細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系精選(九篇)

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第1篇：細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文

【關(guān)鍵詞】 當(dāng)歸；紅芪；內(nèi)皮細(xì)胞；血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子

Abstract：Objective To study the effect of the ultra-filtration extract from Angelica sinensis and Hedysarum polybotrys’s mixture on the VEGF mRNA expression of ECV-304 cell. Method Angelica sinensis and Hedysarum polybotrys’s mixture were refined by ultra-filtration technique. ECV-304 cells were cultured as model， and its proliferation was detected by MTT colorimetry. VEGF mRNA expression was observed by semi-quantitative RT-PCR. Results The ultra-filtration extract from Angelica sinensis and Hedysarum polybotrys’s mixture could markly promote the growth of ECV-304 cells， there was significant difference between experimental and control group (P＜0.05). The ultra-filtration extract from Angelica sinensis and Hedysarum polybotrys’s mixture upregulated VEGF mRNA expression with dose-dependent relation. Conclusion The ultra-filtration extract from Angelica sinensis and Hedysarum polybotrys’s mixture can markly promote ECV-304 cell proliferation， which may be related to the expression of VEGF mRNA.

Key words：Angelica sinensis；Hedysarum polybotrys；ECV-304 cell；VEGF

當(dāng)歸、紅芪是甘肅道地藥材，當(dāng)歸有補(bǔ)血活血之功效，紅芪又名“多序巖黃芪”，具有補(bǔ)氣固表、斂瘡生肌功效。當(dāng)歸、

黃芪按1∶5配伍所組成的當(dāng)歸補(bǔ)血湯是中醫(yī)補(bǔ)氣生血的經(jīng)典方，現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)紅芪、當(dāng)歸有顯著的抗心肌缺血作用。益氣生血、補(bǔ)血活血中藥的藥效是否與促進(jìn)血管新生有關(guān)，當(dāng)歸紅芪合劑(1∶5)的有效成分中是否具有促進(jìn)血管新生的活性成分，本研究對(duì)此進(jìn)行了探討。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 藥物與細(xì)胞系

紅芪購(gòu)自甘肅宕昌縣，當(dāng)歸購(gòu)自甘肅岷縣。人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(ECV-304)，購(gòu)自中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心。

1.2 試劑

DMEM培養(yǎng)基，美國(guó)Sigma公司產(chǎn)品。胎牛血清，杭州四季青產(chǎn)品。四氮唑藍(lán)(MTT)試劑、碘化丙啶(PI)，華美生物工程公司產(chǎn)品。其他化學(xué)試劑均為分析純，天津化工試劑廠提供。

1.3 儀器

5萬(wàn)分子量超濾膜，甘肅省膜科學(xué)技術(shù)研究所提供。超濾設(shè)備，主要組件為海德能公司產(chǎn)品，甘肅省膜科學(xué)技術(shù)研究所研制。細(xì)胞CO2培養(yǎng)箱：SCP-2000型，美國(guó)Shill公司產(chǎn)品。流式細(xì)胞儀：XL型，美國(guó)Coulter公司產(chǎn)品。酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀：DG-5031型，國(guó)營(yíng)華東電子管廠產(chǎn)品。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 藥物制備

稱取當(dāng)歸飲片500 g、紅芪飲片2 500 g，混合，加水浸泡，煎煮后傾出藥液，趁熱棉花過(guò)濾，冷卻后上超濾設(shè)備。首先陶瓷膜微濾當(dāng)歸濃縮液[技術(shù)參數(shù)為壓力0.5 kPa/m3、溫度25 ℃、流量100 L/(h·m2)]；其次PNA中空纖維超濾膜(截留分子量5萬(wàn))超濾經(jīng)微濾處理的紅芪、當(dāng)歸配伍的水煎液[壓力5～6 kg/m3、溫度25 ℃、流量100 L/(h·m2)]。將5萬(wàn)分子量以下超濾液濃縮至相當(dāng)于每毫升藥液含原藥材量為1 g，高壓滅菌，冷卻后置冰箱(4 ℃)貯藏備用。

2.2 細(xì)胞培養(yǎng)

采用常規(guī)培養(yǎng)ECV-304細(xì)胞，培養(yǎng)液為含5%的胎牛血清，青、鏈霉素各100 U/mL的DMEM，在37 ℃、飽和濕度、5% CO2孵箱中培養(yǎng)，每2～3 d用0.05%胰蛋白酶-0.02%EDTA消化傳代。

2.3 分組

實(shí)驗(yàn)分為用藥組和對(duì)照組：用藥組細(xì)胞培養(yǎng)液中分別加入不同濃度當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物，從而形成不同藥物濃度培養(yǎng)下的ECV-304細(xì)胞；對(duì)照組為細(xì)胞培養(yǎng)液中加等量的PBS所培養(yǎng)的ECV-304細(xì)胞。

2.4 細(xì)胞增殖率測(cè)定

采用MTT法。將ECV-304細(xì)胞懸液調(diào)整為4×104/mL，接種于96孔培養(yǎng)板，每孔100 μL，常規(guī)培養(yǎng)24 h細(xì)胞貼壁后，實(shí)驗(yàn)組分別于細(xì)胞培養(yǎng)液中加入當(dāng)歸紅芪合劑的超濾膜提取物，并配制成不同濃度；對(duì)照組于細(xì)胞培養(yǎng)液中加入等量的PBS，調(diào)零孔只加等量的細(xì)胞培養(yǎng)液無(wú)細(xì)胞，每組8個(gè)復(fù)孔，分別于加藥后24、48、72、96 h在各孔加入MTT 10 μL。繼續(xù)培養(yǎng)4 h，終止培養(yǎng)，每孔加入150 μL二甲基亞砜(DMSO)，振蕩10 min，用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀測(cè)定各孔在490 nm處的吸光度值(A490)，按下式計(jì)算細(xì)胞增殖率(PR)：PR＝(A用藥/A對(duì)照－1)×100%。

2.5 反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)法檢測(cè)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子mRNA表達(dá)

按試劑盒說(shuō)明提取細(xì)胞內(nèi)總RNA，根據(jù)文獻(xiàn)[1]選用特異性引物。VEGF上游引物：5’-AAGCCATCCTGTGTGCCCCTGATG-3，VEGF下游引物：5’-GCGAATTCCT GCCCGCGCTGAC-3’，B-actin上游引物：5’-AACACCCAGCCATGTACGTTG-3’，B-actin下游引物：5’-CGG ATGTCCACGTCACACTTCAT-3’。參照文獻(xiàn)[1]略加改進(jìn)：42 ℃ DNA合成45 min，94 ℃預(yù)變性4 min，94 ℃預(yù)變性45 s，60 ℃退火30 s，72 ℃延伸45 s，循環(huán)35次，72 ℃延伸10 min，4 ℃ ∞，上PCR反應(yīng)儀進(jìn)行熱循環(huán)。預(yù)計(jì)產(chǎn)物長(zhǎng)度：VEGF 121為246 bp， VEGF 165為375 bp，B-actin為509 bp。各組取10 μL擴(kuò)增產(chǎn)物溶液加入含0.5 mg/L溴化乙啶的2%瓊脂糖凝膠孔中，同時(shí)一孔內(nèi)加入與0.25%溴酚藍(lán)混勻的Marker作參照。在恒溫、電壓5 V/cm、恒流75 mA于1×TBE緩沖液中電泳1～2 h，在凝膠圖像成像系統(tǒng)下獲得圖像，用凝膠圖像分析系統(tǒng)分析所獲圖像上的各條帶的光密度，以VEGF 165基因條帶的光密度參數(shù)與B-actin條帶的光密度參數(shù)的比值做為該標(biāo)本mRNA的表達(dá)參數(shù)。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)4次。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果用—x±s表示，多組間均數(shù)比較用單因素方差分析和q檢驗(yàn)。

4 結(jié)果

4.1 當(dāng)歸紅芪合劑對(duì)ECV-304細(xì)胞血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子mRNA表達(dá)的影響(見(jiàn)圖1、表1)

表1 ECV-304細(xì)胞在當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物處理48 h后VEGF mRNA

4.2 當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物對(duì)ECV-304細(xì)胞增殖的影響(見(jiàn)表2)

表2 當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物作用于ECV-304細(xì)胞不同時(shí)間細(xì)胞增殖率比較(略)

從表2可以看出，在1.5～21.0 g/L濃度范圍內(nèi)，當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物作用ECV-304細(xì)胞48 h，有顯著的促ECV-304細(xì)胞增殖的作用。從增殖率看，在7.5～15.0 g/L濃度范圍，當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物促ECV-304細(xì)胞增殖的作用最強(qiáng)；比較在相同濃度下，當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物作用ECV-304細(xì)胞24、48、72、96 h的增殖率結(jié)果，提示當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物作用ECV-304細(xì)胞48 h促增殖效果最明顯；在3.0～9.0 g/L濃度范圍內(nèi)，當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物作用ECV-304細(xì)胞24、48、72 h，均有顯著的促ECV-304細(xì)胞增殖的作用，并且其最佳作用時(shí)間為48 h；當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物促ECV-304細(xì)胞增殖的最大增殖率為44.31%，當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物的用藥范圍在1.5～21.0 g/L。

4.3 藥物鑒定及制備結(jié)果

當(dāng)歸、紅芪經(jīng)甘肅中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院生藥學(xué)教研室李成義教授鑒定，分別為傘形科當(dāng)歸屬的根和豆科巖黃芪屬植物多序黃芪的干燥根莖。實(shí)驗(yàn)所用當(dāng)歸紅芪合劑5萬(wàn)分子量以下超濾膜提物具有穩(wěn)定性強(qiáng)、可重復(fù)性好的特點(diǎn)。

5 討論

本研究利用甘肅省膜科學(xué)技術(shù)研究所已有技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用超濾技術(shù)對(duì)當(dāng)歸紅芪合劑進(jìn)行了精制。超濾技術(shù)不需要加熱，不需要添加化學(xué)試劑，操作條件溫和，沒(méi)有相態(tài)變化，具有破壞有效成分的可能性小、能耗少、工藝流程短等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)正逐漸地被用于中藥成分的分離、純化、精制[2]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用當(dāng)歸紅芪合劑5萬(wàn)分子量以下超濾膜提取物具有穩(wěn)定性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性好的特點(diǎn)。

血管新生的許多關(guān)鍵步驟均需內(nèi)皮細(xì)胞參與，內(nèi)皮細(xì)胞在血管生成中具有非常重要的作用。利用體外培養(yǎng)血管內(nèi)皮細(xì)胞，已廣泛應(yīng)用于血管新生的研究當(dāng)中，ECV-304細(xì)胞具有一般內(nèi)皮細(xì)胞的某些特征，而且還具有可無(wú)限傳代、不依賴特殊生長(zhǎng)因子就能存活等特點(diǎn)[3]。李氏等[4]利用ECV-304細(xì)胞在體外成功構(gòu)建血管新生的三維模型，證明ECV-304細(xì)胞可用于血管新生的研究，所以本實(shí)驗(yàn)以體外培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞株ECV-304細(xì)胞為模型。

MTT法是檢測(cè)細(xì)胞增殖的經(jīng)典方法，可間接反映活細(xì)胞的數(shù)目。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)歸紅芪合劑有明顯促進(jìn)ECV-304細(xì)胞增殖的作用；應(yīng)用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)分析了當(dāng)歸膜提取物作用ECV-304細(xì)胞后VEGF mRNA表達(dá)的變化。研究結(jié)果表明，當(dāng)歸超濾膜提取物可以誘導(dǎo)VEGF mRNA的表達(dá)，說(shuō)明當(dāng)歸超濾膜提取物可能是通過(guò)誘導(dǎo)VEGF mRNA的表達(dá)而發(fā)揮其促內(nèi)皮細(xì)胞增殖的作用?；赩EGF廣泛的生物學(xué)效應(yīng)及內(nèi)皮細(xì)胞的增殖在血管新生中的重要性，提示當(dāng)歸紅芪合劑超濾膜提取物中可能存在一些活性物質(zhì)，具有促血管新生的作用，其作用可能發(fā)揮在血管新生的多個(gè)環(huán)節(jié)，而不是僅僅在內(nèi)皮細(xì)胞增殖這一個(gè)環(huán)節(jié)上起作用，這些活性物質(zhì)可能在一些缺血性疾病中有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文

細(xì)胞生物學(xué) 教學(xué)宗旨 教學(xué)改革

一、引言

細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)的前沿學(xué)科，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)、畜牧、水產(chǎn)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，具有不可替代的重要地位。21世紀(jì)，生命科學(xué)與生命技術(shù)的發(fā)展有著廣闊的前景，而發(fā)展需要的是一批高素質(zhì)的綜合性人才。作為教師，在有限的課程教學(xué)中，不僅得把知識(shí)體系全面的傳授學(xué)生，還應(yīng)著重激發(fā)學(xué)生的批判創(chuàng)造性思維，力求提高學(xué)生的國(guó)際視野和人文情懷。這對(duì)于細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)重要的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

二、教學(xué)的現(xiàn)狀與問(wèn)題

（1）教學(xué)內(nèi)容不夠完善。細(xì)胞生物學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，與多門學(xué)科相互聯(lián)系、相互滲透，在教學(xué)內(nèi)容選擇上，往往重復(fù)性較大，重點(diǎn)不明確。

（2）教材更新較慢，與該領(lǐng)域新的一些研究成果與方法缺乏聯(lián)系，教材中的知識(shí)明顯滯后。

（3）教學(xué)模式單一，教學(xué)效果較差。

（4）教學(xué)設(shè)備短缺，完善的教學(xué)體系尚未建立。

（5）學(xué)生未能聯(lián)系課程學(xué)習(xí)與未來(lái)發(fā)展，學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差。

三、課程特點(diǎn)和教學(xué)宗旨

細(xì)胞生物學(xué)課程的理論性和抽象性較強(qiáng)，同時(shí)又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。由于時(shí)代迅速發(fā)展導(dǎo)致的知識(shí)積累和更新速度的不斷加快，該課程信息量更新較快。

教學(xué)不僅應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)理論知識(shí)的聯(lián)想和理解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及生命現(xiàn)象進(jìn)行探索的興趣和思維的自覺(jué)性，更要鍛煉其實(shí)踐與理論結(jié)合的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

四、教學(xué)內(nèi)容的選擇

我們教學(xué)的對(duì)象大部分是一群求知欲強(qiáng)，基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的學(xué)生，但他們同時(shí)存在思維定勢(shì)，缺乏知識(shí)運(yùn)用的廣度和理論聯(lián)系的寬度，又對(duì)未來(lái)有些迷茫，有一定思想壓力。因此，教學(xué)內(nèi)容的選擇因揚(yáng)長(zhǎng)避短，對(duì)授課內(nèi)容有所取舍，主要有以下三點(diǎn)原則：

（1）教學(xué)內(nèi)容應(yīng)增加一些交叉學(xué)科的介紹與學(xué)習(xí)，不應(yīng)過(guò)多闡述學(xué)生之前已掌握的知識(shí)，如細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其生命活動(dòng)、細(xì)胞器及其主要生理功能等，這些知識(shí)都會(huì)已另外的交叉學(xué)科中作了詳細(xì)的介紹。例如，食品安全和水處理相關(guān)的PCR技術(shù)、交叉學(xué)科專業(yè)進(jìn)行的細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)觀察的不同處理方法對(duì)比研究、環(huán)境污染與細(xì)胞染色體斷裂損傷檢測(cè)及應(yīng)用、細(xì)胞電泳顯微方法應(yīng)用研究、植物原生質(zhì)體制備及融合技術(shù)研究、更有脫水和復(fù)水過(guò)程中細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)變化，等等。

（2）教學(xué)內(nèi)容的主體仍應(yīng)是傳統(tǒng)的只是理論，但教師應(yīng)在更高的層面解釋傳授這些知識(shí)。例如，在介紹細(xì)胞生物學(xué)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明為什么細(xì)胞生物學(xué)是自然科學(xué)與實(shí)踐的產(chǎn)物，為什么細(xì)胞生物學(xué)是對(duì)生命及其屬性的探究和認(rèn)識(shí)，應(yīng)在哲學(xué)層面分析結(jié)構(gòu)與功能、信號(hào)與效應(yīng)、周期與調(diào)控、分化與癌變、死亡與凋亡等等對(duì)立統(tǒng)一的辯證關(guān)系，更應(yīng)闡述細(xì)胞的活動(dòng)過(guò)程中蘊(yùn)涵著局部調(diào)節(jié)與機(jī)體整合效應(yīng)、基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性、信號(hào)的收斂與發(fā)散、癌基因顯性突變與抑癌基因隱性突變等哲學(xué)范疇的普遍聯(lián)系、量變質(zhì)變和永恒發(fā)展的唯物史觀。

（3）每個(gè)專題都應(yīng)與新興的知識(shí)體系和研究成果緊密聯(lián)系，融入當(dāng)今新進(jìn)展，并針對(duì)學(xué)生的疑惑和興趣，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化甚至是哲學(xué)思維分析開(kāi)展專題學(xué)習(xí)。例如，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分裂和癌變，細(xì)胞衰老、細(xì)胞培養(yǎng)、干細(xì)胞、克隆等理論的研究與應(yīng)用對(duì)當(dāng)今世界社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的新變化，如何對(duì)這些技術(shù)做恰當(dāng)客觀的評(píng)價(jià)，并從人文角度，經(jīng)濟(jì)角度，社會(huì)道德角度分析。

五、教學(xué)模式的創(chuàng)新

教學(xué)模式對(duì)于教學(xué)效果至關(guān)重要，而細(xì)胞生物學(xué)的抽象理論性對(duì)于教學(xué)模式是一個(gè)難題，如何讓學(xué)生掌握整個(gè)細(xì)胞生物學(xué)理論體系和最新知識(shí)與技能，如何激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這是教學(xué)模式選擇必須克服的難題。

開(kāi)放式教學(xué)有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性, 實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)、自主建構(gòu)，但容易造成基礎(chǔ)較差的問(wèn)題，因而本文推崇半開(kāi)放式研究性教學(xué)模式。該模式在基礎(chǔ)知識(shí)介紹時(shí)以教師為指導(dǎo)，在知識(shí)與實(shí)踐聯(lián)系的應(yīng)用發(fā)散方面以學(xué)生為主體，教師對(duì)其進(jìn)行輔導(dǎo)和評(píng)價(jià)，并提出相關(guān)的建議。這種模式不僅要求教師在掌握課程知識(shí)之余，更應(yīng)緊密聯(lián)系實(shí)際，掌握新時(shí)期的理論成果，了解該課程和相關(guān)交叉學(xué)科在實(shí)際的應(yīng)用，構(gòu)建新的知識(shí)體系，而且學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的部分通過(guò)自學(xué)、報(bào)告可充分調(diào)動(dòng)其積極性，對(duì)其今后的發(fā)展有著積極的作用。

具體的優(yōu)化措施有以下幾種：

（1）教師靈活運(yùn)用教學(xué)工具，掌握整個(gè)課程教學(xué)安排和教學(xué)節(jié)奏。多媒體教學(xué)對(duì)于細(xì)胞生物學(xué)有著獨(dú)到的作用，通過(guò)大量的圖片和新型的結(jié)構(gòu)展示復(fù)雜抽象的知識(shí)理論，讓微觀世界宏觀化，教學(xué)內(nèi)容情景化，這讓學(xué)生更易掌握。以多媒體教學(xué)為主，教師板書為輔，結(jié)合其他教學(xué)工具，讓這門課程生動(dòng)活潑，引人入勝。例如，介紹DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分裂、癌變等知識(shí)時(shí)需要圖像來(lái)形象說(shuō)明，還有在講述骨架蛋白肌動(dòng)蛋白的踏車現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)運(yùn)用多媒體把肌動(dòng)蛋白在不斷聚合和解聚的過(guò)程中達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的動(dòng)態(tài)組裝現(xiàn)象直觀地展示，以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)看待細(xì)胞的各種生命活動(dòng)現(xiàn)象。

（2）互動(dòng)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，多做啟發(fā)式教學(xué)和一定深度的歸納總結(jié)。在教師為主體的部分，教師應(yīng)增強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，結(jié)合當(dāng)時(shí)社會(huì)熱點(diǎn)與專業(yè)知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性與主動(dòng)性。例如，在講細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制時(shí)，課堂上討論“怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明bcl-2 蛋白對(duì)細(xì)胞凋亡的抑制作用?”課前應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于這些問(wèn)題主動(dòng)查文獻(xiàn)，初步進(jìn)行科研文獻(xiàn)的閱讀并在后期進(jìn)行PPT匯報(bào)。

（3）學(xué)生為主體，匯報(bào)學(xué)習(xí)成果。在課程學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)選擇一些發(fā)散性命題，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，并以PPT的形式上臺(tái)演講。通過(guò)教師的引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，提高他對(duì)問(wèn)題的分析能力和自主學(xué)習(xí)的能力。例如，細(xì)胞學(xué)說(shuō)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，探討造血干細(xì)胞在實(shí)際醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，以及諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)中有關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的內(nèi)容等專題，這些專題都需要學(xué)生自主地學(xué)習(xí)思考。

（4）積極帶領(lǐng)學(xué)生在課下參與一些重要的與課程相關(guān)的活動(dòng)，把握學(xué)生的思想動(dòng)向，適時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)方法，一同走在理解已知、探尋未知、孕育新知的道路上，一同相知、相助、相生。

六、考核方式的優(yōu)化

在這樣的教學(xué)模式之下，容易造成學(xué)風(fēng)渙散、理論不扎實(shí)，同時(shí)又助長(zhǎng)以“交差應(yīng)付”的心態(tài)，所以考核方式十分重要，需要優(yōu)化。

本文推薦的考核方式是平時(shí)考核與期末考核相結(jié)合。平時(shí)的考核除了日?？记谥?，主要是考核學(xué)生自主學(xué)習(xí)匯報(bào)，這具有一定的靈活性，對(duì)于有思想、對(duì)問(wèn)題有一定見(jiàn)解的學(xué)生予以加分。期末考核以開(kāi)卷筆試的形式，題目應(yīng)是當(dāng)前課程專業(yè)的熱點(diǎn)應(yīng)用，并以一定的基礎(chǔ)理論相輔。

七、結(jié)束語(yǔ)

細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)需要改變的不僅僅是內(nèi)容上的改變，更為關(guān)鍵的是教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變。要寓教于樂(lè)，讓學(xué)生明白自己的使命，掌握好基本理論的同時(shí)，努力成為新時(shí)展需要的綜合人才，這樣的教學(xué)仍任重道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文

[關(guān)鍵詞] 成骨細(xì)胞；破骨細(xì)胞；骨折愈合；骨形成；骨吸收

[中圖分類號(hào)] R683 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2017）17-0161-04

[Abstract] Fracture is the most common disease in the orthopedics，the mechanical integrity of phalanx is lost，and the damage of local soft tissue and blood vessels is also included in fracture. Fracture healing refers to the local repair of bone tissue trauma，and is a continuous process，with removing the damage on the one hand and regeneration and repair on the other hand. Its essence is the bone reconstruction and plastic process occurred at fracture ends. Bone formation dominated by osteoblasts and bone resorption which is dominated by osteoclasts，co-regulated by osteoblasts，play an important role in bone remodeling. But the association between the two and bone healing is not reported. In this paper，the relationship between osteoblasts/osteoclasts and bone healing was systematically reviewed based on the influence of osteoblasts and osteoclasts on bone formation and bone resorption，with cell biology function as a starting point.

[Key words] Osteoblasts；Osteoclasts；Fracture healing；Bone formation；Bone resorption

骨折是骨科R床最常見(jiàn)、發(fā)生率最高的疾病，骨組織屬于可再生性組織，其修復(fù)進(jìn)程是一個(gè)復(fù)雜的生理過(guò)程，且影響因素眾多，不僅受患者自身因素及環(huán)境因素的影響，也受微觀性因素如細(xì)胞因子、體細(xì)胞、內(nèi)分泌因素的影響。據(jù)臨床流行病學(xué)資料統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每年約有10萬(wàn)骨折患者發(fā)生預(yù)后不良甚至骨不連[1]，全球約有5%～10%的骨折患者由于治療不當(dāng)或其他因素造成骨折不愈合、延遲愈合及骨不連[2]。因此，探索骨折愈合的影響因素對(duì)于骨折愈合的預(yù)后與治療具有深遠(yuǎn)意義，而隨著細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)等學(xué)科的深入研究，越來(lái)越多與骨折愈合相關(guān)的功能型細(xì)胞見(jiàn)諸報(bào)道。骨折愈合的本質(zhì)是一個(gè)持續(xù)不斷的骨質(zhì)破壞清除與再生修復(fù)的進(jìn)程，其基礎(chǔ)是骨膜成骨細(xì)胞的再生，而成骨細(xì)胞并非單獨(dú)起作用，而是與破骨細(xì)胞相互作用、相互影響共同調(diào)控骨吸收/骨形成起作用，本文就成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞與骨折愈合的關(guān)聯(lián)性。

1 骨折愈合概述

骨折是指骨的力學(xué)完整性喪失，同時(shí)也包括局部軟組織與血管的損傷。骨折愈合是指對(duì)骨組織創(chuàng)傷局部的修復(fù)，是骨折斷端間的組織修復(fù)反應(yīng)，這種反應(yīng)表現(xiàn)為骨折的愈合過(guò)程，最終結(jié)局是恢復(fù)骨骼的正常結(jié)構(gòu)與功能。這一過(guò)程與軟組織愈合的不同點(diǎn)在于軟組織主要通過(guò)顯微組織完成愈合過(guò)程，而骨折愈合還需要使纖維組織繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣墙M織以完成骨折愈合過(guò)程。骨折愈合是涉及到眾多不同種類的骨細(xì)胞、細(xì)胞因子、基因的相互作用的復(fù)雜的生理過(guò)程，大致可分為肉芽組織修復(fù)期、原始骨痂形成期、成熟骨板期與塑型期四個(gè)階段[3]：（1）肉芽組織修復(fù)期：骨折局部血腫機(jī)化，骨折斷端正常骨性結(jié)構(gòu)及周圍軟組織均受損，毛細(xì)血管侵入血腫后，血腫分化成成纖維細(xì)胞進(jìn)而分化成為膠原纖維而形成肉芽組織，此過(guò)程一般在骨折發(fā)生后2～3周內(nèi)完成；（2）原始骨痂形成期：骨痂即骨折斷端的受損組織刺激細(xì)胞增生后形成的機(jī)構(gòu)與來(lái)源上均為復(fù)合型的組織，可根據(jù)其來(lái)源與部位分為內(nèi)骨痂、外骨痂、橋梁骨痂與連接骨痂，骨痂形成期即骨外膜及骨內(nèi)膜的膜內(nèi)骨化過(guò)程。在這一階段中，骨折處骨化部分逐漸接近并整合，骨折端血腫通過(guò)肉芽組織形成開(kāi)始骨化，最終內(nèi)外骨痂與橋梁骨痂及連接骨痂融合，代表著原始骨痂正式形成，這一過(guò)程在骨折后6～12周內(nèi)完成；（3）成熟骨板期：這一階段中，骨痂的范圍與密度逐漸增加，表現(xiàn)為骨痂處新生的骨小梁數(shù)量增多、排列逐漸趨于規(guī)則，并且隨著血管與成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞侵入死骨逐漸完成死骨的清除與替代過(guò)程，骨痂與骨質(zhì)交界線變得模糊不清并漸漸消失，骨痂被破骨細(xì)胞逐步清除后由板狀骨替代。此過(guò)程發(fā)生于骨折后8～12周，且在這一階段骨折端髓腔仍處于封閉狀態(tài)；（4）塑型期：骨的塑型期是成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞共同作用的結(jié)果，使骨折斷端處的骨結(jié)構(gòu)按照力學(xué)原理重新改造，與此同時(shí)封閉的髓腔再通，多余的骨痂被清除，骨折痕跡大致消失不見(jiàn)。此階段發(fā)生在骨折后1～2年內(nèi)完成。

2 骨折愈合的影響因素

2.1 全身因素

骨折愈合的全身因素包括吸煙史、激素（如甲狀腺激素、皮質(zhì)類激素及性激素等）、全身綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、骨質(zhì)疏松癥等、是影響骨折愈合的非主要影響因素。

2.2 局部因素

骨折愈合的局部因素眾多，大致可分為有利影響因素與不利影響因素：（1）有利性因素：局部血液供應(yīng)良好，骨折端局部受傷較輕或穩(wěn)定性好，局部生長(zhǎng)因子數(shù)，局部生理符合等。（2）不利性因素：局部血液供應(yīng)不良，骨折端局部受傷較重或穩(wěn)定性欠佳，局部有感染或骨髓病變，局部腫瘤影響，手術(shù)治療后造成的內(nèi)置物過(guò)大、排斥反應(yīng)、植骨量不足引起的局部愈合障礙等因素。

2.3 藥物因素

西方的學(xué)者們認(rèn)為骨折愈合是自然的過(guò)程，沒(méi)有藥物可以促進(jìn)骨折的愈合，但在骨折愈合初期階段，由于炎癥反應(yīng)的存在，抗炎藥物如吲哚美辛、阿司匹林等確實(shí)可以通過(guò)影響血管擴(kuò)張進(jìn)與局部血氧供應(yīng)來(lái)影響骨折愈合，另外四環(huán)素類、皮質(zhì)酮類、抗凝藥及抗腫瘤藥物均能影響骨折愈合；中藥對(duì)骨折的治療在我國(guó)歷史上屢見(jiàn)不鮮，國(guó)內(nèi)學(xué)者經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，中成藥如丹參、當(dāng)歸、肉桂、煅狗骨與麥飯石等單方藥或益氣化瘀劑、接骨散、益氣活血湯、理氣活血?jiǎng)⑸∠笃に幐嗟葟?fù)方藥劑具有促進(jìn)骨折愈合的功效[4-11]。

2.4 物理性因素

電磁療法是促進(jìn)骨折愈合、預(yù)防骨不連的一種較為有效的方法。首先，電磁療法可以通過(guò)其電信號(hào)刺激細(xì)胞增殖、分化，并向成骨方面轉(zhuǎn)化；其次，點(diǎn)此療法可以通過(guò)其脈沖磁場(chǎng)可以改變骨細(xì)胞及軟骨細(xì)胞的生物學(xué)功能進(jìn)而消除骨橋之間的軟組織促進(jìn)骨折愈合；第三，電磁療法可以促進(jìn)血液供應(yīng)以及刺激生長(zhǎng)因子的釋放增加。氧張力也是影響骨折愈合的因素之一，骨折處的局部相對(duì)缺氧有利于軟骨形成與骨形成。有些研究發(fā)現(xiàn)，新生骨組織中的氧張力處于相對(duì)較低的水平。

2.5 與骨折愈合相關(guān)的細(xì)胞、蛋白及其他生物活性因素

從細(xì)胞學(xué)與分子生物學(xué)角度看來(lái)，骨折的愈合與體內(nèi)的細(xì)胞因子及相關(guān)骨細(xì)胞與蛋白密切相關(guān)。上世紀(jì)60年代，Urist等通過(guò)實(shí)驗(yàn)與臨床證實(shí)發(fā)現(xiàn)了骨形成蛋白（bone morphogenic protein，BMP）有持續(xù)骨誘導(dǎo)作用，能促進(jìn)組織修復(fù)，進(jìn)而促進(jìn)骨愈合；Banks與Peck在1977年通過(guò)體外研究中發(fā)現(xiàn)骨源性生長(zhǎng)因子（bone-derived growth factor，BDGF）能夠刺激軟骨的合成與軟骨細(xì)胞的增殖復(fù)制，促進(jìn)軟骨的修復(fù)進(jìn)程；1982年，F(xiàn)arley與Baylin發(fā)現(xiàn)了在骨形成與骨吸收中重要影響因子骨生長(zhǎng)因子（skeletal growth factor，SGF），具有促進(jìn)骨形成與調(diào)控骨形成――骨吸收平衡的功能；眾多骨細(xì)胞中，成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞是介導(dǎo)骨吸收與骨形成的關(guān)鍵因素，在骨折愈合中調(diào)控新骨形成以及骨重建的平衡，是影響骨折愈合的關(guān)鍵細(xì)胞；此外，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor β，TGF-β）、血小板源性生長(zhǎng)因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、軟骨源生長(zhǎng)因子（cartilage-derived factor）也是影響骨折愈合的相關(guān)物質(zhì)。

3 成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及主要生物學(xué)功能

3.1 成骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能

成骨細(xì)胞是骨形成的主要功能細(xì)胞，其主要功能是主導(dǎo)骨基質(zhì)的合成、分泌和礦化過(guò)程，其分泌的骨基質(zhì)包括糖蛋白與膠原蛋白，不僅會(huì)影響骨組織生理?xiàng)l件下的生長(zhǎng)與代謝，同時(shí)影響損傷狀態(tài)下骨組織的修復(fù)重建。生理狀態(tài)下，骨組織不斷地進(jìn)行著代謝并重建，骨組織也通過(guò)骨重建進(jìn)行自身?yè)p傷的修復(fù)以保持其正常的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定性。骨重建過(guò)程包括破骨細(xì)胞貼附在舊骨區(qū)域，分泌酸性物質(zhì)溶解礦物質(zhì)，分泌蛋白酶消化骨基質(zhì)，形成骨吸收陷窩；其后，成骨細(xì)胞移行至被吸收部位，分泌骨基質(zhì)，骨基質(zhì)礦化而形成新骨。

成骨細(xì)胞與成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞以及肌細(xì)胞同源，均來(lái)源于間充質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞的分化[12-15]，且成骨細(xì)胞本身并不增殖。人體內(nèi)的成骨細(xì)胞按照是否具有生物學(xué)功能分為非功能型與功能型成骨細(xì)胞：（1）非功能型成骨細(xì)胞呈扁平狀，由于不具有生物學(xué)功能因而內(nèi)含細(xì)胞器較少，沿骨表面排列；（2）功能型成骨細(xì)胞呈立方形，彼此相連接成一排，單個(gè)細(xì)胞直徑約20 μm大小，其細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)在電鏡下可見(jiàn)有大量的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體與線粒體[16]。

3.2 破骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能

破骨細(xì)胞是一種骨細(xì)胞，行使骨吸收的功能，組織蛋白酶K的高度表達(dá)是其生物學(xué)標(biāo)志。有關(guān)破骨細(xì)胞的來(lái)源問(wèn)題眾說(shuō)紛紜，從最初的骨原細(xì)胞融合學(xué)說(shuō)，到單核吞噬細(xì)胞融合學(xué)說(shuō)，再到80年代被學(xué)者通過(guò)細(xì)胞離體培養(yǎng)證實(shí)，得出破骨細(xì)胞碓從詮撬韙上赴。破骨細(xì)胞較成骨細(xì)胞大，其細(xì)胞直徑約30～100 μm，內(nèi)含幾十到上百個(gè)細(xì)胞核以及大量的溶酶體、線粒體、核糖體。電鏡下觀察可發(fā)現(xiàn)有很多結(jié)構(gòu)完全不同的亞結(jié)構(gòu)位于破骨細(xì)胞的褶皺膜上，這些亞結(jié)構(gòu)是破骨細(xì)胞行使骨吸收功能的保證[17]，而褶皺膜由于其不規(guī)則的表面大大增加了各個(gè)亞結(jié)構(gòu)之間的接觸面積，進(jìn)而極大程度上增加了破骨細(xì)胞骨吸收的作用面積。破骨細(xì)胞行使骨吸收功能。首先，破骨細(xì)胞是人體內(nèi)唯一具有溶解骨組織能力的細(xì)胞，一個(gè)破骨細(xì)胞可以溶解由100個(gè)成骨細(xì)胞共同形成的骨質(zhì)，因而是骨代謝過(guò)程中的核心功能細(xì)胞。其次，破骨細(xì)胞是一種可以移動(dòng)的細(xì)胞，它可以在一處進(jìn)行骨吸收作用后移行至另一處繼續(xù)進(jìn)行骨吸收[18]。

4 成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞在骨折愈合中的作用

骨折愈合是一個(gè)連續(xù)不斷的過(guò)程，一面清除破壞，一面再生修復(fù)，其本質(zhì)就是骨折斷端發(fā)生的骨吸收、骨形成與骨重建塑型的過(guò)程。主要由成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成與主要由破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收在這一過(guò)程中起到重要作用，通過(guò)調(diào)節(jié)成骨與骨清除作用，在骨折愈合時(shí)期增強(qiáng)骨形成促使新骨組織增殖形成，同時(shí)促進(jìn)骨吸收加快以促使骨痂破壞清除，完成骨組織的再生修復(fù)[19]。

骨吸收主要是由破骨細(xì)胞介導(dǎo)的，在骨吸收與骨重建過(guò)程中作為重要的啟動(dòng)因子。骨吸收可分為5個(gè)階段：（1）破骨細(xì)胞附著于骨表面；（2）破骨細(xì)胞的極化；（3）細(xì)胞分泌物質(zhì)啟動(dòng)破骨作用；（4）啟動(dòng)后的破骨細(xì)胞脫離骨表面；（5）脫離后的破骨細(xì)胞移行至新的骨表面進(jìn)行下一次的骨吸收過(guò)程。首先，由于破骨細(xì)胞含有大量的磷酸酶、溶酶體等物質(zhì)，游離的破骨細(xì)胞附著在骨膜表面后即分泌酸與酶，繼而啟動(dòng)骨吸收；其次，破骨細(xì)胞的分泌的酸主導(dǎo)的骨溶解，加速骨清除與骨破壞，促使骨組織脫礦；而破骨細(xì)胞分泌的酶主導(dǎo)骨的膠原降解，繼而將剩余的有機(jī)物清除分解，進(jìn)一步完成骨吸收[18]。

成骨細(xì)胞不僅在骨形成的過(guò)程中起重要作用，而且與破骨細(xì)胞共同作用調(diào)控骨吸收[20，21]。一方面，成骨細(xì)胞通過(guò)合成并分泌膠原蛋白與糖蛋白，在骨吸收處形成非礦化骨基質(zhì)，這是骨形成的基礎(chǔ)，隨后鈣磷結(jié)晶沉淀與骨基質(zhì)中使骨基質(zhì)鈣化，形成骨組織，即新骨形成[22]；此外，成骨細(xì)胞還可以分泌堿性磷酸酶以介導(dǎo)骨組織礦化。另一方面，成骨細(xì)胞也參與調(diào)控骨吸收[23]。成骨細(xì)胞合成并分泌的糖蛋白骨橋素是破骨細(xì)胞附著于骨面啟動(dòng)骨吸收過(guò)程的重要因子，其分泌的骨涎蛋白直接參與骨吸收過(guò)程，而破骨細(xì)胞脫離骨面后，成骨細(xì)胞則進(jìn)入骨面開(kāi)始介導(dǎo)成骨活動(dòng)[24，25]。

總之，骨折愈合是個(gè)反復(fù)進(jìn)行的骨形成與骨吸收的復(fù)雜過(guò)程。成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞在此過(guò)程中相互影響對(duì)方的生物學(xué)活性，且這種作用是雙向的，即成骨細(xì)胞既可以促進(jìn)又可以抑制破骨細(xì)胞的形成與分化。當(dāng)成骨細(xì)胞體現(xiàn)出生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)時(shí)，骨形成機(jī)制活躍，促使骨組織形成，加速骨愈合；而成骨細(xì)胞體現(xiàn)其生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)時(shí)又會(huì)分泌作用于破骨細(xì)胞的細(xì)胞因子，進(jìn)而激發(fā)破骨細(xì)胞的骨吸收作用，加速對(duì)骨痂的清除，而破骨細(xì)胞也會(huì)反作用于成骨細(xì)胞，進(jìn)一步促進(jìn)其骨形成作用。此過(guò)程循環(huán)往復(fù)，直至骨痂完全清除、骨折端完全被新生骨組織所取代。

有關(guān)骨折愈合的影響因素有很多，但大部分均與藥物及局部血液供應(yīng)因素有關(guān)，需要探索新思路來(lái)為骨折愈合提供新方法。隨著相關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的深入研究，越來(lái)越多的與骨折愈合有關(guān)系的關(guān)聯(lián)細(xì)胞被人們所研究、熟知，為骨折愈合的靶向治療提供了新思路。骨折愈合是一個(gè)連續(xù)不斷的過(guò)程，一面清除破壞，一面再生修復(fù)，其本質(zhì)就是骨折斷端發(fā)生的骨吸收、骨形成與骨重建塑型的過(guò)程。由成骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨形成與破骨細(xì)胞主導(dǎo)、成骨細(xì)胞參與調(diào)控的骨吸收過(guò)程是影響舊的骨痂清除破壞與新骨組織形成的重要骨細(xì)胞，二者相互作用，相互影響，相互協(xié)調(diào)，共同調(diào)控骨重建。隨著細(xì)胞生物學(xué)有關(guān)成骨/破骨細(xì)胞的不斷深入研究，兩者之間的相互作用及影響骨折愈合的機(jī)制會(huì)更為詳盡的為人們所熟知，能夠?yàn)楣钦塾系闹委熂坝喜涣继峁┬碌姆较蚺c策略。

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第4篇：細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文

[關(guān)鍵詞] 系統(tǒng)生物學(xué)；基因組學(xué)；蛋白質(zhì)組學(xué)；計(jì)算生物學(xué)

近代生物學(xué)研究主要是以分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經(jīng)取得了大量的成就，在細(xì)胞甚至在分子層次對(duì)生物體都有了很具體的了解，但對(duì)生物體整體的行為卻很難給出系統(tǒng)、圓滿的解釋。生物科學(xué)還停留在實(shí)驗(yàn)科學(xué)的階段，沒(méi)有形成一套完整的理論來(lái)描述生物體如何在整體上實(shí)現(xiàn)其功能行為，這實(shí)際上是還停留在牛頓力學(xué)思想體系的簡(jiǎn)單系統(tǒng)的研究階段。但是生物體系統(tǒng)具有紛繁的復(fù)雜性[1，2]。盡管對(duì)一個(gè)復(fù)雜的生物系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，研究基因和蛋白質(zhì)是非常重要的，而且它將是我們系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個(gè)生物系統(tǒng)的全部信息。這種研究結(jié)果只限于解釋生物系統(tǒng)的微觀或局部現(xiàn)象，并不能解釋系統(tǒng)整體整合功能的來(lái)源，不能充分揭示一個(gè)生物系統(tǒng)的信息，且忽略了系統(tǒng)中各個(gè)層面的交互、支持、整合等作用，限制了生物學(xué)研究的發(fā)展。在這種現(xiàn)狀下，20世紀(jì)末人類基因組計(jì)劃完成后，生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家都在考慮一個(gè)問(wèn)題：未來(lái)生物學(xué)研究的方向在哪里？為此學(xué)術(shù)界也不乏辯論。得出的共識(shí)是：生物學(xué)的發(fā)展未來(lái)主要面對(duì)如下問(wèn)題：(1)如何弄清楚單一生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，包括反應(yīng)分子之間的關(guān)系、反應(yīng)方式等；(2)如何研究生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，包括量化生物學(xué)反應(yīng)及生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；(3)如何利用計(jì)算機(jī)信息及生物工程技術(shù)進(jìn)行生物反應(yīng)，生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，乃至器官及生物體的重建。

早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統(tǒng)理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，對(duì)其組成及生物學(xué)功能的深入研究最終需要借助于計(jì)算機(jī)和工程學(xué)等其他分支學(xué)科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創(chuàng)立的系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)則是在以還原論為主流的現(xiàn)代生物學(xué)中反其道而行之，把這種以整體為研究對(duì)象的概念重新提出。他給系統(tǒng)生物學(xué)賦予了這樣的定義，系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質(zhì)等)的構(gòu)成，以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系的學(xué)科。換言之，以往的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)僅關(guān)心基因和蛋白質(zhì)的個(gè)案，而系統(tǒng)生物學(xué)則要研究所有的基因、所有的蛋白質(zhì)、組分間的所有相互關(guān)系。顯然，系統(tǒng)生物學(xué)是以整體性研究為特征的一種大科學(xué)，是生物學(xué)領(lǐng)域革命性的方法論。以胡德的觀點(diǎn)，基因、蛋白質(zhì)以及環(huán)境之間不同層次的交互作用共同架構(gòu)了整個(gè)系統(tǒng)的完整功能。因此，用系統(tǒng)的方法來(lái)理解一個(gè)生物系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)成為并正在成為生物學(xué)研究方法的主流。利用系統(tǒng)的方法對(duì)其進(jìn)行解析，綜合分析觀察實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)分析。具體通過(guò)建立一定的數(shù)學(xué)模型，并利用其對(duì)真實(shí)生物系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)來(lái)驗(yàn)證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊(yùn)涵的奧秘，這正是生物學(xué)研究方法的關(guān)鍵所在。

1 系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容

系統(tǒng)生物學(xué)主要研究實(shí)體系統(tǒng)(如生物個(gè)體、器官、組織和細(xì)胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動(dòng)態(tài)分析、各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的相互作用、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及疾病機(jī)制等[4，5]。

系統(tǒng)生物學(xué)的首要任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，即致力于對(duì)系統(tǒng)的分析與模式識(shí)別，包括對(duì)系統(tǒng)的元素與系統(tǒng)所處環(huán)境的定義，以及對(duì)系統(tǒng)元素之間的相互作用關(guān)系和環(huán)境與系統(tǒng)之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應(yīng)中反應(yīng)成分之間的量的關(guān)系，空間位置，時(shí)間次序，反應(yīng)成分之間的因果關(guān)系，特別是反饋調(diào)節(jié)和變量控制等有關(guān)整個(gè)反應(yīng)體系的問(wèn)題等。其次要對(duì)系統(tǒng)的演化進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，包括對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統(tǒng)的基本演化機(jī)制，使系統(tǒng)具有目標(biāo)性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構(gòu)建或修復(fù)系統(tǒng)，為組織工程學(xué)的組織設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。另外，系統(tǒng)科學(xué)對(duì)生物系統(tǒng)狀態(tài)的描述是分層次的，對(duì)不同層次進(jìn)行的描述可能是完全不同的；系統(tǒng)科學(xué)對(duì)系統(tǒng)演化機(jī)制的分析更強(qiáng)調(diào)整體與局部的關(guān)系，要分析子系統(tǒng)之間的作用如何形成系統(tǒng)整體的表現(xiàn)、功能，而且對(duì)系統(tǒng)整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯(lián)系。

系統(tǒng)生物學(xué)的研究包括兩方面的內(nèi)容。首先是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取得，這主要包括提供生物數(shù)據(jù)的各種組學(xué)技術(shù)平臺(tái)，其次是利用計(jì)算生物學(xué)建立生物模型。因此科學(xué)家把系統(tǒng)生物學(xué)分為“濕”的實(shí)驗(yàn)部分（實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究)和“干”的實(shí)驗(yàn)部分（計(jì)算機(jī)模擬和理論分析)?！皾瘛?、“干”實(shí)驗(yàn)的完美整合才是真正的系統(tǒng)生物學(xué)。

系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺(tái)主要為各種組學(xué)研究。這些高通量的組學(xué)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺(tái)。提供建立模型所需的數(shù)據(jù)，并辨識(shí)出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)和表型組學(xué)計(jì)算生物學(xué)通過(guò)建模和理論探索?？梢詾樯锵到y(tǒng)的闡明和定量預(yù)測(cè)提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。計(jì)算生物學(xué)包括數(shù)據(jù)開(kāi)采和模擬分析。數(shù)據(jù)開(kāi)采是從各實(shí)驗(yàn)平臺(tái)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息中抽取隱含其內(nèi)的規(guī)律并形成假說(shuō)。模擬分析是用計(jì)算機(jī)驗(yàn)證所形成的假說(shuō)，并對(duì)擬進(jìn)行的體內(nèi)、體外生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，最終形成可用于各種生物學(xué)研究和預(yù)測(cè)的虛擬系統(tǒng)。計(jì)算生物學(xué)涉及一些新的數(shù)學(xué)原理和運(yùn)算規(guī)則，需要物理和數(shù)學(xué)來(lái)研究生物學(xué)的最基本的原理，也需要計(jì)算科學(xué)、信息學(xué)、工程學(xué)等進(jìn)行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統(tǒng)生物學(xué)的研究思路及特點(diǎn)

系統(tǒng)生物學(xué)識(shí)別目標(biāo)生物系統(tǒng)中的各種因素，然后構(gòu)架一個(gè)系統(tǒng)模型，在其中賦予這個(gè)生物系統(tǒng)能動(dòng)性。在此模型中研究細(xì)胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結(jié)構(gòu)和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過(guò)計(jì)算生物學(xué)來(lái)定量描述和預(yù)測(cè)生物功能、表型和行為。系統(tǒng)生物學(xué)最大的特點(diǎn)即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素(DNA、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等)整合在一起進(jìn)行研究；其次，對(duì)于多細(xì)胞生物，系統(tǒng)生物學(xué)要實(shí)現(xiàn)從基因到細(xì)胞、到器官、到組織甚至是個(gè)體的各個(gè)層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經(jīng)典的分子生物學(xué)研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個(gè)別的基因和蛋白質(zhì)。而基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和其他各種“組學(xué)”則是水平型研究，即以單一的手段同時(shí)研究成千上萬(wàn)個(gè)基因或蛋白質(zhì)。而系統(tǒng)生物學(xué)的特點(diǎn)，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來(lái)，成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法

系統(tǒng)生物學(xué)最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展正是由于對(duì)生物系統(tǒng)的干擾手段不斷進(jìn)步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統(tǒng)內(nèi)添加新的元素，觀察系統(tǒng)變化。例如，在系統(tǒng)中增加一個(gè)新的分子以阻斷某一反應(yīng)通路。而從下到上，即由內(nèi)到外，主要是改變系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些特征，從而改變整個(gè)系統(tǒng)，如利用基因敲除，改變?cè)谛盘?hào)傳導(dǎo)通路中起重要作用的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平[7]。

目前國(guó)際上系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法根據(jù)所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實(shí)驗(yàn)性方法，一類是數(shù)學(xué)建模方法。實(shí)驗(yàn)性方法主要是通過(guò)進(jìn)行控制性的反復(fù)實(shí)驗(yàn)來(lái)理解系統(tǒng)[8，9]。首先明確要研究的系統(tǒng)以及所關(guān)注的系統(tǒng)現(xiàn)象或功能，鑒別系統(tǒng)中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質(zhì)等，并收集所有可用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立一個(gè)描述性的初級(jí)模型(比如圖形的)，用以解釋系統(tǒng)是如何通過(guò)這些元素及其之間的相互作用實(shí)現(xiàn)自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統(tǒng)中的某個(gè)元素，由此得到這種干擾情況下系統(tǒng)各種層次水平的一些數(shù)據(jù)，同時(shí)收集系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)變化的數(shù)據(jù)，整合這些數(shù)據(jù)并與初級(jí)模型進(jìn)行比較，對(duì)模型與實(shí)際之間的不符之處通過(guò)提出各種假設(shè)來(lái)進(jìn)行解釋，同時(shí)修正模型。再設(shè)計(jì)不同的干擾，重復(fù)上面的步驟，直到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型相一致為止。

數(shù)學(xué)建模[10，11]方法在根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)制對(duì)系統(tǒng)建立動(dòng)力學(xué)模型，來(lái)定量描述系統(tǒng)各元素之間的相互作用，進(jìn)而預(yù)測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化結(jié)果。首先選定要研究的系統(tǒng)，確定描述系統(tǒng)狀態(tài)的主要變量，以及系統(tǒng)內(nèi)部和外部環(huán)境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態(tài)變量之間的因果關(guān)系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態(tài)變量的動(dòng)態(tài)演化模型。再利用數(shù)學(xué)工具對(duì)模型進(jìn)行求解或者定性定量分析，充分挖掘數(shù)學(xué)模型所反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化性質(zhì)，給出可能的演化結(jié)果，從而對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4 當(dāng)代系統(tǒng)生物學(xué)研究熱點(diǎn)

基因表達(dá)、基因轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，以及系統(tǒng)出現(xiàn)疾病的機(jī)制分析等四個(gè)方面是目前系統(tǒng)生物學(xué)研究的主要陣地。

基因組醫(yī)學(xué)(genomic medicine)是以人類基因組為基礎(chǔ)的生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的革命。生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合，將人類基因組研究成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用到臨床實(shí)踐中，是后基因組時(shí)代最重要的研究方向之一。人類基因組計(jì)劃從完成和多種疾病相關(guān)的基因研究發(fā)現(xiàn)，迅速進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)、染色體組和人類疾病基因的研究，通過(guò)單基因或復(fù)雜多基因疾病的相關(guān)基因研究和疾病易感因素分析，達(dá)到揭示基因與疾病的關(guān)系之目的；遺傳背景與環(huán)境因素綜合作用對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展的影響；為疾病的診斷、預(yù)防和治療、預(yù)后和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)提供依據(jù)。基因組醫(yī)學(xué)將大大提高我們對(duì)健康和疾病狀態(tài)的分子基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)研制有效干預(yù)方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學(xué)科研究是目前生命科學(xué)研究的前沿。交叉學(xué)科是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組等等，從而出現(xiàn)許多新的交叉學(xué)科。

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)的研究是當(dāng)前細(xì)胞生命活動(dòng)研究的重要課題。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)組學(xué)是功能蛋白質(zhì)組學(xué)的重要組成部分。系統(tǒng)地研究多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)間相互關(guān)系及其作用規(guī)律，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路網(wǎng)絡(luò)化，其作用模式、通路、功能機(jī)制、調(diào)控多樣化，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數(shù)疾病中起重要作用。對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的了解，已成為創(chuàng)新藥物、防病治病的關(guān)鍵。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)不是一門單一學(xué)科，而是多種學(xué)科，如細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)和藥理學(xué)等多學(xué)科的交叉學(xué)科。

5 現(xiàn)階段系統(tǒng)生物學(xué)存在的問(wèn)題

目前的系統(tǒng)生物學(xué)研究還只是初步使用動(dòng)力學(xué)建模方法來(lái)定量描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化行為，這種方法對(duì)簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)是適用的，但是在運(yùn)用到復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出很多的局限性，有很多問(wèn)題就不能解決。生物體系統(tǒng)的復(fù)雜程度超乎我們的想象，現(xiàn)階段不宜研究整個(gè)生物體系統(tǒng)，可以從研究“小系統(tǒng)”(生物體中具有一定功能、相對(duì)獨(dú)立的部分，將其看成一個(gè)“系統(tǒng)”)開(kāi)始，當(dāng)然如何正確地分析這個(gè)小系統(tǒng)本身也不是件易事。

5.1現(xiàn)有技術(shù)水平的限制

著眼于整體的系統(tǒng)生物學(xué)對(duì)技術(shù)、儀器的依賴性大大超過(guò)傳統(tǒng)的分子生物學(xué)。高通量、大規(guī)模的基因組及蛋白質(zhì)組等的發(fā)展都是建立于新技術(shù)、新儀器出現(xiàn)基礎(chǔ)之上。就目前的技術(shù)水平來(lái)講，距系統(tǒng)生物學(xué)所要求達(dá)到的理想水平還相差很遠(yuǎn)。由于技術(shù)發(fā)展的不均衡造成了系統(tǒng)中各個(gè)水平上的研究不均衡?；蚪M和基因表達(dá)方面的研究已經(jīng)比較成熟，而在其他水平如蛋白質(zhì)、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質(zhì)在數(shù)量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質(zhì)的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調(diào)節(jié)分子，如何加強(qiáng)對(duì)低豐度蛋白的高通量研究，將是對(duì)蛋白質(zhì)組應(yīng)用前景的重要保障。同樣，如何研究系統(tǒng)內(nèi)存在的非遺傳性分子即細(xì)胞中存在的成百上千的獨(dú)立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們?cè)诨虮磉_(dá)、酶的構(gòu)象形成等方面有著重要作用。建立適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)系統(tǒng)檢測(cè)這些分子的變化是系統(tǒng)生物學(xué)能否發(fā)展的關(guān)鍵。

5.2分析水平的限制

系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了全面分析的復(fù)雜性。人類基因組計(jì)劃的實(shí)施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對(duì)于較核苷酸復(fù)雜得多的蛋白質(zhì)及代謝物等的分析將是更大的挑戰(zhàn)。如何系統(tǒng)而詳盡地為公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息加上注解，對(duì)這些復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和分析將成為系統(tǒng)生物學(xué)發(fā)展的瓶頸。

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第5篇：細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文

[關(guān)鍵詞] 形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室；顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] C [文章編號(hào)] 1673-9701（2013）25-0104-03

醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科包括人體解剖學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)等，均是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的重要必修課程。我校自2003年以來(lái)組建醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)研室，以組織胚胎學(xué)和病理學(xué)為主體，開(kāi)始投入數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)施顯微形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。目前實(shí)驗(yàn)室已先后建成Motic標(biāo)準(zhǔn)版數(shù)碼顯微互動(dòng)32+1制式9間共297臺(tái)套；Motic網(wǎng)絡(luò)版數(shù)碼顯微互動(dòng)65+1制式3間共198臺(tái)套，一次性可容納500名學(xué)生顯微實(shí)踐操作學(xué)習(xí)，基本實(shí)現(xiàn)了顯微形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化和網(wǎng)絡(luò)化，有效提高了顯微形態(tài)操作與組織閱片的觀察效率。為促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)創(chuàng)立了良好平臺(tái)，現(xiàn)將改革實(shí)踐體會(huì)報(bào)道如下。

1 醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展朔源與顯微形態(tài)技術(shù)革新

人類醫(yī)學(xué)歷史可追朔到公元前古希臘（～500 B.C.）時(shí)期：當(dāng)時(shí)人類醫(yī)學(xué)科學(xué)剛處于啟蒙階段，首要代表有阿耳克美翁（Alcmaeon），“要想得到人體解剖學(xué)的知識(shí)，就必須系統(tǒng)地解剖動(dòng)物的尸體，特別是進(jìn)行動(dòng)物的活體解剖”，他留有生物學(xué)史上最早的解剖學(xué)方面的專著與記載；其次是希波克拉底（Hippcrates460～370B.C. 希臘），留有《希柏克拉底文集》，在《古代醫(yī)學(xué)》、《論解剖》和《論心臟》中就有大量的醫(yī)學(xué)解剖知識(shí)，雖然這些推論不盡完全正確，但對(duì)人體器官形態(tài)的描述卻能顯示他確實(shí)進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)性的解剖研究。作為當(dāng)時(shí)的醫(yī)學(xué)科學(xué)的啟蒙產(chǎn)生了重要的影響。顯微解剖學(xué)起步要晚一些，是在19世紀(jì)后葉才逐步興起，是伴隨顯微鏡的發(fā)明和在生命科學(xué)中應(yīng)用及相繼發(fā)展成熟的。自1838年由德國(guó)科學(xué)家J.Slchleiden（1804～1881）的研究導(dǎo)致了細(xì)胞學(xué)的衍生，對(duì)于人體解剖的深入研究拓展了視野，促進(jìn)了人體組織學(xué)（Histology）的誕生，因而 C.高爾基和桑地雅格·拉蒙卡哈兩位神經(jīng)組織學(xué)家獲得1906年度諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。作為顯微技術(shù)在醫(yī)學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用，經(jīng)歷200余年的不斷改進(jìn)和革新，已完成從光學(xué)到電子技術(shù)的歷程，其放大倍率可在幾十倍或數(shù)十萬(wàn)倍，其分辨能力已由0.2 mm提高到0.2 nm（超微）不等。盡管如此，光學(xué)顯微鏡仍然是醫(yī)學(xué)教育的常規(guī)設(shè)備之一，近20年來(lái)，從簡(jiǎn)易單筒到雙目觀察，無(wú)論就機(jī)械性能還是光學(xué)水平都得到了顯著提高，特別是高科技數(shù)碼技術(shù)在顯微成像科技中的應(yīng)用，有效地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)組織胚胎學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲(chóng)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)和醫(yī)學(xué)免疫學(xué)等科學(xué)的建立與發(fā)展，目前已拓展到分子基因科學(xué)領(lǐng)域，使得數(shù)碼顯微技術(shù)的可控性能、高清圖像和互動(dòng)效果成為新時(shí)期醫(yī)學(xué)形態(tài)實(shí)踐教學(xué)改革的熱話題和必要手段。

2 醫(yī)學(xué)顯微形態(tài)知識(shí)修養(yǎng)與后續(xù)臨床關(guān)系

盡管當(dāng)今醫(yī)學(xué)科學(xué)已進(jìn)入蛋白分子與基因水平，但仍是細(xì)胞時(shí)代，無(wú)需置疑，顯微形態(tài)學(xué)知識(shí)修養(yǎng)與其技能的強(qiáng)化對(duì)醫(yī)學(xué)生是至關(guān)重要的。有關(guān)資料顯示，醫(yī)學(xué)生涉及的專業(yè)課程約有60余門類。需直接應(yīng)用顯微技能的啟蒙課程不少于6～8門，占基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程的50%，涉及顯微知識(shí)與技能的后續(xù)醫(yī)學(xué)課程約有30多門，也占所有課程的50%。其實(shí)，無(wú)論基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)或其相關(guān)科學(xué)的廣大科技工作者，每天說(shuō)得最多的詞，就是“器官、組織與細(xì)胞”，足以說(shuō)明醫(yī)學(xué)生顯微知識(shí)的修養(yǎng)與技能強(qiáng)化具有重要意義。醫(yī)學(xué)生顯微形態(tài)學(xué)知識(shí)的修養(yǎng)主要包括《細(xì)胞生物學(xué)》、《組織學(xué)》、《病理學(xué)》、《微生物學(xué)》、《寄生蟲(chóng)學(xué)》和《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》等專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)；而顯微技能強(qiáng)化訓(xùn)練則在于熟悉顯微鏡的操作使用和各種切片的閱覽技術(shù)，可以肯定的說(shuō)，如果掌握了顯微形態(tài)技術(shù)，無(wú)論將來(lái)從事臨床或是考研深造，均將具有較好的應(yīng)用發(fā)展?jié)撃堋?/p>

3 顯微形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索與改革方向

顯微形態(tài)學(xué)是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)重要的課程之一，也是醫(yī)學(xué)科學(xué)古老傳統(tǒng)學(xué)科之一。長(zhǎng)期以來(lái)，由于顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)是通過(guò)操作顯微鏡觀察獲得微細(xì)結(jié)構(gòu)的科學(xué)知識(shí)，抽象、枯燥而難以肯定。一般方法的確很難達(dá)到理想效果，因傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是基于一種學(xué)生用顯微鏡進(jìn)行組織形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察的教學(xué)方式，由于顯微鏡的特殊性與個(gè)體性，給教師和學(xué)生之間的溝通帶來(lái)了許多不便。而顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)用，解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以解決的問(wèn)題，形成了以師生互動(dòng)、圖像共享的高效率教學(xué)新模式，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展了形象思維，而且還顯著提高了教學(xué)質(zhì)量與效率。因此，顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)方法與手段改革，勢(shì)在必行。顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)改革的關(guān)鍵，就是尋求化抽象為直觀，化微觀為宏觀，并便于示范指導(dǎo)的教學(xué)方法和手段，以提高顯微形態(tài)學(xué)教學(xué)的效果。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼顯微互動(dòng)的研發(fā)成功與不斷更新，并很快應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域[1]，而且解決了不少教學(xué)中的難題，如高清數(shù)碼寫真圖像、可視大屏幕示教，快捷網(wǎng)絡(luò)傳輸和師生互動(dòng)交流性能等技術(shù)革新，為促進(jìn)顯微技術(shù)發(fā)展和輔助教學(xué)提供了較好平臺(tái)，已形成了醫(yī)學(xué)高等學(xué)校教學(xué)方法與手段改革的必然方向。

4 顯微形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)與開(kāi)放管理

數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室是醫(yī)學(xué)高等學(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)標(biāo)志性建設(shè)之一，由于投資大，建設(shè)選擇論證周期長(zhǎng)，維護(hù)管理也存在一定難度。我們的體會(huì)是首先要選好合作廠家：數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在看來(lái)，的確不是新生事物，但仍舊存在總體規(guī)劃布局、更新?lián)Q代和性價(jià)比之差別，使用維護(hù)也直面一些新的具體問(wèn)題。于是建設(shè)操作實(shí)施應(yīng)當(dāng)著重考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。

4.1 建設(shè)策劃與總體布局

數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的建設(shè)，屬于現(xiàn)代教育技術(shù)高科技教學(xué)設(shè)備的引進(jìn)與應(yīng)用[2]，也是醫(yī)學(xué)高等學(xué)校的一標(biāo)志性建設(shè)，加之需要一筆不少資金，不單是形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芙鉀Q的。因此，需要周密策劃和認(rèn)真論證，根據(jù)學(xué)校規(guī)模和財(cái)務(wù)條件，確定主體建設(shè)計(jì)劃和配套設(shè)施安排，我們的體會(huì)是每間實(shí)驗(yàn)室以30+1配置比較理想，占地面積約80～90 m2，如800人±/屆規(guī)模的學(xué)?？山ㄔO(shè)5～6套，就可滿足實(shí)驗(yàn)要求。實(shí)驗(yàn)桌一般可兩人/座一張，最好用防火板材，確保安全，坐凳用轉(zhuǎn)升降式的，以方便調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)室改造基本建設(shè)時(shí)要考慮地面防塵，雙層窗簾和空調(diào)的計(jì)劃，以保證恒溫效果，電源改造要保證15K的銅芯進(jìn)線，輸入220 V和380 V多相功能，以上設(shè)計(jì)使用時(shí)具有靈活、方便、節(jié)能和高效特點(diǎn)。

4.2 品牌選擇與性價(jià)比較

數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的品牌比較多，其功能配置與價(jià)格也各有千秋，根據(jù)我們實(shí)用的情況，認(rèn)為Motic公司的產(chǎn)品比較穩(wěn)定[3]，就是價(jià)格稍高一點(diǎn)。9套32+1標(biāo)準(zhǔn)版從2003年到現(xiàn)在已有10年時(shí)間，幾乎是整天長(zhǎng)時(shí)間使用，依舊沒(méi)有大的問(wèn)題，當(dāng)然也與實(shí)驗(yàn)室管理和Motic公司及時(shí)維護(hù)有關(guān)系。2011年又增加2套65+1 Motes網(wǎng)絡(luò)版，兩年來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)仍然良好，總體分析Motic的數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版配置和優(yōu)勢(shì)如下。

4.2.1 教師主控設(shè)備功能強(qiáng)大 ①使用多媒體數(shù)碼教師用生物顯微鏡（BA310 DIGITAL），光學(xué)系統(tǒng)：蔡司ZEISS光學(xué)技術(shù)，CCIS無(wú)限遠(yuǎn)色差校正光學(xué)系統(tǒng)，多層鍍膜技術(shù)（綠膜），雙目視野寬闊，成像清晰，操作手感好。②攝像系統(tǒng)采用進(jìn)口CMOS圖像傳感芯片，300萬(wàn)像素以上硬件圖像分辨率，USB2.0接口輸出，24位真彩色原色輸出，自動(dòng)曝光、自動(dòng)/手動(dòng)白平衡，保證顯示目鏡視場(chǎng)優(yōu)質(zhì)圖像，屏幕顯示90%以上顯微鏡目鏡視場(chǎng)的圖像，保證目鏡下和電腦屏幕的顯微鏡圖像同步清晰。遵循微軟視頻驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，可用多種常規(guī)軟件采集圖像。③主控電腦為戴爾主機(jī)，選用英特爾酷睿i3 2100，獨(dú)立顯卡，512M 顯存。2G DDR3內(nèi)存，1000 G硬盤DVD刻錄/集成網(wǎng)卡/鍵盤/USB光電鼠標(biāo)/ WIN XP 中文版和21.5寸寬屏LED。配備專業(yè)圖像處理軟件、師生互動(dòng)軟件、考試模擬軟件，具有運(yùn)行穩(wěn)定、圖文與視頻文件跟蹤傳輸快速和交互性能便捷等特點(diǎn)。

4.2.2 學(xué)生接收互動(dòng)操作方便 ①選用多媒體數(shù)碼學(xué)生用生物顯微鏡，無(wú)限遠(yuǎn)雙重色差校正CCIS光學(xué)系統(tǒng)，多層鍍膜技術(shù)（綠膜）；②選用聯(lián)想臺(tái)式品牌電腦，英特爾奔騰雙核處理器 /G405，512M獨(dú)立顯卡/2G DDR3內(nèi)存/硬盤320G（7200）/無(wú)軟驅(qū)/集成網(wǎng)卡/19寸寬屏LCD；③攝像系統(tǒng)：200萬(wàn)像素高分辨率專業(yè)數(shù)碼攝像系統(tǒng)，USB2.0輸出、自動(dòng)/手動(dòng)白平衡，實(shí)施數(shù)字圖像輸出、可顯示90%目視視場(chǎng)的圖像，保證學(xué)生目鏡下和電腦屏幕的顯微鏡圖像同步清晰。配備獨(dú)立圖像處理軟件，大大方便學(xué)生圖像采集、處理、收藏和數(shù)據(jù)傳輸，能較好地滿足學(xué)生可完成各項(xiàng)技能操作任務(wù)。

4.3 實(shí)驗(yàn)開(kāi)放與維護(hù)管理

數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室建成后，只是完成了第一步，緊跟的工作就是開(kāi)展有序的開(kāi)放利用、維護(hù)管理和實(shí)施創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)[4]。我們的做法是：首先是組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，然后普及推廣應(yīng)用；第二是制定管理制度：確定責(zé)任人，明確工作職責(zé)；編制操作程序，督促指導(dǎo)帶教老師和學(xué)生按要求操作；每次實(shí)驗(yàn)前需認(rèn)真檢查，實(shí)驗(yàn)完成后認(rèn)真做好設(shè)備料理和使用登記，發(fā)現(xiàn)明顯設(shè)備故障，必須及時(shí)報(bào)告，由專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)處理。第三是數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室主要接待常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放，周末假日可安排自修開(kāi)放和預(yù)約大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，以充分發(fā)揮其資源的效益。

5 顯微互動(dòng)技術(shù)訓(xùn)練與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)

數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)版）與傳統(tǒng)顯微技術(shù)比較[5]，都是以操作顯微為主，強(qiáng)化培訓(xùn)醫(yī)學(xué)生的顯微操作技術(shù)和提高閱片能力。不同的是，傳統(tǒng)顯微技術(shù)僅為獨(dú)立操作觀察，不能師生互動(dòng)，而數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)集圖文、聲形和視頻傳輸于一體，指導(dǎo)老師可直面所有學(xué)生開(kāi)展示教，也能與個(gè)別學(xué)生互動(dòng)交流，學(xué)生的操作觀察獲得的典型結(jié)構(gòu)圖像也能通過(guò)教師主控反饋給所有學(xué)生形成資源共享，有效地提高了顯微操作熟練程度和觀察效果。但值得注意的問(wèn)題是：第一，帶教老師要以指導(dǎo)實(shí)踐為主，按照實(shí)驗(yàn)要求有計(jì)劃地實(shí)施觀察程序，逐項(xiàng)分別不同倍率操作和觀察其顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)，最好不要把所有項(xiàng)目一次性示教，更不必將課堂理論重復(fù)演說(shuō)。第二，學(xué)生要獨(dú)立以操作顯微鏡和尋找發(fā)現(xiàn)標(biāo)本中的結(jié)構(gòu)為主要手段，以提高顯微技術(shù)與閱片分析能力為最終目的，故力求在鏡下完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作觀察，電腦屏幕圖像只能供加強(qiáng)視覺(jué)效果和與老師交流使用，千萬(wàn)別依賴屏幕圖像，因?yàn)轱@微鏡下觀察的結(jié)構(gòu)是三維圖像，給人們的視覺(jué)和思維聯(lián)想效果是不一樣的。第三，無(wú)論熟練顯微鏡的操作技術(shù)，還是提高顯微形態(tài)閱片能力，最終目的都是為了夯實(shí)顯微形態(tài)基礎(chǔ)，提高后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果和強(qiáng)化臨床應(yīng)用能力而開(kāi)辟新的捷徑，特別值得指出的是，顯微形態(tài)技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥科學(xué)研究領(lǐng)域，因此，加強(qiáng)顯微形態(tài)訓(xùn)練，對(duì)于拓展大學(xué)生科學(xué)思維和開(kāi)發(fā)科技創(chuàng)新能力，以至于將來(lái)讀研深造均具有重要的實(shí)際意義。

6 現(xiàn)代教育技術(shù)合理改革應(yīng)用與思考

自本世紀(jì)初以來(lái)，數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的建立，給醫(yī)學(xué)顯微形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的教學(xué)模式變革[6]，目前基本已達(dá)到普及水平，眾多高校已完成更新?lián)Q代改造。在人們熱衷于大談其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的恩惠時(shí)，不防提示，該到了冷靜思考的時(shí)候了。筆者認(rèn)為，醫(yī)學(xué)教育毫無(wú)疑問(wèn)需要融入現(xiàn)代教育技術(shù)，而現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值不單是為了裝點(diǎn)門庭、加快速度或節(jié)省人力，更不是為了取代手工操作，現(xiàn)代教育技術(shù)最關(guān)鍵的作用是為了解決傳統(tǒng)教學(xué)方法和一般教學(xué)手段所不能達(dá)到的效果[7]。教育與科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)不一樣，教育是言傳身教，潛移默化。尤其是醫(yī)學(xué)生，既要有豐富的科學(xué)知識(shí)，又要有嫻熟的手工操作技能，即便是將來(lái)所有臨床檢驗(yàn)、診斷和手術(shù)治療都智能化了，也免不了技能操作，甚至要求會(huì)更高。于是乎，我們?cè)趶?qiáng)調(diào)顯微互動(dòng)在形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的前提下，特別關(guān)注合理應(yīng)用其信息技術(shù)，加強(qiáng)顯微鏡直接操作觀察，特別提出不使用抓取圖片發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而采用顯微鏡下手工繪圖作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告。只有這樣，才能更好地取得培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的改革成果。

[參考文獻(xiàn)]

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第6篇：細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系范文

1　生物學(xué)哲學(xué)的再定位

費(fèi)爾巴哈在談到哲學(xué)的改造時(shí)說(shuō)過(guò)：“哲學(xué)必須重新與自然科學(xué)結(jié)合，自然科學(xué)必須重新與哲學(xué)結(jié)合”。這是一種“建立在相互需要和內(nèi)在必然性上面的結(jié)合”?！?〕自然科學(xué)構(gòu)成了哲學(xué)的基礎(chǔ)， 生物科學(xué)是這個(gè)基礎(chǔ)中不可或缺的組成部分。如同所有其他科學(xué)一樣，生物科學(xué)也深深受到哲學(xué)的理論思維和方法的影響。生物學(xué)哲學(xué)作為連結(jié)哲學(xué)與生物學(xué)的橋梁和中介，對(duì)二者的重新結(jié)合起著十分重要的作用。從學(xué)科建設(shè)的角度看，這門學(xué)科的存在和發(fā)展，既須以實(shí)證科學(xué)知識(shí)特別是生物科學(xué)的知識(shí)材料為基礎(chǔ)，跟上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐；又要汲取哲學(xué)研究的積極成果，適應(yīng)當(dāng)代哲學(xué)變革的需要。

就學(xué)科性質(zhì)而言，一般認(rèn)為生物學(xué)哲學(xué)屬于科學(xué)哲學(xué)體系中的一個(gè)分支學(xué)科。《大英百科全書》第15版所列《自然哲學(xué)》條目將關(guān)于自然的實(shí)際特征問(wèn)題作為實(shí)在來(lái)進(jìn)行考察，并分為物理學(xué)哲學(xué)和生物學(xué)哲學(xué)兩個(gè)部門。不過(guò)這里對(duì)“自然哲學(xué)”一詞的使用，有別于以往的傳統(tǒng)自然哲學(xué)，而是“作為對(duì)科學(xué)哲學(xué)的補(bǔ)充”。如所周知，西方科學(xué)哲學(xué)是以科學(xué)為研究對(duì)象，主要論述科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論問(wèn)題。維也納學(xué)派的創(chuàng)立者M(jìn).石里克的自然哲學(xué)也是作為一種科學(xué)哲學(xué)，一種探討哲理的科學(xué)方法。他申明自然哲學(xué)的任務(wù)在于解釋自然科學(xué)命題的意義，自然哲學(xué)是一種旨在考察自然定律的意義的活動(dòng)。在其自然哲學(xué)講稿中關(guān)于生物哲學(xué)的分析，便是從有機(jī)自然現(xiàn)象也一定要由定律來(lái)描述這一點(diǎn)出發(fā)，來(lái)討論生物學(xué)中的機(jī)械論與活力論問(wèn)題。

在科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中，除了一般科學(xué)哲學(xué)，還興起了特定學(xué)科的科學(xué)哲學(xué)，自本世紀(jì)初以來(lái)主要是物理科學(xué)哲學(xué)。傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)帶有片面的物理主義傾向，認(rèn)為運(yùn)用物理方法能夠?qū)@個(gè)世界作出絕對(duì)完全的描述，世界上發(fā)生的每一事件均可用物理語(yǔ)言來(lái)描述。物理主義最熱烈的倡導(dǎo)者、分析哲學(xué)的主要代表人物之一的R.卡爾納普聲言：“如果根據(jù)物理語(yǔ)言的普遍性，把物理語(yǔ)言用作科學(xué)的系統(tǒng)語(yǔ)言，那么，所有的科學(xué)都會(huì)成為物理學(xué)?！瓕?shí)際上只有一種客體，那就是物理事件。在這物理事件范圍內(nèi)，規(guī)律是無(wú)所不包的”?！? 〕石里克也同意物理主義的觀點(diǎn)，他僅僅基于量的方面的考慮而得出結(jié)論：“對(duì)于自然哲學(xué)而言，有機(jī)體不過(guò)就是一些特殊的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，它們被包含在物理世界圖像的完美和諧的秩序之中”?！?〕

傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)把研究重點(diǎn)放在物理學(xué)的定律和理論上，把它們看作科學(xué)的結(jié)構(gòu)和邏輯的范例。之所以這樣是有其深遠(yuǎn)的科學(xué)背景的。自牛頓實(shí)現(xiàn)了力學(xué)中第一次偉大綜合，此后，經(jīng)典物理學(xué)的各個(gè)分支日趨完善，牛頓的機(jī)械綱領(lǐng)左右了近代科學(xué)和哲學(xué)的發(fā)展。本世紀(jì)初以相對(duì)論和量子力學(xué)的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命，是物理學(xué)發(fā)展中的重大突破，也是對(duì)科學(xué)哲學(xué)的有力推動(dòng)。邏輯經(jīng)驗(yàn)主義的主要代表H.萊辛巴赫所著《量子力學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)》一書，就是通過(guò)對(duì)量子力學(xué)的科學(xué)成果的分析，闡釋了他關(guān)于知識(shí)的性質(zhì)、客觀實(shí)在以及因果性等問(wèn)題的見(jiàn)解。多年來(lái)，科學(xué)哲學(xué)的研究植根于邏輯學(xué)、數(shù)學(xué)及物理學(xué)定律，重視對(duì)物理理論的分析而忽略了生物學(xué)。正如在科學(xué)哲學(xué)家的視野內(nèi)，有機(jī)生命及其進(jìn)化只不過(guò)是世界科學(xué)圖景中的一個(gè)次要因素；在科學(xué)哲學(xué)的殿堂中，生物學(xué)哲學(xué)也是處于比較次要的從屬的地位。這種狀況只是到本世紀(jì)中葉以后才開(kāi)始改觀。隨著分子生物學(xué)所取得一系列新進(jìn)展，導(dǎo)致了生物學(xué)的革命，生命科學(xué)作為最激動(dòng)人心的科學(xué)領(lǐng)域躍居到自然科學(xué)的前沿，對(duì)現(xiàn)代整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)的影響也日益顯著。由于引入數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的理論、方法和新的技術(shù)手段，現(xiàn)代生物學(xué)的研究領(lǐng)域得以向微觀和宏觀層次不斷延伸擴(kuò)大，并愈來(lái)愈趨向系統(tǒng)的復(fù)雜性，向揭開(kāi)物質(zhì)世界最復(fù)雜最高級(jí)的系統(tǒng)——大腦的奧秘進(jìn)軍。生物學(xué)研究的課題愈來(lái)愈帶有根本性，當(dāng)今自然科學(xué)的研究重點(diǎn)正在轉(zhuǎn)向研究生命本身。對(duì)生命現(xiàn)象的深入探索，增強(qiáng)了人們對(duì)生物學(xué)的哲學(xué)興趣，并促使科學(xué)哲學(xué)向新的研究方向轉(zhuǎn)變。在這方面，現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的主要建筑師之一E.邁爾作出了開(kāi)創(chuàng)性的工作，他致力于建立生物學(xué)的新哲學(xué)，強(qiáng)調(diào)這樣一種新的科學(xué)哲學(xué)必須放棄對(duì)僵化的本質(zhì)論和決定論的依附，必須將科學(xué)概念加以擴(kuò)展、不僅包括物理科學(xué)的而且還包括生物科學(xué)的原理和概念。

傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)還帶有專注于純科學(xué)領(lǐng)域的局限。國(guó)外學(xué)術(shù)界在討論醫(yī)學(xué)哲學(xué)與科學(xué)哲學(xué)的關(guān)系這一論題時(shí)，已有學(xué)者指出，從歷史上看，科學(xué)哲學(xué)家往往不到自然科學(xué)領(lǐng)域外面去尋找對(duì)科學(xué)的定律、解釋和理論的洞察力以確定理論演變的進(jìn)程，而是將自己限制于純科學(xué)形式中，一直忽視和輕視象工程學(xué)、農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)這樣的應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)由于傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)僅僅局限于從“內(nèi)部”考察科學(xué)，忽視了科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間的互動(dòng)關(guān)系，這種狹窄的科學(xué)觀不可能得出真正有洞察力的答案。傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)在研究視野上的這些缺陷，對(duì)后來(lái)興起的生物學(xué)哲學(xué)也產(chǎn)生了某種程度的影響。

固然，科學(xué)哲學(xué)主要是把科學(xué)作為知識(shí)體系，對(duì)之進(jìn)行認(rèn)識(shí)論和方法論的研究，但是認(rèn)識(shí)的最終目的不是知識(shí)本身，而是改造世界的實(shí)踐活動(dòng)。對(duì)科學(xué)的哲學(xué)反思也不能脫離它所固有的實(shí)踐本性。在科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)走向一體化的現(xiàn)時(shí)代，尤有必要拓寬科學(xué)哲學(xué)的領(lǐng)域，開(kāi)展實(shí)用性的或應(yīng)用性的研究，并將科學(xué)哲學(xué)研究同科技發(fā)展的社會(huì)研究結(jié)合起來(lái)。作為實(shí)用科學(xué)的農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)與作為基礎(chǔ)科學(xué)的生物學(xué)之間的聯(lián)系極其密切，它們都屬于生命科學(xué)的范疇。在生命科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，理應(yīng)包括對(duì)這些應(yīng)用學(xué)科的理論和實(shí)踐的哲學(xué)研究。以分子生物學(xué)為依托的生物技術(shù)，將成為醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的主導(dǎo)技術(shù)，并將引起醫(yī)學(xué)革命和第三次農(nóng)業(yè)革命。生物技術(shù)的“每一個(gè)創(chuàng)新，每一個(gè)技術(shù)妙舉，每一個(gè)概念上的困難的解決，都使得需要一種確定的生物學(xué)哲學(xué)變得更加顯著，并且目前正在朝向這個(gè)目標(biāo)發(fā)展”?！?〕

21世紀(jì)將是生物學(xué)世紀(jì)?？梢灶A(yù)期，未來(lái)世紀(jì)生命科學(xué)的巨大進(jìn)展及其革命性變化，必然要求生物學(xué)哲學(xué)在已有研究基礎(chǔ)上，無(wú)論從理論框架到研究?jī)?nèi)容到論題范圍都要有所突破。要盡力吸收、消化生命科學(xué)的最新成就，以正確的世界觀和方法論為指導(dǎo)作出新的哲學(xué)概括，提出新的理論觀點(diǎn)及發(fā)展生物科學(xué)技術(shù)的戰(zhàn)略選擇，這些可謂生物學(xué)哲學(xué)學(xué)科建設(shè)的題中應(yīng)有之義。

2　拓展和深化生物學(xué)發(fā)展新形勢(shì)下的生物學(xué)哲學(xué)研究

以下試從生物科學(xué)發(fā)展的規(guī)律性、生物學(xué)規(guī)律與物理規(guī)律的關(guān)系以及生物學(xué)規(guī)律與社會(huì)規(guī)律的關(guān)系三方面談點(diǎn)淺見(jiàn)。

（1）“自然科學(xué)現(xiàn)在已發(fā)展到如此程度， 以致它再也不能逃避辯證的綜合了”。〔5〕恩格斯在上個(gè)世紀(jì)80年代作出的這一論斷， 揭示了辯證思維對(duì)于了解科學(xué)事實(shí)的辯證性質(zhì)的必要性，這也為后來(lái)自然科學(xué)本身的發(fā)展所證實(shí)。

近現(xiàn)代自然科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)是由經(jīng)驗(yàn)分析進(jìn)到辯證綜合，這在生物學(xué)的發(fā)展中表現(xiàn)得十分明顯。自本世紀(jì)二、三十年代起，在生物學(xué)范圍內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)一些學(xué)科的綜合趨勢(shì)。早期的兩大綜合，一個(gè)是以胚胎學(xué)為中心，將之與細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)綜合起來(lái)，形成統(tǒng)一的發(fā)育觀點(diǎn)；另一個(gè)是以進(jìn)化論為中心，將達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)與群體遺傳學(xué)相結(jié)合，發(fā)展為一個(gè)有巨大闡明力的學(xué)說(shuō)，即現(xiàn)代綜合進(jìn)化論。進(jìn)化的綜合范式取得了富有建設(shè)性的成果，如邁爾所說(shuō)，是在有關(guān)的學(xué)科之間找到了一種共同語(yǔ)言并澄清了許多進(jìn)化問(wèn)題和作為其基礎(chǔ)的各種概念。但是這一范式仍是不完善的，還有不少尚未解決的問(wèn)題。它不僅受到一些批評(píng)家的非難和質(zhì)疑，就是在達(dá)爾文主義者之間也依然存在某些意見(jiàn)分歧。更完全的綜合始于本世紀(jì)50年代中后期誕生的分子生物學(xué)，它是生物化學(xué)、微生物學(xué)和遺傳學(xué)等學(xué)科相互融合的產(chǎn)物，其主要目標(biāo)之一是試圖將大量的生物功能與分子水平上發(fā)生的事件聯(lián)系起來(lái)。分子生物學(xué)的核心——分子遺傳學(xué)，在信息大分子的結(jié)構(gòu)、功能及相互關(guān)系的基礎(chǔ)上來(lái)研究生物的遺傳與變異。按照生物學(xué)史家G.E.艾倫的說(shuō)法，J.沃森和F.克里克的工作，把信息學(xué)派、結(jié)構(gòu)學(xué)派和生化學(xué)派對(duì)遺傳（甚至擴(kuò)展到整個(gè)生物學(xué)）的問(wèn)題的研究統(tǒng)一起來(lái)了。作為一個(gè)新的遺傳學(xué)范式，分子遺傳學(xué)的范式補(bǔ)充和修正了（不是取代）進(jìn)化綜合范式，推動(dòng)了關(guān)于進(jìn)化過(guò)程中基因的變化和調(diào)節(jié)機(jī)制等問(wèn)題的研究。著眼于分子水平上的進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)同著眼于表型進(jìn)化的自然選擇學(xué)說(shuō)，也應(yīng)看作是一種互補(bǔ)關(guān)系而非互相否定?，F(xiàn)代分子生物學(xué)在進(jìn)化研究方面的認(rèn)識(shí)成果向人們昭示，一種完整的進(jìn)化理論的建立，期待著傳統(tǒng)的進(jìn)化生物學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)現(xiàn)新的綜合。更進(jìn)一步看，生物進(jìn)化是種系發(fā)生和個(gè)體發(fā)育的辯證統(tǒng)一過(guò)程，對(duì)進(jìn)化的深層認(rèn)識(shí)，必須解開(kāi)發(fā)育之謎這個(gè)世紀(jì)難題，以闡明個(gè)體發(fā)育中基因在多層次水平上的程序控制機(jī)理。由于分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)的結(jié)合，把發(fā)育生物學(xué)推向前臺(tái)，將成為21世紀(jì)生命科學(xué)的新主角。據(jù)中科院未來(lái)生物學(xué)預(yù)測(cè)研究組預(yù)測(cè)，在分子水平上使遺傳、發(fā)育和進(jìn)化的統(tǒng)一成為可能，這將是未來(lái)生物學(xué)的主要理論任務(wù)之一。由這三者統(tǒng)一所導(dǎo)致的理論大綜合，蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想。從哲學(xué)認(rèn)識(shí)論和方法論上對(duì)之進(jìn)行理論概括，也應(yīng)成為未來(lái)生物學(xué)哲學(xué)的主要理論任務(wù)之一。

“分久必合”。生物學(xué)中的這種綜合趨勢(shì)還在繼續(xù)。一些生物學(xué)家預(yù)言，面向21世紀(jì)的生命科學(xué)，必然是各學(xué)科相互滲透與相互交融的“大生物學(xué)”時(shí)代。“大生物學(xué)”要求辯證地綜合與不同組織水平相關(guān)的各門學(xué)科所積累的科學(xué)事實(shí)，建立起一般的生命理論，發(fā)展統(tǒng)一的生物學(xué)原理。多種學(xué)科的綜合，反映了生物現(xiàn)象的相互聯(lián)系和科學(xué)概念、方法論準(zhǔn)則的統(tǒng)一。結(jié)合生物學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展的內(nèi)在邏輯的考察，對(duì)生物學(xué)理論的相互關(guān)系（特別是理論的概念結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換、理論范式的確立和更替）進(jìn)行哲學(xué)分析，能為我們提供有關(guān)生物科學(xué)發(fā)展規(guī)律性的新的認(rèn)識(shí)。

（2）在生物學(xué)哲學(xué)的討論中， 爭(zhēng)議較多而且也是懸而未決的一個(gè)理論問(wèn)題是關(guān)于生物學(xué)的自主性問(wèn)題。具體言之，生物學(xué)的概念與規(guī)律能否在某種意義上“還原”為物理學(xué)和化學(xué)的概念與規(guī)律？生物學(xué)家運(yùn)用的解釋型式（例如歷史的解釋或目的論的解釋）在物理科學(xué)中是否相宜？在生物系統(tǒng)中顯示的某些現(xiàn)象是否也在無(wú)機(jī)系統(tǒng)中顯現(xiàn)或有重大差異？等等這樣一些有關(guān)生物學(xué)和物理學(xué)的聯(lián)系究竟是什么的問(wèn)題， 被A. 羅森伯格稱之為“生物學(xué)哲學(xué)的中心問(wèn)題”（《生物科學(xué)的結(jié)構(gòu)》）。根據(jù)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的不同回答而形成了“自主論”與“分支論”兩派涇渭分明的理論觀點(diǎn)。這種分野在歷史上的表現(xiàn)形式是活力論與機(jī)械論的對(duì)立，在現(xiàn)代則主要是所謂反還原論與還原論的爭(zhēng)論。

從本體論方面說(shuō)，討論物理化學(xué)的實(shí)體和過(guò)程是否構(gòu)成所有生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)，這實(shí)質(zhì)上就是高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式與低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的相互關(guān)系問(wèn)題。如果把生命運(yùn)動(dòng)形式同物理化學(xué)的運(yùn)動(dòng)形式混同起來(lái)，甚至完全否定生命運(yùn)動(dòng)在質(zhì)上的特殊性，這種本體論上的極端還原論傾向在哲學(xué)上和生物學(xué)上都是不可取的。相反，如果把生命運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特性絕對(duì)化，忽視其與其他運(yùn)動(dòng)形式之間的包容關(guān)系和發(fā)生學(xué)聯(lián)系，這種傾向同樣是不可取的。以辯證唯物主義的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式觀為指南，依據(jù)科學(xué)認(rèn)識(shí)的新成果，將能通過(guò)闡明生命運(yùn)動(dòng)和低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式存在的聯(lián)系和連續(xù)性而更深入地揭示其本質(zhì)。

從方法論方面說(shuō)，在生物學(xué)中通過(guò)把復(fù)雜現(xiàn)象分解為更為簡(jiǎn)單的組成部分進(jìn)行研究，最終在物理化學(xué)層次上——分子層次上——作出說(shuō)明，這也即還原論作為方法論的功能。分子生物學(xué)正是運(yùn)用物理化學(xué)的還原方法來(lái)分析生命活動(dòng)的基本過(guò)程，才獲得了劃時(shí)代的成就。這被譽(yù)為還原論的勝利。但是也要看到，生物學(xué)中還原方法的應(yīng)用是有其局限性的。研究表明，生物體是一個(gè)多層次的、有組織的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中各個(gè)組成部分和整體具有多方面的相互作用。生物體的整體性不能建筑在來(lái)自于各個(gè)部分的分子碎片之上，分子參與組織的整體，它們的轉(zhuǎn)移和復(fù)制是整體的全部功能的結(jié)果。本世紀(jì)下半葉以來(lái)系統(tǒng)科學(xué)和非線性科學(xué)的發(fā)展，為探索生命系統(tǒng)的復(fù)雜性提供了新的科學(xué)思想和科學(xué)方法。還原論方式的自下而上的決定原則即較低層次決定較高層次的原則，同系統(tǒng)整體思維方式的自上而下的決定原則即較高層次決定較低層次的原則，二者既相互對(duì)立又相互依賴，它反映了部分與整體的辯證法。合理地結(jié)合這兩種決定原則，應(yīng)是生物學(xué)進(jìn)一步闡明生命機(jī)制及其規(guī)律性的研究戰(zhàn)略。

（3）在當(dāng)代， 從自然科學(xué)奔向社會(huì)科學(xué)的強(qiáng)大潮流已成為不可遏止之勢(shì)。由于生物學(xué)革命對(duì)自然和人類社會(huì)生活產(chǎn)生的廣泛影響，凸顯了人的自然基礎(chǔ)和社會(huì)基礎(chǔ)的統(tǒng)一問(wèn)題。與此相應(yīng)，生物科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的綜合性研究也成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。加拿大哲學(xué)家M.魯斯在其《生物學(xué)哲學(xué)》一書中宣稱，未來(lái)的社會(huì)科學(xué)將和生物學(xué)結(jié)合起來(lái)，社會(huì)學(xué)將把生物學(xué)的成果包括在自己的理論中，研究這種結(jié)合會(huì)提供許多有意義的東西。從現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展可以看到，生物科學(xué)領(lǐng)域的一些學(xué)科（如遺傳學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)、生態(tài)學(xué)等）與社會(huì)學(xué)、人類學(xué)、倫理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及政治學(xué)等學(xué)科的滲透、融合，不僅加深了人們對(duì)自然界和人類自身的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也啟迪了對(duì)生物學(xué)規(guī)律和社會(huì)規(guī)律二者相互關(guān)系的哲學(xué)思考。如生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)作為生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)交叉發(fā)展起來(lái)的一門邊緣學(xué)科，主要是闡明生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互作用所形成的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和發(fā)展的客觀規(guī)律。而生物政治學(xué)則旨在用生物學(xué)的概念、原理和方法來(lái)研究政治行為，借以探索社會(huì)政治生活的本質(zhì)及其規(guī)律。在橫跨生物科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的眾多交叉學(xué)科中，1975年由美國(guó)動(dòng)物學(xué)家E.威爾遜在其巨著《社會(huì)生物學(xué)：新的綜合》中所倡導(dǎo)并加以重新解釋的社會(huì)生物學(xué)引起了很大反響。這是一門系統(tǒng)研究一切動(dòng)物（包括人類在內(nèi)）的社會(huì)行為的生物學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)科，其核心在于承認(rèn)基因是遺傳和自然選擇的基本單位，一切社會(huì)行為均有其特殊的遺傳結(jié)構(gòu)。威爾遜和C.拉姆斯登還進(jìn)行了更為廣泛的概括，在他們所著《基因、理性和變化》（1981）中提出基因—文化互作進(jìn)化論，認(rèn)為整個(gè)人類文化領(lǐng)域在一定程度上依賴于遺傳控制。學(xué)術(shù)界對(duì)社會(huì)生物學(xué)褒貶不一，圍繞它所提出的人類行為的遺傳決定問(wèn)題展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論。這場(chǎng)爭(zhēng)論遠(yuǎn)未完結(jié)，它所涉及的生物進(jìn)化與文化進(jìn)化的關(guān)系、社會(huì)生物學(xué)的哲學(xué)意義以及如何正確評(píng)價(jià)這一學(xué)說(shuō)等問(wèn)題也是生物學(xué)哲學(xué)研究的課題。

生物學(xué)與社會(huì)相互作用的一個(gè)引人注目的方面，表現(xiàn)為生物技術(shù)研究對(duì)倫理觀的沖擊和基因工程的社會(huì)控制及其倫理調(diào)節(jié)。生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在造福人類的同時(shí)也引發(fā)出許多社會(huì)倫理問(wèn)題，向傳統(tǒng)的倫理道德觀念提出了新的挑戰(zhàn)。舉醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，由于醫(yī)學(xué)技術(shù)以人作為直接作用對(duì)象，它所引發(fā)的倫理問(wèn)題更為突出。自本世紀(jì)六、七十年代以來(lái)，國(guó)外醫(yī)學(xué)界關(guān)于死亡標(biāo)準(zhǔn)、器官移植、安樂(lè)死、重組DNA 技術(shù)以及人工生育技術(shù)種種問(wèn)題的倫理學(xué)爭(zhēng)論，無(wú)不反映了傳統(tǒng)倫理觀的困惑和人類面臨的倫理學(xué)上的選擇。在當(dāng)代新科技革命條件下，隨著生物高技術(shù)的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的倫理道德難題。被稱為生物學(xué)領(lǐng)域的第一“大科學(xué)”的人類基因組工程，無(wú)疑會(huì)深化人類對(duì)自身結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，但這項(xiàng)研究也將面臨與倫理觀念相悖的嚴(yán)峻形勢(shì)。例如，由檢測(cè)基因產(chǎn)生的侵犯?jìng)€(gè)人健康隱私權(quán)問(wèn)題。當(dāng)今在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注的克隆綿羊“多利”的出世，更是激起了一場(chǎng)有關(guān)其應(yīng)用前景和倫理意義的大爭(zhēng)論。人能否克隆？在人身上重現(xiàn)這一成就或者創(chuàng)造新的生命形式（如人獸混合體）是否合乎倫理？未來(lái)的生命科學(xué)技術(shù)怎樣與社會(huì)協(xié)調(diào)？是否應(yīng)該著手進(jìn)行人種改造的選擇？站在生物學(xué)哲學(xué)的高度，我們將如何回答這些問(wèn)題？

參考文獻(xiàn)

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