細胞膜的生物學特征范文
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篇1
竹紅菌素(Hypocrellin)是在我國最早發現的一種新型光敏劑，它來自于自然界生物中，是目前已知的在可見光區內優良的光敏劑。這類化合物可經過普通生物合成途徑產生，它們的結構具有立體化學的特征，表現出光動力學活性，具有顯著的光療作用，臨床上已用來治療皮膚病，如外陰白色病變和軟化疤痕疙瘩。近年來，研究發現它具有優良的光敏殺傷腫瘤細胞和抑制艾滋病病毒HIV-1的作用，并且可作為新型的光活化農藥和潛在的光電轉換材料，研究和應用前景十分廣闊。
1 竹紅菌素的發現、分布、結構和性質
竹紅菌素主要生長在我國云南西北部，是在海拔3 000～3 500 m高寒地區箭竹上生長的子囊菌綱肉座菌科（Hypocrellabambusae Sace）的真菌，我國首先發現并應用于臨床治療胃病和風濕性關節炎。1980年萬象義，陳遠藤[1]首次報道了一種新的光化學療法藥物-竹紅菌甲素(HypocrellinA，簡稱HA)；1981年陳維新等[2]確定了竹紅菌甲素的結構；1985年萬象義等[3]從竹紅菌中分離到竹紅菌乙素(Hypocrellin B，簡稱HB)。張曼華等[4]用光譜方法鑒定了乙素的結構，梁麗等[5]用X-射線晶體衍射確定了它的結構：竹紅菌中最重要的光敏成分是竹紅菌甲素，同時也有少量的竹紅菌乙素。竹紅菌乙素相當于甲素失去一分子水，酸和堿催化都能使甲素轉化為乙素。
據文獻提到，竹紅菌在全世界除斯里蘭卡山區有報道發現以外，只有我國云南省西部產量最多。竹紅菌甲素的純品為紅色晶體。熔點209℃～210℃，易溶于氯仿、吡啶、苯酮、二甲亞砜等有機溶劑中，難溶于水。其親脂性使這種色素易于聚集在細胞膜上，竹紅菌素的光譜特性，在二甲亞砜（DMSO）溶液中，其在可見光區均呈現三個吸收峰，波長為475、545、585 nm，它的吸收峰位不隨濃度改變而位移，譜形亦無變化，只是吸收值隨濃度的增加而增高，說明竹紅菌素在高濃度下并不形成聚集態。竹紅菌素和現在使用的血卟啉衍生物(HPD)相比具有許多優勢，如原料易得，易純化。不易聚集(聚集降低了HPD的光療效果)、三重態氧量產率高，體內代謝快。對正常組織損傷小，文獻報道竹紅菌素及其一些衍生物能光敏損傷生物大分子(如DNA、蛋白質和脂類等)，表明竹紅菌素有望用于光動力療法(photodynamic therapy，PDT)的臨床冶療。
2 竹紅菌素研究的主要方向
2．1 生物學 探索竹紅菌素對生物組織內蛋白質(包括氨基酸、多肽)、脂類、核酸(DNA、RNA)堿基等的光敏化機制，研究竹紅菌素和生物物質反應的活性部位，了解竹紅菌素對皮膚病和癌細胞的定位能力。
2．2 化學和光化學 從分子水平弄清竹紅菌素主要成分的結構特征、物化性質、光敏特性和反應過程。通過對生物組織內活性物質的光動力作用研究，提出竹紅菌素的光療模式。結合熱化學和光化學相輔相成的兩個過程，造成對生物組織的影響，注意產物的光動力活性，進一步光敏造成對生物體的次級影響。
2．3 光療應用 通過結構修飾改進，開發出新型藥物和光敏化劑。為使藥物易于達到生物體內的關鍵部位，在分子內引入極性基團，如一NH2、一COOH、一SO3H、一NO2等基團，改善竹紅菌素本身的油脂性和水溶性比例，提高竹紅菌素的吸光能力并使其吸收峰適當的位移。
2．4 藥型 通過脂質體的包被或與單克隆抗體結合，以及使用其他導彈藥物，使藥物直達生物體內的靶體，從而提高療效，消除不良反應。
3 竹紅菌素的光敏活性及其光療應用
自1975年我國云南省微生物所從云南西部山區采集到竹紅菌子座，提取分離到竹紅菌甲素，隨后又分離到乙素。1981年羅子華等[6]研究了用竹紅菌素軟膏加光治療外陰白色病變的組織變化。1982年梁睿媛等[7]用竹紅菌素光化療治肥厚性瘢痕。1985年王家壁等[8]用竹紅菌素對原發性皮膚淀粉樣變苔癬進行光化治療。
1985年程龍生等[9]研究了竹紅菌甲素對紅細胞的光損傷，觀察到紅細胞在有HA存在并受光照時，膜蛋白-SH基含量迅速下降；膜蛋白氨基酸組分半胱氨酸、組氨酸、色氨酸的含量迅速下降；膜蛋白發生光交聯；膜類脂多聚不飽和脂肪酸形成類脂過氧化物等化學變化。
1986年鄭建華等[10]探討了竹紅菌甲素對紅細胞膜光敏作用機理，說明HA對紅細胞膜的光氧化機理涉及單重態氧和超氧陰離子，但也有可能是通過電子轉移機理及其他的活化態氧在起作用。認為-SH基過氧化成-S-S-鍵可導致蛋白交聯，膜類脂質過氧化不參與膜蛋白的交聯；而蛋白質中的氨基酸殘基對膜蛋白起重要作用。
1987年郭繩武等[11]的結果證明甲素接觸到細胞并有一定暈的吸收后。主要集中在細胞膜和胞質中，膜的形態學上的改變是明顯的，細胞膜是HA光動力靶體。HA的光動力敏化作用與可見光的波長密切相關，在460 nm以下波長的可見光不能明顯激化HA的增敏效果。而在460～490 nm(恰好處于HA最大吸收475 nm的范圍)波長的光就能使HA顯示與全光照射同樣的光敏效果(只是肩區稍有區別)。表明光能是HA本身所吸收，而不是被其所敏化的細胞內的生物物質所吸收。
1988年曹恩華等[12]對HA光敏作用所致的HeLa細胞DNA單鏈斷裂進行了研究，發現細胞經γ射線和HA的光敏作用后，DNA產生單鏈斷裂，細胞本身具有修復能力。當最初的單鏈斷裂頻率相等時，γ射線處理的細胞。其DNA單鏈斷鏈重接能力高于光敏作用的細胞。細胞修復能力的差別表明了二種作用產生的單鏈斷鏈的化學性質有重要差別。
1989年孫繼山等[13]研究HA對紅細胞膜上酶光敏失活作用。結果表明HA對Ca2+-Mg2+ATPase作用最強，HA還能引起膜蛋白巰基氧化，膜脂質過氧化，其中巰基氧化可能是ATPase光敏失活的主要原因，而脂質過氧化對ATPase的活力損傷作用不大。
1990年傅乃武等[14]用竹紅菌素對小鼠紅細胞膜的光氧化作用進行研究。認為竹紅菌素在光激化下產生的氧自由基，對細胞膜產生光損傷，從而影響細胞的活動和功能，直至死亡，故細胞膜是HA光敏作用的一個靶部位。與此同時，杜健等[15]亦發現，由于細胞膜內含有豐富的不飽和脂肪酸，易受自由基的攻擊發生過氧化作用而產生苯二醛(MDA)。苯二醛可交聯蛋白質和磷脂的氨基生成Schiff氏堿，并伴有熒光的出現，使紅細胞膜脆性增加，導致細胞膜損傷，通透性增加，K+釋放增多，從而發生膠體滲透性溶血。1988年傅乃武等[16]用竹紅菌甲素對培養的人癌細胞和小鼠移植實體腫瘤有明顯的光動力治療作用。1989年傅乃武和褚衍信[17]研究HA對癌細胞的光殺傷作用，在竹紅菌甲素對肝癌細胞線粒體和微粒體的光動力效應中，發現線粒體和微粒體是HA的光動力作用的敏感靶體。
1990年伍振軍等[18]研究了竹紅菌甲素光敏反應機制，報道了HA的光敏反應中，原初反應產生了單重態氧（1O2）、超氧陰離子自由基(-O2)和H2O，在一些還原性底物(5-羥基色氨酸、色氨酸、蛋氨酸和賴氨酸等)的存在下，體系中形成的超氧陰離子大大增加，證明了體系中的單重態氧是通過三重態的竹紅菌甲素和基態氧進行能量傳遞形成的；超氧陰離子自由基是體系中的甲素和基態氧進行單電子轉移的結果，H2O是體系中的HA二價負離子還原基態氧的產物，在一些底物存在下，次級反應產生了羥基自由基(-OH)及一些有機自由基；HA光敏氧化一些生物基質的反應是1O2等活潑態氧和各種自由基反應綜合的結果。
1994年，王家珍等[19]的HA對體外培養細胞光敏作用的試驗，揭示了HA光敏化作用使細胞形態發生變化，細胞表面微絨毛喪失，細胞增殖受抑制，這些變化隨光照劑量的增加而加劇，其中對腫瘤細胞的抑制作用較正常二倍體細胞更大，細胞群體中G1期細胞數目下降，S期細胞增多；同時，HA的光敏化作用還使胞質微管變稀疏。實驗說明HA光敏作用對培養細胞的作用引起細胞膜、細胞骨架損傷，使細胞周期部分阻斷在S期，從而抑制了細胞的增殖。
1995年許娜飛等[20]也證明了HA主要分布于細胞膜及胞漿中，只有少量的HA進入細胞核中。細胞在24 h內對HA的排出較快，24 h的排出量達50％，24 h后對HA的排出速度變慢、HA在不光照的條件下亦對細胞有毒性損傷作用，而HA吸收光后的光敏反應則對細胞有更強的殺傷作用、HA的光敏作用靶部位是細胞膜，而它引發的膜脂過氧化所產生的自由基和非自由基產物，特別是脂自由基的壽命較長和很高的反應活性，并能跨膜作用于DNA，可誘導DNA損傷，最終導致細胞死亡，通過測定光敏反應細胞脂質過氧化程度及其產物與細胞DNA形成的熒光產物，表明脂質過氧化在細胞DNA的損傷突變過程中起重要作用。證實了HA光敏反應對體外培養細胞具有誘變致突作用，能引起細胞DNA突變，并且此突變具有遺傳穩定性。
1998年陳彬等[21]通過測定竹紅菌素的單重態氧的時間分辨磷光光譜，提出竹紅菌素的化學反應不僅來源于第一激發態氧分子，而且也來源于第二激發態氧分子。
陳彬認為：①竹紅菌素光敏化時的主要產物為單重態氧而不是自由基；②激發波長對竹紅菌素的單重態氧的產率幾乎沒有影響；③溶劑的可極化性對單重態氧量子產率沒有影響；④竹紅菌素是非常不良的單重態氧的淬滅劑；⑤經過化學修飾，竹紅菌素將有可能成為一種良好的激化態氧分子敏化劑。
1999年何玉英等[22]，合成了一系列竹紅菌乙素(HB)的衍生物，利用順磁共振(EPR)和吸收光譜法研究了竹紅菌乙素衍生物在缺氧條件下的光化學反應，發現在缺氧條件下，竹紅菌乙素衍生物都能發生光誘導的電子轉移反應，生成半醌負離子自由基，而它又是超氧陰離子自由基和羥基自由基的前體，在還原劑存在下，衍生物生成負離子自由基的能力大大增強。2000年時，何玉英等[23]發現在有氧情況下，竹紅菌乙素衍生物的化學結構影響超氧陰離子自由基和羥基自由基的產生效率和單重態氧的量子效率。
2002年馬嵐[24]利用胚胎干細胞作為細胞模型進行痂囊腔菌素生物活性的研究，發現痂囊腔菌素。竹紅菌素可通過特異地誘發腫瘤細胞凋亡而殺滅腫瘤細胞。表明竹紅菌素具有顯著的抗腫瘤生物活性，它們引起細胞凋亡的分子機制似乎是非活性氧所為。
4 竹紅菌素的其他功效
竹紅菌素除作為光動力藥物外，還有下述用途：①HA可光敏殺滅革蘭陽性細菌，對革蘭陰性細菌無效；②HA的pKa=9．3，可作為弱酸的酸堿滴定指示劑和分析試劑；③竹紅菌素有作為光敏氧化劑而可應用于光活化農藥和光電轉換材料上；④竹紅菌素的熒光光譜明顯受環境影響且有一定規律，因而可用于研究生物大分子環境和診斷癌組織的熒光探針。
5 結論與展望
竹紅菌素是一種新型的光療光敏劑，包括竹紅菌甲素(HA)和竹紅菌乙素(HB)。竹紅菌素的光敏化作用可引起細胞膜蛋白交聯、膜脂過氧化、膜流動性改變，誘導細胞內的生物大分子(DNA、蛋白質、脂類等)損傷和引起酶的失活，并導致細胞骨架的損傷，使細胞周期部分阻斷于S期，因而對細胞具有明顯的殺傷作用。它和現在使用的血卟啉衍生物相比具有原料易得、易純化、不易聚集、三重態氧量產率高、體內代謝快、對正常組織損傷小等優勢。臨床上已用來治療皮膚病。近年來發現竹紅菌素及其一些衍生物具有光敏殺傷腫瘤細胞和抑制艾滋病病毒HIV-l的作用，并且可作為新型的光活化農藥和潛在的光電轉換材料，但是，竹紅菌素都是脂溶性物質，在光療窗口(600～900 nm)的吸收能力不夠強，影響了其臨床上的應用。為改善竹紅菌素本身油脂性和水溶性比例，提高竹紅菌素吸光能力并使其吸收峰適當的位移，探索其臨床應用的能力。目前通過對竹紅菌素進行化學修飾，合成了許多HA和HB的衍生物，對它們的光化學光動力的研究正在進行中。相信在不久的將來就能廣泛應用于抗腫瘤、殺滅病毒的光動力療法(PDT)臨床治療，以及應用于新型生物農藥和光電轉換材料之中。
參考文獻
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篇2
關鍵詞概念圖；細胞的基本結構；總結歸納
【中圖分類號】G633.91
在《普通高中生物課程標準》中提到必修模塊選擇的是生物科學的核心內容，在教師的教與學生的學習中對核心概念及概念間的相互聯系，不應是靜態的背誦和記憶，而應在動態的、自主、探究、合作的學習過程中建立和形成。
高中生物必修1《分子與細胞》第三章“細胞的基本結構”是該模塊的核心概念，怎樣幫助高一的學生理解掌握好這部分核心內容，是教師教學策略必須考慮的問題，基于第二輪使用新課標教材，從教材的整體設計來看，在必修1中多數章節的練習中都有概念圖出現，這就提示師生，概念圖是學習生物學知識、提升能力的一種學習形式。本人以“細胞的基本結構”為例，談幾點引導學生用概念圖歸納理解“細胞的基本結構”的做法。
一、概念圖及其繪制要領
美國教育心理學教授奧蘇伯爾提出的意義學習理論認為概念是有結構層次的，居于結構上層的為“上位概念”，指學習者對事物的整體認識；居于結構下層的為“下位概念”，指學習者對事物細節特征的認識。學生學習新的概念時，關鍵是掌握概念之間的相互關系，對習得的事實性知識和概念性知識進行重新排列、組織并轉換，所學的知識才有清晰的層次和邏輯性。
20世紀70年代美國康奈爾大學教授諾瓦克等人開發出概念圖，是一種用來組織和表征知識的工具。是一 種 關 于概念知識、思維過程或思維結果、系統結構、計劃流程等的圖形化表征方式，能有效呈現思考過程及知識的關聯，引導學生進行意義建構的教學策略。
概念圖包含4個基本要素：概念、命題、交叉連接和結構層次。概念是感知到的事物的規則屬性，通常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，在概念圖中，命題是兩個概念之間通過某個連接詞而形成的意義關系。 交叉連接表示不同知識領域概念之間的相互關系。層級結構有兩個含義： 一是指同一知識領域內的結構，即同一知識領域中的概念依據其概括性水平不同分層排布，概括性最強、最一般的概念處于圖的最上層，從屬的放在其下，具體的事例位于圖的最下層。 二是不同知識領域間的結構，即不同知識領域的概念圖之間可以進行超鏈接。某一領城的知識還可以考慮通過超級鏈接提供相關的文獻資料和背景知識。
繪制概念圖時需要確定概念并對概念的層次關系進行排序，再將概念之間的相互關系進行連線后寫上連接詞。這是程序性的知識，需要給學生范例（如圖1），讓學生加以揣摩、領悟和模仿。
學生活動：參照圖例，以生命活動離不開細胞為核心概念，嘗試制作概念圖。
要求：列出有關概念、連線將它們之間的關系表示出、標上必要的文字。
對學生作品和前面的范例作評講，可以使概念圖的制作規范和要求進一步得以內化。
二、教學內容分析與目標確定
“細胞的基本結構”是必修1第3章的內容，也是本模塊的核心內容，教學所用課時多，而周課時少，學習的時間長，教材依據亞顯微結構分為三部分，從系統學的角度闡述，將細胞作為一個系統，細胞膜――系統的邊界、細胞器――系統內的分工合作、細胞核――系統的控制中心。各部分知識的前后銜接，總結歸納顯得十分重要，具體教學目標為：
1.知識目標：簡述細胞膜的成分和功能；舉例說出幾種細胞器的結構和功能；簡述生物膜系統的結構和功能；闡明細胞核的結構和功能。
2.能力目標：制作臨時裝片用顯微鏡觀察葉綠體和線粒體；嘗試制作真核細胞的三維結構模型；進行實驗數據的解釋。
3.情感目標：體驗制備細胞膜的方法；認同細胞是基本的生命系統。
三、教學過程分析及實踐體會
1.細胞是最基本的生命系統，作為系統的邊界細胞膜對生命系統的意義是什么？要感知其作用首先要知道它的存在的事實、制作細胞膜的材料及方法、探究化學成分的手段有哪些？教學時采用問題探討，利用前邊顯微鏡觀察到的動物細胞的物象資料，認同細胞是有邊界的――細胞膜存在的事實。
如何獲得純凈的細胞膜？應該選取什么樣的材料制備細胞膜？依據是什么？學生通過比較提供的幾種材料特點，選取哺乳動物成熟的紅細胞作為制備細胞膜的材料。用什么方法制備？用提供的三種液體（清水、生理鹽水、高濃度食鹽溶液），將哺乳動物成熟的紅細胞分別放入這三種溶液中，將會發生什么變化？為什么？因此，制備細胞膜要選用哪種溶液？用什么方法將細胞膜分離出呢？原理是什么？
得到了純凈的細胞膜，怎樣知道它的化學成分？
提供資料：（1）科學家用蛋白酶處理細胞膜，細胞膜被破壞。說明什么？
（2）用磷脂酶處理細胞膜，細胞膜被破壞。說明什么？這些實驗事實可得出什么結論？
細胞膜作為系統的邊界，在生命活動中有哪些作用呢？利用視頻圖像“控制物質進出細胞”、“進行細胞間的信息交流”等，將細胞膜的功能形象直觀的介紹給學生，加深對細胞膜功能的理解。
課堂小結時采用什么樣的形式將這節課的主要內容歸納出，既能讓學生參與又能理解掌握，首選用概念圖的形式。提出制作概念圖的步驟：（1）將本節課的有關概念列出并確定它們之間的關系；（2）用連線連接起來；（3）兩個概念之間的關系用準確詞語表示出。（4）同桌相互檢查，是否有不當之處，并進行糾正。
展示學生制作的概念圖、投影教師備課用的概念圖，進行評講。
2.細胞器――細胞內部的分工合作，細胞的生命活動由哪些具體的結構執行？這些結構各有何特點？用投影展示細胞器的結構，用模型分析各細胞器的結構，滲透結構與功能相適應的觀點，重點分析了線粒體、葉綠體的結構及功能，并引導學生比較這兩個細胞器的結構和功能的異同，通過實驗顯微鏡觀察葉綠體和線粒體掌握這兩個細胞器。
細胞器之間的協調配合是怎樣進行的？通過資料分析“分泌蛋白的合成和運輸”引導學生思考討論：（1）要追蹤細胞內蛋白質的合成過程，可用什么方法？（2）分泌蛋白的合成部位是？初步加工部位是？進一步加工部位是？分泌到細胞外要通過的結構是？（3）合成、加工、分泌需要的能量由哪個細胞器提供？
小結：將分泌蛋白的合成、運輸、分泌過程用概念圖的形式表示出。
歸納：將所學的細胞器按照單層膜、雙層膜、無膜結構歸納出并用概念圖的形式表示出來。
選出兩位學生繪制的概念圖展示、與教師提供的概念圖對比，補充、糾正不當的地方。
3.細胞核――系統的控制中心，根據已有的生物學知識回答：沒有細胞核的細胞，能合成蛋白質嗎？能生長、能分裂嗎？有哪些事實可以說明細胞核的功能？
借助資料分析，引導學生獲取信息、推理，得出細胞核的功能――細胞核控制著細胞的代謝和遺傳。
觀察并閱讀教材P53圖3―10思考下列問題：
（1）細胞核的亞顯微結構包括哪些部分？各部分的作用是？
（2）控制代謝和遺傳中起重要作用的結構是？
（3）同種生物體內所有細胞的DNA相同嗎？不同生物體的DNA相同嗎？為什么？
歸納：將細胞核的亞顯微結構用概念圖表示出來。
展示學生繪制的概念圖并評講。
本章小結：借助上述三節繪制的概念圖，讓學生回顧所學知識，結合教材的本章小結的文字，引導學生將“真核細胞的基本結構”用概念圖表示出，以幫助學生深化知識，實現細胞的基本結構之間相關知識的聯系與綜合。
師生共同總結歸納，教師板書：“真核細胞的基本結構”概念圖。
從這章的教學內容和要求出發，本人認為，掌握細胞的基本結構，各部分的及時總結歸納，以及章末總結，采用概念圖策略，能促進學生學習使用概念圖，由于概念圖能清晰地呈現概念的整合過程和概念之間的相互關系，所以它既可以作為學習者學習的工具、交流的工具，又可作為教師教學的工具，在適合使用的地方大膽采用，可以培養學生的思維、歸納、整合知識的能力。
主要參考文獻
1中華人們共和國教育部.普通高中生物課程標準.北京：人民教育出版社，2003.
篇3
【摘要】 目的 通過原子力顯微鏡（AFM）觀察星形細胞瘤(II/WHO) 細胞、間變性星形細胞瘤（III/WHO)細胞的細胞膜表面超微結構的變化和差異，為臨床的星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤鑒別診斷提供幫助和向導。方法 選取星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤各30例，每例隨機選取10個細胞作為研究對象，應用AFM并對每例的10個細胞進行掃描，對每個細胞膜表面1 μm區域的平均粗糙度、峰值、表面積差值進行測量，對比觀察兩組細胞膜表面的納米結構變化、找出腫瘤細胞特異性的形態學特征。結果 通過觀察發現星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤的細胞膜表面存在著顯著的差異，星形細胞瘤細胞膜表面的平均粗糙度、峰值、表面積差值均明顯低于間變性星形細胞瘤(P
【關鍵詞】 原子力顯微鏡 星形細胞瘤 間變性星形細胞瘤 膜蛋白
原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）[1]是具有原子級分辨率的新一代顯微鏡，可以在常規生理環境中清晰呈現出細胞膜表面的超微結構并進行數據分析。AFM的出現對膜蛋白結構的認識提供了更廣的空間，蛋白質分子在脂質上有規律地排列或者能在膜上形成二維晶體，均適合于應用AFM研究[2，3]，使人們對生命的認識開始深入到了納米級水平上的超微觀領域。
現代醫學研究表明[4-6]：腫瘤細胞膜表面受體蛋白與細胞外部生長因子（或其它刺激因素）結合后的跨膜信號轉導在腫瘤的發生中起著重要作用。細胞外部信號無論是作用于細胞核內還是核外，它們的傳遞都必須經由細胞膜，并與細胞膜表面的特異性受體（蛋白）結合，然后傳遞至細胞內而發揮作用。一旦細胞表面受體蛋白的結構與功能出現異常，則其持續的激活狀態將導致細胞增殖失控，從而促進腫瘤的發生。腫瘤細胞的生長過程必然伴有細胞膜表面蛋白（數量和形態）的改變。采用AFM對星形細胞瘤細胞和間變性星形細胞瘤細胞進行觀察，研究二者細胞膜表面超微結構的差異，為其臨床的鑒別診斷提供依據。
1 材料與方法
1.1 材料和設備
標本全部經HE染色確定為星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤的新鮮組織細胞，來源于武警總醫院。各30例；2％甲醛溶液、蘇木素—伊紅染液、巴氏染液、酒精、二甲苯。主要設備：原子力顯微鏡 (型號為Nanoscope Ⅲa(Digital Instruments Inc.，Santa Barbara，CA)，采用NSC—11型針尖；Olympus BX50光學顯微鏡；顯微圖像分析系統；超凈工作臺；離心機、漩渦混合器。
1.2 方法
1.2.1 分別用刮板在收集到的星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤組織上進行取樣，并將采集了瘤細胞的刮板放入裝有2％甲醛溶液的試管中，在試管上做好標記，搖蕩刮板使細胞標本洗脫在溶液中，去除刮板后固定20 min，用200目鋼網過濾，去除組織殘塊和細胞團，放入離心機，1 500 r／min離心15 min，緩緩傾去上清液，再用2％甲醛溶液洗滌、離心、棄上清液反復3次，加少許2％甲醛溶液將沉淀的細胞用漩渦混勻器混勻，將細胞懸液涂于潔凈的載玻片上，置于潔凈空間晾干備用。
1.2.2 AFM觀測 將樣本晾干后置于AFM載物臺上，利用Nikon倒置顯微鏡觀察細胞的分散情況，選擇細胞分散較好的區域進行掃描。最大掃描范圍100 μm，用200 μm長的Si3N4微懸臂，采用輕敲模式（Tapping mode），圖像采集為恒力模式（Height mode）。調整激光與針尖重合，并將探測器的激光光斑置于中心圓點。在操作軟件下進行自動調頻，然后下降探針，直至針尖接觸到樣本，開始掃描。此時計算機顯示該細胞相應的圖像，此圖像可以進行測量和保存。每例樣本掃描10個細胞，掃描范圍為500 nm～100 μm，掃描頻率為0.5～2 Hz。選細胞膜表面顏色最亮、突起最大最密集的區域測量，所選細胞測量范圍均為1 μm，每一組各測量300個區域。并利用AFM圖象分析軟件對每個1 μm區域的平均粗糙度、峰值、表面積差值進行分析。并獲取3種參數的具體測量值，采用SPSS13.0軟件對這而種細胞的3種參數值進行方差分析，比較細胞間是否有差別。
2 結
果
2.1 細胞形態觀察結果
星形細胞瘤細胞表面呈現層狀排列的皺褶結構，胞體間見大量粗細不一的胞突，有時難以分辨它們的所屬細胞。間變性星形細胞瘤細胞密度大，胞膜表達不光滑皺褶結構更為明顯，瘤細胞胞突少，長短不一，但主要為較短小突起。
2.2 細胞膜AFM下納米水平表現
利用AFM的圖像分析軟件系統對星形細胞瘤細胞、間變性星形細胞瘤細胞細胞膜表面重要指標即平均粗糙度（mean roughness）、峰值（peak count）和表面積差值（surface area difference）進行測量與分析（如表1）。與星形細胞瘤細胞比較，間變性星形細胞瘤細胞的平均粗糙度升高，峰值增加，表面積差值變大，具有顯著性差異(P
表1 細胞膜表面結構變化組別n平均粗糙度峰值表面積差值星形細胞瘤30033.6371030.163間變性星形細胞瘤30039.4391840.362
3 討
論
目前，國內外文獻報道中，對于星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤的鑒別診斷方面的研究，主要集中在影像學和分子生物學技術。如CT和MRI可利用灌注成像來對腫瘤的性質進行估計 [7，8]。再如，應用分子生物學技術檢測星形膠質細胞瘤細胞中端粒酶、PCNA、Ki-67、ckit、MGMT等相關分子 [9-13]的表達。但是都無法從細胞的納米級別的形態學上觀察細胞的形貌差異。
原子力顯微鏡是近十幾年來發展起來的超微表面分析成像技術。它可以對經典透射電鏡和掃描電鏡技術無法觀測到的非導電材料表面納米尺度結構進行原子水平成像和調控[14，15]。其橫向分辨率達到0.1～0.2 nm，縱向分辨率達到0.01 nm，近年來逐漸被應用于生物醫學領域研究。它可以在接近生理狀態下在納米尺度對組織、細胞、微生物、DNA、蛋白質[16，17]等各種生物樣品進行成像和操縱。因此AFM不僅在基礎醫學研究領域越來越受到人們的關注!并且已逐步向臨床應用過渡。利用原子力顯微鏡通過對細胞進行掃描，從細胞形態學方面進行腫瘤細胞良惡性的鑒別診斷，此方法更加簡便快捷，診斷準確率進一步提高，對腫瘤細胞的進一步研究也有著重要意義。
在本實驗中應用AFM對星形細胞瘤細胞、間變性星形細胞瘤細胞的細胞形態進行觀測，發現無論分化程度如何，瘤細胞表面均有不同程度的皺褶，大小不等、粗細不一的胞突，且分化越好，突起越多，細而長。利用AFM圖像分析軟件測量細胞膜表面微細結構，星形細胞瘤細胞膜表面的平均粗糙度、峰值、表面積差值3種數據都明顯低于間變性星形細胞瘤。3種數據反映了細胞膜表面蛋白的分布情況，數值越大代表膜表面的蛋白越多。這與其功能是相對應的，從星形細胞瘤細胞到間變性星形細胞瘤細胞，細胞的活躍程度是逐漸升高的，因此可以判定細胞的活躍程度的增加即可表現在細胞膜表面蛋白的變化上，蛋白的數量隨之增多。該實驗可清晰的觀察到細胞膜表面蛋白的變化情況，證明了細胞膜表面蛋白的數量又代表著其功能狀態的活躍程度。因此，本實驗從形態學出發，借助AFM能夠清晰呈現細胞膜表面納米級結構的絕對優勢，以星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤的細胞為研究對象，觀察并分析細胞膜表面特異性的形態學變化和差異，為臨床的星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤的鑒別診斷提供向導。
本研究表明AFM可以在納米尺度對細胞膜表面蛋白進行直觀的三維成像，并通過AFM圖像分析軟件系統對細胞膜表面重要指標進行測量和分析，近年來隨著原子力顯微鏡新的操作模式的相繼出現[18]，使得AFM測得的情況更接近真實情況，將會為臨床診斷提供更多的幫助。（此文圖1-2見第96頁）
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篇4
【關鍵詞】高中教學；生物學科；概念圖
概念圖主要為學生梳理一些生物概念，幫助學生理解生物知識，這種教學方法有利于幫助學生準確掌握生物概念，理解相關的生物學知識，促進學生的記憶。高中生物考核主要是考察的是學生們對生物學的原理、規律和特征的掌握，因而使用概念圖的方式可以提高學生的分析能力，有助于促進其生物知識的積累和理解。本文先分析了概念圖相關內容，然后介紹了概念圖的制作步驟，最后重點講述概念圖的應用。
一、概念圖簡述
概念圖是把概念之間的意義聯系以科學命題的形式有機的聯系起來的以展示概念間層級關系的空間網絡結構[1]。值得注意的是，概念圖中展示的是各個生物知識點的概念名稱，而非一個生物系統的完成過程，必須要將概念圖與流程圖。模式圖區分開。
二、概念圖制作步驟
概念圖的繪制比較簡單，主要是區分清楚概念和流程，找準生物知識點的概念層級。
首先，要選中自己需要制作的主體概念，并羅列出與之相關的組成概念；
其次，確定組成概念的層級，將這些概念按照一層、二層、三層等劃分好；
然后，制作框架，概念圖框架可以選擇的樣式有很多，通常的幾種有橢圓、長方形、連接線、連接詞。框架確立之后，按照層次級別將概念填入；
之后，需要在每一次蛹斗擲嘀間標注連接詞，連接詞一般都是精煉的概括性詞語；
最后，需要按照之前的分類情況進行檢查，看看是否有歸類錯誤層次的概念。
三、概念圖于高中生物教學中的應用
（一）教師利用概念圖進行課程設計
生物教師借助概念圖設計課程能夠起到簡單有效的整理效果，概念圖為教師提供了清晰的設計方向，可以以簡單的結構圖或者是框架圖概括出生物知識，可以節省教師課程設計時間。概念圖的設計可以承前啟后，如果新學習的生物知識與上節課的生物知識屬于同一種模塊，生物教師還可以接著上節課的概念圖直接完成教學設計，這樣不但為教師減輕負擔，還能為學生理清學習思路，使前后生物知識連接起來[2]。
例如，教師在上節課課堂上為學生講解了生物膜系統概念，生物膜系統主要由細胞膜、核膜和細胞器膜組成，由于課堂時間限制，教師只講述了細胞膜和核膜兩個部分，所以下節課之前教師需要繼續進行細胞器膜部分課程的設計。此時教師可以將生物膜系統的概念圖復制出來，并且完善細胞器膜部分。細胞器膜主要分為了兩大類，在細胞器膜區域后面再分成兩個模塊，分別寫上單層膜和雙層膜，單層膜與雙層膜又分別由不同膜組成，教師可以再一次進行細致分類畫圖。這樣在課堂上，教師就可以按照概念圖展示的思路流暢的進行講解。
（二）教師利用概念圖進行課程講解
概念圖也可以作為教師課堂講解知識的重要工具。我們知道概念圖的特點就是直觀、簡要，能夠以最簡化的結構體現出生物知識點之間的聯系，因此教師利用概念圖可以將生物知識進行分解，為學生提供清晰的學習思路。這樣，在課堂上學生們的接受程度就會大大提升，教師與學生之間的互動溝通也會增加，教師通過概念圖向學生講解與提問，學生就概念圖展現出來的知識點向教師提出疑問和回答。教師與學生們在這種輕松的學習氛圍中會產生深厚的感情，有利于提高課堂教學效果，這對高中生物教學產生深遠的影響。例如，教師在講述《分子與細胞》第一章內容時，可以在黑板上繪制概念圖，向學生展示出細胞與分子之間的關系；還有在講授生物系統的信息傳遞章節中，教師可以逐層繪制概念圖，向學生們介紹生態系統的信息傳遞過程中，都包括哪些具體的信息系統。
（三）學生利用概念圖復習生物知識
學生在課后可以先回憶教師講解的內容，分析出生物知識中的重點，然后自行繪制概念圖鞏固生物知識，加強自身對生物知識的記憶。高中生物內容相比初中階段的知識點要更加復雜，一些生物學概念理解起來并不容易，使得高中生難以記憶和理解[3]。因此，學生們可以在課后自行繪制概念圖，利用概念圖進行復習，加深對生物知識的認知。例如在學習細胞模塊時，有關細胞的知識點涉及到細胞膜、細胞質和細胞核，這三個部分都有什么特質，或者三個部分的結構有哪些如果是單純記憶的話，經常會混亂，對此學生們可以制作概念圖。先利用一個大框架，將細胞膜、細胞質、細胞核填入其中，然后將這三個部分分成三個區域，每個區域中再圍繞主要研究的細胞部分進行設計規劃，將重要的知識點內容體現出來，相信在繪制概念圖的過程中就已經加強了學生們的記憶，有利于提升學生對生物學的興趣。
四、結論
總之，概念圖是高中生物教學之中的重要輔助教學工具，也是高中生自行鞏固和復習的重要方式。充分的運用概念圖，可以調動學生對生物知識的興趣，提高學生的理解能力和記憶力，有助于簡化高中生物教學內容，提高教學效果。概念圖的在高中生物課堂上起到了不可忽視的作用，相信借助概念圖能夠促進高中生物的課堂教學氛圍，提高學生的學習主動性，促進大家自主學習。
參考文獻：
[1]王瑩.試分析高中生物教學中概念圖的運用[J].生物技術世界，2016，03：250.
篇5
九年制義務教育生物教材的最大特點之一就是增加了大量的實驗，其目的在于加強生物學科的實驗教學，培養學生的觀察能力和實驗能力。
所謂實驗能力包括以下幾個方面：①操作能力：熟練使用顯微鏡、解剖器、安裝實驗裝置、自行設計各種實驗步驟、采集制作植物、動物標本；②獲得知識的能力：即在實驗過程中通過聆聽、觀察、閱讀、質疑、記錄分析實驗結果等途徑獲得知識的能力；③整理分析能力：通過表解、圖釋記錄實驗的結果，對實驗現象進行分析整理，找出實驗成敗原因，并能解釋實驗現象，寫出實驗報告；④解決問題的能力：學生應用與實驗有關的知識尋求解答問題的能力。那么我們應該如何培養學生的實驗能力呢？在生物實驗教學中，我首先根據學生不同的年齡特征和心理特征，采取以下不同的組織形式，循序漸進地培養學生的實驗能力。
1．模擬實驗：剛進中學的初一學生好奇心強、好動，他們做實驗時，注意力分散在實驗儀器及用品上，不注意聽講、看老師的示范，在實驗過程中不認真操作，觀察實驗現象不細致。此時，我一般采取模擬方式進行實驗。如《顯微鏡的作用》一課，先講解顯微鏡的結構和作用，操作顯微鏡時邊講要點、邊做示范，學生邊模仿操作。這樣模仿操作完顯微鏡后，再讓學生獨自操作一兩遍，經過幾次這樣的訓練后，學生就基本上學會使用顯微鏡了。模擬實驗教學方法的好處是有利于培養學生認真、細致、嚴謹的科學態度，規范學生的實驗操作。
2．分段實驗：在模擬實驗的基礎上，再以分段實驗的方式訓練學生。如在《用顯微鏡觀察植物的細胞》一課，把實驗分為制作并觀察洋蔥表皮細胞、制作并觀察蕃茄果肉細胞、觀察葉表皮永久裝片三個階段。每個階段實驗過程是老師先講實驗操作的要領、做示范，然后學生再獨立操作、觀察。學生操作觀察時老師巡回輔導，一個階段完成后再進行下一個階段。各個階段完成后，老師以問答的方式讓學生說出觀察到的實驗現象：洋蔥表皮細胞近似長方體，蕃茄果肉細胞近似球體，葉表皮細胞形態不規則，但它們都有細胞壁、細胞質、細胞核。老師再補充說明，植物細胞都有細胞膜，但由于它太薄，而且緊貼細胞壁，用光學顯微鏡是不易觀察到的，最后引導學生得出結論，植物都是由細胞構成的，不同的細胞形態不同，但它們都有相同的結構――細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核。分段實驗不僅給學生提供獨自操作的機會，培養學生獨立操作能力，而且在教師的引導下，使學生逐漸學會觀察實驗現象，收集實驗資料，歸納總結得出結論，從而主動獲得知識。
篇6
① 課本中有三個 “ 基礎 ” ，兩個 “ 基本 ” 極易混淆 , 如何區分它們呢？我把它們找出來，排在一起，加以比較，把重點字加不同標注。其含義就一清二楚了！例如： P1 倒 5 行：新陳代謝是生物體進行一切生命活動的基礎 P 9 T 6 行，構成細胞的化合物是細胞結構和生命活動的物質基礎 P 41 T 3 行，細胞分裂是生物體生長發育繁殖的基礎 P 44 T 2 行，新陳代謝是生命的最基本特征，是生物與非生物的最根本區別 P 65 倒 T 3 行，光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝 ② 有氧呼吸、無氧呼吸和體外燃燒。有氧呼吸和無氧呼吸的目的一樣都是分解體內的有機物，釋放能量供給生物體生命活動的需要，糖類和脂肪在體外燃燒與在體內徹底氧化分解的產物相同，故它們釋放的能量也相同。而蛋白質在體內徹底氧化分解的產物與體外燃燒的產物不同故其釋放能量內外有別。
2、 用古詩詞激發興趣
物質出入細胞膜有三種方式，它們是： ① 自由擴散：可形象地表述為： “ 飛流直下三千尺 ”“ 飛流 ” 表明需要能量， “ 直下 ” 表明從高濃度到低濃度，且不需要載體。 ② 協助擴散：可形象地表述為： “ 輕舟已過萬重山 ” 。 “ 輕舟 ” 表示需要載體不需要能量， “ 已過萬重山 ” 表明從高濃度到低濃度。 ③ 主動運輸：可形象的表述為： “ 逆水行舟用力撐 ” 。 “ 逆水 ” 表示從低濃度到高濃度， “ 行舟 ” 表示需要載體， “ 用力撐 ” 表示需要能量。
3 、多用實物，多動手作實驗
有識之士都以為：有標本就不用掛圖，有實物就不用標本。實物給學生的新鮮感遠遠超過掛圖，讓學生多動手，多作實驗其意義遠比讓學生弄清實驗原理本身要好得多。親自動手實驗能大大地激發學生的興趣，學生能通過實驗操作發現新問題。若老師認為原理很簡單，沒有必要做實驗，則錯過了教育學生的極好機會。長期下去，學生自然就失去了學習的興趣。
4、 用科幻法展開聯想的翅膀
光合作用是個難講的課題，如何設計興奮點呢？光反應的兩個反應式就是很好的材料。 ① H 2 O 葉綠光體 2H +1 /2O 2 由于 H2 可以作為火箭里的高級燃料，是一種無污染的能源物質。如果我們能夠得到廉價的 H2 該多好??！我們模擬出葉綠體的生理條件，把水放到太陽下曬曬，就產生了 H 2 和 O 2 。那么，全世界的家庭再也不必為煤氣用完而發愁，世界能源危機頓時煙消云散！因為水可以循環利用，取之不盡，陽光每天都有，用之不竭！這可是一項前途遠大的仿生工程，有待于同學們去研究！ ② ADP+Pi 葉綠光體 ATP 該反應式若能科學利用意義更大，因為人生命活動要消耗大量的能量，我們 99% 以上的食物被消化吸收后都被氧化分解成水和 CO 2 ，同時提供能量，用來構成我們身體的物質不到我們食物的 1% ！如果我們能制造出模擬綠葉的綠色衣服穿在我們身上，通過特殊的導管把綠葉光合作用制造的 ATP 運到我們的體內，那么，我們一個月只需要吃幾頓飯就足以維持我們身體生長的需要，生命活動所需要的能量就讓綠色衣服來盡情制造吧！非洲難民再也不必為糧食太少而發愁，人類從此再也沒有糧食危機了！
5、用比喻突破難點
細胞膜的結構象花生糕：花生米象蛋白質分子，爆米花象磷脂分子，花生米以不同的深度覆蓋、鑲嵌或貫穿于其中。談到花生糕，學生們都笑了，因為它們的外形確實有點相象！我同時強調：細胞膜與真實的花生糕又有不同：（ 1 ）它的 “ 爆米花 ”---- 磷脂分子只有兩層，（ 2 ）它的磷脂分子和蛋白質分子都可以運動，整個細胞膜具有流動性（比喻中的不恰當部分必需及時修正，以防誤導）。
6、 理論聯系實際
植物體缺 N 、 P 、 K 等元素時，會有什么癥狀呢？我引導學生看課本彩圖五，比較其細微差別。它們都是可以再度利用的元素，缺乏時為什么癥狀又有不同？我分析如下：植物對 N 需要量大， N 與葉綠素形成、蛋白質形成關系密切，故缺 N 時植株矮小葉色發黃，癥狀明顯； K 主要以 K + 形式存在，極易運動，缺 K 時老葉黃得快；缺 P 對莖桿影響較大，對葉色影響較小。
講無氧呼吸時，我從長跑、做泡菜、釀酒等方面發揮： ① 長跑比賽時我們常常感到上氣不接下氣，長跑后我們總感到腰酸背痛，為什么呢？因為長跑時氧氣供應不足，我們的體細胞會進行少量無氧呼吸產生乳酸，組織里乳酸積累過多會使人腰酸背疼。 ② 食物腐敗通常是由于腐敗細菌在食物中進行有氧呼吸使食物腐敗變質的，做泡菜就是利用水來隔絕氧氣抑制腐敗細菌活動。而在無氧條件下，乳酸菌可進行乳酸發酵產生乳酸。適當的酸味正是我們所喜歡的，這就是泡菜比新鮮蔬菜保存時間長不易腐敗、味美可口的原因。 ③ 釀酒時為什么要密封？為什么釀酒離不開好酒曲？酒曲在有氧條件下能進行有氧呼吸產生 H2 O 和 CO2 ，在無氧條件下會進行無氧呼吸產生酒精和 CO2 ，釀酒時若密封不嚴，酒曲就會進行有氧呼吸降低酒精產量；如果酒曲不純，混有乳酸菌，則釀酒的同時產生乳酸，降低酒精質量。
7、用兒歌法助記
《中學生物教學》中有兩個很好的例子：例 1 植物體內缺乏不能再度利用的 S 、 Mn 、 Ca 、 Fe 、 B 等元素時，植物的幼葉先死亡―― 劉 (S) 猛 (Mn) 蓋 (Ca) 鐵 (Fe) 棚 (B) 經商，不慎跌跤 , 幼年 ( 葉 ) 受傷；植物體內缺乏可以再度利用的元素時 , 植物體老葉先死 ――林 (P) 妹妹 (Mg) 用鉀 (K) 彈 (N) 射中老爺 ( 葉 ) 受傷。（用《紅樓夢》人物改編）例 2 ，有絲分裂各期特征： ① 間期特征 :DNA 復制、蛋白質合成 ---D 復蛋合在間期； ② 前期特征 : 核仁、核膜消失 , 紡錘體、染色體出現 --- 仁膜消失兩體現； ③ 中期特征 : 染色體的著絲點排列在細胞中央構成赤道板 --- 赤道板上排整齊； ④ 后期特征 : 著絲點分裂 , 在紡錘絲的牽引下，染色體移向細胞兩極 --- 均分牽拉向兩極； ⑤ 末期特征：核仁、核膜重新出現，紡錘體消失―― 仁膜重現兩體失。
8、 多開展課外活動
篇7
【關鍵詞】 宮頸腫瘤；腫瘤轉移；唾液酸化路易斯X抗原；CD44v6; E鈣黏附素;免疫組織化學
［ABSTRACT］ Objective To investigate the expression and clinical significance of adhesion molecules sialyl LewisX (SLeX) antigen， CD44v6 and Ecadherin (ECad) proteins in invasive carcinoma of cervix (ICC). Methods Immunohistochemical method was used to examine the expressions of SLeX，CD44v6 and ECad in 60 cases of ICC and 20 cases of chronic cervicitis (CCV)， and their association with clinical pathological features were analyzed. Results In ICC， the positive expression rates of SLeX，CD44v6 and ECad proteins were 60.0%(36/60)， 66.7%(40/60) and 45.0%(27/60)， respectively; which were significantly higher than those in CCV (χ2=18.11，10.58;P
［KEY WORDS］ uterine cervical neoplasms; neoplasm metastasis; sialyl LewisX antigen; CD44v6; Ecadherin; immunohistochemistry
腫瘤的侵襲與轉移是一個復雜的生物學過程，受多種基因的調控，其中細胞黏附分子（CAM）異常表達在腫瘤形成、侵襲和轉移過程中起著關鍵作用。唾液酸化的路易斯X（SLeX）、CD44v6和E鈣黏附素（ECad） 均為CAM成員，其表達與許多腫瘤的侵襲和轉移密切相關[17]。本文應用免疫組化方法檢測宮頸鱗癌（ICC）和慢性宮頸炎（CCV）組織中SLeX、CD44v6和ECad蛋白表達情況，探討這3種CAM表達與ICC的發生發展、臨床分期、分化程度及轉移的關系?，F將結果報告如下。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 標本及其來源
取我院2004年1月—2008年12月間手術切除、并經病理診斷為ICC標本60例，病人年齡23～78歲，平均（57.67±8.32）歲。按細胞分化程度分為高分化癌25例，中、低分化癌35例。無淋巴結轉移者26例，有淋巴結轉移者34例。臨床病理分期采用國際婦產科聯盟（FIGO，2000）宮頸癌的分期法：Ⅰa期9例，Ⅰb期20例，Ⅱa期31例。取同期CCV 組織20例作為對照。所有標本均經40 g/L甲醛固定，石蠟包埋，連續切片，片厚4～5 μm。
1.1.2 試劑 鼠抗人SLeX（CD15s）、CD44v6 和ECad單克隆抗體和LSAB試劑盒均為丹麥Dako公司產品（均為即用型）。
1.2 方法
1.2.1 SLeX、CD44v6 和ECad蛋白檢測
采用免疫組織化學LSAB法，將切片常規脫蠟水化后，放入枸櫞酸緩沖液(10 mmol/L，pH 6.0)內，用微波儀170 W輻射5 min，冷卻后水洗。其他操作流程同常規LSAB法，不同之處為3步抗原孵肓和正常血清封閉使用微波儀130 W分別輻射5 min，保溫2 min即可。實驗用已知SLeX、CD44v6和ECad陽性食管癌組織作為陽性對照，用磷酸鹽緩沖液（PBS）代替一抗作為陰性對照。H2O2DAB顯色。
1.2.2 結果判斷
SLeX、CD44v6 和ECad陽性表達者細胞質和細胞膜顯示棕黃色染色顆粒，凡無棕黃色染色顆粒者為陰性。
1.2.3 統計學處理
采用χ2檢驗，以P
2 結果
2.1 SLeX、CD44v6 和ECad在宮頸良惡性病變組織中的表達
免疫組織化學染色顯示，SLeX和CD44v6陽性產物定位于細胞膜和細胞質，背景清晰；ECad陽性產物位于細胞質，背景清晰。20例CCV中，SLeX均為陰性表達；5例(25.0%)CD44v6陽性表達，陽性染色主要表達于基底層細胞膜上，表層細胞無表達；20例的ECad均呈不同程度陽性表達。ICC組織中，SLeX、CD44v6和ECad的陽性表達率分別為60.0%（36/60）、66.7%（40/60）和45.0%(27/60)。ICC組織中SLeX和CD44v6陽性表達率顯著高于CCV（χ2=18.11、10.58，P
2.2 SLeX、CD44v6和ECad表達與ICC臨床病理特征的關系
ICC組織SLeX和CD44v6高表達及ECad低表達與ICC的分化程度和淋巴結轉移有關（χ2=4.15～14.61，P0.05）。見表1。表1 SLeX、CD44v6和ECad與ICC臨床病理特征的關系臨床病理特征nSLeX陽性（略）
2.3 ICC組織SLeX、CD44v6和ECad表達之間的關系
在SLeX陽性表達的36例ICC中，CD44v6和ECad的陽性表達分別為29例(80.6%)和11例(37.6%)；而在 SLeX陰性表達的24例ICC中，CD44v6和ECad陽性表達分別為11例(45.8%)和16例(66.7%)，差異均有顯著意義(χ2=7.81、7.87，P
3 討論
SLeX抗原是表達在胚胎和腫瘤組織細胞膜表面的糖脂及糖蛋白聚糖上的一組唾液酸化糖綴合物，是糖蛋白的末梢寡糖，為CAM選擇素P和 E（CD62P和CD62E）所識別的配基[1]，屬CAM成員。SLeX可誘導血管內皮細胞黏附，介導腫瘤細胞與基質成分或內皮細胞相關受體結合，從而在腫瘤的侵襲和轉移過程中起著關鍵性作用[2]。研究證實，SLeX表達增強常出現在細胞的致癌和腫瘤的進展過程中，SLeX陽性表達的腫瘤侵襲性強，轉移及復發率高，病人存活率低[23]。CD44v6是最早被發現的含有變異型外顯子v6編碼序列的CD44分子，也是近年來研究較多的黏附分子，其在人體組織中分布極為廣泛，被認為是腫瘤轉移促進基因，可賦予腫瘤細胞以轉移能力。CD44v6的過量表達與多種人體惡性腫瘤的發生發展、侵襲轉移和不良預后密切相關，是判斷腫瘤生物學行為及預后因素的重要標志[36]。ECad是鈣黏附蛋白分子家族中跨膜蛋白亞型的一種，主要存在于人和動物的上皮細胞，對維護上皮細胞的形態和結構完整性起著重要作用。ECad主要介導同型細胞的黏附功能，當其表達下降或缺失時，同種細胞無法相互粘連，進一步使細胞易于分散而向外周浸潤，可導致腫瘤細胞侵襲性生長與轉移，這已在許多惡性腫瘤的研究中得到證實[3，69]。本研究結果顯示，在CCV組織中SLeX不表達，CD44v6僅表達于基底細胞和（或）內基底細胞，陽性表達率為25.0%；ECad均呈不同程度陽性表達。在ICC組織中SLeX和CD44v6陽性表達率均顯著高于CCV，ECad陽性表達率則顯著低于CCV。隨著ICC分化程度減低和淋巴結轉移，SLeX和CD44v6陽性表達率顯著增高，而ECad陽性表達率則顯著降低。表明SLeX和CD44v6表達的上調和ECad表達的下調與ICC的發生密切相關，并在ICC的細胞分化和轉移過程中起重要的作用。檢測三者基因蛋白表達，不僅是研究ICC發生發展的較可靠的重要標志物，而且對宮頸良惡性病變輔助診斷、判斷腫瘤惡性程度、生物學行為及病人預后也是一個較可靠的、具有較大價值的參考指標。
本研究結果還顯示，ICC組織中SLeX、CD44v6和ECad表達之間有關。提示SLeX、CD44v6和ECad表達在ICC的發生、細胞增殖、分化和轉移的病理過程中具有相互誘導的調節或負調節的協同作用。因此，深入探討它們之間的作用及機制，將對闡明或阻斷腫瘤侵襲轉移具有重要意義。
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一、構建“開放性”的教學環境
“開放性”的教學環境能夠營造民主、平等、和諧的學習氛圍，讓學生大膽地進行各種嘗試，自由地發表見解；“開放式”的生物課堂，不再“以教師為中心，以教材為權威”，它是把課堂教學活動置于一個開放的體系中進行設計的，突破了教材的文本限制，把學生的直接經驗和現實問題融入課堂中，打破了教師的單向傳承，有效地促進了學生的自主探究、合作學習，從而促進了學生的個性發展。
必修1《分子與細胞》模塊“細胞膜――系統的邊界”，這部分內容看上去很少，卻有一定的探究價值。細胞是生命系統最基本的層次，那它的邊界是什么？細胞膜是否真的存在？由于細胞很小，顯微鏡只能看到細胞之間有一個界限，這個邊界是怎樣的無法直接觀察。我在教學過程中通過設計適合教學內容的實驗讓學生去感受。即，選擇雞蛋作為探究的材料，讓學生先觀察蛋清和蛋黃之間的明顯界限，通過觀察初步感受到細胞膜的存在；然后引導學生在去掉蛋清的情況下，用筷子輕輕接觸蛋黃，可以看到蛋黃向內凹陷，有彈性，這時學生的探究欲望被調動起來，積極性很高；最后引導學生用力捅破蛋黃膜，學生發現蛋黃順著小洞流出來。通過以上實驗觀察，學生能真正感受到細胞膜的存在，甚至有獲取細胞膜的沖動。我因勢利導，讓學生嘗試獲取它，學生通過以上一步步的探究，既享受到了成功的喜悅，又拓展了思維空間，培養了學習能力，豐富了情感體驗。
二、靈活使用教材
新課程倡導教師“用教材教”，而不是“教教材”。教材是“范本”，是“例子”，是“載體”，是“材料”。教師要正確認識教材的開放性和彈性，大膽利用其中可供調整、開發、拓展的空間。既要以教材為本，又要敢于跳出教材，力求做到“胸中有書、目中有人、手中有法”。讓教材“運動”起來，讓書本上的知識“活”起來，使教材更好地服務于學生、服務于教學。
教學必修一“分子與細胞”時我最深的感受是新教材的開放性，知識內容既體現了生物學科的特點，又涵蓋融合了化學、物理等學科的內容，在教學過程中需要解決的迫在眉睫的是學科知識的斷層問題，學生感覺難以適從。我剛跨上講壇時，進行“生命活動的體現者――蛋白質”的教學中，對于“化學鍵”、“氨基”、“羧基”等概念，學生學得迷迷糊糊，對氨基酸、蛋白質的化學組成更是若聽天書，后經調查，才知道與這一部分有關的化學知識到高二才能學到，學生缺乏相應的化學基礎，不能理解這一內容，有的甚至對生物學產生畏懼乃至放棄的念頭。后來，再上這一內容時，就根據學生基礎對教材內容進行處理，如在介紹氨基酸時，先引導學生回憶初中化學學過的甲烷的結構式，他們很容易就回答出來了，接下來引導他們以碳原子為中心用不同的化學基團代替三個氫原子，最后得到氨基酸的結構通式。經課后反饋，百分之九十的學生都能理解并記住。這個事例說明，在處理教材內容時，以學生基礎為教學出發點，巧妙地將教學內容進行調整，與學生原有學科知識銜接起來，能滿足學生平穩過渡、平衡發展的學習需要。
三、注重體驗知識的獲得過程
在體驗中習得科學知識，用自己的親身經歷和心靈去感悟，這樣可以為學生提供一個能動腦思考、交流合作、自主探究的空間，激發學生的求知欲，將獲得的結論真正內化為自己的知識。
例如，在“探究溫度對酶活性的影響”的實驗中，我讓學生結合生活實際提出問題：洗衣服時到底用什么溫度的水最合適？再讓學生以小組為單位，自行設計實驗方案。教學活動不只停留在探究活動的形式和外殼，而是從探究活動的特性――學生的自主構建出發進行設計。結果課堂上學生的探究興趣和熱情都很高，思維活躍，提出了多種不同的方案，也出現了不同的實驗現象和效果。在進行必修2《遺傳與變異》模塊“減數分裂”的教學時，如果直接把減數分裂過程中染色體行為變化的特點呈現給學生，學生往往很難理解染色體變化的本質特征。我嘗試運用模型建構的方法完成這部分教學，先引導學生用橡皮泥構建染色體、姐妹染色單體的模型，讓學生明確染色體、姐妹染色單體的概念關系，再讓學生小組成員合作，用橡皮泥構建“減數分裂過程中不同時期的染色體變化模型”。學生根據自己的理解，構建了不同的模型，然后各小組在全班展示模型，師生共同展開交流和討論，對各組構建的模型進行分析，再讓學生對自己的模型進行修改。在這個模型的建構過程中，學生把減數分裂過程中復雜的染色體行為變化加以抽象、概括，主動構建知識，親歷知識的獲得過程，課堂充滿了活力。
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【關鍵詞】 Caveolin-1； 腫瘤； 信號通路
Caveolin-1是細胞膜上重要的結構功能蛋白，其結構殊的腳手架區（CSD）能特異性地與多種信號分子結合，抑制這些信號分子的活性，形成多條信號通路的樞紐中心，對細胞的增殖、遷移和分化具有重要的影響[1]。研究顯示，在多種不同腫瘤細胞中Caveolin-1的表達發生了明顯的變化，對腫瘤的發生和轉移等生理、病理過程可能發揮重要作用，為腫瘤的治療提供新的靶點。
1 小窩蛋白-1（Caveolin-1）的結構和生物學功能
Caveolin-1是細胞膜向內凹陷呈瓶頸狀的直徑約50～100 nm的囊泡結構（caveolae）上的主要結構蛋白和標志蛋白。根據其免疫性特征可分為Caveolin-1、Caveolin-2、Caveolae-3。Cacveolin-1廣泛存在于多種細胞中，對細胞的生物學功能發揮重要的作用。它主要由位于兩邊的N端、C端和中間高度保守的疏水區構成，在N端存在含有與多種信號分子活化中心相似的氨基酸序列的腳手架區，通過該序列它能與多種信號分子（G蛋白亞單位、HA2Ras、Src酪氨酸激酶家族成員（Src、Fyn等）、EGF受體、胰島素受體、PKC、eNOS等）相連接，引起這些信號分子的變構或共價修飾從而調控這些信號分子的活性狀態，對大多數信號分子主要發揮負性調節作用[2-3]。其C末端區域有兩個磷酸化位點Ser80、Tyr14。Src、Frn、Ab1絡氨酸激酶能使Tyr14位點磷酸化，影響細胞內信號轉導、細胞內吞、遷移和黏附。而位點Ser80的磷酸化與Caveolin-1的分泌有關。Caveolin-1的功能有：（1）細胞內吞作用，caveolae作為胞膜上的凹陷結構，能夠選擇性的吞噬細胞外的大分子物質，并將其運輸到細胞內特定區域[4]。Frank等通過破壞Caveolin-1，發現細胞對特定蛋白的內吞作用減弱證明Caveolin-1在介導細胞的內吞作用中發揮重要作用。它能內吞細胞膜的主要成分膽固醇的載體-血清蛋白，穩定細胞膜，維持細胞的正常通透性。（2）發揮信號通路的樞紐作用。Caveolin-1通過腳手架區能與多種信號蛋白相互結合，調節細胞信號轉導過程，在脂質、胞膜交通、信號傳導中發揮重要的樞紐作用[5]。
2 Caveolin-1與腫瘤的關系
Caveolin-1與腫瘤的發生、發展、浸潤、轉移等可能存在密切的關系。在大多數腫瘤的研究中，包括乳腺癌、宮頸癌、結腸癌、胰腺癌、肺癌等都發現Caveolin-1的表達量是降低的，而相反在食道癌、前列腺癌和大部分泌尿系腫瘤如膀胱癌、骨肉瘤中，Caveolin-1的表達卻是增高的，并隨著腫瘤的分化程度的下降和侵蝕能力的增強表達升高[6-10]。Caveolin-1在腫瘤中究竟發揮抑癌或是促癌的作用，與腫瘤細胞的來源和類型相關。
2.1 Caveolin-1作為抑癌基因所介導的信號通路 Caveolin-1位于各種信號分子的匯聚之處，通過與它們的活化中心直接結合，參與細胞增殖、分化、遷移以及血管生成等多種型號通路的調控，以前多個研究發現Caveolin-1基因定位于7d31.1，而在肺癌、胰腺癌、結腸癌、宮頸癌等多種腫瘤中發現該位點常出現缺失、斷裂或突變，其蛋白和MRNA的表達量均下降，提示它在肺癌中是抑癌基因[11]。Caveolin-1表達的缺失，與其啟動子甲基化密切相關，在腫瘤中發現93%的cav-1啟動子被甲基化，致其表達量降低，影響Caveolin-1作為抑癌基因調控的信號通路。
2.1.1 G蛋白介導的信號轉導通路 G蛋白、GPCR（緩激肽、內皮素、乙酰膽堿、β2腎上腺素能受體）、G蛋白的下游分子（緩激肽、內皮素、乙酰膽堿、β2腎上腺素能受體）集中于caveolae上，細胞外信號分子作用于G蛋白偶聯受體上激活PKC，引起細胞質內信號級聯反應和細胞核基因表達調控細胞分泌、增殖和分化。Caveolin-1與失活的Gsα亞單位（GDP-caveolin-1，聯結形式）結合成復合物，抑制G蛋白α亞單位與GTP結合，影響G蛋白的GDP/GTP轉換而抑制GTP酶活性，隨即抑制G蛋白介導的信號通路轉導的傳導。其中，在腫瘤研究中小分子G蛋白Ras中的研究甚多。在胰腺癌、結腸癌及乳腺癌中Caveolin-1的減少，致Ras與GTP結合，激活Ras-GTP與P13-K結合并激活其催化亞基使磷脂酰肌醇4，5-雙磷酸化轉變磷脂酰肌醇3，4，5-三磷酸化與一些細胞骨架激酶結合，調節細胞遷移活化，同時還可直接活化PKB/AKT，促進細胞增殖[12]。在乳腺癌細胞中發現Ras活化后促進黏著斑激酶鈍化，它主要通過增加與整合素的親和力，激活Rho和黏著斑的形成調節細胞粘附，相反Caveolin-1的下調通過使粘著斑激酶（FAK）失活，致細胞貼壁生長的能力減弱而懸浮生長，促進細胞增殖致細胞膜級性改變，從而在細胞運動和介導細胞黏附過程中發揮重用，是腫瘤細胞無限制增殖發生的基礎。
2.1.2 蛋白激酶C（PKC）介導的信號通路傳導 三磷酸肌醇依賴性蛋白激酶（PDK1）在耦合生長因子受體信號扮演了一個關鍵的角色，與腫瘤細胞增殖、生存和入侵密切相關。Zhou等[13]在乳腺癌中發現，PKC作為PDK1調控乳腺內皮細胞表型轉換的下游靶基因發揮重要作用。生長因子受體（GFR）刺激磷脂酰肌醇3激酶的激活，致PDK1向細胞膜轉移。在多種腫瘤中發現激活的PDK1上調PDK1表達和β-catenin通路，β-catenin導致下游cyclin-D和c-Myc活性增加的同時發現Caveolin-1的表達量出現明顯變化[14]。在大多數腫瘤細胞組織中，Caveolin-1的表達是下降的，用病毒轉染的方法致Caveolin-1表達下調，發現活化的PK明顯增加，及該信號通路的下游底物如Raf，MEK和ERK等分子形成異構體共存于caeolae上，活化的PKC能使其下游基因被磷酸化和激活，正性調節信號通路傳導，促進細胞的增長、遷移和分化。而與此同時發現活化的PCK與Caveolin-1連接在酶活性部位，故Caveolin-1與PCK的直接相連抑制該激酶活性，阻礙下游基因的激活，負責調節蛋白激酶c（PKC）介導的信號通路傳導。
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關鍵詞 載體蛋白 通道蛋白 受體
中圖分類號 Q-49 文獻標識碼 E
載體蛋白和通道蛋白、受體分別體現了細胞膜的兩大功能：控制物質進出與進行細胞識別。
1 細胞膜上的轉運蛋白――載體蛋白和通道蛋白
在細胞膜上廣泛存在著負責無機離子和水溶性小分子跨膜運輸的膜轉運蛋白。膜轉運蛋白分為兩類：一類是載體蛋白，它既可以介導被動運輸，又可以介導逆濃度或者電化學梯度的的主動運輸;另一類為通道蛋白，只能介導順濃度或化學梯度的被動運輸（協助擴散）。
載體蛋白相當于結合在細胞膜上的酶，有特異性結合位點，可與底物（溶質）發生暫時的、可逆性的結合和分離，且一種特異性載體只轉運一種類型的分子或離子。物質的轉運過程類似于酶與底物作用的飽和動力學曲線，既可以被底物類似物競爭性抑制，又可以被痕量的某種成分（抑制劑）非競爭性抑制以及對pH有依賴性等。因此有人將載體蛋白稱為通透酶，與酶不同的是載體蛋白可以改變過程的平衡點，加快物質沿著自由能減少的方向跨膜運輸的速率;此外與酶的不同是載體蛋白對轉運的溶質不做任何共價修飾。
通道蛋白是一類跨越細胞膜雙分子層的蛋白質，它所介導的被動運輸不需要溶質分子與其結合，而是橫跨膜形成親水通道，允許大小適宜的分子和帶電離子通過。通道蛋白可以是單體蛋白，也可以是多亞基組成的蛋白，它們都是通過疏水的氨基酸鏈進行重排，形成水性通道。某些通道蛋白在革蘭氏陰性細菌的外膜、線粒體或葉綠體的外膜上形非選擇性的通道。絕大多數的通道蛋白形成有選擇性開關的多次跨膜通道。這些通道可分為兩大類：離子通道和水通道。
目前發現的通道蛋白已有100余種。離子通道有以下兩個顯著的特征。① 具有離子選擇性。離子通道對被轉運的離子的大小和電荷都有高度的選擇性，而且轉運速度高，可達106個/s，其速率是已知的任何一種載體蛋白的最快速率的1 000倍以上。驅動帶電荷的離子跨膜轉運的凈驅動力來自溶質的濃度梯度和跨膜電位差的合力。這種凈驅動力構成離子跨膜的電化學梯度，這種梯度決定離子跨膜的被動運輸的方向。② 離子通道是門控的，即離子通道的活性由通道的開或關兩種構象所調節，并通過通道開關應答各種信號。多數情況下，離子通道呈關閉狀態，只有在膜電位變化、化學信號或壓力刺激后，才開啟形成跨膜的離子通道。因此離子通道又區分為電壓力通道、配體門通道和壓力激活通道（圖1）。離子通道在神經元與肌細胞神經沖動傳遞過程中其重要作用。如含羞草的閉葉反應、草履蟲的快速轉向運動、內耳聽覺的感應等都與離子通道有關。
水是一種特別的物質，水分子雖然不溶于脂，具有極性，但也很容易通過膜。1988年美國的科學家阿格雷成功將構成水通道的蛋白質分離出來，從而證實了水通道的存在。目前在人類細胞中發現的水通道至少有11種，在實驗植物擬南芥中已發現35個這類水通道。通道蛋白與載體蛋白的比較見表1。
2 細胞識別的基礎――受體
在細胞通訊中，由信號傳導細胞送出的信號分子必須被靶細胞接收才能觸發靶細胞的應答，接收信息的分子稱為受體，此時的信號分子被稱為配體。在細胞通訊中受體通常是指位于細胞膜表面或細胞內與信號分子結合的蛋白質。
2.1 根據受體在靶細胞上存在的位置或分布分類
（1） 細胞膜受體：
① 如膽堿受體、腎上腺素受體、多巴胺受體、阿片（內阿片肽）受體、組胺受體及胰島素受體等;② 受體除分布于突觸后膜外，有些也分布于突觸前膜。突觸前膜與突觸后膜受體對藥物的親和力、敏感性和生理功能不同。
（2） 胞漿受體：位于靶細胞的胞漿內，如腎上腺皮質激素受體、性激素受體等。
（3） 胞核受體：位于靶細胞的細胞核內，如甲狀腺素受體存在于細胞漿或細胞核內。
2.2 受體的特性
（1） 特異性：受體只存在于某些特殊的細胞中。如激素作用的靶細胞，神經末梢遞質作用的效應器細胞。黃體生成素可作用于的間質細胞，就是因為間質細胞有其受體;而卵泡刺激素只能作用于曲細精管的支持細胞。受體還能識別配體，并能與其活性部位發生特異性結合。如子宮細胞中的雌激素受體只能與17-β羥二醇結合，而不能與17-α羥雌二醇結合，更不能與睪酮和孕酮結合。
（2） 親和性：受體與其相應的配體有高度的親和性。一般血液中激素的濃度很低，1 L只有10～10 mol。但仍足以同其受體結合，發揮正常的生理作用。這說明受體對激素的親和力很強。
（3） 飽和性：受體可以被配體飽和。特別是胞漿受體，數量較少，少量激素就可以達到飽和結合。如在對甾體激素敏感的細胞中胞漿受體的數目最高每個細胞含量為10萬個，雌激素受體，每個細胞中含量只有1 000～50 000個。故在一定濃度的激素作用下可以被飽和，而非特異性結合則不能被飽和。
（4） 有效性：受體與配體結合后一定要引起某種效應。激素、神經遞質與受體結合都可以引起生理效應。如肝細胞上的結合蛋白能與腎上腺素或胰高血糖素結合，從而激活磷酸化酶，引起糖原分解。
2.3 受體的化學本質
受體大多是糖蛋白，即糖與蛋白質復合而成的有機化合物;有一部分細胞表面的糖脂也是胞外生理活性物質的受體。
參考文獻：
