單細胞生物具有的生命特征

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單細胞生物具有的生命特征范文第1篇

關鍵詞 文化哲學細胞分裂有性生殖

中國古老的文化哲學典籍《老子》中就有關于生命規律的論述，《老子》又名《道德經》、《德道經》，是講述關于天道和人道的玄妙至理。《道德經》第四十二章說：“道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽，沖氣以為和。”[1]講的是天道至理，可以看做是萬物生命演化繁衍的至理。

一、“道生一”的規律

何謂道？道在哲學上可看做是“無”和“規律”。宇宙間沒有出現的事物是“無”，但在這無中蘊含著“有”的規律。《易經》中說：“形而上者謂之道，形而下者謂之器。”形而上在哲學中指的是那些無形或未成形的東西，形而下指的是有形或已經成形的東西，道是形而上的無形的規律，器是形而下的有形的事物。

“一”是事物的最初形式，是“有”，但其發展并沒有固定的方向，只是在外界條件成熟下的一種“萌芽”，是一個開始。相當于《易經》中的“太極”，由無極而太極，是由無到有的過程。太極之理最為玄妙，最簡單的一個初始本源卻蘊含著整個宇宙蒼生的諸多規律。北宋哲學家邵雍說：“一者，數之始而非數也。”（《皇極經世書?觀物外篇上》）“一”并不是一個數字，而是數字的開始，萬物的開始。邵雍之子邵伯溫解釋“一”說：“天地萬物莫不以一為本，原于一而衍之為萬，窮天下之數復歸于一。一者何也？天地之心也，造化之原也。”（《宋元學案?百源學案》）最稚嫩、最單純、最簡單的一個雛形，卻擁有著巨大的能量，在生物中就相當于干細胞。

道生一的規律就可以看做是生命出現的最原始方式，當外界條件滿足于生命形成的條件后，這一規律便呈現出來，進而出現了原始的單細胞生物。地球之初，天地混沌，沒有生命。但隨著時間的推移，地球環境發生了變化，出現了符合生命形成的條件，特別是蛋白質形成之后，最原始的生命形成了，這就是一個從無到有的過程。不管是厭氧型細菌，還是單細胞生物，不管是陸上的還是水中的，所有的生命的遠祖都曾經歷了一次從無到有的過程。原始大氣中生命的最初原料，在太陽的紫外線、放射線、火山活動、隕石沖擊、雷電等自然能源的長期作用下，大氣中的甲烷、氨、二氧化碳、氫、水等生成了氨基酸、嘌呤、嘧啶、核糖等有機小分子。這些有機小分子是形成原始生命的基本粒子。經過長時間的演變，產生了生物大分子――蛋白質和核酸。然后隨著地球上自然條件的演變，生物大分子進一步演變成能進行自我復制、可以新陳代謝的原始生命。

生物化學家米勒模擬原始地球條件，把地球原始大氣的主要成分甲烷、氨、氫和水蒸氣混合并進行放電實驗，結果產生了氨基酸、脂肪酸、糖、尿素、嘌呤、嘧啶等簡單有機分子的生命物質。這是生命起源研究的一次重大突破，通過實驗證實地球生命起源的一個假說：在早期地球環境中，原始大氣中的無機物可以形成有機物，有機物可以發展為生物大分子。

后來，科學家們仿效米勒的模擬實驗，合成出大量與生命有關的有機分子。如嘌呤、嘧啶、核糖核苷酸、脫氧核糖核苷酸、脂肪酸等多種重要的生物大分子。越來越多的實驗證據支持化學進化論：地球上的生命是由非生命物質經過長期演化而來。

二、“一生二”的規律

《易經?系辭上》中說：“易有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。”[2]太極在這里就相當于“一”的位置，而《易經》中的這種成卦規律，是一種二分方法，符合萬事萬物“一生二”的規律。

“一”在這里是初始的意思，是一個獨立體，是一個最原始的生命，是萬物的開端，沒有數字意義。而“二”則是兩個互為對應的本體，兩者有著相對、相近、相同的特征，具備了數字的內涵。周敦頤《太極圖說》：“無極而太極，太極動而生陽，動極而靜，靜而生陰，靜極復動，一動一靜，互為其根，分陰分陽，兩儀立焉。”就是說由無到有，有后成性，性動而變陰陽，陰陽是萬事萬物相對的兩面，相互轉化，由一而生。邵雍說：太極一也，不動，生二，二則神也。“二”由“一”而生，一中蘊含著二，經過外在環境的變化，適時蛻變為二。張載在《正蒙?參兩》中說：“一物兩體，氣也；一故神，（自注：兩在故不測）兩故化，（自注：推行于一）此天之所以參也。”這里的“兩體”指陰陽兩個對立面，前一個“一”是一個物體，后一個“一”指對立面的統一；“神”指氣化運動的潛能，“兩”指對立面，“化”指陰陽相互作用引起的變化。“一故神”是說有對立面的統一，才有運動的性能；“兩在故不測”是說，由于統一體中存在著對立面，所以其運動的性能神秘莫測。“兩故化”是說有對立面才有運動變化的過程，其自注“推行于一”是說，對立面的相互作用存在于統一體中。所以，因二存在于一中，而生出二。這一哲學，在生物學中更是隨處可見。

首先，分裂生長。細胞學說的創立，打破了動植物之間的界限，植物和動物都擁有相同的基本組織結構細胞，而生命體的成長壯大也是因為細胞具有分裂功能，由一個細胞分裂成兩個，不斷重復的細胞分裂，使生命體不斷壯大，最后形成各式各樣不同功能和性狀的生命體征。細胞的分裂生長模式是一種最為典型的“一生二”的生長方式。

其次，分離再生。分離再生主要指一些動物和植物，生命體具有再生能力，即一部分從母體脫落后，母體與脫落體都能獨自繼續生長，最后成長為與母體一樣的體征。在動物界，低等動物有些是靠無性生殖來繁殖的，還有些動物雌雄共體，也具有很強的再生能力，如蚯蚓、水螅或渦蟲被橫切為兩段，可分別再生，成為兩個獨立個體。植物在繁殖中更鮮明地體現分離繁殖的特征，植物的枝條與母體分離后仍具有獨立生長的能力，如：分離繁殖、壓條繁殖、插桿繁殖、嫁接繁殖都可以看做是一種“一生二”的繁殖方式。

再次，分裂繁殖。指生物體在正常情況下，由生命本體分裂出來的個體，脫落于母體后形成的新生命。出芽生殖，酵母菌在母體的一個部位上長出芽體，芽體長大后從母體脫落，成為與母體一樣的新個體。孢子生殖，真菌和一些植物，產生無性生殖的細胞――孢子，在適宜的環境下，孢子萌發長出新個體。如：青霉、曲霉、衣藻、苔蘚。營養生殖，馬鈴薯的塊莖、草莓的匍匐莖等植物體的營養器官（根、莖、葉）的一部分，從母體脫落后，能夠發育成為一個新的個體。

三、“二生三”的規律

“二”是一個數詞，代表兩個，是增多的含義，在量上有一個增進；同時也是一個代詞，指相對的兩個或兩方面，兩者相互運動、沖撞、相交、矛盾，而這種運動之后，就產生了“三”。張載說：“兩體者，虛實也，動靜也，聚散也，清濁也，其究一而已。”任何事物都是“一”與“二”的矛盾統一體，對立和統一是不可分割的，統一體中具有對立面，對立面又存在統一體之中。“三”不是數量三的本意，其有兩層含義，第一是新生事物，由二而生成的不同于“一生二”的新個體。第二是多的意思，是萬事萬物的高級繁殖方式，含有發展的含義。如果說“一生二”是量變，那么“二生三”是質變。如果說“一生二”是無性生殖，那么“二生三”就是有性生殖。

“三”代表著一種新的子代，也代表著所有的各式各樣的子代。在“道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽，沖氣以為和”中，萬物附陰而抱陽，即闡釋“道生一，一生二”之理，任何一個事物或生命，都含有陰陽兩個方面，也能分化出陰和陽兩個個體。而“沖氣以為和”則是闡釋“二生三，三生萬物”的道理，二生三之理便是沖氣以為和，也就是陰陽相交，產生的平衡和發展。在生物學中可以理解為有性生殖，產生的子代就是“三”。

在動物界，高級動物幾乎都是通過有性生殖來繁衍后代的，通過雄性和雌性的合體，來達到受精，產生下一代。有性生殖是通過生殖細胞的結合而產生新生命的生殖方式。通常生物的生長過程中包括二倍體時期與單倍體時期的交替。二倍體細胞通過減數分裂來產生單倍體細胞，可稱為雌雄配子或卵細胞和；單倍體細胞通過受精形成新的二倍體細胞。

接合生殖是一種低級生物的有性生殖。多細胞生物及單細胞生物群體由特化的單倍體細胞“配子”進行融合生殖。細菌的接合生殖是兩個菌體通過暫時形成的原生質橋單向地轉移遺傳信息：供體（雄體）部分染色體可以轉移到受體（雌體）的細胞中并進行基因重組，這種連接是最原始的接合生殖。原生動物的接合生殖多見于纖毛蟲類，按接合子的形態又分為兩類：第一，同配接合，接合子的形態相同。接合時雙方暫時融合，小核在減數分裂后進行交換，相互受精后分開，如尾草履蟲。第二，異配接合，在進行接合生殖前，蟲體先有一次不均等分裂，分成大接合子和小接合子，大接合子固著，小接合子自由游泳，小接合子找到大接合子后就牢固地附著在上面并開始接合，小接合子被大接合子吸收。異配生殖有兩種類型：第一，生理異配生殖，參加結合的配子型不同，但形態上并無區別，相同型的配子間不發生結合，不同型的配子相互結合，如衣藻中的少數種類，這種異配生殖是最原始類型。第二，形態異配生殖，參加結合的配子大小和性表現不同。大的不活潑是雌配子，小的活潑是雄配子，有了性別在形態上的分化。在原生動物和單細胞植物等低級生物中，所有個體或營養細胞都可能直接轉變為配子或產生配子，而在高等動物中，生殖細胞是由動物的性腺生長產生的。另外還存在一種特殊生物的配子可不經融合而單獨發育為新個體，為單性生殖，如蜜蜂、螞蟻的雄性是未經受精的卵細胞長成的，屬于“一生二”的范疇了。

四、三生萬物

“三”除了表示不同于“二”的量變特征外，另一層含義是“多”。道生一，一生二，二生三的所有結果都屬于“三”的范疇。三是各類成熟的個體的總和，有這個“三”就可以產生萬事萬物了。三為簡約穩固之數，沖氣之后的狀態，如生活中的三角形、三足鼎等。同時“三”又是一個簡約變數，沖氣之后形成的新的初始，也就是三，含有運化萬物的道理，如生活中的口號：1、2、3開始。1和2是不動的，3則變動。“一”和“三”的區別是，“一”是一種抽象的萬物初始，“三”是一種具象的萬物綜合。“一動一靜，天地之妙歟？一動一靜之間，天地之至妙歟？一動一靜之間者，非動非靜，而主乎動靜，所謂太極也。”（《宋元學案?百源學案》）太極就是有極，就是“一”，這種動靜之間而產生的至妙之理，由“一”而主，歸于“三”終。“三生萬物”是玄而又玄，眾妙之門。尤其高級動物的生命演化，即便是現在仍能找到進化的痕跡。

萬物演化都屬于三生萬物的規律，其包羅萬象，復雜而神秘，現僅以幾種動物和人的生命從胚胎的形成過程為例，做一個管窺探討。胎兒的形成與其他動物的形成區別不大，不管是魚類、鳥類、爬行類，還是哺乳類，在胚胎形成發育過程中，都有相通之處，但有各自不同。18世紀晚期，歐洲政府和醫學界將健康和數量眾多的人口看做是一個社會井然有序、頗具競爭力的國度所必不可少的，于是，新建醫院會向未婚先孕的女性提供各方面的照顧。這些機構增加了解剖學家接觸胚胎和胎兒標本的機會，最終令他們制作出諸如此類的圖像。來自于赫克爾后來編寫的一本書，描寫了從魚到人的脊椎動物胚胎在三個發育階段的進程，用以說明人和動物胚胎的相似之處。

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參考文獻

[1] 邱進之.道法自然.成都：四川教育出版社，1996.

單細胞生物具有的生命特征范文第2篇

一、多媒體與中學生物課教學整合的思考

“課程整合”是中國面向21世紀基礎教育教學改革的任務之一，也是當前我國正在著力研究的一種新的課程形態。整合（integration）是指一個系統內各要素的協調、相互滲透，使系統各要素發揮最大效益。[1]所謂多媒體技術與學科的整合，就是根據學科教學的需要，以計算機為工具，運用現代教育理論和現代信息技術，借助聲、像、圖、文，通過人機交互對教與學的過程和資源進行設計、開發、利用、管理和評價，以實現教與學的優化，從而提高教學質量，促進教學改革。[2]與傳統教學相比較，多媒體與中學生物教學的有機整合可大大提高教學質量。

1. 運用多媒體課件加強直觀教學，增大教學信息量。直觀教學在生物教學中占有很大比重，是一種重要的教學方法。利用多媒體課件能夠形象地展示各類生物特征及各種生理活動，能使微觀世界宏觀化、抽象事物具體化。如，蘇教版生物七年級上冊“單細胞生物”一節，對于剛上初中的學生來說，這一節是比較微觀、抽象的內容，尤其是單細胞生物對外界刺激做出的反應更是難以理解。教師可將“草履蟲對刺激的反應”這一探究實驗制作成多媒體課件，以flas的形式向學生展現這一過程。屏幕上先出現一個實驗平臺、一個放大的載玻片，上面有兩滴中間聯通的培養液，培養液中是草履蟲（以小黑點表示）旁邊有三個按鈕：食鹽、食糖、光，分別代表三個不同的實驗過程。按下食鹽按鈕，滴管將一滴食鹽滴入載玻片上的一滴培養液中，隨后可見草履蟲聚集向另一端的培養液，這一過程形象地說明食鹽對草履蟲是有害的；按下食糖按鈕，滴管將一滴食糖滴入載玻片上的一滴培養液中，可見草履蟲聚集向滴入食糖的培養液，說明食糖對草履蟲是有利的；按下光按鈕，一束光照向一滴培養液，另一滴出于黑暗中，可見草履蟲向有光照的培養液中跑去，說明光對草履蟲是有利的。通過上述三個實驗的演示及教師的講解，可形象地將單細胞生物趨利避害、適應環境的特點展現給學生，在視、聽雙重感官的刺激下吸引學生的注意力，引導學生積極思考，使他們準確直觀地理解這一難點知識。

2. 利用多媒體技術使知識完整統一。北師大版七年級下冊第九章“人體內的物質運輸”中關于血液循環途徑這部分內容，學生常常是機械地記憶體循環和肺循環的途徑，一般很難把它們有機地結合成一個整體。為了使學生摸清脈絡，教師可利用多媒體技術，把血液循環的完整途徑制作成flas展現給學生。首先，演示體循環：鮮紅色的動脈血液從左心室流出，經主動脈進入全身毛細血管網，并與組織細胞進行氣體交換，氧氣從毛細血管的血液中向外擴散，二氧化碳進入毛細血管，此時血液的顏色變為暗紅色的靜脈血。靜脈血通過上、下腔靜脈進入右心房，再進入右心室，至此體循環結束。此時，在同一畫面下出現肺循環途徑：右心室中的靜脈血通過肺動脈進入肺毛細血管，當血液流經肺部毛細血管時可看到氧氣與二氧化碳的交換以及血液由暗紅色變為鮮紅色的過程。最后，演示血液循環的完整途徑。這樣，血液源源不斷地反復循環，心臟有節律地收縮跳動，使它們有機地結合成為一個整體，從而既實現了知識完整統一的目的，又可提高教學效率，這種效果是依靠掛圖、幻燈片都無法獲得的。[3]

3. 利用多媒體解決教學重點和難點，優化教學過程。在生物教學中，許多微觀、抽象的重點和難點問題單靠掛圖、幻燈片等手段很難講解清楚，這就需要在教學過程中運用多媒體CAI課件，從多個角度演示生命現象，將抽象的生命概念動態化、形象化、具體化，以利于學生準確理解和熟練掌握。如，普通高中課程標準實驗教科書（必修1）中“蛋白質的結構及其多樣性”屬微觀領域的知識，相對比較抽象，難于理解，教師若通過多媒體課件的巧妙設計，將其制作成三維立體圖像，就可使學生清楚地看到蛋白質的空間結構，這就使抽象知識具體化，模糊概念直觀化。再如，普通高中課程標準實驗教科書（必修2）中“DNA的復制”一節課，歷來是教學過程中的重點和難點，以往都是通過平面圖以及教師在黑板上畫的簡易圖給學生講解，許多學生不容易理解。現在，教師可通過一些多媒體軟件將這一過程制作成flas，在課堂上演示，在演示過程中教師略加以引導、啟發，使學生通過觀看、分析很快理解并掌握DNA復制的過程。

4. 利用計算機輔助教學，豐富生物實驗教學。在傳統教學中，通常是老師在臺上演示實驗，學生在下面看實驗，即使是學生在實驗室里做實驗，也是對老師做過的演示實驗的機械重復，既缺乏趣味性，又不利于學生創新思維的培養，而且教師講解的只能是共性的問題，即便是同一植物材料，由于所取部位不同或制作過程中的微小差異，都會導致顯微鏡下觀察內容的改變，而對于實驗經驗少的中學生而言，很難區分這些異同。如今，通過多媒體技術，教師將課前拍下的顯微照片演示給學生，對一些異常現象做出解釋，會使學生對實驗內容做到心中有數。例如，七年級“植物細胞的結構與功能”一節課，要求對洋蔥表皮細胞進行觀察，教師先將課前拍攝的自制裝片的顯微照片演示給學生，將微觀的結構直觀化，再讓學生自己動手做實驗。學生在實驗過程中將結果與教師的演示照片加以對照，就能夠清楚地觀察到中央大液泡、細胞核等結構，并區別一些易混淆的現象，減少盲目觀察。這樣，既讓學生容易理解、增強實驗教學效果，又節省了實驗時間。

二、思考與建議

1. 提高教師的信息科學素養。多媒體教學是信息技術與課程整合中的一部分內容，是教學過程的一種新的教學方式和手段。要很好地實現生物教學與多媒體技術的整合，教師就應該學點信息技術與課程整合的基本理論，在以多媒體和網絡為基礎的信息化環境中實施課程教學活動。因此，教師應接受現代教育理論、信息技術能力、教學設計方法、信息技術與課程整合模式等方面的培訓，以提高教師對多媒體教學的認識、改變教育觀念、提高教師自身素質、提高教師進行教學設計和教學實施的水平。

2. 設計課件的幾點建議。雖然多媒體與生物學教學內容的整合可大大提高教學效果，但在應用中也存在一些問題，尤其在多媒體課件的制作方面需額外注意以下幾方面：

（1）課件的顏色搭配應協調、柔和，不宜太過刺激和強烈對比。屏幕底色易為淺色，某些重點內容可用字體的變化來加以突出，以引起學生的注意。

（2）課件文字內容應言簡意賅，突出重、難點，切不可長篇大段的演示。必要時，可用圖片補充說明文字內容，還可以增加動畫效果，但要掌握一個“度”的問題。[4]

（3）課本上有的，或一般陳述性的內容盡量不要放在課件中，可通過教師在課堂中的講述和板書來解決。

（4）不容易說清的內容要精心設計課件，利用動畫、三維圖、二維圖表和信號流程圖等形式直觀地表達出來，便于學生加深理解和增強識記。

（5）利用多媒體技術解決難點和重點內容時不要簡單地照搬書本，難點內容要做到通俗化，深入淺出；重點內容要突出，要讓學生印象深刻。[5]

（6）根據實際教學需要在課件中編輯一部分課外資料，這有助于學生對某些知識點的理解、深化和知識的擴展。

隨著科學技術的飛速發展，多媒體和網絡技術在教學活動中的應用越來越廣泛，以計算機為核心的教育信息技術正在成為現代教育技術的主流。隨著多媒體技術在教學中應用的不斷深入，以多媒體為基礎的教學設計方法及理論研究越來越顯得重要。學生在教師的組織與引導下恰到好處地使用多媒體的諸多功能，真正實現網絡環境下的多媒體技術與生物課程的整合，必將帶來學生學習效率的提高，也必然會使學生的創新素質和各種能力得到提高。但我們也應注意，多媒體課件與圖片幻燈、模型一樣，對教學的作用永遠只是輔助，不能把用課件當作一種時髦，不分場合、不加需要地濫用，要將多媒體課件用在最適合的地方，使之達到最佳效果。

注釋：

[1]王麗珍.中小學信息技術教育中課程整合的兩種形式[J].中國遠程教育，2002（183），65-66.

[2]龔大潔，嚴峰，俞詩源.多媒體技術與高校生物教學整合的探索與思考[J].電化教育研究，2006，（3）：63-67.

[3]王雪松，李鐵，王艷.多媒體技術在生物教學中的運用[J].高師理科學刊，2002，⑴：79-80.

單細胞生物具有的生命特征范文第3篇

關鍵詞：生物教學 模糊語言 應對策略

中圖分類號：G633.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）04-0048-02

所謂“ 模糊語言”是人們認識中關于對象類屬邊界和狀態的不確定性的物質形式，是語言表現世界的一種基本方式。模糊語言主要是指由模糊詞組所產生的，表示概念的外延難以確定的語言。在生活中，當人們無法具體或精確地確定思維對象的范圍時，語言就帶有模糊色彩。一般來說，模糊語言語義不清，容易使人產生歧義，從而產生模糊結論。對生物教材中的模糊語言，若處理不當，會使學生對生物學知識的準確理解和掌握帶來消極影響。相反，若運用恰當，則能準確反映自然界中普遍和特殊、簡單和復雜、主觀和客觀的各種生物現象和規律。高中生物教材中的模糊語言主要體現在哪些方面？如何正確處理？筆者結合教學實踐淺談自己對高中生物教材中的“模糊語言”的認識及其應對策略。

一、高中生物教材中的常見模糊語言

據筆者的粗略統計，現行高中生物必修教材中，涉及“模糊語言”的詞語有“主要原因”“主要分布”“主要特點”“主要方式”“主要區別”“某些”“有些”“絕大多數”“大多數”“絕大部分”“大部分”“部分”“幾乎所有”“一定濃度”“一定條件”“一般”“接近”“通常”“基本相同”“主要”“常常”“輕微”“重度”“大致”“適時地”“有計劃地”等，而且許多與重要概念、規律有關。

二、對高中生物教材中的模糊語言的應對策略

筆者在近二十年的教學和聽課活動中感覺到無論是教師還是學生對模糊語言都不太重視，常常視而不見，忽視它們的存在和重要性，即使看到也不去仔細推敲、琢磨、弄清它們的準確含義。部分教師特別是年輕教師在平時課堂教學中，不能夠準確、科學、規范地使用教學語言，導致學生一知半解不能準確理解其中含義，這種現象很嚴重。因此教師在教學中必須解決好生物語言的模糊性和知識的準確性之間的矛盾，將模糊語言對教學的消極影響轉化為教學的有利因素。下面筆者結合生物教學實踐談談對“模糊語言”教學的一些策略。

1．先入為主，引導探究

在高中生物必修一第一章《走近細胞》短短兩節中出現了許多模糊語言，如僅第10頁就有“絕大多數”“主要成分”“主要”“相對”“可以”等模糊語言。教師在學生剛接觸生物學科時要把握契機，明確告訴學生類似這樣的模糊性語言在今后生物學教材中有很多，要注意正確理解和應用。這樣一方面可引起學生對模糊性語言的有意注意，另一方面引導學生探究隱藏在模糊語言背后生命的奧秘，以激發學生學習生物學興趣。如針對如下模糊語言“真核細胞染色體的主要成分是DNA”“細胞是一個相對獨立的單位”“DNA是主要的遺傳物質”“構成生物體新陳代謝的所有化學變化，都是在酶的催化作用下進行的，而幾乎所有的酶都是蛋白質”“核酸是遺傳信息的攜帶者，絕大多數生物體的遺傳信息都存在于脫氧核糖核酸分子中”，筆者對模糊語言“主要成分”“相對”“主要”“幾乎”“絕大多數”進行點撥，引導學生自然而然地聯想到真核細胞染色體的成分除DNA外還有哪些物質，遺傳物質除DNA還有哪些物質，酶除了蛋白質外還有哪些物質，遺傳信息除在DNA中外還存在于哪里等問題，激發學生探究的學習欲望。

2．標記關鍵字詞，引起重視

在具體教學中碰到一些重要的模糊性語言，教師不能視而不見，避而不講，而應讓學生作為關鍵字或詞用筆圈出或點出，以引起學生重視，并積極引導學生正確理解其含義。如針對如下模糊語言：氨基酸分子共同結構特點是：每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。筆者在教學中讓學生把“至少”兩字圈出，并通過列舉具體實例（如必修一24頁的練習第2題）進行仔細剖析，引導學生正確理解其含義。

3.適當拓寬教材內容，幫助理解

對含模糊語言知識的有關內容，教學中教師可進行恰當拓寬，掌握其外延。如在講授“線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所”內容時，筆者對細胞有氧呼吸、無氧呼吸以及藍藻、細菌等原核生物、病毒的呼吸方式（特別是產生ATP的場所）進行適當拓寬，從而幫助學生正確理解模糊語言“主要”其中的含義。又如，筆者在講授“關于保護生物多樣性的措施”教材中的例子：“保護海洋生態系統并不是完全禁止捕魚；相反，適時地、有計劃地捕撈成魚，不僅能獲得漁業產品和經濟效益，而且有利于幼魚的生長發育，從而有利于海洋生態系統的保護”時，筆者對“適時地、有計劃地”其中的含義進行適當拓寬，與必修三“種群數量變化規律”結合起來，從而幫助學生理解。

4.“反例”教學，加深理解

對教材中一些存在于重要的概念、規律中的模糊性語言，在教學時教師可通過舉出一些典型的“反例”、“特例”來說明，從而有利于學生掌握語義的范圍，加深對知識的理解。如筆者講授教材中描述“物種”時解釋“生殖隔離”（不同物種之間一般是不能相互的，即使成功，也不可能產生可育的后代，這種現象叫做生殖隔離）和“同源染色體”（配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方，叫做同源染色體）概念時，筆者用騾、獅虎獸、虎獅獸的產生、生殖來說明為什么只說“一般”這個模糊性語言。筆者用“生殖隔離”圖片展示人類正常男性的一對性染色體XY等特殊例子來說明“同源染色體”中的反例。這樣學生學習了以后印象深刻，有利于學生理解和掌握知識。

5．強化訓練，鞏固理解

在教學實踐中筆者有意識地編制一些選擇題、判斷題或簡答題進行強化訓練，認真講評，糾正錯誤，深化理解，以提高學生正確使用模糊語言來描述生物現象和原理的能力。如筆者在講授教“細胞的結構和功能”的知識的應用時，針對教材中講到“一切生物都是由細胞構成（除病毒外）”，如筆者設計如下練習題對學生進行強化，以鞏固理解。

生命活動離不開細胞，對此理解不正確的是（ ）

A．沒有細胞結構的病毒必須寄生在活細胞內才能繁殖；

B．單細胞生物體具有生命的基本特征――新陳代謝、應激性、繁殖；

C．多細胞生物體的生命活動由不同程度分化的細胞密切合作完成；

D．一切生物都是由細胞構成。

6．示范教學，激發實驗興趣

單細胞生物具有的生命特征范文第4篇

《細胞生命的禮贊》是托馬斯最著名的代表作，1974年出版后立即引起美國讀書界和評論界的巨大反響和熱烈歡呼，并榮獲了當年的“美國國家圖書獎”。該書收文29篇，展示了一位醫學家、生物學家對生命、人生、社會乃至宇宙的思考。

下文選自該書第一章《細胞生命的禮贊》。

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.

有人告訴我們說，現代人的困境在于他一直試圖讓自己脫離大自然。他高高地坐在由聚合物、玻璃和鋼鐵構成的層層堆積物的頂端，晃悠著充滿活力的雙腿，遙看著這個星球上苦苦掙扎的生命。在這種場景下，人類以一種超級力量的姿態出現，掌握生殺大權，而地球則被描繪成某種脆弱的東西，猶如鄉村池塘中冒到水面上的氣泡，或者像一群群嬌弱的飛鳥。

然而，認為地球的生命很脆弱這一想法是一種錯誤觀念。毫無疑問，這是宇宙中你所能想象到的最頑強的細胞膜，它不受隨機事件的影響，死亡也對其無可奈何。我們是其中脆弱的一分子，如纖纖絨毛，弱不禁風，倏忽即逝。人類幻想創造一種凌駕于萬物之上的存在已非一朝一夕，千百年來，人類一直利用自己的聰明才智，孜孜以求。但幻想終是幻想，人類過去從未如愿以償，今天也不會夢想成真。人類是自然密不可分的一部分。

最近幾年的生物科學一直在使這個觀點成為一個越來越緊迫地需要人們正確認識的事實。一個棘手的新問題將是如何面對這一新興的、人們強烈意識到的觀點――我們和自然究竟是如何緊密相連的。大多數人所固守的、認為人類乃萬物主宰的傳統觀念正受到極大的挑戰。

實例。一個典型例子是我們所謂的人的實體是不存在的。我們一直認為，我們是由一個個內容豐富的人體部件包依次構建而成，但事實并非如此。我們被分享，被租借，被占用。在我們細胞的內部，有一種叫線粒體的生物，它們驅動著細胞，為我們提供氧化能量，使我們能外出去迎接每一個更加美好的日子。嚴格說來，線粒體并不屬于我們。它們原來是獨立的微生物，是遷徙的原核細胞的殖民后代。它們很可能是一種原始細菌，當年游入我們真核細胞最原始的母體中并留在了那里。從此，它們一直保持著自身的樣子和生存方式，以它們自己的方式獨自繁衍生息，并且有著與我們完全不同的DNA和RNA。它們就像豆科植物根部的根瘤菌一樣，是一種共生生物。沒有它們，我們就無法活動一塊肌肉，彈動一根手指，開動一下腦筋。

線粒體是穩定的、有責任心的寄宿者，我選擇信任它們。但其他那些小生物呢？它們以類似的方式寄居在我的細胞中，把我打理得井井有條、平衡有度，使我成為一個整體。我的那些中心粒、基體，或許還有許多別的更為默默無聞的微小生靈棲息在我的細胞中工作著，它們都有自己特殊的基因組，就像蟻丘中的蚜蟲一樣，既是外來體，又必不可少。我的細胞不再是伴我成長的那種純系實體，它們是比牙買加海灣還要復雜的生態系統。

我樂于認為它們是為我而工作，它們的每一個氣息都是為我而呼吸，但也可能是它們在清晨漫步在當地的公園里，感受著我的感覺，聆聽著我的音樂，思考著我的思想。

一想到綠色植物也和我有著同樣的境遇，我就多少有些釋懷了。如果沒有葉綠體，植物就不可能成為植物，或者說不可能是綠色的。葉綠體經營著光合工廠，為我們生產氧氣。事實上，葉綠體也是獨立的生物體，有著它們自己的基因組，編織著它們自己的遺傳編碼。

我們的細胞核里儲存著大量的DNA，它們可能是在某個時候，通過原始細胞的融合和共生的原始生物體的結合而形成的。我們的基因組是形形的自然之源發出的指令的集合，是為應對形形的突發狀況編碼而成。對于我來說，我對于生物分化和物種形成充滿感激，但在幾年前，在沒有人告訴我這些的時候，我還認為自己是一個獨立的實體，然而我現在不能再這么認為了，我覺得其他任何人都不應這么認為。

實例。地球生命的同一性遠比其多樣性更加令人稱奇，究其原因很有可能是因為我們最初都是從某一單細胞進化而來，這一單細胞伴隨著地球的冷卻在閃電中孕育而成。正是由于這一母細胞繁衍的后代，我們才有了現在的樣子。我們至今仍與周圍的其他物種有著共同的基因，而草類的酶和鯨類的酶之間的相似就是一種種群相似性。

曾幾何時，病毒就是疾病和死亡一心一意的人，而現在卻開始看起來更像是遷移的基因。物種進化依然是一種極其漫長而單調的生物游戲，只有那些贏家才能留在桌邊繼續玩下去，但現在游戲規則開始變得更加靈活。我們生活在病毒編織的舞蹈矩陣中，它們就像蜜蜂采蜜一樣穿梭奔忙，從一個有機體跳到另一個有機體，從植物跳到昆蟲跳到哺乳動物再跳到我身上，然后再跳回去，進入大海，一路上拖著這個基因組的某些片段，拉著那個基因的某些序列，移植著DNA的鏈條，傳遞著遺傳特征，就像在大型聚會上一樣忙個不停。它們也許就是一種機制，使這種新型的突變DNA在我們當中廣泛傳播。若果真如此，那么我們在醫學上必須給予足夠重視的那種奇怪的病毒性疾病或許就能被看做是一種意外，是傳播中出現了某種疏漏。

實例。我一直嘗試著把地球看做是某種有機物，但總是行不通。我沒辦法把它當做有機物。它太大，太復雜，有著太多的運轉零部件而又缺乏可見的關聯。不久前的一個夜晚，我駕車穿過新英格蘭南部一個林木茂密的山地時，又想到了這件事。如果說它不像是一個有機物，那它又像什么呢？它最像什么呢？就在那時，我想到了那一刻令我滿意的一個答案：它最像一個單細胞。

1. detach [d??t?t?] vt. 使分離（from）

2. tier [t??（r）] n. （階梯式的） （一）排；（一）層

3. polymer [?p?l?m?（r）] n. 【化】聚合物

4. writhe [ra??] vi. 感到極度痛苦

5. stupendous [stju??pend?s] adj. 大得驚人的，巨大的

6. lethal [?li?θl] adj. 致死的

7. membrane [?membre?n] n. 【解】【生】細胞膜，是細胞表面的一層薄膜，能控制細胞與外界環境的物質交換，調節細胞的生命活動，使細胞能保持相對的穩定性。

8. opaque [???pe?k] adj. 遲鈍的

9. impermeable [?m?p??mi?bl] adj. 不能透過的

10. cilium [?s?l??m] n. （其復數形式為cilia）【植】纖毛，是細胞游離面伸出的能擺動的較長突起，比微絨毛粗且長，在光學顯微鏡下能看見。

11. exertion [??z???n] n. 努力；費力；運用

12. millennium [m??leni?m] n. （其復數形式為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. （其復數形式為mitochondria）【生】線粒體，是真核細胞中的一種重要的細胞器，主要功能為通過呼吸作用將食物分解產物中貯存的能量逐漸釋放出來，供應細胞活動的需要。

15. posterity [p??ster?ti] n. 后裔；后代

16. prokaryocyte [pr?u'k?ri?sa?t] n. 【生】原核細胞，是組成原核生物的細胞，沒有明顯可見的細胞核，同時也沒有核膜和核仁，進化地位較低。

17. ancestral [?n?sestr?l] adj. 祖先的，原始的

18. precursor [pri??k??s?（r）] n. （從中產生變化的）產物母體，前身

19. eukaryotic [ju??k?r?'?t?k] adj. 真核生物的。真核生物是其細胞具有細胞核的單細胞生物和多細胞生物的總稱。

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，是動物、某些藻類和菌類細胞中的圓筒狀細胞器。

23. genome [?d?i?n??m] n. 【生】基因組，是指包含在生物DNA （部分病毒是RNA）中的全部遺傳信息。

24. aphids in anthills： 蟻丘中的蚜蟲。螞蟻喜歡食用蚜蟲的分泌物，同時又保護蚜蟲不受天敵侵害，二者是一種共生關系。aphid [?e?f?d] n. 【昆】蚜蟲。anthill [??nth?l] n. 蟻丘

25. pure line： 【生】純系

26. chloroplast [?kl?r?pl?st] n. 【生】葉綠體，是綠色植物細胞內進行光合作用的一種質體。

27. photosynthetic [?f?ut?s?n'θet?k] adj. 【生化】光合的；促進光合作用的

28. nucleus [?nju?kli?s] n. （其復數形式為nuclei）【生】細胞核，是細胞內遺傳信息儲存、復制、轉錄的主要場所，多為球形或橢圓形。

29. symbiosis [?s?mba????s?s] n. 【生】共生（現象），是指兩種不同生物之間所形成的緊密互利關系。

30. progeny [?pr?d??ni] n. [用作單或復] （人或動、植物等的）后代，后裔

31. enzyme [?enza?m] n. 【生化】酶，是生物體的細胞產生的有機膠狀物質，能夠加快生化反應的速度，但是不改變反應的方向和產物。

32. matrix [?me?tr?ks] n. 陣，矩陣

33. graft [r?ft] n. 移植物；移植片

34. heredity [h??red?ti] n. 遺傳

35. mutant [?mju?t?nt] adj. 突變的；突變產生的

賞析

提起科學與文學，似乎很多人會下意識地將它們劃歸思維的兩極，前者是理性的代表，后者是感性的代言。然而，劉易斯?托馬斯卻在《細胞生命的禮贊》中將兩者巧妙而和諧地結合在一起。文章語言優美恣意，通俗卻不失深刻，充滿灑脫深邃的哲思，宛若無韻之詩，然又于不動聲色之中流露出科學的冷靜和嚴謹。作者致廣大而盡精微，言科學而重人文，自然社會之理、天地運行之道無不有得于心。書中的文章單就題目來看似乎略顯駁雜松散，但卻不乏共同的基調。整本書都是對生命的禮贊，贊頌萬物的堅忍，贊頌世界的奇妙：原來，生命如此渺小，卻又如此偉大。

劉易斯?托馬斯以淵博的學識和深刻的洞察力對整個生物學界給予了廣泛的關注和研究。雖然在書的副標題里他將自己戲稱為“生物學觀察者”，但他并未淺嘗輒止，僅僅停留于“觀察”階段。他透過表面現象挖掘所有生命形式共同的存在特征，強調物種間內在的相似性和互相依存的共生關系，主張將生態系統視為有機聯系的整體，反對過分強調物種獨特性，從而超越了以“優勝劣汰”“適者生存”為基本主張的達爾文主義和社會達爾文主義。托馬斯以溫和卻有力的方式刺穿了人類虛榮又自以為是的優越感，將我們把自身和自然界截然分離的虛妄暴露無遺，在對生命、人生、社會乃至宇宙的深刻反思中嘲諷和否定著人類中心主義的自大。

自啟蒙運動以來，西方社會在政治、經濟、文化等諸多領域發生了巨大轉變，理性取代了宗教神學的地位并得到廣泛傳播，“知識就是力量”成為普遍而堅定的信條。啟蒙旨在促使人類借助理性樹立自我意識和主體性，以掙脫愚昧和迷信，走向澄明與開放。然而，啟蒙在推動社會發展的同時，卻又悲劇性地走向了自身的反面，在對理性的追求中陷入了理性的異化和野蠻的深淵。人類將自己置于世界中心的位置，以“萬物之靈長，宇宙之精華”自居，自信心和虛榮心膨脹得無以遏制，相信自己是或者至少應該是無所不知、無所不能的。人類企圖控制一切，戰勝一切，這種盲目的傲慢和自大使人類將自身與外部環境對立起來。托馬斯以批判的筆鋒拆穿了人類建構的謊言，意欲重新喚起人類的謙卑和敬畏之心。

作者在本文節選的第一章《細胞生命的禮贊》中就明確奠定了本書的思想基調。有人說，“現代人的困境在于他一直試圖使自己脫離自然”，然而這只是人類一廂情愿的幻想而已，萬物相扶相依，“生命的同一性遠比其多樣性更加令人稱奇”，因為人類同其他生物一樣，都是由“單一細胞進化而來”。因此，人與同屬自然界的生物乃至自己身上的細胞都可能產生共鳴。他甚至認為是細胞“在清晨漫步在當地的公園里，感受著我的感覺，聆聽著我的音樂，思考著我的思想”。小小的細胞因為這種奇思被賦予了獨立的生命和尊嚴。

后面的《作為生物的社會》和《社會談》等篇目則是關于群居性昆蟲的有趣介紹和獨特理解。托馬斯聚焦于人類和群居性動物的共同性，指出在茫茫宇宙中，人類看起來其實與蟻群無異。更令人難為情的是，蟻群職責明確的分工和集體協作的確搶了人類自詡的“獨一無二”的風頭――“它們什么都干，就差看電視了”。看似輕松幽默的筆調卻有著四兩撥千斤的效果，將人類瞬間逼入尷尬的境地。《對于外激素的恐懼》《這個世界的音樂》《說味》《鯨魚座》《信息》《計算機》《語匯種種》《活的語言》諸篇則以信息交流為主線，描繪了一個由聲音、氣味、外激素組成的生機勃勃的大千世界和由計算機、語言組成的妙趣橫生的信息世界，展示了其他生物出人意料的習性與智慧，進一步破除了人類中心主義的主張，闡明了人類和其他生物內在的相關性與本質上的同一性。

單細胞生物具有的生命特征范文第5篇

物超弱發光的研究歷史、特點及在醫學領域的研究應用現狀，展望生物超弱發光在法醫學，尤其是死亡時間推測和損傷方

面的研究應用前景。

【關鍵詞】生物超弱發光；法醫學；死亡時間；損傷

【中圖分類號】r919

【文獻標識碼】b

【文章編號】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

生物超弱發光(bio—photon emission or ultra—

weak bioluminescence，bpe)是生物體進行新陳代謝

過程中細胞自發輻射極微弱的光子流，以及細胞受外

界激發光消失后仍保持的極其微弱的延遲發光．其強

度僅為100～104光子／(cm2(s)。[11 bpe廣泛存在于動

物、植物以及單細胞生物之中．是反映生物體本原的

與生命活動過程有關的信息。用靈敏的現代光子計數

技術對bpe進行初步研究表明，動植物的不同生理

活動過程，存在不同強度和特征的超弱發光 超弱發

光與生物體的許多重要生命過程，如氧化代謝、信息

傳遞、細胞分裂、光合作用和癌變、死亡及生長調控等

存在著內在聯系，已成為生物光子學的重要研究方向

之一，[21在臨床診斷、農作物遺傳性診斷及環境檢測

等領域可有重要的應用。本文回顧bpe的研究歷史、

特點及在醫學領域的研究應用現狀，從法醫學角度展

望生物超弱發光在本學科的研究、應用前景。

一

、bpe的發現和研究歷史

生物超弱發光的發現，可追溯到上個世紀20年

代。早在1923年，前蘇聯科學家g．gurwitsh在著名的

“洋蔥試驗”中就已發現并證明了超弱發光現象。[31到

了60年代，前蘇聯科學家對超弱發光進行了大量研

究，mamedov對90余種生物的測定發現．除藍藻和原

生動物外，所有生物都有不同程度的發光．證明了超

弱發光的普遍性。[4／slawinska等更進一步提出任何生

命物質都存在著超弱發光現象。『5】80年代以后，bpe

的研究已在前蘇聯、美國、13本、歐洲以及我國展開．

并已開始向細胞、亞細胞及分子水平深入。到目前為

止，人們已經對超弱發光的機制、測試儀器及其應用

開展了大量研究工作

二、bpe的特點

bpe極其微弱，[61生物系統表面每平方厘米／秒

(om ·s一1)發射的光子可以從幾個到幾百個，這一強

度相當于遠在10公里甚至100公里外一根蠟燭發出

的光。分裂的細胞比休止的細胞發光強，并主要在細

胞分裂前期發射，所以稱有絲分裂發光。發射光譜很

寬，至少覆蓋從紫外到紅外的整個光譜區。bpe的值

和生物進化程度成正比，進化程度越高，其bpe值越

大，輻射的波長越向紅外擴展。發光強度與生物系統

的生理和生物學功能有多方面的聯系：超弱發光強度

與細胞的種類及其所處的代謝狀態有關，如正常細胞

【作者簡介】朱新菊(1979一)，女，江蘇人，在讀法醫學碩士，主要從事法醫病理學研究。

tel+86—29—82655472．e-mail：wzy21 8@mail．xjtu．edu．cfi

· 52 ·

的延遲發光強度隨細胞濃度的增加而減小．而腫瘤細

胞則相反．腫瘤生長旺盛期大鼠血清的超弱發光與對

照鼠的相比偏差最大：對各種物理和化學因素很敏

感，幾乎任何一種化學物質都能影響細胞發光的強

度。

三、bpe的來源和可能機制

生物體在進行生理、生化反應的過程中，處于基

態的原子或原子團獲得能量．其電子從基態躍遷到激

發態，處于激發態的原子或原子團不穩定，將釋放多

余的能量回到基態，能量的釋放伴隨有熱、電離和光

子的發射等，其中能量以光子形式釋放的過程稱為生

物的超弱發光。

代謝和核酸合成是生物超弱發光的兩大主要來

源，萌發綠豆中這兩者之和約為96％。吲代謝發光又

主要來源于氧化還原等代謝過程，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、兒茶酚

胺和單寧的過氧化，醌的氧化裂解、蛋白質和氨基酸

的氧化等。氧化劑d 0明顯增強血紅素蛋白的發光強

度、呼吸抑制劑nan，對萌發綠豆超弱發光的抑制達

72％等都是極好的例證。[71wright jr等通過小鼠肝臟

微粒體的化學發光與脂類過氧化的研究，證明脂肪酸

氧化是超弱發光的主要來源之一。[81代謝發光機制包

括了活性氧生成與控制兩個方面，能較好地解釋自由

基引起超弱發光的可能性。由于活體內的氧化反應速

率受抑制劑的控制，如生育酚、過氧化物酶、過氧化物

歧化酶、維生素a、維生素c等都能清除活性自由基．

因此，生物在代謝過程中產生的大量自由基不可能使

超弱發光強度太高．但是當生物體內的天然阻氧化劑

和氧化脂類之間的平衡被打破后．將導致發光強度瞬

時劇增，出現“閃光現象”。

核酸dna和rna 的合成反應是超弱發光的另

一個來源．它在綠豆種胚超弱發光中約占24％，其波

長在190～325 nm的紫外波段．[21與代謝發光的光譜范

圍有所不同，用代謝發光難以解釋。因此，分裂發光與

代謝發光可能有不同的來源和機制，popp等提出過

dna光子貯存假說和分化的物理模型。[91 rattemeyer

等根據溴化乙錠對超弱發光的影響．也初步證明了

dna是一個超弱發光源。[101馬文建等還對dna 發光

特異性進行了研究，結果表明在所有堿基中只有鳥嘌

呤能夠發光，且發光強度與濃度(亦即dna濃度)成正

相線性關系。li】】

四、bpe在醫學領域的研究現狀及應用前景

盡管生物超弱發光的機制研究還有待深入．但超

弱發光研究所揭示的生命科學命題．已經展示了光輝

法律與醫學雜志20__年第12卷(第1期)

的前景。近年來，光子學技術在生物特性研究中的作

用越來越突出．已成為一類新的生命科學的研究工

具。這種研究方法可能成為研究細胞信息傳遞、調控、

分化、識別等基本過程的重要工具．進而發展人為調

節超弱發光來實現對生命過程的控制。[11目前在醫

學、藥理學、農業、環境科學及食品科學等方面，對

bpe均有深入的探索。

對臨床實踐來說，血清的超弱發光較為重要。血

液的超弱發光可以作為一種靈敏、快速簡易的生物物

理指標，對血液發出的生物光子進行測量和分析可以

揭示疾病的發生或者提供先兆。羅金梅報道了人體體

表的生物發光隨年齡的增加而增加，而且吸煙人的生

物發光普遍高于同齡正常組。[11馬玉琴等發現癌癥患

者血液的發光強度明顯高于對照組，且有顯著性差

異，通過對人體血液的超弱發光測量，可以進行癌癥

患者的早期診斷。 超弱發光對于鑒別腫瘤和炎癥也

是極其有用的指標。顧樵曾報道利用生物光子鑒別腫

瘤和炎癥，鑒別率達100％。超弱發光與許多生理生化

反應有關。對綿羊的研究發現，發光強度與活力、

呼吸、果糖酵解、磷酸肌酸呈正相關，這種發光與活力

和能量代謝間的內在聯系，反映了能量轉化過

程，是評價品質很有價值的指標。[131此外．超弱發

光還可以用于檢測病人對藥物過敏的情況 在患者血

清中加入待檢藥劑，觀察其發光變化。與健康人相比，

耐藥病人的發光值高2～3倍．對藥物敏感的病人發光

值高6～8倍。

生物醫學光子學被預測將在以下8個領域有所

發展：光動力學醫療、激光和組織的相互作用、無透鏡

顯微術、在血液化學分析中的進展、癌癥的光學顯示、

利用激光檢測dna、傷害最小的光子設備、一體化的

激光和成像系統。li4】

五、bpe在法醫學的應用研究展望

(一)bpe運用于死亡時間推測

目前死亡時間的估計．尤其是早期死亡時間的估

計尚無精確可靠的方法。生命的終結是一個逐漸發展

的過程，從生到死沒有一個截然的分界線。通常死亡

是指個體生命的終結而言。從生物學角度來說．機體

內各種組織、細胞并非在同一時間進入死亡。臨床死

亡發生后，由于機體各種組織對缺氧的耐受性不一．

故心跳停止后．各種組織細胞也會經歷一段長短不一

的缺氧期．逐漸發生各種缺氧性改變，最終發展至生

物學死亡(也稱細胞性死亡)。在這個階段．細胞內的

“自由基”復合反應以及dna的構象必然會隨死亡時

間的延長發生一系列的變化，因此超弱發光也必然會

法律與醫學雜志20__年第12卷(第1期)

隨之產生一系列變化。此時利用生物光電技術定時測

量細胞輻射出的生物光子數，就可以得到生物光子與

死亡時間的關系。研究發現，離體的不同發育時期的

雞胚神經細胞發光有很大差異，9天以后的雞胚神經

細胞有明顯的特征曲線。該曲線的產生與外界溫度、

氧、電場作用和光照等因子有關。溫度由41 降到

37 過程中，發光強度亦降低，同時最大峰位置后移，

但當溫度低于37 時。則特征曲線變得不明顯；外界

電場和光照能使發光迅速增加，但不能改變發光曲線

的特征．且移去外電場后，能迅速恢復到原發光水平。

『l5】既然發育時期的bpe可出現特征曲線。是否死亡時

bpe也會出現特征曲線，這有待于開展進一步研究。

(二)推斷損傷時間、形狀、程度和傷口愈合時間

機體受損后．組織細胞的生理活動和形態功能發

生不同程度的改變。故其超弱發光的強度和特征也會

隨之出現不同程度的改變。balasigamani等在鼠背部

損傷bpe測量的實驗中發現。損傷后即刻獲得的生

物光子的二維圖像。未顯示明顯的傷口形態和定位；

損傷48 h后。顯示出傷口形態，且光子密度持續上

升；隨著免疫系統的激活。光子密度在傷后3—5 d達

峰值；傷后第6天，光子密度開始衰減；在傷后第8天

傷口完全愈合。圖像不再顯示明顯的傷口形態；痂脫

落后光子密度又恢復到正常狀態。【1句研究損傷后bpe

的強度、特征、分布隨損傷時間的變化規律，有利于更

加精確的推斷損傷時間、損傷程度等，同時也能在一

定程度上反映損傷性質以及致傷工具的特征。

(三)bpe應用于法醫學的可行性

顧樵對魚肉的新鮮度與光電強度進行了深入的

研究．建立了魚肉的新鮮度與光電強度遞減的方程

式。 由于生物超弱發光輻射出的光子呈量子狀態，

運用該法對人尸體進行研究．可以精確計數。較之以

往根據尸溫測量、dna降解程度的圖像分析等方法

具有極大的優越性。因此可用來對死亡時間等進行前

所未有的精確推斷。由于肌細胞耐缺氧能力強，在軀

體死亡后．肌細胞的存活時間較其他組織要長，故其生

物發光的能力也較其他組織要強，易于測定。目前，已

有商品化的生物光子測定儀面世，運用該儀器進行動

物試驗測定動物死后肌肉的bpe變化。在人尸體上取

心肌和骨骼肌重復動物實驗過程。校正動物試驗數據。

建立人體死亡時間與肌肉組織生物光子變化的方程

式．從而根據方程式及測定的bpe值來推斷死亡時

間。

· 53 ·

此外，生物光子學的其他研究成果也可借鑒運用

到法醫學中。如無透鏡顯微術等可作為繼電鏡之后的

又一法醫病理學研究的重要手段；利用激光檢測微量

檢材中的dna，在法醫物證鑒定中具有重要意義：一

體化的激光和成像系統將成為繼ct、mri之后的新

型檢測裝置．在法醫臨床的損傷鑒定中發揮重要作

用。環境監測中運用生物發光技術對廢水、廢液中重

金屬及致病菌進行檢測。靈敏度可達十億分之幾的數

量級，顯然，這些技術對法醫毒物分析的發展也將產

生巨大的推動作用。

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