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【关键词】高中生物;细胞;功能;结构
相信大家对于生物都不陌生,因为生物与人们的生活息息相关,人本身就是一种动物,存在于生物研究的领域,生物从最为基本的结构,最基础的生命物质细胞开始研究,让人们清楚的了解现在的世界上的生命组成的物质,更加透彻的了解自己,了解世界,这就是生物的学习存在的意义。
生命之中充满无穷的奥秘,而生物的探索就为我们大家揭开了这些神秘的面纱,让我们能够看清生命的本质,了解花草树木,鱼虫,甚至是人类生命的意义。人是由无数个分工明确的细胞组成的,这些细胞无时无刻不在为人类的活动而运转,就算是人在睡觉的时候,还有很多的细胞都在不停的运转,有些细胞会在人死了之后停止运转,而有些细胞就算是失去了供养,还是能够继续生存下去。
生物根据细胞的多少可以分为单细胞,多细胞。单细胞生物一般都是结构极其的简单,凭着一个细胞就能够进行摄食,排泄,运动等活动,最为普遍的就是草履虫,草履虫是一种简单的单细胞生物,主要是生活在水中,现代生物学中经常通过研究草履虫来研究单细胞生物的特性。人是多细胞的生物,那人的细胞每天都在做什么,又是怎样分工明确的来让人实现学习,工作,吃饭等事情的。笔者结合高中生物的教材,为大家进行详细,通俗易懂的解答。
一、细胞是生物体结构和功能的基本单位,一切生命活动都离不开细胞
如果大家有高中生物的教材,打开目录的第一章就会看到这句话。细胞在生命中起着不可缺少的作用,生物体结构和功能都离不开细胞的实现,生命的活动更加不能够离开细胞。没有细胞就没有生命,而那些不具有细胞结构的病毒,也要依赖于宿主细胞才能够生存,可想而知,细胞对于生命的活动是多么的重要。
一个细胞就可以构成一种简单的生物体。在上亿万年前,据说地球上都是海洋的时候,人类还没有存在在这个世界上,那时地球上唯一的生命物质就是最简单的单细胞,现在在各大博物馆都可以找寻这些地球祖先的身影,虽然她们已经在地球的舞台上失去了身影,但是对于人们对细胞的研究有不可或缺的价值,她们是现代生命的基础,是想要了解细胞的科学家们的研究对象,而这些简单的细胞对于地球的发展,人们的出现和进步都有极其重要的作用。
二、细胞的组成,动物细胞植物细胞的区别
经过了上亿年的发展,地球上的恐龙灭绝了,活跃在地球上面的是具有高智商的人类。曾经的地球上都是海洋,存在的也只有海洋里面极为简单的单细胞生物,但是如今,地球仍是被海洋覆盖,但是几块陆地上面物种丰富,动物和植物都有千百万种,构成各种动物和植物的细胞也存在差异,但是因为具有相同的起源,动物细胞和植物细胞的差异也就不是很大。
动物细胞和植物细胞的主要区别在于植物细胞含有细胞壁,而动物细胞没有细胞壁,只有细胞膜,另外动物细胞中多了很多的细胞器,这些细胞器的存在是为了让动物能够更好的进行生活,而植物细胞的细胞构造相对简单,植物的生活就是进行光合作用和呼吸作用,因此植物细胞存在高尔基体,内质网,线粒体等为光合作用和呼吸作用而存在的细胞器。
而动物细胞则因种类不同,相对构造也就存在差别,比如说是动物红细胞,动物红细胞在动物的生命中起着不可或缺的作用,红细胞会根据动物体内进行自己的调节,这都是通过细胞器才能够实现的,因此动物细胞中含有不同的细胞器,但是无论是动物细胞还是植物细胞都含有固定的结构,比如说是细胞质,细胞膜,中心体等。
三、细胞构成的大世界
生命的结构层次是从细胞开始了,接下来是组织,器官,系统,进而到了个体,个体之后又是种群,多个种群生活在一起形成群落,群落组成生态系统,最后形成生物圈。细胞是最为基础的物质,单细胞的生物既可以说是细胞这个生命系统的,又可以说是个体这个系统。
生物中存在很多不可思议的现象,而人们如果不通过研究,仅凭主观臆断的话,就会出现很多的错误,比如说血液其实是属于组织的这个层次,很多的同学都喜欢把血液归为系统,而皮肤是器官,这也是同学们经常会犯错误的地方,皮肤是由组织构成的器官,而不是一个系统。种群的概念也是极易混淆,种群是一定区域内,同种生物个体的总和,而很多时候,人们总是会以为,在不同区域的同一种生物也是一个种群,因为生活的环境不同,所以物种产生的变异也就不同,就算是基因相同,形状也会发生诧异,因此就不可以再说是同一个种群了。
群落中包含了更多的物种,在一个群落之中,微生物也是属于这个群落,因此如果说一个池塘中的所有生物的话,就不能说是一个池塘中的所有的鱼,因为池塘中的生物还有微生物,悬浮生物,还有很多的小虾米之类的,这些都算是池塘中的生物,都含有在池塘这个群落之中。
四、人由无穷细胞构成
人是高等的生物,由无数个分工明确的细胞共同组成,这些细胞协调工作,构成了人的思考,学习,工作,娱乐等多项技能。而人所区别于其他的低等生物最为显著的特征就是人类有语言,人类可以凭借语言,凭借文字进行沟通,而其他的动物就不会出现这个特征,就算是和人比较接近的猿猴等,多无法写字。
符志伟
佛家有七样宝:砗磲、玛瑙、琥珀、珊瑚、翡翠、珍珠、檀香,其珍贵的七宝碗、七宝砚、七宝车,都用七宝装饰,五光十色,宝气晕目,价值连城。在佛家七宝中,南海就有砗磲、珊瑚和珍珠三种,要加上其四周陆地上盛产的玛瑙、琥珀、翡翠、檀香,佛家七宝齐全了。在南海的佛家七宝中,砗磲以大闻名,珊瑚以美选称,珍珠以贵取胜。浩瀚无际的南海,赤道横贯,四水汇合,季风交替,是聚宝盆。
有关海洋生命
晓 鹰
地球生命最早出现在何时
由于化石记录不完整,地球生命的起源问题也是众说纷纭。但有一点科学家们可以肯定,那就是地球生命最早形成于古代海洋当中。他们估算生命起源于大约35―37亿年前(前寒武纪),甚至还有可能更早。不过科学家们目前仍缺乏支持这一理论的证据。
古代海洋中首批单细胞生物是什么
是没有空气也能生活的厌氧菌。它们从外部环境中获取食物。接下来所衍生的厌氧的白氧菌,它们从周围环境如深海火山口处获取食物。再接下来是化能自氧生物体,它们已经开始使用化学能量。随着化学能量的减少及光合作用的发展,它们就从光中吸取能量。
为什么说海洋生物是陆地生命发展的关键
大约在34.5―35.5亿年前(前寒武纪),一个极小的生物的演化使得整个世界最终得到改变。今天,它的后代们被称为青藻菌。这些微生物分泌橙酸并形成石垫(叠层)。一些最老的化石叠层是在澳洲一个叫北极的地方发现的,而活着的同类微生物依旧生活在澳洲鲨鱼湾等海域内。
蓝绿藻是光合自氧生物,它们通过光合作用来生产所需食物。当它们移动水中的氢时就释放出氧。最终当氧含量多得让铁已经无法吸收时,早期的空气中充满了氧,这时大约距今22亿年。
千里长沙・万里石塘
一天,他穿过一片浓密的灌木丛,在空旷的草地上看见一只奇怪的白色“小蛋”。起初,他以为那是鸟蛋或蜥蜴产的卵,用手一摸,发现它软绵绵的,还有点弹性。克鲁普感到很奇怪,正想拿起来看个究竟,突然发现这个“蛋”不断膨胀,而且“蛋壳”上很快出现了细微的裂缝,接着又绽裂成两半,从里面跳出一个橙黄色的小伞。细看之下,克鲁普发现它竟然是一只蘑菇。
这只蘑菇的生长速度着实惊人,仅仅两个小时,就长了50厘米。被深深震惊了的克鲁普完全忘记了时间。黄昏时分,快速生长的蘑菇又发生了令人吃惊的变化:它那黄澄澄的伞盖下,突然抖落出一道雪白透明的网格“薄纱”,一直拖到地面,好像欧洲贵妇穿的长裙。紧接着,这只美丽而又奇异的蘑菇散发出难闻的恶臭。此时,森林中已是夜幕低垂,一道绿光从伞盖下射出,映照着网格“薄纱”,光彩夺目。臭味和光亮吸引来无数小虫,绕着它飞舞。克鲁普回国后询问植物学家才知道,这种奇异的蘑菇属于竹荪类真菌植物,是一种营养价值很高、味道鲜美的食用菌。
关于真菌的故事还有很多,其实它离我们并不遥远。
是植物,还是动物
我们每天都在和真菌打交道,如做面包或馒头用的酵母菌、酿酒用的“酒曲”、用来提取青霉素的青霉菌、剩菜剩饭的长毛霉变以及我们吃的木耳、香菇、平菇等各种蘑菇,它们都是真菌。那么,真菌是一类什么样的生物呢?真菌究竟是植物还是动物呢?大家或许在一些比较旧的教材或科普读物中看到,真菌属于植物;但现在一些较新的教材或科普读物则把它们与植物分开了,认为真菌不属于植物。不少人对此感到十分困惑。
要了解这个问题,还必须从200多年前说起。一般认为,最早把真菌归入到植物中的是瑞典博物学家林奈。他在1735年所著的一本重要著作《自然系统》中,把整个地球上的生物划分成两个界,即植物界和动物界。植物界的生物含有叶绿素,能够进行光合作用,自己制造食物(光合自养),不能运动,细胞具有细胞壁。动物则不含叶绿素,自己不能制造食物,依靠摄食或捕获现成的有机物或其他生物为食。动物绝大多数都能运动,细胞没有细胞壁等。真菌和上述所讲的植物和动物均有所不同,如没有叶绿素,不能进行光合作用,但它们都具有细胞壁,而且绝大多数不能运动。相对而言,真菌和植物更接近一些,所以林奈把真菌列入植物界。同时,由于真菌不产生种子,仅以孢子进行繁殖,因此,过去人们也把真菌和另外一些不产生种子、以孢子进行繁殖的藻类、苔藓及蕨类植物一起总称为孢子植物。长期以来,人们都是根据林奈的两界系统把真菌视为植物的,在植物学教材和自然教科书以及一些科普读物中,也都是把真菌作为植物来界定的。
随着科学技术的不断发展,人们对于生物的认识也在不断提高,对于真菌的认识,亦是如此。
从20世纪50年代开始,人们就对于把真菌列入植物界提出了很多质疑,并对真菌的地位提出了许多新的意见,其中最有代表性的学者是美国生物学家魏泰克,他在1959年和1969年先后提出将生物分成四界和五界的意见,其中包括把真菌从植物界中分离出来,单独成立一个真菌界。他的最主要依据就是,真菌的营养方式与植物和动物完全不同,主要是腐生或寄生。以魏泰克为代表的意见得到了国内外广大生物学家的赞同,肯定了把真菌从植物界中分出、单独成立真菌界的科学性和合理性。因此,现在国内外一些较新的教材中,均把真菌从植物界分出,单独按照真菌界进行论述。
真菌什么样
真菌究竟是一类什么样的生物?概括地说,真菌是一大群不含叶绿素,具有细胞壁,营养吸收方式为异养的真核生物。它们在形态结构、繁殖、营养方式上的主要特点如下:
首先,真菌的有机体绝大多数都是由菌丝构成的,也就是说,它们的细胞为非常纤细的丝状结构,如大家在夏天最常见到的引起食物霉变的根霉菌,它们在食物上首先长出大量疏松的白色“绵毛”,这就是它的有机体。由于菌丝很细,只能在显微镜下才能看清。这些白色的“绵毛”不久之后就变黑了。这是因为,它们很快产生了大量的黑褐色孢子,白色疏松的菌丝体随之老化崩解。再如我们吃的侧耳、木耳和香菇等蘑菇,它们的有机体在营养生长旺盛时期也长出大量的白色疏松菌丝,但随后它们的菌丝体发生分化,并形成伞状、耳状或其他不同形状的子实体,在子实体上又产生大量的孢子进行繁殖。如果我们取其子实体任何部位的一点组织在显微镜下观察,同样可以看见,它们也是由很多菌丝组成的。真菌的菌丝都具有细胞壁,构成细胞壁的成分大多数为几丁质,菌丝细胞中都有细胞核,即具有繁殖功能。
其次,真菌的繁殖方式多种多样,繁殖能力很强,但它们都不产生种子,而是通过无性或有性生殖过程产生大量的孢子来繁衍后代。不同的真菌所产生的孢子在类型、大小、形状和颜色等方面均有所不同。因为真菌的孢子都很小,也必须在显微镜下才能看清它们的模样。此外,真菌的菌丝在适宜的条件下同样可以进行分裂、生长和繁殖。
真菌在繁殖时所产生的孢 子数量令人吃惊,如1个紫芝每天可以产生2.5亿个孢子,磷多孔菌大约产生36亿个孢子,而扁平层孔菌可产生300亿个孢子。直径达0.5米的大马勃所产生的孢子数量更为惊人。一位从南美洲考察回来的人曾在回忆录中生动地描述了与马勃遭遇的情景:“这一天,我在森林中独自行走,前面有个被枯枝落叶遮没的树坑,没留神,我一脚踩上,摔了个嘴啃泥。当我从坑中拔出脚来,正暗自庆幸没有受伤时,右脚下却发出了‘叭’的一声,一个东西被踩破了。顿时,我的眼前黑烟弥漫,一片漆黑,鼻子受到了黑烟的强烈刺激,感到一阵阵酸溜溜的,大量的眼泪从眼眶中涌出,还连连打着喷嚏……过了好一阵子,身边的黑烟终于散去。这时,我才看到脚下有一个类似南瓜的白色大菌,破裂处还有少量的黑烟袅袅散出。原来,这就是号称‘植物催泪弹’的马勃。”
马勃散出的黑烟就是它数以亿计的孢子。这些四散纷飞的孢子,飘落到地面上后,就能长出小马勃。由于马勃的“黑烟”对人具有很强的刺激性,南美洲的印第安人曾把它作为一种特殊的武器抵抗敌人。欧洲殖民者就吃过它不少苦头,他们为了掠夺南美洲的橡胶资源,曾派大量军队侵入南美洲。当地的印第安人为了抵抗殖民者,经常把敌人引到马勃丛生的密林中去,自己则隐藏起来,等敌人踏上马勃,被“黑烟”熏得狼狈不堪时,再跳出来反击。
最后,真菌获取营养的方式为异养类型,即它们自身不能制造食物,而是依靠分解利用现成的有机物(腐生)或从活的动物、植物及人体来获取营养(寄生),还有部分种类与其他生物共生。所谓腐生,就是靠分解死亡的动植物残骸及各种有机物获取营养的方式。这些真菌生活在土壤、枯枝落叶、草堆、水果及各种食物上,它们对于一些小分子的糖类或氨基酸可以直接吸收利用,而对于一些大分子的有机物,如纤维素、木质素、脂肪、淀粉、蛋白质等,真菌是靠分泌大量的胞外酶,把它们分解成小分子物质,使之成为溶液状态,然后再以高的渗透压将营养物质吸收到体内。寄生,则是指真菌寄生在活的动物、植物及人体上,直接吸收寄主的营养物质。此外,还有一些真菌与其他生物(植物、藻类及动物)共生,它们相互依靠,一方面为共生的生物提供好处,另一方面也从与其共生的生物那里获取营养。
上述特征都表明,真菌和植物及动物的差异很大,它们既不是植物,又不是动物,而是一类独立的生物类群。
真菌不是细菌
那么,真菌和细菌是不是同一类生物呢?客观来说,真菌和细菌既有类似的地方,又有很大不同。
二者的共同之处主要表现在它们都有细胞壁,营养方式都是异养,即腐生或寄生。
但真菌和细菌的差异也是很大的,如细菌的细胞壁成分主要是肽聚糖,真菌则大多为几丁质;真菌的营养方式全部为异养(腐生或寄生),大多数细菌和真菌一样营腐生生活或寄生生活,腐生细菌依靠分解各种有机物来获取营养,寄生细菌则直接从活的植物、动物或人体等各种寄主吸取营养。
细菌和真菌的不同之处还在于,有些细菌为自养类型,包括光合自养和化能自养两类。光合自养类型的细菌含有细菌叶绿素,可以进行光合作用,自己制造营养物质,如光合细菌。但它们和植物的光合过程也不完全相同,细菌的光合作用不产生氧气。化能自养细菌是利用氧化无机物时所释放出的能量来制造有机物,如硫细菌将硫化氢氧化成硫,再将硫氧化成硫酸而获取能量。
真菌和细菌的最大区别在于,细菌的细胞中只具有核物质,没有核膜和核仁,我们称为原核。细胞中也没有线粒体、高尔基体、内质网等细胞器。而真菌的细胞中具有真核,即有核膜和核仁。细胞中具有线粒体、高尔基体、内质网等细胞器。
此外,细菌和真菌的有机体在结构上也差异甚大,细菌的菌体形态有球形、杆状和螺旋形等几大类,而且都非常小,真菌除很少种类为单细胞类型外,绝大多数都是由菌丝构成的,有机体也比细菌大得多,高等真菌的有机体还有一定程度的组织分化,结构也比较复杂。所以,真菌和细菌不同,真菌中不包括细菌。此外,真菌也不包括放线菌,虽然放线菌的菌体为丝状体;但它们和细菌一样属于原核生物。
真菌从何而来
关于真菌的起源还存在诸多谜团。首先,真菌究竟是在哪个地质历史时期出现的,目前还很难确定;其次,对于真菌起源于哪类生物也没有确切的答案。
研究推测,地球上生命起源的年代大约在距今37亿年前到距今35亿年前,原核生物(蓝藻、细菌类)出现于距今35亿到距今32亿年前,真核生物是由原核生物演化而来的。据推测,真核生物大约是在距今15亿年前到距今14亿年前产生的。真菌是真核生物,因此,最原始的真菌在地球上出现的时间不可能早于这个时期。
一、自主学习,初步交流
应用合作模式组织学生讨论需要让学生在自主基础上进行,不然在课堂中教师直接提出问题让小组学生讨论,一些学生课前没有预习,对教师提出的问题茫然不知,在讨论过程中只会随波逐流,不会有自己独特的见解。这样的讨论只会流于形式,甚至还不如利用讲授式的教学效率。
要让学生学会自主学习,在教师实践中,教师首先要让学生从被动接受的状态转变为主动学习的状态,这可通过情境创设来实现。如“地面上的动物”的教学中教师以生活中常见的哺乳动物和爬行动物图片来引导学生观察,然后提出问题“我们之前对植物进行了分类,那么,动物又可以怎么分类呢?”来引导学生通过自主阅读教材初步感知动物的分类方法。在自主学习过程中,学生小组内初步展开交流。如该课时中学生通过自主学习初步把握了哺乳动物在外形、内部结构上的特点,小组成员间通过分享这些收获而加强了感知。在初步交流过程中,教师要引导学生一是学会分享,即“我学到了什么”,二是要引导学生学会质疑,即“我遇到了什么问题”。通过分享而增强体验,通过质疑而引导合作探究。
二、针对问题,展开讨论
在小组合作过程中,问题是教师组织学生进行交流的主要方式,在教学实践中,教师要在课前认真分析教材和学生的实际情况,然后结合重难点而综合出几个探究性问题,在课堂中提出这些问题来引导学生进行讨论。
以“探究藻类植物“的教学为例,教师以衣藻、水绵、海带等生活中常见的藻类植物来引导学生形成了解藻类植物的生活环境,那么,到底它们是怎样生活的呢?“藻类植物的形态与其他的陆生植物有什么区别吗?“藻类植物在生物圈中起什么作用?与人类有什么关系呢?针对这些问题,教师用实物投影仪展示衣藻的模型、水绵的临时装片,并将学生课前采集的新鲜的海带、紫菜等分发给学生,引导学生仔细观察,并寻找自己想知道的问题的答案,同时,教师进一步启发:“藻类植物是单细胞的还是多细胞的?”“它们有专门的根、茎、叶等器官吗?”“它们的形态结构是如何与生活环境相适应的?”通过观察、讨论,学生们概括出藻类植物一般特点。可见,在小组讨论过程中,教师并不是无事可做,而是要及时针对学生的讨论情况进行指导,这样才有利于学生的知识构建。
三、教师点拨,释疑总结
基于合作模式的小组讨论式教学并不是否定教师在教学中的主导地位,相反是要通过教学角色和引导方式的转变来带动、促进学生的进行学习。从学生的特点来看,虽然学生通过自主学习和合作交流能形成一定的知识构建,但在知识归纳、难点方面学生依然会碰到诸多问题,此时就需发挥教师的主导作用进行点拨、释疑,这样才能让学生更好地知道并理解掌握知识。
以“生命的诞生”的教学为例,教师在引导学生学习有关地球生命起源的假说后引入米勒实验,在展示实验中提出问题“米勒实验的过程是怎样的?思考实验结果怎样?”那么,到底原始生命诞生的过程如何,此时教师组织学生对教材资料进行阅读,然后尝试概况,教师在学生表达后板书或借助课件演示:原始大气——有机小分子——有机大分子——原始生命——原始单细胞生物,从而让学生清楚地掌握原始生命的起源过程。又如在“人的性状和遗传”教学中对问题“显性性状和隐性性状是怎样表现出来的?”讨论后,教师点拨显性基因和隐形基因概念后,决定人有耳垂的基因为例引导学生进行分析,让学生在分析中明确两个概念。在应用合作教学中需要注意,教师的讲解也是不可或缺的。
四、个体质疑,单独点拨
在初中生物教学中应用合作探究教学会发现,教师会将更多的精力放在指导学生合作上,而对学生个体的关注不够。这样很容易让一些基础较差的学生在讨论中无法构建知识,甚至因教师只关注群体学习而忽视个体学习,导致一些学生出现“破罐子破摔”的现象。而要避免这一现象的出现,在教学中,教师可在学生讨论后空出时间给学生质疑,教师针对学生的质疑情况单独进行指导。
在学生质疑过程中,教师要引导学生根据讨论情况而大胆地把自己还没有理解的知识表达出来。如在“生态系统的组成”的教学中,教师在引导学生分类过程中虽然明确了芦苇属于绿色植物,但依然有学生还不能很好地理解这一点。此时在教师的引导下学生提出了自己的疑问,如有的学生就问到“芦苇为什么属于绿色植物?”教师收到学生的质疑信息后对学生个体展开指导,此时教师可追问该生“如何判断一种植物是绿色植物?”如果学生能回答,教师可根据学生的回答进行点拨。如果学生对该问题还存在疑问,教师可继续追问“绿色植物的作用是什么?”“芦苇是否能进行光合作用?”如果可以,那么,芦苇应该属于什么植物?如此引导,学生就豁然开朗了。
[关键词] 胃肠道黏膜;印戒细胞癌;形态观察;病理诊断
[中图分类号] R735 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)10(c)-0025-03
胃肠道印戒细胞癌又称黏液细胞癌,经常在胃肠活检标本中发现印戒细胞癌的病理以及形态。胃肠道印戒细胞癌具有较差预后、较高转移率、较强浸润性等基本特征,在患者的胃壁内肿瘤较为容易出现弥漫润性增长的状态。通过胃肠黏膜活检标本对印戒细胞癌进行诊断,因为较小的取材,很容易出现误诊以及漏诊的情况[1]。及时对患者胃肠黏膜内印戒细胞癌的病理以及形态进行确诊,并采取相应的措施进行治疗,对确保患者的生命安全有着重要的意义。本文就本院2010~2012年收治的100例通过活检标本进行病理证实的胃肠道印戒细胞癌患者的临床资料进行回顾性分析,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
100例患者,其中,男性42例,女性58例,年龄最小20岁,最大75岁,平均56.3岁,均在不同程度上出现腹部包块、便血、呕血、消瘦、贫血、嗳气、纳差、呕吐、腹胀以及上腹部隐痛等临床表现。
1.2 方法
本组100例胃肠道印戒细胞癌患者的活检标本均采用中性甲醛进行固定处理,取材主要通过常规的方式,通过HE染色、切片、石蜡包埋、浸蜡、透明以及脱水等处理后,通过光镜对病理以及形态进行观察。
2 结果
2.1 患者的病理形态基本特点
患者的大体形态:通过相关检查发现患者的病灶有4例分布在贲门,15例分布在胃体,25例分布在胃角,32例分布在为胃窦,5例在胃底与胃体同时受累,4例在全胃及胃部同时受累,15例在胃体以及胃窦同时受累。其中有50例溃疡型,32例弥漫浸润型,18例糜烂型。于光镜下对患者的病理以及形态进行检查发现,患者的肿瘤细胞胞质内有部分存在黏液,细胞核在一侧被挤压,呈现戒指的状态。其中10例肿瘤位于黏膜层位置,15例肿瘤波及黏膜下层位置,20例浸润肌层,55例全层受到侵犯的同时在浆膜外纤维脂肪出现受累的情况。
2.2 患者的免疫组织化学情况
通过采取相关措施对患者进行检查发现,本组100例患者的免疫组织化学情况均呈现癌胚抗原(CEA)阳性,占100%。其中弥漫强阳性患者有83例,有70例P53阳性患者,有60例患者呈现CerbB阳性。
3 讨论
3.1 不同类型的肿瘤细胞
胃、肠活检标本中的胃印戒细胞癌的遗传学特征以及临床病理具有相对的独特性,同时有着预后较差、临床治疗效果较差、恶化程度较高、进展较快、侵袭较强性等基本特征。胃印戒细胞癌主要是在黏膜固有层的腺体颈部位置起源,于干细胞未完全分化的情况下有着较高的恶性程度。通常情况下,肿瘤细胞主要分成4种不同类型的形式,具体表现为:①有着较小的细胞,同时以强嗜酸性呈现,在细胞质内的中性黏性颗粒呈现较为细小且明显的状态;②细胞有着较多的黏液分泌,但没有在细胞外排出,因为胞质内突然增多黏液,导致细胞核受到一定的挤压,全部聚集到细胞的另一侧,造成癌细胞以相对明显的印戒状态呈现[2];③细胞在退行发育后出现没有或有少量黏液的情况;④小细胞没有黏液或有少量黏液。上述情况的细胞相互混合,通过不相同比例存在活检标本中,一般是以纤细、花边状的梁状腺样结构,实性排列以及带状排列的方式呈现,组成肿瘤的形态学体现。由于在癌细胞中有大概一半是单个生长的形式,组成腺管或管腔有一定的难度,通常是3、5组成群的方式,癌巢并不典型,生产方式主要以弥漫浸润性呈现。
3.2 胃、肠活检标本中印戒细胞癌的病理形态
采用切片对胃、肠活检标本中印戒细胞癌的病理形态进行分析,在相同的切片上能够发现印戒细胞性以及单核细胞性,证明在诊断明显的印戒细胞癌方面有着较大的难度,如果有着较少的癌细胞以及较小的活检标本,癌细胞在固有膜浅层散落,在炎细胞内出现混淆的情况,上皮组织被表面覆盖呈现完整的状态,倘若没有全面检查,则会出现漏诊等情况,因此,相关工作人员在检查时应该给予重视的态度。倘若在活检标本中出现单个印戒细胞、小团状结构以及索状细胞等情况,无法全面地诊断疾病,那么应该通过连续切片以及多切片等方法,如果检查需要,则可以通过AB/PAS染色进行检查,对诊断有着一定的帮助。通过HE切片对患者进行病理检查,发现胞质内呈现较为光滑的边缘、较大的空泡以及较小的核。同时在检查过程中还应该将单核细胞样型与胃黏膜黄色瘤及分化癌区别分开[3]。
3.3 印戒细胞癌类型对治疗效果产生的影响
通过分析相关研究资料得知,一般在相对明显的形成印戒细胞癌时,在机体内的上皮样的癌细胞有着较多数量,随后慢慢地由印戒细胞癌前期演变为印戒细胞癌后期,将癌细胞不同类型生物学特征出现的改变以及形态特征全面显示。胃印戒细胞癌主要以富于浸润性、弥漫性生长等方式呈现,主要是因为其运动方式是阿米巴样,尤其是于胃壁较为疏松的位置,经常能够观察到癌细胞的运动情况,同时可以观察到淋巴管内癌细胞游出的现象。由于大多数癌组织的腺管结构并不完整,有着较多的黏液分泌以及较少的炎性细胞,一旦黏液细胞保持着结构分化的基本特征,那么单细胞的存在方式则会以无极限的游离方式呈现,周围组织与细胞没有出现接触抑制的情况,癌细胞周围组织则会无法受到限制,从根本上促进腺癌浸润上的单细胞生物学相对来说较强[4]。另外,肿瘤细胞在分化时有着较小的体积,仅仅有部分肿瘤细胞没有黏液,通常没有黏液的肿瘤细胞均是在黏膜深层、黏膜外膜、黏膜肌层以及黏膜下层等位置侵入,代表着这种类型的印戒细胞的侵袭力相对更强[5]。通常情况下,印戒细胞癌主要分为混合型黏液、胃型中性黏液以及肠型酸性黏液等类型。一般以酸性黏液为主,中性黏液类型较为少见。常有学者在胃、肠表型联合表达不同类型的情况下,将胃癌分成混合型胃癌、肠型胃癌以及胃型胃癌等不同类型进行全面研究。这样的胃癌分型方式在传统的组织分类以及肿瘤生物的预后中出现的差异较大,所以,在进行胃癌分型时,应该将传统的组织学分类以及Lauren分型相互结构,全方位、合理地评价以及分析生物学行为以及胃癌的发展情况。同时,这种情况的分型还能够被当成独立性的原因,再对胃癌的预后情况进行判断是否应该与肝转移情况、腹膜转移情况、淋巴结转移情况以及肿瘤浸润深度等相互结合。
3.4 胃印戒细胞癌分型对患者预后的影响
以往的胃印戒细胞癌分型主要是通过全面分析细胞形态学的基本特征,将胃印戒细胞癌分成不同种类,通过分析本次研究资料得知,本组资料的临床预后以及形态分型没有直接的关系[6]。本组研究资料通过将胃、肠表型之间表达差异的标记分别将胃印戒细胞癌分成混合型、肠型以及胃型3种不同类型,通过对本次分型结构分析得知,对胃型印戒细胞癌与肠型印戒细胞癌黏膜下浸润情况进行对比,发现肠型印戒细胞癌相对来说更容易出现黏膜下浸润的情况,同时TNM分期以及转移淋巴结的概率相对来说较高;通常情况下,如癌肿的直径>5.0 cm时,那么胃印戒细胞癌则以混合类型呈现;通过对混合型以及肠型印戒细胞癌患者最近3年的生存概率调查得知,与胃型印戒细胞癌患者对比来说有着较低的生存率,较差的预后,MUC2与浸润深度在预后指标中有着较为明显的意义,代表着MUC2以及浸润深度在患者的预后因子中有着相对重要的作用[7]。通过分析较多研究资料得知,通过传统的胃印戒细胞癌分型对胃印戒细胞癌的良好预后以及浸润进展进行全面预测并没有多大的作用,在胃、肠活检标本中对印戒细胞癌进行分型能够给良好的预后评价以及诊断提供科学的依据。
综上所述,因为胃、肠活检标本中的印戒细胞癌以多样性类型呈现,我国临床医学上没有规定的免疫组织化学标准进行确定,因此,在胃、肠活检标本构建健全的分型标准,深入研究胃癌组织学出现的改变情况以及胃、肠活检标本中胃癌分型与印戒细胞癌之间的关系,同时研究胃、肠活检标本中基因对胃癌分型的影响等,能够为患者的免疫治疗、诊断鉴别以及肿瘤诊断等方面的医疗活动提供较为科学的依据[8]。
[参考文献]
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一、创设贴近实际生活的教学情境
在初中生物的课堂教学当中,教师应当创建贴近现实生活的教学情境,将所要教授的知识联系现实生活中的事物,让学生在课堂的教学情境中能够感受到生活中的情境,以此来提升学生对于生物学习的兴趣。在贴近现实生活的教学情境中,学生能够将所学的生物知识与自己的生活经验和事物发展规律相结合,从而使学到的生物知识在脑海中记忆更加深刻,而生物知识对于生活中一些问题的解释也能够充分激发学生学习生物的欲望。譬如,在讲解“生命的起源和生物进化”时,教师可以向学生提问:在自然界中,哪种动物跟我们人类有相似之处,为什么有的动物是胎生而有的是蛋生,为什么有的生物构造十分复杂而有的却很简单。通过学生的的讨论和回答,教师将生命的起源知识引入,讲解最初的生物体是单细胞生物,经过长时间的优胜劣汰和进化从而形成现在的自然局面,而由于基因的影响和生态环境的影响,猿类动物是与人类最为相似的,进化为远古人类再到现在。这种生活化教学情境不仅拉近了生物知识与学生间的距离,也用生物知识解释了学生的困惑,使学生对于生物的学习更加充满兴趣和热情。
二、创设问题情境,激发学生的学习兴趣和探究欲望
在初中生物教学中,教师可以通过巧妙创设问题情境,让学生主动去探究、去思考,这样才能激发学生的求知欲望,进而激发学生对初中生物学习的热情,同时在生物课堂上通过创设问题情境,能够激发学生的创造性思维,让学生学会质疑,从而培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。通过这种方式教学可以很好地提高学生的科学素养。另外,在创设问题情境的过程中,要以学生为主体,教师充分好发挥主导作用,适时适度地进行指导,把握好问题的实用性。所提的问题要切合课堂内容,要有利于学生的探究,如果提出的问题太难,学生会一头雾水、不知怎么办,从而挫伤学生的课堂积极性;如果问题太简单,学生直接就知道答案,这就没有了可探究的空间,难于激发兴趣。因此,教师要针对课堂教学内容,精心进行教学设计,巧妙创设问题情境,从而激发学生的学习兴趣和探究欲望。例如,我在初中生物“肺内的气体交换”这一节课的教学中,我通过进行巧妙设置问题情境,让学生产生疑惑,激发了学生的探究欲望。在课堂导入阶段,就提出这样一个问题引导学生思考:同学们,你们知道外界的空气经过呼吸道的处理后是如何进入肺部的吗?它们在肺中发生怎样的变化呢?气体又是如何到达全身各处的呢?问题提出之后,我留下充足的时间让学生进行探讨、交流。一段时间之后,同学们纷纷发表自己的观点,对所要学习的内容有一个比较清楚地理解。由此可见,通过在课堂教学中设置问题情境,不断激发学生的探究欲望,让学生在求知欲望的激发下,与老师一起参与到课堂的教学中来,更有效地提高了初中生物课堂教学的效果和学生的学习兴趣。
三、情境教学加强师生交流
目前,全球生物多样性的减少和生态环境的不断恶化,使我们必须把大尺度上的生物进化和小尺度上的人类可持续发展结合起来,才能把生物多样性保护落实到人类的生产生活实践活动中,保证人类的各种行为不偏离可持续发展的轨道,使人类走上真正的可持续发展之路。因此,笔者从一个全新的角度来探索生物的进化和人类可持续发展的问题,旨在为生物进化大背景下人类的可持续发展研究奠定基础。
1生物进化与生物的适应
达尔文在《物种起源》中阐明了生命是进化的产物,现代的生物是在长期进化过程中发展起来的,给神创论以巨大打击,使生物学摆脱了神学的羁绊…。达尔文认为由于随机变异的产生和自然选择的作用,适应的变异被保留了下来,而不适应的变异则被淘汰。因此,自然选择的过程,就是生存斗争及适者生存的过程,适应是生物进化的最终结果。
进化论及进化生物学的研究发现多细胞生物起源于单细胞生物,结构复杂的生命体总是源于结构简单的生命体。据此,部分学者认为进化就是指事物由低级到高级的变化发展过程。生物的进化就是生物体由低级到高级、从简单到复杂的前进发展过程,其中存在着一个从低级到高级的方向性,这和达尔文对生物进化这一基本问题的理解是相背的,这是人类中心说的判定标准在生物进化论中的体现。即使现代的进化观也并未认为“进化就是革命性的进步”,而把“进化”定义为“进化是生物适应性的改变和生物群体多样性的变化”,和达尔文的进化理论一致,在进化理论中坚持了彻底的唯物主义,是达尔文整个进化理论体系和现代进化观的奠基石。
适应是生物进化的最终结果。生物的进化是生物物种的趋异化过程,是生物的随机变异和自然选择的过程。自然选择是对随机的多种变异的选择,大自然为选择者,而随机的各种变异成为被选择的对象,被大自然最终所选择的那种变异就得以保存下来,而同一物种中的其他变异就被淘汰,得以保存的变异就是适应大自然的。可见,生物物种产生的各种变异,无论是变异的程度上、方向上,还是变异范围的大小、数目的多少上,都是随机的、不定向的,但又是客观存在的。而大自然的选择相对于物种的变异来看,却是有一定方向的。自然选择的方向性和物种变异的随机性,客观上就决定了生物对自然的适应是一种被动的过程,生物体在结构、功能上对自然的适应都是自然选择的结果。生物对自然的适应性总是滞后于自然对生物物种的选择性,也就是说,生物物种对环境的适应是相对的、暂时的、有条件的,而不适应才是绝对的、永恒的。这就从根本上澄清了达尔文自然选择理论和现代进化论所基于的客观事实,在进化论中坚持了彻底的唯物主义,划清了进化论和神创论的界限。
2自然选择与社会选择
生存斗争及适者生存的过程就是自然选择的过程。除此之外,还有另外1种选择——社会选择也与生物的进化密切相关。伴随着人类社会工业文明的开始,现代工业和现代农业的日新月异,市场经济和资源环境私有制的全球化浪潮的冲击,加上当代生物工程技术的飞速发展,人类对生物界的改造力度越来越大,表现在一些物种逐渐消失;一些物种数量急剧减少,成为濒危物种;一些物种地理分布区域大幅度缩小;一些物种生活习性及部分性状发生改变;不时有新品种出现等现象,表明人类的社会实践活动对生物物种的演化具有不可低估的选择作用,这种选择称为社会选择。社会选择是人类主动适应自然环境的表现和手段,是人类为了求得自身的生存和发展,更好地适应自然的一种必然。从本质上说,人类的农业生产、工业生产和科学实践活动等都是人类自主选择的结果,无论是农业生产还是工业生产以及科学实践活动等人类行为的发生发展和演化等各个方面都属于社会选择的范畴。
事实证明,现在人类社会选择的力量的确是越来越强大,无论是对自然的改造力还是对自然的破坏力都超过了人类发展历史上的任何一个时期。但是,人类、人类社会本身以及社会选择等都是自然选择的结果,都是在自然选择的基础上发挥效能的。在一定程度上,社会选择是人类社会对自然选择作用的一种应答和反映,可以看作是生物与环境相互联系、相互作用的一个典型。但社会选择一经发生后,便有其独立作用的一面,可以和自然选择作用一道共同作用于生物的进化过程。
自然选择和社会选择的辩证关系表现在:一方面,当二者一致时,社会选择对自然选择起到了促进和加速的正向作用,使自然选择的力度、范围、时效得以加强,而自然选择使社会选择的目标得以快速实现,二者互相促进,共同加速生物物种的演化。另一方面,当二者不一致时,有3种情况:①当自然选择的力量大于社会选择时,生物物种的演化由自然选择所控制,社会选择在一定程度上被抑制,自然选择成为了社会选择的阻力。这种现象在人类的动植物新品种的选育过程中表现得最为明显。②当二者力量近于相等时,自然选择和社会选择都在自己一定的范围内作用,社会选择的目标停留在研究成果阶段,无法有效推广和应用,而自然选择也以其自身的作用规律对生物进行着选择。③当自然选择的力量小于社会选择时,社会选择的结果在自然界中得以快速体现,自然所固有的一些平衡体系被打破,自然选择的方向被改变,社会选择在一定时空范围内控制着生物的演化。
2种选择的相互作用是一个动态的过程。从人类社会诞生起,2种选择过程都直接或间接地贯穿在每一个具体的物种的演化过程当中。但是,社会选择的对象、原始材料和最终归宿都统一在自然界当中,社会选择无论多么强大。都必须以自然选择为基础。因此,正确的做法是在尊重自然和自然规律的前提下,充分发挥社会选择对生物和环境的再创造作用,同时利用社会选择来抑制或从根本上扭转对人类或自然界(如物种多样性及生态环境等)都不利的自然选择,或减缓各种对物种多样性、生态系统的平衡具有毁灭性打击的自然灾害等,降低灾害对自然环境的破坏力,保护生物的多样性。
3社会选择与可持续发展的关系
可持续发展本质上是人类的一种社会性选择,是一种非常理智的自主性选择,同时也是人类主动适应不断变化的自然环境的一种机制,是一种实现长期自我演化的策略和手段。可持续发展战略的实施使人类的现代化工业和现代化农业以及现代科学实践活动等各个方面的发展都有了正确的方向,把人类的社会选择和人类对自然环境的主动适应都有机地统一在可持续发展这个大框架下,使人类的社会选择和主动适应终于走上了“有法可依”和“有法必依”的道路,从而实现了人类在自己的演化历史上第一次按自己所设计的演化模式去谋求自身的生存和发展。
人类的可持续发展问题本质上转化为人类的社会选择和大自然的自然选择二者间的关系问题,但这种相互关系无论是从时间、空间维度还是二者间力量强弱的对比情况来看,都是不对称的。从生物进化的时空尺度上来看,人类必须充分发挥自己所特有的主动适应力来确保社会选择在最大时空尺度上与大自然的自然选择相适应,人类才可能实现自身的可持续发展以实现长期的自主演化。
从纯生物学的观点来看,自然和自然选择都不会支持人类在社会经济文化等领域内发展水平的全方位提高,因为这意味着人类作为一个生物学种群,将占有越来越多的物质和能量,因而会剥夺其他物种生存和演化的机会,这与生物界的演化趋势相背离。因此,在生物进化的大背景下,人类要实现自身的可持续发展还需要全人类长期的艰苦努力,还必须同时处理好进化、适应和选择等重大问题,只有这样人类的可持续发展才能落到实处。
综上所述,生物的进化、适应和大自然的选择以及人类的可持续发展,都统一在生命的演化过程中。进化是生物适应自然的结果,适应是选择的结果,而选择是自然界所固有的属性。换句话说,进化、适应和选择都是自然界所固有的运动规律在生物物种演化过程中的体现,是物种演化过程中3个最重要的环节。人类的社会选择和可持续发展必须以此为前提,才能正确地发挥作用,为人类造福。
关键词:体育运动;还原论;分子水平;运动科学
中图分类号:G80 文献标识码:A 文章编号:1006-7116(2007)04-0043-04
世上万物皆有裂隙,因而才有了光线破隙而入的方便。
――伦纳德・科恩
借助反射回来的光线,我们终于看到:物质客观存在的方式是形成不同层次和质量的有序结构,至今没有发现无结构、均匀混沌的纯物质世界。物质的结构层次从基本粒子、原子、分子到更高级结构,质量依次增大。生命体也是物质的,是物质有序聚合而成的整合结构。既成体系的地球生命起源论和生物进化论认为,地球生命系统也是顺着基本粒子原子分子高分子及其聚合体细胞组织器官器官系统个体群体生态系统,按照质量依次增大的顺序聚合而成的,人体自然也是如此。
“运动科学”译自“Exercise Science”一词,在西方,能称之为“Science”研究的范围比中国所谓“科学”研究的范围要狭隘得多。从百余年“ExerciseScience”研究文献来看,运动科学的研究对象是体育运动(Physical activity或Exercise training),研究方法(Methods)是自然科学的成熟范例,主要借助于生命科学的研究方法,研究的直接目的(Purpose)是探索体育运动对人体生命特征的影响,研究的终极意义服务于人体对健康的向往。
1 体育运动的生命属性和意识属性
在地球生命系统的演进中,为了区分生命体与非生命体,生命的界碑逐渐在分子与细胞之间竖立。进化论者将基本粒子原子分子的演进称作化学进化,将高分子及其聚合体细胞组织器官器官系统个体群体生态系统的演进称作生物进化,化学进化是生物进化的前奏,是生命起源的前提,这是对生命神创论和智能设计论的有力反驳。生命的界碑上规定生命的标志是:新陈代谢、兴奋性、适应性、生长和繁殖,缺一不可,所以分子以微的结构是化学物质,细胞以上的结构才是生命体,在分子与细胞之间的高分子及其一些聚合体是处于生命与非生命交界地带的过渡物质,它们具备某种生命标志,但不全部具备。如DNA、RNA在体外适宜条件下也能进行自我复制,但没有新陈代谢;蛋白质在体外也可能暂时具备生物活性,但不能自我复制;病毒是核酸与蛋白质的聚合体,它的复制繁殖必须在侵染宿主细胞之后进行,缺乏生命应有的独立性和适应性,离开宿主后活性迅速消失,有人干脆认为是死亡。对于此类过渡物质不妨称为准生命体。现代分子生物学的研究主要聚焦于DNA、RNA、蛋白质等高分子及其聚合体,其研究方法既是生物的也是化学的。
为了区分意识载体与非意识载体,意识的界碑在器官系统与个体之间竖立。至少要形成完整独立的个体才有意识的产生,个体意识形成群体规模效应就演化为社会的意识形态,如哲学、宗教、艺术、法律、政治制度等。辩证唯物主义认为,人脑是意识的物质载体,意识是人脑的特有机能,是物质世界在人脑中的主观映像,将意识的载体进一步局限于人体,动物对客观世界的反应不被纳入意识范畴。因为意识的显著特征是主观能动性,能够反作用于物质世界,尤其体现在人对自身生存环境的改造方面;所以说,人和动物虽然都是自然界的产物,但能够主动改造环境而不仅仅是被动适应环境的只有人。人为了生存发展,会利用自己的意识能动性放牧、开垦,破坏了不少生态环境,但也懂得利用自己的意识能动性退牧还草、退耕还林,挽救和改善生态环境;而有些动物为了生存发展,缺少意识能动性往往焚林而猎、竭泽而渔,结果反而使自己因饥饿退出了生命的舞台。因此,人对环境的适应,不仅有被动适应,还能主动适应。体育运动并非生存环境迫使的被动适应,而是人主观意识控制下健娱身心的自主身体行为。
以上对生命系统的结构解析表明,人体具备生命和意识的双重属性,人体是生命和意识的结晶体。运动科学所研究的运动是人体的体育运动,不是哲学泛指的绝对运动,也须具备生命和意识的双重属性。首先,人体完整独立的生命是体育运动的前提和载体。离体肌肉的电刺激收缩不能全等于体育运动,运动科学研究人体运动的底线必须保证个体生命的完整独立性,细胞分子生物学的基本理论和研究方法(如离体细胞培养、细胞融合、分子杂交技术)只能作为运动科学研究的参考或借鉴,完全保真地模拟体育运动机体内环境的细胞培养、细胞运动、细胞运动性疲劳,目前难以实现,也许永远都不会实现。其次,人的体育运动意识是体育运动的原动力,任何外因迫使的肢体行为不能等价于体育运动。人为生存而必需的体力劳动和肌肉的挣扎也不能全等于体育运动。但是,离体研究、动物实验研究和人体的人为控制研究(如铁制剂对运动性疲劳的恢复研究、阻力训练对人股四头肌肌纤维类型的影响),确实也能揭示运动科学某一局部的奥秘,这是不可否认的。从哈佛疲劳实验室的人体台阶试验到今天运动大鼠骨骼肌的基因表达,我们的监测指标越来越微妙,我们使用的“光线”已经足够看到原子之间的距离,但我们的疑问是,当运动科学将足够微观的物质奥秘阐明之后,是否就可以沿着生命结构的来路返回至高级结构,深入而全面的理解体育运动的生命属性和意识属性?
2 从体育运动到分子――千锤百炼出深山
“还原论”(reductionism)是现代生命科学最基本的核心信念,就其实质而言,还原论既是对自然的一种哲学判断,也是探索自然的一种研究纲领。还原论以哲学基础为立论基石,并不是自然科学研究的产物或成果,它诞生于自然科学之前,但却作为一种神圣的“科学信条”主宰自然科学研究达几百年之久,至今仍不退色。还原论的核心思想缘起于古希腊,并且时常与伟大思想家德谟柯利特联系在一起,正是德谟柯利特首次提出:任何事物是由看不见的原子所构成。可以肯定的是,德谟柯利特提出这个论点时,连细胞都没见过,更不用说原子了。德谟柯利特的还原论思想为现代生命科学的研究方向提供了三条锦囊妙计:第一条,存在着一种超越事物表象之外的不可见的客观存在。所以,我们顺此路找到了细胞、细胞器、蛋白质和DNA。第二条,物质客体具有一个其外在结构可以归属的潜在结构。所以,我们发现从细菌到人类,皆由细胞组成,无论它是单细胞生物还是多细胞生物。第三条,潜在结构比其表面结构更为根本,可以对存在提供更为深刻的认识。所以,我们正努力地向分子水平进军,并试图通过对分子的观察来理解高级的生命现象。可以说,还原论为生命科学划定
的研究路线就是:按部就班、步步为营、层层递进地从宏观探入微观,然后沿着来路留下的标记破解生命的一切秘密。毋庸置疑的是,生命科学在这个研究纲领的指导下,取得了许多研究成果。
与还原论针锋相对的是活力论,活力论是这样一种信念:生命系统具有自己独有的特征,这些特征所遵循的规律与那些适用于非生命物质的一般规律极为不同;正是由于这些独有的特征,生命才成为可能。在现代生物学的萌芽阶段,即19世纪下半叶的几十年中,在活力论和生物特殊本质之间曾有过一场广泛的、似乎具有决定性的争论。争论的结果是,活力论被肯定地抛弃了。由于关于细胞的物理化学特性的知识与日俱增,活力论那种难以捉摸的、虚无缥缈的理论看来是不必要的。从根本上来讲,生命现象的物理化学特性与非生命物质世界的物理化学特性是同样的,胜利的旗帜倒向了还原论。人们普遍坚信:通过对生物体最重要的核心化学物质深入而全面的理解,沿着物质的结构层次路线返回生命体,就能理解生命的本质。置于运动科学而言,即从体育运动诱致DNA以及蛋白质的变化出发,我们就可以破解运动科学的全部奥秘,最终实现我们的终极意义。
然而难度是可想而知的,运动科学是以人体的体育运动为研究对象的,运动科学最直接的研究目的就是观察运动机体内各级结构层次的表现。体育运动是整个身体的协奏,参与体育运动的生命结构层次贯穿:个体器官系统器官组织细胞高分子及其聚合体分子,层次之复杂,数量之繁多,使得运动科学从体育运动到分子之间的似乎是永远没有尽头的。
3 从分子到体育运动――千里江陵一日还
既然没有尽头,我们也就不奢望到达终点,反而时时刻刻都想回到起点。然而,征途漫漫,归途竟然如此简单,简单到敷衍了事的地步。
如何把对于有机体在低结构层次的研究,整合为对生命高级结构的理解?这是生命科学研究的重大困难,而“还原论”以想当然的方式掠过了,或者根本就是故意绕开了这个问题。因为解决这个问题有两个巨大障碍:其一,如何通过列举每一分子及其化学反应,来解释器官和器官系统奇异的生理现象?不言而喻的是:任何解释都是不充分的,顶多就是“还原论”的变相描述,因为对于细胞的分子我们都还没有认识完全,更不要谈器官和器官系统了。“生命存在的物质依据毋庸置疑是必要条件,但尚不足以用来解释生理学,更不用说阐释一切生命现象了。就运动科学而言,不仅在现在甚至在将来相当长的时间里,我们根本不可能阐明运动人体的每一分子及其化学反应,体育运动是某一分子变化的充分条件,但某一分子变化绝对不是运动机体生理特征的充分条件。以分子水平观察的数据来解释运动生理机制,不过是以分子为借口,在“还原论”框架内对还原论的不断充实罢了。
其二,同样不可逾越的障碍是,在没有首先确立生理过程整体无损的情况下,何以揭示隐藏在各种生理过程之中的内在机制?正是因为没有办法,所以“还原论”才乘隙而入,得到了人们的普遍认同,满足了人们对神秘生理现象的“逻辑解”。运动科学研究中观察到的生命现象是五花八门的,甚至还是互相矛盾的,面对这排山倒海的实验数据,人们迫切需要一种人脑可以接受的逻辑来把握它们。“科学应该为人们提供一种关于自然属性的明晰而严密的说明书,从而让人们可以通过该说明书控制自然。基于这种要求,我们必须用一种令人容易接受的逻辑对这些数据进行选择和解释,还原论自然责无旁贷。有了还原论的依托,从生命结构的任何层次回到顶级都只有一步之遥。因为还原论是无须证明的公理。
总结我们的研究逻辑,其实这样一个框架:从体育运动器官系统器官组织细胞高分子及其聚合体分子的征途,是以解剖刀、示波器、显微镜、离心机、PCR仪……为工具,披荆斩棘,历尽千辛万苦走过的,对任何一个脚印,我们都能讲述一段辛酸的研究史。即便如此,沿途的景色也并未全部明晰。然而归途却简单得只需要两千多年前一个预言家提出过的一个根本无须论证的还原论(也许根本无法论证)。
4 何处是归途?
并非要斤斤计较归途与征途之间人类付出的差距,只是其中有两个让人消化不了的关键问题:其一,任何微观层次的发现都不是宏观生命现象的充分条件,我们的微观探索是没有明确归路的,所以前进比回首更有意义,至少可以不断地弄清体育运动诱导微观层次发生了什么事件?其二,如果不回首,埋头前进,还原论会把运动科学研究导向何方,终极意义何在?所以,我们必须向分子更微处前进,却不知去向何方?
【关键词】数字城市;城市开发;先市后城;孵化城市
1、前言
目前,中国社会经济正处于加速转型时期,城市化肩负着促进经济发展和社会进步的重任,同时也承载着社会经济发展中的各种问题与矛盾。近年来,有关城市化,特别是新城开发的话题正不断升温。新城开发作为城市化的前沿阵地,日益成为人们研究的焦点。新城开发相关研究的中心话题是讨论如何开发新城。传统的研究视角是总结欧美等发达国家新城开发的经验,归纳其成功的新城开发模式,借以指导我国的新城开发实践。但是这类研究未能从跟本上解决新城开发中的核心难题——资金问题。在回答这一问题时,传统的思路是从土地运作模式与融资渠道入手的。笔者在《新城开发的研究回顾、反思与新思路》中较为详细的分析了这一问题,并针对以往的研究指出传统新城开发模式的实质——“先城后市”。新城开发中的资金难题几乎都根源于这种“先城后市”的开发模式。为了破解“资金”这一难题,笔者在文中大胆的提出“先市后城”的新城开发思路。本文就是在前文的研究基础上,沿着“先市后城”的开发思路,做出的进一步大胆探索。
2、“先市后城”的基本思路
顾名思义,“先市后城”就是先开发“市”,后建造“城”。具体地在这里,“城”泛指城市中的各类硬件设施,如道路、桥梁、各类建筑、园林、广场等。“市”则是指城市中的软件系统,例如家庭、社区、公司、企业、政府等,亦或是经济系统、社会系统、政治系统、文化系统等。总之,“城”即是城市中硬件的壳,“市”则是城市壳中所承载的软件性的东西。“先市后城”的开发思路就是将城市中消耗投资的各类硬件设施从城市中剥离,先期开发几乎不损耗投资的软件性的“市”,待“市”的结构开发成熟时,将所有的硬件设施一同建造,开发出“城”。最后将“城”“市”合并激活,完成城市开发。
这样做就可以在最大程度上降低新城开发中硬件设施投资的沉没成本,同时降低新城开发周期,从而大幅度降低新城开发中的资金投入,化解新城开发的资金难题。与此同时,可以一同降低新城开发的投资风险,提高城市开发质量与效率。
话又说回来,如何离开“城”来开发“市”?如何在脱离硬件的支撑下,慢慢集聚城市要素,集聚新城人气?没有房子,会有人来居住吗?
我们先从最后一个问题的回答入手,也许一些有过买房经历的读者已经知道了答案。在某些特殊情况下,这个问题的回答是肯定的。事实上,房地产业里面早就开始这样做了。即房子还没有建好,甚至还没开始建,就开始卖房。业内称之为“房地产预售”,俗里称“售楼花”。虽然说房地产预售制度在发展过程中存在过种种问题,甚至差点被取消[1],但从现在看来,预售制度还在业内广泛应用,并正逐步走向健全[2]。这种趋势是喜人的,事实上对这里“先市后城”的开发思路有极大的鼓舞。
有人会问,“先市后城”该不会是想预售掉整座城市吧?
我们稍微缓口气,我曾经在回答这个问题时差点把一些老师吓出心脏病。说实话,在谈论一些新的想法时,年轻人总会被与“异想天开”“说大话”等词联系起来,至少在中国如此。好的,我的回答是肯定的,“先市后城”就是预售整座城市!但并不单单是预售。相比于房地产,城市要复杂的多。想想单单是房地产预售就已经让人忙的晕头转向了,预售整座城市无异于天方夜谭。可以说,长者的思虑是有道理的。但是这并不意味着年轻人就欠考虑。
3、新城开发运作机制的实质——信息决策模式
我们先回顾一下传统的城市开发过程。传统的新城开发中,城市的最初承载物是土地。可以说,所有的硬件都是建设在土地上的。我们的第一轮开发是基于土地的开发,即土地一级开发,包括道路建设,桥梁建设,给排水系统建设等即所谓的三通一平,五通一平,七通一平。此后展开第二轮开发,即土地二级开发。此时的土地成为“熟地”,我们在熟地上进行以各类房地产为主的开发。城市的各类硬件开发活动几乎都是在这两轮土地开发中完成的[3]。
想一想,在上面整个开发过程中这些硬件的作用。与其说它们是城市的承载物,倒不如说它们是信息的承担者。在新城开发的很长一段时期内,尤其是在中前期,由于新城人口规模小,这些硬件几乎都是搁置的,并没有发挥其真正的作用。然而,它们确实在某些方面起到了不可或缺的作用——信息的提供。以土地为例,土地一级开发奠定了整个城市轮廓,是其它房地产开发建造的信息依据。土地一级开发的投资是其它投资活动的依据,大规模的土地一级开发给其它投资人以信心,激活新城开发。此后,按照这种模式,A公司投资开发的房地产作为B公司购物商场开发的依据,A、B公司的开发作为C公司投资酒店的依据,如此反复推动城市开发。这里,城市道路、住房、酒店本身的交通、居住、住宿等功能并不是它们此时的主要功能,它们的主要功能在于对城市未来发展信息的承载,在于作为未来城市布局、人口、商业发展等信息服务于其他投资者。任何一项投资决策都需要充足的信息支撑,城市前期的投资信息可以反映城市未来的某些真实情况,投资方通过对前期投资信息的分析做出现下的投资决策。此项目的投资作为彼项目投资的信息来源,这些信息共同促成其他项目的投资,进而形成新的信息。新城开发就是在这种“信息决策模式”下滚动进行的。
新城开发前期的硬件投资的最主要作用在于信息的提供。投资者根据前期投资的信息做出进一步投资的决策,进而逐渐地累积人气,集聚城市要素。换句话说,如果可以在前期提供同样价值的信息,则可以避免进行过早的硬件建设,进而减少投资的沉没成本。
4、“先市后城”的技术基础——数字城市
如何取代城市的硬件投资,而提供等价的投资与建设信息,这将是我们“先市后城”的基础。倘若不考虑现代科技,这几乎是不可能做到的。近年来,随着计算机技术的普及,国家测绘水平的普遍提高,虚拟现实技术、GIS技术尤其是数字城市技术等相继出现,我们看到了这样一种可能。
数字城市是指综合运用遥感(RS)技术、地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代信息科学技术,对城市地理空间、基础设施和与生产、生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用,具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系[4]。
图1 信息载体置换
概括地讲,数字城市就是对城市的各个方面进行数字化、信息化集成。在这项技术的背景下,我们再来讨论新城开发,讨论“先市后城”。我们首先利用GIS技术,将城市地理空间信息化,好比我们将待开发的土地搬到了网络上,以信息化的土地取代真实土地(实际上是建立了信息化土地与真实土地之间的映射)。然后基于信息化土地进行“投资开发”,以数字建筑等代替真实建筑,以数字城市代替真实城市,以“有效信息”代替硬件建设所提供的信息,由此集聚人气,集聚城市要素。
具体地,如何在数字城市的框架下集聚城市要素,开发出“市”的结构,进而开发出整座城市,这就是我们的“胚胎式城市开发技术”。
5、胚胎式城市开发技术
“先市后城”的关键在于如何在脱离城市硬件的支撑下,先期开发出“市”的结构。数字城市技术的出现给了我们这种可能。以虚拟的数字城市代替真实的硬件建设,变化的主要是信息的载体,然而改变的却是整个新城开发的思路及模式。在这里,笔者以及我们的团队经过大量研究,对此做出一些初步探索。胚胎式城市开发技术将给出数字城市背景下整套“先市后城”的新城开发模式。这里,限于篇幅,我们将先主要对胚胎式城市开发技术的设计理念做简要介绍。
5.1 胚胎式城市开发技术的核心思想
哺乳动物的子宫是个神奇的构造。生物上亿年的进化过程在这里被浓缩成短短几个月的胚胎发育。哺乳动物的胚胎发育始于受精卵。而子宫为受精卵的发育提供了理想的发育环境,理想的温度、湿度,静谧安全的环境。子宫与母体连接,将胚胎发育所需的各类营养物质如氧气、水分、无机盐、蛋白质等不断地传送至胚胎,供其生长发育。在这种条件下,受精卵不断汲取所需营养,进行细胞分裂分化,逐渐形成各类组织与器官直至成熟的胚胎。仅仅数月,生物上亿年的进化过程在这个神奇的地方重演,一个简单的单细胞生物经过一系列神奇的变化,辗转发育为成熟的生物幼体!
图2 胚胎发育与城市演化
与生物的进化过程类似,传统城市的形成一般要经历成百上千年时间。这些城市由最初的原始聚落,经历村落、小镇、小城市等形态成长为最后的城市、大城市、特大城市[5]。在此期间,每座城市利用其得天独厚的地理条件如交通要道、水源、矿产资源等不断地集聚着城市的要素,经过一系列复杂的演化发展成为今天的摸样。然而这个过程过于漫长,我们需要模仿生物,利用现代化的技术手段打造一个适合城市发育的天然平台,在此“孵化城市”。
类似的,这里,城市胚胎将置身于一个庞大复杂的网络环境中。我们依靠现代互联网技术如GIS技术、虚拟现实技术、数字城市技术、电子商务、电子政务、社交网络等为城市胚胎打造出理想的发育平台。这个网络信息化平台与现实世界紧密相连,它将现实世界中丰富的城市或经济要素如资本、劳动力、技术、管理等源源不断地输送至城市胚胎。这里,城市胚胎的发育将始于一个简单的城市胚胎蓝本。最初胚胎蓝本通过此平台不断地从真实世界中汲取自身所需的营养要素,逐步完成城市中人口、各类工厂、企业、政府部门等的集聚。通过城市要素间的自组织作用[6]进行社会分工,发育形成城市的经济、社会、政治、文化等各大系统,并最终形成完整而成熟的城市结构,此即“市”的结构。市的结构就是我们的城市胚胎。因而这种借助于网络信息化平台来孵化城市的方法称为胚胎式城市开发技术。
5.2 主要开发模式
依据城、市分离,先“市”后“城”的开发思想,胚胎式城市开发技术的主要开发模式由四个阶段组成,分别是商品化阶段、城市胚胎市场化发育阶段、硬件实现阶段以及城市激活阶段。
其中,城市胚胎市场化发育阶段为胚胎式城市开发技术的核心阶段。“市”的结构在此阶段形成。此阶段将不涉及任何具体的硬件建设活动。而这些硬件建设活动则是在城市硬件实现阶段一同展开,好比整座城市的硬件建设工程在此阶段一同开始。硬件实现阶段的后期将形成“城”的结构。最后需要将“城”“市”二者合并对接,形成城市。这便是城市激活阶段。如果说城市胚胎市场化发育阶段是对整座城市的“预售”的话,那么这个阶段就是“预售期货”的交割阶段。胚胎市场化发育阶段作为本技术核心阶段,是最大的操作难点。在此之前,需要做大量的准备工作,例如准备进入胚胎市场化发育的“胚胎发育蓝本”,这就是商品化阶段。这个阶段将主要讨论“营销城市”的策略与方案。总体上,商品化阶段是整个城市开发的准备与策划阶段,为城市胚胎市场化发育奠定基础。
6、结语
胚胎式城市开发技术是在“先市后城”的城市开发思想指导下的一整套全新的新城开发模式。这种开发模式以数字城市取代传统新城中前期的硬件建设所提供的信息,利用现代计算机技术尤其是电子商务手段进行一次特殊的“城市营销”。有关此技术的一些进一步研究情况,我们将在后续文章中进行讨论。由于“先市后城”的开发模式是一种新思路,还处于初步探索阶段,欢迎任何有志于新城开发事业的同志共同参与研究讨论。
参考文献:
[1]李佳鹏、王真臻. 33位代表建议取消房地产预售制度[N]. 经济参考报, 2006-03-09(007).
[2]叶檀. 取消商品房预售制 房地产市场就完了[J]. 居业, 2012(第十期).
[3]王宏新. 土地一级开发实务指南[M]. 第一版. 化学工业出版社, 2007.
[4]钱健、谭伟贤. 数字城市建设[M]. 第一版. 科学出版社, 2008.