多细胞生物的特点

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多细胞生物的特点范文第1篇

2、精细胞与卵细胞产生方式与作用；

3、系统具体内容以及各种系统的作用；

4、显微镜的具体组以及操作方式；

5、鉴定食物中含有淀粉、糖类、脂肪的主要方法及其操作步骤；

6、消化功能的含义以及具体功效；

7、人体的基本组织；

8、单细胞与多细胞的形态特征以及生命活动特点；

9、生物圈具体内容以及功能作用；

多细胞生物的特点范文第2篇

    中心法则作为分子生物学最基本、最重要的理论之一，对当代分子生物学的发展起到了极大地推动作用。然而，在分子生物学领域，自其产生到现在一直存在着很多争议。作为一个科学假设的中心法则，对其进行系统的语义分析有益于这一理论的意义澄清。那么在什么样的一个基底上对其进行语义分析？我们认为这一基底应该是语境论。

    结构学、生物化学和信息学路线是一直较为公认的分子生物学研究中三条主要的路线。[1]中心法则的产生是以生化——信息学方法为基础的。其产生的模式是假说演绎的，即先利用有限的证据提出一个假说，然后根据假说演绎出若干理论，最后等待证据检验所演绎的结论，其过程是假说——演绎——检验。伴随着分子生物学的不断发展，这一演绎——检验的过程不断循环往复。正是在这种循环往复的过程中，中心法则的语形发生着不断地转变。同时，在此过程中，不断有新的生物学概念的提出，不断有新旧生物学概念的更替。在这里既包括新的概念的提出及其所被赋予的特定意义，又包括同一概念在不同的研究范围中所包含的不同的生物学意义。也就是说，在这一过程中中心法则的语义不断地发生变迁，而这种变迁是在分子生物学纵向语境的不断变化中实现的。

    1　中心法则的语义变迁

    自克里克在1958年提出中心法则至今，中心法则已经经过了半个多世纪的丰富和发展。我们可以将其发展的整个过程大致分为三个阶段：克里克最初提出的经典的中心法则；20世纪70—80年代被修正和丰富的中心法则；20世纪末基因组及后基因组时代下的中心法则。

    最初被克里克描述的中心法则如图1所示。

    

    图1　最初被克里克描述的中心法则图

    箭头表示在三大类生物大分子DNA、RNA和蛋白质间信息传递或流动所有可能的方向。它揭示了生命遗传信息的流动方向或传递规律。结合当时的理论背景和认识论背景，克里克对所描述的中心法则做了进一步的分析，最终提出了中心法则最初的基本形式：

    

    上式描述了由碱基→氨基酸→蛋白质这一基本过程。对这一过程中代码的语义分析，必然无法脱离整个理论的语义结构。因为，在以上所描述的过程中，任意一次结构的上升，都必然会伴随着其代码的语义调整。在中心法则中，碱基位于一个基础的层面，成为生物学解释与物理、化学解释的纽带。例如，在化学中GAA是作为氨基乙酸的代码，然而，在生物学中，它却表示对应于谷氨酸的遗传密码。当我们对其结构上升，多个连续的三联体碱基序列自然也就对应多个连续的氨基酸序列。当碱基序列发生变化时，也就必然地导致氨基酸序列发生变化。有序列的碱基链和氨基酸链又分别构成了DNA和蛋白质。自此，就构成了最初的中心法则：蛋白质作为生物性状形成的工作分子是由构成DNA的碱基序列所决定，我们把这种碱基序列称之为遗传信息。同时，由于当时生物学理论背景及研究对象的限制，自然决定了中心法则从DNA到RNA到蛋白质严格的单程信息流路线，以及从DNA序列到RNA序列到蛋白质氨基酸序列严格的共线性。

    由上可以得到，单一的碱基符号的语义形成是在中心法则整个的语义结构中实现的，碱基序列在生物学语境中的语义表达同样也无法脱离中心法则的语义结构。而整个中心法则的语义实现又是在当时特定的语境下完成。也就是说，特定语境的确立，决定了中心法则的语义解释，确定了中心法则在当时语境下的解释伸缩度。

    随着分子生物学的发展，1970年Temin等在RNA病毒中发现了RNA逆转录酶，说明了RNA到DNA逆向转录的可能性。[2]之后，又有人发现细胞核里的DNA还可以直接转译到细胞质的核糖体上，不需要通过RNA即可以控制蛋白质的合成。[3]此时，中心法则被修正为如图2所示。

    

    图2　修正后的中心法则图

    而中心法则的语义解释，也就由之前的“严格的单程式”变迁为一种“中途单程式”。从20世纪70年代开始，分子生物学家对真核生物进行了大量的研究，发现了基因上存在的非编码序列，从而产生了内含子与外显子的区别。20世纪80年代末，分子生物学家又报道了多种RNA编辑的类型。这些都说明了蛋白质序列在DNA序列上的非连续性及非对应性。这又要求中心法则的语义解释由之前的“严格共线性”转变为“非共线性”。这都是由于分子生物学纵向语境的变化，导致了中心法则语义边界的改变，从而使其语义的解释范围及解释伸缩度发生改变。理论背景及认识论背景的不同，便造成了中心法则概念的语义扩张。这种语义的扩张通过再语境化的功能，继而又成为其它生物学理论的语义语境。中心法则的理论发展，就是在这种语境转变，或者说是再语境化的过程中不断实现其语义转变。

    在分子生物学中，还有非DNA分子模板(如细胞模板、糖原以及一些细胞级的非分子模板)、朊病毒等的出现。虽然，这些只是出现在离体实验中，应只属于尚未定论的科学预测。但是，它们强力说明着：在生物系统中，信息流的传递是多元和多层次的，它们在细胞中构成了一个精密的时空框架，中心法则仅仅只是这些信息流中的一条或者说是一条主流；在中心法则的信息流中，非DNA编码的渗入，使得DNA仅作为DNA编码的一个起点，而不是遗传信息流的唯一源头；同时，在信息流的传递过程中，非模板式的序列加工，使得信息流并不是模板流。[4]这些似乎对中心法则都构成了严峻的挑战。然而，我们并不能抹杀它的合理性地位。中心法则的提出是以当时病毒、细菌的实验材料为依据。它所指出的DNA、RNA、蛋白质间的信息传递是符合分子生物法则的。鉴于当时理论背景和认识论背景的限制，我们应该是在其三大分子的框架性语境下对其进行语义解释。当分子生物学推进到真核细胞时，中心法则的信息流其实已经处于另一个完全不同的时空框架中，这时我们应对其进行语境下降，在单个基因层面或者是更低的层面对其进行语义解释。而面对当代基因组语义研究的问题，或许我们还要对其进行语境上升，在基因组层面、细胞层面甚至是更高的层面对其进行语义解释。

    综上所述，对中心法则的语义解释应该放在分子生物学发展的纵向语境下进行。中心法则的语义变迁就是在这一纵向发展过程中，一次次不断地语境化与再语境化的过程中实现的。同时，我们对中心法 则的语义理解也还必须在一种横向的特定的语境下进行，而不是仅仅只在分子生物信息较窄的概念下进行。只有这样才不会导致中心法则的语义局限性。而作为科学理论的中心法则语义被局限，自然会导致其作为研究方法的意义局限性。这也就引出了本文接下来所要谈论的一个问题：在传统意义下，作为研究方法的中心法则的意义及其局限性。

    2　作为研究方法的中心法则的意义及其局限性

    中心法则是一个关于DNA、RNA、蛋白质三大分子的信息传递的科学理论。在它的解释之下，信息不能由蛋白质向下传递到DNA，而是DNA被转录成RNA，RNA再翻译成蛋白质。更进一步讲是，“信息从DNA向上传递到RNA、蛋白质，进而延伸到细胞、多细胞系统”。[5]然而，不仅于此，中心法则还作为一种研究的方法，被用于许多研究计划，用以解决基因组的语义问题。

    基因组研究的核心问题是研究作为生命系统发展和运行基础的基因组调节网络的意义。一个基因组意义的理论问题便是一个基因组语义问题。部分地讲，这种语义是将基因组序列转化成系统性意义的语义代码。由于生物系统是在不同层次被组织，所以一个基因组的语义会由于该序列片段所处的本体论、功能及组织层次的不同而产生不同的语义联想意义。因此，如何获得一个基因组语义的元理论问题便成为基因组和蛋白质组研究的战略问题。

    目前，许多关于基因组研究的方法论都是遵循一种自下而上的策略。这种研究的方法正是受到了中心法则的启示。也就是说，中心法则为还原论者研究基因组提供了方法论基础。这种还原论方法论的前提是，在我们要进一步了解下一个层次的信息时，我们必须在理论上和实际中都要对每一个更低、更微观层面的信息和本体论的知识有所把握。这就好比说，当我们要获得一个蛋白质的结构时，我们首先要掌握构成这一蛋白质的氨基酸信息，再获得核酸信息。然而，即便是掌握了基本的核酸信息，由于基因和细胞网络设计一系列的相互作用的部分，而使得从核酸到蛋白质信息的过程特别复杂。

    一个以中心法则为方法的研究项目，最大的弱点是其惊人的复杂度。这种自下而上的还原论策略存在的问题是，寻找到一个解决路径的搜索空间非常巨大。在计算机科学中，解决一个问题的关键往往就在于能够解决这个问题的可能路径的空间。这样一系列的可能路径被称为搜索空间。一个问题的一种解决方法就是一个路径在这样一种搜索空间中实现一个目标或解决。一些问题拥有巨大的搜索空间，从而使得其在实际层面上几乎不可能被解决。在计算机科学中讲，这就是所谓的NP——complete问题。[6]这些问题的复杂程度，足以使现阶段最快的计算机瘫痪。基因组和细胞网络的研究正是面临这样的问题，它们涉及成千上万的相互作用的部分。遵循一种自下而上的策略进行研究，必然在其过程中呈现出一系列的NP——complete问题。

    然而，在实际的研究过程中，研究者形成的研究策略都是依据关于更高层次的生物信息的知识。“即使在平常的实验决策和实验设计中，研究者的行为都是在一个关于现象的系统知识，即一个更高层次的语境中进行的。”[7]在这些系统问题的研究过程中，研究者预先假设这些知识可以对他的研究和实验设计提供一个更宽的方向。更为重要的是，这样就使得这个研究有了其自身的意义。这种高层次、系统性的信息给出了这个研究或实验为什么要进行的理由。

    这种知识在人工智能的研究领域被称为启发性知识。启发性知识被定义为可以减少搜索空间的信息。因此，在这种情况下，科学家就利用这种启发性的、系统层面的生物学知识，去减少那些非正式的、直觉的、先验的搜索空间，从而来解决他的问题。在我们所说的基因组语义的问题中，启发性信息可以减少基因组语义的搜索空间，可以减少基因代码可能解释的空间。

    例如，在信息的传递方面，根据中心法则，信息是不能从蛋白质到RNA再到DNA向下传递的。然而，在系统层面，信息可以从蛋白质向下传递到DNA。细胞信号就是一个例子。正是由于一系列的蛋白质与蛋白质的相互作用，蛋白质与RNA的相互作用，导致了DNA转录的被激活。因此，从系统层面来讲，中心法则仅仅介绍了细胞信息系统中许多种可能的信息传递路径中的一种。实际上，存在细胞内的信息传递路径和细胞间的信息传递路径。这些路径构成了细胞内及细胞间的信息传递网。然而，它们又都是通过细胞的基因组信息来组织着细胞内和细胞间的信息传递。

    所以，我们必须有意识地去区分作为科学理论的中心法则和作为研究的方法的中心法则。否则，我们就有可能错误地提前认为，由于信息不能向下传递，我们就不能自上而下地由高层次的信息得到低层次的信息。多细胞以及单细胞中信息传递的二元性，就使得基因组语义的研究策略，跳出了传统意义下中心法则的局限性。

    现阶段关于基因组理论的大部分研究，都是遵循传统意义下的中心法则，在一个严格的自下而上研究策略下进行的。替代这种研究策略，我们主张同时考虑一种自上而下的互补性策略。我们认为，一种能够整合高层面的系统层面与低层面的基因组信息层面的研究策略，对于解决基因组语义问题是非常必要的。传统意义下的中心法则对于基因组语义研究已经不再是充足的组织模式。那么是否存在一种路径，在细胞和多细胞的语境下，利用高层次的系统信息去理解基因组？我们认为是存在的。正如上文所言，这时候我们就需要对传统意义下的中心法则进行语境上升，在细胞与多细胞的层面对其进行语义理解。同时，在方法论层面，我们也就同样可以尝试一种自上而下的研究范式，来补充之前的严格的自下而上的方法论研究策略。

    3　中心法则方法论意义研究的新路径

    什么是一个自上而下的研究策略？

    在一个自上而下的研究策略下，我们可以在抽象概念的层面来讨论多细胞的发展过程。在抽象概念层面的讨论，可以使我们获得更多关于系统层面的现象。假设有一个软件系统，并且在这个软件系统中可以设计一个人工基因组，同时在这个系统中该基因组可以产生一个人工有机体。然后，我们可以使这个人工基因组尽可能地模仿自然基因组的主要的系统属性。比如，该系统是否能够模拟多细胞的发展、细胞信号的传递等？在该系统中进行特定位点的基因突变，是否能得到自然基因组下的相似效果，如畸形发展、癌变等？这一系列问题的实现，就 使得我们可以确认该系统能够反映自然基因组的一些基本特征。然而，我们可能需要一种更为精确的相关性。但是，如果我们能够使得人工基因组与自然基因组相关联，那么我们就得到了从一个基因组翻译到另一个基因组的开端。如图3所示。

    

    图3　基因组翻译模拟图

    图3所模拟的是生物体内的基因组和计算机系统中多细胞有机体之间的关系。图中的“翻译关系”指的是计算机系统及生物体系统中基因组之间的“句法关系”。中间的“语义关系”表示的是用计算机系统中的多细胞有机体语言翻译出生物体中的基因组。下面的“一致性关系”应该包括系统之间暂时的和动态的形态学之间的一致性。

    这就好比将英语翻译成汉语。我们需要知道这些被翻译的单词是什么，如何在句子中使它们相关联。这就是语言中的句法。但是，首先我们需要知道语言的语义。也只有当两段话的意思相同的时候，对于一个词、一句话或者一段话的翻译才是充分的。

    这样我们就通过计算机代码的语义获得了基因组的语义。然而，在这个过程中，并不妨碍我们同时使用自下而上的研究策略。“在人工智能中，合并自上而下和自下而上的研究路径是较优的研究策略之一。当两种研究路径，分别自上而下与自下而上在中间合并时，便形成了一种解决路径。”[8]

    在这里需要注意的是，无论是低层次的本体论层面(如生物化学)，还是高层次的关于信息和本体论的层面，对于研究生物过程而言，没有哪一种是固有的更为优越的。关于细胞和多细胞现象的正确的高层面的信息，没有必要一定要被还原成更低层面的本体论视角。很多情况下，高层面的系统知识反而能够帮助我们限定研究的搜索空间，促进我们去理解更低层面的生物过程。因此，对于一个系统不同层面信息的理解，能够使我们获得更多、更全面的关于该系统的知识。

    所以，在细胞或者多细胞系统的层面，中心法则可以被简单的描述为：基因组→蛋白质组。我们也没有必要必须将其还原到DNA转录和翻译的层面。

    4　结语

    随着分子生物学的发展，其理论在不断地远离经验。在这样的一个背景下，如何去构造、理解和解释分子生物学，语义分析成为一种十分重要的科学方法。首先，“语义分析方法本身作为语义学方法论，在科学哲学中的运用是‘中性’的，这个方法本身并不必然地导向实在论或反实在论，而是为某种合理的科学哲学的立场提供有效的方法论的论证。”[9]“语义分析方法在例如科学实在论等传统问题的研究上具有超越性，在一个整体语境范围内其方法更具基础性；其次，作为科学表述形式的规则与其理论自身架构是息息相关的，这种关联充分体现在理论表述的语义结构之上，对其逻辑合理性的分析就是对理论真理性的最佳验证；第三，生物学理论表述的多元化特征使得语义分析应用更加具有灵活性。”[10]

    正如中心法则，其语义的实现无法脱离其整个理论的语义结构。在整个理论中，每一次结构的上升或者下降，都会带来其代码的语义调整。同时，生物体是一个多层次的、有组织的、结构复杂的系统，在这个不同层次被组织的复杂系统中，任何一个代码的语义都会由于其指称实体所处的本体论、功能及组织层次的不同，而产生不同的语义联想意义。因此，对中心法则进行语义研究是有益于其意义澄清及理论分析的。然而，这种语义研究应该在分子生物学发展的纵向语境下进行。因为，中心法则的语义变迁正是在分子生物学纵向发展的语境化与再语境化得过程中实现的。同时，我们也只有在某种特定的语境下对中心法则进行语义解释，才不会导致其语义的局限性。

多细胞生物的特点范文第3篇

关键词：印染废水 好氧生物处理 微生物菌群变化

1.前言

印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外

本项目废水采用“絮凝沉淀＋水解酸化＋接触氧化”处理工艺，通过水质监测和调试过程中环境的变化对好氧生化池中生物相的变化进行了分析和研究，以为工程调试提供帮助。

2.工程简介

2.1 设计水量

处理水量：1200m3/d。

处理能力：50m3/h（以24h计）。

2.2 处理水质

进水水质：pH=5~6.5，ρ(CODcr)= 600~800mg／L，ρ(BOD5)=100~400 mg／L，ρ(SS)＝100~200 mg／L，色度100~400倍。

出水水质：执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）3中Ⅰ级标准：ρ(CODcr) 100 mg／L，ρ(BOD5) 25 mg／L，ρ(SS) 70 mg／L，色度40倍。

2.3 工艺流程

废水处理工艺流程见图1。

3.废水微生物概述

3.1 主要微生物

在好氧生物处理系统中的微生物主要是细菌（包括真菌），其它还有藻类、原生动物等微型动物。

在废水好氧生物处理过程中，去除含碳有机物起主要作用的是异氧菌，数量最多的也是异氧菌。真菌为多细胞异氧微生物，为严格好氧，喜欢酸性环境（最佳pH约5.6），需氧量低。

单细胞原生生物如原生动物和多细胞后生动物如微型动物轮虫在废水处理过程中也起主要的作用。这些微生物以小的胶体有机颗粒和分散的细菌细胞为食料，可减少生物处理系统出水的浊度。原生动物和后生动物的种类多少、生长情况和数量被用来评价生物系统是否正常。当原生动物种类多、生长好、数量多并出现后生动物时，一般认为废水处理系统处理情况良好，运行正常的象征。

必须指出，新生的微生物细菌，是一种不稳定的有机物，呈悬浮固体状，易于分离。好氧生物处理的实质时废水中的溶解性有机物转化成不溶性可沉的微生物固体和一部分无机物，从而使废水得到净化。固液分离后的微生物固体是不稳定的，一般尚需进一步处理或处置。

3.2 影响好氧生物处理的因素

影响好氧生物处理的因素主要是温度、pH、营养物、供氧、毒物和有机物性质等。

（1）温度

根据生长的最适宜温度范围，细菌可分为嗜冷、嗜温和嗜热（或可分为低温、中温和高温）三大类。嗜冷菌的最佳生长温度为4～10℃，嗜热菌为50～55℃，嗜温菌为20～40℃，废水好氧生物处理一般在15～35℃内运行，温度低于10℃或高于40℃，去除BOD的效率大大降低，降低。20～30℃效果最佳。一般在5～35℃内，温度每增加10～15℃，微生物活动能力可增加一倍。

（2）pH

废水氢离子浓度对微生物的生长有直接影响。好氧生物处理系统在中性环境中运行最好，一般在pH6.5～8.5范围内。当pH>9或pH

（3）供氧

好痒生物处理过程中提供足够的溶解氧是至关重要的，供氧不足会出现厌氧状态，妨碍好氧微生物正常的代谢过程，并滋长丝状细菌。为了使微生物正常代谢和沉淀分离性能良好，一般要求溶解氧维持在2mg/L左右。

（4）营养物

微生物的代谢需要一定比例的营养物质。除需要以BOD表示的碳源外，还需要氮、磷和其它微量元素。生活污水含有微生物所需要的各种元素；有些工业废水则缺乏某些关键的元素，如氮、磷等，这是就需要透加适量的氮、磷等或生活污水。好氧生物处理对氮、磷的需要量可根据下式估计：

（5）有毒物质

对生物处理有毒害的物质很多，其中包括重金属、氰、H2S等无机物质和某些有机毒物。毒物的毒害作用与pH值、水温、溶解氧、有无其它毒物及微生物的数量和是否驯化等有很大关系。

4.工程调试进程与微生物生长的关系

4.1 工程调试初期

废水接种城市污水处理厂的活性污泥。水中的微生物恢复活性后，镜观好氧池中主要的微生物仍为原城市污水处理中的优势菌体。主要有菌类、原生动物和浮游甲壳动物等。

4.2 调试过程中生物相变化

调试过程中随着水量的不断增加和各种外界条件的变化，好氧生物池中的微生物种类和数量也随之发生着变化。通过观测水中的微生物的这些变化就可以判断出工程调试的效果，也可以根据观测结果来对工程调试给出指导。

多细胞生物的特点范文第4篇

当今世界是一个电的世界。它主宰着这个世界，支撑着这个世界，推动着这个世界向前发展，它是世界发展的动力源头。人是生活在充满电的大宇宙之中，作为人体中的每一个细胞也是生活和一个电的环境中，这就是生物电。细胞的一切生命活动，无一不是生物电的作用。人体是由诸多细胞组成器官，由诸多器官组成系统，完成人体极为复杂的生理功能。

恩格斯早在100年前就说过：“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示电现象。”人体更不例外。

1972年美国人布尔用真空管电压计在距体表数毫米处发现能场，并命名为“生命场”。他说，从低等生物到高等生物都有生命场，测定这个场可以提前得知这种生物在不久将要发生的病理变化。这是人类发现自身电现象具有划时代意义的实验。

1974年英国休伦德博士研究的电场效应探知器，不仅可以从4英尺处记录下人体电场情况，而且还证明身体外部有一个发射健康信号、感情信号或未知信号的电场存在。人类身体界限已超出了视觉认识，这再一次证明了人体内电的存在。

现代电生理学已明确提出：膜电位、动作电位及快慢反应电位的概念。细胞安静时，膜内带负电荷，而膜外带正电荷，形成极化状态，用微电极测量细胞内外，可产生一个电位差，称之为膜电位。当细胞受刺激开始除极时，伴随除极和复极进行，在细胞表面出现一个活动的电位变化，称之为动作电位。其电位值为-70～-90毫伏。由于动作电位特点又可分为快反应电位和慢反应电位，并有着不同的生理功能，它们是细胞生命活动的动力和基础。

大量电生理学的研究资料表明，生物电现象并不是细胞或器官机能活动的副产品或伴随物，而是细胞实现一些重要机能的关键或决定因素。例如，躯体的运动和呼吸动作，心脏的射血，一切中空脏器，如胃肠道、膀胱、子宫等内脏器官的运动，神经化学递质的释放，各种酶的活动，都是以生物电活动为基础。在活动之前，首先出现细胞膜静息电位，动作电位，然后再由膜上的电变化，通过某种偶联过程。启动细胞内某些机构表现出如神经传递、肌肉运动或腺体分泌等功能。

人类的某些疾病如高血压病、哮喘病、糖尿病及心脑血管疾病的发生发展，都和生物电活动失常、细胞膜离子转运障碍有关。因此。生物电平衡是人体保持健康的基本条件，细胞生物电失常是人体疾病的根源。细胞生物电就是细胞的生命。

如果把人体视为小宇宙，它就是大千世界的大宇宙的缩影，同时它又比大宇宙更完善、更先进。大宇宙没有解决的科技难点。小宇宙却莫名其妙地解决得很完善。

基因之小是人所共知的，即使把全世界的人所有的基因合在一起也没有一个顶针箍大，它却能封藏着60亿人的各个特性和500万年前祖先的遗传信息，掌管地球上一切生命活动，这是多么奇特的生命现象。而一切都是在生物电环境中完成的。

因此，每当人们在探索宇宙遇到无法解决的科技难题。不得不向人体小宇宙中学习，这就形成了所谓“生物物理学”。比如，波导体研制成功就是向人体学习了神经传导多信息不干扰的特性而得到启迪的。

多细胞生物的特点范文第5篇

分析近年来各地的高考试题不难看出，本部分的考点相对单一，主要就是“细胞的分化、癌变、衰老和凋亡”的主要特征、形成机理及其在生产生活、医药卫生中的应用；而设置新情境，结合遗传学和选修三知识背景，要求解释生产生活中的生物学现象，如癌细胞的发生、控制、治疗、衰老现象的产生，细胞分化、衰老、凋亡与基因表达的关系等，则是本部分内容在命题时的一个显著特色。

【基础盘点】

考点一、细胞分化

1.概念：在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

2.过程：受精卵细胞组织器官系统生物体。

3.结果：形成形态、结构和功能都有很大差别的组织和器官。

4.特点：持久性、稳定性与不可逆转性。

思考：如何理解不可逆转性与脱分化？

已经分化为根的细胞，就不可能再分化为茎细胞，即为不可逆转性，其前提是要在自然条件下；而在人工条件下，借助现代科技，分化的细胞能脱分化，从而再回到分化前的状态，乃至发育为一个完整植株（脱分化是指使已分化的细胞重新回到未分化状态的过程）。

5.原因：各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。

6.实质：细胞中基因的选择性表达。遗传信息的执行情况不同，但细胞内的遗传物质不变。

7.畸形分化：极少数细胞由于致癌因子的作用，引起基因突变，导致细胞内遗传物质改变，细胞连续恶性增殖，最终引起癌变。

8.细胞的全能性：高度分化的植物细胞具有全能性，如由胡萝卜的韧皮部细胞可培养得到完整植株；高度分化的动物细胞全能性受到抑制，到目前为止，从未由一个高度分化的动物细胞（生殖细胞除外）培养得到一个动物体；高度分化的动物细胞的细胞核仍具全能性，如克隆羊的培育。

考点二、细胞癌变

1.癌细胞特征：不受机体控制、形态结构发生改变、细胞表面发生变化，易分散转移。

2.癌细胞形成：致癌因子激活原癌基因，从而使正常细胞畸形分化为癌细胞。

3.癌细胞防治：远离致癌因子；手术+放疗+化疗。

思考：放疗与化疗对身体有哪些不良影响？怎样处理既可杀灭癌细胞，又可保护正常细胞？据你所掌握的知识，你认为最具发展潜力的抗癌方法可能是什么？

放疗是利用激光与射线直接杀灭癌细胞；化疗是利用化学药物阻止癌细胞DNA分子的复制，达到抑制癌细胞增殖的目的。这些过程抑制癌细胞的同时，都不可避免地杀死正常细胞，对身体的影响非常大。如果用细胞工程制备的单克隆抗体制成的生物导弹处理癌细胞（癌细胞可看成抗原），由于抗原与抗体的特异性，抗体可“直奔”抗原，而抗体上又带着抗癌药物，这样，就不会影响正常细胞。癌症是由原癌基因突变引起，所以，如能阻止原癌基因的表达，则可从根本上达到抗癌目的。

考点三、细胞衰老与凋亡

1.细胞衰老的特征。

“一大”：细胞核变大，染色质固缩、染色加深；“一小”：细胞内水分减少，萎缩变小、细胞代谢减慢；“一多”：细胞内色素逐渐增多。

2.个体衰老与细胞衰老的关系。

对单细胞生物来说，个体衰老就是细胞衰老；对多细胞生物来说，细胞的衰老不等于个体的衰老，如幼年个体中每天也有细胞的衰老；机体的衰老也不等于细胞的衰老，如老年个体每天也有新的细胞产生。当个体衰老时，组成个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。

3.细胞的凋亡。

（1）概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

（2）意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都有非常关键的作用。

（3）细胞死亡：包括细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡是细胞程序性死亡，是正常死亡；细胞坏死是细胞在外界因素作用下的死亡，是非正常的细胞死亡。

【误区剖析】

一、细胞分裂与细胞分化的区别

在生物体中，高度分化的细胞一般不再进行细胞分裂，而分化程度较低的细胞具有一定的分裂再生能力。只有具备分裂能力的细胞中才可出现染色体，否则是以染色质的形式存在；只有具有大液泡的成熟的植物细胞才可发生质壁分离。根尖分生区细胞分化程度低，细胞分裂能力强，而鳞片叶细胞为成熟的植物细胞。

二、细胞分化与细胞全能性的区别

三、细胞凋亡与细胞坏死的区别

神奇的干细胞

干细胞是指生物体生命进程中出现的一类未分化或未完全分化的细胞，一旦需要，它可以按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。动物胚胎干细胞即为未分化的一类细胞，应在受精卵之后，卵裂与囊胚之前获得，因为原肠胚期细胞已经开始分化，成为专能干细胞。如原肠胚外胚层细胞将来发育为表皮及其附属结构、神经系统和感觉器官。现代医学上可运用胚胎干细胞增殖动物器官或组织，治疗人类疾病。

【典例剖析】

例1.（2013・安徽安庆师范高中模拟卷）研究发现，线粒体促凋亡蛋白Smac是细胞中一个促进细胞凋亡的关键蛋白。在正常的细胞中，Smac存在于线粒体中。当线粒体收到释放这种蛋白质的信号时，就会将它释放到线粒体外，然后Smac与凋亡抑制蛋白（IAPs）反应，促进细胞凋亡。下列有关叙述不正确的是（）

A.Smac从线粒体释放时需消耗能量

B.癌细胞中Smac从线粒体释放可能受阻

C.癌细胞的无限增殖，可能与癌细胞中IAPs过度表达有关

D.Smac与IAPs在细胞凋亡中的作用相同

【解析】Smac属于大分子物质，以类似胞吐的方式排出线粒体，因此需消耗能量。由题意可知，Smac从线粒体中释放出来后与IAPs反应才能促进细胞凋亡，所以在癌细胞中Smac从线粒体中释放可能受阻。IAPs过度表达可能与癌细胞的无限增殖有关。Smac是线粒体促凋亡蛋白，而IAPs是凋亡抑制蛋白，所以二者在细胞凋亡中作用相反。

造血干细胞幼红细胞排出细胞核网织红细胞丧失细胞器成熟红细胞凋亡

A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳

B.网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质

C.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同

D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达

3.细胞与器官衰老是一种正常的生命现象。无论是细胞或器官，在衰老过程中不会出现的是（）

A.蛋白质合成停止

B.细胞内某些酶的活性减弱，细胞内呼吸速度减慢

C.动物细胞内色素增加

D.植物体的衰老器官比幼嫩器官含钾量高

4.下图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段的示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是（）

A.与①相比，②③④的分裂增殖能力加强，分化能力减弱

B.⑤⑥⑦的核基因相同，细胞内的蛋白质种类和数量也相同

C.②③④的形成过程中发生了基因分离和自由组合

D.进入c过程的细胞，酶活性降低，代谢减慢继而出现凋亡小体

5.近年来，有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。研究发现，蛋白X是细胞膜上的一种受体，由原癌基因X编码，在一些肿瘤细胞中，原癌基因X过量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞DNA的复制，导致细胞异常增殖。利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体，可用于诊断和治疗原癌基因X过量表达的肿瘤。请回答下列问题：

（1）同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是。

（2）通过检测原癌基因X的和可判断其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明。

（3）根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是。

（4）制备该单克隆抗体时，免疫动物的抗原可以是。B淋巴细胞识别抗原并与之结合，之后在适当的信号作用下增殖分化为和。

（5）用该单克隆抗体处理原癌基因X过量表达的某肿瘤细胞株，发现其增殖能力明显下降。这是因为。

6.BAK基因是近年来发现的一种促凋亡基因，癌细胞内的BAK基因表达异常。

（1）细胞凋亡是由决定的细胞自动死亡的过程，对于多细胞生物体的正常发育具有重要意义。