生物細(xì)胞作用范文

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生物細(xì)胞作用

篇1

【關(guān)鍵詞】 CIK細(xì)胞;DCCIK細(xì)胞;生物學(xué)活性;抗淋巴瘤

The biological activity and antitumor effect against lymphoma cells in DCCIK cells

ABSTRACT: Objective To investigate the proliferation activities, phenotype changes, level of secretory cytokines and antitumor activity against lymphoma cells of DCCIK cells in coculture of cytokineinduced killer (CIK) cells with dendritic cells (DC). Methods DC and CIK were prepared from healthy human peripheral blood mononuclear cells. They were cocultured peripherally. CIK cells were cultured alone as controls. Increased number of cells were counted by tapanblue staining, killing activity was detected by MTT assay, cells phenotypes were analyzed by flow cytometry, secretions of INFγ and IL12 were determined by ELISA. Results The proliferation activity of DCCIK cells was significantly higher than that of CIK cells (P

KEY WORDS: cytokineinduced killer cell; dendritic cellscytokine induced killer cell; biological activity; antilymphoma

細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(cytokineinduced killer cells, CIK)是一種體外增殖能力強(qiáng)、殺瘤活性高及對多重耐藥腫瘤細(xì)胞較敏感的廣譜抗瘤免疫活性細(xì)胞[1]。樹突狀細(xì)胞(dendritic cells, DC)是目前已知的功能最強(qiáng)的抗原遞呈細(xì)胞,可以在體內(nèi)、外向T淋巴細(xì)胞遞呈抗原,并誘發(fā)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞反應(yīng)[2]。在本研究中,我們通過多種細(xì)胞因子組合從正常人外周血中誘導(dǎo)DC、CIK細(xì)胞,并將兩者共培養(yǎng),觀察DCCIK細(xì)胞體外增殖能力、殺傷活性、免疫表型變化及分泌細(xì)胞因子水平,旨在為其臨床應(yīng)用提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要試劑 rhIL2、RPMI 1640培養(yǎng)基及四甲偶氮唑鹽(MTT)均為Sigma公司產(chǎn)品,培養(yǎng)用CD3McAb由Neomarkers公司提供,rhIL1、rhIFNγ、rhTNFα為上海生物制品研究所產(chǎn)品,rhGMCSF為先靈葆雅公司惠贈,rhIL4購自Gibco BRL公司,流式細(xì)胞儀標(biāo)記抗體CD3、CD3CD4、CD3CD8、CD3CD56及檢測細(xì)胞因子(IL12、IFNγ)的ELISA試劑盒均購自晶美生物工程有限公司,鼠抗人CD1a、CD14、HLADR和FITC兔抗鼠熒光二抗購自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院天津血液學(xué)研究所。

1.2 靶細(xì)胞來源 Raji為人組織淋巴瘤細(xì)胞株,引自上海第二醫(yī)科大學(xué)瑞金醫(yī)院血液學(xué)研究所;新鮮淋巴瘤細(xì)胞取自外科手術(shù)切除的淋巴瘤標(biāo)本(淋巴結(jié)或脾臟),去除結(jié)締組織和壞死組織,剪成1mm3的組織塊,2.5g/L的胰酶消化后過100鋼目,經(jīng)淋巴細(xì)胞分離液分離,獲得惡性淋巴瘤細(xì)胞(malignant lymphoma cells, MLC),存于液氮中待用。要求靶細(xì)胞比例>95%,活體細(xì)胞>90%。

1.3 CIK細(xì)胞的培養(yǎng)擴(kuò)增 采集健康人外周血,肝素抗凝,以FicollHypaque淋巴細(xì)胞分離液分離獲得單個核細(xì)胞(MNC),RPMI 1640洗3次,調(diào)細(xì)胞密度為4×106/mL;貼壁培養(yǎng)1-2h,收集懸浮細(xì)胞用含10%(體積分?jǐn)?shù))小牛血清(FSC)的RPMI 1640液調(diào)細(xì)胞密度為1×106/mL,第0天加入rhIFNγ1000u/mL,放置37℃,5%(體積分?jǐn)?shù))CO2孵育箱中培養(yǎng)24h后加入rhIL2300u/mL、rhIL1100u/mL、CD3McAb 50μg/L,繼續(xù)培養(yǎng),以后每3d更換新鮮培養(yǎng)液,補(bǔ)加rhIL2。

1.4 DC的體外培養(yǎng) 參照文獻(xiàn)方法[3]。獲得健康人外周血MNC中的貼壁細(xì)胞,用含10%(體積分?jǐn)?shù))FSC的RPMI 1640培養(yǎng)基培養(yǎng),其中包含rhGMCSF 550u/mL,rhIL4500u/mL。隔日半量換液,補(bǔ)加細(xì)胞因子,收獲前72h再加入rhTNFα 50u/mL,誘導(dǎo)DC成熟。

1.5 DCCIK細(xì)胞的培養(yǎng) 收獲培養(yǎng)第9天的DC細(xì)胞及CIK細(xì)胞經(jīng)活細(xì)胞計數(shù)后按1∶5混合培養(yǎng),第3天和第6天,收集細(xì)胞做生物學(xué)活性測定。

1.6 細(xì)胞毒活性的測定 以不同效靶比(5∶1、10∶1、20∶1、30∶1、40∶1),把效應(yīng)細(xì)胞和靶細(xì)胞放入96孔板,另設(shè)單獨靶細(xì)胞及效應(yīng)細(xì)胞孔,每孔設(shè)3個復(fù)孔,置37℃,5%(體積分?jǐn)?shù))CO2孵育箱中培養(yǎng)48h,按本室建立的MTT法[4]測殺傷活性。殺傷活性(%)=[1-(實驗組A-效應(yīng)組A)/靶細(xì)胞A]×100%。

1.7 細(xì)胞免疫表型的分析 用流式細(xì)胞儀檢測CIK及DCCIK細(xì)胞的免疫表型;間接免疫熒光法測定DC免疫表型。

1.8 細(xì)胞因子的檢測 收集培養(yǎng)細(xì)胞上清液進(jìn)行IL12、IFNγ水平測定。采用ELISA雙抗夾心法,操作按試劑盒說明。

1.9 統(tǒng)計學(xué)處理 數(shù)據(jù)以±s表示,組間比較采用t檢驗,以P

2 結(jié)果

2.1 增殖能力的觀察 CIK細(xì)胞培養(yǎng)第6天進(jìn)入顯著增殖期,部分細(xì)胞體積明顯增大,成叢或集落狀懸浮生長。與DC共培養(yǎng)可明顯提高CIK細(xì)胞增殖速率。培養(yǎng)第15天,經(jīng)臺盼藍(lán)排斥法活細(xì)胞計數(shù),CIK細(xì)胞總數(shù)擴(kuò)增到原來的(43.57±5.11)倍,而DCCIK細(xì)胞為(60.75±4.89)倍,兩組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P

圖1 培養(yǎng)時間與增殖倍數(shù)的關(guān)系(略)

Fig.1 The relationship between the culture time and proliferation fold

2.2 細(xì)胞表型的分析

2.2.1 DC的形態(tài)及表型檢測 培養(yǎng)第9天的DC 細(xì)胞在倒置顯微鏡下可觀察到典型的樹狀或毛刺狀突起。檢測細(xì)胞表面分子表達(dá),其特異性標(biāo)志CD1a的陽性率為(80.56±1.72)%,MHCI類分子HLADR的陽性率為(92.06±3.20)%,CD14的表達(dá)率為(8.69±1.76)%。表明此種方法可以誘導(dǎo)較高純度的成熟DC。

2.2.2 DC與CIK細(xì)胞共培養(yǎng)后的免疫表型 CIK細(xì)胞單獨培養(yǎng),隨著培養(yǎng)時間的延長,CD3+CD8+及CD3+CD56+細(xì)胞的比例逐漸增加。與DC共培養(yǎng)的CIK細(xì)胞CD3+CD8+及CD3+CD56+雙陽性細(xì)胞的比例明顯高于同條件下未共培養(yǎng)組(P

2.3 體外細(xì)胞毒性 共培養(yǎng)3d的DCCIK細(xì)胞,對Raji細(xì)胞株及新鮮MLC的殺傷活性均明顯高于單純CIK細(xì)胞(P

表1 CIK和DCCIK細(xì)胞免疫表型的變化(略)

Table 1 The phenotype changes of CIK and DCCIK cells

*P

表2 DC CIK細(xì)胞對淋巴瘤細(xì)胞的殺傷活性(略)

Table 2 Killing activity of DCCIK cells on MLC and cell line Raji

2.4 細(xì)胞因子的測定 DC與CIK細(xì)胞共培養(yǎng)3d,其上清液中IFNγ、IL12的水平分別為(438.02±213.17)ng/L和(30.65±9.10)ng/L,而同條件下,CIK細(xì)胞組IFNγ為(213.96±137.00)ng/L,IL12為(10.10±0.35)ng/L,兩組相比,DCCIK細(xì)胞分泌IFNγ、IL12的水平顯著高于CIK細(xì)胞(P

3 討論

CIK細(xì)胞是由多種細(xì)胞因子如IL2、IFNγ和CD3單克隆抗體等誘導(dǎo)的一種免疫活性細(xì)胞,其兼有T淋巴細(xì)胞強(qiáng)大的抗瘤活性與NK細(xì)胞的非主要組織相容性復(fù)合物(MHC)限制性殺瘤特點[5]。DC攝取、加工、處理抗原,高表達(dá)MHCI、MHCⅡ類分子、共刺激分子及黏附分子,在體內(nèi)外具有激發(fā)初次和繼發(fā)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答功能,并能分泌Th1型細(xì)胞因子IL12,誘導(dǎo)T細(xì)胞和NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ和增強(qiáng)激活NK細(xì)胞的細(xì)胞毒活性。為此,將具有高效殺瘤活性的CIK細(xì)胞和具有強(qiáng)大腫瘤抗原遞呈能力的DC共培養(yǎng),無疑會起到一定的抗腫瘤協(xié)同作用。研究發(fā)現(xiàn)DC刺激CIK細(xì)胞后,細(xì)胞毒活性顯著增強(qiáng)[6]。本實驗顯示DC、CIK細(xì)胞一起培養(yǎng)后,共培養(yǎng)物DCCIK細(xì)胞對淋巴瘤細(xì)胞的殺傷作用顯著高于同條件下單純CIK細(xì)胞。雖然與文獻(xiàn)報道[67]有關(guān)DCCIK細(xì)胞來源、制備方法、效靶比、效靶細(xì)胞作用時間以及靶細(xì)胞種類不盡相同,但DCCIK細(xì)胞對淋巴瘤細(xì)胞的殺傷活性與文獻(xiàn)中DCCIK細(xì)胞對胰腺癌細(xì)胞DANG及CML細(xì)胞的殺傷活性強(qiáng)于CIK細(xì)胞的結(jié)論相同。證實DCCIK細(xì)胞確實具有比CIK細(xì)胞更強(qiáng)的抗腫瘤活性。CIK細(xì)胞屬于異質(zhì)細(xì)胞群,其抗腫瘤作用與CD3+CD8+、CD3+CD56+雙陽性細(xì)胞及分泌細(xì)胞因子的水平密切相關(guān)。將DC、CIK細(xì)胞一起培養(yǎng)后,兩者所分泌的細(xì)胞因子及表面分子表達(dá)發(fā)生了變化。研究發(fā)現(xiàn)DC與CIK細(xì)胞共培養(yǎng)時,DC成熟表面標(biāo)志CD86、CD80、CD40、HLADR的表達(dá)增加[8]。而CD4+CD25+細(xì)胞(調(diào)節(jié)細(xì)胞T細(xì)胞)和IL10水平下降,對腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒活性增強(qiáng)[9]。負(fù)載CA199(腫瘤相關(guān)抗原)的DC與CIK細(xì)胞混合培養(yǎng)24h后IL12的分泌量為CIK細(xì)胞單獨培養(yǎng)時6.93倍[7]。DC的抗原提呈作用能使CIK細(xì)胞分泌IFNγ的時間延長,分泌量增加[10]。我們的實驗顯示,共培養(yǎng)條件下,DCCIK細(xì)胞上清液中IL12、IFNγ分泌量均比同條件下單純CIK細(xì)胞培養(yǎng)分泌高,且CD3+CD8+、CD3+CD56+雙陽性細(xì)胞比例也比CIK細(xì)胞組顯著增多。說明DCCIK細(xì)胞的高殺傷活性與大量增殖的CD3+CD8+、CD3+CD56+細(xì)胞有關(guān),細(xì)胞因子IL12、INFγ對殺傷腫瘤也發(fā)揮了直接和間接的重要作用。DC能夠激活CIK細(xì)胞增殖。與DC共培養(yǎng)14d后CIK細(xì)胞的增殖倍數(shù)比共培養(yǎng)7d時高出兩倍左右[7]。本研究結(jié)果表明,共培養(yǎng)DCCIK細(xì)胞不僅具有很強(qiáng)的殺瘤活性,且比同源CIK細(xì)胞具有更強(qiáng)的增殖速率,共培養(yǎng)6d,DCCIK細(xì)胞總數(shù)比單獨培養(yǎng)CIK細(xì)胞總數(shù)多擴(kuò)增了17倍。說明利用共培養(yǎng)條件可提高CIK細(xì)胞的增殖能力,獲得大量高效的免疫細(xì)胞,這對于腫瘤臨床具有重要意義。本研究初步證實,DCCIK細(xì)胞增殖活性、抗淋巴瘤作用均高于單純CIK細(xì)胞,這為其臨床應(yīng)用治療或輔助治療淋巴瘤提供了實驗和理論依據(jù)。

基金項目:陜西省“三五人才工程”專項基金資助項目

【參考文獻(xiàn)】

[1]Yamaguchi Y, Ohshita A, Kawabuchi Y, et al. Adoptive immunotherapy of cancer using activated autologous lymphocytescurrent status and new strategies [J]. Hum Cell, 2003, 16(4):183189.

[2]周昌菊,馬薇,周建大,等. 自體宮頸癌樹突細(xì)胞疫苗激活的CTL殺傷效應(yīng) [J]. 癌癥雜志, 2006, 25(2):143147.

[3]Motta MR, Castellani S, Rizzi S, et al. Generation of dendritic cells from CD14+ monocytes positively selected by immunomagnetic adsorption for multiple myeloma patients enrolled in a clinical trial of antiidiotype vaccination [J]. Br J Haematol, 2003,121(2):240250.

[4]魏緒倉,邢佩霓,趙文理,等.人臍血CD3AK細(xì)胞生物學(xué)活性及抗瘤作用的實驗研究 [J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版), 2005, 26(1):5285.

[5]Wang FS, Lin MX, Zhang B, et al. Antitumor activities of human autologous cytokine induced killer (CIK) cells against hepatocellular carcinoma cells in vitro and in vivo [J]. World J Gastroenterol, 2002, 8(3):464468.

[6]Linn YC, Hui KM. Cytokineinduced killer cells: NKlike T cells with cytotolytic specificity against leukemia [J]. Leuk Lymphoma, 2003, 44(9):14571462.

[7]Marten A, Schottker B, Ziske C, et al. Increase of the immunostimulatory effect of dendritic cells by pulsing with CA199 protein [J]. J Immunother, 2000, 23(4):464472.

[8]Hackstein H, Thomson AW. Dendritic cells: emerging pharmacological targets of immunosuppressive drugs [J]. Nat Rev Immunol, 2004, 4(1):2434.

篇2

[關(guān)鍵詞]納米羥磷灰石-脂肪族聚酯酰胺;成骨細(xì)胞;生物相容性

[中圖分類號]R 783.1[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.01.009

Biological effects of nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester-amide composite on the osteoblastsDeng Xia1, Xia Xi2.(1. Dept. of Stomatology, Nuclear of Industry 416 Hospital, Chengdu 610051, China; 2. Dept. of Prosthodontics, The Affiliated Hospital of Stomatology, Chongqing Medical University, Chongqing 400015, China)

[Abstract]ObjectiveTo evaluate the biological effects of nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester-amide composite(nHA-PEA)on the osteoblast.MethodsThe Dulbecco minimum essential medium(DMEM)leaching liquor of nHA-PEA was applied to the osteoblasts of the test groups while the DMEM itself was applied to control. The methyl thiazolyl tetrazolium assay, flow cytometry and alkaline phosphatase(AKP)analysis were used to evaluate the changes in cell growth, cell cycle and cell function. Moreover, osteoblasts were cultured on the surface of nHA-PEA composite and the attachment, growth and proliferation of osteoblast were investigated. Results The cultured osteoblasts grew well and showed nomorphological variation. Osteoblasts of different test groups demonstrated relative proliferation rate ranging from 92%~107% without dose-dependent effect(P>0.05). The cell cycle and AKP activity were similar in test and control groups(P>0.05). Good cell attachment and proliferation manner were observed on the membranes. ConclusionnHA-PEA has no negative effects on the osteoblast and its osteoblastcompatibility is proved.

[Key words]nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester-amide composite;osteoblast;biocompatibility

有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料是組織工程學(xué)研究的熱點[1],該材料主要用于修復(fù)和重建人體的硬組織。納米羥磷灰石-脂肪族聚酯酰胺(nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester -amide composite,nHA-PEA)復(fù)合材料由nHA粒子與PEA均勻混合制得,其中羥磷灰石(hydroxyapatite,HA)是人體骨、牙等無機(jī)組織的主要成分,PEA及其共聚物是一類新型的生物可降解高分子材料[2]。nHA- PEA復(fù)合材料兼具了有機(jī)物的韌性和無機(jī)物的剛性,具有良好的理化性能。本研究將nHA-PEA復(fù)合材料作用于體外培養(yǎng)的成骨細(xì)胞,檢測其對細(xì)胞生長、增殖能力、細(xì)胞周期、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性的影響,觀察細(xì)胞在其表面的黏附、鋪展形態(tài),評價其對骨細(xì)胞的相容性和生物活性。

1材料和方法

1.1主要材料和儀器

達(dá)爾貝科極限必需培養(yǎng)液(Dulbecco minimum

essential medium,DMEM)、胰蛋白酶(Gibco公司,美國),新生小牛血清(成都哈里生物工程有限公司),甲噻唑四唑氮(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)試劑(Sigma公司,美國),AKP試劑盒(北京柏定生物工程有限公司)。Sanyomco-17AI二氧化碳孵箱(Sanyo公司,日本),Olympus IX50相差倒置顯微鏡(Olympus公司,日本),JSM-5900LV型掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM;JEOL公司,日本),可見光高效分析儀/HTS 7000plus多孔板紫外/熒光(PE公司,美國),流式細(xì)胞計數(shù)(flow cytometry,F(xiàn)CM;Coulter公司,美國),LightCycler檢測儀(Roche公司,德國)。1.2浸提液制備

按文獻(xiàn)[3]制得4組nHA-PEA復(fù)合材料,按其無機(jī)和有機(jī)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分組,分別為A組0和100%,B組10%和90%,C組20%和80%,D組30%和70%。將4組nHA-PEA復(fù)合材料(平均厚度0.5~1 mm)消毒滅菌后,按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 10993-5醫(yī)療器械生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)所推薦的試樣表面積和浸提介質(zhì)為6 cm2·mL-1的比例[4],置37℃濾除細(xì)菌的培養(yǎng)液中,浸提3~4 d的浸提液備用。

1.3成骨細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞懸液的制備

取生長穩(wěn)定的第4代SD乳鼠顱骨成骨細(xì)胞,經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%的胰酶消化后行細(xì)胞計數(shù),用DMEM配制5×104個每毫升的細(xì)胞懸液。

1.4甲噻唑四唑氮比色

將200μL密度為5×104個每毫升的細(xì)胞懸液加入96孔板,置于體積分?jǐn)?shù)5%的二氧化碳培養(yǎng)箱,37℃培養(yǎng)24 h,細(xì)胞貼壁后棄掉原有培養(yǎng)液,將細(xì)胞分為試驗組(A~D)和對照組(E),試驗組每組均分別加入200、100、50μL終質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為100%、50%和25%的浸提液,形成A1、

A2、A3,B1、B2、B3,C1、C2、C3,D1、D2、D3,

對照組加入原培養(yǎng)液。每日于相差顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài),生長和增殖情況。分別于第1、3、5、7 d各取96孔板1塊,每孔加入20μL的MTT,孵育4 h,每孔加入200μL二甲基亞砜,振蕩1 min,混勻,570 nm波長下測定各孔吸光度(A),取3孔均值,計算細(xì)胞增殖率(proliferation rate,RP):RP=(A試驗組/A對照組)×100%。1.5流式細(xì)胞計數(shù)

接種對數(shù)生長期的成骨細(xì)胞1×105個每毫升瓶,細(xì)胞貼壁后A~D組棄原培養(yǎng)液加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為100%的復(fù)合材料浸提液,E組加入新鮮原培養(yǎng)液,標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下3 d換液1次,培養(yǎng)7 d,消化、離心并收集沉淀細(xì)胞。流式細(xì)胞計數(shù)DNA熒光強(qiáng)度及散光參數(shù),Multicycle軟件分析細(xì)胞的周期分布和程序性死亡情況。1.6堿性磷酸酶活性檢測

取1×105個每毫升的細(xì)胞懸液3 mL加入小號培養(yǎng)瓶,將其置于體積分?jǐn)?shù)5%的二氧化碳培養(yǎng)箱,37℃培養(yǎng)24 h,細(xì)胞貼壁后棄掉原有培養(yǎng)液,A~D組均加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%的浸提液,E組加入新鮮原培養(yǎng)液,分別于第4天和第7天中止培養(yǎng),收集80μL細(xì)胞懸液,以AKP試劑盒通過HTS 7000plus多孔板高效分析儀行AKP活性測試。

1.7成骨細(xì)胞與材料的復(fù)合培養(yǎng)

將載有nHA-PEA復(fù)合膜的血蓋片試樣置于6孔板內(nèi),環(huán)氧乙烷冷消毒,磷酸緩沖鹽溶液浸泡清洗3次,每次1 h,DMEM孵育過夜備用。取1×105個每毫升的細(xì)胞懸液,分別接種于已準(zhǔn)備好的材料上,37℃,體積分?jǐn)?shù)5%的二氧化碳孵箱繼續(xù)靜置培養(yǎng)5 d。分別于第1天和第5天將試樣取出,以體積分?jǐn)?shù)10%的多聚甲醛固定,體積分?jǐn)?shù)30%~100%的乙醇梯度脫水,醋酸異戊酯置換乙醇,臨界點干燥,表面噴金,SEM下觀察。1.8統(tǒng)計學(xué)分析

使用單因素方差分析,分析各組總體均數(shù)間差別有無統(tǒng)計學(xué)意義,在檢驗數(shù)據(jù)之前對數(shù)據(jù)行方差齊性檢驗。用q檢驗比較兩組間均數(shù)的差別。P>0.05為差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1細(xì)胞生長觀察及甲噻唑四唑氮比色結(jié)果

顯微鏡下,不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的nHA-PEA復(fù)合材料浸提液組及對照組細(xì)胞培養(yǎng)6 h后均已貼壁,12 h細(xì)胞突逐漸舒展,24 h細(xì)胞開始鋪展,72 h后細(xì)胞數(shù)目明顯增多,排列規(guī)則密集,細(xì)胞呈梭形、三角形或不規(guī)則形,形態(tài)分析各試驗組與對照組細(xì)胞形態(tài)相似,顯示各組細(xì)胞均生長良好。試驗組和對照組不同時間的MTT比色結(jié)果見表1。試驗組間的MTT值及其與其對照組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);試驗組成骨細(xì)胞的相對增殖率為92%~107%,不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的nHA-PEA復(fù)合材料浸提液組對成骨細(xì)胞的細(xì)胞毒性級數(shù)為0~

1級(0級:細(xì)胞相對增殖率大于等于100%,1級:細(xì)胞相對增殖率為90%~99%)[5],不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)浸提液組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

3討論

在生物醫(yī)學(xué)材料的細(xì)胞毒性試驗方法中,最常用的是材料浸提液培養(yǎng)法和細(xì)胞材料直接接觸法。本試驗綜合運用了這兩種方法,首先選擇浸漬法,具體原因如下。1)對于nHA-PEA復(fù)合材料,nHA的生物相容性勿庸置疑;而PEA是新型的人工合成的生物降解型高分子材料,其理化性能和降解性能已有相關(guān)研究[6],但其生物相容性鮮有報道。2)由于直接接觸法共同培養(yǎng)時,細(xì)胞對材料表面和對培養(yǎng)孔板底部的黏附性有差異,細(xì)胞洗脫率的不同會產(chǎn)生干擾而使試驗復(fù)雜化。事實上,僅需考察nHA-PEA復(fù)合材料溶出物的

細(xì)胞毒性,就可以達(dá)到初步評價其生物相容性的目的,而且以材料的浸提液代替材料本身在材料學(xué)的研究中已得到公認(rèn)。本試驗嚴(yán)格按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 10993-5醫(yī)療器械生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)和要求制備生物醫(yī)學(xué)材料浸提液[4],以浸提出最大量的濾出物質(zhì),考察其對成骨細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的影響。

MTT比色是常用的細(xì)胞增殖能力檢測方法,可以對材料的細(xì)胞毒性作出可靠的定量評價[5]。本試驗在相差倒置顯微鏡下觀察到nHA-PEA復(fù)合材料浸提液不影響細(xì)胞的生長形態(tài);MTT值在試驗組間以及各組與對照組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義,試驗組的細(xì)胞增殖率在92%~107%,表明nHA-PEA復(fù)合材料浸提液對成骨細(xì)胞的生長無不良影響。因此在進(jìn)一步地對細(xì)胞周期和功能進(jìn)行的分析中,僅選用最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的nHA-PEA復(fù)合材料浸提液作為試驗組進(jìn)行分析比較。在加入HA的試驗組,MTT值略高于對照組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義且無量效關(guān)系。原因可能與其中的鈣、磷水平較高有關(guān)。

流式細(xì)胞計數(shù)已廣泛應(yīng)用于腫瘤學(xué)、生物化學(xué)和免疫學(xué)等領(lǐng)域,細(xì)胞周期檢測已成為生物材料生物相容性評價的一種可靠方法和指標(biāo)[7],是常規(guī)細(xì)胞增殖試驗的一項重要補(bǔ)充。近年來,生物材料生物相容性研究進(jìn)展之一是生物材料的生物功能性評價[8]。生物材料作用于細(xì)胞后使其周期改變,從而使其行為和功能發(fā)生改變。本試驗在MTT比色的基礎(chǔ)上進(jìn)一步使用流式細(xì)胞計數(shù),旨在從細(xì)胞增殖周期的角度來分析nHA-PEA復(fù)合材料浸提液對細(xì)胞增殖周期DNA合成的影響,從分子水平上評價材料的細(xì)胞毒性。從MTT比色可見,組間、組內(nèi)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的nHA-PEA復(fù)合材料浸提液對成骨細(xì)胞的增殖和增殖周期影響不大,細(xì)胞周期各亞期組成比和程序性死亡率差異亦無統(tǒng)計學(xué)意義。B、C、D組處于S期的細(xì)胞略多,表明加入HA對細(xì)胞增殖有一定促進(jìn)作用,但不顯著,不存在量效關(guān)系。此結(jié)果與MTT比色結(jié)果一致。

除了對細(xì)胞增殖的影響,生物材料的細(xì)胞相容性還表現(xiàn)在材料對細(xì)胞重要功能的影響。AKP是骨形成所必需的酶,是生物礦化和成骨細(xì)胞分化成熟的早期標(biāo)志物[9-10]:其表達(dá)代表骨形成狀況,表明細(xì)胞分化的開始,并隨細(xì)胞分化的發(fā)展而增強(qiáng);其活性的高低,反映了相應(yīng)細(xì)胞向成骨方向化的趨勢。本研究采用酶聯(lián)法對成骨細(xì)胞AKP的表達(dá)進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示試驗組AKP的表達(dá)量與對照組相比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,說明nHA-PEA復(fù)合材料對成骨細(xì)胞的功能酶表達(dá)無不良影響,也沒有明顯的促進(jìn)作用,不抑制其分化功能。

用浸提液作為試驗樣品測定復(fù)合材料中濾出物質(zhì)對細(xì)胞生長、增殖的影響,僅為預(yù)測材料植入體內(nèi)的潛在危害提供了初步依據(jù),其結(jié)果尚有一定的局限性;因此,需在浸漬試驗良性結(jié)果的基礎(chǔ)上再采用直接法將成骨細(xì)胞與材料聯(lián)合培養(yǎng),以進(jìn)一步考察材料本體的結(jié)構(gòu)性能對細(xì)胞生物學(xué)的影響。本研究表明,成骨細(xì)胞在復(fù)合材料上具有良好的黏附、鋪展和增殖行為,即nHA-PEA復(fù)合材料具有成骨細(xì)胞相容性和良好的細(xì)胞相容性等特性。

4參考文獻(xiàn)

[1]Wei G, Ma PX. Structure and properties of nano-hydroxyapatite/polymer composite scaffolds for bone tissue engineering[J]. Biomaterials, 2004, 25(19):4749-4757.

[2]Han SI, Kim BS, Kang SW, et al. Cellular interactions and degradation of aliphatic polys derived from glycine and/or 4-amino butyric acid[J]. Biomaterials, 2003, 24(20):3453-3462.

[3]鄧霞,陳治清,錢志勇,等.納米羥磷灰石/脂肪族聚酯酰胺復(fù)合材料[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志, 2008, 25(2):378-381, 392.

[4]李玉寶.生物醫(yī)學(xué)材料[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2003:8.

[5]王喜云,王遠(yuǎn)亮.生物材料的生物學(xué)評價方法研究進(jìn)展[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程, 2007, 26(1):95-98.

[6]Liu C, Gu Y, Qian Z, et al. Hydrolytic degradation behavior of biodegradable polyetheresteramide-based polyurethane copolymers[J]. J Biomed Mater Res A, 2005, 75(2):465-471.

[7]戴建國,黃培林,郭英,等.細(xì)胞周期作為生物相容性評價指標(biāo)的研究[J].東南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2005, 35(2):271-274.

[8]楊曉芳,奚廷斐.生物材料生物相容性評價研究進(jìn)展[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志, 2001, 18(1):123-128.

篇3

【關(guān)鍵詞】  半邊旗; 5f; ncih460; 生長抑制

inhibitory effects of  5f from pteris semiinnata  l. on proliferation of nonsmall cell lung cancer ncih460 cells

    liu yi1,wu kefeng1,li li1,george g chen2,michael ky hsin2,malcolm j underwood2,liang lianci1,3

    1. guangdong key laboratory for research and development of nature drugs,guangdong medical college, zhanjiang 524023,china;2. department of surgery,the chinese university of   hongkong,prince of wales hospital,shatin,n.t.;3.institute of biochemistry and molecular biology,guangdong medical college

    corresponding authors:liang lianci,email:plliu78@sina.comabstract:objective   to investigate inhibitory effects of 5f from pteris semiinnata l. on proliferation of nonsmall cell lung cancer ncih460 cells. methods  ncih460 cell growth inhibition mediated by 5f was detected by mtt. pihoechst double staining and tunel assay  were used to observe cell  apoptosis. flow cytometer was used to determine the effect of 5f on the content of dna in cells. results  5f displayed growth inhibitory activity against ncih460 cells with ic50 values of  21.40,4.52 and 1.02 μg/ml   at the  point  of   24, 48 and 72 hours. 5f could induce apoptosis. ncih460 cells treated by 5f were arrestet   in g2/m. conclusion  in vitro 5f  significantly   inhibited  the proliferation of ncih460 cells and the activity might   be realized through   inducing apoptosis.

    key words:pteris semiinnata l;  5f;  ncih460;  proliferation inhibited

半邊旗(pteris semiinnata l.)是生長在我國南方的傳統(tǒng)中草藥,民間用其來治療感染性疾病。從半邊旗中分離提取到一些具有生物活性的物質(zhì),以5f含量最高,其結(jié)構(gòu)為二萜類化合物,見圖1?;瘜W(xué)結(jié)構(gòu)名為11α羥基15氧16烯對映貝殼杉烷19酸(ent11αhydroxy15oxokaur 16en19oic acid)。本課題研究表明5f在體外能抑制多種癌細(xì)胞的生長并誘導(dǎo)凋亡的發(fā)生;能明顯減小k562、s180等瘤株在小鼠所形成的腫瘤大小,延長小鼠存活時間[13]。

    肺癌是目前全世界人類最主要的癌癥死因之一,其中75%~80%為非小細(xì)胞肺癌(nsnlc), 晚期肺癌患者僅有2%存活率超過5年,通常不滿1年。近年來,對肺癌患者的治療還是以化療和放療為主導(dǎo),這些治療藥物和措施會給患者帶來極大的痛苦,因此,從天然植物中提取具有抑制肺癌細(xì)胞生長的高效低毒的化合物已經(jīng)成為抗腫瘤研究的熱點。本研究旨在探討5f對非小細(xì)胞肺癌ncih460細(xì)胞生長的抑制作用及可能的機(jī)制。

    1  材料與方法

    1.1  材料

    從植物半邊旗中提取的5f,純度為100%,使用前溶于dmso。

    mtt、hoechst33342、pi為sigma公司產(chǎn)品;超級無支原體新生牛血清購自杭州四季青生物材料有限公司;rpmi1640購自美國hyclone公司;胰酶購自美國gibco公司;細(xì)胞凋亡檢測試劑盒為武漢博士德生物工程有限公司產(chǎn)品;其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

    非小細(xì)胞肺癌nci-h(huán)460細(xì)胞由本室傳代。

    1.2  方法

    1.2.1  細(xì)胞培養(yǎng)

    ncih460細(xì)胞培養(yǎng)于含10%小牛血清,100ku/l青霉素和100mg/l鏈霉素的rpmi1640培養(yǎng)液中,37℃、5%  co2飽和濕度細(xì)胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)。取對數(shù)生長期細(xì)胞用于實驗。

    1.2.2  mtt法檢測5f對ncih460細(xì)胞的生長抑制作用

    取對數(shù)生長期的ncih460細(xì)胞,用0.25%胰蛋白酶消化,rpmi1640完全培養(yǎng)液調(diào)制成2.0×104/ml細(xì)胞懸液,接種于96孔板中,每孔接種100μl(含2.0×103個細(xì)胞)。培養(yǎng)過夜后,吸出培養(yǎng)液,加入新培養(yǎng)液90μl及不同濃度的5f藥液10μl,使終濃度分別為5、10、20、40、80μg/ml。同時設(shè)置adm陽性對照組,空白對照組加入相同體積的培養(yǎng)液,每一濃度設(shè)8個平行孔。繼續(xù)培養(yǎng)24、48、72h。每孔加入mtt(5g/l)20μl,繼續(xù)培養(yǎng)4~6h。每孔加入dmso 100μl。在微型振蕩器上搖勻15min,結(jié)晶溶解后,立即比色,用elx800型酶標(biāo)儀在主波長為570nm,參比波長為630處測量od值,比色以空白孔調(diào)零。實驗重復(fù)3次。

    抑制率=(1-實驗組8孔o(hù)d值平均值/對照組8孔o(hù)d值平均值)×100%。

    bliss方法計算半數(shù)抑制濃度ic50。

    1.2.3  熒光顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)

    取對數(shù)生長期細(xì)胞, 調(diào)整細(xì)胞濃度為2.0×105/ml, 加1ml到預(yù)先放置蓋玻片的6孔板中, 24h待細(xì)胞爬片后, 加入不同濃度的5f藥液, 使其終濃度為5、 10、 20μg/ml, 繼續(xù)培養(yǎng)24h后, 用預(yù)冷的pbs洗滌2次, 加入hoechst33342  37℃染色15min, pbs洗滌2次, 再加入pi染色液于冰上染色15min,  pbs洗滌2次,于熒光顯微鏡下觀察并拍照。

    1.2.4  流式細(xì)胞儀檢測dna含量的變化

    參照文獻(xiàn)介紹的方法略加改進(jìn),1 000r/min, 離心5min收集藥物處理組和對照組細(xì)胞,pbs洗滌2次,體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇-20℃固定24h以上,pbs離心洗去乙醇后加pi染液(含50mg/l  pi,10mg/l  rnasea,0.1% tritonx100,  0.1%檸檬酸鈉和0.5%nacl),室溫下避光染色30min,400目篩網(wǎng)過濾,用epicsxl型(美國)流式細(xì)胞儀檢測dna含量,實驗重復(fù)3次。

    1.2.5  細(xì)胞凋亡檢測試劑盒檢測細(xì)胞凋亡

    取對數(shù)生長期細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度為2.0×105個/ml,加1ml到預(yù)先放置蓋玻片的6孔板中,24h待細(xì)胞爬片后,加入不同濃度的5f藥液,使其終濃度為5、10、20μg/ml,繼續(xù)培養(yǎng)24h后,用4%多聚甲醛/0.01m pbs室溫下固定60min,余下步驟按試劑盒說明書進(jìn)行操作。

    2  結(jié)果

    2.1  5f對ncih460細(xì)胞生長的抑制作用

    從表1和圖2的結(jié)果可以看出,5f能明顯抑制ncih460細(xì)胞的生長,其效果與時間和濃度相關(guān)。5、10、20、40、80μg/ml的5f在作用細(xì)胞48h后效果與陽性對照藥adm相近。5f作用ncih460細(xì)胞24、48、72h的ic50分別為:21.40、4.52、1.02μg/ml。

    2.2  熒光顯微鏡觀察5f對ncih460細(xì)胞的影響

    經(jīng)pihoechst雙染的ncih460細(xì)胞, 對照組細(xì)胞核大小較均一, 呈圓形或橢圓形, 染色質(zhì)分布均勻, 此外光下顯藍(lán)色熒光, 出現(xiàn)個別壞死細(xì)胞, 見圖3a。 而經(jīng)5f處理24h后的ncih460細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)則出現(xiàn)不同程度皺縮, 變形, 染色質(zhì)濃縮, 部分細(xì)胞核染色體碎裂, 并有凋亡小體出現(xiàn), 見圖3b~d。 且細(xì)胞凋亡形態(tài)出現(xiàn)的多少與5f的濃度相關(guān)。

    2.3  流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞dna的變化

    5f作用細(xì)胞24、48h后ncih460細(xì)胞的dna含量發(fā)生變化。隨著5f作用終濃度的增加(5~40μg/ml),g0/g1期dna出現(xiàn)含量降低,s期表1  5f對ncih460細(xì)胞的生長抑制作用表2  5f處理ncih460細(xì)胞不同時相dna含量的影響變化不明顯,g2/m顯著增加。提示5f可以將ncih460細(xì)胞阻滯在g2/m期,見表2。

    2.4  tunel法檢測5f對ncih460細(xì)胞凋亡的影響

    tunel法檢測顯示正常對照細(xì)胞不顯深棕黃色,而經(jīng)5f處理后的細(xì)胞胞核呈深棕黃色,表現(xiàn)為形態(tài)皺縮,核固縮,凝集成塊,并形成凋亡小體,其凋亡數(shù)與5f劑量呈正相關(guān),見圖4。

    3  討論

    臨床上用于治療腫瘤的熱療、放療、化療及生物療法一直被用于殺死腫瘤細(xì)胞,隨著腫瘤的治療正朝著日益完善的綜合治療方向邁進(jìn),尤其近十幾年迅速發(fā)展的生物治療給人們帶來了新的希望,但目前化學(xué)藥物治療在臨床上依然起著重要作用。由于化療藥物的毒副作用及易產(chǎn)生耐藥性等缺陷,從天然產(chǎn)物中篩選新的高效低毒的抗腫瘤藥仍然是當(dāng)務(wù)之急。本課題對半邊旗的有效活性成分及提取工藝進(jìn)行了詳細(xì)的研究[46],多年的實驗證實其二萜類提取物5f 在體外可致人的多種癌細(xì)胞死亡,主要作用機(jī)制是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡并能抑制腫瘤細(xì)胞的遷移[79]。

    細(xì)胞凋亡(apoptosis)是細(xì)胞在其生長、發(fā)育過程中發(fā)生的一種復(fù)雜的生理和病理過程,對機(jī)體的正常發(fā)育和自身穩(wěn)定起著極其重要的作用。凋亡細(xì)胞的特征是細(xì)胞體積縮小,隨即與鄰近細(xì)胞的連接喪失,彼此脫離,失去微絨毛,胞漿濃縮,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張呈泡狀并與細(xì)胞膜融合,核染色質(zhì)濃縮呈塊、團(tuán),典型的為半月形,凝聚于核膜周邊,核仁裂解,進(jìn)而細(xì)胞膜內(nèi)陷將細(xì)胞自行分割為多個具有完整膜性結(jié)構(gòu),內(nèi)含各種細(xì)胞成分的凋亡小體。不少疾病(包括腫瘤)的發(fā)病與凋亡受抑制有關(guān),許多抗癌藥物都是通過最終觸發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡通路達(dá)到治療的目的[6]。大多數(shù)抗癌藥物都可引起腫瘤細(xì)胞的凋亡,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可能是抗癌藥物發(fā)揮作用的共同通路,所以細(xì)胞凋亡成為評估抗癌藥物作用能力的一項重要指標(biāo)。

    細(xì)胞的生長增殖,24、48、72h的ic50分別為:21.40、4.52、1.02μg/ml,5f對其的生長抑制作用呈濃度-劑量及時間-劑量關(guān)系;熒光雙染的結(jié)果顯示經(jīng)不同濃度的5f處理24h后的ncih460細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)出現(xiàn)不同程度皺縮,變形,染色質(zhì)濃縮,部分細(xì)胞核染色體碎裂,并伴有凋亡小體出現(xiàn),細(xì)胞凋亡形態(tài)出現(xiàn)的數(shù)量與5f的作用濃度有關(guān),這提示5f體外對ncih460的生長抑制作用可能與其誘導(dǎo)凋亡有關(guān);流式細(xì)胞儀檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞被阻滯在g2/m期,但5f終濃度為40μg/ml時,細(xì)胞周期各時相均出現(xiàn)不同程度的改變,這可能與高濃度5f直接殺傷細(xì)胞,表現(xiàn)出細(xì)胞毒作用有關(guān);進(jìn)一步用tunel法進(jìn)行凋亡檢測證實了5f抑制ncih460生長的作用是由其誘導(dǎo)凋亡而產(chǎn)生的。提示5f具有誘導(dǎo)ncih460細(xì)胞凋亡的能力,是一種值得深入研究的新型抗腫瘤候選化合物。

【參考文獻(xiàn)】

  [1] 崔燎,梁念慈,陳志東,等.半邊旗體內(nèi)外抗癌急性毒性研究[j]. 中藥材,1996, 32(1):2932.

[2] 張曉,崔燎,梁念慈,等.半邊旗有效成分及抗腫瘤活性研究[j]. 中國藥學(xué)雜志,1997, 32(1):3738.

[3] 李金華,梁念慈,莫麗兒,等.半邊旗五種成分體外細(xì)胞毒活性比較及構(gòu)效關(guān)系分析[j]. 藥學(xué)學(xué)報,1998, 33(9):641644.

[4] 呂應(yīng)年,吳科鋒,鄧亦峰,等.高效液相色譜法測定半邊旗中木犀草素的含量[j]. 時珍國醫(yī)國藥,2007,18(1):102103.

[5] 典靈輝,梁念慈. 半邊旗藥材提取工藝的研究[j]. 中國藥業(yè),2007,16(9):2425.

[6] 龔先玲,陳志紅,梁念慈.高效液相色譜法分析測定半邊旗中黃酮類化合物[j]. 時珍國醫(yī)國藥,2007, 18(5):10281029.

[7] 何太平,覃燕梅,莫麗兒,等. 半邊旗二枯類化合物sf對高轉(zhuǎn)移卵巢癌ho 8910pm細(xì)胞中癌相關(guān)基因表達(dá)的影響[j]. 中國藥理學(xué)通報,2008, 24(1):117122.

[8] liu z,ng e k,liang n c,et al. cell death induced by pteris semipinnata l.is associated with p53and oxidant stress in gastric cancer cells[j].febs letters, 2005, 579(6):14771487.

篇4

關(guān)鍵詞: 合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式 醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué) 應(yīng)用

合作學(xué)習(xí)(cooperative learning)是一種以小組學(xué)習(xí)為形式,旨在促進(jìn)學(xué)生合作,從而達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果的教學(xué)方法。它能改善課堂氣氛,大面積提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績,并且能滿足學(xué)生的心理需要,促進(jìn)學(xué)生情感的發(fā)展,已經(jīng)廣泛地受到世界各國的青睞,并成為當(dāng)代主流教學(xué)模式,被越來越多的教師所認(rèn)可并采用。

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)是我院大一新生第一學(xué)期開設(shè)的課程。由于醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程,且為后續(xù)其它的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床課程的學(xué)習(xí)搭建牢固的知識平臺,因此,熟練掌握其基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識和實驗技能,對醫(yī)學(xué)院的學(xué)生來說十分必要。

一、合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式的必要性

1.生物學(xué)基礎(chǔ)知識參差不齊。

我院生源不統(tǒng)一,如護(hù)理、預(yù)防專業(yè),招收的高中文、理科畢業(yè)生皆有,因此剛接觸學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)時,文科畢業(yè)生不太習(xí)慣這種知識體系,對學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)相對倦怠和恐懼,容易產(chǎn)生抵觸學(xué)習(xí)情緒,很大程度地影響了學(xué)習(xí)成績。

2.傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適用于新興人才的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)的以教師為“絕對中心”、滔滔不絕的“填鴨式”教學(xué)法,使學(xué)生失去以飽滿狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)聽取整堂課的興趣,學(xué)習(xí)氣氛沉悶,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性得不到充分的調(diào)動和發(fā)揮,教學(xué)效果不敬人意。

合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式以面向全體學(xué)生為原則,不僅有利于促進(jìn)每個學(xué)生的發(fā)展,而且突出教學(xué)過程中學(xué)生的主體地位,能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)的實效性。因此在醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)中,以合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式作為對傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種突破和補(bǔ)充,是十分必要的。

二、合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程中的應(yīng)用

合作學(xué)習(xí)模式是一種責(zé)任分工學(xué)習(xí)模式,也是一種互助學(xué)習(xí)模式,是教師營造民主、平等的學(xué)習(xí)氛圍,通過生生互動、師生互動的交流方式,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)潛能,齊心協(xié)力共同完成教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)模式。該模式由以下幾個步驟構(gòu)成。

1.學(xué)生自主合理劃分小組,以小組為單位收集資料(課前)。

合作學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心,其基本教學(xué)形式是小組活動。分組采取自愿原則,但必須兼顧“組內(nèi)異質(zhì),組間同質(zhì)”,即按照性別、興趣愛好、知識基礎(chǔ)、語言能力和學(xué)習(xí)能力等特征將整個班級平均分成若干組,每組6―8人。每組設(shè)一個組長,負(fù)責(zé)工作。組長可以由組內(nèi)成員輪流擔(dān)當(dāng)。組內(nèi)成員有男有女,有文有理,有強(qiáng)有弱。這樣互補(bǔ)型的組內(nèi)成員優(yōu)化組合,不僅能使學(xué)生產(chǎn)生新鮮感,而且能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)生興趣。

組內(nèi)成員課前各自預(yù)習(xí)即上新內(nèi)容(如小分子的跨膜運輸),并相互協(xié)作通過課本、互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等途徑收集即上新內(nèi)容的相關(guān)資料,達(dá)到預(yù)習(xí)的功效。

2.教師課堂進(jìn)行班級集體授課,制訂教學(xué)目標(biāo)(課堂20min)。

合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式中的班級集體授課,是合作學(xué)習(xí)的一種前提準(zhǔn)備,也是合作學(xué)習(xí)模式策略中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。在集體授課中,教師需要解決的任務(wù)有以下幾個。

(1)激發(fā)興趣。教師在計劃時間內(nèi),高效講授新的課程內(nèi)容的基本點,以積極、振奮、飽滿的情緒感染學(xué)生,用影視、圖像、聲音、動畫與文字等多媒體信息進(jìn)行授課,如各種小分子跨細(xì)胞膜膜轉(zhuǎn)運的動畫素材,感染學(xué)生的聽課情緒,激發(fā)學(xué)生的聽課興趣。

(2)目標(biāo)設(shè)計。做好合作學(xué)習(xí)的啟動工作,根據(jù)講授內(nèi)容抓住重、難點,按照“從大到小”的原則提出在學(xué)生能力范圍內(nèi)的可操作性問題。如:“細(xì)胞膜是不是完全封閉的結(jié)構(gòu)?”“是不是所有的小分子跨膜運輸都需要膜轉(zhuǎn)運蛋白?”“小分子跨膜運輸都需要消耗ATP嗎?”“小分子物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運主要分為哪兩種?”

3.學(xué)生小組研究討論,教師走動觀察(課堂15min)。

各小組分別就所提出的問題,根據(jù)課前收集的信息和資料進(jìn)行“主動參與、交流合作”的組內(nèi)研究和討論,由組長總結(jié)得出的結(jié)論。

教師在班級里走動觀察各組討論情況,及時表揚一些好的行為,鼓勵一些膽小不愛表達(dá)的同學(xué)積極發(fā)表意見,及時將一些偏離主題的同學(xué)拉回正題上來。另外,如有必要,要讓學(xué)生掌握一些必要的合作技能,如善于傾聽別人的意見,在合作學(xué)習(xí)過程中要學(xué)會尊重,如有不同意見,應(yīng)先保留,等對方講完,再提出不同的見解。

這樣能使每個學(xué)生都積極、平等地參與到問題的討論中來,共同討論,共同進(jìn)步,既可以從別人那里獲得寶貴知識,對所學(xué)知識產(chǎn)生深刻的認(rèn)識,又能加強(qiáng)語言表達(dá)能力和發(fā)展人際交往能力。

4.師生共同總結(jié)工作(課堂10min)。

先由某一組組長匯報討論結(jié)果,如“小分子跨膜轉(zhuǎn)運主要有簡單擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和載體蛋白耗能介導(dǎo)的運輸”。然后其他組組長作出評價和補(bǔ)充,如“簡單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散屬于被動運輸方式,載體蛋白介導(dǎo)的耗能運輸是主動運輸方式”。最后教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)和啟發(fā),師生共同對本課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),達(dá)成一致共識,得出結(jié)論:小分子跨膜轉(zhuǎn)運按照是否需要消耗能量被分為被動運輸和主動運輸。

5.建立獎勵制度(課后)。

獎勵合作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)優(yōu)異的小組,如分工最為明確的小組、最為團(tuán)結(jié)互助的小組、最具發(fā)散思維的小組、最具創(chuàng)新能力的小組、言語最為精煉的小組等,形成“組內(nèi)成員合作,組間成員競爭”的新格局,使每個同學(xué)都加強(qiáng)個人的責(zé)任感和團(tuán)隊意識。且每次得優(yōu)的小組成員都會在平時分上加相應(yīng)的分?jǐn)?shù),以資鼓勵。

三、結(jié)語

合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)中的科學(xué)、合理應(yīng)用,有利于學(xué)生對完整知識體系的構(gòu)建,有利于激發(fā)學(xué)生的最大程度地發(fā)揮其主動學(xué)習(xí)的潛能,有利于學(xué)生從他人的思維中獲得啟發(fā)和創(chuàng)新思維,有利于學(xué)生培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作的精神,有利于學(xué)生整體素質(zhì)的全面提高,有利于建立和諧、平等的師生關(guān)系和生生關(guān)系,有利于教師發(fā)現(xiàn)自身存在的知識和能力不足,有利于教學(xué)質(zhì)量的不斷改進(jìn)。像這樣“師生共同進(jìn)步、共同分享教育成果”,才是教育的真諦。

參考文獻(xiàn):

[1]荊艷萍,潘超.美國大學(xué)的生物教學(xué)方法與啟示[J].中國大學(xué)教學(xué),2005,(3):61-62.

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因為有知識,我們上了太空,我們延長了人均壽命。更因為有知識,我們超出生死,不再疑惑。下面小編給大家分享一些七年級上冊生物知識點,希望能夠幫助大家,歡迎閱讀!

七年級上冊生物知識點1生物圈中的綠色植物

第一章 生物圈中有哪些綠色植物

1、蕨類植物出現(xiàn)根、莖、葉等器官的分化,而且還具有輸導(dǎo)組織、機(jī)械組織,所以植株比較高大。

2、孢子是一種生殖細(xì)胞。

3、蕨類植物的經(jīng)濟(jì)意義在于:①有些可食用;

②有些可供藥;③有些可供觀賞;④有些可作為優(yōu)良的綠肥和飼料;⑤古代的蕨類植物的遺體經(jīng)過漫長的年代,變成了煤。

4、苔蘚植物的根是假根,不能吸收水分和無機(jī)鹽,而苔蘚植物的莖和葉中沒有輸導(dǎo)組織,不能運輸水分。

所以苔蘚植物不能脫離開水的環(huán)境。

5、苔蘚植物密集生長,植株之間的縫隙能夠涵蓄水分,所以,成片的苔蘚植物對林地、山野的水土保持具有一定的作用。

6、苔蘚植物對二氧化硫等有毒氣體十分敏感,在污染嚴(yán)重的城市和工廠附近很難生存。

人們利用這個特點,把苔蘚植物當(dāng)作監(jiān)測空氣污染程度的指示植物。

7、藻類植物的主要特征:結(jié)構(gòu)簡單,是單細(xì)胞或多細(xì)胞個體,無根、莖、葉等器官的分化;

細(xì)胞里有葉綠體,能進(jìn)行光合作用;大都生活在水中。

8、藻類植物通過光合作用制造的有機(jī)物可以作為魚的餌料,放出的氧氣除供魚類呼吸外,而且是大氣中氧氣的重要來源。

9、藻類的經(jīng)濟(jì)意義:①海帶、紫菜、海白菜等可食用②從藻類植物中提取的碘、褐藻膠、瓊脂等可供工業(yè)、醫(yī)藥上使用

10、種子的結(jié)構(gòu)

蠶豆種子:種皮、胚(胚芽、胚軸、胚根)、子葉(2片)

玉米種子:果皮和種皮、胚、子葉(1片)、胚乳

11、種子植物比苔蘚、蕨類更適應(yīng)陸地的生活,其中一個重要的原因是能產(chǎn)生種子。

12、記住常見的裸子植物和被子植物。

第二章被子植物的一生

1、種子的萌發(fā)環(huán)境條件:適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣

自身條件:具有完整的有生命力的胚,已度過休眠期。

2、測定種子的發(fā)芽率(會計算)和抽樣檢測

3、種子萌發(fā)的過程

吸收水分——營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運——胚根發(fā)育成根——胚芽胚軸發(fā)育成莖、葉,首先突破種皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚軸發(fā)育來的

4、幼根的生長

生長最快的部位是:伸長區(qū)

根的生長一方面靠分生區(qū)增加細(xì)胞的數(shù)量,一方面要靠伸長區(qū)細(xì)胞體積的增大。

5、枝條是由芽發(fā)育成的

6、植株生長需要的營養(yǎng)物質(zhì):氮、磷、鉀

7、花由花芽發(fā)育而來

8、花的結(jié)構(gòu)(課本102)

9、傳粉和受精(課本103)

10、果實和種子的形成

子房——果實受精卵——胚

胚珠——種子 子房壁----果皮(與生活中果皮區(qū)別)。

11、人工受粉

當(dāng)傳粉不足的時候可以人工輔助受粉。

12、被子植物的生命周期包括種子的萌發(fā)、植株的生長發(fā)育、開花、結(jié)果、衰老和死亡。

第三章 綠色植物與生物圈的水循環(huán)

1、綠色植物的生活需要水

(1)水分在植物體內(nèi)的作用

水分是細(xì)胞的組成成;水分可以保持植物的固有姿態(tài);水分是植物體內(nèi)物質(zhì)吸收和運輸?shù)娜軇?水分參與植物的代謝活動

(2)水影響植物的分布

(3)植物在不同時期需水量不同

2、水分進(jìn)入植物體內(nèi)的途徑

根吸水的主要部位是根尖的成熟區(qū),成熟區(qū)有大量的根毛。

3、運輸途徑

導(dǎo)管:向上輸送水分和無機(jī)鹽

篩管:向下輸送葉片光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物

4、葉片的結(jié)構(gòu)

表皮(分上下表皮)、葉肉、葉脈、

5、氣孔的結(jié)構(gòu):保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹,氣孔張開;

保衛(wèi)細(xì)胞失水收縮,氣孔關(guān)閉。

白天氣孔張開,晚上氣孔閉合。

6、蒸騰作用的意義:

可降低植物的溫度,使植物不至于被灼傷

是根吸收水分和促使水分在體內(nèi)運輸?shù)闹饕獎恿?/p>

可促使溶解在水中的無機(jī)鹽在體內(nèi)運輸

可增加大氣濕度,降低環(huán)境溫度,提高降水量。促進(jìn)生物圈水循環(huán)。

第四章 綠色植物是生物圈中有機(jī)物的制造者

1、天竺葵的實驗

暗處理:把天竺葵放到黑暗處一夜,目的:讓天竺葵在黑暗中把葉片中的淀粉全部轉(zhuǎn)運和消耗。

對照實驗:將一片葉子的一半的上下面用黑紙片遮蓋,目的:做對照實驗,看看照光的部位和不照光的部位是不是都產(chǎn)生淀粉。

脫色:幾個小時后把葉片放進(jìn)水中隔水加熱,目的:脫色,溶解葉片中葉綠素便于觀察。

染色:用碘液染色

結(jié)論:淀粉遇碘變藍(lán),可見光部分進(jìn)行光合作用,制造有機(jī)物

2、光合作用概念:綠色植物利用光提供的能量,在葉綠體中合成了淀粉等有機(jī)物,并且把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,儲存在有機(jī)物中,這個過程叫光合作用。

3、光合作用實質(zhì):綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物(如淀粉),并且釋放出氧氣的過程。

4、光合作用意義:綠色植物通過光合作用制造的有機(jī)物,不僅滿足了自身生長、發(fā)育、繁殖的需要,而且為生物圈中的其他生物提供了基本的食物來源、氧氣來源、能量來源。

5、綠色植物對有機(jī)物的利用

用來構(gòu)建之物體;為植物的生命活動提供能量

6、呼吸作用的概念:細(xì)胞利用氧,將有機(jī)物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機(jī)物中的能量釋放出來,供給生命活動的需要,這個過程叫呼吸作用。

7、呼吸作用意義:呼吸作用釋放出來的能量,一部分是植物進(jìn)行各項生命活動(如:細(xì)胞分裂、吸收無機(jī)鹽、運輸有機(jī)物等)不可缺少的動力,一部分轉(zhuǎn)變成熱散發(fā)出去。

第五章 綠色植物是與生物圈中的碳—氧平衡

1、綠色植物通過光合作用,不斷消耗大氣中的二氧化碳,產(chǎn)生氧氣,維持了生物圈中的碳氧平衡。

2、呼吸作用與生產(chǎn)生活的關(guān)系:中耕松土、及時排澇都是為了使空氣流通,以利于植物根部進(jìn)行呼吸作用。

植物的呼吸作用要分解有機(jī)物,因此在儲存植物的種子或其他器官時,要設(shè)法降低呼吸作用,降低溫度、減少含水量、降低氧氣濃度、增大二氧化碳濃度等都可抑制呼吸作用。

3、光合作用與生產(chǎn)生活關(guān)系:要保證農(nóng)作物有效地進(jìn)行光合作用的各種條件,尤其是光。

合理密植。使作物的葉片充分地接受光照。

4、光合作用和呼吸作用的區(qū)別和聯(lián)系(見課本131)

5、光合作用(130頁)和呼吸作用(125頁)公式

第六章愛護(hù)植被,綠化祖國

1、我國主要的植被類型

草原、荒漠、熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林

2、我國植被面臨的主要問題

植被覆蓋率低,森林資源和草原資源破壞嚴(yán)重

3、我國森林覆蓋率16.55%,

4、我國每年3月12日為植樹節(jié)

5、熱帶雨林-----地球的肺,

6、生物圈的“綠色工廠”----綠色植物。

七年級上冊生物知識點2生物和細(xì)胞

一、顯微鏡的結(jié)構(gòu)

鏡座:穩(wěn)定鏡身;

鏡柱:支持鏡柱以上的部分;

鏡臂:握鏡的部位;

載物臺:放置玻片標(biāo)本的地方。中央有通光孔,兩旁各有一個壓片夾,用于固定所觀察的物體。

遮光器:上面有大小不等的圓孔,叫光圈。每個光圈都可以對準(zhǔn)通光孔。用來調(diào)節(jié)光線的強(qiáng)弱。

反光鏡:可以轉(zhuǎn)動,使光線經(jīng)過通光孔反射上來。其兩面是不同的:光強(qiáng)時使用平面鏡,光弱時使用凹面鏡。

鏡筒:上端裝目鏡,下端有轉(zhuǎn)換器,在轉(zhuǎn)換器上裝有物鏡,后方有準(zhǔn)焦螺旋。

準(zhǔn)焦螺旋:粗準(zhǔn)焦螺旋:轉(zhuǎn)動時鏡筒升降的幅度大;細(xì)準(zhǔn)焦螺旋。

轉(zhuǎn)動方向和升降方向的關(guān)系:順時針轉(zhuǎn)動準(zhǔn)焦螺旋,鏡筒下降;反之則上升

二、顯微鏡的使用

1、觀察的物像與實際圖像相反。

注意玻片的移動方向和視野中物象的移動方向相反。

2、放大倍數(shù)=物鏡倍數(shù)×目鏡倍數(shù)

3、放在顯微鏡下觀察的生物標(biāo)本,應(yīng)該薄而透明,光線能透過,才能觀察清楚。

因此必須加工制成玻片標(biāo)本。

三、觀察植物細(xì)胞:實驗過程

1、切片、涂片、裝片的區(qū)別

P42

2、植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

細(xì)胞壁:支持、保護(hù)

細(xì)胞膜:控制物質(zhì)的進(jìn)出,保護(hù)

細(xì)胞質(zhì):液態(tài)的,可以流動的。細(xì)胞質(zhì)里有液泡,液泡內(nèi)的液泡內(nèi)溶解著多種物質(zhì)(如糖分)

細(xì)胞核:貯存和傳遞遺傳信息

葉綠體:進(jìn)行光合作用的場所,

液泡:細(xì)胞液 (溶解有色素、糖等物質(zhì))

3、觀察口腔上皮細(xì)胞實驗(即:動物細(xì)胞的結(jié)構(gòu))

細(xì)胞膜:控制物質(zhì)的進(jìn)出

細(xì)胞核:貯存和傳遞遺傳信息

細(xì)胞質(zhì):液態(tài),可以流動

4、植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的相同點:都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核

5、植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的不同點:植物細(xì)胞有細(xì)胞壁、葉綠體和液泡,動物細(xì)胞沒有。

四、細(xì)胞是構(gòu)成生物體的結(jié)構(gòu)和功能基本單位。

五、細(xì)胞中的物質(zhì)

有機(jī)物(一般含碳,可燒):糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸,這些都是大分子

無機(jī)物(一般不含碳):水、無機(jī)物、氧等,這些都是小分子

六、細(xì)胞膜控制物質(zhì)的進(jìn)出,對物質(zhì)有選擇性,有用物質(zhì)進(jìn)入,廢物排出。

七、細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換器:

葉綠體:進(jìn)行光合作用,是細(xì)胞內(nèi)的把二氧化碳和水合成有機(jī)物,并產(chǎn)生氧。

線粒體:進(jìn)行呼吸作用,是細(xì)胞內(nèi)的“動力工廠”“發(fā)動機(jī)”。

二者聯(lián)系:都是細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器

二者區(qū)別:葉綠體將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存在有機(jī)物中;線粒體分解有機(jī)物,將有機(jī)物中儲存的化學(xué)能釋放出來供細(xì)胞利用。

八、動植物細(xì)胞都有線粒體。

九、細(xì)胞核是遺傳信息庫,遺傳信息存在于細(xì)胞核中

1、多莉羊的例子,

2、細(xì)胞核中的遺傳信息的載體——DNA

3、DNA的結(jié)構(gòu)像一個螺旋形的梯子

4、基因是DNA上的一個具有特定遺傳信息的片斷

5、DNA和蛋白質(zhì)組成染色體

不同的生物個體,染色體的形態(tài)、數(shù)量完全不同;

同種生物個體,染色體在形態(tài)、數(shù)量保持一定;

染色體容易被堿性染料染成深色;

染色體數(shù)量要保持恒定,否則會有嚴(yán)重的遺傳病。

6、細(xì)胞的控制中心是細(xì)胞核

十、細(xì)胞是物質(zhì)、能量、和信息的統(tǒng)一體。

十一、細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞

1、生物的由小長大是由于:細(xì)胞的分裂和細(xì)胞的生長

2、細(xì)胞的分裂

(1)染色體進(jìn)行復(fù)制

(2)細(xì)胞核分成等同的兩個細(xì)胞核

(3)細(xì)胞質(zhì)分成兩份

(4)植物細(xì)胞:在原細(xì)胞中間形成新的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁

動物細(xì)胞:細(xì)胞膜逐漸內(nèi)陷,便形成兩個新細(xì)胞

十二、新生命的開端---受精卵

1、經(jīng)細(xì)胞分化形成的各種各樣的細(xì)胞各自聚集在一起才能行使其功能,這些形態(tài)結(jié)構(gòu)相似、功能相同的細(xì)胞聚集起來所形成的細(xì)胞群叫做組織。

2、不同的組織按一定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成器官。

動物和人的基本組織可以分為四種:上皮組織、結(jié)締組織、肌肉組織、神經(jīng)組織。四種組織按照一定的次序構(gòu)成,并且以其中的一種組織為主,形成器官。

3、夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組成在一起構(gòu)成系統(tǒng)。

系統(tǒng):運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)。

4、動物和人的基本結(jié)構(gòu)層次(小到大):細(xì)胞組織器官系統(tǒng)動物體和人體

5、植物結(jié)構(gòu)層次(小到大):細(xì)胞組織器官植物體

6、綠色開花植物的六大器官

營養(yǎng)器官:根、莖、葉 ;

生殖器官:花、果實、種子

7、植物的組織:分生組織、保護(hù)組織、營養(yǎng)組織、輸導(dǎo)組織等

十三、單細(xì)胞生物

1、單細(xì)胞生物:草履蟲、酵母菌、、衣藻、眼蟲、變形蟲

2、草履蟲的結(jié)構(gòu)見課本70頁圖

3、單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系:有利也有害

十四、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物——病毒

1、病毒的種類

以寄主不同分:動物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒(噬菌體)

2、病毒結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的遺傳物質(zhì)

七年級上冊生物知識點3生物和生物圈

一、生物的特征:

1、生物的生活需要營養(yǎng)

2、生物能進(jìn)行呼吸 3、生物能排出體內(nèi)產(chǎn)生的廢物4、生物能對外界刺激做出反應(yīng) 5、生物能生長和繁殖6、由細(xì)胞構(gòu)成(病毒除外)

二、調(diào)查的一般方法

步驟:明確調(diào)查目的、確定調(diào)查對象、制定合理的調(diào)查方案、調(diào)查記錄、對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行整理、撰寫調(diào)查報告

三、生物的分類

按照形態(tài)結(jié)構(gòu)分:動物、植物、其他生物

按照生活環(huán)境分:陸生生物、水生生物

按照用途分:作物、家禽、家畜、寵物

四、生物圈是所有生物的家

1、生物圈的范圍(20KM)

大氣圈的底部:可飛翔的鳥類、昆蟲、細(xì)菌等

水圈的大部:距海平面150米內(nèi)的水層

巖石圈的表面:是一切陸生生物的“立足點”

2、生物圈為生物的生存提供了基本條件:營養(yǎng)物質(zhì)、陽光、空氣和水,適宜的溫度和一定的生存空間

3、環(huán)境對生物的影響

(1)非生物因素對生物的影響:光、水分、溫度等

【光對鼠婦生活影響的實驗】

探究的過程、對照實驗的設(shè)計

(2)生物因素對生物的影響:

最常見的是捕食關(guān)系,還有競爭關(guān)系、合作關(guān)系

4、生物對環(huán)境的適應(yīng)和影響

生物對環(huán)境的適應(yīng)P19的例子

生物對環(huán)境的影響:植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛后可調(diào)節(jié)土壤肥力、動物糞便改良土壤、蚯蚓松土

5、生態(tài)系統(tǒng)的概念:在一定地域內(nèi),生物與環(huán)境所形成的統(tǒng)一整體叫生態(tài)系統(tǒng)。

一片森林,一塊農(nóng)田,一片草原,一個湖泊,等都可以看作一個生態(tài)系統(tǒng)。

6、生態(tài)系統(tǒng)的組成:

生物部分:生產(chǎn)者、消費者、分解者

非生物部分:陽光、水、空氣、溫度

7、如果將生態(tài)系統(tǒng)中的每一個環(huán)節(jié)中的所有生物分別稱重,在一般情況下數(shù)量做大的應(yīng)該是生產(chǎn)者。

8、植物是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者,動物是生態(tài)系統(tǒng)中的消費者,細(xì)菌和真菌是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者。

9、物質(zhì)和能量沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動的。

營養(yǎng)級越高,生物數(shù)量越少;營養(yǎng)級越高,有毒物質(zhì)沿食物鏈積累(富集)。

10、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自動調(diào)節(jié)能力。

在一般情況下,生態(tài)系統(tǒng)中生物的數(shù)量和所占比例是相對穩(wěn)定的。但這種自動調(diào)節(jié)能力有一定限度,超過則會遭到破壞。

11、生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)。

人類活動對環(huán)境的影響有許多是全球性的。

12、生態(tài)系統(tǒng)的類型:森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等

篇6

知識是青年人的最佳的榮譽(yù),老年人最大的慰藉,窮人最寶貴的財產(chǎn),富人最珍貴的裝飾品。下面小編給大家分享一些生物高中必修一知識,希望能夠幫助大家,歡迎閱讀!

生物高中必修一知識1第一節(jié) 從生物圈到細(xì)胞

一、相關(guān)概念

細(xì)胞:是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。除了病毒以外,所有生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞是地球上最基本的生命系統(tǒng)。

生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞組織器官系統(tǒng)(植物沒有系統(tǒng))個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈

二、病毒的相關(guān)知識

1、病毒(Virus)是一類沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體。

主要特征:

①個體微小,一般在10~30nm之間,大多數(shù)必須用電子顯微鏡才能看見;

②僅具有一種類型的核酸,DNA或RNA,沒有含兩種核酸的病毒;

③專營細(xì)胞內(nèi)寄生生活;

④結(jié)構(gòu)簡單,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白質(zhì)外殼所構(gòu)成。

2、根據(jù)寄生的宿主不同,病毒可分為動物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒(即噬菌體)三大類。

根據(jù)病毒所含核酸種類的不同分為DNA病毒和RNA病毒。

3、常見的病毒有:人類流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人類免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人類天花病毒、狂犬病毒、煙草花葉病毒等。

第二節(jié) 細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性

一、細(xì)胞種類:

根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無以核膜為界限的細(xì)胞核,把細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。

二、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較:

1、原核細(xì)胞:細(xì)胞較小,無核膜、無核仁,沒有成形的細(xì)胞核;遺傳物質(zhì)(一個環(huán)狀DNA分子)集中的區(qū)域稱為擬核;沒有染色體,DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合;細(xì)胞器只有核糖體;有細(xì)胞壁,成分與真核細(xì)胞不同.

2、真核細(xì)胞:細(xì)胞較大,有核膜、有核仁、有真正的細(xì)胞核;

有一定數(shù)目的染色體(DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合而成);一般有多種細(xì)胞器。

3、原核生物:由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物。

如:藍(lán)藻、細(xì)菌(如硝化細(xì)菌、乳酸菌、大腸桿菌、肺炎雙球菌)、放線菌、支原體等都屬于原核生物。

4、真核生物:由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物。

如動物(草履蟲、變形蟲)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。

三、細(xì)胞學(xué)說的建立:

1、1665

英國人虎克(RobertHooke)用自己設(shè)計與制造的顯微鏡(放大倍數(shù)為40-140倍)觀察了軟木的薄片,第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造,并首次用拉丁文cella(小室)這個詞來對細(xì)胞命名。

2、1680

荷蘭人列文虎克(A.vanLeeuwenhoek),首次觀察到活細(xì)胞,觀察過原生動物、人類、鮭魚的紅細(xì)胞、牙垢中的細(xì)菌等。

3、19世紀(jì)30年代德國人施萊登(Matthias

Jacob Schleiden)、施旺(TheodarSchwann)提出:一切植物、動物都是由細(xì)胞組成的。細(xì)胞是一切動植物的基本單位。這一學(xué)說即“細(xì)胞學(xué)說(CellTheory)”,它揭示了生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性.

生物高中必修一知識2第一節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物

1、生物界與非生物界具有統(tǒng)一性:組成細(xì)胞的化學(xué)元素在非生物界都可以找到

2、生物界與非生物界存在差異性:組成生物體的化學(xué)元素在細(xì)胞內(nèi)的含量與在非生物界中的含量明顯不同

3、組成生物體的化學(xué)元素有20多種

4、在活細(xì)胞中含量最多的化合物是水(85%-90%);含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)(7%-

10%);占細(xì)胞鮮重比例最大的化學(xué)元素是O、占細(xì)胞干重比例最大的化學(xué)元素是C.

第二節(jié) 生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)

一、相關(guān)概念:

1、氨基酸:蛋白質(zhì)的基本組成單位,組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。

2、脫水縮合:一個氨基酸分子的氨基(—NH2)與另一個氨基酸分子的羧基(—COOH)相連接,同時失去一分子水。

3、肽鍵:肽鏈中連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵(—NH—CO—).

4、二肽:由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個肽鍵。

5、多肽:由三個或三個以上的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。

6、肽鏈:多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu),叫肽鏈。

二、氨基酸分子通式:

NH2—(R — C H —COOH)

三、氨基酸結(jié)構(gòu)的特點:

每種氨基酸分子至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH),并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是連在同一個碳原子上不叫氨基酸);R基的不同導(dǎo)致氨基酸的種類不同。

四、蛋白質(zhì)多樣性的原因:

組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序不同,多肽鏈空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化。

五、蛋白質(zhì)的主要功能(生命活動的主要承擔(dān)者):

1、構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì),如肌動蛋白;

2、催化作用:如酶;

3、調(diào)節(jié)作用:如胰島素、生長激素;

4、免疫作用:如抗體,抗原;

5、運輸作用:如紅細(xì)胞中的血紅蛋白。

六、有關(guān)計算:

1、肽鍵數(shù)

= 脫去水分子數(shù) = 氨基酸數(shù)目-肽鏈數(shù)

2、至少含有的羧基(—COOH)或氨基數(shù)(—NH2)

= 肽鏈數(shù)

第三節(jié) 遺傳信息的攜帶者——核酸

1、核酸的種類:脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。

2、核酸:是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),對于生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要作用。

3、組成核酸的基本單位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA為脫氧核糖、RNA為核糖)和一分子含氮堿基組成;

組成DNA的核苷酸叫做脫氧核苷酸,組成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。

4、DNA所含堿基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)

5、RNA所含堿基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿

嘧 啶(U)

6、核酸的分布:真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中;

線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA;RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。

第四節(jié) 細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)

一、相關(guān)概念:

1、糖類:是主要的能源物質(zhì);主要分為單糖、二糖和多糖等;

2、單糖:是不能再水解的糖.如葡萄糖;

3、二糖:是水解后能生成兩分子單糖的糖;

4、多糖:是水解后能生成許多單糖的糖.多糖的基本組成單位都是葡萄糖;

5、可溶性還原性糖:葡萄糖、果糖、麥芽糖等。

生物高中必修一知識3第一節(jié) 細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界

一、細(xì)胞膜的成分:主要是脂質(zhì)(約50%)和蛋白質(zhì)(約40%)還有少量糖類(約2%--10%)。

二、細(xì)胞膜的功能:

1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開

2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

三、植物細(xì)胞還有細(xì)胞壁,主要成分是纖維素和果膠,對細(xì)胞有支持和保護(hù)作用;其性質(zhì)是全透性的。

第二節(jié) 細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作

一、相關(guān)概念:

1、細(xì)胞質(zhì):在細(xì)胞膜以內(nèi)、細(xì)胞核以外的原生質(zhì),叫做細(xì)胞質(zhì)。

細(xì)胞質(zhì)主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。

2、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):細(xì)胞質(zhì)內(nèi)呈液態(tài)的部分是基質(zhì),是細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場所。

3、細(xì)胞器:細(xì)胞質(zhì)中具有特定功能的各種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的總稱。

二、細(xì)胞器的比較

1、線粒體:(呈粒狀、棒狀,具有雙層膜,普遍存在于動、植物細(xì)胞中,內(nèi)有少量DNA和RNA內(nèi)膜突起形成嵴,內(nèi)膜、基質(zhì)和基粒中有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶),線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所,生命活動所需要的能量,大約95%來自線粒體,是細(xì)胞的“動力車間”。

2、葉綠體:(呈扁平的橢球形或球形,具有雙層膜,主要存在綠色植物葉肉細(xì)胞里),葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器,是植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”,(含有葉綠素和類胡蘿卜素,還有少量DNA和RNA,葉綠素分布在基粒片層的膜上,在片層結(jié)構(gòu)的膜上和葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中,含有光合作用需要的酶)。

3、核糖體:橢球形粒狀小體,有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,有些游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,是細(xì)胞內(nèi)將氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所。

4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng):由膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物,是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工,以及脂質(zhì)合成的“車間”。

5、高爾基體:在植物細(xì)胞中與細(xì)胞壁的形成有關(guān),在動物細(xì)胞中與蛋白質(zhì)(分泌蛋白)的加工、分類運輸有關(guān)。

6、中心體:每個中心體含兩個中心粒,呈垂直排列,存在于動物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞,與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。

7、液泡:主要存在于成熟植物細(xì)胞中,液泡內(nèi)有細(xì)胞液。

化學(xué)成分:有機(jī)酸、生物堿、糖類、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、色素等。有維持細(xì)胞形態(tài)、儲存養(yǎng)料、調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透吸水的作用。

8、溶酶體:有“消化車間”之稱,內(nèi)含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌。

三、分泌蛋白的合成和運輸:

核糖體(合成肽鏈)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì))高爾基體(進(jìn)一步修飾加工)囊泡細(xì)胞膜細(xì)胞外

四、生物膜系統(tǒng)的組成:包括細(xì)胞器膜、細(xì)胞膜和核膜等。

第三節(jié) 細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心

一、細(xì)胞核的功能:

是遺傳信息庫(遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所),是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心;

二、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu):

1、染色質(zhì):由DNA和蛋白質(zhì)組成,染色質(zhì)和染色體是同樣物質(zhì)在細(xì)胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。

2、核膜:雙層膜,把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。

3、核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。

4、核孔:實現(xiàn)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換和信息交流。

生物高中必修一知識4第一節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?/p>

一、滲透作用:水分子(溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散作用。

二、原生質(zhì)層:細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。

三、發(fā)生滲透作用的條件:

1、具有半透膜

2、膜兩側(cè)有濃度差

四、細(xì)胞的吸水和失水:

外界溶液濃度>細(xì)胞內(nèi)溶液濃度細(xì)胞失水

外界溶液濃度

第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型

一、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu):磷脂 蛋白質(zhì) 糖類

二、結(jié)構(gòu)特點:具有一定的流動性;功能特點:選擇透過性

第三節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?/p>

一、相關(guān)概念:

1、自由擴(kuò)散:物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。

2、協(xié)助擴(kuò)散:進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)要借助載體蛋白的擴(kuò)散。

3、主動運輸:物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè),需要載體蛋白的協(xié)助,同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。

二、自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸?shù)谋容^

三、離子和小分子物質(zhì)主要以被動運輸(自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散)和主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)出細(xì)胞;大分子和顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。

生物高中必修一知識5第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

一、相關(guān)概念:

1、新陳代謝:是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱,是生物與非生物最根本的區(qū)別,是生物體進(jìn)行一切生命活動的基礎(chǔ)。

2、細(xì)胞代謝:細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)。

3、酶:是活細(xì)胞(來源)所產(chǎn)生的具有催化作用(功能:降低化學(xué)反應(yīng)活化能,提高化學(xué)反應(yīng)速率)的一類有機(jī)物。

4、活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。

二、酶的發(fā)現(xiàn):

1、1783年,意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼用實驗證明:胃具有化學(xué)性消化的作用;

2、1836年,德國科學(xué)家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶;

3、1926年,美國科學(xué)家薩姆納通過化學(xué)實驗證明脲酶是一種蛋白質(zhì);

4、20世紀(jì)80年代,美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用。

三、酶的本質(zhì):

大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(合成酶的場所主要是核糖體,水解酶的酶是蛋白酶),也有少數(shù)是RNA。

四、酶的特性:

1、高效性:催化效率比無機(jī)催化劑高許多;

2、專一性:每種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng);

3、酶需要較溫和的作用條件:在最適宜的溫度和pH下,酶的活性最高。

溫度和pH偏高和偏低,酶的活性都會明顯降低。

第二節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP

一、ATP的結(jié)構(gòu)簡式:

ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫,結(jié)構(gòu)簡式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),~代表高能磷酸鍵,-代表普通化學(xué)鍵。

注意:ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量,所以ATP被稱為高能化合物。這種高能化合物化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在水解時,由于高能磷酸鍵的斷裂,釋放出大量的能量。

二、ATP與ADP的轉(zhuǎn)化

第三節(jié)ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸

一、相關(guān)概念:

1、呼吸作用(也叫細(xì)胞呼吸):指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其它產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。

根據(jù)是否有氧參與,分為:有氧呼吸和無氧呼吸。

2、有氧呼吸:指細(xì)胞在有氧的參與下,通過多種酶的催化作用下,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放出大量能量,生成ATP的過程。

3、無氧呼吸:一般是指細(xì)胞在無氧的條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物(酒精、CO2或乳酸),同時釋放出少量能量的過程。

4、發(fā)酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的無氧呼吸。

二、有氧呼吸的總反應(yīng)式:

C6H12O6 + 6O2——>6CO2 + 6H2O +能量

三、無氧呼吸的總反應(yīng)式:

C6H12O6——>2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量

C6H12O6——>2C3H6O3(乳酸)+少量能量

四、有氧呼吸過程(主要在線粒體中進(jìn)行)

五、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

六、影響呼吸速率的外界因素:

1、溫度:溫度通過影響細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響細(xì)胞的呼吸作用。

溫度過低或過高都會影響細(xì)胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內(nèi),溫度越低,細(xì)胞呼吸越弱;溫度越高,細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。

2、氧氣:氧氣充足,則無氧呼吸將受抑制;

氧氣不足,則有氧呼吸將會減弱或受抑制。

3、水分:一般來說,細(xì)胞水分充足,呼吸作用將增強(qiáng).但陸生植物根部如長時間受水浸沒,根部缺氧,進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生過多酒精,可使根部細(xì)胞壞死。

4、CO2:環(huán)境CO2濃度提高,將抑制細(xì)胞呼吸,可用此原理來貯藏水果和蔬菜。

七、呼吸作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用:

1、作物栽培時,要有適當(dāng)措施保證根的正常呼吸,如疏松土壤等。

篇7

論文摘要 香菇多糖是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子化合物,具有多種生物活性,在生物體內(nèi)起著重要作用。綜述了香菇多糖生物活性及其在國內(nèi)外的應(yīng)用與研究進(jìn)展,期望能對今后香菇多糖的應(yīng)用有所幫助。

香菇是側(cè)耳科的擔(dān)子菌,世界名貴食用兼藥用菌之一。它含有多種有效藥用組分,如香菇多糖、木質(zhì)素等,而引起人們廣泛地重視。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對香菇多糖的藥理作用做了大量研究,香菇中的多糖具有抗腫瘤、降血脂、抗血栓、抗菌、抗病毒等功效。

1 香菇多糖的生物活性

1.1香菇多糖的抗腫瘤活性

香菇多糖具有抗腫瘤作用,它沒有化療藥物的毒副作用。香菇多糖進(jìn)入抗體后誘導(dǎo)產(chǎn)生一種具有免疫活性的細(xì)胞因子,在這些細(xì)胞因子的綜合作用下,機(jī)體免疫系統(tǒng)增強(qiáng),對腫瘤細(xì)胞起防御與殺傷作用[1]。

香菇多糖通過激活巨噬細(xì)胞,增強(qiáng)抗體依賴性細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞毒(ADDC),發(fā)揮抗腫瘤活性;此外,香菇多糖還能使腫瘤部位的血管擴(kuò)張和出血,導(dǎo)致腫瘤出血壞死和完全退化[2]。這與免疫監(jiān)視學(xué)說觀點一致,后者認(rèn)為,機(jī)體免疫系統(tǒng)可以通過細(xì)胞免疫機(jī)制殺滅腫瘤,組成防治腫瘤的強(qiáng)大細(xì)胞免疫體系。它能通過免疫調(diào)節(jié)作用或影響一些關(guān)鍵酶的活性,來提高腫瘤對化療藥的敏感性。

同時,香菇多糖能改善癌癥病人的惡病體質(zhì)。一般化療放療均導(dǎo)致血細(xì)胞的功能損傷和機(jī)體造血功能障礙,香菇多糖能改善造血功能。香菇多糖與化療藥物聯(lián)合用于治療胃癌,經(jīng)三期臨床跟蹤統(tǒng)計,50 %患者的生命得以延長,10.4%延長2年以上[3]。

1.2香菇多糖的免疫調(diào)節(jié)

自20世紀(jì)70年代以來,人們對糖類物質(zhì)的生物學(xué)功能有了新的認(rèn)識,發(fā)現(xiàn)多糖及糖復(fù)合物參與了細(xì)胞的各種生命活動的調(diào)節(jié),如免疫細(xì)胞間信息的傳遞與感受[4]。香菇多糖的免疫調(diào)節(jié)作用是其生物活性的重要基礎(chǔ)。香菇多糖是典型的T細(xì)胞激活劑,促進(jìn)白細(xì)胞介素的產(chǎn)生,還能促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞的功能,被認(rèn)為是一種特殊免疫增強(qiáng)劑。其免疫作用特點在于它能促進(jìn)淋巴細(xì)胞活化因子(LAE)的產(chǎn)生,釋放各種輔T細(xì)胞因子,增強(qiáng)宿主腹腔巨噬細(xì)胞吞噬率,恢復(fù)或刺激輔T細(xì)胞的功能。另外,香菇多糖還能促進(jìn)抗體生成,抑制巨噬細(xì)胞釋放[5]。

香菇多糖在體內(nèi)能激活自然殺傷細(xì)胞(NK),而在體外則不能;其激活NK細(xì)胞與促進(jìn)干擾素(IFN)的分泌有關(guān)。香菇多糖受體內(nèi)給藥12h后IFN分泌量可達(dá)到高峰。另外,香菇多糖還能促進(jìn)抗體生成,抑制巨噬細(xì)胞釋放免疫系統(tǒng)抑制劑,這是香菇多糖提高機(jī)體免疫功能的重要原因[6]。

1.3香菇多糖的抗病毒活性

日本石田博士研究認(rèn)為,香菇含有一種雙鏈核糖核酸,能刺激人體網(wǎng)狀細(xì)胞及白血球釋放干擾素,而干擾素具有抗病毒作用。因此,適當(dāng)多吃香菇,對人體大有裨益。香菇菌絲體提取物可抑制細(xì)胞的吸附皰疹病毒,從而防治單純皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒引起的各類疾病。英國從培養(yǎng)的香菇菌絲體中提取到一種物質(zhì),可使因艾滋病病毒感染的T淋巴細(xì)胞復(fù)原,刺激巨噬細(xì)胞,有助于產(chǎn)生抗體治療艾滋病,且安全無副作用[5]。

近年來,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)硫酸化香菇多糖具有抗艾滋病病毒(HIV)的活性,因為它是一類多聚陰離子,帶有負(fù)電荷,能以受體競爭抑制方式阻止病毒與寄主細(xì)胞結(jié)合;同時它又有許多細(xì)胞表面分子的模擬配體,能夠直接與細(xì)胞結(jié)合,阻礙病毒吸附。因此,可干擾反轉(zhuǎn)錄病毒及其他病毒的吸附和侵入。日本學(xué)者報道,從香菇子實體中獲得的一種具有良好抗腫瘤作用的葡聚糖的硫酸化衍生物可抑制HIV的活性[7,8]。我國學(xué)者王順春、方積年對該類衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,制備了硫酸化香菇多糖,測定了硫酸基的含量,并嘗試運用甲基化分析方法和核磁共振法測定硫酸基取代的位置。制備的硫酸化香菇多糖,經(jīng)美國國家癌癥研究中心初步試驗表明,具有良好的抗HIV活性[9]。

1.4香菇多糖抗感染作用

據(jù)報道,香菇多糖能提高巨噬細(xì)胞功能。香菇多糖對小鼠腦炎有顯著的治療和預(yù)防作用,治療組100%存活而對照組全部死亡。香菇多糖對Abelson病毒、12型腺病毒及流感病毒感染均有抑制作用,是治療各種肝炎特別是慢性遷移型肝炎的良好藥物,香菇多糖抗病毒作用與其提高NK細(xì)胞活性有關(guān)。香菇多糖抗感染的機(jī)制與多糖本身的特性有關(guān)。體液中游離的糖分子可以與病毒結(jié)合起到屏蔽作用,因此糖分子的干擾也是其抗感染的機(jī)制之一[6]。

2 香菇多糖的應(yīng)用

2.1香菇多糖在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

香菇多糖在治療胃癌、結(jié)腸癌、肺癌等方面具有良好療效。作為免疫輔助藥物,香菇多糖主要用來抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移,提高腫瘤對化療藥物的敏感性,改善患者的身體狀況,延長其壽命。

香菇多糖與化療劑聯(lián)合使用,有減毒、增效的作用。化療藥物殺傷腫瘤細(xì)胞的選擇性較差,對正常細(xì)胞也具有殺傷作用,產(chǎn)生毒副作用,造成化療不能按期按量進(jìn)行;由于化療的劑量不足,常引起腫瘤細(xì)胞的耐藥性,成為難治性癌癥,影響療效?;熯^程中服用香菇多糖,可以增強(qiáng)化療的療效,并減輕化療的毒性作用;同時,化療過程中患者的白細(xì)胞下降的發(fā)生率、胃腸毒性、肝功能損害及嘔吐的發(fā)生明顯降低。這充分說明了香菇多糖與化療并用可以增效、減毒,并增強(qiáng)患者機(jī)體的免疫功能[10]。

香菇多糖配合其他藥物治療慢性乙型肝炎,可提高乙肝病毒標(biāo)志物的轉(zhuǎn)陰作用,減少抗病毒藥物的副作用。此外,香菇多糖可用于治療結(jié)核桿菌感染。

2.2多糖在保健食品領(lǐng)域的應(yīng)用

香菇多糖是一種特殊的生物活性物質(zhì),是一種生物反應(yīng)增強(qiáng)劑和調(diào)節(jié)劑,它能增強(qiáng)體液免疫和細(xì)胞免疫功能[11]。香菇多糖的抗病毒作用機(jī)制可能在于其提高感染細(xì)胞免疫力,增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,抑制細(xì)胞病變,促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)等功能。同時,香菇多糖還具有抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性[12]。因此,香菇多糖是一種有待開發(fā)的抗流感的保健食品。

3 展望

我國是食用菌生產(chǎn)大國,其中香菇的產(chǎn)量在世界居首位,香菇資源非常豐富,亟待人們?nèi)フJ(rèn)識與開發(fā)。由于香菇多糖具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒等方面的生物活性,因此對香菇多糖的研究已成為一個熱點。目前,國內(nèi)外學(xué)者在香菇多糖的分離提取、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)分析、生物活性等方面做了大量的研究工作。因此,香菇多糖將在食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)療保健等領(lǐng)域得到更加廣泛地應(yīng)用。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的21世紀(jì),香菇多糖的研究必將有更廣闊的發(fā)展前景。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李保慶,馬玉泉.香菇多糖的臨床應(yīng)用[J].河北醫(yī)藥,2006,28(3):221-222.

[2] FUMIHIKOTAKATSUKI,RIEKONAMIKI,TOMOKO KIKUCHI,et al.Lentinan augments skin reaction induced by bradykinin:its correla-tion with vascular dilatation and hemorrhage responses and antitumor activities[J].International Journal of Immunopharmacology,1995,17(6):465-474.

[3] 盛建春,楊方美,胡秋輝.海藻多糖生物活性研究[J].食品科學(xué),2005, 26(3):262-264.

[4] TSUBURA E.Rational of Biological Response Modifiers in Cancer Tre-atment[M].Amsterdam:Excerpta Medical,1985.

[5] 楊建民.香菇多糖的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2006,12(3):55-56.

[6] 黃益麗,廖鑫凱,李清彪,等.香菇多糖的生物活性[J].生命的化學(xué),2001,21(5):371-373.

[7] DIXON J S,LIPKIN D.Spectrophotometer determination of vicinal gly-cols[J].Anal.Chem,1954(26):1092-1093.

[8] VAISHNAV VV,BACON BE,O’NEILL M,et al.Structural charac-terization of the galactoxylomannan of cryptococcus neoformans cap67[J].Carbohydrate Res,1998(306):315-330.

[9] 王順年,方積年.香菇多糖硫酸化衍生物的制備及結(jié)構(gòu)分析[J].生物化學(xué)與生物物理學(xué)報,1999,31(5):549-597.

[10] 蔡月峨.天地欣治療晚期肺癌療效觀察[J].中華腫瘤雜志,1996,16(5):321.

篇8

提出問題、作出假定、制定方案、實施方案、得出結(jié)論、表達(dá)交流

2、生物的特征

1)生物的生活需求營養(yǎng):絕大多數(shù)植物經(jīng)過光協(xié)作用制造有機(jī)物(自養(yǎng));動物則從外界獲取現(xiàn)成的營養(yǎng)(異養(yǎng))。

2)生物能進(jìn)行呼吸。

3)生物能排出身體內(nèi)的廢物。

動物排出廢物的方式:出汗、呼出氣體、排尿。

植物排出廢物的方式:落葉。

4)生物能對外界撫慰做出反響——應(yīng)激性。例:斑馬發(fā)現(xiàn)敵害后迅速奔逃。含羞草對撫慰的反響。

5)生物能生長和繁衍。

6)除病毒以外,生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。

3、生物圈的范圍:大氣圈的底部、水圈的大部和巖石圈的表面。

4、生物圈為生物的生活提供的基本條件:營養(yǎng)物質(zhì)、陽光、空氣和水、合適的溫度和一定的生活空間。

5、影響生物的生活的環(huán)境要素:

6、生物對環(huán)境的順應(yīng)和影響:

7、生態(tài)系統(tǒng)的概念和組成

概念:在一定地域內(nèi)生物與環(huán)境所構(gòu)成的一致全體叫做生態(tài)系統(tǒng)。

組成:包括生物部分和非生物部分。生物部分包括生產(chǎn)者、消費者和分解者。非生物部分包括陽光、水、空氣、溫度等

8、食物鏈和食物網(wǎng):

9、羅列不同的生態(tài)系統(tǒng):

森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等,生物圈是的生態(tài)系統(tǒng)。

第二單元

10、利用顯微鏡觀察裝片

11、細(xì)胞是生物生命活動的基本結(jié)構(gòu)和功用單位。

12、植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁、葉綠體和液泡。

13、洋蔥表皮細(xì)胞裝片的制造和觀察

14、口腔上皮細(xì)胞裝片的制造和觀察

15、細(xì)胞膜的功用:讓有用的物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞,把其他物質(zhì)擋在細(xì)胞外面,同時,還能把細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的廢物排到細(xì)胞外。

16、線粒體和葉綠體是細(xì)胞里的能量轉(zhuǎn)換器

17、細(xì)胞核在生物遺傳中的作用

18、細(xì)胞經(jīng)過火裂產(chǎn)生新細(xì)胞:分裂時,細(xì)胞核先由一個分紅兩個,隨后,細(xì)胞質(zhì)分紅兩份,每份各含有一個細(xì)胞核。最后,在原來的細(xì)胞的中央,構(gòu)成新的細(xì)胞膜,植物細(xì)胞還構(gòu)成新的細(xì)胞壁。于是,一個細(xì)胞就分裂成為兩個細(xì)胞。

19、細(xì)胞分化構(gòu)成組織。

20、人體的結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞組織器官系統(tǒng)人體

21、植物體的結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞組織器官植物體(植物體無系統(tǒng))

22、綠色開花植物的六大器官:根、莖、葉(屬于營養(yǎng)器官)、花、果實、種子(屬于生殖器官)

23、只需一個細(xì)胞的生物體

酵母菌、草履蟲、衣藻、眼蟲、變形蟲等都是單細(xì)胞生物,能獨立生活,有一切生理活動。

赤潮構(gòu)成的緣由:水體富營養(yǎng)化,單細(xì)胞生物大量繁衍。

24、病毒的外形結(jié)構(gòu)和生命活動的特點

(1)種類:按寄生細(xì)胞分為動物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒(噬菌體)

(2)結(jié)構(gòu):有蛋白質(zhì)外殼和遺傳物質(zhì)(核酸)組成。沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

生活:必需寄生在活細(xì)胞中。

第三單元

27、區(qū)分稀有的藻類、苔蘚和蕨類植物。

28、區(qū)分稀有的裸子植物和被子植物

29、種子的主要結(jié)構(gòu)(菜豆種子和玉米種子的異同點)

相同點 不同點

菜豆種子 有種皮和胚 無胚乳,營養(yǎng)物質(zhì)貯藏在子葉里。子葉兩片。

玉米種子 有種皮和胚 有胚乳,營養(yǎng)物質(zhì)貯藏在胚乳里。子葉一片。

在玉米剖面上滴一滴碘液,胚乳被染成藍(lán)色

30、種子萌發(fā)的條件

31、種子萌發(fā)的進(jìn)程:先吸收水分(運輸營養(yǎng)物質(zhì)的需求),胚根打破種皮,構(gòu)成根,胚軸伸長,胚芽發(fā)育成莖和葉。

32、植株的生長:

33、桃花的結(jié)構(gòu):花柄、萼片、花瓣、雌蕊(柱頭、花柱、子房)、雄蕊(花藥、花絲)。

34、果實和種子的構(gòu)成

35、根適于吸水的特點:根吸水的部位主要是根尖的成熟區(qū)。成熟區(qū)生有大量的根毛。

導(dǎo)管的功用:運輸水分和無機(jī)鹽。

水是由導(dǎo)管從下往上運輸,營養(yǎng)物質(zhì)由篩管從上往下運輸。

36、蒸騰作用:氣孔是植物蒸騰失水的門戶,也是氣體交流的窗口。氣孔由一對保衛(wèi)細(xì)胞組成。

蒸騰作用的意義:促進(jìn)植物體對水分的吸收;促進(jìn)植物體對水分和無機(jī)鹽的運輸;降溫。

37、光協(xié)作用:

38、植物的呼吸作用

第四單元

39 現(xiàn)代類人猿和人類的共同祖先是森林古猿。

40男性和女性生殖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功用

男性:——產(chǎn)生,分泌雄性激素

女性:卵巢——產(chǎn)生卵細(xì)胞,分泌雌性激素

子宮——胚胎發(fā)育的場所,胎兒與母體物質(zhì)交流的場所是胎盤

輸卵管——受精的場所

41青春期的身體變化

(1)身高突增,神經(jīng)系統(tǒng)以及心臟和肺等器官功用也清楚增強(qiáng)。

(2)性器官迅速發(fā)育:男孩出現(xiàn)遺精,女孩會來月經(jīng)。

42人體需求的主要營養(yǎng)物質(zhì)

六類營養(yǎng)物質(zhì):糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、水、無機(jī)鹽和維生素。

44人體消化系統(tǒng)的組成:

45食物的消化和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收進(jìn)程

口腔 糖類末尾消化的地方 唾液淀粉酶

胃 蛋白質(zhì)末尾消化的地方 胃蛋白酶

小腸 糖類、蛋白質(zhì)、脂肪都能消化 消化糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的酶

46關(guān)注食品安全。

47人體呼吸系統(tǒng)的組成

篇9

[關(guān)鍵詞]血液腫瘤 治療 技術(shù)

中圖分類號:R730.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)05-0299-01

一、生物治療概念

血液腫瘤生物治療簡單來說就是針對腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)特征而進(jìn)行的治療,與傳統(tǒng)腫瘤治療所采用的化療、放療有本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)的化療、放療在血液腫瘤的治療中,無法完全殺死血液腫瘤細(xì)胞,導(dǎo)致血液惡性疾病復(fù)發(fā)率高,同時,化療、放療時,無法對正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞進(jìn)行區(qū)別對待,導(dǎo)致殺死腫瘤細(xì)胞的同時,也損傷了患者的正常細(xì)胞。

二、生物治療的分類

按照治療原理的不同,一般情況下,我們將血液腫瘤的生物治療分為兩大類:一類是間接抗腫瘤方法,即殺傷或抑制腫瘤細(xì)胞的生長,主要通過細(xì)胞因子、細(xì)菌、疫苗、藥物或基因?qū)氲确椒?,來激活人體自身的免疫系統(tǒng)的效應(yīng)細(xì)胞和它所分泌的細(xì)胞因子的方法來完成;另一類直接抗腫瘤方法,主要是直接干擾腫瘤細(xì)胞的生長、轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。當(dāng)前臨床治療中,主要采用的生物治療方法有以下幾種:

1、細(xì)胞因子

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,特別是基因工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到大規(guī)模運用后,大量的生物制劑在臨床治療中得到了廣泛的應(yīng)用,其中,細(xì)胞因子是當(dāng)前臨床應(yīng)用最為廣泛、治療效果最好的一類。當(dāng)前,在血液腫瘤治療中常用的細(xì)胞因子主要有干擾素(IFN)、白介素(IL)、集落刺激因子三種。

1)干擾素(IFN)

干擾素(IFN)主要分為三大類:IFN-α、IFN-β、IFN-γ,在血液腫瘤的治療中,干擾素(IFN)的主要作用包括:直接抗病毒作用;增強(qiáng)主要組織相容性抗原復(fù)合物(MHC)和腫瘤相關(guān)抗原(TAA)表達(dá);增強(qiáng)自然殺傷(NK)細(xì)胞的細(xì)胞毒作用;增強(qiáng)抗體依賴性細(xì)胞的細(xì)胞毒(ADCC)作用;直接發(fā)揮抗細(xì)胞增生作用和抗血管生成作用。

2)白介素(IL)

白介素(IL)簡單來說就是一種可以調(diào)節(jié)細(xì)胞反應(yīng)的可溶性蛋白或糖蛋白,它主要產(chǎn)生至:B細(xì)胞、T細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞和單核細(xì)胞。

3)造血生長因子(HGF)

造血生長因子(HGF)是對一類細(xì)胞因子的統(tǒng)稱,這類細(xì)胞因子的特點就在于它們對造血細(xì)胞的生長、分化、成熟、增殖等都有著一定的調(diào)節(jié)作用,對成熟的造血細(xì)胞也有著功能激活的作用。臨床上,這類細(xì)胞應(yīng)用較多的主要有:粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、粒細(xì)胞集落生長刺激因子(G-CSF)和促紅細(xì)胞生成素(EPO)等。

4)腫瘤壞死因子(TNF)

腫瘤壞死因子(TNF)主要分為兩種,即由巨噬細(xì)胞分泌的TNF-α和由淋巴細(xì)胞分泌的TNF-β。目前,TNF-α在臨床上的運用較為廣泛,它不但對腫瘤細(xì)胞本身具有細(xì)胞毒性,還能摧毀實體瘤周圍的血管上皮組織,最重要的是它可以通過形成血栓,來阻止血液對腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)供應(yīng),最終導(dǎo)致腫瘤的出血性壞死、消退或消失。

2、過繼性免疫細(xì)胞治療

過繼性免疫細(xì)胞治療的治療原理是通過給血液腫瘤患者輸入或注射抗腫瘤免疫效應(yīng)細(xì)胞來直接殺傷腫瘤細(xì)胞,或是通過其激活患者機(jī)體的免疫反應(yīng)來殺傷腫瘤細(xì)胞,以此來達(dá)到治療血液腫瘤的目的。

過繼性免疫細(xì)胞治療的主要實施步驟包括:首先,提取患者的外周血;其次,從提取的外周血中分離出腫瘤殺傷細(xì)胞,并對其進(jìn)行培育,使其在量上得以擴(kuò)充;最后將擴(kuò)充后的腫瘤殺傷細(xì)胞輸入或注射進(jìn)患者體內(nèi),使其可以直接殺傷腫瘤細(xì)胞,或是通過其激活患者機(jī)體的免疫反應(yīng)來殺傷腫瘤細(xì)胞。治療腫瘤采用的過繼性免疫細(xì)胞主要有:淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞(LAK)、腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TIL)、細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(CIK)和樹突狀細(xì)胞(DC)。

3、單克隆抗體

部分單克隆抗體在血液腫瘤的治療中起著殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。此外,單克隆抗體最大的特點不在于殺死腫瘤細(xì)胞,很多單克隆抗體都不具備直接殺死腫瘤細(xì)胞的特點,這一部分單克隆抗體在治療腫瘤時,主要是通過交聯(lián)方式,攜帶一種細(xì)胞殺傷介質(zhì),這種介質(zhì)定點抓喲用與腫瘤點,這就讓單克隆抗體在抗腫瘤效果增加的同時,也減小了對正常細(xì)胞的損害。腫瘤治療中運用的單克隆抗體主要包括:利妥昔單抗、曲妥珠單抗、吉妥單抗、阿侖單抗、西妥昔單抗、貝伐單抗、依決洛單抗。

4、誘導(dǎo)分化治療

誘導(dǎo)分化治療在我國最早的應(yīng)用,是上世紀(jì)80年代,上海瑞金醫(yī)院采用的全反式維甲酸(ATRA)治療急性早幼粒白血?。ˋPL)。目前,我國已經(jīng)在治療APL成功的基礎(chǔ)上,將誘導(dǎo)分化治療研究的范圍擴(kuò)大到了,漿細(xì)胞腫瘤、惡性淋巴瘤、成人T細(xì)胞白血病、CML及其他髓細(xì)胞白血病等血液腫瘤。當(dāng)前腫瘤治療中運用的誘導(dǎo)分化劑主要包括:外源性分化和內(nèi)源性分化兩種。

5、基因治療

基因治療目前還處在研究階段,還存在許多局限和不可預(yù)知,無法在臨床中得到廣泛的運用?;蛑委煹脑硎牵簩⑷讼鄳?yīng)的正?;蚺c溫和病毒DNA重組,構(gòu)成雜合重組DNA,利用病毒感染作用,將基因?qū)肴梭w細(xì)胞,并整合至人染色體中,取代突變基因,補(bǔ)充缺失基因或關(guān)閉異?;?,從根本上治療惡性腫瘤。當(dāng)前基因治療主要的方法包括:基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活、免疫調(diào)節(jié)等。

篇10

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1~100nm)或由納米粒子作為基本單元構(gòu)成的材料.納米粒子也叫超微顆粒,處于原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域,這樣的體系既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng),是一種典型的介觀系統(tǒng),與常規(guī)尺度物質(zhì)相比具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等[1-2].納米技術(shù)是通過對納米尺度物質(zhì)的操控來實現(xiàn)材料、器件和系統(tǒng)的創(chuàng)造和利用,例如在原子、分子和超分子水平上的操控.納米技術(shù)應(yīng)用于生物領(lǐng)域產(chǎn)生了納米生物技術(shù),納米生物技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)對醫(yī)學(xué)產(chǎn)生很大的影響,過去的幾十年中,市場上已經(jīng)出現(xiàn)基于納米技術(shù)的一些藥物,許多具有藥物診斷和藥物傳輸功能的納米材料都可以應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)中.納米技術(shù)打開了微米尺度以外的世界,而細(xì)胞水平上的生理和病理過程都發(fā)生在納米尺度,因此納米技術(shù)將對生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響.納米生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)以及其他技術(shù)的關(guān)系如圖1所示[3].本文僅對量子點、納米金、碳納米管、氧化鐵和富勒烯等納米材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景做一綜述.

2納米材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

2.1量子點

量子點(quantumdots,QDs)是一種粒徑為2~10nm的半導(dǎo)體納米晶,主要包括硒化鎘、碲化鎘、硫化鎘、硒化鋅和硫化鉛等.與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料相比,QDs具有激發(fā)波長可調(diào)、熒光強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)、不易發(fā)生光漂白和同時激發(fā)多種熒光等優(yōu)點.通過對多種量子點同時進(jìn)行激發(fā),可以達(dá)到多元化檢測的目的,有利于進(jìn)行高通量篩選.QDs的發(fā)射光譜隨尺寸大小和化學(xué)組成變化而有所改變,因此可以通過控制QDs的尺寸和化學(xué)組成使得其發(fā)射光譜覆蓋整個可見光區(qū)[4].隨著QDs尺寸的減小,其電子能量的不連續(xù)性產(chǎn)生獨特光學(xué)性質(zhì),因此,QDs可以作為熒光探針用于生物分子成像,進(jìn)行生物分子的識別.Goldman等[5]利用親和素修飾CdSe/ZnSQDs,通過親和素-生物素化抗體的特異性結(jié)合形成熒光納米粒子復(fù)合抗體,探討了在蛋白毒素檢測領(lǐng)域的應(yīng)用前景.Genin等[6]以QDs為探針對半胱氨酸蛋白進(jìn)行檢測,檢測時間可以持續(xù)到150s,檢測機(jī)理是將QDs與有機(jī)熒光染料分子CrAsH、半胱氨酸依次結(jié)合,利用形成的復(fù)合體進(jìn)行檢測.Liang等[7]研究鏈酶親和素修飾的QDs對mi-croRNA的定量檢測效果,利用QDs發(fā)出的熒光信號對microRNA的含量進(jìn)行測定,最低檢測限達(dá)到0.4fmol.Shepard等[8]利用量子點和Cy3,Cy5熒光染料共同作用,對炭疽桿菌進(jìn)行多元檢測,大大提高了檢測效率,與傳統(tǒng)的雙光色檢測相比體系通量提高了4倍.杜保安等[9]采用水相合成法合成了Mn2+摻雜CdTe量子點,通過在CdTe量子點中摻雜Mn2+,進(jìn)一步改良CdTe的發(fā)光性能及熱穩(wěn)定性,擴(kuò)大了量子點的應(yīng)用范圍.聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)因其容易和氨基、羧基、生物素等多種功能化基團(tuán)反應(yīng)而常用于QDs的表面改性,而且PEG還能夠增加QDs的化學(xué)穩(wěn)定性.研究發(fā)現(xiàn),用低聚PEG-磷酸酯膠束包覆QDs后分散于水中,其熒光強(qiáng)度幾周內(nèi)都不會發(fā)生改變,若分散于磷酸鹽溶液中,80h后熒光強(qiáng)度只降低10%[10].QDs特殊的光學(xué)性質(zhì)使得它已逐步應(yīng)用于光發(fā)射二極管、生物化學(xué)傳感器、太陽能電池、生物分子成像和納米醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域.

2.2金納米粒子

金納米粒子(AuNPs)具有獨特的光學(xué)性質(zhì)、良好的生物相容性、易修飾生物分子以及制備簡單等特點,因此在生物傳感、分子成像、腫瘤治療和藥物傳輸?shù)壬镝t(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛研究.Wang等[11]利用N-羥基琥珀酰亞胺修飾的AuNPs實時檢測人體血液中鏈霉素和生物素的相互作用,發(fā)現(xiàn)經(jīng)修飾后的AuNPs具有3μg/mL的低檢出限和3~50μg/mL的寬動態(tài)檢測范圍,為構(gòu)建全血中蛋白檢測和細(xì)胞分析的新型光學(xué)生物傳感器提供了思路.Huang等[12]將金納米棒連接上表皮生長因子抗體后作用于癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)金納米棒附近的分子表現(xiàn)出更強(qiáng)、更敏銳和極化的拉曼光譜,這對于腫瘤的早期準(zhǔn)確檢測成像具有很大意義.Wei等[13]研究了AuNPs和紫杉醇對HepG2肝癌細(xì)胞凋亡的影響,發(fā)現(xiàn)AuNPs單獨或與紫杉醇協(xié)同作用可以引起HepG2細(xì)胞凋亡,AuNPs可以增強(qiáng)紫杉醇對HepG2細(xì)胞的抑制和凋亡作用.Tong等[14]研究發(fā)現(xiàn)葉酸結(jié)合的金納米棒在近紅外光照射下可以破壞質(zhì)膜,這是由于細(xì)胞內(nèi)鈣離子的快速增多進(jìn)而導(dǎo)致肌動蛋白動態(tài)異常造成的.但是,關(guān)于AuNPs的研究還處于初級階段,許多問題尚需進(jìn)一步的深入研究.例如:如何制備各種形態(tài)和結(jié)構(gòu)以及可控成分的AuNPs,如何在治療過程中實現(xiàn)定向輸送和釋放的靶向性以及使AuNPs作為探針的信號放大以便用于生物檢測等都需要進(jìn)一步的探索.本課題組Liu等[15]研究了AuNPs對成骨細(xì)胞系MC3T3-E1的增殖、分化和礦化功能的影響,結(jié)果表明,20,40nm的AuNPs均促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞的增殖、分化和礦化功能,且呈現(xiàn)出劑量和時間依賴性.RT-PCR結(jié)果表明,20,40nm的AuNPs均促進(jìn)runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(Runx2)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP-2)、堿性磷酸酶(ALP)和骨鈣素(OCN)基因的表達(dá).結(jié)果顯示,AuNPs能夠促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞成骨分化及礦化功能,而且影響隨納米顆粒的尺寸變化有所不同.Runx2,BMP-2,ALP和OCN4種基因可能相互影響,從而刺激MC3T3-E1細(xì)胞的成骨分化.實驗結(jié)果提示,與骨中羥基磷灰石晶體尺寸相似的AuNPs可能扮演了一個晶核的角色,從而刺激其周圍細(xì)胞的增殖、分化和礦化,形成鈣的沉積.隨后Liu等[16]又研究了AuNPs對骨髓基質(zhì)細(xì)胞(MSCs)增殖、成骨和成脂分化的影響,結(jié)果表明,AuNPs可以促進(jìn)MSCs向成骨方向分化,抑制向成脂方向及成脂橫向分化.結(jié)果揭示了AuNPs是如何進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)活動進(jìn)而影響骨髓基質(zhì)細(xì)胞的功能,對合理設(shè)計用于組織工程和其他生物醫(yī)學(xué)方面的新材料具有重要意義.

2.3碳納米管

碳納米管(carbonnanotubes,CNTs)的結(jié)構(gòu),形象地講是由1個或多個只含sp2雜化碳原子的石墨薄片卷曲成的納米級圓筒.根據(jù)石墨片層數(shù)不同,CNTs可分為單壁碳納米管(SWCNTs)和多壁碳納米管(MWCNTs).CNTs的長度從幾百納米到幾毫米不等,但它們的直徑均在納米量級,SWCNTs和MWCNTs的直徑分別在0.4~3.0nm和2~500nm.MWCNTs也是由幾個石墨片層的圓筒構(gòu)成,層間距在0.3~0.4nm.CNTs可以在藥物供給系統(tǒng)與細(xì)胞之間形成圓筒形的渠道,輸送肽、蛋白質(zhì)、質(zhì)粒DNA或寡核苷酸等物質(zhì).CNTs還能促進(jìn)骨組織的修復(fù)生長,促進(jìn)神經(jīng)再生,減少神經(jīng)組織瘢痕產(chǎn)生.Kam等[17]將CNTs胺基修飾后,通過生物素連接具有熒光的抗生素蛋白鏈菌素,孵育白血病細(xì)胞HL60一定時間后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光,且隨CNTs濃度和孵育時間的延長,熒光強(qiáng)度不斷增強(qiáng),證明CNTs能將大分子蛋白載入HL60細(xì)胞內(nèi).Feazell等[18]研究胺基化的SWCNTs運輸鉑(Ⅳ)復(fù)合物的效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鉑(Ⅳ)復(fù)合物以胺基化SWCNTs為載體進(jìn)入癌細(xì)胞,并且其細(xì)胞毒性比連接前高出100多倍,為提高腫瘤化療藥物的敏感性提供了新思路.Zhang等[19]采用原代培養(yǎng)小鼠成骨細(xì)胞(OBs)為模型,研究了SWCNTs(直徑<2nm)、DWCNTs(直徑<5nm)和MWCNTs(直徑<10nm)對OBs增值、分化和礦化功能的影響,結(jié)果表明,它們均抑制OBs的增殖、橫向分化和礦化功能,且呈現(xiàn)時間和劑量依賴性,并且明顯抑制了OBs中Runx-2和Col-Ⅰ蛋白的表達(dá)水平.Liu等[20]進(jìn)一步研究了SWCNTs(直徑<2nm)和MWCNTs(直徑<10nm)對骨髓基質(zhì)細(xì)胞(MSCs)增殖、成骨分化、成脂分化和礦化的影響,結(jié)果表明,SWCNTs和MWCNTs明顯抑制了MSCs的增殖,且呈現(xiàn)出了劑量依賴關(guān)系.SWCNTs和MWCNTs抑制MSCs增殖和成骨分化的機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)依賴于Smad的骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)信號通路而起作用.結(jié)果提示,CNTs對OBs和MSCs的生長起著重要的調(diào)控作用,其生物安全性評價還需進(jìn)行充分研究以便將來進(jìn)行合理設(shè)計用于生物醫(yī)學(xué).由于碳納米管獨特的結(jié)構(gòu),其外表面既可以非共價吸附各種分子,還可以共價鍵合多種化學(xué)基團(tuán),內(nèi)部則可以包埋小分子,從而提高了其表面負(fù)載率及實現(xiàn)增溶和靶向等.在生物醫(yī)學(xué)上,鑒于碳納米管具有的生物膜穿透性和相對低的細(xì)胞毒性,在藥物傳遞方面具有較好的應(yīng)用前景.碳納米管的應(yīng)用給腫瘤的診斷與治療帶來了新的機(jī)遇,隨著對其用作藥物載體的深入研究,低毒高效的修飾性碳納米管有望在將來廣泛應(yīng)用于臨床[21].

2.4氧化鐵納米粒子

氧化鐵納米粒子由于具有超順磁性,是一類具有可控尺寸、能夠外部操控并可用于核磁共振成像(MRI)造影的材料.這使得氧化鐵納米粒子廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)提純、醫(yī)學(xué)影像、藥物傳輸和腫瘤治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域.Wang等[22]采用一種新方法將色酮偶聯(lián)到Fe3O4納米顆粒上,合成的結(jié)合物使色酮在培養(yǎng)基中的溶解度急劇增加,從而使HeLa細(xì)胞吸收色酮能力增強(qiáng),結(jié)合物能更有效抑制HeLa細(xì)胞增殖,這種色酮耦合的Fe3O4納米粒子可以作為多功能輸送系統(tǒng)用于診斷和治療.Wei等[23]研究發(fā)現(xiàn)Fe3O4納米顆??梢蕴禺愋詸z測H2O2和葡萄糖,并且具有很高的靈敏度.結(jié)果顯示,對H2O2的檢測精度可達(dá)到3×10-6mol/L,對葡萄糖的檢測精度達(dá)到5×10-5~1×10-3mol/L.Xie等[24]發(fā)展了一種新方法用于制備超微磁性納米顆粒,其中小配體4-甲基苯膦二酚用作表面活性劑來穩(wěn)定顆粒的表面,其與氧化鐵表面具有很強(qiáng)的螯合作用,進(jìn)而與環(huán)狀多肽鏈接,可用于靶向診斷腫瘤細(xì)胞.劉磊等[25]通過化學(xué)共沉淀法制備了鐵磁性納米粒子(FeNPs),并以W/O反相微乳法制備了包埋熒光染料三聯(lián)吡啶釕配合物Ru(bpy)2+3的二氧化硅納米粒子(SiNPs)和二氧化硅磁性納米粒子(Si/FeNPs),并研究了不同濃度的FeNPs,SiNPs和Si/FeNPs對肝癌細(xì)胞HepG2的增殖、細(xì)胞周期、表面形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明FeNPs對HepG2細(xì)胞增殖和周期沒有顯著影響,SiNPs和Si/FeNPs能夠促進(jìn)細(xì)胞生長分裂,具有促增殖作用;SiNPs和Si/FeNPs通過細(xì)胞膜的包吞作用隨機(jī)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),進(jìn)入細(xì)胞后,不影響細(xì)胞的形態(tài)和超微結(jié)構(gòu).實驗結(jié)果對進(jìn)一步研究修飾特異性抗體、蛋白或負(fù)載抗癌藥物之后的二氧化硅納米粒子在一定交變磁場作用下的抗腫瘤效果具有重要意義.氧化鐵納米粒子是目前國內(nèi)外大力研究的一種新型靶向給藥系統(tǒng),應(yīng)用前景十分廣泛.但是成功應(yīng)用于活體腫瘤靶向納米探針和納米載藥體目前仍然存在很多障礙:1)表面進(jìn)行化學(xué)修飾后,氧化鐵納米納米粒子的磁化量降低;2)納米氧化鐵上嵌入配基結(jié)合位點可能會降低它的靶向特異性,并且所載藥物常常在內(nèi)涵體或溶酶體中釋放,而不是靶細(xì)胞的胞質(zhì);3)在到達(dá)腫瘤組織之前,結(jié)合或封裝的化療藥物在血液中很快釋放.氧化鐵納米粒子和其他可生物降解的、生物相容性好的聚合物微團(tuán)的結(jié)合可能會解決上述問題.可以預(yù)期,隨著人們對磁性納米粒子聚合物研究的不斷深入,磁性納米氧化鐵粒子將在腫瘤的診斷及治療中發(fā)揮越來越重要的作用.

2.5富勒烯

富勒烯(C60)是一個由12個五元環(huán)和20個六元環(huán)組成的球形三十二面體,外形酷似足球,直徑為0.71nm.六元環(huán)的每個碳原子均以雙鍵與其他碳原子結(jié)合,形成類似苯環(huán)的結(jié)構(gòu).富勒烯、金屬內(nèi)嵌富勒烯及其衍生物由于獨特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì),在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用.如抗氧化活性和細(xì)胞保護(hù)作用、抗菌活性、抗病毒作用、藥物載體和腫瘤治療等[26].Hu等[27]發(fā)現(xiàn)丙氨酸修飾的水溶性富勒烯衍生物能夠抑制過氧化氫誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,其機(jī)制是通過清除細(xì)胞內(nèi)外活性氧而抑制細(xì)胞凋亡.Yin等[28]研究發(fā)現(xiàn)C60(C(COOH)2)2,C60(OH)22和Gd@C82(OH)223種富勒烯衍生物可以降低細(xì)胞內(nèi)活性氧水平來保護(hù)過氧化氫誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷,其清除的活性氧自由基包括超氧陰離子、單線態(tài)氧和羥基自由基等.Mashino等[29]研究發(fā)現(xiàn)甲基吡咯碘修飾的富勒烯衍生物可以通過抑制大腸桿菌的能量代謝對其活性起到抑制作用.Chen等[30]發(fā)現(xiàn)Gd@C82(OH)22能有效抑制腫瘤生長并對機(jī)體不產(chǎn)生任何毒性,其對H22肝癌動物模型抗腫瘤效率比環(huán)磷酰胺和順鉑都高,其抑瘤效果并不像傳統(tǒng)藥物對腫瘤的直接殺傷作用,而是通過其他機(jī)制來完成.實驗結(jié)果表明Gd@C82(OH)22能提高免疫應(yīng)答能力,促進(jìn)巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞分泌IL-2,TNF-α和IFN-γ等一系列免疫因子,同時促進(jìn)血液中T細(xì)胞亞型Th1型因子IL-2,IFN-γ和TNF-α的分泌,說明它的抑制腫瘤生長效果有可能是通過激活機(jī)體免疫功能實現(xiàn)的[31].Zhou等[32]采用差速離心和ICP-MS測定方法研究了Gd@C82(OH)22在荷瘤小鼠組織中的亞細(xì)胞分布情況,結(jié)果表明此納米顆??梢赃M(jìn)入細(xì)胞,其亞細(xì)胞分布模式與GdCl3顯著不同,Gd@C82(OH)22在動物體內(nèi)是以整個完整碳籠形式存在,且在代謝過程中碳籠不會打開釋放出內(nèi)部的Gd3+.隨后研究了Gd@C82(OH)22和C60(OH)22對荷Lewis肺轉(zhuǎn)移瘤小鼠氧化應(yīng)激水平的影響,發(fā)現(xiàn)2種富勒烯衍生物可以通過清除自由基抑制脂質(zhì)過氧化下調(diào)氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo),降低由于腫瘤轉(zhuǎn)移到肺造成的肺損傷[33].這些結(jié)果都為解釋Gd@C82(OH)22納米顆粒的抗腫瘤生長機(jī)制提供了證據(jù),對開展金屬富勒烯在抗腫瘤藥物領(lǐng)域的研究具有很大意義.