单细胞生物具有的生命特征
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单细胞生物具有的生命特征范文第1篇
关键词 文化哲学细胞分裂有性生殖
中国古老的文化哲学典籍《老子》中就有关于生命规律的论述，《老子》又名《道德经》、《德道经》，是讲述关于天道和人道的玄妙至理。《道德经》第四十二章说：“道生一，一生二，二生三，三生万物，万物负阴而抱阳，冲气以为和。”[1]讲的是天道至理，可以看做是万物生命演化繁衍的至理。
一、“道生一”的规律
何谓道？道在哲学上可看做是“无”和“规律”。宇宙间没有出现的事物是“无”，但在这无中蕴含着“有”的规律。《易经》中说：“形而上者谓之道，形而下者谓之器。”形而上在哲学中指的是那些无形或未成形的东西，形而下指的是有形或已经成形的东西，道是形而上的无形的规律，器是形而下的有形的事物。
“一”是事物的最初形式，是“有”，但其发展并没有固定的方向，只是在外界条件成熟下的一种“萌芽”，是一个开始。相当于《易经》中的“太极”，由无极而太极，是由无到有的过程。太极之理最为玄妙，最简单的一个初始本源却蕴含着整个宇宙苍生的诸多规律。北宋哲学家邵雍说：“一者，数之始而非数也。”（《皇极经世书・观物外篇上》）“一”并不是一个数字，而是数字的开始，万物的开始。邵雍之子邵伯温解释“一”说：“天地万物莫不以一为本，原于一而衍之为万，穷天下之数复归于一。一者何也？天地之心也，造化之原也。”（《宋元学案・百源学案》）最稚嫩、最单纯、最简单的一个雏形，却拥有着巨大的能量，在生物中就相当于干细胞。
道生一的规律就可以看做是生命出现的最原始方式，当外界条件满足于生命形成的条件后，这一规律便呈现出来，进而出现了原始的单细胞生物。地球之初，天地混沌，没有生命。但随着时间的推移，地球环境发生了变化，出现了符合生命形成的条件，特别是蛋白质形成之后，最原始的生命形成了，这就是一个从无到有的过程。不管是厌氧型细菌，还是单细胞生物，不管是陆上的还是水中的，所有的生命的远祖都曾经历了一次从无到有的过程。原始大气中生命的最初原料，在太阳的紫外线、放射线、火山活动、陨石冲击、雷电等自然能源的长期作用下，大气中的甲烷、氨、二氧化碳、氢、水等生成了氨基酸、嘌呤、嘧啶、核糖等有机小分子。这些有机小分子是形成原始生命的基本粒子。经过长时间的演变，产生了生物大分子――蛋白质和核酸。然后随着地球上自然条件的演变，生物大分子进一步演变成能进行自我复制、可以新陈代谢的原始生命。
生物化学家米勒模拟原始地球条件，把地球原始大气的主要成分甲烷、氨、氢和水蒸气混合并进行放电实验，结果产生了氨基酸、脂肪酸、糖、尿素、嘌呤、嘧啶等简单有机分子的生命物质。这是生命起源研究的一次重大突破，通过实验证实地球生命起源的一个假说：在早期地球环境中，原始大气中的无机物可以形成有机物，有机物可以发展为生物大分子。
后来，科学家们仿效米勒的模拟实验，合成出大量与生命有关的有机分子。如嘌呤、嘧啶、核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸、脂肪酸等多种重要的生物大分子。越来越多的实验证据支持化学进化论：地球上的生命是由非生命物质经过长期演化而来。
二、“一生二”的规律
《易经・系辞上》中说：“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”[2]太极在这里就相当于“一”的位置，而《易经》中的这种成卦规律，是一种二分方法，符合万事万物“一生二”的规律。
“一”在这里是初始的意思，是一个独立体，是一个最原始的生命，是万物的开端，没有数字意义。而“二”则是两个互为对应的本体，两者有着相对、相近、相同的特征，具备了数字的内涵。周敦颐《太极图说》：“无极而太极，太极动而生阳，动极而静，静而生阴，静极复动，一动一静，互为其根，分阴分阳，两仪立焉。”就是说由无到有，有后成性，性动而变阴阳，阴阳是万事万物相对的两面，相互转化，由一而生。邵雍说：太极一也，不动，生二，二则神也。“二”由“一”而生，一中蕴含着二，经过外在环境的变化，适时蜕变为二。张载在《正蒙・参两》中说：“一物两体，气也；一故神，（自注：两在故不测）两故化，（自注：推行于一）此天之所以参也。”这里的“两体”指阴阳两个对立面，前一个“一”是一个物体，后一个“一”指对立面的统一；“神”指气化运动的潜能，“两”指对立面，“化”指阴阳相互作用引起的变化。“一故神”是说有对立面的统一，才有运动的性能；“两在故不测”是说，由于统一体中存在着对立面，所以其运动的性能神秘莫测。“两故化”是说有对立面才有运动变化的过程，其自注“推行于一”是说，对立面的相互作用存在于统一体中。所以，因二存在于一中，而生出二。这一哲学，在生物学中更是随处可见。
首先，分裂生长。细胞学说的创立，打破了动植物之间的界限，植物和动物都拥有相同的基本组织结构细胞，而生命体的成长壮大也是因为细胞具有分裂功能，由一个细胞分裂成两个，不断重复的细胞分裂，使生命体不断壮大，最后形成各式各样不同功能和性状的生命体征。细胞的分裂生长模式是一种最为典型的“一生二”的生长方式。
其次，分离再生。分离再生主要指一些动物和植物，生命体具有再生能力，即一部分从母体脱落后，母体与脱落体都能独自继续生长，最后成长为与母体一样的体征。在动物界，低等动物有些是靠无性生殖来繁殖的，还有些动物雌雄共体，也具有很强的再生能力，如蚯蚓、水螅或涡虫被横切为两段，可分别再生，成为两个独立个体。植物在繁殖中更鲜明地体现分离繁殖的特征，植物的枝条与母体分离后仍具有独立生长的能力，如：分离繁殖、压条繁殖、插杆繁殖、嫁接繁殖都可以看做是一种“一生二”的繁殖方式。
再次，分裂繁殖。指生物体在正常情况下，由生命本体分裂出来的个体，脱落于母体后形成的新生命。出芽生殖，酵母菌在母体的一个部位上长出芽体，芽体长大后从母体脱落，成为与母体一样的新个体。孢子生殖，真菌和一些植物，产生无性生殖的细胞――孢子，在适宜的环境下，孢子萌发长出新个体。如：青霉、曲霉、衣藻、苔藓。营养生殖，马铃薯的块茎、草莓的匍匐茎等植物体的营养器官（根、茎、叶）的一部分，从母体脱落后，能够发育成为一个新的个体。
三、“二生三”的规律
“二”是一个数词，代表两个，是增多的含义，在量上有一个增进；同时也是一个代词，指相对的两个或两方面，两者相互运动、冲撞、相交、矛盾，而这种运动之后，就产生了“三”。张载说：“两体者，虚实也，动静也，聚散也，清浊也，其究一而已。”任何事物都是“一”与“二”的矛盾统一体，对立和统一是不可分割的，统一体中具有对立面，对立面又存在统一体之中。“三”不是数量三的本意，其有两层含义，第一是新生事物，由二而生成的不同于“一生二”的新个体。第二是多的意思，是万事万物的高级繁殖方式，含有发展的含义。如果说“一生二”是量变，那么“二生三”是质变。如果说“一生二”是无性生殖，那么“二生三”就是有性生殖。
“三”代表着一种新的子代，也代表着所有的各式各样的子代。在“道生一，一生二，二生三，三生万物，万物负阴而抱阳，冲气以为和”中，万物附阴而抱阳，即阐释“道生一，一生二”之理，任何一个事物或生命，都含有阴阳两个方面，也能分化出阴和阳两个个体。而“冲气以为和”则是阐释“二生三，三生万物”的道理，二生三之理便是冲气以为和，也就是阴阳相交，产生的平衡和发展。在生物学中可以理解为有性生殖，产生的子代就是“三”。
在动物界，高级动物几乎都是通过有性生殖来繁衍后代的，通过雄性和雌性的合体，来达到受精，产生下一代。有性生殖是通过生殖细胞的结合而产生新生命的生殖方式。通常生物的生长过程中包括二倍体时期与单倍体时期的交替。二倍体细胞通过减数分裂来产生单倍体细胞，可称为雌雄配子或卵细胞和；单倍体细胞通过受精形成新的二倍体细胞。
接合生殖是一种低级生物的有性生殖。多细胞生物及单细胞生物群体由特化的单倍体细胞“配子”进行融合生殖。细菌的接合生殖是两个菌体通过暂时形成的原生质桥单向地转移遗传信息：供体（雄体）部分染色体可以转移到受体（雌体）的细胞中并进行基因重组，这种连接是最原始的接合生殖。原生动物的接合生殖多见于纤毛虫类，按接合子的形态又分为两类：第一，同配接合，接合子的形态相同。接合时双方暂时融合，小核在减数分裂后进行交换，相互受精后分开，如尾草履虫。第二，异配接合，在进行接合生殖前，虫体先有一次不均等分裂，分成大接合子和小接合子，大接合子固着，小接合子自由游泳，小接合子找到大接合子后就牢固地附着在上面并开始接合，小接合子被大接合子吸收。异配生殖有两种类型：第一，生理异配生殖，参加结合的配子型不同，但形态上并无区别，相同型的配子间不发生结合，不同型的配子相互结合，如衣藻中的少数种类，这种异配生殖是最原始类型。第二，形态异配生殖，参加结合的配子大小和性表现不同。大的不活泼是雌配子，小的活泼是雄配子，有了性别在形态上的分化。在原生动物和单细胞植物等低级生物中，所有个体或营养细胞都可能直接转变为配子或产生配子，而在高等动物中，生殖细胞是由动物的性腺生长产生的。另外还存在一种特殊生物的配子可不经融合而单独发育为新个体，为单性生殖，如蜜蜂、蚂蚁的雄性是未经受精的卵细胞长成的，属于“一生二”的范畴了。
四、三生万物
“三”除了表示不同于“二”的量变特征外，另一层含义是“多”。道生一，一生二，二生三的所有结果都属于“三”的范畴。三是各类成熟的个体的总和，有这个“三”就可以产生万事万物了。三为简约稳固之数，冲气之后的状态，如生活中的三角形、三足鼎等。同时“三”又是一个简约变数，冲气之后形成的新的初始，也就是三，含有运化万物的道理，如生活中的口号：1、2、3开始。1和2是不动的，3则变动。“一”和“三”的区别是，“一”是一种抽象的万物初始，“三”是一种具象的万物综合。“一动一静，天地之妙欤？一动一静之间，天地之至妙欤？一动一静之间者，非动非静，而主乎动静，所谓太极也。”（《宋元学案・百源学案》）太极就是有极，就是“一”，这种动静之间而产生的至妙之理，由“一”而主，归于“三”终。“三生万物”是玄而又玄，众妙之门。尤其高级动物的生命演化，即便是现在仍能找到进化的痕迹。
万物演化都属于三生万物的规律，其包罗万象，复杂而神秘，现仅以几种动物和人的生命从胚胎的形成过程为例，做一个管窥探讨。胎儿的形成与其他动物的形成区别不大，不管是鱼类、鸟类、爬行类，还是哺乳类，在胚胎形成发育过程中，都有相通之处，但有各自不同。18世纪晚期，欧洲政府和医学界将健康和数量众多的人口看做是一个社会井然有序、颇具竞争力的国度所必不可少的，于是，新建医院会向未婚先孕的女性提供各方面的照顾。这些机构增加了解剖学家接触胚胎和胎儿标本的机会，最终令他们制作出诸如此类的图像。来自于赫克尔后来编写的一本书，描写了从鱼到人的脊椎动物胚胎在三个发育阶段的进程，用以说明人和动物胚胎的相似之处。
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参考文献
[1] 邱进之.道法自然.成都：四川教育出版社，1996.
单细胞生物具有的生命特征范文第2篇
一、多媒体与中学生物课教学整合的思考
“课程整合”是中国面向21世纪基础教育教学改革的任务之一，也是当前我国正在着力研究的一种新的课程形态。整合（integration）是指一个系统内各要素的协调、相互渗透，使系统各要素发挥最大效益。[1]所谓多媒体技术与学科的整合，就是根据学科教学的需要，以计算机为工具，运用现代教育理论和现代信息技术，借助声、像、图、文，通过人机交互对教与学的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价，以实现教与学的优化，从而提高教学质量，促进教学改革。[2]与传统教学相比较，多媒体与中学生物教学的有机整合可大大提高教学质量。
1. 运用多媒体课件加强直观教学，增大教学信息量。直观教学在生物教学中占有很大比重，是一种重要的教学方法。利用多媒体课件能够形象地展示各类生物特征及各种生理活动，能使微观世界宏观化、抽象事物具体化。如，苏教版生物七年级上册“单细胞生物”一节，对于刚上初中的学生来说，这一节是比较微观、抽象的内容，尤其是单细胞生物对外界刺激做出的反应更是难以理解。教师可将“草履虫对刺激的反应”这一探究实验制作成多媒体课件，以flas的形式向学生展现这一过程。屏幕上先出现一个实验平台、一个放大的载玻片，上面有两滴中间联通的培养液，培养液中是草履虫（以小黑点表示）旁边有三个按钮：食盐、食糖、光，分别代表三个不同的实验过程。按下食盐按钮，滴管将一滴食盐滴入载玻片上的一滴培养液中，随后可见草履虫聚集向另一端的培养液，这一过程形象地说明食盐对草履虫是有害的；按下食糖按钮，滴管将一滴食糖滴入载玻片上的一滴培养液中，可见草履虫聚集向滴入食糖的培养液，说明食糖对草履虫是有利的；按下光按钮，一束光照向一滴培养液，另一滴出于黑暗中，可见草履虫向有光照的培养液中跑去，说明光对草履虫是有利的。通过上述三个实验的演示及教师的讲解，可形象地将单细胞生物趋利避害、适应环境的特点展现给学生，在视、听双重感官的刺激下吸引学生的注意力，引导学生积极思考，使他们准确直观地理解这一难点知识。
2. 利用多媒体技术使知识完整统一。北师大版七年级下册第九章“人体内的物质运输”中关于血液循环途径这部分内容，学生常常是机械地记忆体循环和肺循环的途径，一般很难把它们有机地结合成一个整体。为了使学生摸清脉络，教师可利用多媒体技术，把血液循环的完整途径制作成flas展现给学生。首先，演示体循环：鲜红色的动脉血液从左心室流出，经主动脉进入全身毛细血管网，并与组织细胞进行气体交换，氧气从毛细血管的血液中向外扩散，二氧化碳进入毛细血管，此时血液的颜色变为暗红色的静脉血。静脉血通过上、下腔静脉进入右心房，再进入右心室，至此体循环结束。此时，在同一画面下出现肺循环途径：右心室中的静脉血通过肺动脉进入肺毛细血管，当血液流经肺部毛细血管时可看到氧气与二氧化碳的交换以及血液由暗红色变为鲜红色的过程。最后，演示血液循环的完整途径。这样，血液源源不断地反复循环，心脏有节律地收缩跳动，使它们有机地结合成为一个整体，从而既实现了知识完整统一的目的，又可提高教学效率，这种效果是依靠挂图、幻灯片都无法获得的。[3]
3. 利用多媒体解决教学重点和难点，优化教学过程。在生物教学中，许多微观、抽象的重点和难点问题单靠挂图、幻灯片等手段很难讲解清楚，这就需要在教学过程中运用多媒体CAI课件，从多个角度演示生命现象，将抽象的生命概念动态化、形象化、具体化，以利于学生准确理解和熟练掌握。如，普通高中课程标准实验教科书（必修1）中“蛋白质的结构及其多样性”属微观领域的知识，相对比较抽象，难于理解，教师若通过多媒体课件的巧妙设计，将其制作成三维立体图像，就可使学生清楚地看到蛋白质的空间结构，这就使抽象知识具体化，模糊概念直观化。再如，普通高中课程标准实验教科书（必修2）中“DNA的复制”一节课，历来是教学过程中的重点和难点，以往都是通过平面图以及教师在黑板上画的简易图给学生讲解，许多学生不容易理解。现在，教师可通过一些多媒体软件将这一过程制作成flas，在课堂上演示，在演示过程中教师略加以引导、启发，使学生通过观看、分析很快理解并掌握DNA复制的过程。
4. 利用计算机辅助教学，丰富生物实验教学。在传统教学中，通常是老师在台上演示实验，学生在下面看实验，即使是学生在实验室里做实验，也是对老师做过的演示实验的机械重复，既缺乏趣味性，又不利于学生创新思维的培养，而且教师讲解的只能是共性的问题，即便是同一植物材料，由于所取部位不同或制作过程中的微小差异，都会导致显微镜下观察内容的改变，而对于实验经验少的中学生而言，很难区分这些异同。如今，通过多媒体技术，教师将课前拍下的显微照片演示给学生，对一些异常现象做出解释，会使学生对实验内容做到心中有数。例如，七年级“植物细胞的结构与功能”一节课，要求对洋葱表皮细胞进行观察，教师先将课前拍摄的自制装片的显微照片演示给学生，将微观的结构直观化，再让学生自己动手做实验。学生在实验过程中将结果与教师的演示照片加以对照，就能够清楚地观察到中央大液泡、细胞核等结构，并区别一些易混淆的现象，减少盲目观察。这样，既让学生容易理解、增强实验教学效果，又节省了实验时间。
二、思考与建议
1. 提高教师的信息科学素养。多媒体教学是信息技术与课程整合中的一部分内容，是教学过程的一种新的教学方式和手段。要很好地实现生物教学与多媒体技术的整合，教师就应该学点信息技术与课程整合的基本理论，在以多媒体和网络为基础的信息化环境中实施课程教学活动。因此，教师应接受现代教育理论、信息技术能力、教学设计方法、信息技术与课程整合模式等方面的培训，以提高教师对多媒体教学的认识、改变教育观念、提高教师自身素质、提高教师进行教学设计和教学实施的水平。
2. 设计课件的几点建议。虽然多媒体与生物学教学内容的整合可大大提高教学效果，但在应用中也存在一些问题，尤其在多媒体课件的制作方面需额外注意以下几方面：
（1）课件的颜色搭配应协调、柔和，不宜太过刺激和强烈对比。屏幕底色易为浅色，某些重点内容可用字体的变化来加以突出，以引起学生的注意。
（2）课件文字内容应言简意赅，突出重、难点，切不可长篇大段的演示。必要时，可用图片补充说明文字内容，还可以增加动画效果，但要掌握一个“度”的问题。[4]
（3）课本上有的，或一般陈述性的内容尽量不要放在课件中，可通过教师在课堂中的讲述和板书来解决。
（4）不容易说清的内容要精心设计课件，利用动画、三维图、二维图表和信号流程图等形式直观地表达出来，便于学生加深理解和增强识记。
（5）利用多媒体技术解决难点和重点内容时不要简单地照搬书本，难点内容要做到通俗化，深入浅出；重点内容要突出，要让学生印象深刻。[5]
（6）根据实际教学需要在课件中编辑一部分课外资料，这有助于学生对某些知识点的理解、深化和知识的扩展。
随着科学技术的飞速发展，多媒体和网络技术在教学活动中的应用越来越广泛，以计算机为核心的教育信息技术正在成为现代教育技术的主流。随着多媒体技术在教学中应用的不断深入，以多媒体为基础的教学设计方法及理论研究越来越显得重要。学生在教师的组织与引导下恰到好处地使用多媒体的诸多功能，真正实现网络环境下的多媒体技术与生物课程的整合，必将带来学生学习效率的提高，也必然会使学生的创新素质和各种能力得到提高。但我们也应注意，多媒体课件与图片幻灯、模型一样，对教学的作用永远只是辅助，不能把用课件当作一种时髦，不分场合、不加需要地滥用，要将多媒体课件用在最适合的地方，使之达到最佳效果。
注释：
[1]王丽珍.中小学信息技术教育中课程整合的两种形式[J].中国远程教育，2002（183），65-66.
[2]龚大洁，严峰，俞诗源.多媒体技术与高校生物教学整合的探索与思考[J].电化教育研究，2006，（3）：63-67.
[3]王雪松，李铁，王艳.多媒体技术在生物教学中的运用[J].高师理科学刊，2002，⑴：79-80.
单细胞生物具有的生命特征范文第3篇
关键词：生物教学 模糊语言 应对策略
中图分类号：G633.3 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）04-0048-02
所谓“ 模糊语言”是人们认识中关于对象类属边界和状态的不确定性的物质形式，是语言表现世界的一种基本方式。模糊语言主要是指由模糊词组所产生的，表示概念的外延难以确定的语言。在生活中，当人们无法具体或精确地确定思维对象的范围时，语言就带有模糊色彩。一般来说，模糊语言语义不清，容易使人产生歧义，从而产生模糊结论。对生物教材中的模糊语言，若处理不当，会使学生对生物学知识的准确理解和掌握带来消极影响。相反，若运用恰当，则能准确反映自然界中普遍和特殊、简单和复杂、主观和客观的各种生物现象和规律。高中生物教材中的模糊语言主要体现在哪些方面？如何正确处理？笔者结合教学实践浅谈自己对高中生物教材中的“模糊语言”的认识及其应对策略。
一、高中生物教材中的常见模糊语言
据笔者的粗略统计，现行高中生物必修教材中，涉及“模糊语言”的词语有“主要原因”“主要分布”“主要特点”“主要方式”“主要区别”“某些”“有些”“绝大多数”“大多数”“绝大部分”“大部分”“部分”“几乎所有”“一定浓度”“一定条件”“一般”“接近”“通常”“基本相同”“主要”“常常”“轻微”“重度”“大致”“适时地”“有计划地”等，而且许多与重要概念、规律有关。
二、对高中生物教材中的模糊语言的应对策略
笔者在近二十年的教学和听课活动中感觉到无论是教师还是学生对模糊语言都不太重视，常常视而不见，忽视它们的存在和重要性，即使看到也不去仔细推敲、琢磨、弄清它们的准确含义。部分教师特别是年轻教师在平时课堂教学中，不能够准确、科学、规范地使用教学语言，导致学生一知半解不能准确理解其中含义，这种现象很严重。因此教师在教学中必须解决好生物语言的模糊性和知识的准确性之间的矛盾，将模糊语言对教学的消极影响转化为教学的有利因素。下面笔者结合生物教学实践谈谈对“模糊语言”教学的一些策略。
1．先入为主，引导探究
在高中生物必修一第一章《走近细胞》短短两节中出现了许多模糊语言，如仅第10页就有“绝大多数”“主要成分”“主要”“相对”“可以”等模糊语言。教师在学生刚接触生物学科时要把握契机，明确告诉学生类似这样的模糊性语言在今后生物学教材中有很多，要注意正确理解和应用。这样一方面可引起学生对模糊性语言的有意注意，另一方面引导学生探究隐藏在模糊语言背后生命的奥秘，以激发学生学习生物学兴趣。如针对如下模糊语言“真核细胞染色体的主要成分是DNA”“细胞是一个相对独立的单位”“DNA是主要的遗传物质”“构成生物体新陈代谢的所有化学变化，都是在酶的催化作用下进行的，而几乎所有的酶都是蛋白质”“核酸是遗传信息的携带者，绝大多数生物体的遗传信息都存在于脱氧核糖核酸分子中”，笔者对模糊语言“主要成分”“相对”“主要”“几乎”“绝大多数”进行点拨，引导学生自然而然地联想到真核细胞染色体的成分除DNA外还有哪些物质，遗传物质除DNA还有哪些物质，酶除了蛋白质外还有哪些物质，遗传信息除在DNA中外还存在于哪里等问题，激发学生探究的学习欲望。
2．标记关键字词，引起重视
在具体教学中碰到一些重要的模糊性语言，教师不能视而不见，避而不讲，而应让学生作为关键字或词用笔圈出或点出，以引起学生重视，并积极引导学生正确理解其含义。如针对如下模糊语言：氨基酸分子共同结构特点是：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。笔者在教学中让学生把“至少”两字圈出，并通过列举具体实例（如必修一24页的练习第2题）进行仔细剖析，引导学生正确理解其含义。
3.适当拓宽教材内容，帮助理解
对含模糊语言知识的有关内容，教学中教师可进行恰当拓宽，掌握其外延。如在讲授“线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所”内容时，笔者对细胞有氧呼吸、无氧呼吸以及蓝藻、细菌等原核生物、病毒的呼吸方式（特别是产生ATP的场所）进行适当拓宽，从而帮助学生正确理解模糊语言“主要”其中的含义。又如，笔者在讲授“关于保护生物多样性的措施”教材中的例子：“保护海洋生态系统并不是完全禁止捕鱼；相反，适时地、有计划地捕捞成鱼，不仅能获得渔业产品和经济效益，而且有利于幼鱼的生长发育，从而有利于海洋生态系统的保护”时，笔者对“适时地、有计划地”其中的含义进行适当拓宽，与必修三“种群数量变化规律”结合起来，从而帮助学生理解。
4.“反例”教学，加深理解
对教材中一些存在于重要的概念、规律中的模糊性语言，在教学时教师可通过举出一些典型的“反例”、“特例”来说明，从而有利于学生掌握语义的范围，加深对知识的理解。如笔者讲授教材中描述“物种”时解释“生殖隔离”（不同物种之间一般是不能相互的，即使成功，也不可能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离）和“同源染色体”（配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体）概念时，笔者用骡、狮虎兽、虎狮兽的产生、生殖来说明为什么只说“一般”这个模糊性语言。笔者用“生殖隔离”图片展示人类正常男性的一对性染色体XY等特殊例子来说明“同源染色体”中的反例。这样学生学习了以后印象深刻，有利于学生理解和掌握知识。
5．强化训练，巩固理解
在教学实践中笔者有意识地编制一些选择题、判断题或简答题进行强化训练，认真讲评，纠正错误，深化理解，以提高学生正确使用模糊语言来描述生物现象和原理的能力。如笔者在讲授教“细胞的结构和功能”的知识的应用时，针对教材中讲到“一切生物都是由细胞构成（除病毒外）”，如笔者设计如下练习题对学生进行强化，以巩固理解。
生命活动离不开细胞，对此理解不正确的是（ ）
A．没有细胞结构的病毒必须寄生在活细胞内才能繁殖；
B．单细胞生物体具有生命的基本特征――新陈代谢、应激性、繁殖；
C．多细胞生物体的生命活动由不同程度分化的细胞密切合作完成；
D．一切生物都是由细胞构成。
6．示范教学，激发实验兴趣
单细胞生物具有的生命特征范文第4篇
《细胞生命的礼赞》是托马斯最著名的代表作，1974年出版后立即引起美国读书界和评论界的巨大反响和热烈欢呼，并荣获了当年的“美国国家图书奖”。该书收文29篇，展示了一位医学家、生物学家对生命、人生、社会乃至宇宙的思考。
下文选自该书第一章《细胞生命的礼赞》。
精彩片段
We are told that the trouble with Modern Man is that he has been trying to detach1） himself from nature. He sits in the topmost tiers2） of polymer3）， glass， and steel， dangling his pulsing legs， surveying at a distance the writhing4） life of the planet. In this scenario， Man comes on as a stupendous5） lethal6） force， and the earth is pictured as something delicate， like rising bubbles at the surface of a country pond， or flights of fragile birds.
But it is illusion to think that there is anything fragile about the life of the earth； surely this is the toughest membrane7） imaginable in the universe， opaque8） to probability， impermeable9） to death. We are the delicate part， transient and vulnerable as cilia10）. Nor is it a new thing for man to invent an existence that he imagines to be above the rest of life； this has been his most consistent intellectual exertion11） down the millennia12）. As illusion， it has never worked out to his satisfaction in the past， any more than it does today. Man is embedded in nature.
The biologic science of recent years has been making this a more urgent fact of life. The new， hard problem will be to cope with the dawning， intensifying realization of just how interlocked we are. The old， clung-to notions most of us have held about our special lordship are being deeply undermined.
Item. A good case can be made for our nonexistence as entities. We are not made up， as we had always supposed， of successively enriched packets of our own parts. We are shared， rented， occupied. At the interior of our cells， driving them， providing the oxidative13） energy that sends us out for the improvement of each shining day， are the mitochondria14）， and in a strict sense they are not ours. They turn out to be little separate creatures， the colonial posterity15） of migrant prokaryocytes16）， probably primitive bacteria that swam into ancestral17） precursors18） of our eukaryotic19） cells and stayed there. Ever since， they have maintained themselves and their ways， replicating in their own fashion， privately， with their own DNA and RNA quite different from ours. They are as much symbionts20） as the rhizobial21） bacteria in the roots of beans. Without them， we would not move a muscle， drum a finger， think a thought.
Mitochondria are stable and responsible lodgers， and I choose to trust them. But what of the other little animals， similarly established in my cells， sorting and balancing me， clustering me together？ My centrioles22）， basal bodies， and probably a good many other more obscure tiny beings at work inside my cells， each with its own special genome23）， are as foreign， and as essential， as aphids in anthills24）. My cells are no longer the pure line25） entities I was raised with； they are ecosystems more complex than Jamaica Bay.
I like to think that they work in my interest， that each breath they draw for me， but perhaps it is they who walk through the local park in the early morning， sensing my senses， listening to my music， thinking my thoughts.
I am consoled， somewhat， by the thought that the green plants are in the same fix. They could not be plants， or green， without their chloroplasts26）， which run the photosynthetic27） enterprise and generate oxygen for the rest of us. As it turns out， chloroplasts are also separate creatures with their own genomes， speaking their own language.
We carry stores of DNA in our nuclei28） that may have come in， at one time or another， from the fusion of ancestral cells and the linking of ancestral organisms in symbiosis29）. Our genomes are catalogues of instructions from all kinds of sources in nature， filed for all kinds of contingencies. As for me， I am grateful for differentiation and speciation， but I cannot feel as separate an entity as I did a few years ago， before I was told these things， nor， I should think， can anyone else.
Item. The uniformity of the earth's life， more astonishing than its diversity， is accountable by the high probability that we derived， originally， from some single cell， fertilized in a bolt of lightning as the earth cooled. It is from the progeny30） of this parent cell that we take our looks； we still share genes around， and the resemblance of the enzymes31） of grasses to those of whales is a family resemblance.
The viruses， instead of being single-minded agents of disease and death， now begin to look more like mobile genes. Evolution is still an infinitely long and tedious biologic game， with only the winners staying at the table， but the rules are beginning to look more flexible. We live in a dancing matrix32） of viruses； they dart， rather like bees， from organism to organism， from plant to insect to mammal to me and back again， and into the sea， tugging along pieces of this genome， strings of genes from that， transplanting grafts33） of DNA， passing around heredity34） as though at a great party. They may be a mechanism for keeping new， mutant35） kinds of DNA in the widest circulation among us. If this is true， the odd virus disease， on which we must focus so much of our attention in medicine， may be looked on as an accident， something dropped.
Item. I have been trying to think of the earth as a kind of organism， but it is no go. I cannot think of it this way. It is too big， too complex， with too many working parts lacking visible connections. The other night， driving through a hilly， wooded part of southern New England， I wondered about this. If not like an organism， what is it like， what is it most like？ Then， satisfactorily for that moment， it came to me： it is most like a single cell.
有人告诉我们说，现代人的困境在于他一直试图让自己脱离大自然。他高高地坐在由聚合物、玻璃和钢铁构成的层层堆积物的顶端，晃悠着充满活力的双腿，遥看着这个星球上苦苦挣扎的生命。在这种场景下，人类以一种超级力量的姿态出现，掌握生杀大权，而地球则被描绘成某种脆弱的东西，犹如乡村池塘中冒到水面上的气泡，或者像一群群娇弱的飞鸟。
然而，认为地球的生命很脆弱这一想法是一种错误观念。毫无疑问，这是宇宙中你所能想象到的最顽强的细胞膜，它不受随机事件的影响，死亡也对其无可奈何。我们是其中脆弱的一分子，如纤纤绒毛，弱不禁风，倏忽即逝。人类幻想创造一种凌驾于万物之上的存在已非一朝一夕，千百年来，人类一直利用自己的聪明才智，孜孜以求。但幻想终是幻想，人类过去从未如愿以偿，今天也不会梦想成真。人类是自然密不可分的一部分。
最近几年的生物科学一直在使这个观点成为一个越来越紧迫地需要人们正确认识的事实。一个棘手的新问题将是如何面对这一新兴的、人们强烈意识到的观点――我们和自然究竟是如何紧密相连的。大多数人所固守的、认为人类乃万物主宰的传统观念正受到极大的挑战。
实例。一个典型例子是我们所谓的人的实体是不存在的。我们一直认为，我们是由一个个内容丰富的人体部件包依次构建而成，但事实并非如此。我们被分享，被租借，被占用。在我们细胞的内部，有一种叫线粒体的生物，它们驱动着细胞，为我们提供氧化能量，使我们能外出去迎接每一个更加美好的日子。严格说来，线粒体并不属于我们。它们原来是独立的微生物，是迁徙的原核细胞的殖民后代。它们很可能是一种原始细菌，当年游入我们真核细胞最原始的母体中并留在了那里。从此，它们一直保持着自身的样子和生存方式，以它们自己的方式独自繁衍生息，并且有着与我们完全不同的DNA和RNA。它们就像豆科植物根部的根瘤菌一样，是一种共生生物。没有它们，我们就无法活动一块肌肉，弹动一根手指，开动一下脑筋。
线粒体是稳定的、有责任心的寄宿者，我选择信任它们。但其他那些小生物呢？它们以类似的方式寄居在我的细胞中，把我打理得井井有条、平衡有度，使我成为一个整体。我的那些中心粒、基体，或许还有许多别的更为默默无闻的微小生灵栖息在我的细胞中工作着，它们都有自己特殊的基因组，就像蚁丘中的蚜虫一样，既是外来体，又必不可少。我的细胞不再是伴我成长的那种纯系实体，它们是比牙买加海湾还要复杂的生态系统。
我乐于认为它们是为我而工作，它们的每一个气息都是为我而呼吸，但也可能是它们在清晨漫步在当地的公园里，感受着我的感觉，聆听着我的音乐，思考着我的思想。
一想到绿色植物也和我有着同样的境遇，我就多少有些释怀了。如果没有叶绿体，植物就不可能成为植物，或者说不可能是绿色的。叶绿体经营着光合工厂，为我们生产氧气。事实上，叶绿体也是独立的生物体，有着它们自己的基因组，编织着它们自己的遗传编码。
我们的细胞核里储存着大量的DNA，它们可能是在某个时候，通过原始细胞的融合和共生的原始生物体的结合而形成的。我们的基因组是形形的自然之源发出的指令的集合，是为应对形形的突发状况编码而成。对于我来说，我对于生物分化和物种形成充满感激，但在几年前，在没有人告诉我这些的时候，我还认为自己是一个独立的实体，然而我现在不能再这么认为了，我觉得其他任何人都不应这么认为。
实例。地球生命的同一性远比其多样性更加令人称奇，究其原因很有可能是因为我们最初都是从某一单细胞进化而来，这一单细胞伴随着地球的冷却在闪电中孕育而成。正是由于这一母细胞繁衍的后代，我们才有了现在的样子。我们至今仍与周围的其他物种有着共同的基因，而草类的酶和鲸类的酶之间的相似就是一种种群相似性。
曾几何时，病毒就是疾病和死亡一心一意的人，而现在却开始看起来更像是迁移的基因。物种进化依然是一种极其漫长而单调的生物游戏，只有那些赢家才能留在桌边继续玩下去，但现在游戏规则开始变得更加灵活。我们生活在病毒编织的舞蹈矩阵中，它们就像蜜蜂采蜜一样穿梭奔忙，从一个有机体跳到另一个有机体，从植物跳到昆虫跳到哺乳动物再跳到我身上，然后再跳回去，进入大海，一路上拖着这个基因组的某些片段，拉着那个基因的某些序列，移植着DNA的链条，传递着遗传特征，就像在大型聚会上一样忙个不停。它们也许就是一种机制，使这种新型的突变DNA在我们当中广泛传播。若果真如此，那么我们在医学上必须给予足够重视的那种奇怪的病毒性疾病或许就能被看做是一种意外，是传播中出现了某种疏漏。
实例。我一直尝试着把地球看做是某种有机物，但总是行不通。我没办法把它当做有机物。它太大，太复杂，有着太多的运转零部件而又缺乏可见的关联。不久前的一个夜晚，我驾车穿过新英格兰南部一个林木茂密的山地时，又想到了这件事。如果说它不像是一个有机物，那它又像什么呢？它最像什么呢？就在那时，我想到了那一刻令我满意的一个答案：它最像一个单细胞。
1. detach [d??t?t?] vt. 使分离（from）
2. tier [t??（r）] n. （阶梯式的） （一）排；（一）层
3. polymer [?p?l?m?（r）] n. 【化】聚合物
4. writhe [ra??] vi. 感到极度痛苦
5. stupendous [stju??pend?s] adj. 大得惊人的，巨大的
6. lethal [?li?θl] adj. 致死的
7. membrane [?membre?n] n. 【解】【生】细胞膜，是细胞表面的一层薄膜，能控制细胞与外界环境的物质交换，调节细胞的生命活动，使细胞能保持相对的稳定性。
8. opaque [???pe?k] adj. 迟钝的
9. impermeable [?m?p??mi?bl] adj. 不能透过的
10. cilium [?s?l??m] n. （其复数形式为cilia）【植】纤毛，是细胞游离面伸出的能摆动的较长突起，比微绒毛粗且长，在光学显微镜下能看见。
11. exertion [??z???n] n. 努力；费力；运用
12. millennium [m??leni?m] n. （其复数形式为millennia）一千年
13. oxidative [??ks??de?t?v] adj. 【化】氧化的；具有氧化特性的
14. mitochondrion [?ma?t???k?ndri?n] n. （其复数形式为mitochondria）【生】线粒体，是真核细胞中的一种重要的细胞器，主要功能为通过呼吸作用将食物分解产物中贮存的能量逐渐释放出来，供应细胞活动的需要。
15. posterity [p??ster?ti] n. 后裔；后代
16. prokaryocyte [pr?u'k?ri?sa?t] n. 【生】原核细胞，是组成原核生物的细胞，没有明显可见的细胞核，同时也没有核膜和核仁，进化地位较低。
17. ancestral [?n?sestr?l] adj. 祖先的，原始的
18. precursor [pri??k??s?（r）] n. （从中产生变化的）产物母体，前身
19. eukaryotic [ju??k?r?'?t?k] adj. 真核生物的。真核生物是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称。
20. symbiont [?s?mb???nt] n. （= symbion）【生】共生生物
21. rhizobial [ra?'z?ub??l] adj. 根瘤菌的
22. centriole ['sentr??ul] n. 【生】中心粒，是动物、某些藻类和菌类细胞中的圆筒状细胞器。
23. genome [?d?i?n??m] n. 【生】基因组，是指包含在生物DNA （部分病毒是RNA）中的全部遗传信息。
24. aphids in anthills： 蚁丘中的蚜虫。蚂蚁喜欢食用蚜虫的分泌物，同时又保护蚜虫不受天敌侵害，二者是一种共生关系。aphid [?e?f?d] n. 【昆】蚜虫。anthill [??nth?l] n. 蚁丘
25. pure line： 【生】纯系
26. chloroplast [?kl?r?pl?st] n. 【生】叶绿体，是绿色植物细胞内进行光合作用的一种质体。
27. photosynthetic [?f?ut?s?n'θet?k] adj. 【生化】光合的；促进光合作用的
28. nucleus [?nju?kli?s] n. （其复数形式为nuclei）【生】细胞核，是细胞内遗传信息储存、复制、转录的主要场所，多为球形或椭圆形。
29. symbiosis [?s?mba????s?s] n. 【生】共生（现象），是指两种不同生物之间所形成的紧密互利关系。
30. progeny [?pr?d??ni] n. [用作单或复] （人或动、植物等的）后代，后裔
31. enzyme [?enza?m] n. 【生化】酶，是生物体的细胞产生的有机胶状物质，能够加快生化反应的速度，但是不改变反应的方向和产物。
32. matrix [?me?tr?ks] n. 阵，矩阵
33. graft [r?ft] n. 移植物；移植片
34. heredity [h??red?ti] n. 遗传
35. mutant [?mju?t?nt] adj. 突变的；突变产生的
赏析
提起科学与文学，似乎很多人会下意识地将它们划归思维的两极，前者是理性的代表，后者是感性的代言。然而，刘易斯・托马斯却在《细胞生命的礼赞》中将两者巧妙而和谐地结合在一起。文章语言优美恣意，通俗却不失深刻，充满洒脱深邃的哲思，宛若无韵之诗，然又于不动声色之中流露出科学的冷静和严谨。作者致广大而尽精微，言科学而重人文，自然社会之理、天地运行之道无不有得于心。书中的文章单就题目来看似乎略显驳杂松散，但却不乏共同的基调。整本书都是对生命的礼赞，赞颂万物的坚忍，赞颂世界的奇妙：原来，生命如此渺小，却又如此伟大。
刘易斯・托马斯以渊博的学识和深刻的洞察力对整个生物学界给予了广泛的关注和研究。虽然在书的副标题里他将自己戏称为“生物学观察者”，但他并未浅尝辄止，仅仅停留于“观察”阶段。他透过表面现象挖掘所有生命形式共同的存在特征，强调物种间内在的相似性和互相依存的共生关系，主张将生态系统视为有机联系的整体，反对过分强调物种独特性，从而超越了以“优胜劣汰”“适者生存”为基本主张的达尔文主义和社会达尔文主义。托马斯以温和却有力的方式刺穿了人类虚荣又自以为是的优越感，将我们把自身和自然界截然分离的虚妄暴露无遗，在对生命、人生、社会乃至宇宙的深刻反思中嘲讽和否定着人类中心主义的自大。
自启蒙运动以来，西方社会在政治、经济、文化等诸多领域发生了巨大转变，理性取代了宗教神学的地位并得到广泛传播，“知识就是力量”成为普遍而坚定的信条。启蒙旨在促使人类借助理性树立自我意识和主体性，以挣脱愚昧和迷信，走向澄明与开放。然而，启蒙在推动社会发展的同时，却又悲剧性地走向了自身的反面，在对理性的追求中陷入了理性的异化和野蛮的深渊。人类将自己置于世界中心的位置，以“万物之灵长，宇宙之精华”自居，自信心和虚荣心膨胀得无以遏制，相信自己是或者至少应该是无所不知、无所不能的。人类企图控制一切，战胜一切，这种盲目的傲慢和自大使人类将自身与外部环境对立起来。托马斯以批判的笔锋拆穿了人类建构的谎言，意欲重新唤起人类的谦卑和敬畏之心。
作者在本文节选的第一章《细胞生命的礼赞》中就明确奠定了本书的思想基调。有人说，“现代人的困境在于他一直试图使自己脱离自然”，然而这只是人类一厢情愿的幻想而已，万物相扶相依，“生命的同一性远比其多样性更加令人称奇”，因为人类同其他生物一样，都是由“单一细胞进化而来”。因此，人与同属自然界的生物乃至自己身上的细胞都可能产生共鸣。他甚至认为是细胞“在清晨漫步在当地的公园里，感受着我的感觉，聆听着我的音乐，思考着我的思想”。小小的细胞因为这种奇思被赋予了独立的生命和尊严。
后面的《作为生物的社会》和《社会谈》等篇目则是关于群居性昆虫的有趣介绍和独特理解。托马斯聚焦于人类和群居性动物的共同性，指出在茫茫宇宙中，人类看起来其实与蚁群无异。更令人难为情的是，蚁群职责明确的分工和集体协作的确抢了人类自诩的“独一无二”的风头――“它们什么都干，就差看电视了”。看似轻松幽默的笔调却有着四两拨千斤的效果，将人类瞬间逼入尴尬的境地。《对于外激素的恐惧》《这个世界的音乐》《说味》《鲸鱼座》《信息》《计算机》《语汇种种》《活的语言》诸篇则以信息交流为主线，描绘了一个由声音、气味、外激素组成的生机勃勃的大千世界和由计算机、语言组成的妙趣横生的信息世界，展示了其他生物出人意料的习性与智慧，进一步破除了人类中心主义的主张，阐明了人类和其他生物内在的相关性与本质上的同一性。
单细胞生物具有的生命特征范文第5篇
物超弱发光的研究历史、特点及在医学领域的研究应用现状，展望生物超弱发光在法医学，尤其是死亡时间推测和损伤方
面的研究应用前景。
【关键词】生物超弱发光；法医学；死亡时间；损伤
【中图分类号】r919
【文献标识码】b
【文章编号】1007—9297(20__)01—0051-03
the appficafion prospect of the use of bio-photon emission in forensic science． zhu xin ju． wang zhen-yu．o~, yu
0 un，et a1．department offorensic medwine，xi ∞jiootong university,xi ∞ 710061
【abstract】 because of the bio—photon emission (bpe)from biological system carries the important information of
metabolism and energy transformation of the living biological system including human， so that bpe s research will become an
important research field in life science．this paper reviewed bpe s research history，characters and advances in medical field，
and presented the initial prospect of future use in forensic science esp．in postmortem interval and injury．
【key words】bio-photon emission；forensic science；postmortem interval；injury
生物超弱发光(bio—photon emission or ultra—
weak bioluminescence，bpe)是生物体进行新陈代谢
过程中细胞自发辐射极微弱的光子流，以及细胞受外
界激发光消失后仍保持的极其微弱的延迟发光．其强
度仅为100～104光子／(cm2(s)。[11 bpe广泛存在于动
物、植物以及单细胞生物之中．是反映生物体本原的
与生命活动过程有关的信息。用灵敏的现代光子计数
技术对bpe进行初步研究表明，动植物的不同生理
活动过程，存在不同强度和特征的超弱发光 超弱发
光与生物体的许多重要生命过程，如氧化代谢、信息
传递、细胞分裂、光合作用和癌变、死亡及生长调控等
存在着内在联系，已成为生物光子学的重要研究方向
之一，[21在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境检测
等领域可有重要的应用。本文回顾bpe的研究历史、
特点及在医学领域的研究应用现状，从法医学角度展
望生物超弱发光在本学科的研究、应用前景。
一
、bpe的发现和研究历史
生物超弱发光的发现，可追溯到上个世纪20年
代。早在1923年，前苏联科学家g．gurwitsh在著名的
“洋葱试验”中就已发现并证明了超弱发光现象。[31到
了60年代，前苏联科学家对超弱发光进行了大量研
究，mamedov对90余种生物的测定发现．除蓝藻和原
生动物外，所有生物都有不同程度的发光．证明了超
弱发光的普遍性。[4／slawinska等更进一步提出任何生
命物质都存在着超弱发光现象。『5】80年代以后，bpe
的研究已在前苏联、美国、13本、欧洲以及我国展开．
并已开始向细胞、亚细胞及分子水平深入。到目前为
止，人们已经对超弱发光的机制、测试仪器及其应用
开展了大量研究工作
二、bpe的特点
bpe极其微弱，[61生物系统表面每平方厘米／秒
(om ·s一1)发射的光子可以从几个到几百个，这一强
度相当于远在10公里甚至100公里外一根蜡烛发出
的光。分裂的细胞比休止的细胞发光强，并主要在细
胞分裂前期发射，所以称有丝分裂发光。发射光谱很
宽，至少覆盖从紫外到红外的整个光谱区。bpe的值
和生物进化程度成正比，进化程度越高，其bpe值越
大，辐射的波长越向红外扩展。发光强度与生物系统
的生理和生物学功能有多方面的联系：超弱发光强度
与细胞的种类及其所处的代谢状态有关，如正常细胞
【作者简介】朱新菊(1979一)，女，江苏人，在读法医学硕士，主要从事法医病理学研究。
tel+86—29—82655472．e-mail：wzy21 8@mail．xjtu．edu．cfi
· 52 ·
的延迟发光强度随细胞浓度的增加而减小．而肿瘤细
胞则相反．肿瘤生长旺盛期大鼠血清的超弱发光与对
照鼠的相比偏差最大：对各种物理和化学因素很敏
感，几乎任何一种化学物质都能影响细胞发光的强
度。
三、bpe的来源和可能机制
生物体在进行生理、生化反应的过程中，处于基
态的原子或原子团获得能量．其电子从基态跃迁到激
发态，处于激发态的原子或原子团不稳定，将释放多
余的能量回到基态，能量的释放伴随有热、电离和光
子的发射等，其中能量以光子形式释放的过程称为生
物的超弱发光。
代谢和核酸合成是生物超弱发光的两大主要来
源，萌发绿豆中这两者之和约为96％。吲代谢发光又
主要来源于氧化还原等代谢过程，如脂肪酸氧化、酚
和醛的氧化、h 0 的酶解、花生四烯酸的氧化、儿茶酚
胺和单宁的过氧化，醌的氧化裂解、蛋白质和氨基酸
的氧化等。氧化剂d 0明显增强血红素蛋白的发光强
度、呼吸抑制剂nan，对萌发绿豆超弱发光的抑制达
72％等都是极好的例证。[71wright jr等通过小鼠肝脏
微粒体的化学发光与脂类过氧化的研究，证明脂肪酸
氧化是超弱发光的主要来源之一。[81代谢发光机制包
括了活性氧生成与控制两个方面，能较好地解释自由
基引起超弱发光的可能性。由于活体内的氧化反应速
率受抑制剂的控制，如生育酚、过氧化物酶、过氧化物
歧化酶、维生素a、维生素c等都能清除活性自由基．
因此，生物在代谢过程中产生的大量自由基不可能使
超弱发光强度太高．但是当生物体内的天然阻氧化剂
和氧化脂类之间的平衡被打破后．将导致发光强度瞬
时剧增，出现“闪光现象”。
核酸dna和rna 的合成反应是超弱发光的另
一个来源．它在绿豆种胚超弱发光中约占24％，其波
长在190～325 nm的紫外波段．[21与代谢发光的光谱范
围有所不同，用代谢发光难以解释。因此，分裂发光与
代谢发光可能有不同的来源和机制，popp等提出过
dna光子贮存假说和分化的物理模型。[91 rattemeyer
等根据溴化乙锭对超弱发光的影响．也初步证明了
dna是一个超弱发光源。[101马文建等还对dna 发光
特异性进行了研究，结果表明在所有碱基中只有鸟嘌
呤能够发光，且发光强度与浓度(亦即dna浓度)成正
相线性关系。li】】
四、bpe在医学领域的研究现状及应用前景
尽管生物超弱发光的机制研究还有待深入．但超
弱发光研究所揭示的生命科学命题．已经展示了光辉
法律与医学杂志20__年第12卷(第1期)
的前景。近年来，光子学技术在生物特性研究中的作
用越来越突出．已成为一类新的生命科学的研究工
具。这种研究方法可能成为研究细胞信息传递、调控、
分化、识别等基本过程的重要工具．进而发展人为调
节超弱发光来实现对生命过程的控制。[11目前在医
学、药理学、农业、环境科学及食品科学等方面，对
bpe均有深入的探索。
对临床实践来说，血清的超弱发光较为重要。血
液的超弱发光可以作为一种灵敏、快速简易的生物物
理指标，对血液发出的生物光子进行测量和分析可以
揭示疾病的发生或者提供先兆。罗金梅报道了人体体
表的生物发光随年龄的增加而增加，而且吸烟人的生
物发光普遍高于同龄正常组。[11马玉琴等发现癌症患
者血液的发光强度明显高于对照组，且有显著性差
异，通过对人体血液的超弱发光测量，可以进行癌症
患者的早期诊断。 超弱发光对于鉴别肿瘤和炎症也
是极其有用的指标。顾樵曾报道利用生物光子鉴别肿
瘤和炎症，鉴别率达100％。超弱发光与许多生理生化
反应有关。对绵羊的研究发现，发光强度与活力、
呼吸、果糖酵解、磷酸肌酸呈正相关，这种发光与活力
和能量代谢间的内在联系，反映了能量转化过
程，是评价品质很有价值的指标。[131此外．超弱发
光还可以用于检测病人对药物过敏的情况 在患者血
清中加入待检药剂，观察其发光变化。与健康人相比，
耐药病人的发光值高2～3倍．对药物敏感的病人发光
值高6～8倍。
生物医学光子学被预测将在以下8个领域有所
发展：光动力学医疗、激光和组织的相互作用、无透镜
显微术、在血液化学分析中的进展、癌症的光学显示、
利用激光检测dna、伤害最小的光子设备、一体化的
激光和成像系统。li4】
五、bpe在法医学的应用研究展望
(一)bpe运用于死亡时间推测
目前死亡时间的估计．尤其是早期死亡时间的估
计尚无精确可靠的方法。生命的终结是一个逐渐发展
的过程，从生到死没有一个截然的分界线。通常死亡
是指个体生命的终结而言。从生物学角度来说．机体
内各种组织、细胞并非在同一时间进入死亡。临床死
亡发生后，由于机体各种组织对缺氧的耐受性不一．
故心跳停止后．各种组织细胞也会经历一段长短不一
的缺氧期．逐渐发生各种缺氧性改变，最终发展至生
物学死亡(也称细胞性死亡)。在这个阶段．细胞内的
“自由基”复合反应以及dna的构象必然会随死亡时
间的延长发生一系列的变化，因此超弱发光也必然会
法律与医学杂志20__年第12卷(第1期)
随之产生一系列变化。此时利用生物光电技术定时测
量细胞辐射出的生物光子数，就可以得到生物光子与
死亡时间的关系。研究发现，离体的不同发育时期的
鸡胚神经细胞发光有很大差异，9天以后的鸡胚神经
细胞有明显的特征曲线。该曲线的产生与外界温度、
氧、电场作用和光照等因子有关。温度由41 降到
37 过程中，发光强度亦降低，同时最大峰位置后移，
但当温度低于37 时。则特征曲线变得不明显；外界
电场和光照能使发光迅速增加，但不能改变发光曲线
的特征．且移去外电场后，能迅速恢复到原发光水平。
『l5】既然发育时期的bpe可出现特征曲线。是否死亡时
bpe也会出现特征曲线，这有待于开展进一步研究。
(二)推断损伤时间、形状、程度和伤口愈合时间
机体受损后．组织细胞的生理活动和形态功能发
生不同程度的改变。故其超弱发光的强度和特征也会
随之出现不同程度的改变。balasigamani等在鼠背部
损伤bpe测量的实验中发现。损伤后即刻获得的生
物光子的二维图像。未显示明显的伤口形态和定位；
损伤48 h后。显示出伤口形态，且光子密度持续上
升；随着免疫系统的激活。光子密度在伤后3—5 d达
峰值；伤后第6天，光子密度开始衰减；在伤后第8天
伤口完全愈合。图像不再显示明显的伤口形态；痂脱
落后光子密度又恢复到正常状态。【1句研究损伤后bpe
的强度、特征、分布随损伤时间的变化规律，有利于更
加精确的推断损伤时间、损伤程度等，同时也能在一
定程度上反映损伤性质以及致伤工具的特征。
(三)bpe应用于法医学的可行性
顾樵对鱼肉的新鲜度与光电强度进行了深入的
研究．建立了鱼肉的新鲜度与光电强度递减的方程
式。 由于生物超弱发光辐射出的光子呈量子状态，
运用该法对人尸体进行研究．可以精确计数。较之以
往根据尸温测量、dna降解程度的图像分析等方法
具有极大的优越性。因此可用来对死亡时间等进行前
所未有的精确推断。由于肌细胞耐缺氧能力强，在躯
体死亡后．肌细胞的存活时间较其他组织要长，故其生
物发光的能力也较其他组织要强，易于测定。目前，已
有商品化的生物光子测定仪面世，运用该仪器进行动
物试验测定动物死后肌肉的bpe变化。在人尸体上取
心肌和骨骼肌重复动物实验过程。校正动物试验数据。
建立人体死亡时间与肌肉组织生物光子变化的方程
式．从而根据方程式及测定的bpe值来推断死亡时
间。
· 53 ·
此外，生物光子学的其他研究成果也可借鉴运用
到法医学中。如无透镜显微术等可作为继电镜之后的
又一法医病理学研究的重要手段；利用激光检测微量
检材中的dna，在法医物证鉴定中具有重要意义：一
体化的激光和成像系统将成为继ct、mri之后的新
型检测装置．在法医临床的损伤鉴定中发挥重要作
用。环境监测中运用生物发光技术对废水、废液中重
金属及致病菌进行检测。灵敏度可达十亿分之几的数
量级，显然，这些技术对法医毒物分析的发展也将产
生巨大的推动作用。
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