細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文
時(shí)間:2023-12-13 17:50:44
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篇1
【摘要】
目的 增加細(xì)胞膜色譜法的適用范圍,構(gòu)建血管內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞膜固定相,研究藥物與血管內(nèi)皮細(xì)胞膜上受體的生物親和作用。方法 培養(yǎng)血管內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞株,制備細(xì)胞膜固定相,應(yīng)用細(xì)胞膜色譜法研究九種藥物與受體的親和力。結(jié)果 九種不同的配體與受體的親和順序?yàn)椋篠(+)QNB、哌唑嗪、R(-)QNB、阿托品、育亨賓、BMY7378、(±)美托洛爾、山莨菪堿、東莨菪堿。其容量因子分別為:14.289、13.667、11.121、6.794、4.758、4.386、3.926、2.424、2.412。結(jié)論 血管內(nèi)皮細(xì)胞膜色譜模型具有高度穩(wěn)定性,可試用于藥物的高效初篩。
【關(guān)鍵詞】 細(xì)胞膜 色譜 血管內(nèi)皮細(xì)胞
ABSTRACT: Objective To extend the application of cell membrane chromatography (CMC), the cell membrane stationary phase (CMSP) with human umbilical vein endothelial cell (EVC304) are constructed. The chromatography affinity of drugs to receptors of EVC304 is investigated. Methods We cultured EVC304 strain and constructed EVC304 CMSP. The bioaffinity of nine drugs to receptors was investigated per CMC method. Results The affinity rank order of receptors obtained from CMC for the nine ligands was as follows: S(+)QNB, prazosion, R(-)QNB, atropine, yohimbine, BMY7378, metoprolol, 6542, and scopolamine. The related kvalues were 14.289, 13.667, 11.121, 6.794, 4.758, 4.386, 3.926, 2.424, and 2.412. Conclusion The EVC304 expressed CMSP has high stability and can be used to speed up the initial screening.
KEY WORDS: cell membrane; chromatography; vascular endothelial cell
細(xì)胞膜色譜法(cell membrane chromatography, CMC)是以固定在硅膠表面的細(xì)胞膜為固定相,通過(guò)藥物在固定相上的色譜行為有效地將藥物的體內(nèi)過(guò)程在體外進(jìn)行模擬[13]。此法已被證明可用于研究藥物與受體的相互作用和中草藥中生物活性成分的篩選[46]。但是,用CMC法研究受體和篩選藥物時(shí),有時(shí)所需標(biāo)本量太少并難以收集,還不能進(jìn)行血管內(nèi)皮細(xì)胞等散在分布細(xì)胞的研究和藥物的篩選。為了增加CMC法的應(yīng)用范圍,本實(shí)驗(yàn)將CMC法與細(xì)胞生物學(xué)方法相結(jié)合,用人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞ECV304制備細(xì)胞膜固定相(cell membrane stationary phase, CMSP),建立了血管內(nèi)皮細(xì)胞膜色譜模型,用CMC法首次研究了9種配體與內(nèi)皮細(xì)胞上受體的生物親和作用。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 細(xì)胞
來(lái)源于人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cell, HUVEC)的人血管內(nèi)皮細(xì)胞株EVC304,由中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞研究所提供。
1.1.2 藥品
阿托品(Atropine,分子量289.4)購(gòu)自上?;瘜W(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)站;R(-)QNB(分子量337.38)、S(+)QNB(分子量337.38)均購(gòu)自RBI公司;東莨菪堿(Scopolamine,分子量384.3)、育亨賓(Youhimbin,分子量390.9)、BMY7378(分子量458.4)、哌唑嗪(Prazosin,分子量419.9)、(±)美托洛爾(Metoprolol,分子量267.38)均購(gòu)自Sigma公司;山莨菪堿(6542,分子量386.29)購(gòu)自山西晉西雙鶴藥業(yè)。
1.1.3 主要試劑
DMEM干粉培養(yǎng)基(GIBCO公司)、小牛血清(杭州四季青公司)、胰蛋白酶(Sigma公司)、磷酸二氫鈉(NaH2PO4)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4)、NaCl、鹽酸(HCl)、磷酸(H3PO4)、乙醇(C2H5OH)等均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.1.4 主要儀器
Gilson高效液相色譜系統(tǒng),包括510泵、486型紫外檢測(cè)器、7125型手動(dòng)進(jìn)樣閥(美國(guó)Rheodyne)和Anastar色譜工作站(天津奧泰科技有限公司);410型低溫冷凍高速離心機(jī)(德國(guó)HERMLEZK);AS5150A超聲振蕩儀(美國(guó)Auto science);PHS2D型酸度計(jì)(上海第二分析儀器廠);TB85型循環(huán)水浴(日本SHIMADZU)。
1.2 方法
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)
來(lái)源于人血管內(nèi)皮細(xì)胞株ECV304,在37℃、50mL/L CO2及飽和濕度條件下,培養(yǎng)于含100mL/L小牛血清DMEM培養(yǎng)基中,常規(guī)傳代[7]。
1.2.2 EVC304細(xì)胞膜的制備
當(dāng)8個(gè)培養(yǎng)瓶(75cm2)的內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋瓶底90%時(shí),將其中4瓶做細(xì)胞膜。另外4瓶細(xì)胞凍存于液氮罐中保存。制膜方法:2.5g/L胰蛋白酶液消化,1000×g離心10min,棄上清,加入10mL低滲液,超聲振蕩20min,450×g離心20min,取上清液,16000×g離心20min,取沉淀為ECV304細(xì)胞膜,上述操作在4℃下進(jìn)行。
1.2.3 EVC304細(xì)胞膜色譜柱的制備
取活化硅膠(5μm)0.3g,加入上述制備的ECV304細(xì)胞膜,4℃振蕩60min,平衡后離心分離,沉淀物用0.6mL TrisHCl洗滌后,為ECV304細(xì)胞膜固定相。由藥學(xué)系天然藥物研究與工程中心提供。比較兩個(gè)同種細(xì)胞膜色譜柱的穩(wěn)定性。
1.2.4 9種配體對(duì)EVC304細(xì)胞膜CMC的研究
柱溫為37℃;流動(dòng)相為50mmol/L磷酸鹽緩沖液(Na2HPO4),pH=7.4;流速為0.5mL/min;色譜柱需用流動(dòng)相平衡3~4h,基線穩(wěn)定后,分別進(jìn)樣分析;紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為220~270nm(根據(jù)每種藥物實(shí)測(cè)情況定);靈敏度(AUFS)為0.2。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
用Prim軟件對(duì)藥物在兩個(gè)CMSP上的容量因子(K')進(jìn)行相關(guān)性分析,取檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2 結(jié) 果
2.1 內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察
倒置顯微鏡下可見(jiàn)培養(yǎng)的單層生長(zhǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞為長(zhǎng)梭型,邊界清楚,胞漿豐富,核圓形或橢圓形,核仁1~2個(gè)。人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)到融合狀態(tài)時(shí),呈“鋪路石”狀排列。
2.2 9種藥物的CMC研究結(jié)果
將EVC304細(xì)胞膜色譜柱用50mmol/L磷酸鹽緩沖液平衡3~4h后,根據(jù)九種藥物紫外檢測(cè)波長(zhǎng)測(cè)定結(jié)果(220~270nm)分別進(jìn)樣分析。其中山莨菪堿(6542)為注射用針劑,規(guī)格為10g/L,用三蒸水配成濃度為3×10-3mol/L。其余藥品均為白色固體粉末,用甲醇溶解,濃度均為3×10-3mol/L。計(jì)算不同藥物在內(nèi)皮細(xì)胞色譜柱上的容量因子K'(表1)。藥物在另一個(gè)EVC304細(xì)胞膜色譜柱上的親和力研究方法同上(表2)。表1 藥物在第一個(gè)EVC304細(xì)胞膜CMSP上的色譜作用參數(shù)(略)表2 藥物在第二個(gè)EVC304細(xì)胞膜CMSP上的色譜作用參數(shù)(略)
不同mAchR、αAR、βAR阻滯劑在第一個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞CMSP上親和力順序由大到小為:S(+)QNB、哌唑嗪、R(-)QNB、阿托品、育亨賓、BMY7378、(±)美托洛爾、山莨菪堿、東莨菪堿。其容量因子分別為:14.289、13.667、11.121、6.794、4.758、4.386、3.926、2.424、2.412。藥物在第二個(gè)EVC304CMSP上親和力順序由大到小為:哌唑嗪、S(+)QNB、R(-)QNB、阿托品、育亨賓、BMY7378、(±)美托洛爾、東莨菪堿、山莨菪堿。其容量因子分別為:10.734、9.398、9.177、7.964、5.585、5.369、4.061、2.931、2.472。
2.3 藥物在兩個(gè)CMSP上的容量因子(K')相關(guān)性分析
根據(jù)同種藥物在兩個(gè)EVC304細(xì)胞膜色譜柱上容量因子的檢測(cè)結(jié)果,用Prim軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明藥物在兩個(gè)同種色譜柱的容量因子之間存在正相關(guān)關(guān)系(r=0.966),且差異具有顯著性意義(P
3 討 論
人臍靜脈作為培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞的材料來(lái)源,具有取材方便,且能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近人體內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞,不僅在形態(tài)和功能上與體細(xì)胞相似,還能在數(shù)量上呈幾何級(jí)數(shù)增加,這為研究與內(nèi)皮細(xì)胞有關(guān)的基礎(chǔ)及臨床醫(yī)學(xué)課題提供了理想的細(xì)胞模型。本次實(shí)驗(yàn)首次研究了9種藥物在內(nèi)皮細(xì)胞CMSP上的保留情況。ECV304是由人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化的細(xì)胞系,可以表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志如WeibelPalada小體、纖溶酶原激活物(plasmiaogen activator, PA)等,它可以進(jìn)行穩(wěn)定傳代培養(yǎng),是原代內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)的良好模型。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為保證比較結(jié)果的可靠性,要做到:①細(xì)胞膜制備方法保持一致。細(xì)胞膜制備在0~4℃進(jìn)行,制備好后立即使用。②培養(yǎng)細(xì)胞的數(shù)量盡可能保持一致。兩個(gè)CMC色譜柱所用的細(xì)胞膜均來(lái)自4瓶培養(yǎng)細(xì)胞(75cm2)。③實(shí)驗(yàn)條件要保持一致。本次實(shí)驗(yàn)流動(dòng)相均選擇37℃,50mmol/L,pH 7.4的磷酸鹽緩沖液。因?yàn)殡S著流動(dòng)相濃度的增加,洗脫能力增加,藥物的保留時(shí)間縮短,容量因子減小。條件不一致數(shù)據(jù)沒(méi)有可比性。
實(shí)驗(yàn)選用的藥物有mAchR拮抗劑:阿托品、山莨菪堿(6542)、東莨菪堿和QNB。QNB是目前最強(qiáng)的毒蕈堿受體拮抗劑,是理想的M膽堿受體鑒定工具藥。哌唑嗪和BMY7378是α1AR拮抗劑;育亨賓是α2AR拮抗劑;美托洛爾是βAR拮抗劑。實(shí)驗(yàn)藥物在第一次制備的內(nèi)皮細(xì)胞CMSP上的容量因子與第二次實(shí)驗(yàn)結(jié)果略有不同,原因是所用的高效液相色譜儀僅有一臺(tái),不能同時(shí)研究?jī)蓚€(gè)色譜柱。第二次所用細(xì)胞經(jīng)過(guò)液氮罐凍存,細(xì)胞有損失,使得藥物在色譜柱上的保留時(shí)間縮短。但藥物在兩個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞CMSP上的容量因子之間存在正相關(guān)關(guān)系(r=0.966, P
本次實(shí)驗(yàn)也證明了EVC304上存在M受體、α1AR、α2AR、βAR,其中βAR數(shù)目相對(duì)較少。用培養(yǎng)細(xì)胞制備CMSP后色譜柱的手性識(shí)別能力并沒(méi)有提高,左旋和右旋QNB在色譜柱上的保留時(shí)間相差1min左右,消旋體美托洛爾沒(méi)有被分開。隨著CMC研究工作的一步步深入,其應(yīng)用范圍將逐步擴(kuò)大,使之更符合藥物作用的體內(nèi)過(guò)程。CMC法將以快速、高效等特點(diǎn)成為受體研究和中草藥篩選的新方法。
參考文獻(xiàn)
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篇2
一、精選教材
教材是課程知識(shí)內(nèi)容的載體,是進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的基本材料之一[2,3]。如何選擇和使用教材對(duì)教學(xué)任務(wù)的實(shí)施、完成和對(duì)教學(xué)質(zhì)量的影響至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)相關(guān)院校的走訪、大量資料的查閱以及結(jié)合本校水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)、課程學(xué)時(shí)數(shù)以及授課對(duì)象,最終確定以翟中和等主編的《細(xì)胞生物學(xué)》為教學(xué)用教材,并及時(shí)跟進(jìn)該書的新版本。在應(yīng)用該教材的同時(shí),特別注重其他教科書的參考和補(bǔ)充,如將王金發(fā)編著的《細(xì)胞生物學(xué)》、王堃仁等主編的《細(xì)胞生物學(xué)》、鄭國(guó)锠等主編的《細(xì)胞生物學(xué)》、Alberts主編的《Molecular Biology of the Cell》等作為本課程的參考教科書。此外,教師在備課過(guò)程中還注重尋求教科書之外的教學(xué)資源,如國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊、國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)《細(xì)胞生物學(xué)》課程網(wǎng)站,特別是國(guó)外互聯(lián)網(wǎng)站上與細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源。教學(xué)中將教材、參考教科書以及教科書之外的教學(xué)資源相互補(bǔ)充和凝練,力求教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和前瞻性。
二、教學(xué)內(nèi)容的遴選
《生物化學(xué)》、《遺傳學(xué)》、《細(xì)胞生物學(xué)》和《生理學(xué)》等是水產(chǎn)學(xué)院重要的學(xué)科基礎(chǔ)課。這些課程在內(nèi)容上聯(lián)系極為密切,相互交叉和滲透。在《細(xì)胞生物學(xué)》課程的教學(xué)中,既要避免本課程與其他課程內(nèi)容的過(guò)度重復(fù)又要保證授課內(nèi)容的完整性、體現(xiàn)細(xì)胞生物學(xué)的核心內(nèi)容。根據(jù)水產(chǎn)學(xué)院的教學(xué)安排以及授課學(xué)生的實(shí)際情況,在《細(xì)胞生物學(xué)》理論課教學(xué)中對(duì)所用教材的內(nèi)容進(jìn)行遴選,合理取舍與合并,最終形成十章作為本校水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科《細(xì)胞生物學(xué)》理論課教學(xué)內(nèi)容,即:“緒論”、“細(xì)胞的基本知識(shí)”、“細(xì)胞生物學(xué)的主要研究方法”、“細(xì)胞表面”、“細(xì)胞基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)”、“線粒體”、“細(xì)胞骨架”、“細(xì)胞核與染色體”、“細(xì)胞周期和細(xì)胞的分裂與分化”和“細(xì)胞的衰老與凋亡”?!都?xì)胞生物學(xué)》理論課的教學(xué)內(nèi)容遴選后,授課中以細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能為主線,從顯微、亞顯微和分子水平闡述細(xì)胞結(jié)構(gòu),特別是結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性,認(rèn)識(shí)細(xì)胞重要生命活動(dòng)的基本內(nèi)容和本質(zhì),掌握細(xì)胞生物學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)理論,在《生物化學(xué)》、《遺傳學(xué)》和《生理學(xué)》課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上,通過(guò)《細(xì)胞生物學(xué)》的教學(xué),使學(xué)生的知識(shí)體系更加系統(tǒng)化、深入化。
三、調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,因材施教,提高教學(xué)效果
由于課堂教學(xué)仍然是在校學(xué)生獲取知識(shí)的主要形式[4],因此教學(xué)內(nèi)容確定后,教師要梳理每一章的教學(xué)內(nèi)容,清晰講授的重點(diǎn)和應(yīng)達(dá)到的具體教學(xué)目的。首先,教師要意識(shí)到第一次課的重要性,它對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有著重要的作用。與其他課程一樣,課程的講授內(nèi)容通常以緒論開篇。但是,不僅許多學(xué)生不重視緒論的內(nèi)容,教師也容易出現(xiàn)缺乏對(duì)緒論講授的激情[5]。教學(xué)中我們將教材[1]中緒論的內(nèi)容重排、調(diào)整與優(yōu)化,收到了較好的教學(xué)效果。授課中將細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史作為最先講授的內(nèi)容,并結(jié)合一些與之相關(guān)的逸聞趣事,激發(fā)學(xué)生對(duì)該門課程學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生在輕松的氛圍中了解學(xué)科的誕生、認(rèn)識(shí)學(xué)科的發(fā)展與實(shí)驗(yàn)儀器和技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系;通過(guò)介紹“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”的建立,不僅使學(xué)生掌握了該學(xué)說(shuō)的基本原理,還使學(xué)生意識(shí)到善于點(diǎn)滴積累以及歸納和總結(jié)對(duì)學(xué)習(xí)和工作的重要性,通過(guò)上述學(xué)習(xí)學(xué)生們也弄清了細(xì)胞生物學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。之后再介紹當(dāng)今細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容和研究熱點(diǎn),并將教材目錄與緒論的內(nèi)容相聯(lián)系,這樣不僅使細(xì)胞生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容深記于學(xué)生的腦海中,也便于他們對(duì)本課程后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和提高學(xué)習(xí)的信心。其次,授課內(nèi)容的順序編排要便于學(xué)生與已掌握的有關(guān)知識(shí)相銜接。根據(jù)授課對(duì)象的實(shí)際情況,教學(xué)中按著細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)從外向內(nèi),即:細(xì)胞表面→細(xì)胞質(zhì)→細(xì)胞核的順序,并將結(jié)構(gòu)或功能上聯(lián)系極為密切的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的知識(shí)放在一起講授。以本課程的“細(xì)胞表面”與“細(xì)胞基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)”兩章為例,對(duì)教材以及相關(guān)的教科書中的有關(guān)內(nèi)容做了較大的調(diào)整,重新編排與優(yōu)化。授課時(shí)“細(xì)胞表面”一章,首先介紹細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)組成(質(zhì)膜、細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞外被、細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)細(xì)胞連接),各結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、功能以及這些結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系;通過(guò)這樣的講授使學(xué)生清楚地知道多細(xì)胞生物中雖然所有的細(xì)胞都具有“質(zhì)膜”這樣一個(gè)界膜,它是細(xì)胞表面核心結(jié)構(gòu),但多細(xì)胞生物不僅由細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞外還有細(xì)胞外基質(zhì),同時(shí)沒(méi)有一個(gè)細(xì)胞是孤立的,細(xì)胞與細(xì)胞或與細(xì)胞外基質(zhì)形成特定的組織連接結(jié)構(gòu),從而使多細(xì)胞生物成為一個(gè)和諧的統(tǒng)一體。之后再詳盡地介紹細(xì)胞表面核心結(jié)構(gòu)——質(zhì)膜的物質(zhì)的運(yùn)輸和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能,通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)又使學(xué)生對(duì)膜的不對(duì)稱性和流動(dòng)性有了更好的理解。此外,由于核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在功能上的關(guān)系極為密切,因此將核糖體并入內(nèi)膜系統(tǒng)中介紹,形成本課程的“細(xì)胞基質(zhì)和內(nèi)膜系統(tǒng)”一章。授課中首先講解非膜性細(xì)胞器——核糖體在細(xì)胞中的分布、化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)以及功能,之后介紹內(nèi)膜系統(tǒng)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和溶酶體的超微結(jié)構(gòu)與功能,但內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的蛋白質(zhì)加工功能與蛋白質(zhì)的分揀形成本章獨(dú)立的一節(jié),即“蛋白質(zhì)的分揀與加工”,內(nèi)容包含信號(hào)假說(shuō)、蛋白質(zhì)的修飾與加工、蛋白質(zhì)的分揀和膜泡運(yùn)輸,此節(jié)為本章的教學(xué)重點(diǎn)之一。介紹信號(hào)假說(shuō)時(shí),由于有了核糖體的知識(shí)基礎(chǔ),再結(jié)合具體的研究成果,學(xué)生則很容易理解分泌性蛋白的合成在細(xì)胞基質(zhì)中起始、肽鏈延伸暫停、向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移等信號(hào)假說(shuō)的具體內(nèi)容;通過(guò)本節(jié)其他知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí),清晰了蛋白質(zhì)的修飾加工可發(fā)生在肽鏈的合成以及運(yùn)輸過(guò)程中,因此構(gòu)成了蛋白質(zhì)合成、加工與運(yùn)輸?shù)耐暾w系。此外,將溶酶體的發(fā)生也獨(dú)立成節(jié),放在“蛋白質(zhì)的加工與分揀”一節(jié)之后,以溶酶體酶的M6P分揀途徑為例,將信號(hào)假說(shuō)、蛋白質(zhì)的加工與分揀以及膜泡運(yùn)輸?shù)牟糠謨?nèi)容串聯(lián)起來(lái)。通過(guò)上述講授內(nèi)容的遴選、調(diào)整與優(yōu)化,也使學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)的內(nèi)膜系統(tǒng)的理解更加透徹。再次,根據(jù)教學(xué)時(shí)數(shù)適當(dāng)安排自學(xué)與課后討論的教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生自主和探究學(xué)習(xí)的能力。如“細(xì)胞生物學(xué)的主要研究方法”一章,不可能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將該部分內(nèi)容講透徹,因此該部分內(nèi)容以學(xué)生自學(xué)、課下參觀相關(guān)的儀器設(shè)備及與教師交流討論的形式實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)的獲??;此外根據(jù)授課專業(yè)特點(diǎn),葉綠體的知識(shí)也以學(xué)生自學(xué)和課下與老師交流的方式進(jìn)行。最后,注重講授內(nèi)容與其他課程內(nèi)容上既不過(guò)度重復(fù)又要較好地銜接。如在講授質(zhì)膜的功能——鈉鉀泵的知識(shí)時(shí)注意與《生理學(xué)》膜電位的知識(shí)相聯(lián)系、細(xì)胞骨架中微絲的功能時(shí)注重與《生理學(xué)》以及《組織胚胎學(xué)》肌肉收縮內(nèi)容的銜接,線粒體功能的講解則考慮與《生物化學(xué)》的內(nèi)容不過(guò)度重復(fù)和較好的銜接,而細(xì)胞核與染色體的知識(shí)需要考慮學(xué)生在《遺傳學(xué)》課程上已掌握的知識(shí)。由于本課程的開設(shè)在上述幾門課程之后,這就要求我們與上述課程的任課教師以及授課學(xué)生良好的溝通,適當(dāng)調(diào)整本課程的授課內(nèi)容與重點(diǎn),從而使學(xué)生通過(guò)《細(xì)胞生物學(xué)》課程的學(xué)習(xí),使他們知識(shí)體系更加系統(tǒng)化、深入化。
由于細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)面廣、信息量大、發(fā)展快,因此教學(xué)內(nèi)容的改革是教學(xué)改革最重要的部分。結(jié)合我校水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)和授課對(duì)象的實(shí)際情況,對(duì)《細(xì)胞生物學(xué)》理論課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行遴選、調(diào)整重排與優(yōu)化,并且應(yīng)用于《細(xì)胞生物學(xué)》的教學(xué)中,提高了教學(xué)效果。此外,通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐我們深深地體會(huì)到,完成好教學(xué)內(nèi)容,教師尤其要注重自身知識(shí)理論水平的提高,不斷地豐富教學(xué)內(nèi)容,才能不斷提高教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]張晶,華子春.細(xì)胞生物學(xué)課程體系優(yōu)化的實(shí)踐與思考[J].中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(6):716-719.
篇3
關(guān)鍵詞 被子植物;受精;雄配子;雌配子
中圖分類號(hào)Q94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1634-6708(2010)28-0113-01
植物的生活周期中,受精與有性生殖聯(lián)系恒定不變,受精是植物親代與子代聯(lián)系的橋梁,在發(fā)育和遺傳中具有重要作用:激活卵細(xì)胞,啟動(dòng)胚胎發(fā)生;實(shí)現(xiàn)由配子體向孢子體、由單倍體向二倍體之間的世代轉(zhuǎn)換;實(shí)現(xiàn)雙親遺傳物質(zhì)的結(jié)合。受精是一系列精巧有序的發(fā)育事態(tài),是十分復(fù)雜的自然過(guò)程。被子植物受精作用依賴于單倍體雄配子和雌配子的有序發(fā)生和彼此融合。雌雄配子分別是由雄配子體(花粉)和雌配子體(胚囊)產(chǎn)生的。被子植物受精又具有獨(dú)特的雙受精特點(diǎn)。在雙受精過(guò)程中,一個(gè)雄配子與卵細(xì)胞融合產(chǎn)生胚,另一個(gè)雄配子與中央細(xì)胞的極核融合產(chǎn)生胚乳,胚乳提供胚發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
花粉實(shí)際上是小孢子和雄配子體的統(tǒng)稱。花粉發(fā)育的早期階段為小孢子,小孢子由小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂而來(lái),是單細(xì)胞結(jié)構(gòu),只有一個(gè)細(xì)胞核,常稱之為單核花粉。小孢子經(jīng)過(guò)有絲分裂第一次產(chǎn)生一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和一個(gè)生殖細(xì)胞,此時(shí)進(jìn)入雄配子體階段。早期的雄配子體常被稱為雙核花粉。三細(xì)胞花粉在成熟時(shí),生殖細(xì)胞分裂成兩個(gè)精細(xì)胞(雄配子),二細(xì)胞花粉在進(jìn)入花粉管內(nèi)生殖細(xì)胞才會(huì)分裂形成兩個(gè)?;ǚ郯l(fā)育過(guò)程中經(jīng)歷復(fù)雜的細(xì)胞學(xué)變化。如在小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂階段,發(fā)生細(xì)胞質(zhì)改組;在小孢子發(fā)育階段,發(fā)生胼胝質(zhì)壁的降解,液泡的增大,細(xì)胞質(zhì)和核的極性分布;在雄配子發(fā)育階段,發(fā)生生殖細(xì)胞的位移和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累;在小孢子形成后,孢子逐漸沉積壁物質(zhì),包括多糖的內(nèi)壁和孢粉素的外壁。這些細(xì)胞學(xué)的變化,涉及一系列的基因表達(dá),近十年對(duì)花粉的研究已經(jīng)分離和克隆了數(shù)十種花粉特異表達(dá)的eDNA基因,特別是從中找到一些在不同時(shí)期花藥和花粉異表達(dá)的啟動(dòng)子。雄配子體由花粉萌發(fā)的花粉管運(yùn)送到受精靶區(qū)以實(shí)現(xiàn)受精?;ǚ酃艿纳L(zhǎng),花粉管細(xì)胞質(zhì)環(huán)流,細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng),營(yíng)養(yǎng)核和生殖細(xì)胞或精細(xì)胞的移動(dòng),生殖細(xì)胞的分裂都與花粉管內(nèi)的細(xì)胞骨架系統(tǒng)活動(dòng)有密切的關(guān)系。被子植物花粉和花粉管的細(xì)胞骨架主要由微絲和微管組成,缺乏是否存在中間纖維的證據(jù)。在干花粉中檢測(cè)不到微管但可以檢測(cè)到微絲的存在。水臺(tái)花粉中,微絲微管都存在,在水合之后微絲微管的結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)明顯的變化?;ǚ酃軆?nèi)的微絲和微管并列分布。在生殖一精細(xì)胞(GSP)中。有大量微管的存在,是否普遍存在微絲還有爭(zhēng)論。
胚囊(雌配子體)的發(fā)育分為兩個(gè)連續(xù)的階段,大孢子發(fā)生:從大孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂,到大孢子的成熟;雌配子體發(fā)生:從大孢子經(jīng)過(guò)三次有絲分裂細(xì)胞化,到雌配子體成熟。成熟的胚囊有13種類型,在被子植物中最普遍的是蓼型胚囊,典型的七細(xì)胞八核胚囊結(jié)構(gòu)。雌性生殖單位是由卵細(xì)胞,兩個(gè)助細(xì)胞和中央細(xì)胞組成的。它是一個(gè)結(jié)構(gòu)單位,主要完成接收花粉管,引導(dǎo)花粉管釋放到雌配子體的接收部分,實(shí)現(xiàn)雌雄配子的融合的功能。胚囊中的細(xì)胞骨架的主要成分是微絲和微管。細(xì)胞骨架在胚囊發(fā)育中起重要的作用:參與胚囊形態(tài)發(fā)生,細(xì)胞分裂、細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)。核定位與固定、核分裂,細(xì)胞形態(tài)的決定,細(xì)胞質(zhì)流的產(chǎn)生,細(xì)胞的生長(zhǎng),細(xì)胞壁的形成等過(guò)程。
被子植物的受精作用從花粉落到柱頭上開始?;ǚ墼诿劝l(fā)前先要粘附到柱頭上吸水、萌發(fā)、然后在引導(dǎo)組織中生長(zhǎng),最后進(jìn)入胚珠的珠孔。表現(xiàn)正常可育的雌雄同花植物,自花授粉不能產(chǎn)生種子。這種種內(nèi)不親和性存在于半數(shù)以上的被子植物中。自交不親和機(jī)制是一種信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)的信號(hào)傳導(dǎo),涉及大量分子間相互作用和受其他遺傳位點(diǎn)的影響。在受精的整個(gè)過(guò)程中鈣信號(hào)都參與調(diào)控。許多實(shí)驗(yàn)證明,花粉管尖端是鈣集中分布的區(qū)域,尤其在花粉管尖端有高度精巧的游離鈣的動(dòng)態(tài)平衡,打破這種平衡,花粉管的生長(zhǎng)將受到抑制。在胚囊的助細(xì)胞中高含量的鈣與助細(xì)胞的退化有關(guān)。受精后,進(jìn)入卵細(xì)胞會(huì)誘導(dǎo)卵細(xì)胞內(nèi)游離鈣的瞬間升高,形成各種形式的鈣波。鈣在整個(gè)受精過(guò)程都起重要的作用。精細(xì)胞與卵細(xì)胞表面的糖蛋白在配子識(shí)別間起作用,精、卵細(xì)胞膜表面有很多種凝集素受體。關(guān)于被子植物配子識(shí)別有兩種假說(shuō),隨機(jī)假說(shuō)和特異受體假說(shuō)。雌雄配子通過(guò)膜的融合合為一體,膜的融合開始于膜的一個(gè)位點(diǎn),然后多個(gè)位點(diǎn)融合,最后融合的膜逐漸崩解。有兩種公認(rèn)的細(xì)胞膜融合模型:鈣離子介導(dǎo)膜融合模型和類病毒融合蛋白介導(dǎo)的膜融合類型。在膜融合的過(guò)程中,精細(xì)胞質(zhì)體隨物種的不同,可能進(jìn)入卵細(xì)胞也可能被排除。被子植物質(zhì)體遺傳的基本方式包括單親母系質(zhì)體遺傳,雙親質(zhì)體遺傳和單親父系質(zhì)體遺傳。膜融合后,核融合開始。根據(jù)在核配合過(guò)程中,雌雄配子核DNA所處時(shí)期不同,可以把核配合分為G1期核配合,s期核配合和G2期核配合。所形成初期合子的DNA含量分別為2c、4c、4c。配子核細(xì)胞周期處于同步狀態(tài)是配子核融合和合子正常發(fā)育的先決條件。
離體受精的三項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)為:配子分離,單對(duì)配子融合與人工合子培養(yǎng)。配子分離,分離與雌雄配子相關(guān)的細(xì)胞,包括花粉原生質(zhì)體、脫外壁花粉,生殖細(xì)胞與精細(xì)胞,胚囊、卵細(xì)胞、合子、中央細(xì)胞的分離。體外的精卵融合共有四種融合技術(shù):微電融合、高鈣一高PH值介導(dǎo)融合、一般鈣條件下的融合和PEG誘導(dǎo)融合。離體合子經(jīng)微室飼養(yǎng)法、微滴飼養(yǎng)法或瓊脂糖滴飼養(yǎng)法培養(yǎng)可以發(fā)育成植株。飼養(yǎng)時(shí)要加入各種外源激素,同時(shí)要注意滲透壓對(duì)合子離體發(fā)育的影響。人工合子培養(yǎng)成功只限于禾本科植物,雙子葉植物僅在煙草中開展了合子的培養(yǎng)試驗(yàn)。對(duì)離體系統(tǒng)雌雄配子形態(tài)、體積,膜表面特點(diǎn),融合過(guò)程中的膜重組方式,卵細(xì)胞對(duì)多精人卵的反應(yīng),融合對(duì)胞質(zhì)活動(dòng)的影響,合子中胞質(zhì)重組,雄核在雌性細(xì)胞中的遷移,核融合的時(shí)間進(jìn)程和生活狀態(tài),精卵融合的親和性等細(xì)胞學(xué)事態(tài)的研究。
被子植物生殖在細(xì)胞生物學(xué)方面采用超微結(jié)構(gòu)為主的觀察方法,揭示了雄性生殖單位、二型性、偏向受精等現(xiàn)象、配子體及配子骨架的分布規(guī)律,融合時(shí)雄配子的狀態(tài)及細(xì)胞質(zhì)的參與方式。在生理及生物化學(xué)方面采用了分子生物學(xué)技術(shù),研究花粉發(fā)育、花粉與雌蕊組織間的識(shí)別反應(yīng)、配子間的識(shí)別反應(yīng)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
篇4
關(guān)鍵詞 生物學(xué) 奧林匹克競(jìng)賽 IBO CHSBO
中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
生物學(xué)是全球發(fā)展最迅速的學(xué)科之一,并且與當(dāng)代人類所面臨的人口、資源、環(huán)境問(wèn)題息息相關(guān)。因此,從中學(xué)階段就開始培養(yǎng)一批熱愛(ài)生物學(xué)、獻(xiàn)身生物學(xué)研究的人才對(duì)于一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族的政治、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有舉足輕重的作用。以激發(fā)學(xué)生在生物學(xué)研究方面的濃厚興趣,創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實(shí)中生物學(xué)和生態(tài)學(xué)問(wèn)題,培養(yǎng)未來(lái)生物學(xué)家為宗旨生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽便在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。這項(xiàng)活動(dòng)可以大大激發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的熱情,大幅度地提高中學(xué)生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量和水平,為我國(guó)生物科學(xué)事業(yè)的發(fā)展補(bǔ)充后備力量。下面將從國(guó)內(nèi)外生物奧林匹克競(jìng)賽的發(fā)展以及競(jìng)賽試題來(lái)分析其差異。
1 從IBO和CHSBO的起源和發(fā)展看生物學(xué)競(jìng)賽差異
1.1 IBO的起源和發(fā)展
20世紀(jì)80年代捷克斯洛伐克的生物學(xué)教育和科技工作者就根據(jù)其他自然科學(xué)和數(shù)學(xué)國(guó)際奧林匹克競(jìng)賽的成功經(jīng)驗(yàn)首次提出舉辦IBO活動(dòng)的倡議。1989年由比利時(shí)、原蘇聯(lián)等6個(gè)感興趣國(guó)家發(fā)起生物奧賽組織,并于1990年7月在捷克斯洛伐克成功舉辦了第一屆國(guó)際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽(International Biology Olympiad,IBO)。自此,IBO每年舉辦一屆,迄今為止,已有60多個(gè)國(guó)家或地區(qū)參賽,IBO已成為國(guó)際范圍內(nèi)中學(xué)生展示生物學(xué)方面聰明才智的最高競(jìng)技舞臺(tái)。
1.2 CHSBO的起源和發(fā)展
為了選拔優(yōu)秀隊(duì)員參加IBO,1992年由中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)、中國(guó)植物學(xué)會(huì)組成的全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)競(jìng)賽委員會(huì)首次組織了全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽(China High School Biology Olympiad,簡(jiǎn)寫 CHSBO),并于1993年首次參加了IBO。自1992年以來(lái)CHSBO已發(fā)展成為在中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)(主管)、國(guó)家教育部和國(guó)家自然科學(xué)基金委的領(lǐng)導(dǎo)和支持下,由中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)、中國(guó)植物學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦,各省、自治區(qū)、直轄市自愿參加的群眾性生物學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)。不同層次的比賽,無(wú)論是考試的范圍、重點(diǎn)、難度,還是命題的特點(diǎn)和要求均不相同。通過(guò)開展全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)競(jìng)賽系列活動(dòng),最直接的意義是我國(guó)選手在IBO競(jìng)賽中取得了優(yōu)異的成績(jī),對(duì)促進(jìn)我國(guó)中學(xué)生物學(xué)課程的改革和教學(xué)水平的提高,發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)未來(lái)生物科學(xué)優(yōu)秀人才,提高中學(xué)教師素質(zhì),也起到了積極作用。
西方國(guó)家對(duì)生物學(xué)和生物學(xué)奧賽的重視較早,很早就形成比較穩(wěn)定且相對(duì)獨(dú)立的生物學(xué)奧賽研究理論體系和選拔體系,并制定相關(guān)的生物學(xué)奧賽輔導(dǎo)教學(xué)計(jì)劃,而我國(guó)對(duì)于生物學(xué)的重視程度較西方國(guó)家晚。雖然自1993年我國(guó)選手參加IBO以來(lái),取得了優(yōu)異成績(jī)。但是縱觀我國(guó)IBO的獲獎(jiǎng)選手,大都集中在某些地區(qū)的部分學(xué)校,且大多實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差。這反映出我國(guó)各地區(qū)生物學(xué)教育和競(jìng)賽發(fā)展的不均衡。
2 CHSBO和IBO試題的差異分析
CHSBO是選拔參加IBO選手的平臺(tái),在我國(guó)多層次的生物學(xué)競(jìng)賽試題中其試題的難易程度與IBO試題最為接近,都分為理論和實(shí)驗(yàn)兩部分,各占總分的50%。CHSBO試題分別由中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)和中國(guó)植物學(xué)會(huì)輪流負(fù)責(zé)組織命題,鑒于我國(guó)選手與國(guó)際選手在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)上具有明顯的差距,從第五屆開始,CHSBO分?jǐn)?shù)相同的情況下以實(shí)驗(yàn)分高者為先。這反映了我國(guó)對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視,也反映了我國(guó)生物學(xué)教學(xué)與國(guó)際生物學(xué)教學(xué)接軌的趨勢(shì)。
2.1 理論試題的差異分析
2.1.1 題型和題量的差異
IBO理論部分一般分為A、B、C三部分,A部分為4或5選1的選擇題,共60~100題。B部分為著重于智力開發(fā)的多選題,共40~60題,錯(cuò)選扣分。C部分為多樣化的其他題型包括連線題、是非題、填空題等,共5~10題。CHSBO理論考試主要分為兩部分:第一部分為四選一的單項(xiàng)選擇題,共90~100題;第二部分為多選題共25~30題,考試時(shí)間為3 h。因此,從題型和題量來(lái)看,IBO題量更大,題型更加富于變化。
2.1.2 考試范圍及覆蓋面的差異
就考試大綱所規(guī)定的考試范圍而言,IBO和CHSBO在生物學(xué)的領(lǐng)域的題目和所占比率都是相同的。其中植物解剖和生理學(xué)15%、動(dòng)物解剖和生理學(xué)15%、行為學(xué)5%、細(xì)胞學(xué)(包括生物化學(xué)和分子生物學(xué))25%、遺傳和進(jìn)化15%、生態(tài)學(xué)15%和系統(tǒng)生物學(xué)10%。但在實(shí)際考試中IBO與CHSBO考查的范圍和覆蓋面卻不盡相同。CHSBO重點(diǎn)考查參賽的中學(xué)生對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理的理解掌握情況以及應(yīng)用這些知識(shí)的能力,要求學(xué)生在全面掌握高中生物教材的基礎(chǔ)上,掌握《普通生物學(xué)》中涉及的基礎(chǔ)知識(shí),并對(duì)大學(xué)生物學(xué)9門主干課程(包括動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、植物生理學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)等)有一定的了解。而IBO考查覆蓋面更為廣泛,要求全面掌握考綱中所涉及的各學(xué)科的基本知識(shí),同時(shí)很多題目與現(xiàn)代生物科技和前沿生物學(xué)知識(shí)及人類所面臨的生物學(xué)問(wèn)題聯(lián)系緊密,與時(shí)俱進(jìn)性較強(qiáng)。
2.1.3 試題難易程度的差異
IBO和CHSBO理論部分的競(jìng)賽綱要規(guī)定試題應(yīng)當(dāng)考查學(xué)生的理解能力、科學(xué)技能以及對(duì)生物學(xué)知識(shí)的應(yīng)用,盡量減少單純考識(shí)記的試題,最多不超過(guò)25%。通過(guò)分析歷屆IBO試題,發(fā)現(xiàn)它不僅要求學(xué)生能夠深刻的理解生物學(xué)中最本質(zhì)的科學(xué)問(wèn)題,形成系統(tǒng)化的生物學(xué)學(xué)科知識(shí)體系,同時(shí)還要求學(xué)生在實(shí)際中能夠靈活的遷移應(yīng)用生物學(xué)知識(shí),處理復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題。IBO試題著重考查學(xué)生分析、綜合、類比、推斷、運(yùn)用的能力,促進(jìn)學(xué)生形成生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)、批判性思維、創(chuàng)造性思維、問(wèn)題解決能力。而CHSBO作為我國(guó)選撥優(yōu)秀中學(xué)生參加IBO的一種方式,其試題中識(shí)記類題且的比例較IBO多,難題比例較IBO少,考查學(xué)生高層次思維能力的題目較少。
2.2 實(shí)驗(yàn)試題的差異分析
生物學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于生物學(xué)的發(fā)展,生物學(xué)概念的建立,生命活動(dòng)基本規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都具有重要的意義。同時(shí),在教學(xué)過(guò)程中開展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維和方法以及各方面能力培養(yǎng)也具有重要作用。IBO對(duì)于學(xué)生的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ笠草^高,從IBO實(shí)驗(yàn)考試的內(nèi)容來(lái)看,包括植物解剖及生理學(xué)、動(dòng)物解剖和系統(tǒng)及生理學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué),近年來(lái)IBO賽題和實(shí)驗(yàn)難度明顯加大,特別是增加了生物化學(xué)與分子生物學(xué)等實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和難度,同時(shí)考查了很多新的實(shí)驗(yàn)技能,注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析。IBO實(shí)驗(yàn)考查部分共4個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)考試50~60 min,總計(jì)4 h。
根據(jù)IBO官方指南(2003年11月第12版),競(jìng)賽對(duì)選手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊蠡旧戏譃橐韵聨讉€(gè)方面:① 科學(xué)處理和分析問(wèn)題的能力,如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),做出假設(shè)和預(yù)期,進(jìn)行試驗(yàn)(觀察、測(cè)量、分類、變量控制等),結(jié)果和數(shù)據(jù)的記錄與表達(dá)(曲線、表格、圖表、示意圖、照片),結(jié)果解釋和得出結(jié)論。② 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能,如放大鏡、顯微鏡、實(shí)體鏡的使用、繪圖以及準(zhǔn)確表達(dá)繪圖的能力。③ 生物學(xué)各分支學(xué)科的實(shí)驗(yàn)方法,如細(xì)胞生物學(xué)、植物解剖和生理學(xué)、動(dòng)物解剖和生理學(xué)、行為學(xué)、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)、分類學(xué)、微生物學(xué)方法。④ 基礎(chǔ)物理學(xué)和化學(xué)的試驗(yàn)方法。⑤ 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理數(shù)據(jù)的能力。
CHSBO實(shí)驗(yàn)部分要求提高學(xué)生分析解決各種生物學(xué)問(wèn)題的能力,掌握研究生物學(xué)科學(xué)的思維、技巧和技能,能夠熟練使用儀器,能對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果的數(shù)量、質(zhì)量變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。目前CHSBO正在從開展原有的動(dòng)、植物、生化實(shí)驗(yàn),擴(kuò)展到開展分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。CHSBO實(shí)驗(yàn)試題包括3個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)50~60 min,主要為動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
由于在我國(guó)很多學(xué)校有關(guān)生物奧賽的實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較落后,所以CHSBO中實(shí)驗(yàn)部分較IBO考查范圍和深度都有一定的局限性,我國(guó)選手在IBO部分實(shí)驗(yàn)的成績(jī)不容樂(lè)觀(表1、表2),與國(guó)際上生物實(shí)驗(yàn)水平的差距成為了奧賽輔導(dǎo)中亟待解決的問(wèn)題。
3 縮短我國(guó)與國(guó)際生物奧賽差距的舉措
為了縮短CHSBO與IBO間以及我國(guó)選手與國(guó)際選手生物學(xué)奧賽水平上的差距,筆者提出以下措施。
(1) 建立奧賽輔導(dǎo)教師培訓(xùn)機(jī)制。在我國(guó)大部分地區(qū)沒(méi)有生物學(xué)奧賽輔導(dǎo)教師的培訓(xùn)機(jī)制,很多中學(xué)生物教師對(duì)生物學(xué)奧賽知識(shí)理解不透徹,建立相關(guān)的生物學(xué)奧賽輔導(dǎo)教師培訓(xùn)機(jī)制,有助于中學(xué)生物教師擴(kuò)展生物學(xué)知識(shí),較好地制定生物學(xué)奧賽輔導(dǎo)計(jì)劃,提高奧賽輔導(dǎo)能力和教學(xué)能力。
(2) 處理好生物奧賽培訓(xùn)與中學(xué)生物學(xué)教學(xué)之間的問(wèn)題。生物奧賽教育不是常規(guī)的通才教育,而是一種高層次的基礎(chǔ)生物學(xué)教育的補(bǔ)充和延伸,它是一種英才教育。因此,作為中學(xué)生物學(xué)教師應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到生物學(xué)奧賽教育與中學(xué)生物學(xué)是一種相互促進(jìn)的關(guān)系,切不可對(duì)立起來(lái)。中學(xué)生物學(xué)教育必須面向全體學(xué)生,充分提高廣大學(xué)生的生物學(xué)知識(shí)和智能水平,在此基礎(chǔ)上開展生物奧賽才能取得較好的成績(jī),生物奧賽與基礎(chǔ)生物學(xué)教育才能相互促進(jìn)。
(3) 擴(kuò)大CHSBO試題覆蓋面,促進(jìn)CHSBO題型的多樣化和與時(shí)俱進(jìn)性。隨著IBO的不斷發(fā)展、完善,考查的知識(shí)越來(lái)越靈活,越來(lái)越綜合,越來(lái)越全面,也越來(lái)越前沿化,對(duì)學(xué)生的自學(xué)能力、分析、類比、推理等高層次的科學(xué)思維能力以及綜合素質(zhì)有更高的要求。而目前在我國(guó)的大部分地區(qū)奧賽輔導(dǎo)的教材有限(主要是《普通生物學(xué)》、《生物學(xué)奧林匹克指津》),引進(jìn)大學(xué)生物學(xué)教學(xué)資料(如《動(dòng)物生理學(xué)》、《細(xì)胞生物學(xué)》等)顯得尤為重要,同時(shí)應(yīng)訂閱展示生物科學(xué)前沿知識(shí)的刊物,以了解當(dāng)前生物發(fā)展的動(dòng)態(tài),以擴(kuò)大CHSBO試題覆蓋面,注重CHSBO試題的前沿性,促進(jìn)CHSBO題型的多樣化,逐步與IBO試題接軌。
(4) 加大部分地區(qū)的教育投資,充分利用校園周邊設(shè)備資源,保障奧賽實(shí)驗(yàn)的順利開展。在我國(guó)大部分中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)備相當(dāng)落后,直接影響到中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽。對(duì)于中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)施的匱乏這一難題,有關(guān)教育部門應(yīng)該加上部分地區(qū)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備教育投資,同時(shí)充分的利用周邊的設(shè)備資源,譬如學(xué)??梢院透浇幕緢?chǎng)、工廠、生物技術(shù)公司、大學(xué)等聯(lián)系,建立奧賽實(shí)驗(yàn)基地。保證生物學(xué)奧賽實(shí)驗(yàn)的順利開展,以逐步縮小我國(guó)中學(xué)生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc國(guó)際中學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟罹唷?/p>
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篇5
1.課程設(shè)置合理化
研究生課程體系的設(shè)置做到適時(shí)調(diào)整,豐富選課資源的同時(shí),加強(qiáng)學(xué)生選課的自主性,充分考慮學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)的需求。
2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革首要是課程改革,而課程改革首先要解決的問(wèn)題是教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該是建立在知識(shí)、能力、素質(zhì)的辯證統(tǒng)一的基礎(chǔ)上。知識(shí)作為能力和素質(zhì)的載體,是不可或缺的重要一環(huán),研究生階段知識(shí)的獲取不應(yīng)該局限于本科階段的某一本教材的重復(fù)拓展。我們?cè)谡n堂設(shè)計(jì)中集思廣益,打破教材的局限,以學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn),設(shè)置了十個(gè)小的專題題目,專題內(nèi)容涉及細(xì)胞生物學(xué)的基本技術(shù)及其創(chuàng)新、前沿知識(shí)、熱點(diǎn)領(lǐng)域,并充分考慮細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的密切關(guān)系。如細(xì)胞通訊、細(xì)胞信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)及其與疾病的關(guān)系,端粒、端粒酶和腫瘤的關(guān)系及其研究進(jìn)展,細(xì)胞骨架與運(yùn)動(dòng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的關(guān)系舉例(原因分析、分子細(xì)胞學(xué)調(diào)整、研究進(jìn)展)等。學(xué)生既能從中鞏固提煉的基本理論框架,又能獲得豐富的前沿信息,在學(xué)習(xí)中還有助于科研方向的確立和科研思維的培養(yǎng)。
3.改革教學(xué)方法
我們?cè)谇皫啄甑慕虒W(xué)中留心對(duì)研究生的理論基礎(chǔ)、能力水平和喜歡的教學(xué)模式做了問(wèn)卷調(diào)查,相對(duì)于本科生研究生階段學(xué)生的特點(diǎn)突出表現(xiàn)為:已經(jīng)具有比較廣泛、系統(tǒng)的理論知識(shí)基礎(chǔ),并具備一定的分析問(wèn)題的能力,更向往自由的思維和互動(dòng)表達(dá)。綜合研究生的特點(diǎn)和現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,我們?cè)谡n堂教學(xué)中試行教學(xué)方法改革,徹底改變教師灌輸知識(shí)的單一模式,更多地讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),教師擔(dān)負(fù)引導(dǎo)、組織實(shí)施、總結(jié)和考評(píng)的職責(zé),更多的時(shí)候也是討論和爭(zhēng)論的主體之一,變師徒關(guān)系為伙伴關(guān)系。具體實(shí)施是依據(jù)學(xué)生興趣分組,3~4人/組,組內(nèi)分工協(xié)作,依據(jù)自己所選的感興趣的專題查閱資料,開展討論并推舉一人以PPT文稿的形式圖文結(jié)合在課堂上匯報(bào)講解,同學(xué)可以自由提問(wèn),教師做針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充。創(chuàng)新的課堂組織從學(xué)生的興趣出發(fā)保障了自主學(xué)習(xí)的效率,協(xié)作中鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力,課堂表達(dá)和提問(wèn)互動(dòng)有效地活躍了學(xué)習(xí)氣氛,調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性,并提高了學(xué)生綜述及表達(dá)能力。此種形式受到了選課學(xué)生的一致好評(píng),也吸引了更多的研究生加入我們的學(xué)習(xí)隊(duì)伍中。
4.考評(píng)手段合理化
在轉(zhuǎn)變教師單向傳授知識(shí)模式的同時(shí),打破以考試分?jǐn)?shù)作為衡量教育成果的唯一標(biāo)準(zhǔn)的劃一呆板的考評(píng)制度。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)主要是課堂表現(xiàn)和實(shí)踐實(shí)訓(xùn),各占50%。課堂表現(xiàn)的評(píng)價(jià)中以小組匯報(bào)講解中的綜合能力表現(xiàn)作為主要的考評(píng)指標(biāo),并逐步完善了評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),簡(jiǎn)介如下:基本原理簡(jiǎn)明扼要、切中要點(diǎn)、通俗易懂;研究應(yīng)用舉例典型、兼顧多方面;重視結(jié)果分析(盡量使用圖表);重視技術(shù)發(fā)展的進(jìn)展和研究理論進(jìn)展(突出新意)。除了陳述者有獎(jiǎng)勵(lì)分之外,課堂提問(wèn)及回答者都有酌情加分,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。學(xué)生課前準(zhǔn)備、課堂提問(wèn)、課后總結(jié)的學(xué)習(xí)資料都可以組織建立個(gè)人學(xué)習(xí)檔案,學(xué)習(xí)檔案也可作為酌情加分的因素。
二、反饋與思考
教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及新的考評(píng)方法改革的突出優(yōu)勢(shì)在于愛(ài)護(hù)和培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、求知欲,幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí),獨(dú)立思考,保護(hù)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新思維,營(yíng)造崇尚真知、追求真理的氛圍,為學(xué)生的稟賦和潛能的充分開發(fā)創(chuàng)造一種寬松的環(huán)境。讓學(xué)生感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維,重視培養(yǎng)學(xué)生收集處理信息的能力,獲取新知識(shí)的能力,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,語(yǔ)言文字表達(dá)以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。但在試行新的教學(xué)方法的同時(shí),我們也發(fā)現(xiàn)了一些有待于改進(jìn)的問(wèn)題。在課程體系的設(shè)置中需要合理調(diào)研,依據(jù)社會(huì)、培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生主體的需求做出調(diào)整,充分適應(yīng)多學(xué)科交叉融合的需求。在教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化上,學(xué)生更注重研究進(jìn)展的討論和熱點(diǎn)文獻(xiàn)的分析,教學(xué)內(nèi)容需要每年更新,不能一成不變。在教學(xué)方法改革中,試行討論式課堂的問(wèn)題反應(yīng)在四個(gè)方面:個(gè)別小組成員因自制力不強(qiáng)、計(jì)算機(jī)水平限制、口頭表達(dá)能力欠缺等原因?qū)λx專題的基本理論或研究進(jìn)展陳述不清楚,會(huì)一定程度上影響其他同學(xué)對(duì)該專題領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。在課堂匯報(bào)環(huán)節(jié),受部分同學(xué)表達(dá)能力的影響,學(xué)生的注意力不容易集中,課堂進(jìn)展的節(jié)奏會(huì)略顯拖沓。在教學(xué)過(guò)程中容易出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象,部分學(xué)生的主動(dòng)性得到了很好的發(fā)揮,綜合能力得到了比較充分的鍛煉,也有個(gè)別學(xué)生在混學(xué)分,并沒(méi)有進(jìn)行真正的自主學(xué)習(xí)。且教師對(duì)新的教學(xué)方法的理解和掌握的程度也一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在評(píng)價(jià)體系中,給學(xué)生公正、全面、合理的評(píng)價(jià)影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和熱情,但其過(guò)程是相當(dāng)煩瑣的,需要教師團(tuán)隊(duì)比較多的精力投入,適當(dāng)?shù)募?lì)機(jī)制能更好地配合教學(xué)改革的推進(jìn)。
三、展望
篇6
摘要:目的探討三氧化二砷與刺五加合用對(duì)癌細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用及其機(jī)理。方法以 HeLa細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制情況,流式細(xì)胞儀 PI單染法檢測(cè)藥物誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡狀況。結(jié)果兩藥合用24 h組細(xì)胞變小變圓,脫落情況都較其他組明顯,該組細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率明顯高于單用組,合用24 h組細(xì)胞的凋亡率明顯高于合用16 h和8 h組(P<0.01)。結(jié)論刺五加可以作為三氧化二砷的抗癌增效劑,兩藥合用有很強(qiáng)的抗癌活性,其作用機(jī)理與抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、誘導(dǎo)其凋亡有關(guān)。
關(guān)鍵詞:三氧化二砷; 刺五加; HeLa細(xì)胞; 凋亡
Experimental Study on the Apoptosis of HeLa Cells Induced by Arsenic Trioxide and acanthopanax senticosus
Abstract:ObjectiveTo investigate the anti-tumor effect of Arsenic trioxide and Acanthopanax Senticosus on carcinoma cells and its probable mechanism.MethodsHeLa cells were cultured as a pathological model. HeLa cells structural change were examined by inverted phase microscope. The inhibition effect on the growth of cells was evaluated by microculture tetrazolium assay(MTT). The apoptosis of cells were detected by flow cytometry(FCM).ResultsThe cells of the group of two medicines used together turned smaller and rounder than other groups .The growth inhibited rate of this group was higher than that of control group. The apoptosis rate of two medicines used together 24 hours was higher than 16 hours and 8 hours(P<0.01).ConclusionAcanthopanax Senticosus can improve the antitumor effects of Arsenic trioxide ,but whether it can decrease the toxicities of Arsenic trioxide or not is worth more studying.
Key words:Acanthopanax senticosus; Arsenic trioxide; HeLa cell; Apoptosis
三氧化二砷(As2O3)是中藥砒霜的主要成分,祖國(guó)醫(yī)學(xué)中它曾被用于治療惡性腫瘤等多種疾病,但 As2O3又是一種能引起機(jī)體細(xì)胞染色體畸變的劇毒物質(zhì),故長(zhǎng)期以來(lái)它的藥用價(jià)值一直被其毒副作用所掩蓋,直到近年來(lái),我國(guó)研究者發(fā)現(xiàn) As2O3對(duì)急性早幼粒細(xì)胞白血病具有良好的治療效果[1,2],它的藥用價(jià)值才被人們重新審視,有關(guān) As2O3抗腫瘤作用及其機(jī)理的研究近年來(lái)取得了較大進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)該藥具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化和凋亡的作用[3~5]。刺五加Acanthopanax senticosus是臨床上常用中藥,具有益氣健脾、補(bǔ)腎安神的功效,可作為細(xì)胞毒抗癌藥的輔助劑。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),刺五加能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制實(shí)驗(yàn)性腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[6]。本研究以人宮頸癌細(xì)胞系 HeLa細(xì)胞為病理模型,將刺五加與 As2O3聯(lián)合作用于HeLa細(xì)胞,以探討兩藥合用對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制和誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡的作用,了解刺五加對(duì) As2O3的抗腫瘤作用是否具有增強(qiáng)效應(yīng),為臨床上兩種中藥合用治療惡性腫瘤提供細(xì)胞學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 藥品與儀器刺五加注射液(20 ml/支,黑龍江省珍寶島制藥有限公司);亞砷酸注射液(規(guī)格10 mg/10 ml,哈爾濱伊達(dá)藥業(yè)有限公司);四甲基偶氮唑鹽(MTT,Amresco公司);RPMI1640培養(yǎng)基(美國(guó) GIBCO公司);新生牛血清(杭州四季青生物制品公司);酶標(biāo)儀(560型,美國(guó) BIORAD公司),流式細(xì)胞儀(FACS calibur型,美國(guó) BD公司);數(shù)碼相機(jī)(日本 Canon公司)。
1.2 細(xì)胞系HeLa細(xì)胞,為人宮頸癌細(xì)胞系,購(gòu)自武漢大學(xué)中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)。
1.3 藥用濃度的確定
1.3.1 刺五加藥用濃度的確定采用 MTT法,取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期 HeLa細(xì)胞,1×105/ml的細(xì)胞100 μl至96孔培養(yǎng)板,加入等量不同濃度的刺加五溶液,使各組終濃度分別為0.1,0.5,1, 1.5 mg/ml,每個(gè)濃度組和對(duì)照組均設(shè)5個(gè)重復(fù)孔,以加細(xì)胞而不加藥物組為空白對(duì)照組。37℃ ,5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h后,取出培養(yǎng)板,棄舊培養(yǎng)液,每孔加入5 mg/ml的 MTT溶液20 μl,37℃ 繼續(xù)培養(yǎng)4 h,棄培養(yǎng)液,每孔加入 DMSO 150 μl,振蕩15 min,使結(jié)晶物充分溶解,最后在酶標(biāo)儀上用490 nm波長(zhǎng)測(cè)定各孔的 OD值,計(jì)算細(xì)胞存活率和半數(shù)抑制濃度(IC50),從而確定刺五加的用藥濃度為0.5 mg/ml。
1.3.2 As2O3藥用濃度的確定參考文獻(xiàn),采用最小有效濃度2 μmol/L[7]。
1.4 兩藥合用對(duì) HeLa細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制實(shí)驗(yàn)采用 MTT法,實(shí)驗(yàn)共分4組,空白對(duì)照組,As2O3組,刺五加組及 As2O3與刺五加合用組,所有操作方法同3.1,最后計(jì)算細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制率。
生長(zhǎng)抑制率=1-(實(shí)驗(yàn)孔平均OD值)
對(duì)照孔平均 OD值×100%
1.5 細(xì)胞凋亡的檢測(cè)采用流式細(xì)胞儀 PI單染色法取24孔培養(yǎng)板3個(gè),每板隨機(jī)分為4組(空白對(duì)照組,As2O3組,刺五加組及As2O3與刺五加合用組),每組6個(gè)重復(fù)孔,每孔加入濃度為1×105/ml的 HeLa細(xì)胞懸液800 μl,生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,去舊液,每孔加含10%新生牛血清的1640培養(yǎng)液,同時(shí)分別加入生理鹽水、刺加五溶液,As2O3及兩藥合加,使每孔液體總量相等,同時(shí)保證每孔刺五加終濃度為0.5 mg/ml,As2O3終濃度為2 μmol/L37℃,5%CO2培養(yǎng)箱分別培養(yǎng)8 ,16,24 h后,收集每組細(xì)胞,PBS洗滌1次,離心去 PBS,加入冰預(yù)冷的70%乙醇3 ml,4℃固定24 h以上,離心去固定液,3 ml PBS重懸細(xì)胞。離心5 min去 PBS,每管加入1 mlPI染液,室溫避光反應(yīng)30 min。制備好的細(xì)胞懸液經(jīng)300目尼龍篩網(wǎng)過(guò)濾后立即在流式細(xì)胞儀上檢測(cè),CELLQuest軟件獲取并分析檢測(cè)數(shù)據(jù)。
1.6 細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察按上述方法分別讓藥物作用細(xì)胞8 ,16,24 h,然后在倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)變化,并用數(shù)碼相機(jī)照相記錄結(jié)果。
2 結(jié)果
2.1 細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率刺五加與 As2O3合用對(duì) HeLa細(xì)胞增殖有顯著的抑制作用。結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 藥物對(duì) HeLa細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制率(略)
c與 b比較,P<0.01,c與a比較,P<0.01
2.2 HeLa細(xì)胞的凋亡分別觀察藥物作用 HeLa細(xì)胞8,16,24 h的凋亡情況,結(jié)果顯示兩藥合用能明顯誘導(dǎo) HeLa細(xì)胞凋亡,且有明顯的時(shí)間依賴性(見(jiàn)表2),合 用16,24 h流式檢測(cè)出現(xiàn)明顯的凋亡峰。見(jiàn)圖1。
a對(duì)照組流式
b兩藥合用24 h凋亡
c兩藥合用16 h凋亡
圖1 刺五加與As2O3合用誘導(dǎo)HeLaxl細(xì)胞凋亡的流式檢測(cè)圖(略)
表2 藥物作用 HeLa細(xì)胞不同時(shí)間的細(xì)胞凋亡率(略)
c與相對(duì)應(yīng)時(shí)間 a,b各組認(rèn)及生理鹽水組比較,P<0.01;c24與c8,c16比較P<0.01;b與相對(duì)時(shí)間a組和生鹽鹽組比較, P<0.05
3 討論
細(xì)胞凋亡(apoptosis)是機(jī)體中普遍存在的重要的生物學(xué)事件,是受基因調(diào)控的主動(dòng)性死亡過(guò)程,其形態(tài)變化和生化特征明顯不同于細(xì)胞壞死,這種特殊的細(xì)胞死亡方式對(duì)機(jī)體發(fā)育和正常功能的維持有重要意義,而腫瘤的發(fā)生發(fā)展不僅與腫瘤細(xì)胞增殖異常有關(guān),也與腫瘤細(xì)胞凋亡異常有密切關(guān)系。大量的研究表明,抗腫瘤藥物的一個(gè)重要作用機(jī)理是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡[2]。因此,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡已成為抗癌藥物設(shè)計(jì)和篩選的新靶點(diǎn),與誘導(dǎo)細(xì)胞壞死相比,通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡殺死癌細(xì)胞不會(huì)引起機(jī)體強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。由于正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞在表達(dá)某些凋亡相關(guān)基因方面存在差異,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的治療模式可減少抗癌物損傷正常組織所引起的副作用。自1996-08 Science雜志介紹中國(guó)科學(xué)家應(yīng)用 As2O3成功治愈急性早幼粒細(xì)胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia,APL)的成果以來(lái)[8],對(duì) As2O3抗腫瘤作用的探索引起了世界醫(yī)學(xué)界的重視。除白血病以外,As2O3對(duì)實(shí)體瘤也有抑制作用,它能誘導(dǎo)多種癌細(xì)胞發(fā)生凋亡,其抗癌譜較為廣泛,是一種具有良好應(yīng)用前景的抗癌藥,該藥誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要標(biāo)志為細(xì)胞形態(tài)學(xué)和生化學(xué)等方面的特異性改變[7,9]。刺五加注射液系刺五加全株經(jīng)提煉而來(lái),含黃酮、刺五加多糖、丁香甙等多種有效成分。該藥所具有扶正固本、益氣健脾、補(bǔ)腎之功效是通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)的[10]。有研究表明,刺五加多糖對(duì)實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物移植瘤,藥物誘發(fā)瘤,小鼠自發(fā)白血病等都有一定的抑制作用,還能減輕某些抗癌藥物的毒性,其作用機(jī)理可能與引起細(xì)胞膜磷脂的變化有關(guān)[11,12]。HeLa細(xì)胞為人宮頸鱗癌上皮細(xì)胞系,在體外培養(yǎng)條件下,易于生長(zhǎng)繁殖,常被應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)研究和抗癌藥物的篩選,故本實(shí)驗(yàn)選用該細(xì)胞系作為病理模型。本研究結(jié)果顯示,刺五加與 As2O3合用對(duì) HeLa細(xì)胞具有明顯的生長(zhǎng)抑制和誘導(dǎo)凋亡作用,合用組細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制率和凋亡率分別與兩藥的單用組比均具有顯著性差異(P<0.01)。說(shuō)明刺五加與 As2O3合用具有很強(qiáng)的抗腫瘤活性兩者可產(chǎn)生協(xié)同作用,刺五加可以作為 As2O3抗腫瘤作用的增效劑。至于兩藥合用抗腫瘤作用的分子機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。
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篇7
1轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的興起要求基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的交互統(tǒng)一
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展出現(xiàn)了二律背反的態(tài)勢(shì):一方面,醫(yī)學(xué)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展迅猛,醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)不滿足于普通病理生理學(xué)的研究,而是繼續(xù)探索分子病理機(jī)制,力求從基因水平對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療;另一方面,隨著人類壽命的延續(xù),健康成為人們當(dāng)下的第一醫(yī)學(xué)需求,而老齡化社會(huì)中人類健康狀況持續(xù)惡化,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)“診斷明確、治療單一”的發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人類維系健康的需要。其中一個(gè)重要原因,就是傳統(tǒng)教學(xué)中醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論研究與臨床實(shí)踐之間存在難以逾越的鴻溝。轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是在當(dāng)前醫(yī)學(xué)教育體系“偏理論輕實(shí)踐”的情形下應(yīng)運(yùn)而生的,其概念源自美國(guó)Science雜志1992年提出的“BenchtoBedside(B-to-B)”,即是尋求將基礎(chǔ)研究成果盡快應(yīng)用到臨床實(shí)踐的科學(xué),目的就是消除理論研究與臨床實(shí)踐間的屏障。
作為一名醫(yī)生成長(zhǎng)的起點(diǎn),醫(yī)學(xué)教育應(yīng)逐漸融入轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)模式,即一方面需要適應(yīng)醫(yī)學(xué)發(fā)展的狀況,另一方面更要體現(xiàn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的要求。而目前我國(guó)醫(yī)學(xué)研究生的教育被嚴(yán)格劃分為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)。在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的教學(xué)過(guò)程中,由于教學(xué)過(guò)程中對(duì)專業(yè)的具體強(qiáng)化,在理論授課時(shí)不重視與臨床知識(shí)的呼應(yīng),容易導(dǎo)致理論知識(shí)和臨床應(yīng)用相互脫節(jié)的情況。而在臨床教學(xué)過(guò)程中,重實(shí)用性輕理論的教學(xué)模式及對(duì)于臨床與理論相結(jié)合的必要性的認(rèn)識(shí)不足,常使學(xué)生“知其然而不知其所以然”,獲得的往往是一些粗淺的治療思路,而難以探尋疾病表象下隱藏的分子病理學(xué)機(jī)制,從臨床工作中尋找突破點(diǎn)來(lái)進(jìn)行未知科學(xué)理論的研究探索更無(wú)從談起。在醫(yī)學(xué)研究生的教育中,應(yīng)重視基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)相結(jié)合,科研能力和實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合,從而構(gòu)建全新的教學(xué)模式,對(duì)于提高醫(yī)學(xué)教學(xué)的效率、培養(yǎng)更多應(yīng)用型人才具有積極的促進(jìn)作用。
2在醫(yī)學(xué)研究生教學(xué)工作中培養(yǎng)科研能力的方法
科研思路來(lái)自于臨床,科研工作服務(wù)于臨床。1810年德國(guó)柏林大學(xué)建立初始,即提出了著名的“洪堡精神”,即尊重學(xué)術(shù)自由和教學(xué)與科研相結(jié)合。這是洪堡的大學(xué)理念的核心,也是洪堡精神的實(shí)質(zhì)所在。作者認(rèn)為,在醫(yī)學(xué)研究生培養(yǎng)過(guò)程中,也應(yīng)充分貫徹該精神,達(dá)到科研和教學(xué)、實(shí)踐的有機(jī)統(tǒng)一。作者結(jié)合多年的研究生培養(yǎng)經(jīng)歷與思考,提出了以下幾個(gè)教學(xué)思路:(1)師生互動(dòng),開放式教學(xué)。在臨床實(shí)踐中,力求在以往教師授課、學(xué)生記錄學(xué)習(xí)的教學(xué)模式基礎(chǔ)上,逐漸重視和應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)法,對(duì)于疑難病例,與學(xué)生積極討論其可能的發(fā)病機(jī)制,引導(dǎo)學(xué)生深入思考,聯(lián)系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)理論,調(diào)動(dòng)學(xué)生科研思路和深入挖掘的積極性。同時(shí)結(jié)合已有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),師生共同探討,深入分析,結(jié)合理論知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生解決臨床問(wèn)題。采用的方法主要有:啟發(fā)式提問(wèn)、開放式討論、頭腦風(fēng)暴、角色模擬,同時(shí)利用多媒體、國(guó)外教學(xué)視頻等,提高學(xué)生在科研方面的興趣和思考能力,為進(jìn)一步發(fā)掘有價(jià)值的科研問(wèn)題從而深入研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(2)組織文獻(xiàn)學(xué)習(xí)及討論,激勵(lì)學(xué)生的科研興趣。在臨床實(shí)踐過(guò)程中,不斷接觸新興發(fā)展的科研技術(shù)和學(xué)科的新動(dòng)向,對(duì)提高研究生的科研能力有很大的促進(jìn)作用。組織文獻(xiàn)學(xué)習(xí)可以盡可能增加學(xué)生互相接觸的機(jī)會(huì),并促使學(xué)生能主動(dòng)追尋學(xué)科動(dòng)向,樹立適合自己的目標(biāo)。應(yīng)努力做到每位學(xué)生均能獨(dú)立進(jìn)行數(shù)次不同類型的完整的文獻(xiàn)匯報(bào),同時(shí)培養(yǎng)研究生的口頭表達(dá)能力。文獻(xiàn)閱讀是促使科研思路提高的重要方法,主要閱讀本專業(yè)國(guó)際上有影響的期刊文獻(xiàn),注意精讀和泛讀相結(jié)合,對(duì)于需要精讀的文獻(xiàn)應(yīng)定期在學(xué)科或小組內(nèi)交流,重點(diǎn)匯報(bào)作者為什么做這個(gè)工作,提出了什么問(wèn)題或假說(shuō),為了驗(yàn)證這個(gè)假說(shuō)是如何設(shè)計(jì)的,最終的結(jié)論是什么,從所讀文獻(xiàn)中自己得到了什么啟發(fā)或體會(huì)等。一次完整的匯報(bào)過(guò)程可以使學(xué)生對(duì)科研思路有更直觀的感受,并逐步形成科研慣性和自我促進(jìn)的意識(shí)。(3)重視研究生團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)和合作精神。在研究生團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)成員各司其職而又互補(bǔ)滲透顯得尤為重要。每個(gè)研究生有其獨(dú)特的見(jiàn)解和興趣點(diǎn),團(tuán)隊(duì)中各成員的互補(bǔ)能更好地引導(dǎo)和開發(fā)其科研潛能,并增強(qiáng)其責(zé)任心,達(dá)到“1+1>2”的作用。主要采用的方法有:設(shè)立科研小組,由一名成員擔(dān)任小組長(zhǎng),帶領(lǐng)組員進(jìn)行一項(xiàng)完整的科研設(shè)計(jì),從查閱文獻(xiàn)、綜述到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,從實(shí)驗(yàn)技術(shù)的學(xué)習(xí)到實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),貫徹完整科研流程和思路,并培養(yǎng)其獨(dú)立撰寫開題、中期和結(jié)題匯報(bào)的能力;積極召開組會(huì)或匯報(bào)會(huì),每人定期匯報(bào)自己的課題進(jìn)展情況并提出目前的困難及阻礙,團(tuán)隊(duì)成員互相探討解決,以求培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)互助合作的關(guān)系,達(dá)到提高團(tuán)隊(duì)科研能力、增強(qiáng)其感情和凝聚力的目的。(4)提供實(shí)驗(yàn)室,增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)及分子生物學(xué)在臨床科研設(shè)計(jì)中的比重。醫(yī)學(xué)科研問(wèn)題的解決方案是立足于病理學(xué)、病理生理學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)、細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)復(fù)雜的驗(yàn)證過(guò)程,而在實(shí)驗(yàn)室的投入往往反映了一個(gè)學(xué)科研究深入的程度和研究生科研能力的水平。實(shí)驗(yàn)環(huán)境的提供、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的購(gòu)買、實(shí)驗(yàn)耗材的消耗、實(shí)驗(yàn)儀器的購(gòu)買維護(hù)等均需耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力,但其對(duì)研究生科研能力的培養(yǎng)是不可替代的。
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