单细胞生物的结构特征范文

时间:2023-12-08 18:01:41

单细胞生物的结构特征

单细胞生物的结构特征篇1

微生物学 microbiology 研究微生物形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动规律,以及与其他生物和环境相互关系的学科。

细菌学 bacteriology 研究细菌等原核生物的形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布、分类和进化等生命活动规律,及其在人类生产与生活中应用的微生物学分支学科。

立克次氏体学 rickettsiology 研究立克次氏体的形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布及其致病性的微生物学分支学科。

真菌学 mycology 研究真菌形态结构、生理生化、遗传变异、分类、进化和生态分布等生命活动规律及其应用的微生物学分支学科。

病毒学 virology 研究病毒的形态、结构、遗传变异、分类进化、感染免疫等的微生物学分支学科。

噬菌体学 bacteriophagology 研究噬菌体的形态、结构、感染复制、遗传变异等的微生物学分支学科。

系统学 systematics 研究物种之间亲缘关系的学科。

系统发育树 phylogenetic tree 又称“进化系统树”。依据系统发育构建的生物谱系分支之间相互关系的树状图,用以表示物种间的亲缘关系。

特征 character 又称“性状”。某一分类单元所具有的能与其他生物进行比较的各种特点。

祖征 plesiomorphy 祖先所拥有的特征状态。

共同祖征 symplesiomorphy 两个或两个以上分类单元共有的祖征。

独征 autapomorphy 又称“自有衍征”。仅在单一分类单元中存在的独有的衍征。

衍征 apomorphy 由祖征演化而来的特征状态。

分类 classification 根据微生物相互间的相似性或亲缘关系将其划归为合适的类群或单元的过程。

分类单元 taxon 生物分类系统中的任一等级。

分类等级 taxonomic rank 在经典的生物分类中,分类单元以相互包含的程度进行排列而形成的阶元。主要等级有界、门、纲、目、科、属、种。

模式 type 分类单元的名称所永久依附的实物要素,包括标本、图或在代谢不活跃状态下保存的培养物等。

模式标本 type specimen 在发表名称时被指定作为模式的标本。

菌毛 pilus 又称“纤毛”,曾称“伞毛”。多存在于革兰氏阴性菌细胞表面的丝状中空的蛋白质附属结构,比鞭毛短且细,数量较多,与细菌间或细菌和动物细胞黏附有关。

菌蜕 ghost 细菌细胞裂解后由细胞质膜组成的空囊。

荚膜 capsule 固定在细菌或酵母菌细胞壁外结构较致密且较厚的糖被。

菌落 colony 在固体基质表面或内部形成的紧密生活在一起肉眼可见的同一微生物物种的群体,或来源于同一细胞的一群细胞。

菌苔 lawn 在固体培养基上长成的一片密集的菌落。

菌膜 pellicle 在液体培养基表面由微生物生长形成的一层连续性或碎片性的膜。在酵母菌中曾称“[菌]醭(mycoderm)”。

芽孢 spore,gemma (1)又称“芽胞”。细菌在胞内形成的对不良环境条件具有强抗逆性能和有利于传播的无性休眠体。(2)卵菌中一种厚壁、有时不规则的细胞,与厚垣孢子相似的一种无性繁殖体。

支原体 mycoplasma 不具有细胞壁结构的一类可独立生活的细菌,兼性厌氧,有些是动、植物的病原体。

立克次氏体 rickettsia 专性寄生于真核细胞中,并有自主产能代谢系统的革兰氏阴性菌。

衣原体 chlamydia 专性寄生在原核细胞内,有细胞结构但无自主产能代谢系统的、对抗生素敏感的一类原核生物。

子囊菌 ascomycetes 菌丝有隔,有性生殖时在子囊内形成有性孢子的真菌类群。

核菌 pyrenomycetes, pyrnomycetes 产生子囊壳的子囊菌通称。

盘菌 discomycetes, cup fungi 产生子囊盘的子囊菌通称。

腔菌 loculoascomycetes 在子囊腔内形成子囊的子囊菌通称。

酵母菌 yeast 单细胞真菌的通称。无性繁殖主要通过芽殖或分裂进行。

半知菌[类] deuteromycetes, imperfect fungi进行无性繁殖,尚未发现有性生殖的真菌。

担子菌 basidiomycetes 在担子上形成有性孢子的真菌类群。

伞菌 agaric 蘑菇目(Agaricales)真菌的通称。

菌丝 hypha 真菌或放线菌等形成的多细胞或单细胞管状细丝结构。

气生菌丝 aerial hyphae 在基质表面生长的菌丝。

营养菌丝 vegetative hyphae 基质内吸取营养的菌丝。

菌索 mycelial cord 营养菌丝组成的索状结构。

子实体 fruit body 又称“孢子果(sporocarp)”。真菌产生孢子的结构。

子座 stroma 由营养菌丝形成,在表面或内部形成子实体的密集结构。

子囊 ascus 子囊门真菌共有的囊状或袋状结构,是核配和减数分裂的处所,内部形成子囊孢子。

子囊果 ascocarp, ascoma 又称“囊实体”。含有子囊的产孢体。

子囊壳 perithecium, pyrenocarp 具有自身的壁结构并在顶端有真正孔口的封闭子囊果。

子囊盘 apothecium, discocarp 敞口的盘状子囊果。

担子果 basidioma, basidiome, basidiocarp 产生担子的子实体。

担子 basidium 担子菌特有的细胞或器官,核配及减数分裂的场所,表面产生一定数目的担孢子。

冬孢子堆 telium, teleutosorus 锈菌和黑粉菌在寄主植物组织中由双核细胞形成的产生冬孢子的结构。

夏孢子堆 uredinium 锈菌在寄主植物组织中由双核细胞形成的产生夏孢子的结构。

春孢子器 aecium, aecidiosorus 又称“锈[孢]子器”。锈菌在寄主组织内由双核细胞形成的产生锈孢子的结构。

孢囊果 sporangiocarp 含孢子囊的子实体。

孢子堆 sorus 聚集成团的孢子囊或孢子。

孢[子]囊 sporangium 全部原生质转化为不定数目孢子的袋状结构。

孢子 spore 真菌或细菌中能直接发育成新个体的微小繁殖单元。

休眠孢子 hypnospore, resting spore 处于生理不活动状态的孢子。

单细胞生物的结构特征篇2

【摘要】  目的:探讨成人外周血来源的内皮祖细胞(epc)与成熟血管内皮细胞在抗原表达、细胞形态、增殖潜能和体内外血管生成方面的异同点. 方法 :密度梯度离心法获得单个核细胞,用含生长因子的内皮培养基接种于纤连蛋白包被的培养板中. 细胞在接种后每2 h去除1次未黏附细胞共2次,然后隔日换液1次,直到晚期克隆出现. 同期培养人脐静脉内皮细胞(huvec)进行比较. 流式细胞技术检测细胞表面抗原表达,直接荧光染色法测定细胞结合荆豆凝集素及摄取乙酰化低密度脂蛋白. 体外培养细胞的群体倍增次数确定细胞增殖潜能,胶原凝胶细胞体外种植及裸鼠体内移植实验分别测定体外及体内血管生成功能. 结果: epc在培养21~28 d出现,表现出典型的内皮细胞“铺路石”外貌. 与huvec相比,epc表达高水平的cd36和kdr(epc vs huvec, p<0.01),但表达cd146,结合植物凝集素和摄取乙酰化低密度脂蛋白在两种细胞间未存在统计学差异. 体外培养100 d,epc和huvec分别传代46次和25次,只有epc能在体外和裸鼠体内胶原凝胶中形成管腔样结构. 结论:人外周血来源的epc虽然具备成熟内皮细胞的表型和形态特点,但仍保留干/祖细胞的完整生物学特征.

【关键词】  血管生成;内皮细胞;祖细胞;生物学性状

   0引言

    内皮祖细胞(endothelial progenitor cells, epcs)原始储存部位在骨髓,受缺血信号刺激后向外周血释放,募集到缺血部位参与血管新生. 但另有 研究 却发现, epcs在肿瘤血管新生、受损血管内皮修复、或成年动物体内血管再生方面,所起作用很小或几乎不起作用[1-3]. 我们研究首先确认外周血循环中是否存在有真正的epcs,然后将其与成熟内皮细胞进行完整生物学性状对比 分析 .

    1材料和方法

    1.1材料histopaque,1.077,fitc标记的植物凝集素(ulex europaeus agglutinin1, uea1)、纤连蛋白(fibronectin)、fitc标记的抗vegf2受体(kdr)、i型胶原均为sigma公司产品;添加各种生长因子和胎牛血清的内皮细胞完全培养基(egm2 mv single quots)和i型胶原酶为becton dickinson公司产品;dii标记的乙酰化低密度脂蛋白(diiacldl)购自abd serotec公司;vwf一抗和fitc标记二抗均购自dako公司;pecd34, fitccd14,fitccd146,均为bd公司产品. 健康志愿者11(男9,女2)例,年龄46.5±13.1岁,肘静脉取血每例50 ml,肝素(20 ku/l)抗凝. hanks 1∶1稀释血液,加入histopaque经密度梯度离心法获得单个核细胞(mononuclear cells, mnc). 用hanks洗涤mncs 3次,重悬于egm2,调整细胞计数2×109/l,接种于100  mg/l纤连蛋白包被的24孔培养板中. 另在无菌条件下取正常剖腹产健康新生儿脐带20~30 cm,pbs冲洗脐静脉腔, i型胶原酶灌注,37℃水浴消化15min. 收集消化液、离心、洗涤,egm2调整细胞计数2×109/l,接种于纤连蛋白包被的培养瓶中,取2~3代人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells, huvec)用于实验.

    1.2方法根据单核细胞在体外培养时具有短期松散附壁的特点, 应用 序列黏附法去除淋巴细胞的混杂. 每例血样在分离出mnc并接种后每隔2 h去除1次未黏附细胞,共2次,然后加入egm2静止培养,4 d后换液. 此后隔天换液1次,直至典型的内皮细胞克隆出现,然后消化传代,取2~3代细胞进行实验.

    1.2.1表面抗原表达的测定贴壁细胞用pbs洗涤2次,2.5 g/l胰酶/edta消化后制成细胞悬液,密度为1×109/l. 每份细胞悬液取150 μl×2分装2个试管,分别加入fiticd14,fitccd146,fitckdr,pecd34及同型对照mab各20 μl,避光反应30 min,pbs洗涤2次测定,每例均以流式细胞术复测3次. 上机后收集20 000个细胞,荧光强度以对数放大,结果以各种抗原表达阳性百分率表示.

    1.2.2内皮细胞vwf的表达贴壁细胞生长至80%汇合时用1∶1甲醇/丙酮固定,vwf一抗及fitc标记的二抗均作1∶50稀释,严格按说明步骤进行.

    1.2.3细胞增殖潜能的测定epc及原代huvec生长至亚汇合状态时分别消化,制成稀释的细胞悬液,密度均为2×107/l,传代接种于25 ml培养瓶中. 然后按此方法对这两种细胞分别持续传代,直至细胞衰老. 每传代细胞1次,记数为1次群体倍增. 以培养时间为横坐标,群体倍增次数为纵坐标,绘制细胞群体倍增曲线图.

    1.2.4体外血管形成实验用冷藏的egm2配置浓度为2 g/l的i型胶原溶液,100 g/l碳酸氢钠滴定溶液ph值7.4~7.6,加入96孔板中每孔100 μl,37℃放置30 min使其成胶. 分别将2~3代贴壁的epc和huvec制成细胞悬液,加入凝胶之上每孔5×104个细胞,置培养箱内孵育,不同时间点倒置显微镜下观察血管生成情况.

    1.2.5体内血管生成实验无胸腺裸鼠22只,7~11 wk,购自郑州大学实验动物中心. 收集epcs和huvecs,制成浓度为2×109/l的细胞悬液. 用1.5 g/l的碳酸氢钠、25 mol/l hepes, 100 ml/l胎牛血清、300 ml/l egm2制备浓度为3 g/l的胶原溶液. 将等量的细胞悬液与胶原溶液混合,每只裸鼠后肢sc细胞胶原溶液1 ml. 将裸鼠置于饲养笼28℃条件下30~60 min,触摸裸鼠移植部位皮丘呈胶冻感为移植成功,然后常规条件饲养. 21~30 d处死裸鼠,取出移植体行病理切片分析.

    统计学处理:采用spss 11.0统计软件进行分析. 计量数据以x±s表示,两组均数间的比较采用t检验,以p<0.05为有统计学差异.

    2结果

    mnc接种后7~11 d可见有簇状聚集的早期克隆出现,中间是圆形细胞,周边有向外爬行生长的梭状或多角形细胞(图1a). 持续培养至21~28 d可观察到晚期克隆的出现,细胞均呈多角形或纺锤形,紧密贴壁,聚集向外生长(图1b). 至35~42 d,可见细胞增殖、逐渐汇合成片,呈现内皮细胞典型的“铺路石”外貌(图1c,d). huvec接种当时为圆形、悬浮,24 h后细胞即伸展、贴壁,呈梭形或多角形(图2a),5~7 d后贴壁细胞基本汇合成单层,外观与epc来源细胞相同(图2b,c).

    2.1epcs与huvecs表型特征对比huvec相比,epc表达高水平的干/祖细胞标记cd34和kdr(p<0.01,图3). 单核细胞特异抗原cd14在两组细胞表面仅有微量表达,而泛内皮细胞标记cd146在两组细胞均为高表达但无统计学差异. vwf鉴定两组细胞均阳性证实为内皮细胞起源.a:第7日形成早期克隆 ×40;b:第22日形成晚期克隆 ×40;c:第37日晚期克隆增殖汇合;d:晚期克隆再种植形成单层内皮细胞,呈典型铺路石样外观 ×100.

    图1epc体外培养细胞形态

    a:种植后24 h伸展贴壁 ×40;b:6 d后增殖汇合 ×40;c:第二代huvecs呈铺路石外观 ×100.

    图2huvecs体外培养形态特点

    2.2epcs及huvecs体外增殖潜能对比epc传代接种后经历1~2 d潜伏适应期,然后增殖旺盛,每3~4 d传代1次. 在100 d时间内,epc传代46次,曲线陡直上升(图4). 此后传代时间渐延长,曲线由水平转为下降趋势. huvec传代周期为5~7 d,曲线缓慢平坦上升,表明细胞增殖潜能低于epc. 在68 d时间内、同等培养条件下huvec共传代21次,然后曲线迅速下降,提示细胞开始衰老. 在相同的100 d时间内,huvec总计传代25次.

    图3epc与huvec表达抗原阳性百分率比较(x±s, n=33, bp<0.01 vs huvec)

    图4epc huvecs体外培养群体倍增曲线

    2.3胶原凝胶体外血管生成贴壁的epc和huvec分别消化再种植于i型胶原凝胶上,36 h后可见epc伸展呈纺锤状,并相互连接形成管腔样结构(图5a),72 h后可见原管腔增大,管壁可见有细胞向管腔中央呈发芽状生长(图5b). 持续观察huvec未见形成管腔样结构,至1 wk后仅见细胞呈圆形或多角形融合成片(图5c).

    a:epcs种植36 h形成管腔结构;b:72 h后管腔扩大,并见管壁细胞向腔内呈发芽状生长;c:huvecs种植不能形成管腔结构.

    图5胶原凝胶体外血管生成×100

    2.4裸鼠体内血管生成裸鼠22只细胞移植均获成功(epc和huvec组各11只),饲养期间未发现裸鼠有异常反应. 移植体病理切片he染色显示,epc组11只裸鼠中有8只在胶原凝胶移植体中观察到了典型的微血管结构,并与小鼠组织构成了人鼠嵌合血管,其间可见小鼠的血细胞流动(图6a). 而huvec组仅在1只裸鼠的移植体中观察到了类似微血管样结构(图6b),其余10只裸鼠移植体中均显示出不规则的细胞聚集现象,未观察到血管结构(图6c).

    a:epc组细胞移植形成典型血管结构,管腔中可见小鼠血细胞;b:huvec组细胞移植仅1例形成不典型管腔;c:其余huvec组细胞移植均不能形成管腔结构,仅有不规则细胞聚集).

    图6细胞移植裸鼠体内血管生成he ×200

    3讨论

    本 研究 结果显示,成人外周血循环中的单个核细胞在体外内皮培养条件下,于不同时间段内可形成早期和晚期克隆. yoder等[4]研究表明,这种早期克隆属于单核巨噬细胞系列,再种植不能分化成内皮细胞,因而还不属于真正的epc. 在早期克隆出现后持续培养,直至获得具有内皮细胞形态特征的晚期克隆后,才显现出干/祖细胞和内皮细胞双重生物学特征. 因此,这种晚期克隆及其分化产生的近代细胞,应属于真正的epc. 本研究显示,epc体外再种植培养可呈现典型“铺路石”外观,与huvec形态相同. 两种细胞表达vwf,结合植物凝集素及吞噬乙酰化低密度脂蛋白均为阳性,不表达单核细胞标记cd14而高表达泛内皮细胞标志cd146,提示二者均为内皮细胞来源.与huvec相比,epc表达更高水平的cd34和kdr. 由于cd34是多数干/祖细胞的共有标志,而kdr的高表达预示着细胞对血管内皮生长因子更敏感,增殖力和血管生成能力更强[5]. 由此可见,我们所获得的晚期克隆来源细胞除了具备成熟内皮细胞的全部表型外,还显现出非成熟细胞(即干/祖细胞)的特征.

    本研究显示,在同等培养条件下,晚期克隆来源的epc增殖速度快、传代周期短,在100 d时间内传代近50次而无明显衰老征象. 相反,huvec虽然在6代以内的生长方式和细胞形态接近epc,但传代周期进行性延长,在2 mo的时间内只能传代21次即迅速衰老,说明自我复制能力低下,也符合一般成熟细胞的特点. 本研究显示,将晚期克隆来源细胞种植于胶原凝胶中,可生成典型的管腔样结构,而huvec种植后只出现细胞聚集,无典型管腔形成,说明前者具备干/祖细胞和内皮细胞的双重特征. 晚期克隆细胞能够在动物体内增殖并形成血管,因而具有epc完整的生物学特征. 鉴于冠心病患者外周血循环中出现的内皮细胞是自血管壁脱落的衰老细胞,与huvecs相比在体外更不易存活和增殖[6]. 因此有理由相信,我们所获得的晚期克隆细胞属于纯化的epcs,未被成熟血管内皮细胞混杂.

【 参考 文献 】

  [1] gothert jr, gustin se, van eekelen ja, et al. genetically tagging endothelial cells in vivo: bone marrowderived cells do not contribute to tumor endothelium[j]. blood,2004,104(6): 1769-1777.

[2] dimmeler s, zeiher am, schneider md. unchain my heart: the scientific foundations of cardiac repair[j]. j clin invest, 2005, 115(3):572-583.

[3] boos cj, lip gyh, blann ad. circulating endothelial cells in cardiovascular disease[j]. j am coll cardiol, 2006, 48(8): 1538-1547.

[4] yoder mc, mead le, prater d, et al. redefining endothelial progenitor cells analysis and hematopoietic stem/progenitor cell principals[j]. blood, 2007, 109(5):1801-1809.

[5] dimmeler s. circulating endothelial precursors: identification of functional subpopulations[j]. blood, 2005, 106(7):2231-2232.

单细胞生物的结构特征篇3

组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。下面是为大家整理的高中生物备考知识归纳精选参考资料,提供参考,欢迎你的阅读。

高中生物备考知识归纳精选参考一

1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。

2.从结构上说,除病毒以外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。

3.新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变化总称,是生物体进行一切生命活动的基础。

4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。

5.生物体都有生长、发育和生殖的现象。

6.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。

7.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。

知识点总结:生命的物质基础

8.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。

9.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。

10.各种生物体的一切生命活动,绝对不能离开水。

11.糖类是构成生物体的重要成分,是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。

12.脂类包括脂肪、类脂和固醇等,这些物质普遍存在于生物体内。

13.蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。

14.核酸是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要作用。

15.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。

16.活细胞中的各种代谢活动,都与细胞膜的结构和功能有密切关系。细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。

17.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。

18.细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。

19.线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。

20.叶绿体是绿色植物叶肉细胞中进行光合作用的细胞器。

21.内质网与蛋白质、脂类和糖类的合成有关,也是蛋白质等的运输通道。

22.核糖体是细胞内合成为蛋白质的场所。

23.细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,主要是对蛋白质进行加工和转运;植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关。

24.染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。

25.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

26.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。

27.细胞以分裂是方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。

28.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。

29.细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度。

30.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。

31.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。

32.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA.

33.酶的催化作用具有高效性和专一性;并且需要适宜的温度和pH值等条件。

34.ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。

35.光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧的过程。光合作用释放的氧全部来自水。

36.渗透作用的产生必须具备两个条件:一是具有一层半透膜,二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。

37.植物根的成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。

38.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。

39.高等多细胞动物的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。

40.正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫稳态。稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

41.对生物体来说,呼吸作用的生理意义表现在两个方面:一是为生物体的生命活动提供能量,二是为体内其它化合物的合成提供原料。

42.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段。

43.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般来说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。

44.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液可获得无子果实。

45.植物的生长发育过程,不是受单一激素的调节,而是由多种激素相互协调、共同调节的。

46.下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。

47.相关激素间具有协同作用和拮抗作用。

48.神经系统调节动物体各种活动的基本方式是反射。反射活动的结构基础是反射弧。

49.神经元受到刺激后能够产生兴奋并传导兴奋;兴奋在神经元与神经元之间是通过突触来传递的,神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。

50.在中枢神经系统中,调节人和高等动物生理活动的高级中枢是大脑皮层。

51.动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。

52.判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式,是大脑皮层的功能活动,也是通过学习获得的。

53.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导的地位。

高中生物备考知识归纳精选参考二

1、消化酶、抗体等分泌蛋白合成需要四种细胞器:核糖体,内质网、高尔基体、线粒体。

2、细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统,它们在结构和功能上紧密联系,协调。

维持细胞内环境相对稳定生物膜系统功能许多重要化学反应的位点把各种细胞器分开,提高生命活动效率

核膜:双层膜,其上有核孔,可供mRNA通过结构核仁

3、细胞核由DNA及蛋白质构成,与染色体是同种物质在不同时期的染色质两种状态容易被碱性染料染成深色

功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心

4、植物细胞内的液体环境,主要是指液泡中的细胞液

原生质层指细胞膜,液泡膜及两层膜之间的细胞质

植物细胞原生质层相当于一层半透膜;质壁分离中质指原生质层,壁为细胞壁

5、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜

自由扩散:高浓度→低浓度,如H2O,O2,CO2,甘油,乙醇、苯

协助扩散:载体蛋白质协助,高浓度→低浓度,如葡萄糖进入红细胞

单细胞生物的结构特征篇4

关键词:质量分析;问题表征

中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)10-185-02

问题表征是指解题者根据问题所提供的信息和自身已有的知识经验形成问题空间的过程,表现为明确问题给定的条件、目标及允许的操作等等。问题表征是个体对问题的理解和内化的过程,在教学实践中,可以通过试题的质量分析,对上述过程进行分析、诊断,为教学提供一手资料。

一、问题表征的层次

问题表征类型主要有:文字表征、符号表征、图示表征、理论表征(概念和原理)、方法表征、数学表征等。其中文字表征、符号表征和图示表征主要是一种浅层次、基于表面结构特点的外部表征形式;而理论表征、方法表征、数学表征则是基于深层结构的内部表征。

下题为2014年泉州市单科质检选择题第二题:

哺乳动物红细胞在发育过程中,会逐渐排出细胞核并丧失各种细胞器,而成为成熟红细胞。则该成熟红细胞( )

A、在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳

B、与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态

C、因细胞结构不完整最终导致细胞坏死

D、置于生理盐水中可制备出细胞膜

本题以哺乳动物成熟红细胞的结构为背景,考查的知识点主要有细胞呼吸、基因表达、细胞坏死和细胞膜的制备等,正确答案是A,难度系数0.27。对本题四个选项的人数进行统计,得到下图

在和学生的交流过程中发现,学生能够顺利的画出红细胞的形态结构,描述红细胞的结构特征,表明学生在问题的浅层次表征上比较顺利。但是,在进一步将红细胞的结构与功能相联系时,学生往往表现出了茫然和无所适从,体现在不知道如何将红细胞的结构与细胞呼吸是否产生CO2相联系,没有形成理论表征。在之后的考查中也发现类似的问题,例如,金太阳百校联考卷中,线粒体增大膜面积的方式是什么一问,难度系数为0.6。表面上看,似乎只是因为“嵴”写成“脊”,但不难发现,学生只是形成图示表征和文字表征,但却不知所以为然,没有形成理论表征。

二、情景表征的效率

问题解决研究结果表明,高中生在解决生物学问题时一般都要经历信息感知、情境表征、形成思路和数学运算或合理推断四个动态过程,符合一般问题的解决模式,但各阶段所耗用的时间存在学科差异和个体差异。在解决生物学问题时,优秀组在情境表征阶段所花时间占总耗时的46.2%,而用于合理推断或数学运算的时间仅占12.38%,不同层次的高中生在合理推断阶段差异很小,生物学问题解决的关键是问题中所含关键信息及信息间的内在联系是否得到正确的表征。这可以说明为什么在历次测验的评价中发现,学优班的学生在推理题上的得分率与平行班相比没有显著性差异。学生在情境表征的有效应上较低,常常根据题目的表面内容在头脑中盲目搜索与所解决问题没有直接关系的信息,并加以加工和处理,从而影响解题的进度,甚至导致错误的解题。如1中试题中B选项,有学生提取的主要信息是“活动状态”,因而联想到红细胞生活于血浆中,处于游离状态,故B是正确的。有同学也提出同样的困惑,在解决生物学问题时,往往难以把握问题的条件和结构,常常在非关键信息上进行天马星空式的分析与联想,严重影响解题效率与正确率。

三、表征的概况性

通过生物问题的解决或进行样例教学,目的是使学生形成问题图式。问题图式具有知识的概括性、认知资源的经济性、未知变量的可推理性和广泛的迁移性等特点, 是学生用以组织知识和应用知识的有效方式。以下是先后测试的两道试题:

1、(2013四川理综)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果,如下图所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)

分析图中信息,PEPC酶所起的作用是_____________;

2、当植物缺水时光合作用速率将下降,有人通过实验对有关的生理机制进行了探究。实验前植株正常灌水,并给予正常光照及其他理想条件。自实验开始后,除实验组 停止灌水令土壤逐渐干旱外,其他条件均不变。于停水处理后的第一天开始,每3d取样一次(早晨8:30 -9:30取样,叶片取自幼苗顶端第5至第6片叶),分别测定叶片光合色素含量、胞间CO2浓度、叶片光合速率等数据,并绘制图像如下:(a曲线为对照组、b曲线为实验组)

单细胞生物的结构特征篇5

关键词:卵巢肿瘤;甲状腺肿类癌;免疫组化

卵巢甲状腺肿类癌(strumal carcinoid of the ovary)是一种非常罕见的生殖细胞肿瘤,由类癌和卵巢甲状腺滤泡两种成分构成。到目前为止,国外已有报告约100多例,国内报告较少,且多为个案报道。其病理学特征独特,组织起源尚有争议。本文报告1例卵巢甲状腺肿类癌,应用免疫组化检测,结合相关文献资料进行讨论,着重探讨其组织起源、临床组织学特点及鉴别诊断。

1. 病历摘要 女,43岁。发现盆腔包块7月就诊。妇检:左附件区扪及一囊性包块,大小约6*5cm无压痛。B超示左附件区囊性包块,大小约7×5×4cm。实验室检查:血尿常规、肝肾功能正常,血FT3稍降低。术中行全子宫、双附件切除。巨检:卵巢囊实性肿物,5×4×2cm大小,包膜完整,大部分为实性,灰黄,质中等偏硬。镜检:肿物实性区主要由甲状腺滤泡和类癌细胞组成。前者为大小不等的甲状腺滤泡,内衬单层立方上皮,滤泡中可见胶质成分。后者由排列成岛状、梁状的瘤细胞组成,以梁状为主,瘤细胞核大小一致,呈圆形或卵圆形,染色质均匀,胞浆丰富,嗜酸性。类癌细胞与甲状腺滤泡无明显界限,类癌细胞中混有多少不等的甲状腺滤泡。免疫组化:甲状腺滤泡上皮细胞Tg(+),CK7(+);类癌细胞Syn(+),CgA(+),CT(-),CK7(-),Tg(-)。病理诊断:卵巢甲状腺肿类癌。随访至今健在。

2. 讨论

卵巢甲状腺肿类癌是卵巢独有的一种少见畸胎瘤,属于单胚层或高度特异的生殖细胞肿瘤,兼有甲状腺肿形态特征和类癌的神经内分泌特征。自1970年Scully最先提出卵巢甲状腺肿类癌的名称以来,因其具有特殊的形态特征而倍受关注。

2.1 临床特点 本病患者发病年龄19-77岁,其中40岁以上最为常见,占66%-75%。本例发病年龄为43岁,以盆腔肿块为首发症状。本病患者多无自觉症状,也有以顽固性便秘及一些内分泌症状作为首发症状报道。

2.2 病理学特点 巨检多为单侧,肿瘤大小不一,直径0.8-35cm,通常包膜完整,囊实性,切面灰黄灰白。按其生长方式分为三型:瘤壁结节型、单纯型、混合型。Robby等[1]根据肿瘤的生长方式及所在部位将其分为三型:⑴瘤壁结节型,直径1~8cm,位于皮样囊肿壁内,并突向囊腔,偶见瘤组织呈弥漫性分布,囊壁增厚;⑵单纯型,肿瘤直径为0.2~2cm,质地均匀,肿瘤内的类癌区呈灰白色或灰黄色,可见出血及坏死灶,甲状腺滤泡腔区充盈胶样物质;⑶混合型,类癌与畸胎瘤或其它肿瘤成分混合。卵巢甲状腺肿镜下观察见肿瘤组织由类癌和甲状腺滤泡及(或)其它成分组成。类癌部分为梁状型或梁状与岛状型混合,纯岛状型者罕见。梁状类癌细胞呈短梭形,大小较一致,单层或数层细胞排列成细长或弯曲的带状,瘤细胞的纵轴与带状纵轴相垂直。岛状型瘤细胞排列成实性巢状,巢边瘤细胞多呈栅栏状排列。瘤细胞胞浆丰富,嗜酸,颗粒状,核小,染色质均匀,核分裂像罕见。甲状腺滤泡多为正常或呈巨滤泡结构,内衬扁平、立方或柱状上皮,腔内可有嗜酸性胶样物质充盈。少数呈甲状腺腺瘤样表现以上两种肿瘤成分以不同比例混合存在,或仅在甲状腺与类癌两种成分的边缘混合,二者之间可有移行。其它成分多为柱状粘液上皮,单个或多个细胞,或为腺体结构,也可见含量不等的皮样囊肿成分及神经胶质成分,与类癌成分混杂或位于癌周边。间质多为致密纤维结缔组织,伴透明变性,可有淀粉样物质沉着及间质黄素化。很多研究表明,该肿瘤的甲状腺滤泡细胞内存在甲状腺球蛋白,类癌细胞中有亲银及嗜银颗粒,以分泌神经多肽激素为特征,通常CgA、Syn、NSE有不同程度的表达。本例大体属于单纯型,镜下观察见肿瘤组织由类癌和甲状腺滤泡组成,类癌成分为梁状与岛状混合型,甲状腺滤泡为正常或呈巨滤泡结构,未见伴有其它成分,免疫组化染色显示类癌细胞可表达神经内分泌标记如CgA、Syn、NSE等。甲状腺肿表达Tg,不表达神经内分泌标记。

2.3 组织来源 多数学者同意其属于生殖细胞来源的单胚层且有高度特殊性的畸胎瘤,但组织来源于神经嵴(外胚层)还是内胚层尚有争议。Arhelger认为类癌成分含有淀粉样物及神经内分泌状颗粒,类似于甲状腺髓样癌,强烈提示其起源于甲状腺滤泡旁细胞[2]。Kimura[3]提出,由于其病理显示甲状腺滤泡和类癌相混合,虽然甲状腺来源于内胚层但其类癌超微结构类似甲状腺髓样癌(来自甲状腺滤泡旁细胞),故考虑类癌成分与甲状腺滤泡旁细胞(起源于神经嵴的内分泌细胞)有关,认为其来源于神经嵴(外胚层)。而有些作者根据其类癌形态主要为梁状,免疫组化所见更类似来源于后肠的小梁状类癌[4,5],特别是降钙素和类淀粉样物质很少见[6]。而Hamazaki等[7]为了阐明其组织来源,对2例卵巢甲状腺肿类癌应用免疫组化法进行了TTF-1检测,结果显示甲状腺滤泡上皮显阳性,而类癌成分呈阴性,提示类癌与甲状腺分化无关,故认为它可能来源于内胚层。2003年WHO在肿瘤新分类[8]中将其归入单胚层畸胎瘤,属于类癌的一种亚型,认为肿瘤中的两种成分均为畸胎瘤内胚层起源。本组类癌成分CT为阴性,间质中未见淀粉样物质,不支持其来源于甲状腺滤泡旁细胞,而其典型梁索状结构及免疫组化显示CK7为阴性(正常结肠上皮及结肠癌表达均为阴性),更支持其类癌成分可能来源于后肠,而后肠由内胚层衍化而来,支持其来源于内胚层。

2.4 诊断与鉴别诊断 本瘤诊断较为困难,多为术后病理发现类癌细胞及甲状腺样组织混合确诊,且类癌细胞有嗜银、亲银性,甲状腺肿成分有甲状腺球蛋白表达阳性。可有类癌综合征、便秘等神经内分泌紊乱表现。应与以下肿瘤鉴别:

⑴卵巢颗粒细胞瘤:甲状腺肿类癌具备甲状腺滤泡结构,与颗粒细胞瘤的Call-Exner小体混淆,但此癌滤泡内含甲状腺球蛋白胶状物,缺乏核沟或黄素化,同时结合免疫组化染色可与之鉴别;⑵卵巢甲状腺肿:多为单侧性,通常也无明显症状,有些可出现甲状腺功能亢进,无类癌综合征病理仅见甲状腺组织而无类癌细胞,且免疫组化、T3、T4测定瘤细胞及滤泡内胶样物质均呈强阳性;⑶卵巢恶性甲状腺肿:本病临床表现通常也无明显症状,病理显示,肿瘤切面成灰白色胶样物质或伴有局灶鱼肉状组织。镜下组织形态类似甲状腺癌,以滤泡、或滤泡混合癌为主;⑷原发性卵巢类癌:有些研究者将卵巢甲状腺肿类癌归入原发性卵巢类癌中的一种亚型,其主要区别为病理有无甲状腺组织。⑸转移性类癌:组织学上与原发性卵巢甲状腺肿类癌难以鉴别,但转移性类癌几乎总是累及双侧卵巢且卵巢外有原发肿瘤,肿瘤呈多结节,与畸胎瘤成分无关,且在手术切除卵巢后仍可有类癌综合征等,而原发性卵巢甲状腺肿类癌则与之相反。

2.5治疗 目前多数学者认为,此瘤为低度恶性肿瘤。临床治疗原则是没有并发症的类癌治疗为双侧输卵管卵巢切除术及子宫切除术,极少数渴望保留生育功能的年轻患者可行单侧输卵卵巢切除术。所有患者均须密切临床随访。在卵巢外播散的病例中,提倡尽可能将转移癌切除,并辅以化疗。

2.6预后 几乎所有甲状腺肿类癌均为临床Ⅰ期,预后很好。极少数病例发生转移,转移类型可能为甲状腺肿性或类癌性。本组患者为Ⅰ期,未做任何治疗,随访10个月,无复发及转移,仍在随访中。

[1]Robby S J, Scully R. Strumal carcinoid of the ovary: An analysis of 50 tumor composed of thyroid tissue and carcinoid[J].Cancer, 1980,46:2019-2054.

[2]Arhelger R B, Kelly B. Strumal carcinoid. Report of a case with electron microscopical observations[J].Arch Pathol 1974,97:323-325.

[3]Kimura N, Sassano N, Namiki T. Evidence of hybridcell of the thyroid follicular cell and carcinoid cell in strumal carcinoid. Int J Gynecd Pat hol,1986,5(2):269-277.

[4]Snyder R R, Tavassoli F A. Ovarian strumalcarcinoid. Immunohistochemical, ultrastructural, and clinicopathologic observations[J].Int J Gynecol pathol 1986,3(6):187-201.

[5]Stagno P A,Petras R E, Hart W R. Strumal carcinoids of the ovary. An immunohistologic and ultrastructural study[J]. Arch Pathol Lab Med.1987,111(21):440-446.

[6]Dayal Y, Tashjian H Jr, Wolfe H J. Immunocytochemical localization of calcito nin-producing cells in strumal carcinoid with amyloid stroma[J].Cancer 1979,43(9):1331-1338.

[7]Hamazaki S, Okino T, Tsukayama C, et al. Expression of thyroid transcription factor-1in strumal carcinoid and struma ovarii: an immunohistochemical study[J]. Pathol Int, 2002,52(7):458-462.

单细胞生物的结构特征篇6

【关键词】 针吸;涂片;颈部包块 ;细胞形态

颈部包块是外科就诊患者中最常见的临床症状和体征,采取何种治疗方式主要取决于肿大包块的性质, 不当的治疗方式不仅会贻误诊疗时机而且还会给患者造成不必要的损伤, 应用细针穿刺涂片细胞形态学检查可以判断颈部包块肿大原因。本文对278例颈部包块患者进行细针吸穿刺涂片细胞形态学检查, 并对其肿大原因进行分析为临床确立合理的诊疗方式提供可靠依据。

1 资料与方法

1. 1 一般资料 收集本院2010年2月~2012年12月278例门诊和住院的颈部包块患者, 男148例, 女130例, 年龄5~84岁。

1. 2 方法 选择颈部肿大包块, 用常规方法严格消毒, 用一次性10 ml塑料注射器, 左手固定肿物, 右手持针刺入皮内, 再穿入颈部肿大包块, 抽吸其细胞液、涂片, 用瑞-姬全显染色、晾干, 显微镜检查细胞成分及细胞形态特征。

2 结果

2. 1 淋巴结肿大的199例, 其中慢性淋巴结炎118例 以成熟淋巴细胞为主, 少数原、幼淋巴细胞、组织细胞、浆细胞;增生性淋巴结炎26例:以成熟淋巴细胞为主, 原、幼淋巴细胞增多, 组织细胞、浆细胞、组织嗜碱细胞增多。急性淋巴结炎5例:大量中性粒细胞及退化中性粒细胞。结核性淋巴结炎23例:镜下特征随疾病发展不同阶段而异, 早期应与慢性淋巴结炎相鉴别, 该期类上皮细胞增多, 随着病程发展坏死组织逐渐增多并可见郎罕氏细胞或抗酸杆菌。坏死性淋巴腺炎3例:淋巴细胞增生, 伴原、幼淋巴细胞、组织细胞、免疫母细胞增生, 局灶性坏死, 以找到特有浆细胞样单核细胞、缺乏中性粒细胞为特征。原发性肿瘤7例:非何杰金氏淋巴瘤4例, 细胞形态学特征为, 淋巴结以原、幼淋巴细胞为主, 3例均在80%以上, 瘤细胞弥散分布, 形态结构异常, 及异常核分裂;何杰金氏淋巴瘤3例:织细胞与淋巴细胞同时恶性增生, 伴浆细胞、嗜酸性细胞、单核细胞、中性粒细胞, 以找到典型的有诊断价值R-S细胞(里德-斯坦伯格细胞)、Hodgkins细胞(何杰金氏细胞)为诊断依据[1]。转移癌14例:淋巴结正常形态结构不同程度破坏, 癌细胞成堆或散在分布, 其大小形态、结构、核分裂均有明显恶性特征。增生性嗜酸性淋巴肉芽肿2例:以成熟淋巴细胞为主, 组织细胞、浆细胞增多, 突出特征嗜酸性粒细胞明显增多。

2. 2 涎腺肿大的58例, 其中急性涎腺炎6例 大量中性粒细胞、吞噬细胞、淋巴细胞及腺细胞。慢性涎腺炎7例:镜下可见较多成熟淋巴细胞, 散在组织细胞、浆细胞、腺细胞成片或散在分布。涎腺混合瘤12例:瘤细胞界限不清, 核小染色质浓密深染, 偶见单个小核仁胞浆量相对丰富, 在瘤细胞之间可见条状或片状猩红色黏液物质。恶性肿瘤3例, 其中腺样囊性癌2例:镜下突出特征为瘤细胞围绕大小不一球形鲜艳猩红色黏液物质;涎腺状腺癌1例: 整个涂片瘤细胞胞体巨大, 核染色质分布不均, 核仁明显, 细胞腺胞样或状排列。涎腺囊肿1例:镜下见较多角化上皮细胞和棘上皮细胞或胆固醇结晶。腮裂囊肿9例:涂片背景可见较多红细胞碎片, 并可见较多淋巴细胞、中性粒细胞或组织细胞, 有时可见吞噬红细胞碎片的巨噬细胞或伴有组织细胞增多。

2. 3 异位甲状腺3例 涂片可见较多片状或散在分布甲状腺细胞。

2. 4 脂肪瘤4例 镜下见大量脂肪细胞, 整个胞体由空泡组成。核浓染、无核仁, 涂片中可见大小不等脂肪滴空泡。

2. 5 诊断不明14例 穿刺深度或穿刺方位不够, 未穿到病理细胞成分及取材混血造成穿刺出细胞成分稀少;肿瘤呈纤维化、出血或坏死, 虽穿到病变组织细胞, 仍吸不出有诊断意义的细胞成分;经验不足, 对某些病理细胞缺乏正确的认识。

3 讨论

淋巴结是机体重要的免疫器官, 是接受抗原刺激产生免疫应答反应的场所, 有过滤、增殖和免疫作用。正常人体浅表淋巴结很小, 即使体表淋巴结也不容易触摸到。常因各种炎症、原发或继发肿瘤肿大而表现出来, 颈部淋巴结肿大较为常见[2]。本文研究的278例颈部包块患者中, 属于淋巴结肿大的最多, 占119例。引起颈部淋巴结肿大的原因包括临近组织器官感染、淋巴结结核、淋巴结肿瘤(原发性肿瘤或转移性肿瘤)等, 如结节病、窦性组织细胞增多症、血管滤泡增生、嗜酸性粒细胞增生性肉芽肿等。

颈部包块另外一个主要原因是涎腺肿大, 涎腺肿块发病率高 ,种类繁多 ,性质难以确定 ,诊断困难 ,且又不适宜做术前活组织检查 ,给治疗造成困难。利用穿刺细胞学检查诊断涎腺肿块可以很好地解决这一问题[3]。

另外, 在针吸细胞病理学检验诊断中, 除了要熟练掌握细胞形态结构特征外, 还要结合临床重要体征, 并配合细胞背景综合分析作出诊断[4], 不够典型的, 要跟踪随诊, 并做一些相关的检查, 最大程度为临床确立合理的诊疗方式提供可靠依据。

参考文献

[1] 王永才, 陈艳君, 何晓琳.淋巴结穿刺细胞检验诊断研究.中华诊断学杂志, 1994, 3(6):788-791.

[2] 王宏梅. 133例颈部淋巴结细针穿刺细胞学分析.西部医学,2012, 24(7):1377.

[3] 田玉玲,李学玉,朱珊娄,等. 针吸穿刺细胞学检查在涎腺肿块诊断中的应用.河南外科学杂志, 2004, 10(6):76.

单细胞生物的结构特征篇7

论文摘要: 细胞凋亡又叫细胞程序性死亡,是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。

细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1 ]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的,经过进一步深入研究之后,他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年,细胞凋亡的研究主要集中在动物,人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样,在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性,有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来,随着植物细胞凋亡的研究进展,人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分,同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。

1 植物细胞凋亡的一般特征

经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器) [3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA 在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA 梯度(DNA ladder) ,此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。

2 细胞凋亡的检测方法

2. 1 细胞形态学观察法

苏木素- 伊红(HE) 染色法: 石蜡切片的HE 染色是组织形态学检测的常规方法, 光学显微镜下细胞核呈蓝黑色, 胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布, 表现在核染色质致密浓缩, 核碎裂等。

(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体, 初期细胞可见完整的细胞器, 细胞膜完整, 凋亡小体形成。目前一致认为, 电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。

(2) 荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理, 可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoech st 33258或Hoech st 33342、碘化丙啶(P I)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞, 而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光, 正常细胞呈均匀荧光染色, 而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。

2. 2 反映凋亡细胞膜改变的方法:染料排斥法。

除了电镜能反映细胞膜完整性外, 还可用染料排斥法, 如台盼蓝、P I 等。坏死细胞膜破损, 被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整, 不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此, 此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上, 磷脂酰丝氨酸基团(PS) 位于胞内侧, 而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧, 以利于被吞噬。因此, 磷脂酰丝氨酸基团位置的改变, 可作为凋亡细胞的一个标志。

2. 3 反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法

细胞凋亡过程中,DNA有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。

(1) 琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取DNA后, 于含EB 的琼脂糖凝胶中进行电泳,正常细胞DNA呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带,系180~ 200 bp 左右的及多聚核小体的梯状DNA条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。DNA电泳法是判断细胞凋亡的经典方法. PEG6000 诱导的小麦叶片[7] 、羟自由基诱导的烟草细胞[8] 、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9] 和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生PCD 时均检测到DNA 梯状条带。

(2) 流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时, 其细胞膜的通透性增加, 但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间, 利用这一特点, 被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。

( 3 ) 原位末端标记法( In Situ End2L abeling,ISEL )。通过DNA 多聚酶I 把已标记的核苷酸结合到DNA 的单链断裂处, 以寻找有无Ap 发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。

(4) 原位切口平移法( In Situ N ick T ran slat ion, IS2N T )。利用DNA 多聚酶将核苷酸整合到Ap 细胞内断裂的DNA 3′羟基末端, 同时水解5′末端,以修复DNA。若用已标记的核苷酸, 即可显示出有断裂DNA 的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中Ap 的观察。

( 5) 末端转移酶介导的缺口末端标记法(TdT 2m e2diated X2dU TP n ick end labeling, TUN EL )。末端转移酶(TdT ) 介导的X2dU TP 缺口标记法是目标原位检测Ap 最为敏感、快速、特异的方法, 其具有广泛的应用前景。末端转移酶(TdT ) 可催化在DNA 片段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应, 即DNA 片段加尾。利用末端转移酶(TdT ) 将标记的脱氧核苷酸转移到DNA 缺口或3′羟基末端上, 通常所用的核苷酸为dU TP, 标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。

(6) EL ISA 法。对Ap 细胞内DNA 片段的检测还可用EL ISA 法。悬浮细胞经裂解, 高速离心去除核的成分后, 取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板, 反应后再加酶标抗DNA 抗体, 若上清中含断裂的DNA片段, 则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。

3 植物发育过程中的细胞凋亡

萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上, 与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核DNA的断裂都可以经常观察到, 但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。

3.1 导管的形成

导管是由排列有序的死亡的导管分子(tracheary elements, TEs)构成。王雅清和崔克明[ 13 ]对杜仲木质部导管分化的研究证明,其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织, 而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14 ].

3.2 单性花的形成

许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞,在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡,从而最终形成单性花。

3.3 大、小孢子的形成和发育

大多数种子植物中, 大孢子母细胞减数分裂形成4 个大孢子。仅有1 个能发育成雌配子体, 其余的3个大孢子退化。例如, 蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子, 这4个大孢子通常呈线型或T型排列, 仅有1个能继续发育成雌配子体, 其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明,其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15] 。

3.3 雌雄配子体的发育

植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中, 原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中,珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].

3.4 胚的发育

在胚性细胞分化和发育过程中,存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成, 在胚的形成过程中,助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵第一次分裂形成,当胚发育到一定阶段,胚柄发生细胞凋亡, 形态上表现为质壁分离, 原生质体固缩。单子叶植物的种子中, 在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞, 含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子, 后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织, 分泌水解酶, 水解胚乳成分, 种子萌发后, 糊粉层功能完成, 便开始凋亡,是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中,其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡, 没有这些细胞凋亡,幼苗就不能正常生长发育, 会因饥饿而死亡。

3.5 根冠细胞的死亡

根冠位于根尖的顶部,是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中,根冠细胞不断脱落,并由顶端分生组织不断产生新的细胞,从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明,其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡,才保证了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤,进而保证了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌D、秋水仙碱处理后,这些根尖分生组织细胞同样具有DNA ladder、染色质和细胞核浓缩等特征,说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20] 。

3. 6  叶发育过程中的细胞凋亡

在叶子的发育过程中,叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片) 的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外,对叶片衰老过程的研究发现,衰老起始时,叶绿体首先被自体吞噬,此后水解酶、RNA 酶等活性上升,而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21 ] ,这些都是细胞凋亡的特征。因此,叶子脱落前叶片的衰老过程也是PCD。

4 环境胁迫诱导的植物PCD

4. 1  植物超敏反应中的PCD

超敏反应(hypersensitive response HR) 是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应,其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中,DNA 片段化,特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。 转贴于

4. 2  盐胁迫诱导的PCD

无机盐KCN、NaCl 、CaCl2 和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(NaCl 500mmol/ L)处理后,出现明显的DNA 梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%PEG溶液(-0.63 MPa)对小麦根系进行渗透胁迫,在小麦叶片DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA 条带,表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂,末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’OH末端标记法(TUNEL)检测出现阳性结果。

4. 3  活性氧与植物细胞凋亡

活性氧是一类具有强氧化能力的物质,主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等,各种逆境条件,包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时,细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理小麦可以明显提高ROS 清除酶,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性,从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ROS,或直接清除ROS来保持细胞处于还原状态。

5 研究植物细胞凋亡的意义及展望

导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶,形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前,细胞内物质可被其他细胞回收利用,这是植物能够独立营养的一个特性,叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果,但这个过程却影响了农产品的产量。因此,要搞清植物细胞凋亡的发生程序,对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中,被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式,从而限制感染部位病原菌的生长,阻止病原菌的传播,以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应,若在植物抗病育种中加以应用,使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染,就可以减少农药的使用,避免环境污染,从而提高人类生活质量。

由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短,同时由于细胞内各种因子相互作用,调控机制及其复杂,使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来,利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26],利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性,在细胞周期调控、DNA 复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用,在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究,为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。

随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入,发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚,植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的,但分子水平共同特征少,目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27] 。研究过程中常局限于某一特定现象,很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来,加上植物生长周期较长,给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来,将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子,通过人为调控,改变生长发育期,提高果品产量和品质,则将会极大地推动果树现代化生产的发展。

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单细胞生物的结构特征篇8

【关键词】 肺癌;DNA倍体分析;细胞学

周围型肺癌是胸科常见病之一,虽然有各种X线征象,多肿瘤标志物等检查的支持,但却因无病理学诊断而无法确诊。支气管肺泡灌洗液行常规细胞学检查已开展多年,但由于常规细胞学检查时,光镜观察对细胞核形态只能作大致的描述,容易受到病理科医生主观因素的影响,常使其不敢下肯定性结论,致使其临床价值降低。细胞内DNA含量分析的出现,避免了主观因素的影响,为恶性肿瘤的诊断提供了一种较可靠的方法,并可弥补常规细胞学检查的不足[1],现报告如下。

1 资料与方法

1.1 资料

2005年10月-2008年5月期间26例患者中,男性15例,女性11例;年龄49~83岁(平均65.3岁)。病变均位于段支气管开口以下肺野部位。上叶11例,下叶12例,中叶3例。术前或术后均经彩超或CT引导下穿刺活检确诊为肺癌。

仪器:OLYMPUS BF TYPE P30纤支镜,兰丁麦克奥迪全自动细胞DNA倍体分析系统。

1.2 检查方法

术前仔细阅读胸部X线片或胸部CT,找到肿瘤所在相应引流支气管,然后行支气管镜检查,先在引流支气管深部盲钳可能发生病变的支气管,然后用无菌生理盐水50~100 mL灌洗,收集灌洗液20~35 mL,送病理科行细胞内DNA含量分析及细胞学检查,每例灌洗液10~30 mL经离心后(2 500 r/min,10 min),加适量上清液后用细胞涂片离心机(武汉兰丁医学高科技有限公司)离心涂片,制成2张薄层细胞片。1~2张玻片做瑞氏染色供常规细胞学检查,另1~2 张玻片行经福尔根(Feulgen)DNA染色,用全自动细胞图像分析系统(AcCell)。

1.3 判断标准

常规细胞学诊断结果分为3 类:炎性细胞、核异质细胞和癌细胞。

DNA分析系统:所有Feulgen染色片用AcCell全自动细胞图像分析系统进行扫描处理。细胞片染色质量控制用HL 60细胞株片作对照。AcCell系统对每张玻片上6 000个以上的细胞核进行扫描测定。经扫描后的每个细胞核均有123个特征值,包括形态特征、吸光特征、具体结构特征、Markovian和非Markovian结构特征和长度特征等。AcCell系统根据不同细胞成分所具有的不同特征参数来完成自动细胞分类和计数过程,如正常上皮细胞,增生或癌变细胞,淋巴细胞,中性白细胞及未参与诊断的垃圾细胞(重叠细胞核,聚焦不良细胞核和核碎片等)。标准对照细胞为同张玻片上的100个正常上皮细胞,所测出的积分光密度(Intergrated Optical Density,IOD)为2C的参考值,其CV(Coefficient of Variation)值小于5%,DNA指数大于2.5的细胞进行核实,以排除垃圾和重叠的细胞核。

二倍体细胞(G1/G0) 的DNA指数(DNA Index,DI)为1,当DI=2时,多为四倍体细胞(G2/M期)[2]。 当>15%细胞DI在1.1~1.9之间形成峰,即可诊断为DNA倍体异常细胞,有3个以上DI>2.5考虑癌细胞。

1.4 统计学处理

率的比较采用χ2检验,P<0.05差异有显著性意义。

2 结果

2.1 细胞学检测结果

发现癌细胞7例,高度核异质及核异质细胞10例,余发现炎性细胞及红细胞。灌洗液常规细胞学检查总阳性率26.9%。

2.2 DNA倍体分析结果

DNA图像分析系统结果显示:6例均为DNA指数在0.9~1.2的细胞,7例有大量DI值在1.2~2.5倍体异常细胞,并形成峰,13例有DI值>2.5的异倍体细胞。其中7例常规细胞学检查发现癌细胞者其DI值均>2.5,DNA图像分析系统检测的阳性率为76.9%。

2.3 DNA倍体分析系统与常规细胞学诊断比较

常规细胞学阳性率为26.9%,DNA图像分析系统检测的阳性率为76.9%,两种方法的阳性率差异有显著性(χ2=11.01,P<0.05)。

其中7例常规细胞学检查发现癌细胞者其DI值均>2.5,另6例DI值均>2.5及3例DI值分别为1.9、2.2、2.3者,当将DNA 定量检测的结果反馈给细胞病理学医生后,最终确定为癌细胞。两者结合阳性率61.5%,与单纯细胞学检查相比差异有显著性(χ2=7.12,P<0.05)。

3 讨论

BALF检查已广泛用于肺疾病的诊断,特别是对某些周围型肺部肿块不能行肺穿刺或开胸活检者,BALF检查可直接取得肺局部病变之信息,故有学者将BALF检查称为“液相肺活检” 。但是细胞学检查的局限性仍使其作用受限,使很多周围型肺癌得不到确诊。

用DNA倍体分析系统进行子宫颈癌及癌前病变的诊断在国外已有大量报道[3]。国内学者孙小蓉等开展了相应工作[4],但将这项检查运用于BALF却少有报导。

正常细胞及肿瘤细胞在生长增殖时,细胞核内DNA结构及含量都会发生变化。通过对细胞核内的DNA测定能了解正常细胞周期变化及发现恶性增殖的肿瘤细胞。DNA倍体分析系统是一种快速、简单的检测手段,能测定Feulgen法染色细胞核DNA含量,检测结果可以用简单直观的直方图表示,从制备样本到得到DNA的直方图一般只要20~30 min,同时还能检测细胞增殖周期。

本研究结果表明,DNA定量检测的阳性率(76.9%),两者结合阳性率(61.5%),均显著高于常规细胞病理(26.9%),并具有统计学意义。7例常规细胞学检查发现癌细胞者其DI值均>2.5,显示出高度一致性,当将DNA 定量检测的结果反馈给细胞病理学医生后,本组6例通过DNA倍体分析其DI值>2.5,另有3例高度核异质细胞其DI值分别为1.9、2.2、2.3,并最终被确定为癌细胞。故两者结合起来可以让细胞病理学医师获得单纯从形态上难以得到的肿瘤生物学特征信息,为用形态学评估肿瘤生物学特征提供了有价值的补充,弥补细胞病理形态学诊断的不足,为其结论提供理论依据,从而提高细胞病理学阳性率,也有助于提高对形态学的认识水平[4]。

DNA倍体分析出现假阴性有4例,其原因可能为[5]:⑴肿瘤为二倍体肿瘤;⑵灌洗液中异倍体肿瘤细胞数量极少时,异倍体峰可能被正常的二倍体细胞所掩盖;⑶一些肿瘤细胞有染色体缺失, 但其复制可平衡,使肿瘤细胞净DNA倍体在DNA分析时正常。

在进行支气管肺泡灌洗(BAL)时,应仔细阅读胸片或CT片,找准所需支气管或亚段支气管,必要时行病理检查,以提高阳性检测率。

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