细胞生物学定义

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细胞生物学定义范文第1篇

关键词：生命科学；开放式讨论教学；案例分析

生命科学是研究生命活动的本质和发生规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的学科。近年来，生命科学研究的新方法、新技术的不断涌现为解析各种生命现象构建了研究平台，使科研人员从分子、细胞、个体和群体各层面深入探讨生命活动的基本规律成为现实，促进了生命科学领域中一系列观念和认识的更新［1］。与此同时，生命科学领域基础研究的进步也促进了应用，其成果正在以前所未有的速度向农牧渔业、能源工业、环境保护、食品轻工和医药卫生等多个方面渗透，产生了巨大的经济效益、社会效益和环境效益［2］。因此，目前高校生命科学相关的专业课程中既包含基础理论又包含技术手段，既包含研究前沿又包含应用进展，内容丰富、信息量大、逻辑性强。在当今以素质教育和创新型人才培养为核心的教育思想指导下，生命科学相关课程的教学过程中应采取灵活多样的教学方式，帮助学生夯实基本概念，掌握前沿进展，培养创新意识，适应现代化建设和未来社会发展的需要。传统的课堂授课方式以教师主动讲述、学生被动接受为主。这种授课方式教师讲授偏多，学生主动性发挥不足，从而导致学生对部分知识点掌握的深度和广度受到限制，仅停留在熟练记忆的层面。近年来，笔者对生命科学专业课程教学方式进行了初步的改革尝试，将教师讲授式授课与开放式讨论授课相结合，注重对学生的学习方法、思维能力、综合素质和创新能力的培养，产生了积极的反响。我们在学期伊始便给学生介绍与本课程相关的参考书、期刊和网站，教授学生查阅中英文相关文献的方法，随后将与课堂教学内容密切相关的知识延伸、科研进展、研究方法等作为小组（每小组学生4～6人）讨论题目布置给学生。学生通过在课下查阅文献、积极思考和相互交流等方式深入认识讨论题目，并在课堂上以视频、PPT和presentation的方式向全班同学展示。而小组展示过后，教师会引导学生对所讲内容展开讨论并对讨论内容进行归纳总结。同时，教师根据学生报告情况予以打分，并按一定百分比计入期末成绩。下面笔者以生命科学专业的骨干必修课“细胞生物学”和专业必修课“植物生理学”为例，阐述如何在生命科学专业的教学中引入开放式讨论教学模式，引导学生深入探究生命科学理论的内涵。

一、开放式讨论教学应用于“细胞生物学”课程教学的案例展示

细胞作为有机体结构与生命活动的基本单位，既是生命科学发展的生长点，又是生命科学发展的汇聚点。细胞生物学是在显微、亚显微和分子水平研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，是当代生命科学的重要基础学科。目前，细胞生物学的研究日益深入，已成为21世纪生命科学研究的重要领域。“细胞生物学”课程既是北京林业大学生物科学与技术学院理科基地生物科学专业的重要主干课程，也是生物技术专业重要的专业基础课程。

（一）通过开放式讨论教学引入最新科研进展内容

“细胞生物学研究方法”是“细胞生物学”课程中承前启后的一个章节，该章节从细胞形态的显微观察、细胞及其组分的分析、细胞培养与生物工程、细胞及生物大分子的动态变化等几个方面介绍了有关细胞生物学的研究方法。其中关于细胞形态的显微观察，课本中主要介绍了光学显微镜、荧光显微镜、激光共聚焦显微镜和电子显微镜的原理和使用方法。这些显微成像技术可以帮助研究者从分子和细胞等微观层面观察生命过程中的变化，揭示生命活动的物质基础和动态规律。近年来，科学家们不断尝试，实现了突破衍射极限的光学显微成像，即超分辨荧光显微术［3］。2014年诺贝尔奖即授予了其中两种超分辨率光学显微镜的发明者———受激发射损耗显微术（以下简称为STED）的发明者StefanW．Hell和光激活定位显微术（以下简称为PALM）的发明者EricBetzig、WilliamE．Moerner。由于教材内容篇幅的限制以及修订和出版时间的周期性，这一重要内容并没有被及时收录在内。于是，我们选择这一部分内容作为开放式讨论教学内容。首先，教师为学生强调衍射极限的概念，从成像的角度来说，衍射极限影响下的显微成像系统只能分辨有限小的细节，一般在200nm到300nm之间。德国物理学家ErnstAbbe发现了这一现象，并将其公式刻在自己的墓碑上。在教师的引导下，学生们播放了在网上查找到的诺贝尔奖获得者的采访视频和超分辨率显微术动画，激发大家的学习兴趣；另一组学生则通过PPT和presentation展示了STED和PALM技术的原理和特点。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：相对于传统光学显微术，STED显微术和PALM显微术通过何种方式突破了刻在墓碑上的公式———光学衍射的极限，实现了在纳米级对生物大分子和细胞结构进行清晰成像。最后，教师对学生讲述中提到的多种超分辨率显微镜的优势和不足加以补充和总结。通过这次讲述和讨论，学生们增长了知识，开拓了视野，知道了超高分辨率显微镜通过多种技术革新大大提高了人们对细胞内大分子物质定位和功能分析的观测尺度，深刻理解了显微镜是认识复杂生命现象的窗口这一观点。由上述案例可知，通过开放式讨论教学可将更多的研究进展融入到课堂教学中，更新和充实基础理论。

（二）通过开放式讨论教学将理论与实际应用相结合

“细胞增殖调控与癌细胞”是“细胞生物学”课程中备受学生关注的一个章节。细胞增殖是生物繁殖和生长发育的基础，是受到高度严格调控的细胞生命过程。在细胞增殖中任何关键步骤的错误，都有可能引发严重后果。在动物体内，异常旺盛增殖的细胞会发生癌变转化为癌细胞，对生命安全造成严重威胁。“细胞生物学”课程中大多数章节理论性较强，知识较为抽象，然而“细胞增殖调控与癌细胞”一节与每位同学的身体健康密切相关，学生们有着强烈的学习兴趣和探索欲望。因此，我们借助学生的学习兴趣，将癌细胞的形成与特征部分作为开放式讨论教学内容。首先，教师为学生概述癌细胞的定义和与细胞增殖调控的关系。紧接着，有学生讲解癌细胞的基本特征及肿瘤的发生过程，另一组学生讲解肿瘤发生的细胞信号调控网络以及目前针对特异信号通路的癌症治疗靶向药物。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：癌症的发生与环境因素是否密切相关？癌症是不是遗传性疾病？癌症是不是可以称为老年疾病？癌症的产生除了基因突变，有没有其他遗传机制的参与？等等。最后，教师对学生讲述中提到的癌基因、抑癌基因和生长因子等重要知识点加以强调和深化。通过这次讲述和讨论，学生不但对课本知识理解得更为深刻，也真正认识到细胞生物学与人类生活的密切关系，以及细胞生物学在解决人类所面临的重大健康问题中所发挥的重要作用。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以将与理论知识密切相关的实际应用融入课堂教学中，激发学生的学习兴趣，促使学生积极主动地学习和运用知识。

二、开放式讨论教学应用于“植物生理学”课程教学的案例展示

植物生理学包括植物生命活动过程中物质代谢、能量转化、信息传递及由此表现出的形态建成等多方面内容，是从不同层次、不同水平、不同角度探索研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学。植物生理学既在基础研究领域探究相互联系、相互依存、相互制约的生命现象本质，又为农业和林业生产实践提供了理论指导和技术支持。正是因为“植物生理学”课程的重要性，这门课程成为北京林业大学生物、林学、园艺和水保等多个专业的专业必修课程。

（一）通过开放式讨论教学展示多种技术手段

“植物矿质与氮素营养”是“植物生理学”课程中介绍植物生命活动横断面中的一章，围绕高等植物矿质元素的概念及生理作用、矿质离子跨膜运输的机理、植物根系吸收养分的过程和特点等几部分展开讲述。膜片钳技术和非损伤微测技术均可用来测量和研究生命体外微环境中的离子／分子流，在植物矿质元素转运研究中均获得成功应用［4］。膜片钳技术利用微玻管电极接触细胞膜，对膜片上离子通道的离子电流进行监测记录，从而反映单个或多个离子通道的分子活动。非损伤微测技术利用选择性电极，可在保证被测样品完整性和近似实际生理环境状态下，对进出样品的各种离子／分子流进行三维、实时和动态的测量，从而获得离子／分子流的浓度、流速和运动方向等多方面信息。我们将这两种研究植物矿质元素转运的重要技术的比较作为开放式讨论教学的内容，作为该章理论知识介绍的补充。首先，教师为学生讲授膜片钳技术和非损伤微测技术的历史由来，再由一组学生讲解膜片钳技术的原理、特点和应用举例，而另一组学生讲解非损伤微测技术的原理、特点和应用举例。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：膜片钳技术和非损伤微测技术相比，分别有哪些优势和劣势？应该应用在哪些不同的领域？最后，教师为学生们讲述现实中两种技术的应用并加以总结，指出膜片钳技术是研究植物细胞膜离子通道的传统工具，但非损伤微测技术可以使植物矿质离子转运研究更加深入和丰满。通过这次讨论和讲述，学生们在明确植物矿质元素转运、吸收和生理功能等理论的基础上，进一步了解了进行上述理论研究的技术手段，做到了知其然，也知其所以然。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以有的放矢地加强学生对研究方法和技术手段的学习。

（二）通过开放式讨论教学锻炼学生科学思维的能力

“植物生长物质”是“植物生理学”课程中内容相对独立的一章，主要介绍多种植物激素和植物生长调节剂的生物学功能。在这一章中，教师不但需要为学生介绍生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等5大类经典激素，还需要为学生讲解油菜素内酯、茉莉素、水杨酸、独脚金内酯等4大类新型植物激素。每种激素都需要围绕激素的发现与种类、分布与运输、合成与降解代谢、生物学功能和信号传导途径等多方面进行讲述。我们希望学生在听教师讲授完其中8大类植物激素的相关知识后融会贯通、举一反三，对最后一种也是最新的一种植物激素———独脚金内酯展开开放式讨论。首先，教师向学生强调植物激素的定义和特征。紧接着，一组学生讲解独脚金内酯的发现和分布、结构和合成，而另一组学生讲解独脚金内酯的生物学功能和信号传导。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：独脚金内酯的各种生物学功能中，哪些是与其他激素的生物学功能协同作用，哪些是与其他激素的生物学功能相拮抗的？独脚金内酯的信号传导途径与哪些激素的信号传导途径具有相似性，而不同之处又在哪里？最后，教师对独脚金内酯的各种信息进行梳理，加深学生对植物激素特征和生物学功能的理解。通过这次讨论和讲述，学生们可以从对每种激素具体细节的领会中跳出来，对植物激素从最初合成到最后发挥生物学功能的一系列过程加以宏观把握。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以锻炼学生的科学思维能力，引导学生由个别到一般、由局部到全面，独立有序地完成教学内容。通过上述“细胞生物学”课程和“植物生理学”课程中多个教学案例可以看出，开放式讨论教学可以补充讲授型课堂教学的不足，帮助学生在教师的指引下进行积极而独立的思考和自主而深入的学习，了解科研进展，知晓实际应用，掌握研究方法，锻炼科学思维，培养创新意识。

参考文献

［1］张道民．对生命科学前沿问题的几点思索［J］．前沿科学，2010，4（14）：26－32．

［2］熊国梅．生物工程技术的发展对社会经济发展的影响［J］．教育教学论坛，2012，45（38）：171－172．

［3］吕志坚，陆敬泽，吴雅琼，等．几种超分辨率荧光显微技术的原理和近期进展［J］．生物化学与生物物理进展，2009，36（12）：1626－1634．

细胞生物学定义范文第2篇

著名的怀德海生物医学研究中心生物学家戴利博士说：“二十世纪是药物治疗的年代，二十一世纪却是细胞治疗的年代。”

世界卫生组织从细胞学角度来界定疾病的根源：疾病是机体的部分病变，如果再继续发展下去，就可使整个器官组织发生病变，甚至影响到其他器官乃至全身。只有及时对受损细胞进行有效治疗，使受损细胞得到康复，器官组织和生理功能才能完全恢复正常，人体才从真正意义上恢复了健康。

21世纪，世界卫生组织对疾病康复的新定义：“治愈疾病最根本的途径是修复细胞、改善细胞代谢、激活细胞的功能。”

细胞疗法就是运用现代高科技的生物靶向技术，将细胞生长因子深入细胞核内，产生生理、生化、电化反应，通过对细胞的营养进行综合的补充与调控，增加细胞的数量，提高细胞的活性，改善细胞的质量，防止和延缓细胞的病变，飞驰细胞的正常生理功能，激活人体自身的“自愈功能”，并在此基础上建立完善而强大的免疫系统，从而达到祛病健身，延年益寿的目的。

细胞生长因子，是由下丘脑脑垂体前叶分泌的，由191个氨基酸残基所组成的球状活性蛋白质。70%的生长素是在入睡后的前4个小时内分泌的。

人体细胞不能离开细胞生长因子，因为人体内的各种组织细胞均由细胞生长因子受体，都能与生长素结合，产生生理作用。细胞生长因子能作用于全身的组织细胞，增加细胞的数量，提高细胞的活性，改善细胞的质量，延缓细胞的病变，维持细胞的功能，使体内组织器官达到正常生理功能：能促使细胞分裂、增殖、合成蛋白质；对细胞内的脂代谢具有降解的作用；具有促进糖代谢的功能，能运转葡萄糖进入脂肪细胞及骨细胞内，使血糖迅速下降；能促进细胞内水、矿物质的代谢；促进软骨细胞增殖，增强成骨细胞的活性，对骨代谢及维持骨矿物质含量、骨密度起着重要作用。

细胞生物学定义范文第3篇

【关键词】肿瘤治疗；干细胞；治疗研究

近来研究提出的肿瘤学新概念肿瘤干细胞成为当前肿瘤研究的热点。肿瘤干细胞具有自我更新能力和分化潜能， 是肿瘤生长、增殖和转移的根源。肿瘤干细胞具有正常干细胞的自我保护特性， 如DNA修复、高表达多药耐药型膜转运蛋白以及处于相对静止状态及拥有特定的微环境， 使其能够逃逸现有的肿瘤治疗手段， 导致肿瘤复发和转移。探讨肿瘤干细胞与正常干细胞对某些特定的信息通路的依赖性的区别， 从而进行靶向性治疗， 选择性地去除肿瘤干细胞而对正常干细胞不产生明显毒性， 是治愈癌症、改善患者预后的关键[ 1 ] 。肿瘤干细胞理论已得到越来越多实验证据的支持， 它从发生、转移、耐药性等多方面对肿瘤作出全新的解释， 这为肿瘤的靶向治疗提供了新思路。

1 肿瘤干细胞理论

1.1 肿瘤干细胞学说及其发展

1855年Rudolf virchow 通过对肿瘤及胚胎的相似的组织学特点提出了肿瘤源自胚胎细胞的假说，随后Julius Gonheim 认为肿瘤源自残留的胚胎组织。Pierce[ 2] 提出肿瘤代表着干细胞的成熟停滞，这些研究都局限于肿瘤细胞的体外扩增能力。最近几年的研究对肿瘤的发生有了突破性的认识， 成体组织干细胞诱导肿瘤发生得到进一步验证。1997年Bonnet等发现在急性髓性白血病（ acutemye loeytic leukem ，i AML） 患者体内， 仅有表面标记物为CD+34 CD-38的一部分肿瘤细胞移植到免疫缺陷的NOD /SCID小鼠体内后能够形成转移性白血病， 其它肿瘤细胞则不能。说明这些细胞具有自我更新能力， 可以分化成为肿瘤内其他谱系细胞。这是首次获得肿瘤中存在肿瘤干细胞的直接证据。2003年，S ingh等首先发现脑肿瘤干细胞（ brain tumor stemcel，l BTSC ）。随后， 在消化道肿瘤、黑色素瘤以及前列腺癌、肺癌、胰腺癌等实体瘤中证实了肿瘤干细胞的存在。这些研究结果为肿瘤干细胞理论提供了有力的证据。

1.2 肿瘤干细胞的生物学特征

干细胞被定义为永存的细胞， 能自我更新和在特异组织中分化产生成熟细胞， 所以， 自我更新的机理是干细胞生物学的最重要的问题之一。了解正常干细胞自我更新的调节机理也是理解癌细胞增殖的基础。因为可把癌症视作未调节的自我更新引起的疾病。CSC s的生物学特征通常表现为无限的自我更新能力， 高致瘤性， 广阔的分化潜能， 及强耐药性。CSC s与正常干细胞有很多相似点， 推测CSC s可能的来源： 一是由正常干细胞直接转化而来， 正常干细胞有被激活的自我更新机制， 干细胞存活时间较长，可以积累较多突变， 所以有更多机会突变成为肿瘤干细胞[ 20] 。二是由非干细胞转化而来， 某些已经分化的细胞， 在癌变之前重新获得自我更新能力， 突变成CSCs。但是这方面的理论支持需要进一步的实验研究证实。CSCs还具有与正常干细胞类似的分子标志， 两者均表现出细胞表型相对幼稚化的特性，并具有N otch、W nt、Hh 等细胞信号传导通路， 这些通路与CSC s保持自我更新的能力密切相关。研究证实， 乳腺癌CSC s的表面标志为CD44+ /CD24- / low，脑肿瘤和结肠肿瘤CSCs的表面标志为CD l33+ ， 肝癌CSCs的表面标志为CD90+ 或CD l33+ ， 前列腺癌CSCs的表面标志为CD44+ /21hi/CD l33+ /C lk1[ 7， 15- 19]。

2?肿瘤干细胞在肿瘤的治疗中的应用

2.1 肿瘤细胞的耐药性

临床上多次化疗后未被杀灭的肿瘤细胞， 通常称之为 耐药！细胞。其耐药机制为细胞中的某些物质可以将进入细胞内的化疗药物选择性地向细胞外转运， 从而使细胞得以存活。肿瘤干细胞常处于较为静止的状态也造成对放化疗不敏感； 而且， 肿瘤干细胞还具有较强的DNA 修复能力， 不易发生凋亡。

3 细胞周期调控选择性抑制肿瘤起始细胞

靶向治疗CSC s。磷酸酶及张力蛋白同源物（ phosphatase and tensin homolog， PTEN ）是迄今为止发现的第一个具有脂质磷酸酶活性的抑癌基因， 可调节细胞周期进展、细胞凋亡和肿瘤细胞转移。端粒变短参与了衰老、染色体不稳定和细胞周期停止的调控。由于CSCs部分通过活化端粒酶而长久生存， 端粒酶在CSCs的生物行为中也发挥重要作用。活化的端粒酶组分hTERT 参与了人骨骼肌成肌细胞和乳腺细胞的恶性转化。端粒重复序列分析显示， 在多形性胶质母细胞瘤细胞中端粒酶活性升高， 但在正常人胎神经干细胞中却测不出端粒酶活性。这提示端粒酶是肿瘤干细胞的关键组分之一。还可以通过逆转肿瘤细胞抗凋亡促进肿瘤细胞消亡， 已临床用于胃肠道间质瘤的治疗，对于以往的常规化疗无效、术后复发、转移率高等临床治疗尴尬局面有一定的改善， 可以延长患者生存【3】。

4 小结

肿瘤细胞中存在CSC s的证实， 给肿瘤治疗带来了希望的同时也带来的巨大的挑战。CSC s是一些极少的具有不定的增殖潜能的可驱使肿瘤形成和生长的细胞。可以将其作为肿瘤治疗的靶点， 特异性识别并杀死。但是， 由于CSCs与正常干细胞的高度相似性， 怎样能够在杀死CSCs的同时又不杀死或损伤正常干细胞成为治疗肿瘤的难题。随着对CSC s尤其是其特异性信号传导通路深入研究， 更多靶向治疗肿瘤干细胞的药物将推向临床。联合应用传统肿瘤放化疗和肿瘤干细胞靶向治疗药物将可能从根本上治愈肿瘤。CSCs将成为人类癌症治疗的新靶标。

参考文献

[1]黄强， 董军， 朱玉德， 等. 人脑胶质瘤组织中分离与培养肿瘤干细胞. 中华肿瘤杂志， 2010， 28： 331-333.

细胞生物学定义范文第4篇

关键词：PPT 课件 制作 规律 原则

中图分类号：G642.O 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.108

大学授课中，采用多媒体课件已经非常普遍了，笔者主讲的课程《兽医基础》、《细胞生物学》和《解剖与组织胚胎学》，也都使用了多媒体课件。这几门课程都是以形态为主，非常适合用多媒体手段来表示。在制作和使用课件的过程中，参考了大量的其他课件，根据自己的理解和认识不断改进完善。总结了PPT课件的制作规律与原则，供大家参考。

教学用的多媒体课件类型很多，常用的有：PPT课件，PDF课件，Authorware课件，FLASH课件等。目前应用最普遍的是PPT课件，笔者所制作的教学课件也是采用了PPT形式。下面就介绍一下我的课件制作过程以及几点体会。

1 模板的设计

1.1 版式

一般采用的是1标题栏，1文本框。

1.2 背景

一般采用的是黑底白字，模拟黑板，增加对比度（也有很多人喜欢白底黑字）。

1.3 文本

1.3.1 标题框

笔者采用了填充色、文字色的不同对比，也可以不用填充色。

1.3.2 文本框

白字，一般不加填充色，使画面比较有层次感，不呆板。

1.4 字体字号

标题：一般黑体、32号字；文本框：一般宋体或楷体、28号字（电脑字库不同，有的少，有的多），字号不宜过小，否则后排同学可能看不清，并且视觉效果上显得臃肿。

2 内容的设计制作

2.1 素材的选取（图、表、视频、音频、动画、文本等）

选取合适的表现素材是多媒体课件制作的重点，一般从以下途径来获取素材，并从中优中选优。其他课件（网上、索取他人）、书籍扫描（翻拍）、网上下载（视频）、自己制作（表格用EXCEL＼WORD制作，文本直接输入编辑）。

2.2 素材的加工

选取了合适的表现素材还需要进行适当的加工，主要的加工方式有以下几种。

2.2.1 图片加工

有些可以直接用PPT自带的图片格式编辑功能，还可以用一些图片编辑软件，如：Photoshop，iSee等。笔者习惯使用iSee，该软件界面简洁，功能全面，易上手；而Photoshop就过于专业，不易学。

文本内容可以通过输入法直接输入，也可以通过复制粘贴输入。输入后常见的编辑加工形式有：删减、字号、字体、加粗、颜色、对齐（标题框、文本框）等几种。

2.2.3 视频加工

常见的视频加工形式有剪辑和合成，这方面的软件较少，特别是免费的笔者没找到，只好付费得到一款软件：视频分割专家）。加工后的视频不能在PPT上直接显示，需要用超链接方式间接显示。

2.2.4 表格

PPT本身有表格编辑功能，也可以先在EXCEL或WORD上编辑好表格再复制到PPT上。

2.3 制作流程

①确定内容；

②制作（选取）模板；

③根据内容选取素材；

④素材加工、组合；

⑤其他加工手段：自定义动画（检查顺序）、超链接（检查超链接的前后衔接）；

⑥检查整体内容和效果。

注意事项：随时保存，避免文件丢失。

3 课件制作总原则

PPT课件由于易学易懂，普及性高，目前采用率是最高的。有些课件制作的非常优秀，图文并茂，用恰当的形式和素材很好地展示了教学内容，大大加强了教学效果。但不可否认，也有一些课件制作得非常粗糙，甚至只是简单将教材的内容复制到PPT上，给学生的印象就是教师在照本宣科，教学效果可想而知。如何能够制作出适合自己所教课程的课件，应把握以下几个原则。

3.1 创新性原则

制作课件不是简单把教材内容搬上电脑，然后照本宣科。也不是简单把别人的课件拿来直接使用，而是按照自己的理解，自己的审美，在对教材充分理解的基础上，把每一部分内容用最恰当的多媒体手段表现出来，使学生能更直观、更容易地理解。

笔者在制作时，都是针对每部分具体文字内容去寻找素材和恰当的表现形式。

制作课件的过程是对教材的再创作，是课件制作好坏的关键，也是与别人课件的区别，与照本宣科的区别。好的课件应该有自己的风格。

3.2 科学性、先进性原则

不能有科学性、逻辑性错误；教材中的错误应指出。

3.3 必要性和适宜性原则

所有的手段不是为了好看，而是为了使学生能更直观、更容易地理解。课件中选用的素材应该是画龙点睛，而不能是画蛇添足。

3.4 美观性原则

图片要美观大方；文字简洁精炼，避免大段叙述性文字，一般只要标题、关键词、数据；字体颜色和背景色要清晰可辨。

为宣示著作权，有些课件在每一页都使用了徽标，笔者认为在对外交流，网上公开等可以使用徽标，但教学过程中不必使用。

参考文献：

[1]莫晓宇.PPT教学课件的背景类型和制作方法[J].广西政法管理干部学院学报，2012，（3）.

[2]郭泽平.PPT教学课件的常见问题与制作步骤[J].中国科教创新导刊，2010，（1）.

[3]赵倩倩.大学课堂PPT教学应用现状调查研究——以三峡大学为例[J].教学研究，2012，（5）.

[4]张明泉，温玲丽.大学理工科专业课程多媒体教学及其效果调查分析[J].高等理科教育，2008，（5）.

细胞生物学定义范文第5篇

20世纪60年代初，Umezawa提出了酶抑制的概念,从而将抗生素的研究扩大到酶抑制剂的新领域。酶抑制剂新药发现的途径：一是来源于天然化合物，包括动植物和各种微生物等，二是化学合成物。在目前上市的药物中，以受体为作用靶点的药物占52%，以酶为靶点的药物占22%，以离子通道为靶点的药物占6%，以核酸为靶点的药物占3%。因此，酶抑制剂的开发是新药来源的一个主要途径。以酶为靶点开发新药存在巨大潜力，今后很长一段时间仍然是发现新药的重要着手点。

1 我国酶抑制剂筛选的进展

我国对酶抑制剂的研究起步较晚，始于20世纪70年代末，但是我国进行有计划、有规模的筛选还不到10年，以前的工作没有成规模的化学合成作基础，筛选分散，随机性大。只有最近一些年来，随着高通量筛选和组合化学及组合生物合成技术的结合，规模化筛选药物得到了极大的发展，国内许多单位相继开展了酶抑制剂的筛选工作，福建省微生物研究所、上海医药工业研究院、中国医学科学院医药生物技术研究所、四川抗生素研究所等对酶抑制剂进行了大量研究。国内最为显著的是对血脂调节剂HMG-CoA还原酶抑制剂的研究。高通量筛选技术的发展，是我国筛选酶抑制新药的重大突破，1998年，中国医学科学院药物研究所引进了国内第一台微量闪烁计数器（microplate scintillation & lurminescense counter）对96孔板进行快速的放射性活性测定，使放射免疫实验及放射配基实验自动化、微量化，实现了从整体动物模型向高通量筛选模型的转化，为酶抑制剂的大规模筛选奠定了基础。目前，国内利用高通量筛选每周可筛选数万个化合物。

2 酶抑制剂源

目前，酶抑制剂主要来源于植物、微生物和化学合成。微生物产生酶抑制剂是来源于微生物的初级代谢产物和次级代谢产物，研究最多的是放线菌，也是产生微生物药物最多的类群，其中最重要的是链霉菌属（streptomyces）；细菌、真菌也是酶抑制剂的重要药源微生物。除了传统的药源菌筛选分离外，研究人员的注意力更集中到了各种新的微生物类群中，如海洋微生物、极端微生物［1］。自然界植物种类丰富，但仅有不到10%被测定过某种生物活性，从植物中筛选酶抑制剂存在巨大的潜力，在未来相当长时间内仍是酶抑制剂新药的主要来源。植物源酶抑制剂筛选的难点就在于植物粗提物中“假阳性”结果太多，干扰真正有效成分的筛选，目前，国外对此采取了一系列措施，筛选前先通过纯化，采用提取物通过HPLC或固相萃取后结合质谱作出化合物指纹图谱库，与已有的经验数据库进行比较，有新成分的粗提物再进一步进行药理活性筛选, 再者，他们还可以先将粗提物通过HPLC来鉴别出是否存在吸收光谱有特征的化合物，这样可以减少筛选的盲目性［2］。新药筛选的化合物库中有70%左右为有机化学产物，因此，合成药是新药的主要来源，将高通量筛选技术与组合化学和组合生物合成技术的结合，实现了酶抑制剂大规模筛选，是世界许多大制药公司筛选酶抑制剂新药的主要渠道。

3 筛选模型

酶抑制剂的筛选模型分为三类：整体动物水平模型、组织器官水平模型和细胞分子水平模型。整体动物模型通常效率低、耗费多，筛选的样品量多而筛选出的化合物却很少，并不适合作为药物初筛的模型。而组织器官模型是药物筛选的一大进步，它在一定程度上克服了整体动物模型的不足，减少了筛选样品量，降低了劳动强度，扩大了筛选规模，减少了动物用量，提高了筛选效率，降低了筛选成本，但是尽管这样，还是存在规模小、效率低、样品量较大等缺点，不易实现一药多筛。随着酶和受体作为靶分子的阐明及分子生物学和细胞生物学技术的发展，分子药理学的不断深入，细胞分子水平药物筛选模型应运而生，此模型克服了前两者的缺点，实现了大样本量的筛选和一药多筛，已成为目前药物筛选的主要方法，使传统的手工筛选形式转变为由计算机控制的自动化大规模筛选的新技术体系，从而产生了高通量筛选［3,4］。高通量筛选始于20世纪80年代后期，在20世纪90年代后期得到极大发展，已成为酶抑制剂新药发现的主要手段，筛选快速、高效，其筛选的过程为： 粗筛复筛深入筛选确证筛选。其先进的检测方法使每周筛选数万个化合物成为可能，对酶抑制剂的筛选大多数情况测定酶活性即可检测，其检测方法主要为：放射免疫检测（RIA）、荧光检测（FA）、闪烁接近检测（SPA）、比色法检测等。Flotow通过放射法已成功建立了P56kk激酶抑制剂的高通量筛选模型。Taft等［5］也利用此法建立了（1.3）β-葡萄糖合酶抑制剂的高通量筛选方法。基于放射性的闪烁接近检测（SPA）技术已成功应用于激酶抑制剂、肝炎C病毒（HCV）NS3蛋白酶抑制剂等的药物筛选。用荧光检测法筛选逆转录酶抑制剂、HIV-1蛋白酶抑制剂、中性内肽酶抑制剂等均获成功。利用比色法已成功筛选出了脂氧合酶抑制剂，次黄嘌呤核苷-5’-单磷酸脱氢酶抑制剂、α-葡萄糖苷酶抑制剂、蛋白酪氨酸激酶抑制剂等［5～7］。

由于很多因素会影响与酶靶点作用的化合物的药理作用，在体外对靶分子或细胞作用较强的物质在生物体内可能会被迅速降解或通过旁路途径功能的调整而降低或消除活性成分的作用,许多在体外作用强度较高的酶抑制活性成分在生物体内往往显示不出理想的作用效果,仅仅依靠分子水平模型的结果全面认识化合物的药理作用还有一定距离。因此，通过高通量筛选的药物必须通过动物模型进行复筛。

4 筛选方法

酶抑制剂筛选的方法主要分为体内和体外筛选，体内筛选即利用动物进行筛选，体外筛选包括体外试管筛选和体外细胞筛选，以下介绍几种酶抑制剂的筛选方法。

4.1 HMG-CoA还原酶抑制剂的筛选

HMG-CoA还原酶是合成胆固醇过程的限速酶，抑制其活性即可抑制胆固醇的合成，从而起降血脂作用。其筛选方法为：（1）固醇脂质合成的同位素掺入法［8］。用鼠肝微粒体或胞浆酶作为粗酶制剂，在反应体系中加入同位素标记的合成前体如［14C］-乙酸或D，L-［14C］HMG-CoA，或D，L［14C］-甲羟戊酸作为底物，反应后测定形成的固醇中同位素的掺入率，样品抑制固醇脂质合成能力可以通过与对照组数据对比求得。（2）利用对某些真菌的抑制活性及其用加酶催化产物抵消试验来筛选。(3)应用酶联免疫吸附测定法将已知的 β-羟-β -甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂compactin与蛋白质交联，其交联物免疫动物获得抗体。酶标抗体作为探针在发酵液中定向寻找目标物。采用双抗体法进行筛选［9］。（4）动物实验。用于进一步的活性测定，方法是从大鼠尾静脉注射tritonWR-1339盐水溶液，注射后立即停止喂食，并持续使其处于饥饿状态，被检测的大鼠在注射triton后分几次给药，在注射triton 24 h后取肝和血浆测总胆固醇和甘油酯，评价样品降血脂的效果［8］。

4.2 法呢基转移酶抑制剂的筛选

法呢基转移酶（farnesyltransferase,FTase）是Ras蛋白脂类共价修饰过程中最关键的酶, 寻找FTase抑制剂已成为近年来抗癌药物研究领域的热点之一。FTase抑制剂一方面来自对天然产物的筛选，另一方面来自人工合成。已有的筛选方法建立在三个水平上：无细胞水平、细胞水平和体内水平。（1）无细胞水平的筛选。即直接用纯化的FTase在人工反应体系中测定化合物对它活性的抑制作用。FTase活性测定方法有多种，最常用的一种是测定［3H］法呢基从［3H］FPP转到Ras蛋白的数量。一个酶活力单位定义为：1 h内在标准反应条件下(37 ℃ ，pH 7.4)把l pmol法呢基转移到Ras蛋白上去的酶量。这种方法的关键是要能够完全分离标记的反应产物，分离的方法主要有：凝胶电泳法、过滤法、免疫沉淀法。（2）细胞水平的筛选。目前人们已采用各种细胞模型包括GPAL酵母突变株、Ras细胞、HeLa细胞、蛙卵母细胞及人肿瘤细胞等。其中GPAL酵母突变株应用较广，手霉素(manumycin)族抗生素类的三种抑制剂UCF-A、UCF-B、UCF-C就是用这种方法从链霉菌属中筛选出来的；利用Ras细胞筛选是以抑制Ras转化细胞的停泊非依赖性生长和单层培养生长作为合适指标；HeLa细胞模型是通过检测FTase抑制剂引起前核纤层蛋白A在HeLa细胞中积累的数量，来评价抑制剂的活性。（3）体内水平筛选。可利用线虫、裸鼠等进行筛选，利用线虫筛选FTase抑制剂可以通过抑制法呢基化抑制Let-60 Ras蛋白功能，从而抑制发生了gf突变的C. elegans幼虫Muv表型的发生，并且具有剂量依赖关系，可以用来评价FTase抑制剂的活性, 不过线虫的结构和生理功能毕竟远不及哺乳动物复杂，因此这个模型的实用意义还有待于进一步研究。

4．3 醛糖还原酶抑制剂的筛选

醛糖还原酶（AR）是多元醇通路中的关键限速酶，抑制它的活性能减少山梨醇在细胞内的堆积，防止一系列糖尿病并发症的发生，因此，筛选醛糖还原酶抑制剂是糖尿病新药来源的重要途径。其筛选也分为体外筛选和体内筛选：（1）体外筛选。目前醛糖还原酶抑制剂的体外筛选主要利用高通量筛选，即直接用纯化的AR在人工反应体系中测定化合物对AR活性的抑制作用。其筛选方法为：以DL-甘油醛为底物，还原型辅酶Ⅱ（NADPH）为辅酶，建立ARIS的高通量筛选模型，杨［10］，彭剑等人［11］应用96孔石英板，建立了AR的微量高通量筛选模型，一个酶活单位定义为：反应体系在37 ℃，pH 6.2下，在340 nm处吸光度每分钟下降0.001为一个单位，以不含底物的样品为空白对照，测试样品对AR的抑制活性，AR粗酶抑制率按以下公式计算：I = （ΔA对照-ΔA样品）/（ΔA对照-ΔA空白）。（2）体内筛选。主要采用动物模型向动物给药，提取分离血浆中的红细胞，体外测定红细胞中AR的活性。目前测定红细胞中AR活性的方法有：柱层析法、荧光法和ELISA［12～14］。

5 酶抑制剂产品

目前，已上市的酶抑制剂药种类很多，针对各种疾病筛选出的酶抑制剂新药源源不断地进入市场。血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）是治疗心血管疾病的一类重要药物，最早上市的血管紧张素酶抑制剂是卡托普利，以后陆续上市了伊那普利、赖诺普利、西拉普利、雷米普利、培哚普利、福辛普利等。α-葡萄糖苷酶抑制剂能降低进食后血糖上升及血清胰岛素的增加，1995年上市的阿卡波糖和1997年上市的伏格列波糖被列为治疗糖尿病药。此外米格列醇也是一种α-葡萄糖苷酶抑制剂。针对糖尿病并发症，醛糖还原酶（AR）抑制剂托瑞司他和依帕司他在欧洲和日本已上市 。羟甲戊二酰辅酶A（HMG-CoA）抑制剂是一类降血脂药，目前上市的HMG-CoA抑制剂有洛伐他丁、西伐他丁、普伐他丁、氟伐他丁、阿伐他丁和辛伐他丁。抗肿瘤方面，包括TOPOⅠ抑制剂拓扑替康和伊立替康等，TOPOⅡ抑制剂甲柔红霉素、吡喃阿霉素及鬼臼噻吩苷等。蛋白酪氨酸激酶（PTK）抑制剂，有三羟异黄酮等。抗HIV方面，已上市的蛋白酶抑制剂药包括：沙奎那韦(saquinavir) 、利托那韦(ritonavir)、奈非那韦(nelfinavir)、茚地那韦(indinavir)和洛匹那韦(1opinavir)。此外，还有增加青霉素抗耐药菌能力的β-内酰氨酶抑制剂：棒酸、青霉烷砜等；解热镇痛抗炎的环氧合酶抑制剂：阿司匹林、吲哚美辛、塞来昔布、布洛芬等；抗痛风的黄嘌呤氧化酶抑制剂：别嘌呤等酶抑制剂。

6 结语