单细胞生物

单细胞生物

生物圈中还有肉眼很难看见的生物，他们的身体只有一个细胞，称为单细胞生物。

单细胞生物

生物可以根据构成的细胞数目分为单细胞生物（Protozoa）和多细胞生物（Metazoa）。单细胞生物只由单个细胞组成，而且经常会聚集成为细胞集落。单细胞生物个体微小，全部生命活动在一个细胞内完成，一般生活在水中。

单细胞生物 - 简介

大肠杆菌放大10000倍

第一个单细胞生物出现在35亿年前。单细胞生物在整个动物界中属最低等最原始的动物。包括所有古细菌和真细菌和很多原生生物。根据旧的分类法有很多动物，植物和真菌多是单细胞生物。变形虫算作单细胞动物，它的一些种类却算作粘菌，带鞭毛的鞭毛虫如眼虫有时被归为单细胞藻类或者是单细胞动物。新的分类法中，

所有的真核单细胞生物都算作原生生物。

粘菌根据最近的研究认为可以独立成界 (生物)，虽然他们正常情况下为单细胞，但其直径大小可达80厘米。它还可以勉强被归到真菌中，因为它们也会呈现出变形虫样的状态。

鞭毛虫

单或多细胞生物的分类只是描述性的，并不能提供任何亲缘，新陈代谢，构造和习性方面的信息。

植物单细胞生物一个特殊的形式是它们有被膜。

单细胞生物虽然只由一个细胞构成，但也能完成营养、呼吸、排泄、运动、生殖和调节等生命活动。

单细胞生物 - 分类

三维成象变形虫

单细胞生物主要分有核和无核的单细胞。

有核的如草履虫就是典型的有核单细胞生物。有核单细胞生物主要由细胞核、细胞质、还有细胞器。它包括：线粒体、高尔基体、核糖体、细胞膜、这是动物型单细胞。如果是植物型单细胞比如红藻，就是细胞壁、细胞核、细胞质，它的细胞器就包括线粒体、高尔基体、核糖体、叶绿体、细胞膜。

无核的单细胞生物，虽称无核细胞，但并不是把核除掉了的细胞，而是E．H．Haeckel（1866）假定的在进化道路发展过程中存在的一种无核细胞质团，称为无核原生质团（monera）。以后P．J．vanBeneden（1875）把极体出现前一如在胚胞消失的（卵母）细胞，以及L．Auerbach（1876）对一般细胞分裂对细胞核消失的细胞团，也都应用了这一名称。

（图）单细胞生物

草履虫

一种身体很小、圆筒形的原生动物。最常见的是尾草履虫，体长只有80～300微米。因为它身体形状从平面角度看上去像一只倒放的草鞋底而叫做草履虫。草履虫全身由一个细胞组成，身体表面包着一层膜，膜上密密地长着许多纤毛，靠纤毛的划动在水里运动。它身体的一侧有一条凹入的小沟，叫“口沟”，相当于草履虫的“嘴巴”。口沟内的密长的纤毛摆动时，能把水里的细菌和有机碎屑作为食物摆进口沟，再进入草履虫体内，供其慢慢消化吸收。残渣由一个叫肛门点的小孔排出。草履虫靠身体的外膜吸收水里的氧气，排出二氧化碳。常见的草履虫具有两个细胞核：大核主要对营养代谢起重要作用，小核主要与生殖作用有关。

酵母菌

单细胞真菌，因为能发酵糖类，也叫糖真菌。具有圆形、卵圆形、长形、矩形、哑铃状等各种形状。一般长2～3μm，宽1～10μm。营出芽生殖时，大小酵母菌连在一起，而成株状。在固体培养基上的酵母菌菌落，多数不透明，光滑、湿润、黏稠，易被挑起。酵母菌也可以在液体培养基中生长。啤酒酵母是常见的酵母菌，多用于研究有关酵母菌形态、结构、繁殖特点和代谢途径，也是发酵糖类产生乙醇和许多有机酸、酶制剂的材料。

变形虫

单细胞动物，分布很广。生活在清水池塘或在水流缓慢藻类较多的浅水中。它体表的任何部位都可形成临时性的细胞质突起，称为伪足。伪足是变形虫的临时运动器，也可以包围住食物，完成摄食的作用。痢疾类变形虫是寄生在人肠道里的变形虫，营寄生生活，能够溶解肠壁组织引起痢疾。

衣藻

衣藻

单细胞藻类，生活在淡水中。细胞呈卵形，有细胞壁、细胞质和细胞核；细胞质里有一个杯状的叶绿体。细

胞前部偏在一侧的地方有一个红色的眼点，眼点对光的强弱很敏感。衣藻细胞的前端有两根鞭毛，能够摆动，因而衣藻可以在水中自由游动。衣藻的全身都能够吸收溶解在水中的二氧化碳和无机盐，并且能够依靠眼点的感光和鞭毛的摆动，游到光照和其他条件都适宜的地方，进行光合作用，制造有机物维持自己的生活。

眼虫

单细胞动物，细胞质内有大量卵圆形叶绿体，其中含有叶绿素，有光时可以进行光合作用，自己制造有机物。在无光的条件下，眼虫也可以通过体表吸收溶解于水中的有机物质。身体前端有储蓄泡，鞭毛从储蓄泡孔伸出体外。在鞭毛基部有一红色眼点，紧贴着眼点有一膨大部分，是能接受光线的光感受器，所以眼虫在运动中有趋光性。

疟原虫破坏的两个红细胞

疟原虫

单细胞动物，分布极广，遍及全世界，主要营寄生生活。寄生在人体的疟原虫主要有四种：间日疟原虫、三日疟原虫、恶性疟原虫和卵形疟原虫。疟原虫能引起疟疾。在我国以间日疟原虫、恶性疟原虫最为常见，由疟蚊(按蚊类)叮咬而传播，即疟原虫由寄生于疟蚊的消化道而进入人的血液，寄生于人的肝细胞、红细胞中。疟原虫对人的危害很大，它能大量破坏红细胞，使血液中的血红蛋白严重减少而造成贫血，使肝脾肿大，也能伤害脑组织，严重地影响人们的健康甚至造成死亡。

单细胞生物 - 部分结构

草履虫细胞器

以草履虫为例子，它的细胞器功能分工如下：

口沟：取食据估计，一只草履虫每小时大约能形成60个食物泡，每个食物泡中大约含有30个细菌，因此，一只草履虫每天大约能吞食43000个细菌，它对污水有一定的净化作用。

外膜：呼吸（吸收水里的氧气，排出二氧化碳）

大核：营养代谢

小核：生殖作用

食物泡：食物泡是草履虫进行胞吞作用产生的,进入细胞后将与初级溶酶体融合形成次级溶酶体。

伸缩泡及收集管：收集代谢废物和多余的水，并排出体外

胞肛：排出食物残渣

纤毛：草履虫靠纤毛的摆动在水中旋转前进

单细胞生物 - 科技应用

单细胞分析学

单细胞分析

单细胞分析是分析化学、生物学和医学多学科相互渗透发展形成的跨学科前沿领域。单细胞分析的各种方法，包括毛细管电泳、微流控芯片、多种光学显微镜（荧光显微镜、聚焦荧光显微镜、全内反射荧光显微镜、多光子荧光显微镜、荧光相关显微镜、近场扫描光学显微镜等）、扫描电化学显微镜、质谱成像、原子力显微镜、扫描隧道显微镜图像分析、阿达玛变换显微光谱及成像、肿瘤电化学及免疫分析、动力学分析、荧光及发光探针、纳米技术以及实时动态检测等新技术和新方法。

科学家第一次利用单细胞培育出人类胚胎干细胞

在2008年7月9日举行的欧洲人类繁殖及胚胎学协会第24届会议上，科学家称人类第一次成功的通过单细胞（处于四细胞阶段的胚叶细胞）培育出了人类胚胎干细胞（hESC）。来自布鲁塞尔大学的维尔德博士称这次研究的成功意味着未来将有可能在不破坏胚胎细胞的更早阶段进行人体胚胎干细胞系的培养。据报道，胚叶细胞是在胚胎发育的很早阶段形成的。而至今胚叶细胞在胚胎早期发育的什么阶段失去形成人体所有细胞特性的问题，仍有待研究。

裸小鼠移植瘤单细胞分离培养

无菌条件下取出小鼠移植瘤组织，剪成1mm3小块，用0.5%胶原酶室温消化30分钟到1小时，再加等体积0. 2%胰酶消化5～8分钟，在消化过程中用吸管吹打组织块或用自制装置（分别作为加样和收集器的两注射器中间加一小滤器连接而成，滤器中间垫两层丝质材料以隔断组织块与单细胞）来回推动注射器吹打组

与单细胞海藻共生的珊瑚

织以分离单细胞，终止酶消化方法同上。常规方法接种培养收获细胞。

全球变暖对珊瑚与单细胞海藻的共生关系形成威胁

珊瑚的存活离不开氧气及碳水化合物，而它借助与单细胞海藻的共生，二者各取所需，相互提供食物。奇特的安排是自然界最精美也最复杂的合作，但现在，面对气候变化，两种生物间的共生关系正面临着严重挑战。珊瑚是海洋里的低级动物，虫黄藻则是一种珊瑚体内的单细胞藻，它们之间的共生现象形成了地球上最大的活珊瑚体———大堡礁，很多热带沿海国家居民还可以在珊瑚礁体上种植食物，作为生活和食品来源。同时，珊瑚礁上优美的环境也是人们旅游观光的好去处，旅游业为当地居民提供了重要的经济来源。但珊瑚和单细胞藻类之间的共生是否牢固到足以抵挡全球气候变化带来的影响和挑战？这个问题促使全世界范围内的科学家正努力研究和破解珊瑚与单细胞藻类之间的共生关系。

单细胞凝胶电泳技术的改良方法探讨

单细胞凝胶电泳技术，又名彗星试验，是近年来发展起来的在单细胞水平上检测DNA损伤的新方法。Singh

氏法为经典的彗星试验方法，为国内外常用［1］，但步骤较多，且受多因素的影响［2］。本人经过多次试验，发现如在常规彗星试验基础上稍做修改，将可使实验步骤简单，省时，且不会影响试验结果。下面为常规彗星试验和改良彗星试验分别检测大鼠外周血淋巴细胞体外H 2 O 2 染毒后DNA损伤情况比较。

单细胞蛋白质

单细胞蛋白质是单细胞或具有简单构造的多细胞生物的菌体蛋白的统称。单细胞蛋白质曾被称为发酵蛋白、生物合成蛋白、生物蛋白、石油蛋白、工业蛋白及菌体蛋白等。目前可供作饲料用的单细胞蛋白质微生物主要有酵母、真菌、藻类及非病原性细菌4大类。

营养特性

单细胞蛋白质饲料由于原料及生产工艺不同，其营养成分组成变化较大，一般风干制品含粗蛋白质在50%以上。因为这类蛋白质是由多个独立生存的单细胞构成，所以富含多种酶系。动物对其消化率高。例如，猪对啤酒酵母的消化率可达92％，对木糖酵母的消化率可达88％。必需氨基酸组成和利用率与优质豆饼相似。单细胞生物是B族维生素的良好来源，如啤酒酵母含核黄素每千克38．5毫克，硫胺素每千克94．6毫克。微量元素中富含有铁、锌、硒。酵母类单细胞生物一般具有苦味，适口性不佳，因此，在配合日粮时比例不宜太高。

生产特性

单细胞蛋白质生产周期短。单细胞生物繁殖特别快，世代周转迅速。如酵母菌在良好条件下每接种100千克，1天即可获得2500千克酵母，其生长繁殖速度约为大豆的1300倍，为动物生长的2000倍。所以，这类饲料生长速度快，世代周转迅速。

生产单细胞蛋白质饲料产品的原料多为烃类及其衍生物、天然气、石油加工副产品、有机垃圾、纸浆、糖蜜、蒿秆粉等，原料来源广，可充分利用工农业的废物，净化污水，减少环境污染；另一方面，可以工业化生产，不与农业争地，也不受气候条件限制。

单细胞生物 - 相关学者讨论

1，单细胞生物只由单个细胞组成，个体微小，全部生命活动在一个细胞内完成,一般生活在水中。”-------互动百科

2，根据“细胞→组织→器官→系统→个体”这种层层的递进与进化关系，人应该属于个体，比那些单细胞生物不知道要高级多少倍；

3，我要说的是人也有单细胞的！这些人就生活在我们周围！随处可见，可能在你的枕头边上就有一个！

4，说人也有单细胞的其实并不严谨，更准确点说是打个比方。这个比方是从单细胞生物对外界反应来说的，个体对外界的反应叫做反射，分条件反射和非条件反射。而单细胞生物对外界的反应叫做生物应激性，两者的区别是：条件与非条件反射是由大脑与脊髓发出，而生物与应激性是来自细胞的化学反应！相比反射而言，生物应激性要更简单一些..

5，我觉得这类人就像是单细胞生物，在王小峰在博客上把这些人叫做草履虫，我非常认同这个说法；

6，这类人对外界的反应是非常简单的，他们不会对外界来的信息做以什么加工，有刺激即反应，有时强烈有时麻木。就是靠着一种类似生物应激性的感觉在与周围的人发生各种各样的关系；

7，他们不会把其它人的感受纳入自己的反应体系，只依靠这种感觉来做事，我想说什么即说什么，我想做什么即做什么，我高兴即哈哈大笑，我生气即怒目圆睁，我悲伤即痛哭流涕，我只有我的世界（这个细胞）并且这个世界与你没有交集。

8，他们不会分析一件事情的更深层次的东西，只要刺激产生即立刻做出反应：我看到Gov的愚蠢就要破口大骂，我遇到秤管打人就要大报不平，我遇到有人钱不捐款就要唾其为富不仁！其反应要较其它多细胞生物更加强烈，更加迅速！

9，他们的逻辑通常像他们的结构一样简单，他们会反周围大部分的事物贴上是非对错的标签，每种事物一旦出现在他们的视线里第一时刻就会被贴上标签，以便做出赞同或反对的反应！

10，我形容的单细胞人类谈不上完整，也不丰满，只是偶尔会把一些人同单细胞生物联系起来；

11，我形容的单细胞人类并不做以褒贬之意，单细胞有单细胞的好处，很多人就是因为简单的思考问题而成功，很多人也是因为复杂的思考问题而失败，单细胞与多细胞是两种存在方式。

12，可能我想说的就是如果你是一个单细胞的人，在生活中遇到以上类型的人的时候，大可不必对其反应十分在意，你可以想象，那只不过是一个单细胞生物的一个正常反应，仅此而已！

七年级上册《单细胞生物》知识点汇总定义：生物圈中还有肉眼很难看见的生物，他们的身体只有一个细胞，称为单细胞生物。生物可以根据构成的细胞数目分为单细胞生物和多细胞生物。单细胞生物只由单个细胞组成，而且经常会聚集成为细胞集落。单细胞生物个体微小，全部生命活动在一个细胞内完成，一般生活在水中。 草履虫：一种身体很小、圆筒形的原生动物。最常见的是草履虫，体长只有80～300微米。因为它身体形状从平面角度看上去像一只倒放的草鞋底而叫做草履虫。草履虫全身由一个细胞组成，身体表面包着一层膜，膜上密密地长着许多纤毛，靠纤毛的划动在水里运动。它身体的一侧有一条凹入的小沟，叫“口沟”，相当于草履虫的“嘴巴”。口沟内的密长的纤毛摆动时，能把水里的细菌和有机碎屑作为食物摆进口沟，再进入草履虫体内，供其慢慢消化吸收。残渣由一个叫肛门点的小孔排出。草履虫靠身体的外膜吸收水里的氧气，排出二氧化碳。常见的草履虫具有两个细胞核：大核主要对营养代谢起重要作用，小核主要与生殖作用有关。 酵母菌： 单细胞真菌，因为能发酵糖类，也叫糖真菌。具有圆形、卵圆形、长形、矩形、哑铃状等各种形状。一般长2～3μm，宽1～10μm。营出芽生殖时，大小酵母菌连在一起，而成株状。酵母菌可以在固体和液体培养基中生长，在固体培养基

上的酵母菌菌落，多数不透明，光滑、湿润、黏稠，易被挑起。啤酒酵母是常见的酵母菌，多用于研究有关酵母菌形态、结构、繁殖特点和代谢途径，也是发酵糖类产生乙醇和许多有机酸、酶制剂的材料。酵母菌也可在缺氧环境中生存。目前已知有1000多种酵母，根据酵母菌产生孢子的能力，可将酵母分成三类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”。目前已知大部分酵母被分类到子囊菌门。酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，而在酿酒中，它也十分重要。而且猫吃了还会胀大，非常的危险。

单细胞生物教案 七年级生物教案 学习目标 1、了解单细胞生物的概念和常见种类 2、描述草履虫的结构特点和生理功能特点 3、举例说明单细胞生物与我们人类的关系 学习重难点 重点：掌握草履虫的结构及草履虫的生理功能特点 难点：草履虫的生理功能特点 教学方法：新课程问题教学法 课前准备 教学过程 课题引入：构成植物和动物的基本结构单位是什么?像我们常见的芒果树，鸡、鸭、鹅、马、牛、羊他们是由多个细胞组成还是一个细胞组成?世界上有没有只由一个细胞组成的生物呢? 预习小卡片 1.身体只有一个细胞的生物称为。 2.常见的单细胞生物 有、、、等。 3.草履虫靠的摆动在水中旋转前进。 4.食物由进入草履虫体内，在内逐渐被消化，不能消化的食物残渣从排出。 5.草履虫氧的摄入、二氧化碳的排出都通过。 6.草履虫通过和把体内多余的水分和废物收集起来，排出体外。 7.一个草履虫每天大约能吃个细菌，因而对污水有的作用。 问题教学 1、教学流程 (1)请各小组派代表解答预习卡片上的问题。 (2)播放影片，展示出收集的各种单细胞生物的图片，引导认识常见的单细胞生物。

(3)播放观察草履虫的实验视频，并展示草履虫的结构图，引导学生对照示意图明确草履虫各部分的名称、作用。 (4)复习生物的基本特征有哪些?掌握草履虫的生理特点。 (5)播放影片、展示图片，引导学生从有害与有利两方面分析总结单细胞生物与人类的关系。 2、学习流程 (1)各小组代表纷纷说出自已小组对预习卡片的看法。 (2)学生通过观看影片、图片展示，明确单细胞生物概念。 (3)学生通过观看视频掌握草履虫的结构及各部分结构的作用。 (4)学生回忆生物的七大基本特征?掌握草履虫的生理特点。 (5)学生通过观看影片、图片展示，掌握单细胞生物与人类的关系。 问题乐园 问题1：从草履虫培养液吸培养液时，为什么要吸表层，而不吸下层? 问题2：假如草履虫在显微镜下运动得很快，如何让它慢下来? 问题3：草履虫的外形像什么?如何运动的? 问题4：草履虫通过什么结构进行呼吸? 问题5：草履虫以什么为食物?食物由什么结构进入体内?食物残渣由什么结构排出? 问题6：单细胞生物与人类生活有什么关系? 设问练习 1、观察草履虫时，用吸管从草履虫培养液中吸取草履虫的最好部位是( ) A、培养液的中层 B、培养液的任意部分 C、培养液的表层 D、培养液的下层 2、草履虫在水中是怎样运动的( ) A、利用鞭毛摆动做螺旋运动 B、利用纤毛摆动做螺旋运动 C、利用鞭毛摆动做直线运动 D、利用纤毛摆动做直线运动 3、草履虫生活在( ) A、海水中 B、人体中 C、土壤中 D、池塘或水沟 4、草履虫体内多余的水分和废物的排出是通过( ) A、胞肛 B、伸缩泡 C、口沟 D、胞咽 5、观察草履虫时，常放一些棉花纤维，目的是( ) A、固定草履虫 B、使草履虫运动缓慢，便于观察

单细胞测序技术 单细胞测序技术是一种能够在单细胞水平上对基因组或转录组进行高通量测序和分析的新技术。与传统的高通量测序相比，单细胞测序不仅可以分析相同表型细胞的异质性，还可以获得难培养微生物和有价值的临床样本的遗传信息，具有广阔的应用前景。 细胞是生命的单位。目前，基因检测主要是从组织中提取DNA进行测序。实验结果通常是细胞群体中信号的平均表达，是细胞群体的整体表征，或仅代表在数量上占优势的细胞信息。单个细胞的独特细胞特征往往被忽略。 大量研究发现，在同一器官或组织中，同一类型的细胞也表现出明显的异质性，而且每个细胞都有自己独特的表达模式。例如，实体肿瘤样本中超过一半的RNA来自非癌细胞(成纤维细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等)，这使得癌细胞的信号被隐藏。因此，不可能使用单个单元来表示关键信息。 另一方面，传统高通量测序方法，难以应用在对自然界中难培养的微生物的研究、罕见循环肿瘤细胞的转录组分析、胚胎发生最早期的分化特征研究、肿瘤的非均质性和微进化研究等精确程度较高的研究领域[1]。随着细胞分选和测序技术进步，单细胞测序技术应运而生。 （一）单细胞测序技术颇受关注 《Nature Methods》杂志将单细胞研究方法列为未来几年最值得关注的技术领域之一。《Science》杂志将单细胞测序列

为年度最值得关注的六大领域榜首。 （二）单细胞测序技术流程 1. 单细胞分离 针对单个细胞研究时，首先将单个细胞进行分离，并确保其生物完整性不被破坏。目前常用的单细胞分离方法有连续稀释法、显微操作法、激光捕获显微切割术、拉曼镊子技术、荧光激活细胞分选术和微流控技术等。 2. 细胞溶解与基因组获取 对细胞进行溶解来获取基因组（DNA或RNA），这步骤非常关键，应尽量保证基因组的完整性。目前细胞溶解的方法可以分为3大类: 物理法、化学法和生物酶降解法。 3. 全基因组扩增 由于单个细胞中的基因含量无法达到测序仪的检测线，因此需要对基因组进行扩增，目前方法都是利用DNA 聚合酶和不同形式的引物来进行扩增的，包括特异性的、简并的或杂合的引物。 4.测序与数据分析 对单个细胞进行测序，并对所得的数据结果进行分析。 二 单细胞测序技术应用现状 单细胞测序技术能够快速确定成千上万个细胞的精确基因表

2019年度广东省科学技术奖公示表项目名称新型原模图编码调制理论与应用研究 主要完成单位广东工业大学福州大学 香港理工大学 主要完成人（职称、完成单位、工作单位）1.方毅（副教授，广东工业大学，广东工业大学，对发现点1、2、3作出了重要贡献，发现点1、2、3分别占本人工作量的30%、40%、30%，是代表性论文1、5、6、8的第一作者和通讯作者及代表性论文10的主要完成人之一）。 2. 韩国军（教授，广东工业大学，广东工业大学，对发现点1、2、3作出了重要贡献，发现点1、3分别占本人工作量的60%、10%、30%），是代表性论文3的第一作者和通信作者、代表性论文10的通讯作者及代表性论文6的主要完成人之一。 3. 陈平平（教授，福州大学，福州大学，对发现点2、3作出了重要贡献，对发现点1作出了一定贡献，发现点1、2、3分别占本人工作量的20%、40%、40%，是代表性论文4、9的第一作者和通讯作者及代表性论文1、6的主要完成人之一）。 4. 刘重明（教授，香港理工大学，香港理工大学，对发现点1、2作出了重要贡献，发现点1、2分别占本人工作量的50%、50%，是代表性论文2、7的通讯作者及代表性论文1、4、6、8的主要完成人之一）。 5. 张军（副教授，广东工业大学，广东工业大学，对发现点3作出了一定贡献，发现点3占本人工作量的100%，是代表性论文10的第一作者）。 项目简介 该项目属于通信技术领域，得到国家自然科学基金（61501126，61471131，61401099，61403085，61372095，61172076）、香港研究资助委基金（PolyU 521809，PolyU 5190/11E）及华为研究项目的支持。高效的信道编码技术是新一代移动通信网络的物理层核心技术，也是历年国家重大专项的重点研究内容。与传统LDPC码相比，原模图LDPC码拥有更简单的编码结构、更优越的码率兼容性及更稳定的最小距离特性，受到了学术界和工业界的广泛关注。项目围绕原模图LDPC码的构造理论、编码调制设计及其应用展开了系统研究，主要成果如下： 1. 提出了面向无线通信和高密度磁存储系统的原模图码分析与构造理论：提出了面向无线衰落信道/高密度磁记录信道的原模图外信息转移理论和中断限/香农限分析理论，构造了一系列兼备逼近中断限/容量限和线性最小距离特性的低复杂度满分集/码率兼容原模图（LDPC）码，克服了传统LDPC码在纠错性能、码率扩展、复杂度等方面的缺陷。该成果已发表IEEE Transactions（汇刊）长文19篇及IEEE Letters（快报）短文8篇，并多次获得通信领域IEEE国际会议最佳论文奖；被中国科学院院士、美国宇航局喷气动力国家实验室首席科学家等多位知名学者引用。 2. 提出了基于原模图码的差分混沌编码调制设计方案与分析理论：提出了基于空时分组码的差分混沌编码调制系统设计方案，设计了逼近多径衰落信道容量限的原模图差分混沌编码调制方案和迭代检测算法，并提出了系统的误比特率、分集度及吞吐量分析理论，显著提升了经典混沌编码调制系统的传输效率和纠错性能，为新一代无线通信应用提供了一种低复杂度、高能效、高可靠的物理层数据传输方案。该成果已发表IEEE汇刊长文17篇及IEEE快报短文4篇；被美国工程院院士、英国皇家工程院院士、加拿大工程院院士等知名学者正面评价。 3. 提出了基于原模图码的物理层网络编码系统及压缩感知测量矩阵设计方法：提出了基于原模图码的联合信道与物理层网络编码系统设计方案，以及基于准循环原模图码的新型压缩感知矩阵构造理论和方法，所提出的设计方案与传统方案相比复杂度更低、性能更优,显著拓展了原模图码的应用场景，并丰富了原模图编码的理

中考生物专题练习-单细胞生物（含解析） 一、单选题 1.关于单细胞生物的说法错误的是（） A. 单细胞生物不能独立完成各项生命活动 B. 草履虫能趋利避害 C. 酵母菌的结构中包含细胞壁和液泡 D. 利用酵母菌可以制作面包 2.下列哪一细胞能够完成生物体最复杂多样的生命活动（） A. 草履虫 B. 人的成熟红细胞 C. 根毛细胞 D. 人的口腔上皮细胞 3.下列生物能净化污水的是（） A. 疟原虫 B. 变形虫 C. 酵母菌 D. 草履虫 4.关于观察草履虫的实验，叙述正确的是（） A. 从草履虫培养液的底层吸取培养液 B. 为限制草履虫运动，可放置棉花纤维 C. 为观察草履虫结构，可滴加碘液染色 D. 草履虫结构复杂，这是细胞分化的结果 5.草履虫进行运动的结构是（） A. 表膜 B. 收集管 C. 纤毛 D. 口沟 6.作为首位获得诺贝尔科学奖的中国人，屠呦呦为世界抗疟事业做出了卓越贡献，她和她的团队研究的青蒿素是目前世界上消灭疟原虫（一种单细胞动物）最有效的药物．下列与疟原虫结构最相近的是（） A. 大肠杆菌 B. 青霉菌 C. 埃博拉病毒 D. 草履虫 7.下列不属于单细胞生物的是（） A. 病毒 B. 酵母菌 C. 细菌 D. 草履虫 8.草履虫氧的摄入，二氧化碳的排出主要通过（） A. 表膜 B. 伸缩泡 C. 胞肛 D. 收集管 9.为了限制草履虫运动，在观察草履虫时应在载玻片的培养液上（） A. 把水吸干 B. 多滴加清水 C. 滴加盐水 D. 放少量棉花纤维 10.下列生物中，不是单细胞生物的是（） A. 酵母菌 B. 变形虫 C. 草履虫 D. 草 11.在草履虫培养液中加入适量碳素墨汁，几分钟后将草履虫制成临时装片在显微镜下观察，被染成黑色的结构最可能是 A. 伸缩泡 B. 食物泡 C. 细胞质 D. 细胞核 二、填空题 12.草履虫属于常见的________细胞生物，草履虫依靠________ 在水中旋转前进．草履虫具有消化食物和吸收营养的结构是________；草履虫进食的部位是________ ，未消化的食物残渣排出的部位是________ ． 13.单细胞生物既具有细胞共同的结构特点，如具有________等基本结构；也具有生物的共同特征，如________。 14.如图为草履虫结构模式图，请据图回答： （1）图中7为表膜，它的作用与草履虫的________有关． （2）图中标号6的名称是________ ，该结构使草履虫在水中________． （3）草履虫的排出多余的水分的结构是图中1收集管和[________]________ ． （4）草履虫从周围环境中摄取的微小细菌、单细胞藻类等食物，是在[________]________中逐渐被消化的．不能消化的

单细胞测序-I 单细胞测序（single cell sequencing）被《自然-方法》（nature method）杂志评为了2013年度生物技术。2017年10月美国政府启动了以单细胞测序为基础的“人类细胞图谱计划”，这是可以与“人类基因组计划”相媲美的又一个伟大工程。 要了解单细胞测序，我们首先需要了解下何为测序？ “单细胞测序技术”是基于“第二代测序技术” 上世纪70年代末，Sanger发明了双脱氧链终止法也叫做Sanger测序法，Sanger测序法为基础的DNA测序技术我们把他称作“第一代测序技术”。“人类基因组计划”就是基于“第一代测序技术”完成的，共花费了30亿美元和耗时15年的时间。“第一代测序技术”成本高和低通量的问题，逐渐满足不了生命科学领域发展的需求。经过不断的技术开发和改进，以Illumina公司为代表的“第二代测序技术”大大降低了测序的成本并且大幅度提高了测序通量，所以也被称作“高通量测序技术”。 过去10几年“第二代测序技术”得到了快速发展，甚至突破“摩尔定律”的发展规律，如今完成一个人类的全基因组价格只需要1000美元和几个工作日。随着“第二代测序技术”的迅猛发展，使得对于每个细胞单独测序成为了可能。正是“第一代测序技术”的技术革命完成了“人类基因组计划”，同样的“第二代测序技术”掀起的技术革命正在推动着“人类细胞图谱计划”的进行。 当我们了解了“单细胞测序”就是以“二代测序技术”为基础的测序技术，那么下一步就需要了解下什么是细胞？为什么我们要进行单细胞测序？ 人体的每个细胞都是独一无二的 细胞是人体结构和功能的基本单位，每个人大约有40亿-60亿个独立的细胞。如果把一个人体全部细胞比作地球上的所有人类的话，那么我们的细胞就像地球上每个独立的个人，正如地球上的每个人都是独一无二的，人体的每个细胞也是独一无二的。人类生命最初只有一个受精卵细胞，从胚胎发育到个体成熟，人体内的细胞数量增加的同时，细胞与细胞间的差异也越来越大，即使来自同一个组织的细胞，最终有的分化成了神经元而有的细胞则变成了神经胶质细胞。单细胞测序技术就是通过测序技术获得不同细胞间的遗传信息，从基因遗传水平解开细胞与细胞间的遗传信息异质性问题。 根据上面的对介绍，我们可以对“单细胞测序技术”下一个定义：单细胞测序技术是通过“第二代测序技术”对每个单独的细胞进行测序，获取每个独立细胞的遗传信息。

单细胞测序技术概览 2013年，单细胞测序技术开始成为科研界主流关注的焦点。 前言 2013年，单细胞测序技术（single-cell sequencing）荣膺《自然-方法》年度技术。单细胞测序技术有助于我们剖析细胞的异质性。它可以揭示肿瘤细胞基因组中发生的突变及结构性变异，而这些突变和变异往往有着极高的突变率。有了这些信息，我们就可以描述肿瘤细胞的克隆结构，并追踪疾病的进展及扩散范围。本文将介绍2013年单细胞测序技术在人类早期发育、癌症以及神经科学研究等几个重点领域的最新应用成果。 1. 单细胞测序技术简介 本节将概述如何获得一个单细胞的基因组及转录组。 单细胞基因组及转录组测序所需要的测序样本量要比单细胞中本身所含有的基因组及转录组分子高出好多个数量级，所以这对核酸扩增技术（amplification technology）也是一大考验。面对如此微量的分子，任何降解、样品损失、或者污染都会对测序质量带来非常严重的影响。而且多重扩增又容易带来试验误差，比如基因组或转录组覆盖不均一、背景噪声以及定量不准确等问题。 最近所取得的技术进步有望部分解决上述问题，使单细胞测序技术能够走进更多的实验室，解决更多领域的科学问题。比较罕见的细胞、异质性的样本、与遗传嵌合或突变相关的表型、不能人工培养的微生物，这些都是单细胞测序技术能够一展所长的研究平台。使用单细胞测序技术能够发现克隆突变（clonal mutation）、隐藏的细胞类型，或者在大块组织样品研究工作中被―稀释‖或平均掉的转录特征。

1.1 选择恰当的细胞 说到分离单细胞，显微操作（micromanipulation）无疑是一项非常精确的技术，而且利用毛细管（microcapillary）可以直接吸取细胞内容物，但是这项操作也需要耗费大量人力。很多组织解离之后都能够制成单细胞悬液，这种单细胞悬液很容易操作，而且可以用细胞分选器（cellsorter），根据细胞表面表达的特异性分子标志物对细胞进行分类富集操作。这种策略也被用来分离非常微量的循环肿瘤细胞。 1.2 单细胞转录组策略 现在有很多单细胞RNA测序操作流程可供选择，不过不管采用何种策略，首先都需要通过逆转录反应，利用RNA合成出cDNA。然后才会有所区别，比如有一些方法是对整个转录子进行测序，有一些方法只针对转录子的5'和3'端进行测序。不论采用何种方法，目的都只有一个，那就是捕获原始的RNA分子，然后均一的、准确地对其进行扩增。核酸的捕获效率主要受到逆转录反应的影响，不过我们可以使用更小的反应体系，选择更好的逆转录酶来进行改善。另外，采用模板转换技术（template switching）也能够保证被捕获的绝大部分转录子都是全长片段。减少反应循环数也能够改善核酸扩增反应，还可以借助―抑制PCR （suppression PCR）‖技术减少引物扩增，或者将取自不同样品的cDNA（这些cDNA都是分别做好标记的）混合到一起，提高起始反应模板浓度，用体外转录技术进行线性扩增（linear amplification）。另外，还可以利用特有的分子识别序列（molecular identifier sequences）对每一个RNA分子进行标记，这样即便在经历了非均一的扩增之后，我们还是能够对原始的RNA分子数量进行绝对定量。 1.3 单细胞基因组策略 全基因组扩增（whol e-genome amplification）的起始反应产物更少，只有一个DNA分子。这样在扩增反应时就难免出现不均一的问题，即可能在基因组中某些位点会扩增多次，而另外一些位点则无法扩增。解决这个问题最常用的办法就是多重置换扩增技术（multiple displacement amplification, MDA），即使用随机引物，让这些引物与基因组广泛结合，同时使用一种特定的聚合酶，这种聚合酶能够置换与它自身附着在同一模板上的DNA链片段，形成一种反复分支结构（iterative branching structure），扩增出大段的DNA。早期循环对整个扩增反应的均一性起到了决定性作用。有一种扩增技术采用了一种独特的引物，这样能够生成闭合环状的扩增子（amplicon），而且这种扩增产物不会再进一步复制，等于是在进行PCR扩增反应之前先进行几轮线性扩增反应。将反应按比例扩大，同时对反应情况进行实时监控都有助于改善基因组扩增成功率低的问题，另外减少扩增次数，准备更少模板的测序文库也是一个比较值得发展的方向。

第二节单细胞生物 教学目标： 1.通过观察草履虫的取食、运动等，说明只有一个细胞的生物也能独立完成各项生命活动； 2.通过对草履虫生命活动的观察，能够进一步阐明细胞是生命活动的基本单位。 3.尝试发现探究活动设计中的难点，有针对性地设计突破难点的办法并实施自己的设计。 情感态度价值观：举例说明单细胞生物和我们人类的关系，培养珍惜生命，爱护生命的情感。 教学重点分析： 正确使用显微镜观察草履虫的生命活动。 学生从开始练习使用显微镜，到植物细胞、动物细胞临时装片的制作和观察，都是使用显微镜观察不会移动的材料。而在本实验中，需要通过显微镜观察能够运动的草履虫。因此，适当控制草履虫的运动并且不影响它们的生命活动，正确使用显微镜观察草履虫的生命活动是本节的重点。 教学难点分析： 利用事实说明：对于单细胞生物来说，一个细胞就是一个完整独立的生物体。 学生通过《动物体的结构层次》和《植物体的结构层次》的学习，已经掌握了生物体从细胞到个体的结构层次。学生可能会提出问题：所有的生物体都有从细胞到个体的结构层次吗？本节实验课提供了学生自主探究问题的一个很好的机会。 教学策略： 本节课通过对单细胞生物生命活动的观察，有助于学生亲身体验到“细胞是生命活动的基本单位”这一非常重要的生物学基础知识，并通过探究活动进一步提高了显微镜的使用技能。教师在组织学生进行这些科学探究活动的同时，自然地渗透科学态度与世界观的教育，全方位培养学生的科学素养。 课前准备： 1.草履虫永久装片、草履虫培养液、亚甲基兰染色的酵母菌培养液（干酵母就可以）； 2.显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、吸水纸、棉花纤维、牙签； 3.视频资料

单细胞测序技术： 单细胞测序技术自2009年问世，2013年被Nature Methods 评为年度技术以来，越来越多地被应用在科研领域。 2015年以来，10X Genomics、Drop-seq、Micro-well、Split-seq等技术的出现，彻底降低了单细胞测序的成本门槛。 自此，单细胞测序技术被广泛应用于基础科研和临床研究。单细胞在许多领域都占有一席之地，对于癌症早期的诊断、追踪以及个体化治疗具有重要意义。 1 为什么要做单细胞测序？ 初次听说单细胞测序技术，单细胞测序又是什么噱头？如果单细胞测序就能测一个细胞或几个细胞的话，这有什么意义？特别是对异质性高的肿瘤组织来讲，测一个细胞能代表什么？ 无论是蠕虫，蓝鲸，还是人类，自然界所有的多细胞生命都是从单个细胞发育而来开始。 这样一个单细胞，鬼斧神工地构建出有机生命体所需的各种组织、器官、系统。每个新细胞在正确的时间，在正确的地方分裂、分化，并与相邻细胞协调精准发挥功能。 多细胞生命的发育过程，是自然界中最引人注目的壮举之一。尽管经过数十年的研究，生物学家仍然无法完全理解这一过程。 2018年4月26日，Science杂志发表三篇超重磅研究，来自哈佛医学院和哈佛大学的研究人员使用多种技术组合，包括对发育中

斑马鱼和青蛙胚胎数千个单细胞的基因测序，以精确的方式跟踪和描绘了组织和整个机体从单细胞发育的完整历程。 哈佛大学分子和细胞生物学教授Alexander Schier表示，“这几乎就像通过几颗星星看到了整个宇宙。” 使用单细胞测序技术，研究团队在胚胎发育的最初24小时内追踪单个细胞的命运，揭示出单个细胞基因开启或关闭的综合景观，以及胚胎细胞何时何地转变为新的细胞状态和类型。 这些发现就好比是勾勒出胚胎发育过程中产生不同细胞类型的遗传“配方”目录，为发育生物学的深入研究和疾病的认识，提供了前所未有的资源。 图|斑马鱼受精卵在4、6、8、10......小时（hpf）时的发育过程中不同器官细胞形成，最中心的深蓝色为受精卵，以时间为单位向外辐射。 “通过单细胞测序，我们可以在一天的时间里概括数十年来对细胞在生命早期阶段分化的艰苦研究。”哈佛医学院系统生物学助理教授Allon Klein表示，“通过我们开发的方法，我们正在绘制我们认为发育生物学的未来，发育生物学将会转变为定量的、大数据驱动的科学。” Alexander Schier表示，除了对生命早期阶段有所了解之外，这项工作还可以为大量疾病的新认识打开大门。“我们预见，任何复杂的生物学过程，只要是细胞随时间改变了基因表达，都可以使用这种方法重建，不仅仅是发育中的胚胎，还有癌症发生或大脑退化。”

CTC单细胞mRNA测序技术路线 从这里之后的数据分析部分都没有哦~ 单细胞转录组mRNA测序 一、技术简介 单细胞转录组是指某个细胞在某一生理功能状态下所有转录的mRNA产物的集合，是基因组遗传信息传递和表达的重要步骤和过程。 单细胞转录组研究是基因功能及结构研究的基础和出发点，通过新一代高通量测序，能够全面快速地获得某一单个细胞在某一状态下的几乎所有转录本序列信息，已广泛应用于基础研究、临床诊断和药物研发等领域。 转录组测序针对的是有参考基因组的物种。与参考基因组比较，可以得到基因表达差异、可变剪接、融合基因等遗传调控信息。 二、MALBAC技术 1.运用Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles, MALBAC多重退火环状循环 扩增技术，精确反转录某一单个细胞在某一状态下的几乎所有转录本序列信息mRNA并进行扩增。 解决了扩增对微量初始模板过大的扩增偏移，使得单细胞中90%的基因组能够被测序，样品起始量可低至0.5pg； 2.无物种的限定；要求mRNA有Poly A尾结构，GC％为35％-65％。 3.分辨率高：单碱基分辨率； 4.覆盖度高：能覆盖到几乎所有转录本片段序列；

5.检测范围广：从几个到数十万个拷贝精确计数，可同时鉴定及定量正常和稀有转录本； 三、技术参数 1.样品要求 样品类型：已分离的单细胞样本或去蛋白并进行DNase处理后的完整Total RNA； 样品需求量（单次）：使用MALBAC进行微量扩增，样品建议为单细胞或总量≥10pg，最低起始量≥0.5pg； 2.测序策略 PE151。 推荐数据量 6G clean data以上。 3.项目执行周期 每个样品数据量6G以下，样品量小于10个，标准流程的执行周期约为50 个工作日； 样品数量多于10个时，项目的执行周期需根据项目的规模而定。 4.项目合格指标 产生不低于合同规定的clean data。 四、主要技术流程 单细胞裂解-MALBAC扩增-文库构建-高通量测序-数据处理-生物信息分析 五、信息分析 标准信息分析： 1.对原始数据去除接头序列、污染序列及低质量reads； 2.测序数据统计； 3.对于有参考基因组的转录组分析，须明确具体物种，因为即使有参考，很多物种SNP或Indel等注 释信息也不像人的那么全、那么规范。生物信息部需确定特定物种的某些分析是否可做。 单细胞转录组建库其实是：单细胞转录组扩增+基因组建库（扩增后产物是DNA）。单细胞不能做链特异性转录组测序。

第一章单细胞测序技术概览 摘要: 2013年，单细胞测序技术开始成为科研界主流关注的焦点。前言2013年，单细胞测序技术（single-cell sequencing） 荣膺《自然-方法》年度技术。单细胞测序技术有助于我们剖析细胞的异质性。它可以揭示肿瘤细胞基因组中... 2013年，单细胞测序技术开始成为科研界主流关注的焦点。 前言 2013年，单细胞测序技术（single-cell sequencing）荣膺《自然-方法》年度技术。单细胞测序技术有助于我们剖析细胞的异质性。它可以揭示肿瘤细胞基因组中发生的突变及结构性变异，而这些突变和变异往往有着极高的突变率。有了这些信息，我们就可以描述肿瘤细胞的克隆结构，并追踪疾病的进展及扩散范围。本文将介绍2013年单细胞测序技术在人类早期发育、癌症以及神经科学研究等几个重点领域的最新应用成果。 1. 单细胞测序技术简介 本节将概述如何获得一个单细胞的基因组及转录组。 单细胞基因组及转录组测序所需要的测序样本量要比单细胞中本身所含有的基因组及转录组分子高出好多个数量级，所以这对核酸扩增技术（amplification technology）也是一大考验。面对如此微量的分子，任何降解、样品损失、或者污染都会对测序质量带来非常严重的影响。而且多重扩增又容易带来试验误差，比如基因组或转录组覆盖不均一、背景噪声以及定量不准确等问题。 最近所取得的技术进步有望部分解决上述问题，使单细胞测序技术能够走进更多的实验室，解决更多领域的科学问题。比较罕见的细胞、异质性的样本、与遗传嵌合或突变相关的表型、不能人工培养的微生物，这些都是单细胞测序技术能够一展所长的研究平台。使用单细胞测序技术能够发现克隆突变（clonal mutation）、隐藏的细胞类型，或者在大块组织样品研究工作中被―稀释‖或平均掉的转录特征。 1.1 选择恰当的细胞 说到分离单细胞，显微操作（micromanipulation）无疑是一项非常精确的技术，而且利用

25 2012年第09期，第45卷 通 信 技 术 Vol.45，No.09,2012 总第249期 Communications Technology No.249,Totally LDPC 短码的编译码研究 胡应鹏① ， 王 健①， 程 雯② （①解放军理工大学 通信工程学院研究生1队，江苏 南京 210007； ②西安电子科技大学 通信工程学院综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西 西安 710071） 【摘 要】这里研究了原模图LDPC 码和BP 译码算法，首先提出了一种基于PEG 算法构造原模图LDPC 码的算法，该码字在码率为1/2，码长256比特的情况下，译码性能超过了PEG 算法，然后针对LDPC 短码不可避免存在四环的特殊性，提出了一种修正四环中变量节点迭代信息的BP 译码改进算法，使得具有四环的LDPC 短码的译码性能得到较大提升。 【关键词】LDPC 短码；原模图；ACE；PEG；BP 译码算法 【中图分类号】TN911 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2012)09-0025-04 Modified Coding/Decoding Algorithm for Short LDPC Code HU Ying-peng ① ， WANG Jian ①， CHENG Wen ② (①Postgraduate Team 1 of ICE, PLAUST, Nanjing Jiangsu 210007, China; ②ISN laboratory, School of Telecommunications Engineering, Xidian University, Xi’an Shaanxi 710071, China) 【Abstract】This paper discusses the protograph-based LDPC codes and BP decoding algorithm. It gives first the protograph-based LDPC codes algorithm constructed on PEG method, and with code rate of 1/2 and code length of 256 bits, this algorithm outperforms PEG algorithm in decoding; then it proposes a modified BP decoding algorithm to correct variable nodes iteration information in the 4-circles, for LDPC codes inevitablely have 4- circles, thus greatly improving the performance of LDPC codes with 4-circles. 【Key words 】short-LDPC codes; protograph; ACE，PEG，BP decoding algorithm 0 引言 低密度校验码(LDPC)[1]是目前发现的最为逼近 Shannon 限的信道编码方案之一。LDPC 码作为至今 为止距Shannon 最近的信道编码技术，已经成为了 最新数字通信技术、磁介质记录等实际应用中的首 选码型。 近年来，短LDPC 码逐渐被设计应用在军用超 低速无线通信系统，航天等控制和命令信息的传输 系统中[1]。因为通过优化设计的LDPC 码的译码错 误均可被检测，对于码长只有64比特的短LDPC 码， 最大不可检测错误率不超过5310 ，最大值出现在 1 dB 到 2 dB 之间[2]。因此LDPC 短码满足并适用于 上行链路的传输要求，这一点具有非常重要的实际应用价值，比如，在 ARQ 体制下可实现无差错传输。 首先，本文基于原模图LDPC 码的准循环特性和PEG 算法可以有效避开四环的优点，利用PEG 算法构造简单原模图。该简单原模图的派生图继承了PEG 算法和原模图LDPC 码的优点，在码率为1/2，码长256比特的情况下，该码字在AWGN 信道下的BP 译码性能甚至超过了同等条件下的PEG 算法。然后，本文本节基于LDPC 短码Tanner 图中不可避免存在四环的特殊性，提出了修正四环中校验节点迭代信息的BP 改进算法，使得存在四环的LDPC 短码的译码性能得到了较大的提升。 1 PEG 构造算法和原模图构造算法 边渐进增长算法（PEG ，Progressive Edge- Growth ）[3]是由Hu Xiaoyu 等提出的一种随机构造 收稿日期：2012-04-06。 作者简介：胡应鹏（1985-），男，主要研究方向为卫星通 信；王 健（1988-），男，主要研究方向为卫星通信；程 雯（1988-），女，主要研究方向为计算机网络。

单细胞生物教案 学习目标 1、了解单细胞生物的概念和常见种类 2、描述草履虫的结构特点和生理功能特点 3、举例说明单细胞生物与我们人类的关系 学习重难点 重点：掌握草履虫的结构及草履虫的生理功能特点 难点：草履虫的生理功能特点 教学方法：新课程问题教学法 课前准备 教学过程 课题引入：构成植物和动物的基本结构单位是什么?像我们常见的芒果树，鸡、鸭、鹅、马、牛、羊他们是由多个细胞组成还是一个细胞组成?世界上有没有只由一个细胞组成的生物呢? 预习小卡片 1.身体只有一个细胞的生物称为。 2.常见的单细胞生物 有、、、等。 3.草履虫靠的摆动在水中旋转前进。 4.食物由进入草履虫体内，在内逐渐被消化，不能消化的食物残渣从排出。 5.草履虫氧的摄入、二氧化碳的排出都通过。 6.草履虫通过和把体内多余的水分和废物收集起来，排出体外。 7.一个草履虫每天大约能吃个细菌，因而对污水有的作用。 问题教学 1、教学流程 (1)请各小组派代表解答预习卡片上的问题。 (2)播放影片，展示出收集的各种单细胞生物的图片，引导认识常见的单细胞生物。 (3)播放观察草履虫的实验视频，并展示草履虫的结构图，引导学生对照示意图明确草履虫各部分的名称、作用。

(4)复习生物的基本特征有哪些?掌握草履虫的生理特点。 (5)播放影片、展示图片，引导学生从有害与有利两方面分析总结单细胞生物与人类的关系。 2、学习流程 (1)各小组代表纷纷说出自已小组对预习卡片的看法。 (2)学生通过观看影片、图片展示，明确单细胞生物概念。 (3)学生通过观看视频掌握草履虫的结构及各部分结构的作用。 (4)学生回忆生物的七大基本特征?掌握草履虫的生理特点。 (5)学生通过观看影片、图片展示，掌握单细胞生物与人类的关系。 问题乐园 问题1：从草履虫培养液吸培养液时，为什么要吸表层，而不吸下层? 问题2：假如草履虫在显微镜下运动得很快，如何让它慢下来? 问题3：草履虫的外形像什么?如何运动的? 问题4：草履虫通过什么结构进行呼吸? 问题5：草履虫以什么为食物?食物由什么结构进入体内?食物残渣由什么结构排出? 问题6：单细胞生物与人类生活有什么关系? 设问练习 1、观察草履虫时，用吸管从草履虫培养液中吸取草履虫的最好部位是( ) A、培养液的中层 B、培养液的任意部分 C、培养液的表层 D、培养液的下层 2、草履虫在水中是怎样运动的( ) A、利用鞭毛摆动做螺旋运动 B、利用纤毛摆动做螺旋运动 C、利用鞭毛摆动做直线运动 D、利用纤毛摆动做直线运动 3、草履虫生活在( ) A、海水中 B、人体中 C、土壤中 D、池塘或水沟 4、草履虫体内多余的水分和废物的排出是通过( ) A、胞肛 B、伸缩泡 C、口沟 D、胞咽 5、观察草履虫时，常放一些棉花纤维，目的是( ) A、固定草履虫 B、使草履虫运动缓慢，便于观察 C、分隔培养液 D、吸收培养液

单细胞代谢组学：分析和生物学观点 影响因子 37.205 38.062 近年来，单细胞基因组学，转录组学，蛋白质组学和代谢组学的发展和应用激增。代谢组被定义为在特定的细胞，器官或生物体中发现的小分子代谢物的完整补体。单细胞代谢组学最有意义的潜在应用可能在于癌症领域- 例如，识别导致转移的循环癌细胞。预计单细胞代谢组学将受到影响的其他领域包括系统生物学，干细胞研究，衰老和耐药性的发展;更一般地说，它可以用来发现细胞应对化学或环境压力的化学策略。相对于其他单细胞“组合”测量，代谢组学提供了细胞功能（即表型）的更直接和动态的图像，但也可以说是最难测量的。这是因为代谢组可以在非常短的时间范围（几秒或更短时间）内对环境做出动态反应，因为代谢物的结构多样性和巨大的动态范围很大，因为不可能扩增代谢物，并且因为用荧光标签会扭曲它们的正常功能。 进展 尽管尚未获得基于单细胞代谢组学的深入生物学见解，但为实现这一目标已经采取了重要步骤。质谱（MS），质谱成像，毛细管电泳，光学光谱和荧光生物传感器的发展现在允许同时测定单个细胞中数百种代谢物，并具有对阿托咪隆范围的敏感性。现代阵列格式，特别是微流体平台，有助于我们快速且高吞吐量地执行此类测量的能力。最近的几项研究显示了如何从单细胞代谢组学中提取新的生物学见解。已经发现不同蜗牛神经元的代谢组的实质差异，例如在B1和B2型神经元中，在分离它们之后和过夜培养后立即发现。鞘糖脂可以用荧光标记标记，并且在与这样的缀合物孵育的神经元的裂解物中，来自它们的所有代谢产物都是荧光的并且可以被鉴定。用癌症药物治疗后，可以在淋巴瘤细胞和实体瘤中磷酸化3'-脱氧-3'-氟胸苷。可以遵循用2-脱氧-D-葡萄糖（2DG）处理酵母细胞对代谢组的生物学效应。单细胞测量显示代谢物浓度的扩散比群体测量大得多的事实被用于确定许多代谢物- 代谢物相关性，其在2DG处理的酵母细胞中相对于对照改变。 外表 代谢组是表型异质性的极好指标，当人群遭受重大化学或环境挑战时，已被公认为稀有细胞存活的关键因素。然而，单细胞水平的代谢组学仅仅是成熟的。预期改进导致代谢组更完整的覆盖，更好和更快的代谢物鉴定以及无损测量。 摘要 目前对单细胞的广泛分子谱分析非常感兴趣;细胞的代谢组- 它的小分子代谢物的全部补充- 是单细胞表型多样性的直接指标，并且几乎立即读出细胞如何对环境影响作出反应。然而，由于快速的代谢动力学，分子的结构多样性以及无法扩增或标记小分子代谢物，代谢组在单细胞水平上很难测量。测量技术包括质谱，毛细管电泳，以及光谱学和荧光检测的较小程度，已经在单细胞代谢组学方面取得了令人瞩目的进展。尽管目前这些方法都不能完全，快速和无损地测量单个细胞的代谢组学，但进展已足以使该领域正在目睹从可行性研究转向产生新的生物学见解的研究。特别有趣的应用领域是癌症生物学，干细胞研究以及单细胞水平组织切片中异生素和药物的监测。 科学文献包含了大量的工作，其中大量的细胞被打开并均化以制备用于生物化学表征的样品，当然，从这些研究中已经学到了很多。但最近，已经有可能监测单个细胞中的事件，因此允许研究人员测试来自传统大规模分析的许多细胞状态的现有“平均”读数是否准确地代表了正在研究的各个细胞的行为。这种单细胞测量提供了丰富的信息- 有时是无法预料的，而且往往是先前被模糊的- 关于细胞如何响应干扰或信号。在这个特刊中，三篇评论提供

单细胞测序技术大ＰＫ随着“人类细胞图谱”计划得开展，单细胞测序技术已经进入2、0时代，尤其,基于微液滴或者微流控芯片技术得高通量单细胞分选平台得出现，引领生命科学研究进入单细胞生物学时代。 目前,国内外以及各种文献报道得单细胞测序技术让人眼花缭乱,不知该如何选择。其实，国内外大规模单细胞技术得平台主要有C１?单细胞全自动制备系统、ICＥLL8 Singｌe—CelｌSysｔem、Ｉｌlumｉｎａ?Bio-Rａd?Sｉｎgｌｅ-Ceｌl Ｓeｑuencing Ｓｏluｔiｏｎ、ＢD Rhapｓody? S ingle—Cell AｎalysiｓSysｔem与10X Chrｏmiｕm Sｉngle Ceｌl Ｇｅｎe Ｅｘpｒession Soｌuｔioｎ这五种，接下来小编就带您一一了解下: 10X GENOMＩCS技术简介 CｈrｏmiumTM Singｌe Cｅll ３′Ｓolution就是基于10 X Genｏmicｓ平台,能够一次性分离、并标记50０–１0000个单细胞,并能在单细胞水平进行检测得技术,其通过微流控系统,将单细胞或长片段DNA分子快速分配到油包水得微反应体系中，每个微反应体系中得单DNA分子会获得唯一得特异性分子标签,制备生成得测序文库可以在illumina平台进行测序，并由10x Genomｉｃs提供数据分析及可视化软件,测序实验及分析流程可以与illuｍina系统无缝衔接。 1０×gｅnomｉcs技术一次可以同时得到大量大细胞数据，但只能得到ｍRＮＡ信息，LncRNA大部分信息丢失,UMI技术能很好去除认为分析引入duplicａtioｎ及PCR引入ＳＮP 位点。同样对RＮA质量要求高,降解同样会引起５'端信息丢失. 10X GEＮOＭＩCS单细胞转录组测序优缺点 10ｘGenｏｍｉcｓ单细胞转录组测序优点 1、简单便捷:集单细胞分选、扩增、建库于一体; 2、细胞通量高:每个样本细胞数可达5０0—10000个;

第18卷 第4期大学化学2003年8月今日化学 21世纪单细胞分析发展 程介克X 庞代文XX 黄卫华X X X 鲁馨X X X X (武汉大学化学与分子科学学院 武汉430072) 细胞是生物体的形态结构和生命活动的基本单位。了解生物体生命活动的规律,必须以研究细胞为基础,探索细胞的生命活动,掌握和控制生、老、病、死的规律,造福于人。 目前细胞研究已经从细胞整体(单细胞)深入到亚细胞(局部细胞质、细胞膜、囊泡)和分子水平(DNA 等生物大分子及单分子)。因此,单细胞分析向分析化学提出了严峻的挑战,也带来众多机遇。由于细胞极小(一般直径7~100L m),样品量很少(体积fL~pL),胞内组分十分复杂(最简单的红血球细胞含蛋白质上千种),胞内生化反应速度快(ms~s 级),因此,单细胞分析要求超小体积、灵敏度高(amol~zmol,10-15~10-21mol/L)、选择性好、响应速度快的分析技术。由于毛细管电泳能满足上述要求,在单细胞分析中研究及应用最为广泛。 国外在单细胞分析领域较著名的研究组均集中在美国,如北卡罗来纳大学J.W.Jorgen -son,R.M.Wightm an,宾州州立大学A.G.Ew ing,衣阿华州立大学E.S.Yeung,伊利诺大学J.V.Sw eedler,密西根大学R.T.Kennedy 及华盛顿大学N.J.Dovichi 等。 国内在单细胞分析方面起步较晚,力量分散,发展较缓慢。目前承担国家自然科学基金资助课题的单位(按资助年代先后为序)有武汉大学、山东大学、中国科技大学北京研究生院、中国科学院化学研究所、北京大学、中国科学院大连化学物理研究所、南京大学、广西师范大学等。近10年来,国家自然科学基金委对单细胞分析研究课题给予了大力支持和积极赞助。由于单细胞分析领域的迅速发展,2002年批准资助课题大幅度上升到6项(/十五0重大项目中子课题1项、重点项目1项、面上项目4项),标志着我国单细胞分析进入一个蓬勃发展时期。武汉大学在单细胞分析领域是承担基金委资助课题最早和最多的单位(1992年以来承担6项),已经开展了毛细管电泳、微流控芯片、电化学、阿达玛变换图像、动力学、微透析及荧光探针分析单细胞的研究,逐步形成一个单细胞分析的研究群体。 单细胞分析发展与毛细管电泳的兴起紧密相关。因此,这一领域的综述均以毛细管电泳为主,结合电化学、激光诱导荧光、质谱等检测方法[1]。近几年,微流控芯片[2]、图像分析[3]、实时动态监测[4]单细胞的研究迅速增长。单细胞分析的应用在不断拓宽和深入,在疾病的早期诊断方面出现了可喜的前景[5]。1X XX XXX XXXX 鲁馨:武汉大学博士研究生。 黄卫华:武汉大学博士,讲师。 庞代文:武汉大学教授,博士生导师。 程介克:武汉大学教授,博士生导师。