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论文摘要:细胞凋亡又叫细胞程序性死亡,是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。
细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的,经过进一步深入研究之后,他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年,细胞凋亡的研究主要集中在动物,人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样,在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性,有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来,随着植物细胞凋亡的研究进展,人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分,同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。
1植物细胞凋亡的一般特征
经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器)[3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA梯度(DNAladder),此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。
2细胞凋亡的检测方法
2.1细胞形态学观察法
苏木素-伊红(HE)染色法:石蜡切片的HE染色是组织形态学检测的常规方法,光学显微镜下细胞核呈蓝黑色,胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布,表现在核染色质致密浓缩,核碎裂等。
(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体,初期细胞可见完整的细胞器,细胞膜完整,凋亡小体形成。目前一致认为,电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。
(2)荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理,可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoechst33258或Hoechst33342、碘化丙啶(PI)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞,而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光,正常细胞呈均匀荧光染色,而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。
2.2反映凋亡细胞膜改变的方法:染料排斥法。
除了电镜能反映细胞膜完整性外,还可用染料排斥法,如台盼蓝、PI等。坏死细胞膜破损,被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整,不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此,此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上,磷脂酰丝氨酸基团(PS)位于胞内侧,而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧,以利于被吞噬。因此,磷脂酰丝氨酸基团位置的改变,可作为凋亡细胞的一个标志。
2.3反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法
细胞凋亡过程中,DNA有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。
(1)琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取DNA后,于含EB的琼脂糖凝胶中进行电泳,正常细胞DNA呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带,系180~200bp左右的及多聚核小体的梯状DNA条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。DNA电泳法是判断细胞凋亡的经典方法.PEG6000诱导的小麦叶片[7]、羟自由基诱导的烟草细胞[8]、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9]和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生PCD时均检测到DNA梯状条带。
(2)流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时,其细胞膜的通透性增加,但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间,利用这一特点,被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。
(3)原位末端标记法(InSituEnd2Labeling,ISEL)。通过DNA多聚酶I把已标记的核苷酸结合到DNA的单链断裂处,以寻找有无Ap发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。
(4)原位切口平移法(InSituNickTranslation,IS2NT)。利用DNA多聚酶将核苷酸整合到Ap细胞内断裂的DNA3′羟基末端,同时水解5′末端,以修复DNA。若用已标记的核苷酸,即可显示出有断裂DNA的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中Ap的观察。
(5)末端转移酶介导的缺口末端标记法(TdT2me2diatedX2dUTPnickendlabeling,TUNEL)。末端转移酶(TdT)介导的X2dUTP缺口标记法是目标原位检测Ap最为敏感、快速、特异的方法,其具有广泛的应用前景。末端转移酶(TdT)可催化在DN段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应,即DN段加尾。利用末端转移酶(TdT)将标记的脱氧核苷酸转移到DNA缺口或3′羟基末端上,通常所用的核苷酸为dUTP,标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。
(6)ELISA法。对Ap细胞内DN段的检测还可用ELISA法。悬浮细胞经裂解,高速离心去除核的成分后,取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板,反应后再加酶标抗DNA抗体,若上清中含断裂的DN段,则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。
3植物发育过程中的细胞凋亡
萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上,与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核DNA的断裂都可以经常观察到,但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。
3.1导管的形成
导管是由排列有序的死亡的导管分子(trachearyelements,TEs)构成。王雅清和崔克明[13]对杜仲木质部导管分化的研究证明,其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织,而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14].
3.2单性花的形成
许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞,在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡,从而最终形成单性花。
3.3大、小孢子的形成和发育
大多数种子植物中,大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子。仅有1个能发育成雌配子体,其余的3个大孢子退化。例如,蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子,这4个大孢子通常呈线型或T型排列,仅有1个能继续发育成雌配子体,其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明,其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15]。
3.3雌雄配子体的发育
植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中,原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中,珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].
3.4胚的发育
在胚性细胞分化和发育过程中,存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成,在胚的形成过程中,助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵第一次分裂形成,当胚发育到一定阶段,胚柄发生细胞凋亡,形态上表现为质壁分离,原生质体固缩。单子叶植物的种子中,在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞,含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子,后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织,分泌水解酶,水解胚乳成分,种子萌发后,糊粉层功能完成,便开始凋亡,是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中,其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡,没有这些细胞凋亡,幼苗就不能正常生长发育,会因饥饿而死亡。
3.5根冠细胞的死亡
根冠位于根尖的顶部,是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中,根冠细胞不断脱落,并由顶端分生组织不断产生新的细胞,从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明,其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡,才保证了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤,进而保证了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌D、秋水仙碱处理后,这些根尖分生组织细胞同样具有DNAladder、染色质和细胞核浓缩等特征,说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20]。
3.6叶发育过程中的细胞凋亡
在叶子的发育过程中,叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片)的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外,对叶片衰老过程的研究发现,衰老起始时,叶绿体首先被自体吞噬,此后水解酶、RNA酶等活性上升,而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21],这些都是细胞凋亡的特征。因此,叶子脱落前叶片的衰老过程也是PCD。
4环境胁迫诱导的植物PCD
4.1植物超敏反应中的PCD
超敏反应(hypersensitiveresponseHR)是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应,其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中,DN段化,特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。4.2盐胁迫诱导的PCD
无机盐KCN、NaCl、CaCl2和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(NaCl500mmol/L)处理后,出现明显的DNA梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%PEG溶液(-0.63MPa)对小麦根系进行渗透胁迫,在小麦叶片DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA条带,表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂,末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’OH末端标记法(TUNEL)检测出现阳性结果。
4.3活性氧与植物细胞凋亡
活性氧是一类具有强氧化能力的物质,主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等,各种逆境条件,包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时,细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理小麦可以明显提高ROS清除酶,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性,从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ROS,或直接清除ROS来保持细胞处于还原状态。
5研究植物细胞凋亡的意义及展望
导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶,形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前,细胞内物质可被其他细胞回收利用,这是植物能够独立营养的一个特性,叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果,但这个过程却影响了农产品的产量。因此,要搞清植物细胞凋亡的发生程序,对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中,被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式,从而限制感染部位病原菌的生长,阻止病原菌的传播,以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应,若在植物抗病育种中加以应用,使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染,就可以减少农药的使用,避免环境污染,从而提高人类生活质量。
由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短,同时由于细胞内各种因子相互作用,调控机制及其复杂,使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来,利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26],利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性,在细胞周期调控、DNA复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用,在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究,为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。
随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入,发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚,植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的,但分子水平共同特征少,目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27]。研究过程中常局限于某一特定现象,很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来,加上植物生长周期较长,给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来,将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子,通过人为调控,改变生长发育期,提高果品产量和品质,则将会极大地推动果树现代化生产的发展。
参考文献
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【关键词】高中生物;探究性课例;课例研究
在课程改革的情况下,要求高中生物学课程思量学生的实质需要,紧扣课程目标,需要和专业的发展有关。探究性课例是围绕着手解决课中的问题作为教学策略的目标形成的。探究课例的展开,对发现课题的内在价值有利,使其有效的达到课程教学目标。
一、课例和探究性课例及其特点
课例,基于该研究的特定课程时,对该课程存有的问题,以改善,优化和提高教学策略的有效为目标。教学课例需要怀抱课程改革的主张,取舍课例的主旨,重点解决课程教学中的问题,以推动教师教学手段和学生学习手段的根本变更。
探究性课例的研究能使学生的想象力、创造力,以协调、发展、严谨的态度去研究问题的习惯得到培养,让学生在各种问题的研究中提高能力。高中生物课例探究要显示以下特点要求:一是具有开放性,主要指用于学习的内容不是具体的知识,而是来源于社会生活,是人们都能知晓,并且可以是多学科的,它并不限于教室,有助于形成一个开放的学习过程;二是具有探索性,主要指的是不是被动的学习和记忆,而是察觉问题、处置问题具有主动性,探索学习结论的过程独立性;三是具有实用性,申说理论和社会科学与现实生活联系,导引学生关心实际生活,亲身投入社会实践。
二、探究性课例的开发与研究
高中生物课程创意的学习的探究性,是对高中学生学习方法方式的划时代的变革,使学生增加掌握科学知识的主动性、领略科学的过程和方法,了解科学的实质,有助于达到科学的探究策略和有一定的情感、态度、价值观以及创新精神的实现。如,苏教版高中生物教材“物质跨膜运输”的内容用讲授法,学生强记背诵也能达到教学目标要求,但过程少了思维活动,难以提高学生的能力,学习兴趣不易形成。推荐用探究性课例的教学方法,告诉学生科学界探究细胞膜结构和特点的实验过程,引导学生在阅读分析中获得的细胞膜结构和结论。可以这样设计:
首先,让学生抓导学案结合教材的看和读,然后实施基础训练。预习情况适时进行小组交流。
其次,理论上进行探究。科学家探索细胞膜结构组成的2个实验资料由老师出示:一是1885年,奥弗顿在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜十分缓慢。教师提醒:相似相溶原理。让学生商榷细胞膜的构成元素,由此得到结论。如此,学生们非常热烈的讨论,结论会得出细胞膜是由脂质组成。教师指引:这个脂质属于磷脂。接着,教师又要提出磷脂的结构:有一个亲水头部和一个疏水尾部。二是1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜口上提取脂质,在空气――水界面上辅展成单层分子,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。学生分析商讨这一现象并得出论断:两层磷脂分子构成了细胞膜。教师可以就此提出这样一个问题:两层磷脂分子在细胞膜中怎样排列呢?培养学生动手才干,充分施展学生的主观能动性。接着出示图片:1959年罗伯特森在电镜下看到的细胞膜三层结构:“暗――亮――暗”。教师解说:对光的折射率,磷脂高于蛋白质。学生探究后可得出下面结果:蛋白质又构成细胞膜的结构成分。教师讲授:后来的实验发现细胞膜上的蛋白质不光存在于磷脂双分子层两侧,有的蛋白质还镶嵌或者贯穿磷脂双分子层。
生物膜的流动镶嵌模型的基本内容可以让学生进行探究,探究这样几个问题:细胞膜的亚显微结构示意图的完成;生物膜的基本支架和膜功能的主要体现;构成生物膜的蛋白质分子在膜上的分布;构成生物膜的蛋白质分子和磷脂分子的运动;生物膜的结构特点;生物膜的流动性与选择透过性的区别与联系。学生展示:……教师点评:……
再次,思维探究和创新。学生完成基本的兼容性测试,小组讨论和交流的展示,教师评价和提示。这样的教学对传统的教学形式是改变,改掉了教师传授、学生听的被动模式,对学生的创造、探索、建立自己的知识点大有裨益。
教学是情感、知识、意识和行为相结合的过程。高中生物课程的改革已经多年,大量的探究性课例已经积累。上述课例具有代表性,让我们感触到课程改革后高中生物课堂教学能如此出色有活力,教学的组织能够如此多样。学生在学习中可以投入更多的时间。探究性课例和学生的生活情况相联系,关心他们学习的需要和自身心理的发展,引导学生由埋头书籍到热爱生活,其积极性将会得到有效调动,思维发展的过程中有学习,还有培养合作精神和锻炼自主能力,以及有学习活力的真实领略。学生在课堂上不仅是得到知识,更重要的是学会了学习,学会沟通,学会对生活的关注和知识的运用。
三、结语
高中生物课程探究性课例的研究和发展当按照先校内后校外的路径,注重学生周围的自然环境和利用社会资源。社会资源包括科学教育资源,如自然保护区科普教育基地、动植物标本馆、动物园、植物园、科研机构、高校的教育资源等。教师应激励学生运用这些资源,实施课内外的、各种小型操作和课例研究活动、课题研究等。
【参考文献】
【关键词】脑肿瘤神经胶质瘤肿瘤转移层粘连蛋白免疫组织化学
ABSTRACT:ObjectiveToexploreexpressionpatternsoflamininα1、α2、α3、α5subunitinthehumanbrainglioma.MethodsTheexpressionoflamininα1、α2、α3、α5subunitin77brainglioma,8normalbraintissueand10metastatictumorspecimenswereanalyzedbyimmunohistochemistryandimageanalysistechnique.Results1.Therewerenegativeexpressionoflamininα2、α3subunitandpositiveexpressionoflamininα1、α5subunitinthehumanbraingliomas,whosepositivestaininglocatedintumourcellmembrane,plasma.Thepositivestainingintensitywascorrelatedwithpathologicalgradeofglioma(P<0.001).2.Therewerealsopositiveexpressionoflamininα5subunitinbloodvesselendothelialcellsandbasalmembrane,whichintensitywasnotcorrelatedwithpathologicalgradeofglioma(P>0.05),butwasstrongerthanexpressioninmetastatictumor(P<0.05).Conclusion1.Theexpressionintensityoflamininα1、α5subunitintumorcellswascloselycorrelatedwithpathologicalgradeofglioma.2.Theexpressiondifferenceoflamininα5subunitinbraingliomaandmetastatictumorwasprobablycorrelatedwiththemetabasisbehavioroftumorcells.
KEYWORDS:brainneoplasms;glioma;neoplasmmetastasis;laminin;immunohistochemistry
福建医科大学学报2008年7月第42卷第4期梅文忠等:层黏连蛋白α1、α2、α3、α5亚基在人脑胶质瘤中的表达层黏连蛋白(laminin,LN)是一族具有多种生物学功能的细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)糖蛋白,它们参与基底膜构建,对维持基底膜的完整结构起重要作用,还在细胞黏附、生长、迁移中扮演着至关重要的角色[1]。研究表明,某些LN分子在胶质瘤细胞中表达增高,且与肿瘤病理级别相关,参与胶质瘤侵袭性生长而罕见颅外转移行为的调控[23],但是以往的研究多是针对LN蛋白分子或某些LN亚型分子的研究,如LN5,LN8,LN9,LN10/11等。本实验采用免疫组织化学SP法检测LNα1,α2,α3,α5亚基在不同病理级别的脑胶质瘤中的表达情况,探讨其与人脑胶质瘤生物学行为的关系。
1材料和方法
1.1材料
手术切除并经病理检查证实的人脑胶质瘤标本77例,其中星形细胞瘤41例、少突胶质细胞瘤7例、混合型胶质细胞瘤10例、室管膜瘤9例、髓母细胞瘤3例、胶质母细胞瘤7例。77例中,男性49例、女性28例,年龄(35±5.9)岁(3~70岁)。参照2000年WHO神经系统肿瘤分类及分级标准:Ⅰ级10例,Ⅱ级34例,Ⅲ级23例,Ⅳ级10例;术前均未接受放疗或化疗。取10例经病理检查证实的非神经系统来源的脑内转移瘤标本,男性7例,女性3例,年龄(54±2.8)岁(45~72岁)。8例正常脑组织标本取自颅脑损伤行内减压术患者,男性5例、女性3例,年龄(37±4.3)岁(13~61岁)。所有组织标本取后立即用10%福尔马林固定,常规石蜡包埋,研究时选取典型蜡块作2~4μm连续切片。
1.2方法
1.2.1主要试剂
羊抗人LNα1,α2,α3,α5亚基多克隆抗体(浓缩型)购自美国SantaCruz公司;超敏SP试剂盒购自福州MaixinBio公司。
1.2.2免疫组织化学
使用柠檬酸盐(PH6.0)高温高压修复法进行抗原修复,免疫组织化学使用超敏SP法,具体参照说明书进行。抗体工作浓度(1∶100)。
1.2.3结果判断
定位于脑胶质瘤细胞质及细胞膜上根据染色程度及染色细胞百分率进行分析评分[3]:着色缺如者为0分、淡者为1分、适中者为2分、深者为3分;着色细胞占细胞记数百分率<5%为0分、5%~25%为1分、26%~50%为2分、>50%为3分;每张切片着色与着色百分率得分相乘为其最后得分:规定0~1分者为阴性(-)、2~3分者为弱阳性(+)、4~6分者为阳性(++)、>6分者为强阳性(+++)。
在脑胶质瘤血管内皮细胞膜及血管基膜染色阳性的指标,利用ImageProPlus6.0软件测定阳性染色的血管内皮及基膜的平均光密度值(averageopticaldensity,AOD)和阳性染色的微血管管壁厚度(microvascularwallthickness,MWT)。
1.3统计学处理
应用SPSS11.5软件对检测数据进行统计处理,采用单因素方差分析、Kendall’s等级相关分析检验方法。P<0.05为差别有统计学意义。
2结果
2.1LNα1,α5的表达
LNα1主要定位在肿瘤细胞膜上,病理级别越高染色越强;阳性染色的细胞呈巢状分布或散在分布,在少数高级别胶质瘤标本中还可见阳性染色的瘤细胞围绕着血管分布,而在血管内皮细胞及基膜无染色(表1~2,图1)。表1LNα1,LNα5在胶质瘤细胞中的阳性表达强度与病理级别的关系(略)表2LNα5在血管内皮及基膜中的阳性表达强度与脑内肿瘤恶性程度的关系(略)
LNα5不仅在所有胶质瘤的瘤体及瘤周肿瘤细胞膜与细胞质上有染色,且病理级别越高染色越强;同时,血管内皮细胞及基膜也出现阳性染色,表现为靠管腔的一层内皮细胞和基膜呈连续、完整的阳性染色,但染色强度在胶质瘤各级别之间无明显差异。然而,LNα5在正常脑组织的血管内皮细胞及基膜无阳性染色,在脑内转移瘤的血管内皮细胞及基膜也仅见弱阳性染色,但染色基膜呈不连续,染色强度低于胶质瘤组;不过,胶质瘤和转移瘤标本血管腔中红细胞膜上均可见LNα5强阳性染色(图1,2)。
2.2LNα2、α3的表达情况LNα2、α3亚基在胶质瘤细胞及血管内皮细胞和基膜中均无阳性表达。
3讨论
研究发现,LN能增强胶质瘤细胞活动性,促进胶质瘤细胞粘附和迁移,促进肿瘤的侵袭[1,3]。陈菊祥等利用含13939种人类基因的BioStarH40S型芯片筛选人脑胶质母细胞瘤与侵袭性相关基因的表达和功能,结果发现层黏连蛋白、血小板衍化生长因子受体A(PDGFRA)等8条细胞骨架和细胞外基质基因均在胶质母细胞瘤中显著上调[4]。研究也发现PDGFRA和LN可以促进肿瘤新生血管的形成,导致胶质母细胞瘤侵袭性增强[5]。最近,Kawataki等在体外实验中发现含α3的LN5和含α5的LN10可强烈的促进胶质瘤细胞迁移,含α1的LN1作用较弱,含α2的LN2和α4的LN8在体外对胶质瘤细胞迁移无促进作用[6]。本研究发现,LNα1、α5在胶质瘤的瘤体及瘤周、瘤细胞质与细胞膜均有表达,表明LN可由瘤细胞合成、组装、分泌;本研究发现LNα1、α5在胶质瘤细胞浆膜的表达强度与病理级别密切相关,随着病理级别的增高而表达增强,提示它们可能与瘤细胞恶性程度有关,促进瘤细胞之间或瘤细胞与ECM、血管基膜之间的黏附和迁移。
临床病理发现,脑组织虽是身体其他器官原发癌转移的好发部位,但颅内原发肿瘤却很少颅外转移,其原因也被认为与LN在脑胶质瘤中的分布特征有关[3]。本研究发现,LNα5在胶质瘤血管内皮细胞和基膜上表达增高,且LNα5在基膜上的表达是连续的、完整的,与之前的文献报道基本相符;而在脑内转移瘤中见LNα5在血管内皮和基膜的表达较弱,且不连续、有断裂。提示LNα5可能影响胶质瘤细胞侵袭血管向颅外转移。
基膜上的LN除了可抑制瘤细胞穿越血管壁而发生转移外,还可通过与瘤细胞表面存在LN受体(整合素类和非整合素类)的结合,诱导瘤细胞的黏附和迁移[7]。Lugassy等用内皮细胞形成类管腔结构并与肿瘤细胞共培养发现,胶质瘤细胞可沿着管腔外表面前行,并包绕在血管基底膜成分LN的外周[8]。提示本研究中的LNα5可能在影响胶质瘤颅外转移的同时,还诱导胶质瘤细胞沿着血管基膜向正常脑组织迁移。此外,在临床和不同动物实验中也观察到脑胶质瘤细胞还常沿有髓纤维(束内、束周及束间)侵袭,研究表明虽然脑胶质瘤细胞系能特异地粘附到中枢神经系统髓磷脂提取物,但比粘附到纯化的LN上明显要慢[9]。
吕德兰血型糖蛋白(Lu),也称为基底细胞黏附分子(BCAM),是表达于红细胞膜上的一种LN受体,属于免疫球蛋白超家族,研究表明它与LN的高亲和力结合有助于器官发生、血管形成、红细胞生成,研究还表明它在一些疾病和恶性肿瘤中高表达,并和其它的黏附受体一起涉及到肿瘤的恶性转化和转移[1011]。Kikkawa等研究发现在ECM蛋白中,仅仅含α5链的LN是Lu/BCAM的配体[12]。本研究发现LNα5除了在血管内皮细胞和基膜表达外,还在红细胞膜上呈阳性染色,胶质瘤和转移瘤标本中红细胞膜上染色远强于正常脑组织,胶质瘤与转移瘤之间染色无明显差异。提示高表达的LNα5结合到红细胞膜受体上,其来源有可能是内皮细胞合成、分泌的,LNα5与Lu/BCAM相互作用在红细胞运输、肿瘤营养、血管内皮增生/新血管生成等过程中可能起重要作用。
不过,要确切地搞清楚是哪些LN亚基在脑胶质瘤的那些生物学行为中起作用?作用如何?分子机制何在?还需要借助现代分子生物学技术(基因敲除,基因转染、RNAi干扰技术等)在体内外实验(黏附、迁移、侵袭实验)中进一步研究。
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关键词:内生细菌;生物防治;作用机理
中图分类号:S476.1
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)23-0005-02
1 引言
内生细菌(endophyte)是指在其生活史的一定阶段或是全部阶段生活于健康植物的各组织和器官的细胞间隙或是细胞内的细菌,可通组织学方法或从严格表面消毒的植物组织中分离,对宿主植物无明显的伤害作用。目前对内生细菌对病原菌的拮抗作用和对植物的促生作用,内生细菌的鉴定,内生细菌的抑菌V谱性,拮抗物质的稳定性检测及代谢产物的分离纯化等报道较多。但是在拮抗机理方面始终没有很深入的探讨和研究,基本上还停留在表面现象的观察阶段[1~3]。现在已经鉴定的内生细菌已经超过了50个属了,主要有芽孢杆菌属(Bacillus)、假单孢菌属(Pseudomonas)、短小杆菌属(Curtobacterium)等[4]。关于内生细菌的生防作用及生防机理整理归纳如下。
2 内生细菌对宿主的促生作用
菌株XG32分离自健康的番茄根内,已鉴定为荧光假单孢杆菌Ⅳ型,以卡拉胶和草炭作为菌剂,在秦娟娟等[5]的试验中,处理组的辣椒苗在株高、根长、鲜重和干重与对照都有显著差异。张萍[6]报道了兰科植物内生细菌的促生机理,内生细菌能合成生长调节素,如IAA、CTK、GA等,促进植物进行光合作用、生物固氮及促进矿质营养循环;产生铁载体是内生细菌促进宿主生长发育的一个重要途径。周佳宇等[7]报道了茅苍术内生细菌的促生机制与此相似。因此,菌株进入植株体内后,引起了植物内源激素的变化可能是菌株促生作用的主要机制之一。
3 内生细菌的拮抗机理
3.1 内生细菌在宿主植物中定殖动态
文才艺等[8]报道了内生细菌EBS05能在小麦的根、茎内有效定殖,并持续向叶内转移,且在根内的定殖量始终大于同时期茎和叶内的定殖量,定殖量与接菌量成正相关。石晶盈等[9]研究报道,内生细菌MGP3可进入番木瓜叶片、叶柄和果皮中定殖,且定殖动态基本相同,都是先升高再下降的趋势。何红等[10]研究表明,辣椒内生枯草芽孢杆菌BS21和BS22菌株通过浸种、灌根和涂叶处理,不仅可在辣椒体内定殖,而且可在番茄、茄子、黄瓜等多种非自然宿主植物体内定殖。
3.2 对病原菌的拮抗机理
(1)作用于菌丝。刘晓妹等[11]研究中显示芽孢杆菌B1、B2对豌豆尖孢镰刀菌有很强的抑制效果,处理后的菌丝体膨大、畸形、原生质凝聚、菌丝生长点产生大量泡囊、后期出现菌丝体断裂、泡囊破裂、原生质外泄;余莎等[12]报道了红树内生细菌AiL3菌株产生的抑菌物质主要是抑菌蛋白,处理芒果炭疽病后,导致菌丝出现了肿胀、膨大、畸形。
(2)作用于病原菌的细胞壁。高伟[13]报道了海洋芽孢杆菌B-9987菌株对链格孢菌的抑制机理,处理后的链格孢菌细胞壁的成分发生了改变,经细胞壁葡聚糖成分的红外图谱显示,葡聚糖的糖苷键及碳-氧键被破坏,相应形成-OH、C=O,对应红外光谱这两个键的特征吸收峰增加表明葡聚糖单分子间的糖苷键断裂及环式葡萄糖分子形成链式结构,葡聚糖成分形成不稳定结构,导致了细胞壁的膨大破裂。
(3)作用于细胞膜。余莎等[14]报道中的芒果炭疽病菌菌丝经抑菌蛋白处理后,电导率随抗菌蛋白浓度的增大、时间的延长而逐渐升高,说明抗菌蛋白处理后可引起芒果炭疽病菌菌丝细胞膜破损,导致内含物的外渗;高伟等[15]研究表明了病原真菌的细胞外液在260 nm和280 nm处的紫外吸光度变化,有效的反应了在0~6 h内核酸和蛋白质含量的变化,表明了经内生细菌处理后的细胞膜通透性发生了变化。
(4)次生代谢产物中的抗菌物质的作用。杨琦瑶[16]研究中报道了枯草芽孢杆菌B006的发酵液粗提物对黄瓜枯萎病菌和辣椒疫霉菌的菌丝有抑制作用,对两种病原孢子的萌发都有抑制,但是对黄瓜枯萎病菌孢子萌发抑制不明显。此结果在袁玉娟[17]研究中也得到了论证,菌株SQR9发酵液经过酸沉淀和甲醇浸提得到脂肽化合物的粗提物,利用HPLC从中分离出5种脂肽类物质,平板对峙培养后发现均有抑菌活性,能抑制黄瓜枯萎病菌。
4 结语
内生细菌对宿主植物的促生作用比较复杂,既能合成生长素等调节植物的生长,又能提高植物本身的酶活性,提高植物的抗逆性[18]。内生细菌对病原真菌的抑菌机理,国内近几年来的研究一直没有深入,相比在农药和抗生素等的作用机理方面,内生细菌的拮抗机理研究比较欠缺。
农药及农抗对病原菌的抑制机理从细胞壁成分改变、细胞膜透性变化、蛋白质和DNA等大分子物质的合成、代谢途径的影响等[19]方面研究很成熟,因此对内生细菌的拮抗机制还需要继续深入的研究,不仅需要研究内生细菌与宿主植物的关系,还需要研究内生细菌与病原真菌间的相互作用,才能更全面地了解拮抗机制,为以后生防菌株投入生产实践做好铺垫。
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关键词:微生物学习;细菌分类;方法
中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)16-006-02
简单地说,微生物就是我们人类用肉眼很难将其观测到的细微生物。细菌是微生物中的一类,属于原核生物,按照形态可以分为球菌、杆菌以及螺旋菌。细菌虽然微小,但是其分布极为广泛,在人体中,细菌的数量要远远超过人体细胞的总量,其重要性由此可见。
一、关于微生物学的学习
在生物专业学习中,微生物学是其重要分支之一,可以应用于工业生产(例如酿酒、酸奶制作等)、医药(例如医学中细菌病毒检测、药品中各种菌素片等)、生物工程以及细胞工程等等。由于微生物是我们肉眼看不见或者看不清的细微生物,所以如果没有显微镜,认识起微生物来就不够直观,这也导致了人类历史中很长一段时间虽然有很多利用微生物的事件被记载,但都没有意识到微生物的存在。所以在学习微生物学的过程中,要注重学生自己亲身观察实践,利用显微镜等仪器,将微生物直观地展示在学生眼前。
当然在现代社会,绝大部分学生对微生物已经不陌生,但是在没有学习微生物学之前真正对其了解并喜爱的可能不多,在微生物学习过程中,还要注重学生学习兴趣的培养,在学习之初,要通过微生物与人类息息相关的实例以及多媒体教学的视觉冲击吸引学生的注意力,然后通过提出与生活有关的问题引发学生的思考,让其对微生物学产生好奇,然后利用显微境等仪器引导学生解答问题,激起学生成就感,从而引发其兴趣。
二、微生物学习中细菌分类概述
在微生物学习中,《伯杰氏系统细菌学手册》以及《伯杰氏细菌鉴定手册》是细菌分类以及细菌鉴定的权威以及代表作品,由于生物技术在不断进步,所以这两部手册也在不断修订。
目前,对细菌种类的研究主要是在细菌分类基础上,对细菌菌株进行鉴定;以及构建系统发育树研究细菌进化关系;也有在同一属的细菌范畴内对细菌的种进行分群聚类研究。这些研究都是以细菌分类为基础,从中也可以看出在微生物学习中细菌分类的重要性。
在学习细菌分类的过程中,要注意细菌分类是不断进步不断更新的,这主要是由于生物技术不断推陈出新、研究细菌分类的方法就在不断进步。同时还要注意技术的更新换代是一个连续的过程,新技术是在原有技术的基础上不断探索发明的,所以要注意不要因为有了新技术,就将原有的完全抛弃,也许在研究过程中可以只使用新技术,但是在学习时,也应该对历史有所了解和认识。所以学习细菌分类时,应该全面、连贯。
三、微生物学习中细菌分类方法探讨
对细菌进行分类,方法非常重要。所以,在微生物学习中,细菌分类方法具有重要地位。目前,细菌分类的方法主要包括特征分类法、数值分类法、组分分类法、分子生物学分类法以及多相分类法等。
1、特征分类法
不同的细菌,其形态、代谢以及生存环境存在一定差异,在生物技术不发达的年代,人们依据形态、生理以及生存环境等基本特征对细菌进行分类。不过由于细菌体积微小,使得这些特征的观察较为笼统,所以这种分类方法比较粗犷,很难对细菌进行进一步区分。特征分类法是一种古老、相对较为宏观的分类方法。
2、数值分类法
随着计算机技术的发展,数值分类法开始大规模兴起。细菌的表性特征有很多,将这些特征全部进行检测,然后利用计算机技术对这些特征进行归纳分类,这就是数值分类法。相对特征分类法,数值分类法要精细一些,但是其需要测定的特征很多。由于数值分类法能够定量反应细菌特征,所以目前该方法应用依然较为广泛。
3、组分分类法
组分分类法主要利用质谱、光谱、气相色谱以及高效液相色谱等技术检测细菌的化学组分。需要检测的细菌化学组分主要来源于细胞壁、细胞膜脂肪酸、枝菌酸、磷脂、醌、以及蛋白质等。检测细胞壁主要是检测其氨基酸和糖分;脂肪酸和枝菌酸都是细胞膜的重要组成成分;磷脂是极性脂;醌是非极性脂,存在于线体膜以及细胞质膜;蛋白质组分检测是采用全细胞蛋白质凝胶电泳技术。
4、分子生物学分类法
分子生物学分类法主要包括16S rRNA基因等序列分析、GC含量分析、DNA指纹技术、ITS序列分析、DNA-RNA杂交技术以及DNA-DNA杂交技术。目前,该方法应用广泛,用于细菌分类、多样性分析的基因除了16S rRNA基因外,还有16S~23SrRNA基因、tuf基因、hsp60基因、pheS基因等。当然,16S rRNA基因在利用基因序列分析进行细菌分类研究中应用最为广泛。
5、多相分类法
多相分类法就是综合上述几种方法进行细菌分类,该方法是一种综合的方法,将几种单一方法结合起来,互相验证、补充,可以得到更为合理可信的结论。
四、结束语
微生物学习中,细菌分类是一项系统但又繁琐的工作,而且细菌分布广泛、变异快,新种不断被发现,将新种进行鉴定和分类应该采用多种方法,而不能简单的通过单一方法就下结论,多相分类法就是用多种单一方法进行分类鉴定,所以相对更为全面可靠。
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[关键词]大肠癌;肝肠钙粘连蛋白;免疫组织化学
应用特异并且灵敏的生物学指标来反映大肠癌的生物学行为,并为指导临床治疗和判断预后提供依据,正逐渐成为研究的焦点。有研究表明,钙粘连蛋白参与细胞的信号传导与活化、细胞的伸展和移动、细胞的生长及分化、肿瘤转移、创伤愈合等一系列重要生理和病理过程。肝肠钙粘连蛋白是钙粘连蛋白超家族殊的一员,因为在结构上它与经典I型钙粘连蛋白有所
不同而被划分为经典钙粘连蛋白的变异体。我们对肝肠钙粘连蛋白与大肠癌的临床病理特征的关系进行分析,以探讨肝肠钙粘连蛋白的表达对大肠癌的早期诊断、转移潜能的预测价值。
一、对象与方法
1.对象:47例大肠癌组织和正常大肠黏膜组织标本均为我院1999~2005年间行大肠癌根治性切除的患者,有完整的病理诊断资料。男性27例,女性20例,年龄26~74,平均年龄54.5岁。相应的正常大肠黏膜组织取自距肿瘤组织8cm以上处。按大肠癌协作组制定的有关大肠癌组织学分型和临床病理分期等规范进行严格的病理诊断来判断肿瘤转移的情况。47例大肠癌石蜡包埋标本中,高分化和中分化腺癌28例,低分化腺癌19例。Duke’s分期按1984年我国大肠癌协作组病理组制定的大肠癌临床病理分期方案,Duke’sA、B、C和D期分别为7、15、22及3例。所有患者术前未行放、化疗,临床资料完整。淋巴结转移25例,未转移22例。
2.方法:所有组织标本均经10%福尔马林固定,制成石蜡包埋标本,4I.zm厚连续切片2张,1张HE染色复查诊断,另一张免疫组化染色。肝肠钙粘连蛋白工作浓度为1:100,按S,P试剂盒实验步骤操作,用医用微波进行抗原修复,DAB显色,苏木素复染,脱水,透明,封片。采用PBS液代替一抗作空白对照,用非免疫血清代替一抗作阴性对照,每批染色均设空白、阴性对照。免疫组化完成24小时内光镜下阅片。免疫组织化学结果判定:钙粘连蛋白阳性部位主
要在细胞膜。阳性:有棕黄色颗粒且染色强度高于背景的非特异性着色为阳性细胞;阴性:细胞膜无染色或与阴性对照一致。根据阳性细胞数分为(一):着色细胞60%。
3.统计学处理:以(+)及(+)以上者为免疫组化的阳性结果,多组数据阳性率的比较采用x检验,条件不满足者用精确概率法检验。采用SPSS11.5统计软件进行x检验、均数比较及相关处理。
二、结果
1.大肠癌组织及癌旁正常组织中肝肠钙粘连蛋白的表达:47例胃癌中肝肠钙粘连蛋白阳性表达38例,总阳性率为80.4%,而在癌旁正常组织中没有表达。
2.临床病理特征与肝肠钙粘连蛋白表达之间的关系:在大肠癌组织中肝肠钙粘连蛋白的阳性表达与大肠癌的分化程度、淋巴结是否转移及Duke’s分期间有显著性意义(P0.05)。见表1。
三、讨论
细胞粘附分子是一类存在于细胞膜表面,介导细胞与细胞、细胞与基质之间相互粘附的糖蛋白。根据其结构不同,可分为整合素族、免疫球蛋白超家族、选择素族、钙粘蛋白家族及CD等类型。肝肠钙粘连蛋白是属于钙粘蛋白家族中的一员,由于只在大鼠的肝脏和肠上皮表达,故将其命名为肝肠钙粘连蛋白[1]。肝肠钙粘连蛋白的结构与以E.Cadherin为代表的经典I型钙粘蛋白不同,被划分为经典型钙粘蛋白的变异体[2]。因为肝肠钙粘连蛋白相对较短的胞浆域,所以
它与连环蛋白以及肌动蛋白细胞骨架没有任何作用[3]。LI-eadhenn正是因为在结构上的不同,使得它具有与经典钙粘连蛋白不同的生物学功能,而且直到现在也还没有发现肝肠钙粘连蛋白的配体。有研究发现,肝肠钙粘连蛋白集中表达于正常的胰腺组织,在胰腺癌组织中,分化程度较高的区域肝肠钙粘连蛋白表达强,然而在低分化组织以及分化差的组织中,肝肠钙粘连蛋白表达减弱或根本不表达[4]。此外,在免疫共沉淀的试验中,Galeetin-3和肝肠钙粘连蛋白的相互作用在不同剂量的乳糖作用下受到不同程度的抑制,而且Galeetin-3的表达与肝肠钙粘连蛋白胰腺癌中的表达情况十分相似,说明两者的相互作用在胰腺癌中起着一定的作用[4]。在大肠癌患者中,发现肝肠钙粘连蛋白表达减少与肿瘤的增殖和淋巴转移有关[5]。在正常的肝织中肝肠钙粘连蛋白不表达,而在肝细胞癌组织中,肝肠钙粘连蛋白大量表达[6],并且与E-Cadherin在肝癌细胞的细胞膜上表达的部位完全不同,肝肠钙粘连蛋白多在肝癌细胞的胞浆表达[7]。
本组47例大肠癌患者中,肝肠钙粘连蛋白阳性表达38例,总阳性率为80.4%,而肝肠钙粘连蛋白在癌旁正常组织中不表达,提示肝肠钙粘连蛋白是癌组织与正常组织的区别之一。本组资料结果发现,肝肠钙粘连蛋白在有淋巴结转移的25例患者中阳性率为92.0%,与无淋巴结转移的68.2%比较差异有显著性(P
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关键词:比喻;谐音;概括;加深记忆;激发学习兴趣
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)22-169-01
中学生物教学正从应试教育向素质教育转化。然而,由于中考不考生物学,而是作为中考考查科目,有不少学生轻视生物学习,甚至把生物课看成负担。在此情况下,怎样从生物教学自身特点中寻找突破点,激发学生的学习兴趣,搞活教学,提高质量,目前已成为生物学教师探索的问题。
根据初中学生好奇、求知欲强、思维活跃、学习从兴趣出发的特点,要充分利用生物学本身独具的内容丰富、趣味性强等特点,努力挖掘各种趣味因素,创设情境,以各种教学形式诱发、激励学生的学习兴趣与求知欲望。
对于刚上高一的学生来说:所开设的科目多、时间紧任务重、初中生物是非中考科目,大部分学生的生物学基础知识不扎实学习有一定的困难,为了帮助大家解决学习上的麻烦,特将生物课本必修一的部分内容进行了归纳总结,相关内容如下:
1、学习中的元素和化合物时,其中微量元素种类可以通过谐音记忆:Zn(新)、Fe(铁)、B(字B写成臂)、Cu(童)、Mn(木)、Mo(猛)。在铁和臂之间加上“阿”连成一句话:新铁臂阿童木,猛!就可以快速准确的记住了。
2、生命活动的承担者——蛋白质这一节,学习氨基酸的结构通式时,可以和人的形体联系在一起。R基看成头,氨基和羧基看成两胳膊,中心碳原子看成人的躯干,H看成腿,就容易记住了。学习8种必需氨基酸时:异亮氨酸写成“一”,甲硫氨酸写成“家”,赖氨酸写成“来”,缬氨酸写成“写”,亮氨酸写成“两”,色氨酸写成“三”,苯丙氨酸写成“本”,苏氨酸写成“书”,在“家”后面添加“人”就可以成一句话:“家人来写两三本书”,方便记忆。学习氨基酸脱水缩合时,二肽就可以理解为两个学生手拉手站成一排,多肽可以理解为多个学生手拉手站成一排,其中每一个手拉手就代表形成一个肽键,最边上同学的左手或右手就可以理解为肽链上游离的氨基或羧基了。
3、在遗传信息的携带者——核酸这一节中,学习DNA时可以用5个数字进行总结:“五”代表DNA有5种组成元素C、H、O、N、P;“四”代表DNA有4种脱氧核苷酸;“三”代表DNA有三种组成物质包括磷酸、脱氧核糖、含氮碱基;“二”代表DNA有两条脱氧核苷酸链;“一”代表一个双螺旋结构的DNA分子。
4、在能量之源——光和光合作用这一节中,学生对于总光合作用速率和净光合作用速率辨别不清会出现计算错误,题干中表示总光合作用速率的标志性语言:叶绿体吸收二氧化碳的速率;叶绿体释放氧气的速率;叶绿体产生、制造、合成有机物的速率;植物光合作用吸收二氧化碳的速率;植物光合作用产生制造氧气的速率,表示净光合作用速率的标志性语言:植物叶片吸收二氧化碳的速率;容器中减少二氧化碳的速率;叶片增加或积累有机物的速率,在结合总光合速率=净光合速率+呼吸速率这个公式就可以解决相关问题。
5、学习细胞增殖——有丝分裂时,细胞周期包括间期和分裂期,间期比喻为“台下十年功”,分裂期比喻为“台上一分钟”,就可以轻松的理解间期和分裂期持续的时间长短和先后顺序以及重要性了。在讲解细胞分裂过程时把各个时期总结为几句话,前期;两(染色体和纺锤体)出现两(核膜和核仁)消失,中期:(染色体)形定数晰赤道齐,后期:点(着丝点)裂数(染色体)加均两极,末期:两(核膜和核仁)出现两(染色体和纺锤体)消失。
6、学习细胞衰老的特征时可以用几个词来概括:一大(细胞核变大)一小(细胞体积变小)一多(细胞内色素积累增多)两低(细胞膜的运输功能降低,多种没酶的活性降低)。学习细胞癌变的特点可以概括为:不死性(无限增殖),变态性(细胞形态结构显著改变),扩散性(细胞膜上的糖蛋白减少)。
一、信息阅读题存在的主要问题 信息阅读题是指通过阅读、观察、分析、推理等手段,从题目所提供的信息中,获取相关解题信息,从而达到解题目的的题型。 解决此类题型时,学生必须通过阅读、观察、分析、归纳、探究等手段,才能发现和获得解题信息、方法等。因此可以综合考查学生阅读理解、识图能力、数据处理、分析推理、书面表达、逻辑思维、探索创新等方面的能力。
而对于这类题型,学生往往感觉无从下手。原因有两个:一是题目所给的条件不是很明显,而是通过图像或文字反映出来的,比较隐蔽。二是学生的基本概念建立得还是不够完整,还没有迅速找出相关信息和相关知识点的对应关系。信息阅读题大致可分为图像信息题和阅读信息题两类,下面分别分析并介绍解答这两种题型的方法。
二、如何解决图像信息题
1分析图像信息题存在的错误
图像信息题是指题目以给出的相关图像为载体提供信息的一类题型,这类题型往往是先通过对图形进行分析、处理得到相关信息,然后据此解决问题。因此学生面临的主要问题就是不能获取图像中的信息。
例:上图为胰岛素降低血糖浓度的部分作用机理模式图,请据图分析回答:
(1)由图可知,胰岛素与__________结合后,一方面促进______________的合成,另一方面使_________增加,促进葡萄糖进入细胞。同时,胰岛素还能抑制非糖物质转化为葡萄糖。
(2)某人因体内含有胰岛素受体的抗体而表现出高血糖症,若给其注射胰岛素能不能有效调节血糖水平?_______________,原因是_____________________
(3)影响胰岛素分泌的主要因素是__________________,其一方面可以直接作用于__________细胞以调节胰岛素的分泌。
(4)如果用药物抑制细胞内ATP的合成,会影响葡萄糖进入细胞的速率。请结合图示分析其中的原因是_________________
。
参考答案:题(1)胰岛素受体;蛋白质、脂肪、糖原;细胞膜上葡萄糖转运蛋白。题(2)不能;胰岛素无法与受体结合。题(3)血糖浓度;胰岛B细胞、神经―体液(激素)。题(4)ATP缺失,影响了囊泡上葡萄糖转运蛋白移向细胞膜的过程。
试题答案分析:对于这道题,学生大都错在靠经验做题,没有仔细挖掘图像中的相关信息。看到“葡萄糖、受体、ATP”几个字眼就认为是主动运输,答案都是围绕葡萄糖是主动运输方式展开的,忽略了葡萄糖运输方式有主动运输和协助扩散两种,而实际上本图并不特指其中任何一种。
错误1:“蛋白质、脂肪、糖原”写成“葡萄糖转运蛋白”;“细胞膜上葡萄糖转运蛋白”写成“ATP”。在题中有个重要信息是一方面促进××的合成,另一方面使××增加,促进葡萄糖进入细胞。葡萄糖进入细胞既然有主动运输和协助运输两种,那么都能促进葡萄糖进细胞的就剩下载体,所以答案应当围绕葡萄糖转运蛋白展开。然后根据图中信息,能合成的是“蛋白质、脂肪、糖原”,增加的是“细胞膜上葡萄糖转运蛋白”。
错误2:“ATP缺失,影响了囊泡上葡萄糖转运蛋白移向细胞膜的过程”写成“葡萄糖的运输方式是主动运输,需要载体和ATP”或是“ATP缺失,使酶的磷酸化受抑制,从而影响葡萄糖转运蛋白的合成”。
2解决此类问题有效方法
解决图像信息题,一要认真阅读,弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件,找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析,以获得准确答案。
例:下图示意某生物细胞减数分裂时,两对联会的染色体之间出现异常的“十字型结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中,错误的是(C)
A此种异常源于染色体的结构变异
B该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型
C该生物基因型为HhAaBb,一定属于二倍体生物
D此种异常可能会导致生物体育性下降
解题方法分析:
第一步,根据等位基因Hh判断,左边的两条染色体和右边的两条染色体各为一对同源染色体。那么基因A应与等位基因a在一起,而不是基因B,故可判断此变异为易位。
第二步,减数分裂应当同源染色体分离,非同源染色体自由组合,因此可能形成的配子有HAa、hBb、HAb、haB四种。其中只有后两种是正常配子,因此生物体育性会下降,故B和D正确。
第三步,回忆二倍体和单倍体的判断方法:不是根据基因型,而是根据发育起点,所以不能确定该生物就是二倍体。
三、如何解决阅读信息题
1分析阅读信息题存在的错误
阅读信息题是指以试题提供的材料为载体,向学生揭示某种规律或特征。要求学生先观察阅读理解信息基本内容,再探索发现基本规律,并运用于解决问题。所以解决这类题型,读题是关键。想要处理这类题目,应提倡“两遍读题”:第一遍,快速阅读,抓关键词;第二遍,放慢速度,缩小范围。而问题就在于:学生不能准确有效地提炼关键词,从而做不到知识的有效迁移。
例:美国生物技术公司Organovo开发出一款生物打印机,可利用患者自身细胞“打印”静脉。这为解决器官移植面临的器官来源不足、排异反应等问题提供了美好的前景,下列有关说法错误的是(A)
A异体间的器官排异反应是细胞膜功能特性的体现
B排异反应主要是T细胞进行识别和攻击的结果
C用细胞“打印”器官涉及到细胞的分裂和分化
D异体组织能够诱导移植受体合成并分泌抗体
试题答案分析:处理本题,必须抓出关键信息――“利用自身细胞‘打印’静脉”“排异反应”机制以及“细胞膜功能特性”。
信息1:“利用自身细胞‘打印’静脉”:即由自身细胞形成器官,那么一定伴随细胞分裂和分化,故C正确。
信息2:“排异反应”机制:机体免疫系统识别异己,保护自己的能力。在这里抗原是移植的器官和细胞,因此在这里起主要作用的细胞免疫,由T细胞发挥作用,故B正确。有抗原入侵机体,一定会伴随体液免疫,最终杀死抗原,故D正确。
信息3:“细胞膜的功能特性”是选择透过性,而排异反应只是涉及细胞间的识别作用――细胞膜的功能,故A不正确。
2解决此类问题有效方法
解决阅读信息题分三步走:一是认真读题、审题,充分挖掘题干中的信息;二是确定本题考查的知识点,在大脑中回想有关知识点;三是分析问题组织答案,从所学的生物学知识中,选择和使用正确的知识和术语来解决实际问题;回归课本,用课本语言组织答案。
例:为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下: ①将正常小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况。 ②A组小鼠注射适量胰岛素溶液,B组注射等量生理盐水。一段时间后,A组小鼠会出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,B组小鼠活动状况无变化。 ③A组小鼠出现低血糖症状后,分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后,A组小鼠低血糖症状缓解,B组小鼠活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请回答:
(1)该实验原理是什么?
(2)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因。
(3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是什么?
参考答案:题(1)胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时,引起血糖下降,机体出现活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。 题(2)注射胰岛素溶液后,血糖含量下降,小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少,导致能量供应不足而发生功能障碍,从而引起低血糖症状。 题(3)胰岛素可使组织细胞对血糖的利用增加,同时使血糖来源减少,从而使血糖含量减少。
解题方法分析:
第一步,通过读题、审题知道此题为实验题,该实验是验证性实验,目的是验证“验证胰岛素具有降低血糖的作用”,实验对象是“小鼠”,观察指标是“小鼠活动状况”,给出了某同学的实验设计方案,设计方案有对照,步骤叙述得很严密。A小鼠注射了胰岛素后出现了症状,注射葡萄糖后症状消失,B组显然是对照组。读题时,应边读边在草稿纸上写,把主要的字词写下来,再认真读要回答的问题。
第二步,通过读题审题确定该题考查的知识点是胰岛素的有关知识,在大脑中回想有关知识点。