一、多能干细胞
多能干细胞是由till和mcculloch等在60年代初，应用脾集落形成细胞定量法，首先在小鼠体内证明的。他们给经射线照射的小鼠输入同系鼠骨髓细胞，在10～14天后在脾内形成可见的结节，它是由单一骨髓细胞发育分化而成的细胞集落，称之为脾集落形成单位（colonyformingunit-spleen’cfu-s）。集落数与输入的细胞数成正比，它可分化发育为红细胞、粒细胞及巨核细胞。cfu-s长期以来用体内集落法进行检测。
在70年代后johnson和metcalf等应用鼠胎肝细胞体外培养法，证明具有cfu-s性质的干细胞可在体外培养成功，这是在研究干细胞方法学上的重大改进。
其后，haral等用小鼠骨髓细胞在甲基纤维素中加入红细胞生成素（erythropoietin’epo）及脾细胞培养上清，进行体外培养，可形成含有红细胞、巨核细胞以及巨噬细胞的集落，称为混合集落形成单位（cfu-mix）。其后，小林登等在80年代用人骨髓细胞亦报告cfu-mix培养成功。即由多能干细胞可进一步分化为定向髓系多能干细胞及淋巴系干细胞。淋巴系干细胞是t和b细胞的共同祖先细胞，但目前尚不能用脾集落实验证明其存在。
二、单能干细胞
单能干细胞是一类具有向特定细胞系分化能力的干细胞，也称为祖细胞（progenitor）。如进行体内移植不能形成脾集落，但在一定造血因子的存在下，可在体外培养并形成细胞集落，称为代表外培养集落，称为体外培养集落形成单位（colonyformingunit-culture’cfu-c），因此它与多能干细胞不同，它可包括分化为红细胞的红系干细胞，可分化为粒细胞和单核细胞的粒、单核细胞干细胞系及可分化为血小板的巨核干细胞系。
1．红系干细胞应用骨髓细胞加甲基纤维素在大量epo存在下，进行体外培养可产生大型红细胞集落，可含有1000个以上的细胞，形成如爆发火花样的集落，称此干细胞为爆式红细胞集落形成细胞（burstunit-erythoid’bfu-e）。如用小剂量epo则产生小型集落，由8～50个细胞组成，称此干细胞为红细胞系集落形成细胞（colonyformingunit-e’cfu-e）bfu-e是更早期的红系干细胞，而cfu-e则为较晚期的红系干细胞。
1.创伤和失血后的心血管反应。
创伤和失血后，心输出量和器官血流量出现变化，使组织灌注和氧供降低，导致细胞缺氧和器官损伤，甚至死亡。血管内皮细胞释放NO，是控制血管平滑肌张力的关键因素。创伤和失血后血管内皮功能受到抑制，内皮源性NO释放减少，使血管舒张功能减退甚至消失，血小板聚集增加和中性粒细胞侵入增加；毛细血管也出现这些反应，微血管的通透性增大，内皮的完整性受到破坏，出现毛细血管渗漏，粘附分子如细胞间粘附分子（ICAM）-1、血管细胞粘附分子（VCAM）-1、P选择素和E选择素等的表达增高，从而启动炎性反应，进而导致创伤-出血性休克后的免疫抑制。已经证实外源性性抗原由巨噬细胞胞吞和溶胞为小的抗原多肽之后，这些小的抗压多肽由其细胞表面的MHC-II分子递呈给CD4+T细胞，抗原提呈需要细胞表面受体如CD4、细胞表面结合和可溶性的分子激活T细胞，其中IL-12和TNF-α决定是否产生Th1依赖的细胞免疫和巨噬细胞激活，IL-4和-10决定着是否产生Th2依赖性的免疫抑制。
2.手术后巨噬细胞功能
2.1巨噬细胞的细胞因子释放
多数手术后免疫研究通过外周血细胞功能和血浆各种相关介质的水平进行评估。很多动物实验和临床研究检测大手术后各种炎症介质的释放、激活或抑制及其进展和相互作用。手术或创伤后患者易出现免疫防御功能受损。动物实验发现，失血性休克后的细胞免疫功能很快出现抑制；创伤-失血休克后，脾、腹膜和肺泡的巨噬细胞对脂多糖刺激而释放白介素（IL）-2、-6和肿瘤坏死因子（TNF）-α的能力降低；脾和腹膜巨噬细胞IL-6释放抑制一直持续达7天之久；相对于软组织损伤合并失血性休克，软组织损伤合并失血性休克和骨折时免疫抑制时间更久。临床发现，手术创伤后循环中的单核细胞对细菌或内毒素的反应能力降低；并发脓毒血症患者术后很快就出现单核细胞失功能，其促炎和抗炎因子分泌均显著降低，这提示免疫抑制是手术的一个直接反应，而不是机体对手术的间接调节反应。脓毒血症的转归与单核细胞促炎因子功能的恢复相关，而与抗炎因子无关。
单核细胞源性细胞因子IL-12可启动充分的T细胞反应，手术前选择性抑制单核细胞IL-12的分泌，手术后就会出现致命性的脓毒血症；大创伤早期就出现单核细胞IL-12的量和活性均下降，单核吞噬细胞系统的IL-12分泌抑制使创伤早期的T细胞反应表现为Th2方式。
创伤-失血休克后，与脾、腹膜和肺泡巨噬细胞不同，休克后24内库否氏细胞表现为分泌促炎因子（IL-2、-6和TNF-α）的能力增强，失血性休克和复苏后2小时库否氏细胞TNF-α增高，而脾巨噬细胞分泌下降。Pellegrini等证实创伤病人的细胞相关TNF-α与可溶性TNF-α受体的比值变化和多脏器功能衰竭的发生率呈正比，细胞相关TNF-α的变化在损伤后免疫调节中起着重要作用。由于库否氏细胞、脾和腹膜的巨噬细胞所处的微环境不同，上述资料还说明创伤和失血性休克在不同的组织床产生的效应不同，可能由于脾中的巨噬细胞与T细胞最接近，而在创伤-失血性休克后的免疫抑制中发挥更重要的作用。虽然不同微环境中巨噬细胞所分泌细胞因子的变化有所不同，但是创伤-失血性休克后所有组织床中巨噬细胞的抗原提呈功能均表现为抑制。
2.2大手术后巨噬细胞的抗原提呈
抗原提呈是抗原提呈细胞在其表面表达抗原，并可以被T细胞识别。抗原一般先处理为小的抗原肽，然后和MHC-II形成复合体并递呈给帮助T淋巴细胞，或者和MHC-II形成复合体而成为细胞毒性T淋巴细胞的目标，一个完整的抗原提呈过程还要求抗原提呈细胞提供一个膜和/或可溶性的共刺激信号。手术患者并发脓毒血症的关键因素是单核细胞功能受损和单核细胞-T细胞相互作用受到抑制，人白细胞抗原（HLA）-DR受体表达被抑制并发脓毒血症的几率增大，且抑制程度与预后正相关；如果早期矫正HLA-DR受体表达的抑制，则脓毒血症的发生率降低；一旦创伤病人的延迟型超敏反应（亦为抗原特异性）被抑制，则预后很差。大手术后FcR+单核细胞亚群比例增高，该亚群与激活的巨噬细胞变化相似，均表现为促炎因子合成增加和抗原提呈抑制。
创伤和大型手术后患者细胞免疫发生抑制，使脓毒血症发生率增高，部分原因可能是巨噬细胞的抗原提呈能力下降。已经发现多个因素，包括代谢率、抗炎因子、前列腺素类和NO等降低，与巨噬细胞抗原提呈能力下降有关，T细胞反应受损是否是巨噬细胞功能降低的原因仍有争论。
3.失血性休克后淋巴细胞功能
临床和基础研究均发现，手术、钝性伤和切割等创伤后T细胞对刀豆素A和植物凝血素等促有丝分裂刺激的反应能力降低，且降低程度与损伤程度成正比；创伤-失血性休克后脾细胞对丝裂素和刀豆素A等刺激的增殖能力降低；Hensler等发现大手术后T淋巴细胞体外增殖和细胞因子分泌功能严重受损。这些研究均观察到手术后早期T淋巴细胞分泌功能受损，其IL-12、INF-γ和TNF-α分泌下降。T细胞增殖和分泌IL-12和TNF的能力受损与脓毒血症死亡率成正比，提示T细胞在手术后感染的免疫防御中的重要作用。
创伤-失血性休克2小时后脾细胞所分泌的Th1淋巴因子如IL-12和INF-γ等降低，这一抑制一直持续达5天之久，而抗炎因子IL-10（Th2淋巴因子）则增高。在创伤动物的脾细胞培养皿中加入抗IL-10单克隆抗体以中和IL-10，可以恢复脾细胞被抑制的增殖能力。烧伤后早期应用抗IL-10治疗可防止T细胞免疫抑制和提高脓毒血症的生存率。因此，创伤-失血性休克后IL-10分泌增加可能是导致脾细胞Th1淋巴因子受到抑制的重要原因。
4.循环炎性和抗炎介质
部分在创伤和大手术后出现免疫抑制的患者，可以出现血浆炎性细胞因子浓度增高，说明这些病人的免疫潜能细胞被激活，而上文的离体研究所发现的细胞免疫抑制现象，可能是体内发生了大的免疫激活后的免疫细胞低反应性表现。
动物和人体研究均发现，创伤、严重失血和脓毒血症时血浆中促炎因子，如TNF-α、IL-1和IL-6等，增大幅度增高。IL-6同时还有抗炎效应：在控制局部和全身的急性炎症反应中起着关键作用，可以刺激一些抗炎因子，如IL-1受体拮抗剂和TNF受体等，的释放，IL-1受体拮抗剂和TNF受体与循环中促炎因子结合而发挥抗炎作用。IL-6还能触发前列腺素E2（PGE2）的释放，后者可能是最强的内皮源性T细胞和巨噬细胞免疫反应抑制剂，PGE2可以引起强抗炎因子IL-10的释放，进而抑制单核细胞活性。使用IL-10抗体可以恢复PGE2引起的单核细胞抑制。这种血浆因子变化临床上称为抗炎反应综合症。目前对手术和脓毒血症患者进行的一些细胞因子治疗，可能是由于用药时间、剂量或合用药物等因素难以掌握，没能取得满意的临床效果。
上述研究提示了促炎因子在手术或创伤病人病理生理中的重要地位，临床上的重症监护病人进行这些促炎因子和抗炎因子的监测，可以提示细胞内所发生的一些变化和细胞内环境，这对于危重病治疗可能很有用处。
5.性别对免疫反应的影响
很多的研究显示创伤出血性后的免疫抑制具有性别特异性：雌鼠发情周期的发情前期进行创伤-失血性休克，其巨噬细胞和淋巴细胞反应性能够正常维持，甚至得到加强，而雄性鼠则表现为抑制；雌鼠创伤-失血性休克时，信号传导通路p38呈现减弱状态，而雄性鼠的该信号通路传导增强，这一差别可能是前者在诱导脓毒血症后病死率低的主要原因。免疫抑制的性别特异性说明雄性激素具有免疫抑制作用，而雌性激素具有免疫保护作用，雄性鼠去势两周后再进行创伤-失血性休克时，脾和腹膜巨噬细胞因子的释放和皮细胞免疫反应就得到了保护，巨噬细胞MHC-II表达的抑制现象也不见了。雌激素具有免疫增强作用，给雄性鼠注射雌二醇可以使创伤失血性休克后的免疫抑制得到恢复；卵巢切除的雌性鼠表现免疫抑制，再进行中枢性雌激素支持又可以维持其免疫反应。临床上脓毒血症、大手术、创伤或大失血的患者可以见到同样的免疫抑制性别特异性现象，感染的发病率和死亡率男性均高于女性
6.可能的免疫调节对策
应激后宿主的免疫反应加剧是双刃剑，目前的免疫治疗目标是既保护其防御机制又可以抑制其副作用，一般采用免疫调节的方法，而不是阻滞某个介质。
免疫调节的原理多是基于性激素/受体拮抗剂对T细胞和单核细胞的免疫调节特性。创伤-出血性休克和复苏后应用雄激素受体拮抗剂氟他胺，可以使脾和腹膜巨噬细胞受到抑制的细胞因子释放得到恢复正常，在并发脓毒血症之后连续3天应用氟他胺亦有相似的促恢复效果，并可降低大出血后由脓毒血症所致的死亡率。临床上氟他胺用药时间远超于3天都少见副作用，用于创伤病人进行免疫抑制的调节会一个是很好的选择。女性激素本身就有保护创伤-休克后免疫反应的作用，研究发现对哪行和卵巢切除患者应用单次剂量的雌二醇可使受到抑制的免疫功能恢复。雌二醇可能就是女性维持免疫反应性的原因，应用于男性、卵巢切除或停经女性可恢复创伤和大失血后的免疫抑制。
脱氢表雄酮是血浆中含量最多的类固醇激素，它是合成5α-双氢睾酮和雌二醇的中间产物，可使雄性鼠创伤-失血性休克后的T细胞和单核细胞抑制得到恢复，显著改善并发脓毒血症者的生存率。体外脱氢表雄酮增强脂多糖对大手术后患者外周血单个核细胞（PBMCs）细胞因子释放的抑制作用，对手术后血浆培养的手术后细胞亦具有显著的免疫调节作用；体外雌二醇受体阻滞剂三苯氧胺可以阻断脱氢表雄酮对T细胞和PBMCs的免疫保护作用，提示脱氢表雄酮免疫保护机制与雌二醇受体有关。已经证实短期使用脱氢表雄酮没有明显的副作用。因此，脱氢表雄酮可用于治疗免疫抑制，但是手术患者中脱氢表雄酮的在体效果还有待证实。
粒细胞集落刺激因子（G-CSF）也具有免疫调节作用，它可诱导手术后释放新的单核细胞。研究显示围手术期应用G-CSF可防止手术后单核细胞活性降低、保持适当的Th1/Th2比值和适当减轻免疫细胞的急性期反应程度，还能够减少手术后并发脓毒血症的发病率。
免疫增强膳食和高张盐水复苏亦可降低手术后的脓毒血症的发生率，据推测可能是这些方法有助于维持平衡的免疫细胞和炎症介质。
上述药物在手术后患者中预防脓毒血症和提高生存率的效果还有待于大型的临床研究证实。
7.总结
细胞学知识是生物学的核心基础知识，在高中教材中占有举足轻重的地位。其中，多种多样的细胞、细胞膜系统的结构和功能、主要细胞器的结构与功能、细胞核的结构与功能、细胞的有丝分裂、细胞的分化、细胞的全能性、细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系在考纲中属于Ⅱ类要求，即理解所列知识和其他相关知识之间的联系与区别，并能在较复杂情景中综合应用其进行分析、判断、推理和评价。
分析2013年各地高考试题发现：细胞学知识大多通过结构图、模式图、坐标图等形式，并与细胞代谢综合起来进行考查，如江苏卷第29题将细胞器、细胞膜和蛋白质的转运相结合进行考查（例4）；江苏卷第3题和浙江卷第1题侧重考查了有丝分裂的相关知识；山东卷第2题考查了细胞分化的知识；江苏卷第7题综合考查了分化、衰老、凋亡与癌变的相关知识。另外从题型上看，这方面的知识涉及的考查点多，内容比较浅显，所以大多以选择题形式出现，如新课标全国卷I第3题，山东卷第1题，天津卷第1题，安徽卷第1题，北京卷第1题，浙江卷第2题等。
二、2013年典型高考试题的剖析
例1（2013・安徽卷）生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰。下列叙述正确的是（）
A.细胞核是mRNA合成和加工的场所
B.高尔基体是肽链合成和加工的场所
C.线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O
D.溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶
【解析】细胞核是转录的场所，所以是mRNA合成和加工的场所，A正确。核糖体是肽链的合成场所，B错误。葡萄糖是不能进入线粒体的，C错误。溶酶体中的酶是在核糖体上合成的，并经内质网和高尔基体加工和修饰后分泌的，D错误。
【答案】A。
〖点评〗此题题干是课文原话，可见课本知识是必须要牢牢掌握的。这四个选项是细胞核功能和几种细胞器功能的组合，难度不大，体现了对基础知识的考查。尽管课文没有涉及细胞核是mRNA加工的场所，但只要同学们对蛋白质的合成场所、呼吸作用的过程知识熟练，通过排除法是可以准确作答的。
例2（2013・天津卷）下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（）
A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离
B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化
C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取
D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
【解析】当外界蔗糖溶液浓度较高时，洋葱表皮细胞渗透失水发生质壁分离，该过程不涉及信息传递；记忆细胞与抗原具有特异性识别作用，该过程与细胞膜上的糖蛋白有关，糖蛋白具有信息识别功能；靶细胞膜表面的受体能与胰岛素结合，从而使胰岛素发挥作用；传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩的过程中有神经递质与细胞膜上相应受体的结合。B，C，D项均体现了生物膜的信息传递功能。
【答案】A。
〖点评〗此题难度中等偏上。考查学生对生物膜信息传递概念的理解，只有彻底理解这部分内容，才能准确评判生物学过程或生物学现象。对此概念课文没有过多的文字阐述，而是列举了具体事例并用彩图直观告知。在教学时需要老师高度概括提炼这一概念的要素和要点。确认是否为信息传递，需有三个基本要素：信号分子、靶细胞受体、靶细胞内发生复杂的生物效应。①信号分子具有传递信息的作用：胰岛素、神经递质与靶细胞受体结合后，引起靶细胞内发生一系列复杂的反应，说明二者属于信号分子，能够传递某种信息；而抗原表面的特异性蛋白等物质（免疫学上称之为表面抗原或抗原决定簇）也相当于信号分子，刺激记忆细胞后，引发了记忆细胞增殖分化。②靶细胞上有和信号分子结合的受体。③靶细胞上的受体与信号分子特异性结合后，必须发生一系列复杂的生物效应，如生化反应水平提高、膜电位变化等，才能说明体现了信息传递功能。
例3（2013・山东卷）将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是（）
A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞
B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否
C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维
D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变
【解析】携带myoD基因的载体为环状DNA分子，该大分子物质不会以协助扩散的方式进入细胞，在基因工程中用显微注射法，A错误。核糖体蛋白基因控制合成核糖体蛋白，该基因在每个活细胞中均会表达，B错误。完成分化的肌肉细胞已失去了分裂能力，不再进行细胞分裂，C错误。由题意可知，肌肉前体细胞属于未分化细胞，处于分裂状态，DNA复制时受电离辐射的影响程度远大于已不再分裂的肌肉细胞，因此更容易发生癌变，D正确。
【答案】D。
〖点评〗此题考查了学生对细胞的分裂、分化和癌变等知识理解和应用能力。在细胞分化的过程中控制基本生命活动的有关蛋白质基因是活细胞，它均可以表达，而有些基因是选择性表达的，因此细胞之间有了稳定性的差异――细胞分化，所以只有检测肌肉细胞特有的蛋白质才能确定细胞分化与否。B选项对学生有一定的难度。题图告诉我们肌肉细胞是由肌肉前体细胞分裂分化而来，解题时不能忽视这一题图信息，平时要注意识图、析图能力训练。
例4（2013・江苏卷）如图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图，请回答下列问题：
（1）内质网上合成的蛋白质不能穿过进入细胞核，表明这种转运具有性。
（2）细胞膜选择透过性的分子基础是具有疏水性和具有专一性。
（3）若该细胞是高等植物的叶肉细胞，则图中未绘制的细胞器有。
（4）若该细胞为小鼠骨髓造血干细胞，则图示细胞处于细胞周期的，此时在光学显微镜下观察明显可见细胞核中有存在。
（5）研究表明硒对线粒体膜有稳定作用，可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是（填序号）。
①脂肪细胞②淋巴细胞③心肌细胞④口腔上皮细胞
【解析】（1）由图可知附着于内质网的核糖体上合成的蛋白质，没有箭头指向细胞核，而是经高尔基体加工后有三个去向：成为细胞膜的成分之一、分泌到细胞外、变为溶酶体内的酶。不能进入细胞核，而细胞质内的蛋白质进入细胞核的通道是核孔。
（2）细胞膜上磷脂分子的尾部是脂肪酸，具有疏水性。细胞膜上的转运蛋白具有特定的空间结构，能与被转运的物质特异性结合，体现了膜对物质运输的选择性。
（3）高等植物的叶肉细胞内含有叶绿体，并且成熟的植物细胞具有大液泡。
（4）核膜在前期消失，在末期重现，图中可见完整的细胞核，说明该细胞处于细胞周期的间期。在细胞核中只有染色质和核仁，明显可见的只能是核仁了，即使图上看不到，也必须填写“核仁”。
（5）细胞内线粒体参与细胞有氧呼吸，缺硒线粒体膜无法稳定，进而影响到细胞内能量的产生，而题目提供的细胞中，心肌细胞对能量的要求最高，所以最易受损。
【答案】（1）核孔选择（2）磷脂双分子层膜转运蛋白（3）叶绿体和液泡（4）分裂间期核仁（5）③
〖点评〗此题考查了学生识图、析图的能力和准确规范表达能力。首先从图中确认细胞器及蛋白质的种类，理解图中箭头所示的含义是解答本题的关键。题图展示了游离核糖体合成的蛋白质和附着于内质网的核糖体合成的蛋白质的不同去向。
要做到规范答题有效得分，应根据所填空格前后的语境和语意仔细推敲来确定内容，再组织语言，例如第（4）小题中关键词“明显可见”就确定了该空的答案。平时的复习需注意以下几点：①熟记乃至背诵教材语言。②套用一些平时作答时常用句式如“在一定的范围内”“等量且适量”“分组编号”“观察记录”等。③善于使用题干语言，有些空就是来自题干中的某一词或短语，作答时不宜更改或遗漏，与题干语言保持高度一致。
三、2014年高考复习策略及命题趋势预测
（一）复习策略
1.抓住教材，熟练掌握基础知识
知识是能力的载体，一定量的知识储备及良好的知识结构是各种能力形成和提高的必备条件。在本专题基础知识复习时可用图形、表格等形式，通过比较、辨析来加强理解记忆有关概念、过程、原理。如（1）真核细胞与原核细胞的比较；（2）植物细胞与动物细胞的比较；（3）叶绿体与线粒体的比较；（4）染色体、染色质和染色单体的比较；（5）有丝分裂与减数分裂的比较；（6）载体与运载体的比较；（7）原生质体与原生质层的比较；（8）糖蛋白、脂蛋白、球蛋白和分泌蛋白的比较；（9）细胞膜的信息传递功能与物质交换功能的比较；（10）细胞分裂与细胞分化的比较；（11）细胞衰老、凋亡和坏死的比较；（12）主动运输与被动运输的比较；（13）斐林试剂与双缩脲试剂的比较。通过对以上相关、相似、易混的概念进行比较，加强记忆，巩固基础知识。
2.精选巧练，提高解题能力
从每年的高考试题中选择有代表性的题目进行练习，由浅入深，由易到难，由基础知识到分析推理，形成一个循序渐进的训练过程，培养和提高解题能力。
审题能力：仔细审题，这是正确解答试题的前提。一些选择题题干中包含的关键词语，如“正确”与“错误”，“一对”与“一个”，“主要”与“次要”，“根本原因”与“直接原因”，“一定”“可能”“唯一”等。找准这些关键词语，对正确解题起到至关重要的作用。对于非选择题，在看题、读题、解题和答题过程中，同样要看准关键词，理解题意，然后正确作答。尤其是实验题，审准题目的性质和目的至关重要。
理解能力：在理解能力方面比较突出的问题是，对有关知识理解不透，掌握得不够牢固，因此，对题干所提供的信息材料不能正确理解，不懂得出题人的用意，不能准确地进行知识的迁移。如何提高理解能力呢？应注意三个方面：①夯实课本上的基础知识。②提高阅读理解能力，通常在解题时要养成良好习惯，快速泛读一遍，再细读一遍，将关键字词注上标记。③理解出题人的用意。
表达能力：在高考试题中的非选择题部分，重点体现《考试大纲》对考生表达能力的要求。如“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容”。学生在这一部分失分较多，主要原因有：①表达时，用词随意，不能用生物学术语准确地描述。②在对生物现象解释时，组织的语言与之不构成因果关系。③在实验方法步骤的陈述中思路混乱，表达不清，语言拖泥带水，不能做到言简意赅。在做非选择题时，全面、准确地表达生物信息是得分的重要保障。在平时的训练中要模仿课文的表达模式及用词的严密性和完整性。
3.重视基本实验，提高分析能力
这部分的实验较多，有观察类实验（如观察多种多样的细胞、线粒体和叶绿体、有丝分裂）、探究类实验（如探究植物细胞的吸水和失水）、模拟实验（如细胞大小与物质运输的关系实验、渗透作用实验），还有制备细胞膜等实验。高考试题常以课本实验为模本进行组合、拓展和迁移，特别注重对基本实验操作步骤、原理、现象的考查。因此，平时训练时要立足教材实验，提高观察能力、设计实验的能力、分析实验现象的能力。
最后，在复习中要形成如生物体结构与功能相适应的观点、生物体局部与整体相统一的观点、生命活动的对立统一观点，提高生物科学素养。
（二）高考命题预测
1.将线粒体与叶绿体的结构和功能及有关实验与光合作用、呼吸作用过程原理融于一体进行命题，以此来考查学生的综合应用能力。
【摘要】阴阳五行学说是中医理论中的核心内容，在细胞水平阐明阴阳五行的物质基础是中医面临的重大理论与实践挑战。在总结现代细胞学研究的基础上，以细胞中的能量代谢和遗传信息代谢为核心，论述了中医阴阳五行学说在细胞中的物质基础，将亚细胞结构按功能进行五行属性划分。并按照中医阴阳的概念和论述，将生命本质定义为遗传信息指导下的能量代谢过程。
【关键词】中医学阴阳五行遗传信息能量代谢
Abstract:ThetheoriesofYinyangandWuxingarethecoretheoriesinChineseTraditionalMedicine.ItisveryimportanttodiscovertherelationshipsamongtheorganellesandtheimplicationofYinyangandWuxing.Inthispaper，aftersummarizingtheresearchesincell，weexplaintheimplicationofYinyangandWuxingincellwhicharebasedonbothmetabolismandcentraldogma，thengrouptheorganellesintoWuxing.AccordingtotheimplicationofYinyangandWuxingincell，thelifeisregardedasakindofmetabolism，whichisguidedbygenes.
Keywords:TCM;Yinyang;Wuxing;geneticinformation;energymetabolism
1675年发明显微镜以后，医学视野开始从器管走进细胞。经过数百年的发展，人们已经能够在细胞水平和分子水平对生命现象进行研究和探讨。细胞是生命的基本单位，一切生命现象都是建立在细胞基础上。在细胞水平阐述中医基础理论是中医现代化的必经之路，是中医基础理论所面临的巨大挑战，是中医理论与实践取得突破的着眼点。现在有学者意识到这个问题，尝试将阴阳五行理论引入细胞学中，如提出五脏中脾与线粒体的假说，气与线粒体假说等多种假说［12］，并从基因和蛋白组学探讨中医基础理论［34］。这些尝试对中医理论的诠释都具有探索性意义，但都是局部的，不完整的，相互之间各自独立，没能构成完整的理论体系，因而无法从细胞水平完整地阐明中医基础理论。
1现代细胞学的物质基础
细胞是构成生命现象的结构和功能单位，组成生物体的细胞在外观千差万别，化学成分非常相似，都含有水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类和各种微量的无机化合物。在种类繁多的细胞形态中，根据进化的程度与结构的复杂程度可划分为原核细胞和真核细胞。原核细胞没有典型的核结构，体积小，结构简单，具有细胞膜、核物质和少数简单的细胞器。真核细胞要比原核细胞复杂得多。光学显微镜下大致可以分为细胞膜、细胞质和细胞核。电镜下，真核细胞的内各种更细微的结构可分为膜相结构和非膜相结构。膜相结构包括细胞膜、线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物体、叶绿体和核膜等。非膜相结构有核糖体、中心体、细胞质、核仁、染色质、核基质和微管、微丝等［5］。
上述亚细胞结构既是现代生物学的研究成果，也是融入中医阴阳五行的物质基础。能够将上述物质基础纳入中医理论体系中，中医也就取得突破和发展。
2气机的运行和新陈代谢是探讨细胞中五行物质基础的核心
气是中医理论中核心概念之一，阐明气的本质是解决中医理论的重要途径。中医将气作为生命本质来看待；现代西医则认为新陈代谢是重要的生命特征。从中西医对生命本质的认识角度，气与新陈代谢有一定的等同性［67］。在中医学理论中，气不仅存在，而且还具有运行方式，即气机。升降出入就是对气机运行的最简略概括。新陈代谢是否存在类似于“升降出入”的代谢过程，这值得探讨。将气机运动引入新陈代谢的过程中，升降出入的含义可能会出现一定的泛化。
生命科学中，新陈代谢是以细胞为单位进行的，包含物质代谢和能量代谢两个方面。这两者相辅相成，含义基本相同。新陈代谢过程中，糖类、脂类和氨基酸是为细胞提供能量的物质，这些物质代谢终产物为水、二氧化碳、氮并释放能量。糖类通过酵解而生成CoA；脂肪通过β氧化而生成CoA；氨基酸则是通过脱氨基作用后再进行代谢生成CoA。CoA进入线粒体进行三羧酸循环后氧化成为水、二氧化碳并释放能量，这是物质能量代谢的最后通路。如果进入细胞三大能源物质远大于细胞的需求，它们就会被转化成为脂肪或者糖原存储于细胞中；如果低于细胞的需求，细胞就会动用细胞内的糖原或者脂肪进行供能。在三大能源物质氧化生成ATP的过程中，透过细胞膜进入细胞体系中是进行能量代谢的第一步，相当于气机运行的入；其次在胞浆中转化成为CoA的过程，相当于气机运行的升；第三步是CoA进入线粒体氧化成为CO2、H2O，释放能量形成ATP的过程，相当于气机运行的降；最后是ATP利用和代谢终产物排泄的过程，相当于气机运行的出。
原核细胞结构相对简单，三大营养物质氧化生成ATP的过程是在细胞浆完成，而营养物质进入和代谢产物的排泄是由细胞膜完成。真核细胞结构相对复杂，细胞内有功能相对专一的细胞器。三大能源物质进入和代谢产物的排泄是由细胞膜完成；存储、转化形成CoA的过程也是在胞浆中完成；ATP的生成则是在线粒体中进行。至此就大致勾勒出气机在细胞内的运行过程，参与相应过程的亚细胞结构即为相应五行的物质基础，见表1。
3遗传信息的输出是细胞五行相生的核心
在细胞内，与能量代谢相伴的就是遗传信息输出的过程，这个过程中最显著的特征就是蛋白质的合成。蛋白质是生命世界中的核心，是生命现象重要物质基础，细胞中的结构和功能都是以蛋白质为基础。蛋白质的合成是由遗传信息进行指导的。细胞内的染色体通过四种碱基不同的排列顺序对遗传信息进行编码，通过RNA转录，核糖体的翻译等过程合成蛋白质。这是现代生物学中的中心法则。细胞内遗传信息来源于母代细胞，少数情况下来源于基因变异或细胞间遗传信息的传递，如细菌耐药基因的产生和传播。人体体细胞遗传信息同样来源于母代细胞，受精卵的遗传信息却来源于精子和卵细胞，即父母双方。就来源而讲，遗传信息和肾精有共同之处，可以将二者进行等同。
遗传信息存储于细胞核中，通过转录过程输出遗传信息，细胞核的五行属性就是水。遗传信息输出后在核糖体中翻译合成蛋白质，核糖体的五行属性就是木。
中心法则到蛋白质合成就结束，细胞中五行相生过程没有结束。真核生物蛋白在胞液核蛋白体合成后，有如下三种去向：保留在胞液中；进入细胞核、线粒体或者其他细胞器中；分泌到细胞外。蛋白质经过复杂的合成机制，定向输送到最终发挥生物功能的区域，这一过程成为蛋白质的靶向输送［8］。除了保留在胞液中的蛋白质，进入胞核、线粒体计其他细胞器和分泌到细胞外蛋白质都必须通过膜相结构，或者同膜相结构结合形成镶嵌蛋白才能发挥。蛋白质同膜相结构相互作用从而到达特定功能区域、发挥自身功能的过程即为五行中的土。
蛋白质到达特定的功能区域后将参与一定的代谢过程。蛋白质自身有新旧更替过程。蛋白质在参与代谢过程中受到多种因素地影响，分子构象出现改变而失去活性。蛋白质失去活性也就意味着一次遗传信息释放的完成，细胞将进行新一轮遗传信息的释放，合成新的蛋白质来弥补失活的蛋白质。失活的蛋白质被内噬体吞噬，分解为氨基酸而进入能量代谢过程。蛋白质行使代谢功能并在完成功能后被分解为氨基酸的过程就是五行中的金，参与该过程的亚细胞结构包括：溶酶体和过氧化物体等。
转贴于
上述可见，细胞中遗传信息的输出、蛋白质的合成、发挥功能以及最终被分解代谢的过程也就是细胞中的五行相生过程，在相生过程中，有细胞结构和形态度形成，参与相应过程的细胞结构就是五行相生的物质基础，见表1。
4信号传导系统是细胞内的调控系统
升降出入是气机运行的基本方式，但需要补充和完善，即将调控作为气机运行方式之一。中医学中意识到生理调控现象，《黄帝内经》就有“太阳为开，阳明为合，少阳为枢”和“太阴为开，厥阴为合，少阴为枢”的论述。枢就说明了中医对调控机能的概括和认识，但是在气机运行中并没有提到调控的问题，这似乎是五行同气机运行之间的一种矛盾。升降出入虽然为气机的基本运行方式，但是，由升到降或者由入到出等过程中必然存在一个转换和调控过程，这种调控可能为自发的，也可能是主动的，调控的结果就是促使气机运行能够同环境相一致，调控在五行中属于心火（见表1）。现代西医生理学将反馈作为生物的基本反应形式，其包含正反馈和负反馈两方面，二者均起调控作用，在新陈代谢中也是一个必然的过程。
通过前面论述我们可以看出，原核细胞的细胞结构相对简单，所具有的细胞结构基本能够完成简单的代谢过程。虽然也存在调控过程，形成的调控系统相对简单，如乳糖操纵子［8］等。多细胞生物等细胞结构就相对复杂。多细胞生物个体发育和生命活动的有序进行以及对环境的综合反应依赖于细胞间彼此协调的相互作用，这就使得细胞调控和信号传导成为细胞代谢中必须存在一个过程。细胞分泌能够调节机体功能的一大类能够进行细胞间通讯的生物活性物质为第一信使；第一信使与相应受体结合、激活受体后在细胞内产生能够介导细胞传导通路的活性物质，这类物质被称为第二信使；负责细胞核内外信息传递到物质称为第三信使。三类信使连同与之相关的受体、酶、蛋白质等就构成真核细胞内的信号传导系统。目前所知对细胞内的信号传导系统主要有下列途径：①cAMP蛋白激酶途径；②钙离子依赖的蛋白激酶途径；③cGMP蛋白激酶途径；④酪氨酸蛋白激酶途径；⑤核因子κB途径；⑥TGFβ途径。当然可能还有更多的信号传导途径有待发现研究。这些信号传导途径的最终生物效应将影响细胞的代谢、生长、增值、分裂甚至癌变［9］。信号传导系统就是细胞内调控系统，其五行属性即为心火。
至此，我们简单论述了五行在细胞内的物质基础，并以表格的形式列出（见表1）。在此需要指出：1.叶绿体是植物区别于动物的细胞器，将其列入五行中的肝木；2.高尔基体的功能是将细胞内代谢产物，主要是蛋白类产物排出细胞外，其功能与五行中肾水相同。
表1细胞中五行物质基础列表（略）
5遗传信息输出、能量代谢过程与阴阳关系
通过上述论述，我们清晰的看到细胞内的两条核心的代谢过程，一条为遗传信息的输出，一条是能量代谢过程。遗传信息的输出过程中有能量代谢的参与；能量代谢过程也必然有遗传信息的参与，二者相互依存，不可分割，所有的亚细胞结构代形成和功能发挥都是以能量代谢和遗传信息输出为核心的，只是侧重不同。在细胞水平，生命的本质就是遗传信息指导下的能量代谢过程。遗传信息输出指导蛋白质的合成，进而构建细胞形态结构，为阴，成型；能量代谢则化气，为阳。因此，细胞中仍然具有阴阳五行的物质基础，中医学中五行除了相生相克的关系以外，还有相乘相侮等关系，这将在今后进一步研究和论述。
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【关键词】老年患者；肺结核；T淋巴细胞；天然杀伤细胞；免疫球蛋白
1资料与方法
1.1临床资料对2010年4月至2012年8月福建医科大学附属泉州第一医院住院或门诊的127例无肺外结核及细菌感染、肿瘤合并症的肺结核患者（肺结核组）的免疫功能进行检测，并与健康志愿者（健康组）进行比较分析。127例肺结核患者中男70例，女57例，年龄31～78岁，平均（62.3±4.7）岁。1860岁以下为青壮年组（62例），60岁以上为老年人组（65例）。健康组为我院门诊体检的健康志愿者50例，X线胸片检查未见异常。两组之间体重指数差异均无统计学意义（P>005）。
1.2诊断标准肺结核确诊按照临床诊疗手册（结核病分册）诊断标准[1]
1.3主要试剂及仪器荧光标记小鼠抗人单克隆抗体CD4FITC/CD8PE/CD3PC5、CD3FITC/CD16+56PE/CD19ECD/CD45PC5及相应同型对照、溶血素等均购自法国Immunotech公司。流式细胞仪（型号EpicsXL）购自美国BeckmanCoulter公司，美国贝克曼·库尔特（LH750）五分类血球计数仪。
1.4检测方法外周血淋巴细胞亚群检测所有患者于就诊第1天，无菌采集静脉血液2ml于EDTA抗凝管中。应用流式细胞术分别检测两组患者及正常人外周血T淋巴细胞亚群CD4+T，CD8+T，CD4/CD8比值及NK细胞。同份血用美国贝克曼·库尔特（LH750）五分类血球计数仪作白细胞计数，再计算出各淋巴细胞亚群的计数值。采用免疫透射比浊法测定免疫球蛋白。
1.5统计学方法采用SPSS13.0进行统计学分析，数据以x±s表示，组间比较采用t检验，P
2结果
2.1老年组肺结核患者的；淋巴细胞亚群、自然杀伤细胞的检测结果与青年组患者对比分析，如表1所示。
老年人肺结核组CD4+T细胞及CD4/CD8比值与青壮年组及健康组差异具有统计学意义，且低于青壮年组。老年人肺结核组CD8+T细胞与青壮年组及健康组差异具有统计学意义，且高于青壮年组。其中老年患者组中部分患者CD4/CD8比值倒置。老年人肺结核组NK细胞与青壮年组差异无统计学意义。
2.2青壮年组与老年组肺结核的IgG，IgA，IgM抗体的检测结果及分析，如表2所示。
3讨论
肺结核的发病与人体的免疫功能相关，结核杆菌感染机体后细胞免疫起主要作用，淋巴细胞在受到抗原刺激后产生分化、增殖，合成分泌特定的细胞因子产生特异性的细胞免疫。细胞免疫过程中CD4+T淋巴细胞接受单核巨噬细胞递呈的抗原后被激活并增殖，产生细胞因子，产生的细胞因子转而激活巨噬细胞使之抑制细胞内结核菌的生长[1]。CD4+T细胞应答程度还与结核患者病变程度有关。病变严重而处于进展期的患者CD4+T细胞在体外对结核杆菌蛋白抗原仅有低增殖应答反应，而病变范围小或已控制病情患者对纯蛋白衍生物（PPD）反应较强。CD4+T细胞的变化，提示机体免疫反应能力差异，预示患者治疗预后的不同[2]，感染部位CD4+T细胞数量的多少与抗结核治疗的效果有关[3]。CD8+T细胞主要识别细胞内感染，抑制胞内结核分枝杆菌的生长。促使结核菌暴露及病灶清除[4]。目前很多学者做过研究，通常认为肺结核患者中免疫功能受损，CD4+T降低，CD8+T升高，CD4/CD8比值降低甚至倒置[5]。本实验结果表明，老年组肺结核患者的老年人肺结核组CD4+T细胞及CD4/CD8比值低于青壮年组。其中老年组比值倒置者有39例（占60%），CD8+T细胞高于青壮年组，提示老年组肺结核患者的细胞免疫功能比青壮年组低下。NK细胞是天然免疫系统的主要组成分，在抗病毒感染免疫、肿瘤免疫、移植的排斥反应以及在免疫的调节中起着十分重要的作用。有研究表明，肺结核患者NK细胞活性高于正常人，好转期患者NK细胞活性高于进展期患者，轻、中度肺结核患者NK细胞活性高于重度肺结核患者，提示NK细胞可能能参与细胞免疫，其活性随着病灶的缩小而趋于升高[6]。本研究发现老年肺结核患者NK细胞活与青壮年组无明显差异，可能本次研究病例数有关，有待今后进一步扩大样本量深入研究。在两组患者体液免疫中免疫球蛋白IgA，IgG，IgM在两组之间无明显变化，可能与体液免疫功能在结核免疫中所起的作用不大有关，与国内一些研究结果基本相同[7]。
综上所述，本研究中发现在老年结核病患者中主要为细胞免疫起主要作用，而老年结核病患者组细胞免疫功能较青年患者低下，导致了临床上老年肺结核患者治疗困难且容易复发，因此，在老年人肺结核患者的治疗上应注意在常规抗结核治疗的基础上，注意同时免疫治疗，增强免疫功能，才有利于病情的恢复，最终使患者受益。
参考文献
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新课程所倡导的探究性学习重视过程，有利于学生创新精神和实践能力的培养，但很难使学生获得系统的知识，似乎很多知识是无法通过探究获取的。如何在高中生物教学中建构探究性的课堂，怎样在重视知识层面的概念教学的基础上，创设展示概念形成和发展的知识建构过程，使学生在探究性学习的过程中“创造”知识，便成为高中生物教学中一个非常值得探讨的问题。
2教学实践
下面以“细胞质和细胞器”第一课时的教学为例，探讨如何建构探究性的课堂，并帮助学生在探究性学习的过程中建构知识。
2.1教材与学情分析
本节课是苏教版必修1第三章第二节的内容，是第三章的重点，知识点多，且和各章节联系密切。如核糖体的结构与功能和必修1第二章“蛋白质的合成”以及必修2的“基因控制蛋白质的合成”等有关，线粒体、叶绿体的结构知识和必修1第四章“光合作用与细胞呼吸”密切相关。授课对象为高一学生，在前一课时学习了原核细胞与真核细胞的区别，对细胞结构有了总体的认识。另外初中生物已经介绍了细胞质和叶绿体、线粒体以及液泡等重要细胞器，学生对于其主要功能已有一定的了解，这些都为本节课的学习奠定了良好的基础。
2.2教学目标
知识目标：概述细胞质基质的成分和主要功能，说出线粒体和叶绿体等几种细胞器的形态和功能。
能力目标：制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
情感目标：认同生物科学的发展离不开有关技术的进步，逐步确立“结构与功能相统一、局部与整体相统一”的观点。
2.3教学重点和难点
教学重点：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等主要细胞器的形态结构和功能。
教学难点：区别细胞质与细胞质基质，说出线粒体和叶绿体等几种细胞器的形态和功能。
2.4教学方法
教学方法为实验探究法和讨论法。
2.5设计思路
“细胞质和细胞器”这一节按照传统的教学模式设计，一般分为2个课时，第一课时学习细胞质的概念，以及叶绿体和线粒体的结构功能（含实验），第2课时学习其他细胞器的结构和功能，虽有实验探究，但只局限于部分内容。鉴于本节内容在教材中主要以图群的形式展现，直观、生动、整合，毫不教条，笔者尝试借助显微镜带领学生重温细胞结构的发现之旅。第一课时仅研究细胞器的形态和功能，按科学家发现细胞结构（主要是细胞器）的顺序，以实验探究的形式展开学习，帮助学生建构知识。
设计思路图如图1所示。
2.6教学过程
展示有关列文虎克以及显微镜发展的资料、图片。
师：人类对细胞的结构和功能的认识是随着显微技术的发展而不断深入的。我们一起用手中的显微镜开始细胞结构的发现之旅吧！
活动一：制作临时装片观察黑藻的叶细胞。
教师简单说明制作临时装片及显微观察的要点，要求学生实验并拍摄黑藻叶肉细胞叶绿体的照片以及30s左右的视频显示细胞质的流动情况。
师：你观察到哪些细胞结构？
生：叶绿体、细胞壁、细胞膜、液泡和细胞核。
教师展示初中学过的植物细胞图，复习相关结构。提问有关光合作用的知识，说明其与叶绿体的关系。如学生对液泡及细胞核能否观察到存在疑问，可暂时搁置。
师：观察黑藻的临时装片，发现叶绿体是运动的，说明了细胞质是流动的，是细胞活力的象征。另可看到黑藻细胞中的空白区域，叶绿体围绕这一区域流动，可间接证明液泡的存在。要更直接的观察液泡，可进行活动二。
活动二：制作并观察洋葱鳞片叶外表皮临时装片。
教师提问学生如何制作装片，尤其是怎样撕取洋葱鳞片叶的外表皮。同时引导学生观察液泡、细胞核以及细胞壁（膜），使学生了解：其液泡明显是因为体积庞大并富含色素；叶绿体易于发现也与其体积大且含有色素有关。
活动三：使用高倍镜观察线粒体。
教师展示动物细胞的结构示意图，提问：没有液泡、叶绿体，那里面还有什么细胞器？学生初中学过线粒体，可以很快答出。
学生使用高倍镜观察大鼠胰腺的铁苏木精染色玻片标本，找到染成蓝色的线粒体。
资料分析：德国科学家华乐柏在研究线粒体时，统计了某种动物部分细胞中线粒体数量如表1所示。分析回答下列问题。
①心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？
②冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多的原因是什么？
生：说明线粒体的主要功能，是进行有氧呼吸和形成ATP（产生能量）的主要场所。
活动四：发现其他细胞器
师：利用我们手中的光学显微镜，已经很难有新的发现了，但细胞结构是不是只有这些呢，科学家仍在探寻，我们也需要转换思路。
投影展现某动物细胞（有丝）分裂的图像，请学生分析：
①图中所示的生物学现象是什么？
②依据结构与功能相适应的原理，细胞中应有与该现象有关的结构。
③很多细胞具有分泌功能，如唾液腺细胞能够分泌唾液淀粉酶，细胞中也应有相关的结构与之适应。
学生阅读课本39页图群，认识中心体、高尔基体的形态，了解其功能。
教师带领学生回顾细胞结构的发现史：在19世纪科学家们陆续发现了：液泡、叶绿体、中心体、线粒体和高尔基体。其中的线粒体和高尔基体由于需染色才能看到，所以发现较晚。进入20世纪，尤其是30年代卢斯卡等人发现了电子显微镜，使得细胞结构的研究又往前迈进了一大步。教师引导学生转换思路进行新的发现。
师：细胞中生物大分子合成的场所在哪里？
生：淀粉在叶绿体中合成，核酸主要在细胞核中合成。蛋白质、脂质合成的场所不清楚。
学生阅读课本39页图群，寻找答案。认识内质网及核糖体。
活动五：动植物细胞结构的比较。
教师利用图2，使学生重温动植物细胞各个结构的名称，说出它们的功能，比较动植物细胞结构的区别：①细胞膜；②细胞核；③线粒体；④内质网；⑤核糖体；⑥高尔基体；⑦液泡；⑧叶绿体；⑨细胞壁；⑩中心体。其中，①～⑥为动植物共有，⑦⑧⑨是植物所特有的，⑩是动物特有的。