细胞生物学的发展历程范文篇1

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）08B-0067-01

实践中不断地体验是学习者知识积累、能力提升的重要途径。体验教学让学生真正成为课堂学习的主人，有利于学生自我构建与完善认知结构，催生积极的情感，提高课堂学习的效率。在生物课堂教学中，教师应丰富教育教学的手段，努力搭建研究的平台，重视直接式体验的教学，捕捉、挖掘生活中的生物教学资源，鼓励学生自主发现问题，并尝试解决问题，在体验中提升生物学素养，形成正确的世界观和价值观。

一、体验应突出学生的主体作用

新课改倡导给学习者以足够的发展空间，教师退居幕后，为学生搭建研究、学习和展示的平台，创造学生自主探究、操练思维的机会，让他们积累丰富的学习体验，积累学习的正能量。在生物教学中，教师组织体验活动要充分发挥出学习者的积极性与主动性，把课堂真正交还给学生，让学生在主动中获得发展，在发展中不断创新，带着自我独特的体验与思维方式，发现规律、寻找策略、总结方法。

例如，教学人教版高中生物必修（一）《光合作用过程》一课时，在学生自主阅读教材的基础上，引领学生思考、比较、交流：①光反应和暗反应的场所分别在哪里？②光反应和暗反应的条件分别是什么？③光反应中物质变化和能量变化是怎样的？暗反应中物质变化和能量变化又是怎样的？学生经历了主动建构的思维过程，真正理清光反应和暗反应两阶段物质变化与能量转换的关系，从整体上把握了光合作用的全过程。

采用“问题串”的设计形式和发散式的思维与发问，引领学生自己寻找答案、自己探路。改变了传统的学习模式，给学生搭建出研究的平台，让学生带着问题直奔目标，主动探究，用个体独有的方式体验、感受，实现课程知识上的再创造和认知体系上的再构建。

二、重视直接式体验

生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学，避免不了间接性的接受式学习。为了让学生更直观地理解或主动地构建，最有效的策略就是引领学生在科学的活动中直接体验、感知。体验性的学习活动，学生亲身参与、动手动脑、感受真切，积累了最为直接、感性的学习素材。“接知如接枝”说的也正是这个道理。只有学习者原有的认知与体验生根、长枝，其他的新知才得以嫁接，新旧知识才能沟通、融合成新的有机的整体。

例如，人教版高中生物必修（一）《细胞膜――系统的边界》是《细胞的基本结构》章节中的内容。细胞是最基本的生命系统，本节课的教学重点是指导学生认知细胞膜的成分和功能，体验用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法，理解细胞膜对于细胞生命系统的重要意义。新课伊始，笔者展示细胞亚显微结构模型，指导学生观察，学生初步体验、建立了对细胞膜的直观认识。让学生观察动物细胞的显微物像与高倍显微镜下的一些细胞，引领学生交流讨论：我们应该选择怎样的材料来获取细胞膜呢？哺乳动物的红细胞作为制备细胞膜的材料有着怎样的优势？原来很多的动物细胞蕴藏着细胞核和复杂的细胞器，哺乳动物成熟红细胞则与众不同，制备得到的细胞膜相对比较纯净。了解了制备原理后，学生在显微镜下，运用吸水胀破的方法，溶血、过滤、冲洗、差速离心；描述实验活动中的现象，展示实验活动的成果。借助于观察模型、交流讨论、实验操作等一系列的活动，丰富了学生对原本较为抽象的概念――细胞膜的情感。引领学生建立表象、观察推理、形成技能，并呈螺旋式上升，多维度、多层次实现对系统的边界细胞膜的体验与构建，同时也体验到了学科独特的魅力。

三、将体验活动与现实世界相结合

科学研究表明，体验活动最直接的土壤就是学生的生活世界。学生是充满生机的生命体，他们有属于自己的生活认识和经验，我们要为学生的学习创造条件，让他们从单一、封闭的教室走向丰盈、生动的课外，让学生在现实的世界里，感受来自自然的真切；联系自己的生活经验与同伴进行互动交流，实现自我认识与他人思想的交汇融合，实现技能的发展和提高，最终通过不断地反思和对比观照，获得属于自己的亲身感受和认识。

比如，我在教学植物的向光性实验时，为了让学生切实感受胚芽鞘的感光部位和弯曲部位，我让学生联系自己平时的观察谈感受。有学生说，自己家里养殖的滴水观音，一段时间后，滴水观音的叶面就会朝着窗户的方向，根茎也会向着有光的窗口弯曲，这时，我们就会帮助把花盆转个方向，让它保持垂直地向上生长。为了让更多的学生有切身体验，我布置大家回家用玉米的胚芽鞘进行实验，并做好记录。这样，学生不但亲身体验了学科的知识，还借助生活实践培养了自己的生物研究兴趣。

细胞生物学的发展历程范文篇2

1脱离学生能力，无序补充相关知识

虽然现行的必修教材为分三个模块，但三个模块之间存在着众多的联系，包括知识与能力等诸多方面。例如，知识内容上，必修二模块中的遗传物质与必修一模块中细胞中的化合物——核酸就存在着关联；在科学方法与科学素养的培养方面，必修二模块侧重在假说——演绎法，必修二的许多内容与演绎推理的方法有关。但必修一在对生物膜结构的探索历程中，提出膜是由脂质组成及膜中脂质是如何存在的，就是通过假说——演绎法得出的。如何处理这样的关联，需要教师的深思熟虑。而不顾学生的能力，无所补充或加深知识，其结果会造成学生对现有知识理解的紊乱。

案例1：“细胞的分化”。

“细胞的分化”是人教版必修一第六章“细胞的生命历程”内容之一，其中的教学内容包括细胞的分化及其意义、细胞的全能性。其教学目标是学生能够说明细胞分化的含义、分化的特点、分化的意义、分化的程度与分化能力的关系，学生能够举例说明什么是细胞的全能性，能够对有关干细胞研究进展与人类健康的资料进行搜集与分析。其教学重点之一细胞的全能性是能够举例说明什么是细胞的全能性。细胞全能性的概念和实例又是教学的难点。对于细胞全能性的教学只要学生能够通过实例分析，知道细胞的全能性就是在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。在实际的教学中，有些教师为了强化对细胞全能性的理解，不惜将选修三教材中《植物细胞工程》中的“植物组织培养技术”调过来，以植物组织培养的全过程为案例，对细胞的全能性进行详细的讲解与分析，耗费了大量时间。

这一做法有待商榷。（1）在这节内容中，最重要的应该是对细胞分化的理解，从细胞分化的原因和细胞的来源上就可以从理论上分析出为什么细胞具有全能性。（2）这一节内容的课时安排为一课时，如果把大量的时间耗费在对细胞全能性案例的分析上，就冲淡了教学重点。尽管细胞的全能性是教学难点，但可以从前面所学的细胞有丝分裂知识入手，从有丝分裂的特征看，有丝分裂后产生的子细胞，染色体和DNA数目与亲代细胞相同。由于体细胞一般是由受精卵通过有丝分裂增殖所产生，因此，已分化的细胞都有与受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。所以说，分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。（3）如果详细分析细胞的全能性，势必要补充许多新的知识，如细胞的脱分化、再分化、愈伤组织等概念，课堂的容量大，学生在没有完全能够掌握细胞分化知识之前，再去消化这些知识，势必加重了学生的学习负担。

好的教学安排应该是保持一定的节奏，保持与学生能力相适应的教学节奏。夸美纽斯说：“自然并不性急，它只慢慢前进”。从这个角度看，对细胞全能性知识的扩展就不是十分合适了。

2脱离教学目标，随意复习迁移

因为知识存在一定的相关性，因此在教学过程中，教师在组织教学时会注意对前述知识的复习，一方面加深对现有知识的理解，一方面巩固已有的知识。但问题是，已学的内容与现学内容有关联时，是否有必要都要进行复习？如果需要复习，教师应该把握怎样一个度？

案例2：“生态工程的基本原理”。

细胞生物学的发展历程范文1篇3

《细胞的衰老和凋亡》是人教版在高中生物必修一第六章第三节内容。本节内容在高考中赋分比例不会很大，而难题分布较少。从知识点的分布看，试题长集中在细胞衰老的特征及原因等方面，因而这些方面也是本章的重点学习内容。细胞衰老、癌变和细胞全能性知识与人类生活、生产密切相关。在教学中教师要注重对学生进行探究性学习的培养。引导学生积极思考，主动探究，使学生在获取知识、解决问题、表达交流及实践等能力均得到培养。同时要重视这些知识的实际应用，培养学生分析解决现实问题的能力，不断提高许是科学素养。

【教学目标】

知识与技能：

1.说出细胞衰老与个体衰老的关系

2.描述细胞衰老的过程

3.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别

过程与方法：

学会搜集和分析与社会老龄化相关问题的资料

感情态度与价值观：

1.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的生活和健康状况。

2.通过有关系细胞衰老问题的讨论，树立科学的发展观。

【学情分析】

高一学生思维比较活跃，对细胞的衰老、凋亡的知识以及老龄化现象比较感兴趣。高一学生已具备一定是我分析和处理信息能力。对于教学的重点和难点内容，教师要和学生一起参与学习的全过程，并保证学生自主、讨论的时间，让学生积极参与、自主学习、合作学习。

【重点和难点】

1.教学重点

（1）个体衰老和细胞衰老的关系，衰老细胞的特征

（2）细胞凋亡的含义

2.教学难点

细胞电网的含义以及细胞坏死的区别。

【教学过程】

一.问题探讨、引入课题

1.人体衰老表现出显哪些特征？

2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？

3.人体衰老和细胞衰老是不是一回事？

（小组代表汇报）

1.人体衰老特征：老年斑，白发，耳聋，皱纹，眼花等。

2.老年人体内有幼嫩细胞，年轻人体内有衰老细胞。

3.人体衰老与细胞衰老并不是一回事，人体的细胞不断更新。总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。

（设计意图：联系学生生活实际，在学生原有生活经验和知识基础上，引导学生理解衰老细胞的特点）

二.学生学习、教师指导

（教师活动）衰老细胞有何特征呢？

（学生活动）阅读教材P122县官内容找出衰老细胞的特征/

（一）：衰老细胞的特征

（学生活动）衰老细胞的特征：细胞内水分减少，萎缩变小，代谢速率减慢；细胞内的多种酶活性下降；细胞核变大，染色质收缩，染色加深，细胞内色素逐渐积累、增多；细胞膜的通透性改变，五指运输功能降低。

（二）细胞衰老的原因

关于细胞衰老的原因，历来你是研究人员极为关注又很难回答的问题。

（学生活动）阅读教材P122相关问题。搜集和分析社会老龄化的相关问题，结合小组搜集资料汇报：如何延缓人体衰老？将搜集到的相关资料投影展示出来。

（总结归纳）：

1、合理的饮食结构

2、良好的生活习惯

3、适宜的体育锻炼

4、乐观的生活态度

生物体内的绝大多数细胞，都要经过未分化、分化，衰老和死亡这几个阶段。可见，细胞的衰老和死亡也是一种正常的生物现象。

（三）：细胞凋亡

细胞死亡有正常凋亡和异常死亡（坏死）两类。细胞凋亡石由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。正常的细胞死亡是在细胞遗传物质的控制下进行的主动过程，它有一套严格的程序。

（教师活动）细胞坏死和细胞凋亡有什么区别？

（学生活动）请同学们思考或讨论填写下表：

表一细胞凋亡和细胞坏死的区别

项目细胞凋亡细胞坏死

与基因的关系

细胞膜的变化

形态变化

影响因素

对机体的影响

三.联系实际、提高能力

（学生活动）小组讨论：

1.夏天一些爱美的女生特别怕晒黑，但是夏天晒黑的皮肤经过一段时间又会变白回来。这是什么原因？

2.为了美白女生经常去角质，根据生物学知识经常去角质科学吗？一个月去几次才是合理的？

3.请同学们想一下广告上的那些美白产品宣传：用来之后能马上使皮肤变白，大家认为这些可信吗？

4.婴儿体内有没有衰老细胞？问什么老人表现出衰老迹象，婴儿却没有？

【教学反思】

细胞生物学的发展历程范文1篇4

关键词：生物进化论；定居；产权制度；专业化；重演律

中图分类号：F062.2文献标志码：A文章编号：1673-291X(2009)12-0181-03

一、人类和基因的定居

在漫长的四百万年人类进化的时间内，绝大部分的时间是以狩猎动物和采集植物为生的。这时人类的生存能力在很大程度上受变幻莫测的自然的影响，当一个地区的动物和植物消耗到不能维持群体的生存时，人类就必须迁移到其他地方。实际上，此时人类生活的许多方面与动物没有本质的区别。

从游牧到定居是人类发展过程中跨出的最重要的一步，也是人类社会经济发展的最重要转折点，小麦(Triticumaes-tivum)的形成过程就是一个最好的证明。在公元前8000年，旧大陆出现了二粒小麦(Triticumdieoeeoides)，它是由一种14条染色体的野生麦(Tritieummonoeoeeum)和一种14条染色体的牧草杂交形成的，具有28条染色体，它籽粒饱满，可以自然传播，当它与另一种14条染色体的牧草杂交后，就形成了今天的42条染色体的小麦。这种小麦麦穗裹得很紧，风力不能将它吹开，它只能依靠人的播种才能繁衍后代。小麦的形成使人类获得了定居所需要的食物，可以告别追逐动物寻找食物的游牧生活，而小麦也依靠人们的播种得以繁衍，这使人类和小麦都是适应了定居。

生命中的核酸也经历了从游牧的病毒状态到定居的细胞状态的进化过程。病毒是介于生命和非生命之间的过渡形态，它的结构非常简单，仅由内部的核酸和蛋白质外壳组成，结构更简单的类病毒连蛋白质外壳都没有，仅有的RNA。病毒的核酸分子不会太大，仅有几千到几百万对碱基，如r-噬菌体有4.9万对碱基，牛痘病毒有1.9万对碱基，他们必须在细胞中寄生才能生存和繁殖。

大约在35亿年前，基因第一次建立了自己的家，出现了定居的结构，这就是原核细胞的出现。原核细胞具有细胞膜，为基因形成一个相对封闭的定居环境。每一个细胞都是一群基因的家，一个细胞中基因的数量大大增加，例如大肠杆菌就有约400万对碱基，约4000个基因，相对于病毒来说，细菌的基因数量增加了很多，基因的专业化分工程度也比游牧的病毒高得多。细胞的形成可以将许多基因聚集在一起，最大限度地提高基因的专业化分工程度，出现基因聚集的规模收益递增。

原核细胞在地球上存在了十几亿年的时间，随后出现了真核细胞。没有叶绿体和线粒体的干族真核细胞也许出现在27亿年前，而细胞中含有叶绿体和线粒体的冠族真核细胞则出现在18亿年前。真核细胞的出现，使基因的定居出现了前所未有的进步。在细胞中，基因不仅拥有了一部分公有资源(整个细胞)，而且还拥有了属于自己的细胞核，从经济学角度看这就是基因的私有产权。

基因的第三次大规模定居的产物是在细胞的基础上形成多细胞的生物，许多真核细胞聚集在一起，形成复杂的个体结构。生物在此基础上向更高级的结构进化，形成脊椎动物，形成高等的灵长类动物，最后形成人类。生物的发展就是这样从低级到高级、从简单的生物到进化到复杂的生物。

二、排他性产权制度的建立

人类的定居生活使人和动物产生了很大的差距，使人类在很大程度上脱离了动物。在排他性产权的建立过程中，随着生产的发展和物质财富的增加，由血亲联系的部落的发展非常迅速，产品的剩余和部落间的交换成为必需，因此建立以部落为单位的集体产权就迫在眉睫，集体产权便应运而生。

国家的出现是高度的专业化分工提高了劳动生产率从而导致人口增加的结果，国家出现以后，一些地区的公有产权让位于国有产权，另一些地方的排他性公有产权让位于私有产权，这些权利发展为对产品、奴隶的劳动和土地的私有产权。此时国家的形式是多种多样的，但每种形式的国家都承担了管理的职责，而且由于专业化分工程度的不断提高，劳动生产率的大幅度上升，为了使大范围的市场交易成本下降，国家的规模一直在扩大，直到在西方世界形成罗马帝国为止。

基因的第一次定居是形成原核细胞，这使基因从游牧状态过渡到细胞状态。限制性内切酶应该是原核细胞的基因建立排他性产权的产物，这种蛋白质存在于细菌中，它对外来的DNA产生特异性的分解，这对细胞内的基因来说，是一种排他性的保护机制，它使细胞内的基因拥有了自己的生存空间，建立了在细胞内的排他性公有产权。

基因的第二次定居是形成真核细胞，这使基因处于最安全的定居状态。此时建立排他性产权的模式仅仅是非己产权的识别，例如生物产生的毒素，蚌在受到异物刺激时形成的珍珠，都产生了对异物的消灭机制――毒素是生物针对外来入侵者进行的有效攻击，侵入蚌的异物被蚌分泌的石灰石包围而形成珍珠，这即使基因也使个体拥有了自己的生存和生活空间，建立了生命基本单位所拥有的排他性结构。

进一步发展到脊椎动物，产生了专门维护产权稳定的免疫系统。天然免疫系统的主要功能是对外防御，这相当于保卫公有产权；而功能复杂的获得性免疫系统的主要功能是针对自身的某些细胞并表现出记忆性，这相当于人类保护群体内部的私有产权。免疫记忆的进化是免疫系统的一个最显著的特征，从生物学角度讲，免疫记忆主要是防止发育逆转，它定期清除发育前一阶段的自身结构，这些结构是现阶段身体所不需要的，这对有变态发育的生物来说特别重要；从经济学角度看，免疫系统相当于人类在产权让渡时发生法律效力以降低交易中的风险从而降低交易成本的制度构架。MHC(主组织相溶性复合体，majorhistocompatibilitycomplex)基因的出现就是一个最有力的证明，它既可以消灭被外界感染的自身细胞，又可以消灭外界入侵身体的各种异物，从而达到保护自身的目的。抗原提呈细胞(antigenpresentingcell，APC)将外来物质或自身改变了结构的物质的特点显露出来，以激活免疫系统，从经济学角度看，这种结构相当于人类的产权识别或产权证明。

三、专业化分工程度的提高和市场交易成本的降低

种植植物和养殖动物的定居生活使人类的物质生产产生了极大的变化，最直接的成果是产生了专业化分工和市场交易成本的下降。在游牧的狩猎采集社会中，专业化仅仅局限于简单的狩猎动物和采集植物的分工，狩猎工作通常由男子承担，而采集植物的工作则由妇女承担。但在定居社会，

专业化分工则复杂得多，即使是在早期的农业定居部落中，种什么、怎样种、何时种、怎样收等工作。都需要不同的具有比较丰富的经验的人来把握。随后在公元前2000年左右出现了比较发达的手工业专业化分工。出现了陶瓷、纺织、木匠、金属加工等行业，由于私有产权的建立和城市的出现，特别是现代大城市的出现，导致人口大量集中，极大地促进了专业化分工并降低了市场交易的成本。

基因定居形成细胞后，基因数量的不断增加使基因之间的专业化分工程度越来越提高，多细胞生物的形成产生了细胞水平上的专业化分工，动物群体的形成产生了个体水平上的专业化分工。在昆虫的社会群体中，许多个体在整个群体中仅仅相当于高等动物的某些组织器官，个体不仅在生存水平上产生了高水平的专业化分工，如兵蚁负责群体的安全，侦察蚁负责寻找食物，甚至在繁殖水平上也产生了高度的专业化分工，蚁王或蚁后只负责繁殖产卵，已经成为一个产卵的机器，卵子的孵化则由其他职蚁负责。在高等动物群体中，在关乎种群进化的生存和繁殖这两大基本任务上，个体普遍进行了专业化分工，雌性个体主要负责繁育后代。雄性个体主要负责群体的生存不仅如此，在一些动物群体中，还进行复杂的警卫、觅食、护幼等方面的分工，这和人类物质生产的分工有某些相似之处。

定居不仅提高了专业化分工的程度，而且使相互间的联系加强从而降低了基因之间、细胞之间和个体之间的交易成本。就基因来说，原核细胞的基因可以形成一个操纵子，完成一条多肽链的合成，基因之间各负其责。真核细胞的基因则在各种水平上对合成蛋白质进行调控，以达成基因之间的相互协同和交流。在多细胞生物中，细胞之间的联系物质有小范围内相互作用的比较原始的旁分泌激素，有通过神经近距离作用的神经递质、远距离作用于靶细胞的神经激素，各种腺体分泌的激素也可以作用于远距离的靶细胞。

四、物质和文明的巨大积累

种植植物和养殖动物的定居生活使人类的发展获得了前所未有的速度，导致文明积累和文化进化的速度大大加快。从生存的角度看，定居社会可以贮存粮食以渡过饥荒和灾害年份，从而使人口数量大大增加。在狩猎动物和采集植物的时候，人的平均寿命只有30岁，每30平方公里的陆地才可以养活一个人，整个地球大约只能养活500万人。而在1万多年前的农业社会，随着生产力的提高，地球人口缓慢增加到约1000万人，在公元前约6000年，地球人口达1.5亿。

和定居社会中人口的数量大量增加一样。定居使细胞中基因的数量大大增加，这为基因之间的分工奠定了基础，也为一些平时不大使用的基因提供了存在的空间。在染色体上，有许多基因终生都是无用的，例如染色体上随体上的DNA，高度重复的DNA，他们几乎终生都不会被转录。人的30亿对碱基应该有约500万个基因，但实际的基因个数仅有5万个，这和定居社会中人类文明的积累非常相似，许多文明在一年甚至几年才使用一次，但这却是文明进化过程中必不可少的积累。

定居使多细胞生物中细胞的数量大大增加，这为细胞之间的专业化分工提供了物质基础。细胞水平上的分工为个体之间的分工提供了基础，特别在动物中更是如此。定居使群体中个体的数量大量增加。这也为个体之间的专业化分工提供了保证。在群体中，最主要的分工是生存和繁殖的专业化分工，雌性动物负责群体的繁殖工作，雄性动物负责群体的生存工作㈣。特别是在昆虫群体中，有专门负责生存的职虫，负责产卵的王，他们的专业化分工都是基于群体中个体的数量巨大。

野生动物的文化进化是非常稀少而缓慢的。对它们来讲，每天的食物和安全是首要问题，能否繁殖后代使基因能够遗传也是非常重要的问题。也许在动物园中的动物，例如灵长类动物，在不为食物发愁的情况下，会有一些思考的行为和文化发明现象，但这些偶然出现的灵感的遗传存在两个方面的问题，第一是个体之间的交流很困难，特别是遇到抽象的想法时更是如此，贮存语言对这些生命短暂的动物来说是一种奢侈，因为它们在动物园的定居是人类争夺产权的物种行为，相对于形成定居的数十万年进化历史来说，动物园中的生活是非常短暂的。第二是个体的幼年期很短，因为它们没有太多的需要遗传的东西，这些东西会成为每天为生计奔忙的累赘。

细胞生物学的发展历程范文篇5

【关键词】基因工程蛋白药物发展概况

中图分类号：R97文献标识码：B文章编号：1005-0515（2011）6-255-03

基因工程制药是随着生物技术革命而发展起来的。1980年，美国通过Bayh-Dole法案，授予科学家HerbertBoyer和StanleyCohen基因克隆专利，这是现代生物制药产业发展的里程碑。1982年，第一个生物医药产品在美国上市销售，标志着生物制药业从此走入市场[1]。

生物制药业有不同于传统制药业的特点：首先，生物制药具有“靶向治疗”作用；其次，生物制药有利于突破传统医药的专利保护到期等困境；再次，生物制药具有高技术、高投入、高风险、高收益特性；此外，生物制药具有较长的产业链[1]。生物制药业这一系列的特点决定了其在21世纪国民经济中的重要地位，历版中国药典收录的生物药物品种也是逐渐增多[2]（图一）。

当前生物制药业的发展趋势在于不断地改进、完善和创新生物技术，在基因工程药物研发投入逐年增加的基础上，我国生物制药的产值及利润增长迅猛，2006-2008年三年就实现了利润翻番[2]（表一）。随着研究的深入，当前生物药的热点逐渐聚焦到通过新技术大量生产一些对医疗有重要意义且成分确定的蛋白上。研究表明，在我国的基因工程药物中，蛋白质类药物超过50%[3]。而这些源自基因工程菌表达的蛋白，如疫苗、激素、诊断工具、细胞因子等在生物医学领域的应用主要包括4个方面：即疾病或感染的预防；临床疾病的治疗；抗体存在的诊断和新疗法的发现。利用基因工程技术（重组DNA技术）生产蛋白主要有三方面的理由：1.需求性，天然蛋白的供应受限制，随需求的不断增加，数量上难以满足，使它得不到广泛应用；2.安全性，一些天然蛋白质的原料可能受到致病性病毒的污染，且难以消除或钝化；3.特异性，来自天然原料的蛋白往往残留污染，会引起诊断试验所不应有的背景[4]。

以下将介绍一些基因工程产物的市场概况和研究发展。

1促红细胞生成素

是细胞因子的一种，在骨髓造血微环境下促进红细胞的生成。1985年科学家应用基因重组技术，在实验室获得重组人EPO（rhEPO），1989年安进（Amgen）公司的第一个基因重组药物Epogen获得FDA的批准，适应症为慢性肾功能衰竭导致的贫血、恶性肿瘤或化疗导致的贫血、失血后贫血等[5,6]。

2001年，EPO的全球销售额达21.1亿美元，2002年达26.8亿美元，2003年全世界EPO的年销售额超过50亿美元。创下生物工程药品单个品种之最，是当今最成功的基因工程药物。用过EPO的大多数病人感觉良好，在治疗期间无明显毒副作用或功能失调。重组体CHO细胞可以放大到生产规模以满足对EPO的需求。

2胰岛素

自1921年胰岛素被Banting等人成功提取并应用于临床以来，已经挽救了无数糖尿病患者的生命。仅2000年，胰岛素在全球范围内就大约延长了5100万名I型糖尿病病人的寿命。20世纪80年代初，人胰岛素又成为了商业现实；80年代末利用基因重组技术成功生物合成人胰岛素，大肠杆菌和酵母都被用作胰岛素表达的寄主细胞[7]。

国内外可工业化生产人胰岛素的企业只有美国的礼来公司、丹麦的诺和诺德公司、法国的安万特公司和中国北京甘李生物技术有限公司等，胰岛素类似物也仅在上述4个国家生产，且每个公司只能生产艮效或速效类似物巾的个品种，主要原因是要达到生物合成人胰岛素产业化的技术难度特别大，若无高精尖的高密度发酵技术、纯化技术和工业化生产经验是无法实现的[8]。

3疫苗

在人类历史上，曾经出现过多种造成巨大生命和财产所示的疫症，而在预防和消除这些疫症的过程中疫苗发挥了十分关键的作用。所以疫苗被评为人类历史上最重大的发现之一。

疫苗可分为传统疫苗(traditionalvaccine)和新型疫苗(newgenerationvaccine)或高技术疫苗(high2techvaccine)两类,传统疫苗主要包括减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗。疫苗的作用也从单纯的预防传染病发展到预防或治疗疾病(包括传染病)以及防、治兼具[2]。

随着科技的发展，对付艾滋病、癌症、肝炎等多种严重威胁人类生命安全的疫苗开发取得巨大进展，这其中也孕育着巨大的商业机会[9]，2007年全球疫苗销售额就已达到163亿美元，据美林证券公布的一份研究报告显示，全球疫苗市场正以超过13%的符合增长率增长。而我国是疫苗的新兴市场，国内疫苗市场发展潜力巨大，年增长率超过15%。

在以细胞培养为基础的疫苗、抗体药物生产中，Vero细胞、BHK21细胞、CHO细胞和Marc145细胞是最常用的细胞，这些细胞的反应器大规模培养技术支撑着行业的技术水平[4]。建立细胞培养和蛋白表达技术平台，进一步完善生物反应器背景下的疫苗生产支撑技术是当前国际疫苗产业研究的重点。

4抗体

从功能上划分，抗体可分为治疗性抗体和诊断性抗体；从结构特点上划分，抗体可分为单克隆抗体和多克隆抗体。抗体可有效地治疗各种疾病，比如自身免疫性疾病、心血管病、传染病、癌症和炎症等[10,11]。抗体药物的一大特点在于其较低甚至几乎可以忽略的毒性。另外一个优势是，抗体本身也许既可被当作一种治疗武器，也可被用作传递药物的一种工具。除了全人源化抗体以外，与小分子药物、毒素或放射性有效载荷有关的结合性抗体也已经在理论上显示出了强大的潜力，尤其是在癌症治疗方面[12]。

治疗性抗体是世界销售额最高的一类生物技术药物,2008年治疗性抗体销售额超过了300亿美元,占了整个生物制药市场40%。在美国批准的99种生物技术药物中,抗体类药物就占了30种;在633种处于临床研究的生物技术药物中,有192种为抗体药物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治疗研究中,治疗性抗体占了一半[2]。截止2007年，美国FDA批准上市的抗体药物见表二[13]。

参考文献

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[12]陈志南.基于抗体的中国生物制药产业化前景.中国医药生物技术[J].2007,1(1):2.

细胞生物学的发展历程范文篇6

干细胞的研究是近年来医学界关注的焦点，该技术的出现和发展为人类永葆青春的永恒追求描画出一幅新的蓝图，但由于干细胞知识科普的缺乏，导致广大消费者在认识干细胞的过程中面临许多误区，不仅难以辨明真伪，甚至不少爱美者盲目接受各种毫无技术背景却又打着干细胞旗号的美容手段，结果危及自身美丽和健康，甚至生命。

对此，基因工程药物国家工程研究中心产学研示范基地担纲人，干细胞研究领域的权威专家陈运贤教授日前接受记者采访屡次强调：科研要为健康美丽保驾护航，安全永远第一位。

干细胞科学成为21世纪科研热点

陈教授介绍，干细胞治疗已经成为生物技术领域最热门的产业之一，英国、加拿大、巴西、澳大利亚等国家纷纷加大投入。日本、韩国也在加紧研发，试图占领干细胞研究和应用制高点。我国在干细胞领域与先进国家站在同一起跑线上。在美国，小布什曾禁止干细胞研究，导致今天美国在这个领域比中国落后了几年，奥巴马上台废止了禁令之后，美国也加紧了研究的步伐。

2012年，日本科学家山中伸弥与英国生物学家约翰·戈登因在干细胞领域的杰出贡献获得科学界最高荣誉：诺贝尔医学奖。对此，陈教授感叹：“一般来说，从发明到获奖至少需要十几年，很多科学家耗其毕生精力都无法获得该荣誉，而山中伸弥从2006年到2012年仅花了短短几年时间，这是诺贝尔医学奖历史上最“速成”的获奖经历，科学界都认为这是一个奇迹，可见干细胞的研究已经受到了极大的关注和肯定。”

中国干细胞临床治疗处于国际领先水平

早在2010年底，临床证实和正在研究中的可用于干细胞进行移植治疗的疾病就有92种，如白血病、多发性骨髓病、淋巴瘤等，主要还是针对造血系统，免疫系统，神经系统和心血管系统等疾病。陈教授曾经把干细胞技术成功应用于100多位心肌梗塞的病人的临床治疗当中，验证了干细胞治疗的安全性和有效性，陈教授也因此被称为中国干细胞治疗心肌梗塞第一人。

据陈教授介绍说，国内干细胞产业的发展屡次获得国家政策的支持和关注，中国生物及医药工业“十二五”规划明确要求，要积极开展干细胞等细胞治疗产品的研究，重点研发针对恶性肿瘤、自身免疫性疾病等重大疾病的干细胞和免疫细胞等细胞治疗产品。2012年，仅国家自然科学基金会所批准立项研究的干细胞相关项目就达600余项。

谈起干细胞技术的研究和应用在国内外的区别，陈教授认为国外重视基础研究，而国内在基础研究之外，更加重视临床运用。在干细胞的成果转化运用方面，中国强调“产学研”的关系，陈教授说“过去我们的研究成果写成就完毕了，而现在国家倡导产学研一体，要求以企业为主导，把科研应用也即把‘产’放在第一位。所以我们看到，在有些领域，例如成体干细胞的临床治疗，正式通报的数据显示，国内每年进行的临床应用治疗达到了上万例，远处于国际领先水平。

干细胞技术和再生医学的实际应用

C密码整形丰胸史上一项具有划时代意义的技术突破

陈教授指出，干细胞研究最具突破性的成果实质就在再生医学方面。由陈教授担纲的干细胞科研机构——基因工程药物国家工程研究中心产学研示范基地，是由中国科学院、科技部、教育部和广东省人民政府联合审批，并拨款成立的科研机构，采取科研、中试、生产一体化的运行机制和企业化管理，以干细胞的临床运用为目的，重点开发生物技术药物和干细胞制备新技术，努力促进生物药物科研成果的医学转化。示范基地总面积860平方米，有两层楼，一层用于科研，一层用于生产，内设3个万级局部无尘洁净的实验室，超低温干细胞储存冷库，分子生物学实验室和质检室，设备总值逾千万。目前示范基地所分离培养制备的细胞制品通过完善的管理和质量控制系统，不含有害外源因子，细胞数量、活性、纯度和均一性均达到《中国生物制品规程》的标准。

示范基地经过长期对再生医学和细胞技术的研究，通过创新性的生物工程技术，为C密码丰胸提供了安全、有活力的自体脂肪原细胞制品，使丰胸手术从此告别假体时代，进入一个全新的再生医学阶段。

从最早的假体丰胸到到普通的脂肪丰胸再到如今的自体原细胞丰胸，这的确是一次革命性的史无前例的丰胸技术创新普通的脂肪移植丰胸技术，由于手术后脂肪细胞容易凋亡，在一个月后或者三个月后缩小，很难保持丰胸“大”的效果。而在C密码自体原细胞丰胸技术中，由于移植脂肪富含足量的有活力的原细胞，从而确保了存活率，保障了手术效果。

Q&A

Q原细胞提取富集技术是怎样实现的？

陈教授：客人在接受脂肪植入前，首先将部分抽出的脂肪送到产学研示范基地GMP条件下的实验室进行原细胞的分离、提取，再将原细胞送到三甲医院广州华侨医院抗衰老中心，由专业整形丰胸专家将其与剩余自体脂肪混合后再植入，足量的原细胞进入后不仅令植入脂肪的存活率大幅提高，甚至能激活原来凋亡、衰弱的脂肪细胞重新生长，因此原细胞丰胸技术的效果是持久而富有延续性的。

Q自体原细胞丰胸术的安全性有保障吗？

陈教授：以科研来指导临床，让科研为生命健康保驾护航是我们坚持不动摇的宗旨，作为科研者，作为医生，我们始终把客人的安全放在第一位。科研是严肃和严谨的，医生的伦理道德绝对不可以沦丧于利益驱动。C密码自体原细胞丰胸这个项目，我们同样是始终把安全性放在首位。因此我们在细胞成品的质检方面是非常严格的，每一次提取的原细胞都必须经过多项的检测，确保不含有害因子，确保活性、纯度都达到国家标准。同时，在客人接受手术前，也必须经过全面的体检，进行健康评估。

Q想实施自体原细胞丰胸术，要注意哪些问题？

陈教授：自体原细胞丰胸技术条件要求极高，目前还不是一项普及的技术，需要有国家批准的实验室、有资质的国家三甲医院医疗平台和掌握该整形丰胸技术的专家三者紧密结合方能完成，而且自体原细胞丰胸属于手术行为，千万不要在那些有些不具备资质和条件的机构接受手术。”

细胞生物学的发展历程范文

一、高中生物教学需要系统论的支撑

高中新版生物教材随着科技的进步、生命领域探究的深入和现代生命科学的发展，充分体现了生命系统的复杂性。编排体系上明显不同于以往，更加重视生物科学的探究过程和方法，关注与社会的联系，注重对科学过程理解的亲历实验和探究。

高中生物教师基本都经历过教改培训。但实际教学中依然很难适应新教材，过去的教学经验、方法不适用了，又缺乏新的理论支撑。一般系统论为解决复杂问题提供了理论依据和方法，用系统论的方式揭示生命现象，能让学生用开放的观点观察自然现象，理解生命的历程，领悟生命的发生、发展和消亡的普遍规律，继而能应用于实践活动。

二、新版教材用系统论的思想构建知识体系

新教材在必修内容知识体系的构建上，充分体现了系统思想。

必修一《分子与细胞》知识体系构建，完全按照系统的思想构建。从内容安排上看，编者让学生理解生命系统的基本内容的意图非常明显，建立细胞是最基本的生命系统这一概念，重点突出了系统的整体性。要求学生学会用系统剖析的方法，探究复杂的生命现象，并为后面学习更高层次的生命系统打下铺垫。

必修二《遗传与变异》，从生命系统遗传的物质和结构基础出发，阐述遗传的发展和变化规律，然后是生命系统各组分间的相互作用，突出了系统组分的复杂性以及各组分之间的关联性；通过遗传、进化与环境的关系，目的让学生了解系统的适应性。

必修三《稳态与环境》，从宏观世界介绍更高层次生命系统的组成，按个体、种群、群落、生态系统做主线，进一步突出高层次生命系统的整体性和关联性，通过系统内组分的相互作用以及系统与环境的相互作用，进行生命系统的自我调节，从而达到生命系统的稳态，更深入地介绍了系统的适应性。

三、高中生物教师应用一般系统论的原则引领教学

整体性原则：整体的性质不是要素具备的；要素的性质影响整体；要素性质之间相互影响。

整体性原则利于高中学生理解复杂的生命现象。例如：《分子与细胞》的教学内容从系统整体性的视角出发，从组成细胞的主要物质以及细胞的基本结构入手，构建最基本的生命系统——细胞。在实际教学中，学习细胞的基本结构，往往会机械地将细胞的各组分孤立化，用细胞器的功能解释细胞的功能，比如讲述线粒体的功能，造成学生用线粒体去解释细胞的有氧呼吸，认为有了线粒体细胞就可以进行有氧呼吸，没有线粒体就只能进行无氧呼吸。如果我们用整体性的原则出发，线粒体是真核细胞具有的重要结构，当细胞有了线粒体这一要素，就可以更加高效率地利用能量正确认识。高中生物教学，要避免类似这样用细胞器功能说明细胞功能、局部说明整体的错误。

用系统论的整体性原则指导高中生物教学，要求教学对一个生命系统的要素进行分析，分析某一层次的生命系统具有哪些要素，重要要素影响了系统的哪些功能，各要素之间有什么样的联系，整体大于局部之和。让学生建立对生命系统的统一认识，并尝试着用整体性的观点去揭示生命现象。

结构功能原则：1、系统论认为，组成系统的要素不变时，结构决定功能。反之，结构相同，要素不同，则功能不同。2、结构、要素都不同，则可以有相同的功能。3、同一结构可能有多种功能。

结构功能原则要求我们在分析研究生命系统时，必须把握好系统结构和功能的辩证发展规律，不能通过简单地叠系统组成成分的功能推导出系统的功能。比如：基因和蛋白质之间存在着广泛而复杂的相互作用。一个生物个体通常拥有成千上万种的基因，而蛋白质作为基因产物之一，种类和数量就更为庞大。构成生命的这些大分子不是孤立地进行活动和执行生物功能，而是相互之间有着直接或间接的联系，这些联系构成了复杂的调控体系，从而决定系统的功能。同种生物具有相同的生命功能，不同的生物具有不同的特征，其核心内容就在于生物具有独特的DNA和蛋白质。在另一方面，许多不同生物具有不同的DNA和蛋白质，却可以有相同的生命功能。如：蓝藻和绿色植物从组成的要素上差别极大，但都能进行光合作用。

目的性原则：即在反馈机制的作用下，系统能保持内部的稳定以及与环境的协调的一种特性。

目的性原则要求我们在研究系统发展趋向时，必须把握它的反馈机制。《稳态与环境》模块中的知识结构反映了生命的系统性、层次性以及适应性。稳态是生命系统的一种状态，它不仅指个体内环境理化性质的相对恒定的状态，而且存在于生命的各个层次上，细胞、群落和生态系统在没有受到激烈的外界环境因素影响时，都处于稳态。生命系统的稳态实际上是一种动态平衡。一方面这种稳态由于内部代谢过程和外部环境因素的影响而不断遭到破坏，另一方面，通过一定的反馈调节机制，又使生命系统恢复新的平衡。生命系统正是在稳态不断受到破坏而又同时得到恢复的过程中得以维持和发展的。生态系统是一个开放系统，具有一定的自我调节能力，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态，实现物质循环和能量流动的相对稳定。

最优化原则：即现实系统都是变化、发展的，应当在动态中协调系统各方面的关系，使系统达到最优化。

细胞生物学的发展历程范文篇8

细胞衰老是细胞不可逆的失去增殖能力的过程，被认为是机体抑制肿瘤发生的重要屏障[2]。但是也有研究表明衰老细胞可以通过分泌表型促进肿瘤发生。因此，细胞衰老与肿瘤之间的关系还需要进一步的研究。而对细胞衰老发生的分子机理的理解，有助于我们开发新的肿瘤治疗策略。目前已经发现多种基因毒性刺激都能诱发细胞发生早熟性细胞衰老，如端粒缩短、原癌基因激活、辐射损伤、活性氧损伤等，这些刺激都能引发DNA损伤[3]。

细胞衰老存在于多学科中，属于交叉学科，它自产生就与抽象、深奥的哲学紧密联系、相互促进。

一、细胞衰老学说的研究，离不开哲学思维的发展

哲学的发展来源于人类在探索世界时候的不断反省，通过对生命的意义的思索，促进着自然科学的发展。20世纪60年代，Hayflick和Moorhead等人[4]在体外培养人正常成纤维细胞时发现：多株体外培养的正常人成纤维细胞，在经历多次细胞分裂之后，并没有无限制的增殖，而是发生了增殖失败现象。当排除了因细胞体外培养和营养需求改变等因素的影响后，他们确定这是细胞固有的一种生理状态。而与此现象相佐证的是：胚胎来源的成纤维细胞的增殖能力要比成体来源的成纤维细胞的增殖能力更强。这种现象使得他们提出了细胞衰老（Cellsenescence）的概念，并认为这种细胞增殖失败的现象与器官的老化是相关联的[5]。西方医学的很多发展都源于哲学的进步，他们观察自然和人类生活的变化，产生哲学思辩，从而研究物质存在的机制。西方的哲学发展较快，较为进步，正式哲学的发展促进了其他学科的发展，哲学思维给予了医学正确看待生命与健康的理论指导。医学家在哲学世界观与方法论的指导下，从事基础医学研究，推动着医学进步发，促进了基础医学的进步。

二、细胞衰老学说研究要靠实践的唯物主义哲学思想

细胞衰老机制研究是一门医学基础的研究，归从于细胞生物学研究，必须通过反复的实验进行验证。而细胞衰老对于机体器官的衰老，机体本身的衰老都是其研究的基础，是其理论基础，哲学思想充斥在科学实践与理论思维之中。细胞衰老机制研究是一个基础认识过程，由感性认识到理性认识，从机体自然界的生老病死的现象，使人类产生研究其基本结构单位细胞的想法，对细胞衰老的机制研究，进一步解开人类机体衰老的奥秘，从认识到实践，实践再进一步指导认识，实现科研造福于人类的意义。

三、细胞衰老学说研究依靠哲学思维发挥出社会效应，实现价值

哲学对医学的发展具有世界观的理论指导意义，细胞衰老学说的发展也不例外。列文虎克发明第一台显微镜,初步认识了微生物，人类就开始了细胞学说的研究。从细胞的大体结构，细胞壁、细胞器、细胞核的研究，到微细的细胞结构中细胞各组织结构的功能，细胞内信号的传导、物质的代谢，再到细胞生长、增殖、衰老、凋亡机制的研究，所有这些都离不开哲学的指导需要哲学思维价值观来指导任一学科的发展，同时细胞衰老学说的研究，必然伴随社会价值的体现，人类向往永生，向往肌肤的永生，甚至生命的永生，所以哲学承担起揭示医学科学社会效应的责任，指导细胞衰老的研究来充分发挥出其社会效应，这涉及人的出现，生存、发展等一系列哲学问题。离开了哲学，科学的理论基础就将崩塌。物理学家玻恩曾经说“每个现代科学家，都深刻地意识到自己的工作是同哲学思维错综地交织在一起，要是没有对哲学文献的充分认识，他们的工作会是无效的”[6]。细胞衰老学说的研究不是独立的个体，它是普遍联系的，将之与环境问题，经济问题，社会人文问题、法律问题等等综合研究才能真正实现社会价值，为社会的发展，社会的前进起到应有的作用。

四、细胞衰老学说离不开哲学思维的唯物辩证法

科学研究中的哲学思维是与一般科研思维融入一体，真正的唯物主义哲学并不认为假说是唯心的，需要通过不断地提岀新的假说或假设，然后通过构建科学技术，进不去证明。假说或假设是科学无法存在的基础，是科学向前发展的动力。这就是科学的理性主义态度或方法论。用胡适先生说科学的态度或方法就是“大胆地假设，小心地求证”[7]。假设-验证是医学科学家常常使用的思维方式。细胞衰老学说就是首先通过假设，然后通过实验的不断证实进行的，只有不断的假设，不断的通过基础实验去验证，才能使衰老学说的机制得到很好的验证，才能不断的进步，不断的探究，更好的使用在机体衰老机制的研究。

五、正确认识事物的逻辑方法

细胞生物学的发展历程范文篇9

能量代谢与细胞转化

但是，普通的体细胞是如何逆转而成为干细胞的却一直是一个谜。为此，有人怀疑山中伸弥的研究并不真实。不过，后来，其他一些国家的研究人员采用同样的方法也获得了iPSCs，争议之声才有所平息。但是，体细胞是如何被诱导来重新编程并成为多能干细胞的，一直让人捉摸不透。从2010年到2011年，陆续有一些研究证明，体细胞转化为诱导多能干细胞要经历生物能量转换。在些研究结果基础上，研究人员预测，未来，尤其是2012年研究人员将通过对干细胞代谢的深入研究来阐明普通细胞是如何转化为干细胞的，干细胞是如何自我调节和人工调节的。类研究能帮助人们弄清体细胞逆转成为干细胞的奥秘。

体细胞转化为干细胞的关键在于细胞重编程。而细胞重编程涉及多种分子机制，些分子机制都属于细胞代谢范畴。美国梅奥医学中心的福尔米斯等人在2011年8月3日的《细胞代谢》上发表文章指出，细胞重编程导致了一种从氧化到糖分解的生物能量转变状态。意味着，生物能量的转变是细胞具有多能性的前提。也可能是体细胞被诱导为多能干细胞(类似干细胞)的基础。

细胞代谢包括细胞生存的稳定性、细胞生长和细胞分化等过程，些过程必然涉及细胞重编程。在细胞代谢过程中，能量的产生和利用是一个关键因素，因为细胞只有具备和利用能量，才能进行细胞代谢。正如人体必须有能量吸收和转化才能维持生命的功能一样。近年来的一些研究表明，体细胞主要是利用线粒体的氧化磷酸化获得能量，而诱导多能干细胞的产生则依赖于糖酵解。

福尔米斯等人则证明，在细胞重编程阶段，体细胞中成熟的富含嵴(线粒体内膜向基质折褶形成的结构)的形态向诱导多能干细胞(iPSCs)的很不成熟和缺乏嵴的结构转变。而葡萄糖利用和乳酸盐产物在诱导多能干细胞中比在体细胞中多，而且诱导多能干细胞中的氧消耗较少。

蛋白质组代谢的分析也表明，相对于其亲本成纤维细胞，诱导多能干细胞提升了糖分解酶的水平并且降低了电子传递链的水平。而且，通过增加介质葡萄糖水平来刺激糖酵解也增加了细胞重编程的效率，反之，抑制糖酵解则降低细胞重编程效率。与其他一些研究的结果相同或相似。

糖酵解是关键

所有些研究结果都指向一个方向，诱导体细胞重编程而成为诱导多能干细胞是与大量的生物能量重组相联系的，其本质是，促进体细胞线粒体氧化向依赖糖酵解的多能化状态转化。最为重要的是，细胞中糖酵解变化是在细胞的多能化标记获得之前发生的。使用四甲基罗丹明乙酯(TMRM)荧光染色法，可以观察细胞内部并测量线粒体，研究人员由此发现，在细胞重组期间(对细胞转入Oct4、Sox2、Klf-4和c-Myc基因7天后)，糖酵解的基因表达增多。个时间是在多能化的基因表达之前。而多能化基因表达是在转入Oct4、Sox2、Klf-4和c-Myc基因14天之后。

细胞生物学的发展历程范文篇10

关键词：情境体验教学理论高中生物生命意识

教育是传承文化、培养人才的社会活动，教育的目的在于促进人的发展和社会的发展［1］。随着课程改革的深入，如何运用教学理论改进传统的教学理念、方式和方法，还学生以情感动力和生命活力，以满足新课程对人才培养的要求，促进学生的全面发展，是值得每一个教育工作者思考的问题。

1.情境体验教学理论的内涵

一般认为，情境是具有情感色彩的教学场景。教学情境就是以直观的方式再现书本知识所表征的实际事物或者实际事物的相关背景［2］。现代教学理论的“体验”是在实践层面、唤醒学生的主体意识，体现学生的生命价值，使生命体验不仅成为学生有效的学习方式，而且成为课堂生活的常态。从哲学角度看，体验又指人与自然环境及各种客观事物之间的关系与存在状态，也是个体生命之所以为生命的一种状态［3］。在张志勇主编的《唤醒情感――情境体验教学研究》一书中，作者李秀伟提出了情境体验教学理论。该理论整合了情境教学和体验教学的思想，致力于创设教学情境，改变传统的教学环境，唤醒学生情感，变革学生的学习方式，强调学习过程中主动的生命体验。情境体验教学将注重情感场的“情境”和“体验”两个教学领域结合起来，在教学实践中表现为一种新的教学范式，凸显学生主体生命性的关注，特别注重学生在学习中的入情入境、亲历体验。这种教学范式从建构良好的课堂教学情境入手，以学生的体验和反省为组织依据，实现师生之间生命与生命的交流与感悟。

2.情境体验教学理论在高中生物教学中的运用

情境体验教学理论强调作为教育对象的学生在受教育过程中的主体地位，关注其在成长过程中的生命本质。在高中生物教学中，从生物学的角度切入，创设融入生命意识的教学情境，有利于促进学生知识的丰富、能力的发展、精神价值的提升，使生命成长的体验更加精致、更加深刻。笔者认为在高中生物教学中可以运用情境体验教学理论创设关注生命意识的教学情境。

2.1创设教学情境，体验生命的有限性。

由于各种原因，不少高中学生不善于抓紧有限的时间主动参与学习，表现为没有远大的理想，得过且过，浪费青春。在高中生物教学中，教师可以创设一定的教学情境，使学生体验生命的有限性，从而认识到生命的珍贵，积极参与学习过程，促进自身的成长发展。

案例1：细胞的寿命

教师：生物是由细胞构成的，所有细胞的寿命都一样吗？

教师出示细胞寿命的数据表：

学生：细胞的寿命有很大的差异。

教师：生物体是由细胞构成的，对于单细胞生物来说，细胞寿命的结束意味着什么？

学生：生物个体的死亡。

教师：对于多细胞生物来说，构成一些重要器官的细胞大量凋亡将导致个体寿命的结束。不同种生物个体的寿命也是不同的。

学生：细胞的寿命是有限的，人的寿命也是有限的。

教师：我们对生命应该采取什么态度？

学生：我们应该珍视生命。

生命是大自然的产物，是脆弱的、有限的。生命个体的出生、成长都受到时间、空间的限制，还要经受生存环境的考验和选择。认识并体味生命的有限性，学生就会更加珍视生命、尊重生命，从而充分利用有限的时间努力学习，更好地发展自己的生命。

2.2创设教学情境，体验生命的超越性。

有些学生在学习过程中怯懦软弱，经不起挫折，一遇到困难就垂头丧气、怨天尤人。在教学中教师可以创设一定的情境锻炼他们的毅力，锤炼他们的意志。教育的目的不仅要发展学生的能力，而且要为学生的躯体注入一种精神气质，实现学生的精神超越，不断追求新我，使学生整体生命的发展达到认知与情感的统一，成为“自我实现”的人。

案例2：生命的进化历程

教师：地球上一开始就有生命吗？

学生：生命的出现是在地球形成之后。

教师：科学研究表明，地球已经有46亿年的历史，而生命是在30多亿年前形成的。

教师演示生物进化历程示意图，学生观察。

教师：生物是怎样进化的呢？

学生甲：从单细胞到多细胞。

学生乙：从水生到陆生。

学生丙：从低等到高等。

……

教师：生命从诞生之后，自身也经历着无限发展变化的过程。在与环境的斗争过程中，不断地超越自己，克服困难，适应环境。我们能从中领悟到什么？

学生：我们的成长过程也是一个克服困难、适应环境、超越自己、发展自己的过程。

生命的生存和发展受到时间、空间等条件和环境，以及内部因素的限制，这是生命的有限性。生命的发展又是一个动态的、变化的、无限的过程，是一个对环境和自身的无限超越和适应的过程。对这个过程有了深刻认识，学生就能在有限的时空和环境中勇于面对挫折，不断地克服困难，提升生命的质量，创造生命的价值，焕发生命的光彩。

2.3创设教学情境，体验生命的平等性。

经过多年的改革，我国的社会发生了深刻的变化。经济的高速发展，造就了一批富裕的家庭。在这样的家庭中成长起来的孩子，生来就有一种优越感，加上受到各种因素的影响，有些孩子在成长过程中养成了骄横高傲、目空一切的性格，认为自己高人一等。在教学中教师可以结合具体内容创设生命平等的教学情境，对这些孩子进行潜移默化的教育。

案例3：细胞的结构

教师：细胞有哪些基本结构？

教师演示细胞结构模式图。

学生：细胞的基本结构有细胞膜、细胞质、细胞核。

教师：真核细胞的细胞质中有哪些细胞器？

学生：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、中心体、核糖体等。

教师：不同种类的生物，其细胞的结构大体相同，给我们什么启示？

学生：不同种类的生物可能具有共同的祖先。

教师通过有目的地创设教学情境，能使学生体会生物体在组成或结构上的相似性，从而领悟到生命具有共同的久远的祖先，生而平等，尊重其它生命个体也是对自己的尊重。

2.4创设教学情境，体验生命的独特性。

在教学实践中，经常会碰到由于受到多种因素的影响而异常自卑的学生，他们认为自己天生愚笨、能力低下、技不如人。由于对自我的认识产生了偏差，因此他们处处表现平庸、毫无个性，往往情绪低落、自暴自弃。在教学中教师可以设置教学情境对他们进行生命的独特性教育。

案例4：DNA指纹

教师：世界上除同卵双生外，几乎没有指纹完全一模一样的两个人，所以，指纹可以用来鉴别身份。每个人的DNA也不完全相同，可以给我们什么启示呢？

学生：通过DNA分析，也可以用来鉴别身份。

教师演示人DNA指纹图。

教师：研究表明，每个人的DNA都不完全相同。通过DNA分析来鉴别身份的技术，叫DNA指纹技术。DNA指纹具有完全个体特异的多态性，即每个人的DNA都是独特的。这种具有个体特异性的遗传物质，对每个人具有什么意义呢？

学生：使每个人表现出各自的个体特点，如天赋、兴趣、爱好……并与各人独特的个性相关。

教师：个人DNA指纹是大自然巧夺天工的优厚馈赠，从这点出发，我们对自己应该持什么态度？

学生：应该感到自信和自豪。

生命是具体的、独特的。人类作为生命中的一个群体，又有自己的独特性。每个人在自己的成长过程中，都会表现出自己独一无二的个性和特质。而对生命和人的独特性在生物学上的认识、认同、体验和欣赏，有利于学生发展良好的情感，形成完善的人格和个性特征。

2.5创设教学情境，体验生命的和谐性。

由于我国计划生育政策，现在多数高中生都是独生子女。在成长过程中，有些学生受到长辈的不当呵护，甚至溺爱娇纵，表现为自私冷漠、心胸狭隘、对他人没有同情心，不善于与他人共处。在教学中教师可以创设相关情境改变这种状况。

案例5：互利共生

教师演示豆科植物的根瘤结构图。

教师：豆科植物供给根瘤菌有机养料，根瘤菌将空气中的氮气转换为植物可以吸收的氮肥。豆科植物和根瘤菌之间是一种什么关系？

学生：相互依存，彼此有利。

教师：共同生活的两种生物之间的互惠互利关系即互利共生。这种关系对于人类社会生活有什么启示？

学生：人与人之间也应该互相帮助，互相扶持，互相关爱，互惠双赢，活出精彩美好人生。

教师通过一定的教学情境，可以引导学生思考体味生命的有序与和谐，理解人自身、人与人之间、人与社会、人与自然之间的和谐美，使学生在学会认知、学会生存、学会做事的同时学会共处，体现教育对生命的终极关怀，从而提高生命的质量。

在教育过程中，教师应使学生习得知识和技能，以获得生存手段，满足人的物质需要；同时必须通过教育，激发学生的内在生命发展需要，完善人的生命性。教师通过高中生物情境体验教学的开展，积极创设关注生命意识体验的情境，可使学生更加深刻地体验人的生命意义，有利于实现新课程标准所提出的知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观等课程目标，从而促进人的发展和社会的发展。

参考文献：

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细胞生物学的发展历程范文篇11

如果说社会是肢体，那么每一个村庄就是构成肢体的细胞。若每个细胞都能和谐成长，肢体也必然健康和谐。如何使细胞和谐成长呢？下面我想以长潭村土家部落为例进行探索：

一、长潭村土家部落概况

长潭村位于龙山县南部，背靠八面山，前临酒水河，东与岩冲乡岩冲村交界，南与里镇吴家寨接址，西与清江村比邻，北与月吾村相连，长潭河穿村而过。地处丘陵中河谷冲积平原，海拔在240米-400米之间。气候适宜，雨量充沛。年平均气温16.4℃、最高气温39℃、最低气温-2℃，年降雨量1046.2mm。境内山峦叠嶂、密林深幽、沟壑纵横、溪流交错，古树掩村、河水见底；资源丰富、鸟语花香。这里独特的土家文化底蕴、神奇的自然景观、丰富的自然资源……为这个细胞的成长提供丰厚的物质基础，然而偏僻的地理位置、闭塞的交通等却阻碍了它的成长。

二、生命细胞概念

结构上，概括地讲，一个典型的生命细胞有以下几方面的构成(图1)。

一是细胞液和细胞基质：它们构成了细胞内部的整体环境，是维持细胞内部功能体存在和高效功能活动的基底。

二是细胞内部的功能体：包括含有染色体和基因的细胞核。在一个良好的细胞环境基质上，它们进行着包括细胞分裂，物质、能量、和信息的转化、储存，甚至自我解体的一系列功能，是细胞中最具创造力和能动性的部分。

三是细胞内外流通结构：包括细胞内的微管和微束、胞间连丝，它们是细胞内部各功能体之间以及细胞与外部联系的通道，承担着传输物质、能量和信息的功能。

四是细胞的边界结构：包括细胞膜和存在于植物细胞中的细胞壁，它们既是隔离的边界，又是联系的介面。事实上细胞膜以及各个功能体的膜，是各种物质能量和信息交流最活跃的部位。

细胞的上述结构和功能的特质，对于我们在一个更普遍的意义上认识系统的结构和功能具有启发意义。

根据Lovelock的盖娅（Gaia）理论(1979)，大地本身也是一个生命体：地表、空气、海洋和地下水系等通过各种生物的、物理的和化学的过程，维持着一个生命的地球。这一大地生命体同样具有类似于生命细胞的生命基本单元。在某种意义上说这一细胞便是景观生态学所定义的"景观"（Landscape）:一个地域综合体，一个具有结构和功能的生态系统。

景观生态理论的发展与细胞理论都是在人类延伸了其视觉功能过程中发展起来的，只是延伸的方向完全不同而已。后者是人类对显微世界的延伸，而前者则是对遥感世界的延伸。景观生态学是通过景观空间格局和景观元素形状的设计，维护各种生态过程的健康和安全（Forman,1990;Yu,1996），使生命的大地得以持续，并能最大限度地满足人类生活、休闲和娱乐的需要（Forman1995）。景观的基质、斑块、廊道及边界，正如生命细胞的细胞基质、功能体、流通结构和细胞膜一样，构成了生命大地的活细胞，是大地机体的基本单元。而人类的健康和创造力也在很大程度上依赖于这一大地生命细胞结构与功能的完整性和可持续性。因而，适应本身就是一种创造，是一种创新的过程，正如艺术家在创造优美的诗篇或是画面。设计一个创新的、把传统文化和现代设计理念相结合的充满活力的生态环境，在很大程度上与设计一个结构完善，生态功能健全，可持续的具有深厚文化底蕴的景观综合体是一致的。正如一个细胞，因其有完善的结构，使其具有卓越的适应能力，新陈代谢能力及自我繁殖功能一样，一个具有完善格局的景观综合体，具有健康的生态过程和有利于人类创新过程的特质。生命的细胞是一个高效的系统，它包含了生命机体的所有信息，且能自我新陈代谢，自我繁殖，并与其他细胞协同工作。它包括：由大量水和养分构成的基质，包括细胞核在内的多个功能体，细胞内部和与外部的联系通道，以及细胞膜。大地同样是一个生命的机体，景观则是这一生命机体的细胞单元，良好的景观结构和可持续的生态过程是大地机体健康和安全的保障，同时是人类创造力的源泉。这个以创造和谐人居环境——将人文、自然、生态融为一体的土家族家园应该成为大地生命机体和里耶——乌龙山旅游区的一个活细胞，它将具有以下的结构和功能特征。

基于生命细胞的概念和上述构思来源，本规划有以下四大特征：

(1)生态基质：一个可持续的河谷冲积平原湿地系统

这一河谷冲积平原湿地系统犹如生命细胞的细胞液和细胞基质，滋育着土家部落家园的生长和发育。河谷冲积平原有丰富的水源：一是周边汇集山体丘陵的地表径流；二是穿流于村中的长潭河；三、汇集处理后的生活污水。

湿地系统分为两部分：

第一，生活污水处理湿地：二条与污水处理池相结合的线性湿地走廊，分别位于长潭河东、西侧，各自环绕村落边界。来自各个功能体的污水。集中后，引入污水处理池。后顺地势沿湿地走廊缓慢流淌，使之与湿地植物充分接触和降解，最后排入中部的长潭河，或排入养殖池。

第二，中部景观和休闲湿地是以长潭河为主，结合雨水和处理后的废水，形成以景观和休闲为主要功能的湿地系统，湿地走廊枝状延伸八周围的建筑群。这里生长着荷花、菖蒲、茨菇等丰富多样的植物和多种生物及鸟类，纵横的栈道穿越其间，成为独特的景观和休闲地。

这个湿地系统构成了一个能自我更新的，可持续的生态基质，成为人们生产生活的乐园。

(2)功能体：高效的创新单元

功能建筑群如同细胞核及细胞器，有完善的结构，高效运作，富于创新能力。功能建筑群在总体分布上是沿长潭河两侧布置，以放射的方式向外发展。长潭河畔的功能建筑和滨河景观是人们相对集中的商贸场所以及各类正式和非正式交流场所(酒吧、茶座等)。追溯历史，这里曾是土家部落的发源地（人类祖先早期在进行村镇聚落时，总是沿河流、湖泊等自然水轴展开的）。老街和旧寨便是发展中留下的历史痕迹。今天这里仍是土家部落家园的中心区，它沿着原来的轨迹向南发展，更完善的功能体使其加速运转的脚步。

由中心区延伸出来的是以新的居住地、自然景观和家园生态绿地为主，担负着为中心区创造优良的环境，确保其健康、和谐的运转。

(3)流通网络

犹如细胞的信息及物质联系的通道，物质流通网络主要包括：陆路交通，由中心区向四周放射布局，北有内-长公路、南为里-长公路、东辟长-岩公路、西连长-月公路；水流：生命环境的载体，包括三部分；一是水路交通，北通酉水（里耶），南连内溪等其他村落。二是污水流，实行暗渠分流排污，将生活污水排入氧化池——湿地污水处理系统，再利用作为湿地水源。二是地表径流通过地形改造，汇雨水于低洼之处或水渠，用于稀释经处理的生活污水或灌溉用水。发达的流通网络为土家部落家园各功能区之间以及家园与外部联系提供了保障。

(4)边界

内与外的界定，犹如细胞膜，它是园区各功能区之间及其与外界联系与隔离的介面包括园区边界地形、山体、密林、及河流水体，形成一条视觉上和实际上的隔离边界，是和谐家园的整体形象的组成部分，是家园和谐发展的保障，同时也界定了家园发展的范围和规模。功能体间的边界：河流本身的结构及现有的交通模式，结合地形和绿地，使各个功能区相对独立。而通过步行道和非正式交流场所将它们联为一体。

根据本规划的特色，必须提高对“家园极植”概念的认识，消除“家园盲点”，以确保家园永恒和谐的发展。

细胞生物学的发展历程范文

关键词高职高专医学遗传减数分裂有丝分裂

减数分裂是有性生殖的个体在形成生殖细胞过程中发生的一种特殊的细胞分裂方式，在真核生物和生命周期中具有非常重要的意义。然而减数分裂是连续变化和微观抽象的过程，学生对此难以掌握，成为高职高专《医学遗传学》教学中的重点和难点。传统教学模式都是以描述染色体的动态变化为主，虽然学生能较好地理解减数分裂的过程和特点，但与后续相关知识联系运用时效果不理想。根据笔者几年来的教学实践，认为在“减数分裂”教学过程中应结合有丝分裂、人类生殖细胞的发生、优生优育、遗传基本规律和生物变异等方面展开探讨，使学生深刻理解减数分裂的过程和意义，为学好医学遗传学及其相关医学学科奠定良好的基础。

一、有丝分裂与减数分裂

减数分裂是一种特殊形式的有丝分裂，分为减数分裂Ⅰ期和减数分裂Ⅱ期。可以利用学生已熟知的有丝分裂，讲述减数分裂的具体过程，并且对比此过程与有丝分裂过程中染色体形态和数目的变化特点，用图表的方式归纳和表现更直观易懂。

二、人类生殖细胞的发生与减数分裂

1．的发生

男性的曲精细管上皮内有许多的精原细胞，通过有丝分裂不断增加数量，自胎儿起精原细胞处于休止状态。男性性成熟时，一部分精原细胞（2n＝46）长大分化成为初级精母细胞。初级精母细胞进入减数分裂Ⅰ期，发生联会、交叉且每对同源染色体彼此分离后，分裂成2个次级精母细胞；这两个次级精母细胞经减数分裂Ⅱ期分裂成4个精细胞。此后精细胞再经过形态和生理的变化才能成为有受精作用的。一个初级精母细胞（2n＝46）经过成熟期减数分裂后生成4个（n＝23）。精原细胞经过增殖、生长、成熟分裂，最后变形发育成的过程，一个周期约需2个月左右。

2．卵子的发生

女性卵巢中的原始生殖细胞通过有丝分裂增殖成为卵原细胞（2n＝46）。卵原细胞进入生长期体积增大。大约在胎儿三个月，发育生成初级卵母细胞（2n＝46）。这些细胞都停滞在减数分裂前期Ⅰ的双线期。性成熟后，每月只有1个初级卵母细胞继续发育，完成减数分裂Ⅰ期分裂成一个次级卵母细胞和一个第一极体。排卵时再次停止在减数分裂Ⅱ的中期。受精时，这个次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ期分裂成一个成熟的卵子（n＝23）和一个体积较小第二极体（n＝23）；同时，那个第一极体也进行减数分裂Ⅱ期分裂成两个第二极体。所以，一旦形成卵子，就意味着是一个受精卵。如未受精则将退化死亡。一个初级卵母细胞经减数分裂成一个卵子。

和卵子的发生都经过增殖、生长、成熟等过程，两者的发生虽然有一些差异，但都有一个共同的特点，即在成熟期中进行减数分裂，形成的和卵子染色体数目只有体细胞的一半，受精后形成的受精卵又恢复了二倍数的染色体，从而保证了后代遗传物质的相对稳定性。

3.优生优育与减数分裂

男性在形成过程中，精原细胞长期经历着无数次的有丝分裂，若与环境中的有害物质接触，易发生基因突变。非整倍体是人类最常见的染色体异常，男性吸烟可导致染色体非整倍体的出现，其原因是减数分裂中生物碱(来自于吸烟)与微管蛋白结合(微管蛋白为纺锤体微管中的一种蛋白)，干扰微管聚合及装配，破坏纺锤体功能，从而影响染色体从赤道向两极的牵拉，导致所合成的子细胞染色体数量上的错误(非整倍体)。不育男性中精母细胞染色体配对紊乱会导致减数分裂停止，进而导致无精，或染色体非整倍性。另外，男性一生中产生的总数约为1012，即一万亿个。因此年龄越大，经历减数分裂时发生DNA编码错误的风险也越高，所以子代患单基因遗传疾病或非整倍体的机率增高。

女性正常卵子发生过程中，存在两次生理性停滞，即减数分裂I前期双线期停滞和减数分裂II中期停滞，这些停滞对卵母细胞完成正常减数分裂以及生物的成功繁殖至关重要。若这些停滞不能被适时克服从而使卵母细胞恢复减数分裂，或卵母细胞发育停滞在其他时期，则可能导致雌性不育。从卵母细胞到成熟卵子生成的间断过程可持续十余年到数十年之久，一方面可以导致卵母细胞老化，在减数分裂时出现染色体不分离，这是母亲年龄大导致染色体非整倍体患儿（如：21－三体综合症）发病率增高的原因；另一方面时间越长环境因素对女性健康生育的危害也就越大。如女性吸烟，有研究发现双倍染色体（46而不是23）卵细胞比例增加与每天吸烟量有关，且三倍体受精卵比例也增加。此外，性别畸形、猫叫综合症以及肿瘤的产生都是由于减数分裂异常所致。

4.遗传基本规律和减数分裂

分离定律、自由组合定律和连锁互换定律，被称为遗传学的三大定律，既适用于动、植物也适用于人类遗传，是医学遗传学的重要理论基础。而与之遗传三大定律关系密切的物质基础是减数分裂。

分离定律细胞学基础：在减数分裂过程中，来自父母双方且形态、大小相同的一对染色体（即同源染色体）在前期Ⅰ配对联会，到后期Ⅰ彼此分离，分别进入不同的子细胞。

自由组合定律细胞学基础：在减数分裂后期Ⅰ中，同源染色体彼此分离，非同源染色体随机自由组合成两组，分别进入不同的子细胞。

连锁与互换定律细胞学基础：在减数分裂前期Ⅰ的粗线期至终变期中，同源染色体联会，此外同源染色体间的非姐妹染色单体之间发生了交换使同一条染色体上的基因重组。

染色体是基因的载体，所以减数分裂时染色体动态变化与基因遗传行为具有一致性，这就意味着减数分裂过程中会发生许多与遗传密切相关的事件。

5.生物变异与减数分裂

人类生殖细胞的形成必须经历减数分裂。在其过程中同源染色体彼此分离，非同源染色体随机组合进入不同的生殖细胞，这就导致了物种遗传多样性。人类细胞有23对染色体，经过减数分裂可形成223（8?06）种不同染色体组成的生殖细胞。精卵结合的受精卵就有（8?06）2＝64?012种遗传组合。除同卵双生的现象外，地球上找不到完全相同的两个人。如果再考虑减数分裂Ⅰ期中每个二价体平均形成2.36个交叉，从而经过重组而改变染色体的构成，这又会增加生殖细胞中染色体组成的差异。因此减数分裂不仅是保证生物物种染色体数目稳定的机制，而且也是产生物种遗传多样化、不断进化的动力。

总之，减数分裂教学中结合与其相关的知识进行分析和应用，这样不仅强化了知识的连贯性和完整性，也培养了学生善于思考和应用拓展性思维的学习习惯，不但为后续知识打下深厚的基础，同时也有效地培养了实际运用的能力。

参考文献：

[1]汪蕾.减数分裂和配子形成的教学体会《现代医药卫生》，2007，23(12)：1896.