生物細胞的功能范例6篇

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生物細胞的功能范文1

【摘要】 目的?：探討牛膝多糖(AbP)及其硫酸酯和磷酸酯衍生物對糖尿病(DM)大鼠胰島細胞形態和腎功能的影響。方法：以鏈脲佐菌素誘導SD大鼠致DM模型，觀察AbP、牛膝多糖硫酸酯衍生物(S-AbP)和牛膝多糖磷酸酯衍生物(P-AbP)對DM大鼠血糖、胰島細胞形態和分泌的影響;測定血清肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)水平，觀察其對DM大鼠腎功能的影響。結果：AbP及其兩種衍生物均可明顯降低DM大鼠的血糖濃度(P?

【關鍵詞】 牛膝;多糖;衍生物;糖尿病;胰島細胞;腎功能;大鼠

Abstract: ? Objective: To study the effects of Achyranthes bidentata polysaccharides (AbP) and the sulfated derivative (S-AbP) and the phosphorylated derivative?(P-AbP)?of AbP on the morphology of islet cells and renal function in diabetic rats. Methods:?Diabetes was induced by a single injection of streptozotocin， changes of fasting blood glucose and morphology and secretion of islet cells in diabetic rats treated respectively with S-AbP，P-AbP and AbP were observed，the renal function was also evaluated by examining serum creatinine (Scr) and blood urea nitrogen (BUN). Results:?Compared with diabetes group， the blood glucose significantly decreased in S-AbP， P-AbP and AbP treated group(P?

Key words: ?Achyranthes bidentata Blurne;Polysaccharides;derivative;diabetes;islet cells;renal function;rats

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一組由胰島素分泌缺陷或生物學作用障礙引起的以高血糖為主要特征的常見內分泌代謝疾病。DM并發癥累及多器官系統的功能損害。進行性胰島β細胞毀損，胰島素分泌缺乏是1型DM的主要病理生理特征，也是其發生發展的驅動因素[1]。我們以往的研究已經證實牛膝多糖(Abp)衍生物對DM大鼠肝、腎氧化應激損傷有明顯的保護作用，對DM大鼠的高血糖、高血脂狀態具有一定改善和控制作用[2-3]。本實驗擬通過觀察Abp及其衍生物對鏈脲佐菌素誘導的DM大鼠胰島細胞形態結構、血清肌酐和尿素氮含量等的影響，旨在探討其對DM大鼠胰島β細胞、腎功能損傷的保護作用及其可能機制。

1??材料和方法

1.1??實驗動物??清潔級(II級)雄性SD大鼠，體重200～250 g，由溫州醫學院實驗動物中心提供，實驗動物許可證號sysxk(浙)2005-0061。

1.2??主要藥品與試劑??AbP中科院上海有機化學研究所，純度：99.8%);牛膝多糖硫酸酯(S-AbP，本實驗室參考田庚元[4]的方法，采用氯磺酸-吡啶法自制，多糖酯含量91.3%，取代度2.39);牛膝多糖磷酸酯(P-AbP，本實驗室參考田庚元[5]的方法，以三氯氧磷為磷酸化試劑自制，多糖酯含量86.5%，取代度0.70);鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)由Sigma公司出品，臨用前以無菌檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液配制成pH 4.2、濃度為2.5 mg·mL-1的工作液;消渴丸，廣州中一藥業有限公司(批號為J00387);HE染液(南京建成生物工程公司);兔抗鼠胰島素抗體(北京博奧森生物技術有限公司);山羊抗兔IgG抗體，DAB顯色試劑盒(北京天來生物公司);其他均為國產分析純。

1.3??動物模型制備、分組與給藥??SD大鼠適應性喂養1周后，隨機取出6只作為正常對照(NC)組，除NC組外，其余的大鼠禁食12 h后，按55 mg·kg-1劑量一次性腹腔注射新配制的STZ，NC組給予0.1 mol·L-1 pH 4.2檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液腹腔注射。注射后72 h，尾部采血測空腹12 h的血糖，把血糖值高于16.8 mmol·L-1并穩定1周的大鼠定為DM大鼠。將DM大鼠隨機分為5組，每組6只動物，即模型DM組、消渴丸(XK)組、S-AbP組、P-AbP組及AbP組。NC組和DM組按0.1 mL·kg-1灌胃蒸餾水，XK組按1.5 g·kg-1灌胃消渴丸，S-AbP組、P-AbP組和AbP組分別按100 mg·kg-1灌胃S-AbP、P-AbP和AbP，每天灌胃1次，并且每隔2 d 稱體重1次，及時調整灌胃劑量。各組大鼠在室溫24～26 ℃下用同種飼料飼養，持續灌胃30 d后處死。

1.4??血糖、血清肌酐(SCr)和尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)含量測定??大鼠禁食12 h后乙醚麻醉，眼眶后靜脈叢取血， 37 ℃溫浴10 min，以3?000 r/min速度離心10 min，取上清500μL，用日立7170全自動生化分析儀測定血糖、Scr和BUN水平。

1.5??胰腺組織HE染色??大鼠處死后立即取胰腺組織，放入新鮮配制并4 ℃預冷的4%多聚甲醛內固定24 h，常規脫水，透明，石蠟包埋制成石蠟切片，HE染色，光鏡觀察。

1.6??胰腺組織免疫組化染色??免疫組化染色按SP試劑盒說明進行操作，DAB染色，蘇木素復染，脫水，透明，封片，顯微鏡觀察，拍照。

1.7??統計學處理方法??以one-way ANOVA分析各組別之間的差異，各組間均數比較采用LSD檢驗。

2??結果

2.1??S-AbP和P-AbP對糖尿病大鼠血糖水平的影響

??藥物治療前，DM組和各治療組間大鼠血糖濃度差異無顯著性，但均明顯高于NC組(均P?

2.2??S-AbP和P-AbP對糖尿病大鼠Scr和BUN水平的影響??DM組大鼠Scr和BUN水平顯著高于NC組(P

2.3??S-AbP和P-AbP對糖尿病大鼠胰島病理形態學的影響??見圖2，NC組大鼠胰島數目較多，呈現圓形或橢圓形細胞團狀，邊界清楚;胰島內細胞數目較多，排列整齊，胞漿豐滿，核多為圓形。DM組大鼠胰島數目稀少，胰島內細胞排列不規則，邊界不清，胰島細胞核大小、形態不規則，部分胰島細胞發生空泡變性，也有淋巴細胞浸潤現象。XK組和S-AbP組與DM組相比病變較輕，胰島內細胞數目增多，分布規則，胞漿飽滿，細胞核大小形態接近正常。P-AbP組和AbP組的胰島病變也較DM組輕。

2.4??S-AbP和P-AbP對DM大鼠胰島素表達的影響??胰島β細胞分泌的胰島素與其特異性的抗體結合后呈現棕褐色顆粒。NC組大鼠胰島內充滿β細胞(胰島素陽性反應細胞)，分泌顆粒豐富(棕褐色)，著色深。DM組大鼠胰島內β細胞分布稀少，分泌顆粒較少，著色較淺。XK組和S-AbP組大鼠與DM組大鼠相比胰島素陽性反應細胞較多，分泌顆粒較多，著色較深。P-AbP組和AbP組大鼠也有少數著色較深的分泌顆粒，見圖3。

3??討論

STZ是一種廣譜抗生素，具有抗菌、抗腫瘤的性能和致DM的作用，對實驗動物的胰島β細胞具有高度選擇性的毒性作用，引起胰島素分泌絕對不足。STZ誘導的DM與人類1型DM的臨床表現、過程及胰島的改變等方面有許多相似之處。此模型具有制造方法簡便、藥物毒性較低、胰島β細胞損傷特異性高等優點，是目前國內外研究1型DM較理想的動物模型[6]。在本實驗中，大鼠經用STZ腹腔注射后，血糖顯著升高，而胰腺病理學檢查顯示胰島數目減少，β細胞分泌顆粒減少，即胰島素合成分泌不足，從而誘發大鼠致1型DM。

AbP是從牛膝中提取的一種小分子水溶性多糖，具有降血糖、免疫調節和活血化瘀等功能[7]。多糖衍生化是提高多糖活性的重要手段，一些本來無活性的多糖經過衍生化后活性可大大改善。硫酸酯化和磷酸酯化是多糖的重要衍生化方法[8]。本實驗顯示，DM大鼠予以S-AbP、P-AbP和AbP治療后，血糖明顯降低，胰島β細胞數量增加，增生肥大的β細胞容積基本恢復正常，胰島素分泌功能顯著改善，表明S-AbP、P-AbP和AbP對DM大鼠胰島β細胞具有一定的保護和修復作用。本實驗同時發現S-AbP、P-AbP對DM大鼠胰島β細胞的保護作用優于AbP，這可能是AbP經硫酸化或磷酸化修飾后，構象改變，抗氧化、清除自由基等能力增加，顯示出更高的生物學活性或新的生理活性[2，9]，因而對胰島β細胞起到更好的保護作用。

DM大鼠血糖長期居高不下，會導致腎臟出現腎小球增生肥大、基底膜增厚等病理改變，繼而影響腎功能。我們的研究表明S-AbP、P-AbP和AbP能在一定程度上減輕DM大鼠腎臟的病變程度(已于另文報道)。Scr和BUN是反映機體腎功能的重要指標，本研究發現DM大鼠Scr、BUN含量升高，P-AbP、AbP使DM大鼠Scr含量明顯降低，S-AbP使DM大鼠Scr、BUN水平都顯著降低，表明S-AbP和P-AbP、AbP對DM大鼠腎功能有一定的保護作用。

總之，本實驗從生化、胰島細胞形態學角度證實，S-AbP、P-AbP和AbP可改善DM大鼠高血糖狀態，保護腎功能，對胰島β細胞功能具有一定的保護作用，且S-AbP和P-AbP的作用優于AbP。AbP具有抗氧化[2]、調節機體免疫[10]、降血脂[3]等作用，而且較之靈芝多糖、香菇多糖等，AbP具有相對分子質量小，水溶性好，藥源廣泛，使用方便(既可口服，又可注射)等優點。因此，作為一類新型的降糖藥物，AbP尤其是其衍生物，具有廣闊的醫藥開發和應用前景。

參考文獻

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生物細胞的功能范文2

【摘要】 目的：嘗試構建基于脂肪干細胞、I型膠原凝膠以及PLGAβTCP支架的新型仿生骨組織工程復合體，并對其生物學性能進行研究. 方法：取3 mo齡日本大耳白兔皮下脂肪，獲得脂肪干細胞，經體外成骨誘導分化鑒定后使用I型膠原凝膠將其懸浮并與三維多孔支架PLGAβTCP復合，從而構建成脂肪干細胞I型膠原凝膠/PLGAβTCP骨組織工程復合體，體外成骨誘導培養2 wk，實驗以脂肪干細胞/PLGAβTCP材料復合體作為對照. 掃描電鏡觀察復合情況，并對脂肪干細胞的增殖以及成骨誘導分化情況進行檢測. 結果：I型膠原凝膠將rADSCs均勻懸浮于材料孔隙中，堿性磷酸酶活性以及細胞外基質礦化程度檢測顯示I型膠原凝膠能顯著促進rADSCs的成骨分化. 結論：脂肪干細胞I型膠原凝膠/PLGAβTCP復合體的構建成功為骨組織工程復合體的設計提供了一條新的思路.

【關鍵詞】 脂肪干細胞； I型膠原凝膠； PLGAβTCP支架； 骨組織工程

【Abstract】 AIM: To fabricate a novel bone tissue engineering construct using collagen I gel to suspend adiposederived stem cells (ADSCs) into a porous PLGAβTCP scaffold (rADSCsCOL/PLGAβTCP) and explore its potentiality for bone tissue engineering. METHODS: ADSCs were prepared by collagenase I digestion of subcutaneous fat from the suprascapular site of Japanese white rabbit. Firstly， the osteogenic differentiation of rabbit ADSCs (rADSCs) was identified by von Kossa staining after in vitro culture for 4 weeks under osteogenic medium. Then the rADSCsCOL/PLGAβTCP composite was fabricated using collagen I gel to suspend rADSCs into PLGAβTCP scaffold and cultured under osteogenic medium for 2 weeks. Meanwhile， the single combination of rADSCs and PLGAβTCP scaffold was also prepared as control. Morphological observations were carried out using scanning electron microscopy (SEM). Cell proliferation， alkaline phosphatase activity and calcium deposit were also determined to fully evaluate the osteogenic differentiation of rADSCs in both composites. RESULTS: By presuspended in collagen I gel， the rADSCs were evenly distributed in the pores of the PLGAβTCP scaffold. Furthermore， collagen I gel remarkably promoted the osteogenic differentiation of rADSCs in PLGAβTCP scaffold. CONCLUSION: The successful fabrication of rADSCsCOL/PLGAβTCP composite casts a new light on the construction of bone tissue engineering composites.

【Keywords】 adiposederived stem cells; collagen I gel; PLGAβTCP; bone tissue engineering

0 引言

生物支架材料是骨組織工程研究中的一個重要環節［1］. 目前常用的生物材料例如高分子聚合物、生物陶瓷等，在與種子細胞復合過程中僅僅能夠起到機械性支架作用，而缺乏生物活性，在與種子細胞復合以后，難以與其形成良好互動，對其進一步的增殖、成骨分化施加積極影響. 而I型膠原作為骨組織中主要的有機成分，在骨形成過程以及維持正常骨結構中發揮了重要作用［2］. 為此，我們從仿生學角度考慮，初步嘗試利用I型膠原凝膠懸浮脂肪干細胞（adiposederived stem cells， ADSCs）與三維多孔支架PLGAβTCP復合構建一種新型仿生骨組織工程復合體，并對其生物學性能進行研究，以探討將其應用于骨缺損修復的可行性.

1 材料和方法

1.1 材料 3 mo齡成年日本大耳白兔，由第四軍醫大學實驗動物中心提供；DMEM培養基、地塞米松、抗壞血酸、β甘油磷酸鈉、Ⅰ型膠原酶、磷酸對硝基苯酚（PNPP）、對硝基苯酚（PNP）均購自SIGMA公司；胎牛血清購自杭州四季青公司；堿性磷酸酶檢測試劑盒購自上海仁寶試劑公司；細胞外鈣定量檢測試劑盒（Calcium C kit， WAKO Pure Chemical Industries）.

1.2 方法

1.2.1 兔ADSCs（rabbit ADSCs， rADSCs）的原代培養 3 mo齡成年日本大耳白兔，耳緣靜脈注射空氣處死. 常規備皮，消毒，取其頸背部皮下脂肪. 分離肉眼可見的筋膜、血管，無菌PBS沖洗3遍，眼科剪將組織剪成1～2 mm3組織塊，置于1.5 g/L Ⅰ型膠原酶中于37℃消化1 h. 100目篩網過濾后900 r/min離心10 min，用普通培養液（含100 mL/L胎牛血清的DMEM）重新懸浮、接種. 待細胞達90％匯合時用2.5 g/L胰蛋白酶消化傳代.

1.2.2 rADSCs的成骨誘導分化鑒定 采用第3代rADSCs，以105個/孔接種于6孔板，待其完全貼壁后于普通培養液中加入10-7 mol/L地塞米松、抗壞血酸50 mg/L和10 mmol/L β甘油磷酸鈉進行成骨誘導，4 wk后采用馮庫薩（von Kossa）鈣染色法檢測誘導分化情況.

1.2.3 PLGAβTCP支架的制備 由清華大學激光快速成型中心將聚乳酸聚乙醇酸（PLGA）［polylactide (50%)coglycolide (50%)］與β磷酸三鈣（βTCP）按照7∶3，W/W的比例經快速成型技術低溫沉積工藝制成［3］，具有良好的孔隙率（>90 %）以及孔徑（300 ～350 μm）.

1.2.4 I型膠原凝膠溶液的制備 將I型膠原用100 mL/L，V/V醋酸溶解并定容至50 mg/L，然后將其以10∶1∶1的比例與10×的DMEM及胎牛血清混合，最后使用1 mol/L NaOH調整溶液pH至7.4. Co60消毒滅菌，置于4℃備用.

1.2.5 rADSCsI型膠原凝膠/PLGAβTCP骨組織工程復合體的構建（rADSCsCOL/PLGAβTCP） 使用第3代rADSCs，待其達100％匯合后2.5 g/L胰蛋白酶消化、離心，于冰浴條件下使用100 μL I型膠原凝膠溶液以2×109個/L的密度懸浮細胞并均勻滴加于PLGAβTCP支架材料孔隙中，37℃作用0.5 h以使膠原凝膠溶液凝結. 最后加入成骨誘導培養液于37℃ 50 mL/L CO2條件下進行成骨誘導培養. 同時設立無細胞I型膠原凝膠/PLGAβTCP復合體作為對照（COL/PLGAβTCP）.

1.2.6 rADSCs/PLGAβTCP骨組織工程復合體的構建（rADSCs/PLGAβTCP） 使用第3代rADSCs，待其達100％匯合后2.5 g/L胰蛋白酶消化、離心，以2×109個/ L的密度懸浮細胞. 取100 μL細胞懸液均勻接種于預處理的PLGAβTCP支架中. 于37℃ 50 mL/L CO2條件下共培養4 h，使細胞與材料充分復合. 最后加入成骨誘導培養液進行培養. 同時設立空白PLGAβTCP支架材料作為對照.

1.2.7 材料中細胞增殖檢測 于接種后4 h和第1，3，7，10，14 d進行細胞增殖測定. rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組：將培養液吸除后加入20 g/L的I型膠原酶于37℃條件下作用45 min以徹底分解I型膠原纖維，等量培養液中和后將細胞懸液吸出并于1200 r/min離心10 min. rADSCs/PLGAβTCP復合體組：將培養液吸出后加入2.5 g/L胰蛋白酶消化5 min，等量培養液中和，900 r/min離心9 min. 最后將細胞團塊重新懸浮于培養液中進行細胞計數并計算初始細胞接種密度（復合細胞數量/總細胞數量）（每組每個時間點共有4例標本）.

1.2.8 堿性磷酸酶活性檢測 采用PNPP法. 步驟：于誘導培養第7和14日，收集rADSCsCOL/PLGAβTCP和rADSCs/PLGAβTCP復合體細胞（實驗方法同1.2.7）. 將兩組細胞經超聲裂解后，加入PNPP于37℃反應30 min，0.1 mol/L NaOH中止反應. 于405 nm處讀取A值. 參照總蛋白定量以及預先繪制的PNP標準曲線，將堿性磷酸酶活性單位定義為每分鐘每微克總蛋白中所含PNP納摩爾數（nmol PNP/μg protein/min）（每組每個時間點共有4例標本）.

1.2.9 細胞外基質礦化程度檢測 采用OCPC法. 于誘導培養第7和14日，收集rADSCsCOL/PLGAβTCP以及rADSCs/PLGAβTCP復合體細胞（方法同1.2.7），加入0.5 mol/L HCl于常溫下過夜，將細胞外不溶性鈣鹽分解成可溶性鈣離子，實驗操作按照Calcium C Kit說明書進行. 鈣離子濃度以μg/105個細胞表示（每組每個時間點共有4例標本）.

1.2.10 形態學觀察 在誘導培養2 wk后，將各組復合體取出，進行掃描電鏡觀察. 實驗步驟：無菌PBS沖洗3遍，2.5 g/L戊二醛固定，逐級梯度酒精脫水，臨界點干燥. 經表面噴金后置于鏡下觀察.

統計學處理： 所有計數資料均采用x±s表示，采用SPSS 11.0 軟件進行配對t檢驗， P

2 結果

2.1 rADSCs的體外培養及成骨誘導分化鑒定 于體外培養條件下，原代培養rADSCs呈成纖維細胞樣，傳代后細胞形態變化不大，仍呈梭形、三角形，增殖能力旺盛. 連續培養至第15代仍保持良好的細胞形態與增殖能力（圖1A）. 換用成骨誘導液干預4 wk后經von Kossa染色可見細胞及其周圍附著的鈣鹽與硝酸銀發生置換反應而被染成黑色，說明此時細胞外基質礦化，成骨分化基本完成（圖1B）.

A：原代培養rADSCs 相差 ×100；

B：von Kossa染色 相差 ×200.

圖1 體外培養兔ADSCs細胞（略）

2.2 材料中的細胞增殖情況 rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組的初始細胞接種密度為(97.20±2.30)%，而rADSCs/PLGAβTCP復合體組僅為(36.50±3.80)%，前者顯著高于后者（n=4，P

2.3 堿性磷酸酶活性定量檢測 誘導培養1 wk后，rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組堿性磷酸酶活性為(0.27±0.02) nmol PNP/μg protein/min， 而rADSCs/PLGAβTCP復合體組為(0.14±0.02) nmol PNP/μg protein/min，前者顯著高于后者；誘導培養2 wk后rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組堿性磷酸酶活性則高達(0.85±0.27) nmol PNP/μg protein/min，顯著高于rADSCs/PLGAβTCP復合體組(0.51±0.14) nmol PNP/μg protein/min，兩組差異具有統計學意義（n= 4， P

2.4 細胞外基質礦化程度檢測 誘導培養1 wk后，rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組細胞外基質礦化程度［(23.69±3.50) μg/105個細胞］與rADSCs/PLGAβTCP復合體組［(20.90±1.68) μg/105個細胞］差異無統計學意義（n= 4， P>0.05）；而2 wk后前者［(71.88±2.89) μg/105個細胞］則顯著高于后者［(48.10±2.77) μg/105個細胞］（n=4， P

2.5 形態學觀察 掃描電鏡顯示，PLGAβTCP支架材料為規則的相互交通的多孔狀三維立體結構（圖2A），而對于無細胞COL/PLGAβTCP復合體組，可以看到I型膠原纖維均勻分布于材料表面及孔隙中（圖2B）. 在rADSCs/PLGAβTCP復合體組中，rADSCs僅貼附于材料表面，孔隙中沒有細胞長入(圖2C). 然而在rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組中，材料孔隙被懸浮于膠原凝膠中的rADSCs所完全充填(圖2D). 復合細胞共培養2 wk后，rADSCsCOL/PLGAβTCP和rADSCs/PLGAβTCP復合體組中的rADSCs在材料孔隙中均呈成纖維細胞樣生長(圖2E，F).

A: PLGAβTCP支架材料（：材料的小梁， ：材料的孔隙） ×60；B: COL/PLGAβTCP復合體 ×70；C: rADSCs/PLGAβTCP復合體 ×50；D: rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體 ×50；E: 為C圖白框的放大，rADSCs貼附于材料表面呈復層生長（: rADSCs） ×300；F: 為D圖白框的放大，rADSCs填滿材料的孔隙（: I型膠原凝膠經掃描電鏡樣品處理程序處理后所形成的膠原顆粒， : rADSCs） ×200.

圖2 掃描電鏡觀察（略）

3 討論

在骨組織工程復合體的構建過程中，三維多孔支架材料所具有的孔隙率以及孔徑大小具有重要意義. Karageorgiou等［4］報道的當支架材料具有良好的孔隙率以及孔徑大于300 μm時，在體內能夠明顯促進新生骨組織形成以及新生血管長入，從而能夠在骨缺損修復過程中發揮重要作用. 然而，良好的孔隙率以及孔徑往往會導致種子細胞在與材料復合時的大量丟失. 本研究采用具有良好的骨缺損修復能力的PLGAβTCP 作為支架材料［3，5］. 實驗結果顯示直接將rADSCs滴加于PLGAβTCP材料時，僅有一少部分細胞成功與材料復合，大部分細胞由于材料的孔隙率而丟失. 因此，具有良好的孔隙率以及孔徑的支架材料雖然具有良好的骨傳導性，但是由于其表面積相對有限，采用傳統直接滴加細胞的接種方式并不能夠促成細胞在材料孔隙中的均勻分布.

為了解決這個問題，在本實驗中I型膠原凝膠被用來實現脂肪干細胞與材料的均質復合. I型膠原凝膠作為水凝膠類支架的一種，其所具有的半固體、半液態的特點使其不僅能夠相對容易的實現細胞的均勻分布，而且能夠通過物理性捕獲效應將大量細胞限制于其中，一方面解決了細胞與材料的復合問題，另一方面也解決了在接種過程中細胞的丟失問題. 此外，作為正常骨組織結構中主要的有機成分， I型膠原能夠調控細胞黏附［6］，促進成骨細胞的增殖［7］、分化并能夠引導骨組織再生［8］. 因此，在本實驗中我們使用PLGAβTCP多孔支架、rADSCs以及I型膠原凝膠來構建了一種新型仿生骨組織工程復合體. 實驗結果顯示I型膠原凝膠能夠顯著促進復合體中rADSCs的堿性磷酸酶活性以及細胞外基質礦化程度（rADSCsCOL/PLGAβTCP復合體組＞rADSCs/PLGAβTCP復合體組，P

綜上所述，我們通過將rADSCs懸浮于I膠原凝膠后再與PLGAβTCP支架復合構建了一種新型仿生骨組織工程復合體（rADSCsCOL/PLGAβTCP），與傳統直接滴加細胞接種方式所構建的復合體相比（rADSCs/PLGAβTCP），本研究采用的構建方法材料孔隙中的rADSCs分布均勻且密度高，進一步體外成骨誘導分化相關檢測顯示I膠原凝膠能夠顯著促進rADSCs在材料中的成骨分化，為骨組織工程復合體的構建提供了新的思路.

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生物細胞的功能范文3

【關鍵詞】細胞膜的結構；細胞膜功能；合作探究；小組合作

我今天說課的內容是人教版必修一第三章第一節細胞膜的結構和功能。高中生物必修課本一共三冊書，必修一分子與細胞是其中的基礎，而必修一中細胞的結構和功能為基礎中的基礎，前面學習了構成生物體的物質基礎：元素和化合物，接下來又學習元素和化合物構成的結構基礎細胞。只有這部分知識的熟練掌握才能更好地理解和學習后面的細胞的增殖，分化，衰老，癌變；必修二的減數分裂；必修三的興奮地傳遞和激素的功能特點。同時高一的學生剛剛進入高中階段的學習對高中的學習方法和技巧沒有更多的深入，而且初三沒有學習生物學科，我在上課的過程中注意學生生物學科的學習方法和技巧的培養，培養學生的生物學思維和生物學的學習方法，例如讓學生多參與實驗，設計實驗，體驗生物學科是實驗科學；為學生盡可能多地提供動腦動手的機會，培養學生的發散思維、想象力，初步培養科研的思維。

一、課堂前教案分析

（一）教學目標

知識目標：了解細胞膜的成分、結構和功能。能力目標：進行用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的實驗；體驗制備細胞膜的方法；探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用。情感態度目標：認同細胞膜作為系統的邊界對于細胞這個生命系統的重要意義；探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。

（二）教學重點與難點

教學重點主要包括以下幾點：細胞膜的成分和功能；細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。教學難點：用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。

（三）教學方法

教學方法有很多種，本次主要是運用以下的一些方法：引導探究，模型制作，小組合作，小先生講課，通過這些方法能很好地引導學生盡快地進入課堂氛圍，而且能夠親自參與到課堂教學中，增加同學們的學習興趣。

二、課堂教學過程設計

通過做一個演示實驗：兩個燒杯分別裝涼水和開水，同學上來操作，分別放入等量的玫瑰花瓣，用玻璃棒攪拌，請同學們觀察有什么現象？得出什么結論？通過這個觀察到的現象從而引出細胞膜的功能，鍛煉和培養學生的觀察和分析的能力，此部分大約用時5—8分鐘。

細胞膜的這么重要的功能，與什么有關？究竟又怎樣的結構決定的呢？首先要制備出真正的生物膜才能夠是由有說服力。此處是一個很重要的實驗，鑒于實驗材料和器材的顯示采用的方法是理論實驗，培養學生自己在腦中先預設實驗，用問題串的形式將該實驗需要的所有問題都引導出來。

我們選擇什么樣的材料來做這個實驗呢？（動物細胞，植物細胞，細菌類細胞，哺乳動物的成熟的紅細胞）你為什么選擇這樣的實驗材料，依據是什么？

你選擇了哺乳動物的成熟的紅細胞，接下來你如何操作能夠制備細胞膜呢？為什么要這樣操作？

細胞破裂后，如何才能將細胞膜取出來呢？用到了其他學科的什么知識？

制備了細胞膜，究竟含有哪些化合物？我采用的方法是沿著科學史的步伐，根據曾經的科學家們的實驗，看看同學的分析能力。

細胞膜的化學組成為：磷脂分子，蛋白質分子，多糖分子。這些化合物用什么樣的方式結合起來，能夠滿足我們前面分析的細胞膜的功能？提供材料：塑料板，磷脂模型，蛋白質模型，多糖模型。

分組：同學們六人一組，進行拼圖實驗，看看你做的模型怎樣才能滿足細胞膜的功能。

在這個過程中，學生會存在這樣那樣的問題，你的設計，為什么這樣設計，有不同意見的同學起來反駁，你的反駁理由是什么？這樣設計對不對，為什么？應該怎樣設計呢？邊設計邊訂正，到最后同學自己說服自己，制作出真正正確的磷脂雙分子層的流動鑲嵌模型。能夠讓學生充分理解為什么細胞膜要有這樣的結構，同時還鍛煉了學生設計實驗的能力，科學辯證的思維能力。

課堂快結束的時候，讓同學起來總結一下這節課你學習了什么？知識方面的收獲還有其他的收獲嗎？為了滿足不同層次的學生的需求，采用分層次布置作業，基礎的部分+能力提高部分。有興趣的同學上網查資料，細胞膜上的甲胎蛋白與人體健康。

三、小結

高中生物教學方法多種多樣，本文旨在對學生生物學科的學習方法和技巧的培養，培養學生的生物學思維和生物學的學習方法，為學生盡可能多的提供動腦動手的機會，培養學生的發散思維、想象力，初步培養科研的思維。

【參考文獻】

［1］馮文琪.淺談如何在高中生物教學中培養學生的探究能力[J].新課程（中），2011（2）.

生物細胞的功能范文4

生物學的基本概念、原理和規律，是在大量研究的基礎上總結和概括出來的，具有嚴密的邏輯性，課本中各章節內容之間，也具有密切聯系，下面給大家分享一些關于高中生物必修二知識點，希望對大家有所幫助。

高中生物必修二知識點11.細胞膜的主要成分：蛋白質、脂質(和少量的糖類)

(各種膜所含蛋白質、脂質的比例與膜的功能有關，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多)

2.細胞膜的功能：①將細胞與外界環境隔開(以保障細胞內部環境的相對穩定);

②控制物質進出細胞(物質能否通過細胞膜，并不是取決于分子的大小，而是根據細胞生命活動的需要);③進行細胞間的信息交流。

3.細胞間信息交流的方式多種多樣，常見的3種方式：①細胞分泌的化學物質如激素，隨血液運輸到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞;②相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞(如和卵細胞之間的識別和結合);③相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞(如高等綠色植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用)

4.細胞間的信息交流，大多與細胞膜的結構和功能有關。

5.制備純凈的細胞膜常用的材料：應選用人和哺乳動物成熟的紅細胞，原因是：因為人和其他哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器;

制備的方法：將選取的材料放入清水中，由于細胞內的濃度大于外界溶液濃度，細胞將吸水漲破，再用離心的方法獲得純凈的細胞膜。

6.癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜成分的改變有關。

細胞癌變的指標之一是細胞膜成分發生改變，產生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質超過正常值

7.植物細胞壁的主要成分：纖維素和果膠;

功能：對植物細胞有支持和保護的作用。

8.細胞質包括細胞器和細胞質基質。

細胞質基質的成分：水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸和核苷酸等，還有很多酶。

功能：細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所，細胞質基質為新陳代謝的進行提供所需要的物質和一定的環境條件，如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。

9.分離各種細胞器的方法：差速離心法。

10.線粒體內膜向內折疊形成“嵴”，增大細胞內膜面積;

在線粒體的內膜、基質中含有與有氧呼吸有關的酶，分別是有氧呼吸第三、二階段的場所，生物體95%的能量來自線粒體，又叫“動力車間”。

11.葉綠體只存在于植物的綠色細胞中。

扁平的橢球形或球形，雙層膜結構。含少量的DNA、RNA。在類囊體薄膜(基粒)上有色素和與光合作用光反應有關的酶，是光反應場所;在基質中含有與光合作用暗反應有關的酶，是暗反應場所。由圓餅狀的囊狀結構堆疊而成基粒，增大膜面積。

12.線粒體和葉綠體的相同點：①具有雙層膜結構②都含少量的DNA和RNA，具有遺傳的相對獨立性

③都能產生ATP，都屬于能量轉換器。

13.內質網：在結構上內連核膜，外連細胞膜;功能：①增大細胞內的膜面積②是細胞內蛋白質合成和加工，以及脂質合成的車間(內質網是蛋白質空間結構形成的場所)

14.核糖體：無膜結構，是合成蛋白質的場所。

附著在內質網上的核糖體合成的是胞外蛋白(即分泌蛋白如消化酶、胰島素、生長激素、抗體等);游離的核糖體合成的是胞內蛋白(如呼吸氧化酶、血紅蛋白等)。

15.高爾基體：主要是對來自內質網的蛋白質進行加工,分類,包裝,運輸。

(動植物細胞共有的細胞器，但功能不同：植物:與細胞壁的形成有關;動物:與細胞分泌物的形成有關)

16.中心體：存在于動物和某些低等植物(如衣藻、團藻等)中。

無膜結構，由垂直的兩個中心粒及周圍物質組成，與細胞的有絲分裂有關。

17.液泡：單層膜，成熟的植物有中央大液泡。

功能：貯藏(營養、色素等)、保持細胞形態

18.溶酶體：消化車間，內含許多水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒病菌。

19.與分泌蛋白合成有關的細胞器有：核糖體、內質網、高爾基體、線粒體;

與分泌蛋白合成有關的膜性細胞器有：內質網、高爾基體、線粒體;

與分泌蛋白的合成和分泌有關的結構有：核糖體、內質網、高爾基體、線粒體、細胞膜

植物細胞特有的結構：細胞壁、葉綠體、液泡(植物根尖分生區細胞不含有的細胞器：葉綠體、大液泡)

判斷低等植物細胞的依據：既有細胞壁、葉綠體或液泡，又有中心體

具雙層膜的結構：線粒體、葉綠體、核膜(具雙層膜的細胞器：線粒體、葉綠體)

單層膜的細胞器：內質網、高爾基體、液泡、溶酶體

無膜結構(不含磷脂分子)的細胞器：中心體、核糖體

產生ATP的結構：葉綠體、線粒體、細胞質基質(產生ATP的細胞器：葉綠體、線粒體)

植物根尖(分生區)細胞產生ATP的場所：線粒體、細胞質基質

產生水的細胞器：線粒體、葉綠體、核糖體(有水參與反應的細胞器：線粒體、葉綠體等)

含有核酸的細胞器：線粒體、葉綠體、核糖體(核糖體中只有RNA，且含RNA最多)

與主動運輸有關的細胞器：核糖體(合成載體)、線粒體(產生能量)

與細胞分裂有關的細胞器：核糖體、中心體、高爾基體、線粒體

能發生堿基互補配對的結構：線粒體、葉綠體、核糖體、(細胞核)

含有色素的細胞器：葉綠體、液泡、(有色體中只含類胡蘿卜素)儲藏細胞營養物質的細胞器：液泡

與細胞壁的形成有關的細胞器：高爾基體;可合成糖類的細胞器：葉綠體、高爾基體

在光鏡下可見的細胞結構：細胞壁、細胞膜、葉綠體、線粒體、液泡、細胞板、染色體

(核糖體的結構太小，光鏡下看不見)

20.細胞功能的差異，主要是由細胞器的種類和數量決定的。

21.蛋白質合成場所是核糖體;

蛋白質空間結構的形成場所是內質網;成熟蛋白質的形成場所是高爾基體。

22.分泌蛋白合成和運輸的途徑：核糖體—內質網—高爾基體—細胞膜

23.生物膜的轉化中心是內質網。

可直接轉化的膜：內質網膜和核膜、內質網膜和細胞膜、內質網膜和線粒體膜;

可間接轉化的膜(以囊泡形式轉化的膜)：內質網膜和高爾基體膜、高爾基體膜和細胞膜。

24.生物膜系統的組成：細胞膜、核膜、細胞器膜等共同構成(也包括分泌蛋白形成過程中的囊泡)

25.生物膜在組成成分和結構相似，在結構和功能上緊密聯系。

26.生物膜系統的功能：①細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩定的內部環境，同時在細胞與外部環境進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性作用②廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點③細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，使得細胞內能同時進行多種反應，而不會互相干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。

27.研究生物膜的意義：①在工業上，模擬生物膜進行海水淡化、污水處理②在醫學上，用人工合成的膜材料代替病變器官(如用于治療尿毒癥的透析型人工腎，當病人的血液流經人工腎時，血液透析膜能把病人血液中的代謝廢物透析掉，讓干凈的血液返回病人體內)③在農業上，研究生物膜尋找改善農作物品質的新途徑。

(運用的原理都是細胞膜的選擇透過性)

28.將海水稀釋用于無土栽培的設想變為現實的重要意義：節約淡水資源(或利用海水資源);

如用這種稀釋的海水栽培植物，應考慮的主要問題有：①稀釋的比例②稀釋后所含離子的種類和數量是否滿足蔬菜生長的需要。

29.健那綠染液是專一性染線粒體的活細胞染料，可使活細胞中的線粒體呈現藍綠色，而細胞質接近無色。

30.細胞核的結構：包括核膜(雙層膜)、核仁(與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關)、染色質。

(細胞核是細胞結構中最重要的部分)細胞核功能：是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心

31.核孔的作用：實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流(通過核孔進入細胞質的物質：mRNA;

通過核孔進入細胞核的物質：DNA聚合酶、解旋酶等。通過核孔進行物質交換時經過的膜結構為0層

而葡萄糖和氨基酸等物質進出細胞核必須通過核膜，運輸方式是主動運輸，需經過2層膜)

32.染色體的主要成分：DNA和蛋白質;

染色質是容易被堿性染料(龍膽紫溶液、醋酸洋紅液、甲基綠等)染成深色的物質。染色體與染色質的關系是同樣的物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。

33.除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數細胞外，真核細胞都有細胞核。

哺乳動物成熟的紅細胞、植物的篩管細胞中沒有細胞核;

高中生物必修二知識點2生物十項經典理論

1.遺傳和變異是生物進化的內在因素，生存斗爭推動著生物的進化，它是生物進化的動力。

定向的自然選擇決定著生物進化的方向。

2.種內斗爭，對于失敗的個體來說是有害的，甚至會造成死亡，但是，對于整個種群的生存是有利的。

3.生物圈包括地球上的所有生物及其無機環境。

4.生物與生存環境的關系是：適應環境，受到環境因素的影響，同時也在改變環境。

5.生物對環境的適應只是一定程度上的適應，并不是絕對的，完全的適應。

6.生物對環境的適應既有普遍性又有相對性。

生物適應環境的同時，也能夠影響環境。

7.生物與環境之間是相互作用的，它們是一個不可分割的統一整體。

8.種群是指在一定空間和時間內的同種生物個體的總和。

種群的特征包括：種群密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率。

9.生物群落是指生活在一定的自然區域內，相互之間具有直接或間接關系的各種生物種群的總和。

10.所有的生態系統都有一個共同的特點就是既有大量的生物，還有賴以生存的無機環境，二者是缺一不可的。

高中生物必修二知識點3第1節 DNA是主要的遺傳物質

一、1928年格里菲思的肺炎雙球菌的轉化實驗：

1、肺炎雙球菌有兩種類型類型：

S型細菌：菌落光滑，菌體有夾膜，有毒性

R型細菌：菌落粗糙，菌體無夾膜，無毒性

2、實驗過程(看書)

3、實驗證明：無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的有毒性的S型細菌混合后，轉化為有毒性的S型活細菌。

這種性狀的轉化是可以遺傳的。

推論(格里菲思)：在第四組實驗中，已經被加熱殺死S型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性物質-"轉化因子"。

二、1944年艾弗里的實驗：

1、實驗過程：

2、實驗證明：DNA才是R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。

(即：DNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質)

三、減數分裂的概念

減數分裂是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。

(注：體細胞主要通過有絲分裂產生，有絲分裂過程中，染色體復制一次，細胞分裂一次，新產生的細胞中的染色體數目與體細胞相同。)

四、減數分裂的過程

1、的形成過程：精巢(哺乳動物稱)

減數第一次分裂

間期：染色體復制(包括DNA復制和蛋白質的合成)。

前期：同源染色體兩兩配對(稱聯會)，形成四分體。

四分體中的非姐妹染色單體之間常常發生對等片段的互換。

中期：同源染色體成對排列在赤道板上(兩側)。

后期：同源染色體分離;非同源染色體自由組合。

生物細胞的功能范文5

細胞增殖細胞增殖是生物體生長發育繁殖和遺傳的基礎，細胞以分裂是方式進行增殖。

具體而言

（1）生物體與外界環境之間的物質和能量交換，以及生物體內物質和能量的轉變過程叫做新陳代謝。新陳代謝是進行一切生命活動的基礎。

（2）細胞增殖是生物體生長、發育和繁殖的基礎。

生物細胞的功能范文6

關鍵詞：生物 學習 觀點

2010年秋季，甘肅省全面實施高中新課程。新課程標準下的高中生物與舊課程相比，更強調了探究能力的培養，要求全面提高學生的生物科學素養。主要的思路是沿著科學家們對生物學的認識過程來呈現知識內容，使學生體會探究的樂趣。樹立正確的生物學觀點是學習生物學、提高學生科學素質的重要目標之一，是生物新課程改革的一個基本要求；正確的生物學觀點又是學習、研究生物學的有力武器。

一、生命的物質性觀點

生物具有共同的物質基礎，即組成生物體的化學元素和化合物基本相同。組成生物體的化學元素有二十多種，它們在生物體內的含量不同。含量占生物體總質量的萬分之一以上的元素稱大量元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。生物生活所必需，但是需要量卻很少的一些元素，稱微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。這些化學元素對生物體都有重要作用。組成生物體的二十多種化學元素，在無機自然界都可以找到，沒有一種化學元素是生物所特有的。這個事實說明，生物界和非生物界具有統一性。生命的物質性觀點能幫助我們理解生物界與無機自然界的統一性以及生物的進化歷程。

二、生物結構與功能相統一的觀點

生物體的結構與功能相適應。結構與功能相統一的觀點包括兩層意思：一是有一定的結構就必然有與之相對應功能的存在；二是任何功能都需要一定的結構來完成。例如C3植物和C4植物的葉片結構與其功能相適應：C3植物的維管束鞘細胞不含葉綠體，葉肉細胞含有正常葉綠體；C4植物的維管束鞘細胞含沒有基粒的葉綠體，葉肉細胞則含有正常的葉綠體。所以C3植物的葉肉細胞中進行光合作用的光反應以及暗反應的C3途徑，C4植物的葉肉細胞既進行光反應又進行暗反應的C4途徑，而維管束鞘細胞只進行暗反應的C3途徑，因此，C3植物光合作用產物淀粉存在于葉肉細胞，而C4植物光合作用產物淀粉則存在于維管束鞘細胞中。

三、生物的整體性觀點

系統論有一個重要的思想，就是整體大于各部分之和，這一思想也完全適合生物領域。不論是細胞水平、組織水平、器官水平還是個體水平，甚至包括種群水平和群落水平，都體現出整體性的特點。例如生物體的結構基礎――細胞，其亞顯微結構中的細胞膜、核膜以及線粒體、葉綠體、內質網、核糖體、高爾基體、中心體、液泡、溶酶體等細胞器都有其特有的結構和功能，但是只有在它們組成一個整體――細胞的時候才能完成新陳代謝等生命活動，這就是細胞結構的完整性。若從結構上看，生物膜不僅具有直接的聯系，而且具有間接的聯系，即生物膜之間可以相互轉化；從功能上看，細胞的各部分結構既有明確的分工，又有緊密的聯系，協調一致地共同完成各項生命活動。從調控上看，細胞核是遺傳物質儲存、復制和轉錄的場所，是細胞遺傳和代謝的控制中心，在遺傳物質的調控下細胞成為一個統一的整體。從與外界環境的關系上看，細胞的整體性還表現在每一個細胞都要與相鄰細胞進行物質交換和能量交換，而與外界直接接觸的細胞都要與外界環境進行物質交換和能量轉換。

四、生命活動對立統一的觀點

生物的諸多生命活動之間都有一定的關系，有的甚至具有對立統一的關系。例如，植物的光合作用和呼吸作用、同化作用與異化作用就是對立統一的生命活動。光合作用的實質是合成有機物，儲存能量；呼吸作用的實質是分解有機物，釋放能量。很明顯，兩者之間是相互對立的。呼吸作用所分解的有機物正是光合作用的產物，可以說，如果沒有光合作用，呼吸作用就無法進行；另一方面，光合作用過程中，原料和產物的運輸所需要的能量，也正是呼吸作用釋放出來的，如果沒有呼吸作用，光合作用也無法進行。因此說，呼吸作用和光合作用又是相互聯系、相互依存的。只有光合作用和呼吸作用的共同存在，才能使植物體的生命活動正常進行。

五、生物進化的觀點

辯證唯物主義認為，一切事物都處在不斷的運動變化之中，任何事物都有一個產生、發展和滅亡的過程。生物界也不例外，也有一個產生和發展的過程。所謂產生就是生命的起源，所謂發展就是生物的進化。生命的起源經歷了從無機小分子物質生成有機小分子物質，再形成有機高分子物質，進而組成多分子體系，最后演變為原始生命的變化過程；生物的進化遵循從單細胞到多細胞，結構上從簡單到復雜，生活環境上從水生到陸生，進化地位上從低等到高等的規律。生殖隔離是新物種形成的標志。