導通路，對該系統的研究是由OPG(osteoprotegerin，護骨素)的發現啟動的。OPG于1997年分別被美國和日本兩家實驗室同時發現，人OPG基因位于染色體8q23-24，其mRNA可在包括肺、心、腎和骨骼等在內的多種組織細胞中表達。OPG屬于TNF(腫瘤壞死因子)受體超家族，以可溶性蛋白形式分泌，是RANKL的誘騙(decoy)受體，它通過阻斷RANKL與RANK結合而抑制破骨細胞前體的分化、存活與融合，抑制成熟破骨細胞活化及骨吸收活性，導致破骨細胞凋亡。OPG配基為RANKL(細胞核因子КB受體活化因子配基)，其mRNA主要在淋巴組織及骨組織(骨骼、骨髓)中表達。RANKL在骨骼中的生物學效應是促進破骨細胞分化，增強成熟破骨細胞的活力，阻止破骨細胞凋亡。ARANKL刺激破骨細胞分泌、成熟的唯一靶受體為RANK，屬于TNF受體超家族，是Ⅰ型跨膜蛋白，表達于巨噬P單核細胞系，在來自骨髓的破骨細胞前體細胞表面高度表達。RANK是參與破骨細胞分化、成熟及發揮功能的重要因子，它是RANKL與破骨細胞表面的RANK結合后，通過激活核因子(NF)B和cFos，JNK，csrc以及絲氨酸-蘇氨酸激酶Akt/PKB途徑引起破骨細胞內一系列酶促級聯反應，使破骨細胞前體分化、存活、融合為成熟破骨細胞，活化并抑制其凋亡。

2 骨折的早期診斷進展

2.1 石維強等[7]認為骨折愈合各階段不同時間細胞成分和骨基質特征不同。不同密度的組織結構衰減系數不同，其超聲回聲即有所不同。直方圖根據采樣區聲像圖灰階度自動顯示量化參數，為超聲檢測骨折愈合奠定生物學及物理學基礎。研究方法：連續監測36例骨折愈合過程，著重分析15例以外固定架治療的脛腓骨新鮮骨折愈合過程的動態變化。結果：術后5～6周骨折間隙超聲灰階值達健側的50%～60%時，提示骨折愈合具有一定牢固性不易移位，可考慮拆除外固定架;超過75%便基本達到臨床愈合。

2.2 英國Nokes等[8]率先運用振動響應分析(直接法)研究了脛骨骨折處兩側頻晌的差異，發現骨折初期靠近激振點一端固有頻率增大，而遠端則降低。隨著骨折處的愈合，兩者的偏差逐漸消失，認為在骨的同一側面上，不管測點在何位置，測試結果均不變。

Doemland等運用振動響應分析(間接法)研究了在體正常脛骨及骨折脛骨的頻率響應。他們認為，根據骨折肢與對照肢所得的固有頻率偏差，可以估計骨折愈合程度。美國學者Michael研究了模擬材料缺陷大小對不同振動模式的影響程度。他發現用多模態分析比以往用單一模態分析能更好地估計骨折愈合。

2.3 1973年Thompson等率先將機械阻抗分析方法用來估計骨的力學特征，測出輸入力信號及輸出加速度信號的頻譜，可得到速度導納，即機械傳遞函數。美國學者R.J.Colfier等建立了一套測定骨的機械傳遞函數的系統，研究了測試時刻，激振點位置對重復性影響。結果發現：骨折的一個重要特征就是接收信號中高頻成份小。新加坡學者Lim等甩阻抗頭測試了骨折脛骨。他們發現骨折愈合過程中，測得的一階固有頻率值逐漸增加。12周后由剛骨折時正常肢固有頻率的一半增為80%。

2.4 其他方法

20世紀80年代末，Kaufman等[9]用人工神經網絡根據骨折處的硬度對骨折愈合的不同階段進行了分類。有人還提出通過測定骨中聲速及相位分布來估計骨折愈合程度。

2.5 李峰等[10]覺得無法對骨不連進行早期診斷。骨髓腔造影技術為骨不連早期診斷創造了條件，具有重要價值。其原理：骨髓腔內靜脈造影，骨折愈合后在骨折處應有靜脈血管通過骨痂;超過10周若仍無血管通過，即為延遲愈合，超過10周若仍無造影劑通過血管，即有延遲愈合的可能。

2.6 Schmidhammer R[11]報道高分辨率CT在骨不連早期診斷的定性或定量研究方面的重要性已逐漸得到認識。Forman[12]提到，大約70%的手腕疼痛病人根據詳細的病史可以得出特定的診斷?；颊叱霈F自發性手腕疼痛、有模糊或遙遠的外傷史、或其經常提重物則有可能存在腕骨不連或缺血性壞死。手和手腕可從觸痛中定位特殊解剖結構。特定檢查可以幫助支持具體的診斷(如Finkelstein試驗，研磨試驗，McMurray試驗，旋轉升降試驗，Watson試驗等)。如需要X線的話，前后位和側位在評價骨的結構和連續性、關節的寬度和對稱性、軟組織等很有必要。當診斷仍不清楚時，或采用保守的措施，臨床過程沒有進展時，需進一步選擇其它影像學工具，包括B超，放射性骨掃描，電腦斷層，核磁共振成像。如果所有的結果都是陰性，手腕仍有疼痛，病人可能需要專家作進一步的檢查，其中可能包括透視、診斷性造影、關節鏡檢查。

綜上所述，可見骨愈合理論的研究已詳盡到分子水平，早期預測骨折愈合的方法眾多，沒有統一的方式，甚至有些專家認為無法對骨不連進行早期診斷;早期診斷骨折的時間目前較滿意的為手術后5～6周，但缺乏分子水平上的診斷方法研究。骨生化標志物[13]反映的是成骨細胞、破骨細胞、膠原等的代謝狀態，應給予重視，分析其在術前、術后的變化，有可能揭示骨折不愈合的分子基礎。

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