前言：中文期刊网精心挑选了生物细胞的定义范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
生物细胞的定义范文1
1 例证教学促进概念的形成和同化
奥苏贝尔认为概念构建分为概念形成和概念同化两个方面。概念形成是由学生从同类事物的不同实例中发现共同的本质特征；概念同化是学生利用认知结构中原有的概念，学习新概念。教师根据概念在知识体系中所处的位置、顺序和相互关系，选择合适的方法进行教学，使学生学会透过现象看本质，客观地认识概念的本质属性，明确概念的内涵和外延，达到理解和掌握概念、由浅入深地运用生物概念去解决一些实际问题的效果。
1.1 例证教学促进概念的形成
在概念形成的学习过程中，例征是下位，概念是基于下位具体例证得出的概括结论。对于比较复杂的、重要的概念，其外延较大，比较抽象，直接提出概念往往不容易理解和接受，教师可借鉴实例，较直观地呈现事实，从具体到抽象，形成概念，如图1所示。
如内环境是体内细胞生活的液体环境，它是血浆、淋巴和组织液的上位概念。教学中，教师可以先通过对已知的实例，分析组织细胞生活的直接环境。如血细胞直接生活在血浆中，淋巴中悬浮着大量的淋巴细胞，补充说明一般的细胞都和组织液密切接触，并从中总结出它们的共同特点：这些液体是细胞生存的液体环境，自然形成内环境的概念。教师再从细胞代谢出发，引导学生讨论细胞生存所需的养料、氧气和细胞代谢废物的来源去路。与细胞代谢密切相关的4个系统，学生比较熟悉，教师举例说明这些系统如何与内环境发生关系，引导学生得出内环境是细胞与外界环境进行物质交换媒介的功能，内环境理化性质的相对稳定是细胞进行正常生命活动的前提条件，而稳态可以通过调节实现。
应用实例可以扩展和丰富内环境概念的内涵，教师在概念教学中要注意正反例的应用。如消化系统位于人体内，那么其中的消化液属于内环境吗？还有汗液、尿液、泪液和脑脊液呢？对这些实例进行判断使学生进一步明确内环境是细胞外液的本质属性。教师用学生身边熟悉的事物设问，会提高学生学习的兴趣，使他们对接下去的教学充满期待，从而激发学生学习的兴趣。
1.2 例证教学促进概念的同化
概念同化即从概念――概念的过程，是学生利用认知结构中原有的概念学习新概念的方式。教学中，教师可在原有概念下引出新概念，并把新概念纳入原有概念体系，反过来对原有上位概念又做了补充和扩展（图2）。
案例：在高中生物必修3“激素调节”学习时，教师先通过体温调节和血糖调节的实例，使学生来理解激素调节和激素调节的特点（上位概念）。教师再引导学生分析体温调节过程的神经调节和体液调节，总结出神经调节和体液调节的关系（上位概念）。然后学生根据总结出的特点，去学习水盐平稳调节，从而扩展对人体稳态的调节，构建好神经调节和体液调节的概念图。
2 概念建构中正例、反例和特例的应用
建构概念需要丰富有代表性的事例来支撑，由大量事例支撑的概念才能让学生真正理解、掌握和应用。这些事例就是例证，形成概念的例证包括正例、特例和反例。
2.1 利用正例、特例理解概念的外延，全面理解概念
概念的正例是指包含概念所反映的本质属性的具体事物，是概念所反映的具体对象。正例是支持概念的具体事例，是支持概念成立的论据。概念外延中的例证绝大多数就是概念的正例。概念的特例指的是特殊的例子，虽然属于概念的外延这一集合，但它不具有或不完全具有概念所反映的本质属性。
例如，微生物“是一类形体微小、结构比较简单，一般要借助于显微镜才能观察到的一大类微小生的总称”，如细菌、酵母菌、霉菌等是支持微生物这个概念的正例，而微生物的特例就有蘑菇、银耳、黑木耳和金针菇等，是肉眼可见的，是真菌一类，也属于微生物，是微生物概念中的特例，从而使学生对微生物这一概念有了比较全面和直观的理解，补充外延的不足。又如：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转变成储存能量的有机物，并释放出氧的过程。而蓝藻就是特例，虽然没有叶绿体，也能进行光合作用。所以光合作用的场所不一定都是在叶绿体。呼吸作用也是如此。
正例传递了最有利于概括概念内涵的信息，特例补充了最有利于拓展概念外延的信息，反例强调了最有利于辨别概念内涵的信息。概念的正例在教科书中出现的形式和作用有例证型和归纳型两种类型。即先列举一些正例，然后从正例中归纳出概念的基本特征。
例如在学习“细胞核――系统的控制中心”，教师可先通过几个典型的正例，如将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，长大的美西螈全部是黑色；变形虫的切半和移核实验；伞藻的嫁接实验等实验例证，来分析归纳细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。
2.2 应用反例，可以加深对概念的准确把握，提高辨析概念的能力
概念的反例指的是不具有概念本质属性的具体事例，它不属于概念的外延，但对概念的内涵的理解又非常重要。
例如，在生态系统的成分中，消费者是指动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生性动物等。反例蚯蚓和蜣螂等动物是分解者，而植物中的猪笼草、菟丝子也可以是消费者。又如，鱼的最本质特征――用鳃呼吸，则可以用生活在水中、形态像鱼的水生生物――鲸的呼吸方式来反证；为了说明会飞的不一定是鸟，可以用像鸟一样飞翔的蝙蝠来反证；为了说明植物不一定都是生产者，举反例猪笼草、菟丝子来反证；为了说明生产者不一定都是植物，用蓝藻、硝化细菌等反证；为了说明所有动物不一定都是消费者，举蚯蚓、蜣螂、秃鹫等反证；为了说明微生物不一定是分解者，举硝化细菌来反证。通过正例进行论证，用反例进行逆向分析，概念的内涵就变得更清晰、明了。
3 例证教学中存在问题及解决策略
3.1 以偏概全，不懂范例其中的道理
在例证教学中，教师由于不能对概念中的正例、反例和特例有一个清晰的认识，不能透过例子总结最本质的规律，因此，容易造成学生对概念的片面理解。
在学习原核细胞和真核细胞的区别时，教师在以细菌为例，说明原核生物的特点时，认为细菌有细胞壁，那么原核生物都有细胞壁和纤毛。如果学生仅记住例子，可能就会认为原核细胞都有细胞壁和鞭毛。
例证教学的基本原则：（1） 例举的案例要有典型性和多样性；（2） 从个别走向一般，通过对比分析，去除非本质属性，提炼本质属性。
3.2 核心概念边缘化，不能透过例子揭示生物的本质
例证教学应该帮助学生充分理解生物学的主干知识、核心知识，帮助学生构建完整的生物学知识网络。但有的时候，例证教学会喧宾夺主，使核心知识边缘化。
例如，“酶在细胞代谢中的作用”一节，教师花大量的时间让学生探究得出过氧化氢酶具有高效性，但却没有引导学生思考课本安排此实验的目的（因为该酶对细胞生命活动的正常运转起着非常重要的作用）。这节课的最后的“正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行”，可以说这是点睛之笔。
很多教师淡化或忽略了这个问题，把核心精力都放在探究实验上，反而把酶在细胞代谢中的作用这一核心问题边缘化了。
3.3 缺乏科学性和准确性，机械地理解概念
生命现象是丰富多彩的，受教师认知水平的限制或对教材研究的局限性，会在学生头脑中形成错误的概念。如有的教师在上课时举例“猪笼草是消费者”。其实，猪笼草的绿叶是可以光合作用的，所以主要是生产者，只是有的时候作为消费者。
又如有的教师以“男女性别比例失调会导致人口密度下降”来说明性别比例对种群密度的影响。其实，并不是一对夫妻只能生一个孩子，而是国家的政策控制的。这样会使自然问题社会化，缺乏科学性准确性。
3.4 把概念和定义混为一谈，不能正确地理解概念
概念包含语词、内涵、外延和例证。教科书中的大多数黑体字部分内容，从概念构成的组分来看属于概念的内涵，但通常以“定义”的形式呈现出来，是概念的定义，是对概念内涵的一种说明。例如基因是指具有遗传效应的DN段。这些都是对基因所下的定义，是对基因是什么的一个说明，这个说明反映了概念的本质特征，即概念的内涵。
但把定义当成概念的全部内容来学习，会对概念的理解和教学造成歧义。如艾滋病病毒的体内只有RNA而没有DNA，RNA是艾滋病病毒的遗传物质，不能认为艾滋病病毒就没有基因，此时的基因就是具有遗传效应的RN段。又如细胞的基本结构包括细胞膜、细胞质和细胞核，实际上，有些细胞没有细胞核（如哺乳动物的成熟红细胞），有些又有多个细胞核。对这些例外的现象，在给概念下定义时，一般不属于支持概念的内涵的范畴。
另外，有时教材给概念下定义是有特殊的背景，如果忽视下定义的背景，就会机械狭义地理解概念。如细胞的全能性，生物学教科书中的黑体字是这样叙述的：细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。有些教师追求所谓“准确”地理解这个概念，就会强调“已经分化的细胞”，如果这样理解，受精的卵细胞由于未分化就没有了全能性了，而事实上，受精卵的全能性是最强的。之所以出现这样的问题，是由于把定义当概念来学习。一方面忽视了概念的外延中的特例，另一方面不了解这是给细胞全能性下的一个定义，而这个背景就是人们已经知道“未分化的受精卵细胞具有全能性”这一事实，定义想强调那些已经分化的细胞，也具有全能性。
概念学习的过程就是学生思维方式的训练和科学方法的渗透过程，教师一方面要加强教学研究，不断地研究教材、研究学生，同时要注重积累，丰富自己的知识结构。另一方面教师在教学中要注重学生对概念内涵的理解，“不要过早地满足于一个学生定义的记忆和背诵”，而是要让学生通过例证、实验等来形成概念，才不会使学生陷入死记硬背的泥潭，才能使学生真正运用知识解决问题，才能更准确学习新概念，从而构建生物知识体系。
参考文献：
[1] 杨青青.重要概念在初中生物教学中的重要价值[J].北京教育学院学报（自然科学版），2012（6）：22-26.
生物细胞的定义范文2
除了知识和学问之外，世上没有其他任何力量能在人们的精神和心灵中，在人的思想、想象、见解和信仰中建立起统治和权威。下面小编给大家分享一些高中生物必修三知识，希望能够帮助大家，欢迎阅读!
高中生物必修三知识1一、细胞的生存环境：
1、单细胞直接与外界环境进行物质交换
2、多细胞动物通过内环境作媒介进行物质交换
细胞外液主要是血浆、淋巴、组织液，又称内环境(是细胞与外界环境进行物质交换的媒介)
其中血细胞的内环境是血浆
淋巴细胞的内环境是淋巴
毛细血管壁的内环境是血浆、组织液
毛细淋巴管的内环境是淋巴、组织液
3、组织液、淋巴的成分与含量与血浆相近，但又完全不相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液淋巴中蛋白质含量较少。
4、内环境的理化性质：渗透压，酸碱度，温度等相对稳定
血浆渗透压大小主要与无机盐、蛋白质含量有关;无机盐中Na+、Cl- 占优势
细胞外液渗透压约为770kpa 相当于细胞内液渗透压;
正常人的血浆近中性，PH为7.35-7.45与HCO3-、HPO42- 等离子有关;
人的体温维持在370C 左右(一般不超过10C)。
二、内环境稳态的重要性：
1、稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。
稳态的基础是各器官系统协调一致地正常运行
调节机制：神经-体液-免疫
稳态相关的系统：消化、呼吸、循环、泌尿系统(及皮肤)
维持内环境稳态的调节能力是有限的，若外界环境变化过于剧烈或人体自身调节能力出现障碍时内环境稳态会遭到破坏
2、内环境稳态的意义：机体进行正常生命活动的必要条件
高中生物必修三知识2一、神经调节：
1、神经调节的结构基础：神经系统
2、神经调节基本方式：反射
反射的结构基础：反射弧
反射弧组成：感受器—传入神经—神经中枢—传出神经—效应器
3、兴奋是指某些组织(神经组织)或细胞感受外界刺激后由相对静止状态变为显著的活跃状态的过程。
4、兴奋在神经纤维上的传导
以电信号的形式沿着神经纤维的传导是双向的;静息时膜内为负，膜外为正;兴奋时膜内为正，膜外为负，兴奋的传导以膜内传导为标准。
5、兴奋在神经元之间的传递——突触
突触间隙
突触后膜 细胞体的膜 树突的膜
突触小体中有突触小泡，突触小泡中有神经递质，神经递质只能由突触前膜释放到突触后膜，所以是单向传递。
在突触传导过程中有电信号化学信号电信号的过程，所以比神经纤维上的传导速度慢。
6、神经系统的分级调节
神经中枢位于颅腔中脑(大脑、脑干、小脑)和脊柱椎管内的脊髓，其中大脑皮层的中枢是最高司令部，可以调节以下神经中枢活动
大脑皮层除了对外部世界感知(感觉中枢在大脑皮层)还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能
语言文字是人类进行思维的主要工具，是人类特有的高级功能(在言语区)
记忆种类包括瞬时记忆，短期记忆，长期记忆，永久记忆
7、人脑的高级功能
(1)人脑的组成及功能：
大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢
小脑：是重要的运动调节中枢，维持身体平衡
脑干：有许多重要的生命活动中枢，如呼吸中枢
下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器、是调节内分泌活动的总枢纽
(2)语言功能是人脑特有的高级功能
语言中枢的位置和功能
书写性语言中枢失写症(能听、说、读，不能写)
运动性语言中枢运动性失语症(能听、读、写，不能说)
听觉性语言中枢听觉性失语症(能说、写、读，不能听)
视觉性语言中枢失读症(能听、说、写，不能读)
二、激素调节
1、促胰液素是人们发现的第一种激素
2、激素是由内分泌器官(内分泌细胞)分泌的化学物质激素进行生命活动的调节称激素调节
3、血糖平衡的调节
血糖正常值0.8-1.2g/L(80-120mg/dl)、甲状腺激素的分级调节
下丘脑
促甲状腺(肾上腺、性腺)激素的释放激素
垂体
促甲状腺(肾上腺、性腺)激素
甲状腺(肾上腺、性腺)
甲状腺激素(肾上腺素、性激素)
下丘脑有枢纽作用，调节过程中存在着反馈调节
5、激素调节的特点：
(1)微量和高级 (2)通过体液运输 (3)作用于靶器官、靶细胞。
6、水盐平衡调节
7、体温调节
8、神经调节和体液调节的关系：
a、特点比较
b、联系：二者相互协调地发挥作用
(1)不少内分泌腺本身直接或间接地接受中枢神经系统的调节，体液调节可以看作神经调节的一个环节;
(2)内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
高中生物必修三知识3一、生态系统
1、定义：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，
最大的生态系统是生物圈(是指地球上的全部生物及其无机环境的总和)。
2、类型：
自然生态系统
自然生态系统的自我调节大于人工生态系统
人工生态系统
非生物的物质和能量
3、结构：组成成分
生产者(自养生物) 主要是绿色植物，还有硝化细菌等
消费者 主要有植食性动物、肉食性动物和杂食性动物
异养生物
分解者 主要是细菌、真菌、还有腐生生活的动物
食物链 从生产者开始到最高营养级结束，分解者不参与食物链
营养结构
食物网 在食物网之间的关系有竞争同时存在竞争。食物链，食物网是能量流动、物质循环的渠道。(会数食物链条数)
生产者 初级消费者 初级消费者 初级消费者 初级消费者
第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级
食物链三原则：①以生产者开始;②箭头指向捕食者;③存在客观的捕食关系。
4、功能：能量流动
a、定义：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，
输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，
传递沿食物链、食物网，
散失通过呼吸作用以热能形式散失的。
b、过程：一个来源，三个去向。
c、特点：单向的、逐级递减的(能量金字塔中底层为第一营养级，生产者能量最多 )。
d、能量的传递效率：10%—20%
e、能量金字塔：处于最底层是生产者，以能量或质量表示
f、研究能量流动的实践意义
① 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
② 研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
高中生物必修三知识4一、生长素的发现：
1、胚芽鞘
尖端产生生长素，在胚芽鞘的基部起作用;
2、感光部位是胚芽鞘尖端;
3、琼脂块有吸收、运输生长素的作用;
4、生长素的成分是吲哚乙酸;
5、向光性的原因：由于生长素分布不均匀造成的，单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧生长不均匀从而造成向光弯曲。
二、生长素的合成：幼嫩的芽、叶、发育的种子(色氨酸生长素)
运输：只能从形态学上端到形态学下端，又称极性运输;
运输方式：主动运输
分布：各器官都有分布，但相对集中的分布在生长素旺盛部位。
三、生长素的生理作用：
1、生长素是不直接参与细胞代谢而是给细胞传达一种调节代谢的信息;
2、作用：
a、促进细胞的生长;(伸长)
b、促进果实的发育(培养无籽番茄);
c、促进扦插的枝条生根;
d、防止果实和叶片的脱落;
3、特点具有两重性：
高浓度促进生长，低浓度抑制生长;既可促进生长也可抑制生长;既能促进发芽也能抑制发芽，既能防止落花落果也能疏花疏果。
①不同浓度的生长素作用于同一器官，引起的生理作用功能不同，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功能不同，原因：不同的器官对生长素的敏感性不同：根〉芽〉茎
四、其他植物激素：
1、恶苗病是由赤霉素引起的，赤霉素的作用是促进细胞伸长、引起植株增高，促进种子萌发和果实成熟;
2、细胞分裂素促进细胞分裂(分布在根尖);
3、脱落酸抑制细胞分裂，促进衰老脱落(分布在根冠和萎蔫的叶片);
4、乙烯：促进果实成熟;
5、各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节;
6、植物激素的概念：由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物;
7、植物生长调节剂：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂;
优点：具有容易合成，原料广泛，效果稳定等优点，如：2、4-D奈乙酸。
高中生物必修三知识5第四章：种群和群落
一、种群的特征：
1、种群密度
a、定义：在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度;
是种群最基本的数量特征;
b、计算方法：逐个计数 针对范围小，个体较大的种群;
估算的方法 植物：样方法(取样分有五点取样法、等距离取样法)取平均值;
动物：标志重捕法(对活动能力弱、活动范围小);
昆虫：灯光诱捕法;
微生物：抽样检测法。
2、出生率、死亡率：a、定义：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率;
b、意义：是决定种群密度的大小。
3、迁入率和迁出率：a、定义：单位时间内迁入和迁出的个体占该种群个体总数的比率;
b、意义：针对一座城市人口的变化起决定作用。
4、年龄组成：
a、定义：指一个种群中各年龄期个体数目的比例;
b、类型：增长型、稳定型、衰退型;
c、意义：预测种群密度的大小。
5、性别比例：
a、定义：指种群中雌雄个体数目的比例;
b、意义：对种群密度也有一定的影响。
二、种群数量的变化：
1、“J型增长”a、数学模型：(1)
Nt=N0λt
(2)曲线(略)(横坐标为时间，纵坐标为种群数量)
b、条件：理想条件指食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件;
c、举例：自然界中确有，如一个新物种到适应的新环境。
2、“S型增长”
a、条件：自然资源和空间总是有限的;
b、曲线中注意点：
(1)K值为环境容纳量(在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量);(2)K/2处增长率最大。
3、大多数种群的数量总是在波动中，在不利的条件下，种群的数量会急剧下降甚至消失。
4、研究种群数量变化的意义：对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用、以及濒临动物种群的拯救和恢复有重要意义。
三、群落的结构：
1、群落的意义：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
2、群落的物种组成：是区别不同群落的重要特征;
群落中物种数目的多少称为丰富度，与纬度、环境污染有关。
3、群落中种间关系
4、群落的空间结构：
a、定义：在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
b、包括：垂直结构：具有明显的分层现象。意义：提高了群落利用阳光等环境资源能力;
植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，所以动物也有分层现象;
水平结构：由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，它们呈镶嵌分布。
四、群落的演替：
1、定义：随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程。
2、类型：
初生演替：指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生演替，如：沙丘、火山岩、冰川泥。
过程：裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
森林阶段(顶级群落)
生物细胞的定义范文3
生物医药工程学习以生物学，特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学的理论和技术为基础，结合化工，机械，电子计算机等现代工程技术。
1、生物医药工程是一门边缘交叉学科，综合了生物、医学、工程学，其代表性定义有：三合一学说，工程应用学说，综合学说。一般定义为：强调人类疾病的诊断，治疗与预测；
2、生物医药工程研究内容和基本任务：基本任务是致力于人的防病，治病，康复和健康，致力于为探索生命现象提供高水平的科学方法和工程技术手段；
3、研究内容：对象为人体，应用基础性为主，包含若干层次。微观：分子，细胞；器官和组织：人体的器官，组织等；整体：人体，周围环境。
（来源：文章屋网 ）
生物细胞的定义范文4
细胞是生物体的结构和功能的基本单位。形状多种多样。一般具有细胞核、细胞质和细胞膜。植物细胞的细胞膜外还有细胞壁。细胞一般很微小，用显微镜才能见到。
细胞并没有统一的定义，比较普遍的提法是：细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。
一般来说，细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成，即单细胞生物，高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为原核细胞、真核细胞两类，但也有人提出应分为三类，即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。
细胞体形极微，在显微镜下始能窥见，形状多种多样。主要由细胞核与细胞质构成，表面有细胞膜。高等植物细胞膜外有细胞壁，细胞质中常有质体，体内有叶绿体和液泡，还有线粒体。动物细胞无细胞壁，细胞质中常有中心体，而高等植物细胞中则无。细胞有运动、营养和繁殖等机能。
（来源：文章屋网 ）
生物细胞的定义范文5
网络；入侵检测系统；黑客软件
【作者简介】谭 卫（1984—）男，湖南涟源人，华南理工大学硕士毕业，中国民用航空中南地区空中交通管理局助理工程师。研究方向：电子信息化与网络安全。
1.入侵检测系统发展现状
A．入侵检测系统分类[1]
入侵检测系统有不同的分类方法：
按照采用技术不同，分为滥用检测系统和异常检测系统。
按照数据来源不同，分为基于主机的检测系统和基于网络的检测系统。
按照实现结构不同，分为单一、部分分布式以及完全分布式结构系统。
按照响应方式不同，分为被动响应和主动响应检测系统。
B．入侵检测系统面临的问题
检测性能方面：虚警和漏警问题从本质上讲难以避免，现有的入侵检测系统无法实现有效实现提高对新型攻击的检测率并降低虚警率的目标。
检测系统健壮性方面（鲁棒性）：许多商用入侵检测系统会由于某些组件突然失败而导致整个检测系统功能丧失。
自适应方面：入侵检测系统面临的攻击是随着时间而变化的，因此入侵检测系统需要具有动态自适应性，能够既可以适应变化的入侵，而且能够容忍自身系统的变化。
2．基于免疫原理的入侵检测系统
A．免疫原理分析
免疫系统抵御外部入侵，使其机体免受病原侵害的应答反应叫做免疫。外部有害病原入侵机体并激活免疫细胞，诱导其发生反应的过程称为免疫应答。免疫应答分为固有免疫和获得性免疫。前者为机体先天获得，可对病原进行快速消除；后者为特异性识别并消除病原体，具有特异性、记忆、区分自我和非自我、多样性和自我调节等优良特性。诱导免疫系统产生免疫应答的物质称为抗原[2]。
在生物免疫系统中，最主要的机制就是区分自我和非自我。自我就是指自身的细胞；非自我是指病原体、毒性有机物和内源的突变细胞或衰老细胞。在此过程中，免疫细胞能对“非自我”产生免疫应答，来消除其对抗体的危害。但对“自我”则不产生应答，以保持体内环境动态稳定。免疫细胞通过自身的进化和相互作用实现了人类的免疫功能。免疫系统的工作过程总体上是由基因选择、负选择和克隆选择3阶段组成。在这3个阶段中，由于免疫系统不受其它器官的支配，也不需要预先了解特定信息，因此是自组织的。最后由于一个抗体可以识别多种抗原，因此是轻负荷的。
生物免疫系统的特点总结如下，这为构建健壮的计算机安全系统提供了重要基础。①分布性：数百万的淋巴细胞分布于整个生物系统，他们之间没有中央控制机制，是一种没有中心控制器的分布式自制系统，能有效处理问题的非线性自适应网络；②鲁棒性：生物免疫系统中各种组件是大量存在的，因此即使缺少这些组件的一小部分也不会对系统的功能有太大的影响；③自适应性：生物免疫系统是一个自组织的存贮器，且是动态地维持着。它能够适应外界环境的变化，通过学习对新的抗原做出识别和反应，并保留对这些抗原特征的记忆，以帮助下一次对抗原的反应。这些特征是完善的IDS系统所需具备的。因此人们希望通过应用生物免疫机理，构建更高效率的IDS系统，以改进目前IDS系统的性能。
B．基于免疫原理的网络安全研究现状
当前基于人工免疫的网络安全研究内容主要包括反病毒和抗入侵两个方面。当前较有代表性的工作有如下两个：其一是IBM公司的研究人员J.O.Kephart提出的用于反病毒的计算机免疫系统，其二是S.Forrest等人提出的可用于反病毒和抗入侵两个方面的非选择算法。
J.O.Kephart等人提出的计算机免疫系统：通过模拟生物免疫系统的各个功能部件以及对外来抗原的识别、分析和清除过程，IBM公司J.O.Kephart等研究人员设计了一种计算机免疫模型和系统，用于计算机病毒的识别和清除。对已知病毒，该系统依据已知病毒特征和相应的病毒清除程序来识别和消灭计算机病毒。对未知病毒，该系统主要是设计“饵”程序来捕获病毒样本，在“饵”程序受感染后对其进行自动分析并提取病毒特征，设计相应的病毒清除程序。当计算机发现并分析了未知病毒特征时，可将所产生的病毒特征和宿主程序恢复信息传播到网上邻近计算机中，从而使得网络上的其它计算机很快就具有了对付该病毒的能力。该原型系统可以是一个病毒自动分析系统，它是从结构和功能上来模拟生物免疫系统，而没有深入研究生物免疫系统完成这些功能的具体机制并建立和设计相应的模型和算法。
负选择算法：S.Forrest等人在分析T细胞产生和作用机制的基础上，提出了一个负选择算法。T细胞在成熟过程中必须经过阴性选择，使得可导致自身免疫反应的T细胞克隆死亡并被清除，这样，成熟的T细胞将不会识别“自我”，而与成熟T细胞匹配的抗原性异物则被识别并清除。负选择算法是一个变化检测算法，具有不少优点，但它不是一个自适应学习算法。负选择算法自提出后就受到众多研究人员的关注并对其进一步研究。目前，在负选择算法和免疫系统中的学习机制相结合方面已有了一定的进展。
其它：以上仅仅是两个较有影响的工作，此外还有其它很多具有相当影响的相关模型、算法和原型系统，如R.E.Marmelstein等人提出的用于反病毒的计算机病毒免疫分层模型和系统，D.Dasgupt等人提出的基于免疫自主体的入侵检测系统框架等。
C．基于免疫原理的入侵检测一般模型
检测环境的描述:U代表本地主机和网络系统中的所有模式的集合。U被分为两部分:self集合S和non-self集合N。S、N满足S∪N=U并且S∩N=U。
入侵检测问题的描述：s∈U，判断s∈S or s∈N。
人侵检测系统的描述:D代表入侵检测系统D=(f,M)，其中M∈U代表D的检测规则集。f代表判定函数，f：U*譛{normal，anomalous)，即
误报、漏报问题的描述:人侵检测系统可能产生的错误有两类，一类是虚警(False Positive)，另一类是漏警(False Negative)。定义试验集Utest,UtestU。令Stest=S∩Utest，Ntest=N∩Utest，则由S∪N=U, S∩N=U可知Stest∪Ntest=Utest并且Stest∪Ntest= 。如果s∈Stest，且f(M,s)=anomalous，则称发生虚警错误，如果s∈Ntest,且f(M,s)=normal，则称发生漏警错误。
生物细胞的定义范文6
依据氧合严重程度的不同可分为急性肺损伤（acute lung injury，ALI）和ARDS。ALI/ARDS是以各种直接或间接因素导致肺实质或血管损伤而引起的急性呼吸衰竭。虽然ALI/ARDS是由不同病因所引起的综合征，但具有相似的病理生理改变及临床表现，其典型的特征是弥漫性肺泡损伤。由于在床边难以监测肺泡—毛细血管通透性，因而，其诊断是基于临床症状、氧合、血流动力学及放射学。
直接（肺内）或间接（肺外）因素均可引起ALI/ARDS的临床表现，即由于肺的炎性改变、肺泡—毛细血管膜损害，从而导致严重的急性呼吸衰竭。由于ALI/ARDS是根据临床表现而确定的综合征，而不论其特异性病因如何，统一ALI/ARDS诊断标准对于临床研究及制定治疗方案至关重要。
1 ALI/ARDS定义的重要性
虽然肺内或肺外因素均可引起ALI/ARDS，此种定义对于制定标准的强化治疗方案可能有所帮助，但也可能对疗效的评估产生混乱。例如，缺乏对ALI/ARDS患者的病因进行分析，在解释治疗结果时可能会产生混淆。因为一项治疗措施对某一因素所致ALI/ARDS可能有益，但对其他因素所致的则可能无益甚至有害。
ALI/ARDS的正确定义有助于促进其发病机制的研究及治疗方案的标准化。众所周知，ALI/ARDS存在许多高危因素，当前的定义仅仅说明在功能上肺损伤的严重程度。应当对引起这一综合征的单个高危因素或疾病进行研究，如误吸所致肺损伤、肺挫伤、输血相关性肺损伤，以及继发于脓毒症的肺损伤等。而且，脓毒症所致的与非脓毒症所致的ARDS比较有更高的病死率。由于病因的不同，其发病机制上也存在明显的差异，尤其是在动物模型上更是如此。因而，给予ALI/ARDS明确的定义显然是有重要意义的。
一个标准化的、统一的ALI/ARDS定义具有诸多方面的意义。首先，可以对各种临床治疗措施的效果进行比较；其次有助于对预后的判断。对一个临床医生来说，对一个功能上的ALI/ARDS定义可以在早期给予标准化治疗，即该治疗方案已被证明是有效的。例如，ALI/ARDS早期诊断就可以根据体质量尽早实施低潮气量的保护性通气策略。
2 现有ALI/ARDS诊断标准
2.1 欧美共识会议定义
1994年欧美共识会议（American—European Consensus Conference，AECC）对ALI的定义是：①急性起病；②动脉氧分压/吸入氧分数（PaO2/FiO2）≤ 300 mm Hg[不考虑呼吸末正压（PEEP）水平；1 mm Hg=0.133 kPa]；③胸部X线片示双肺弥漫性渗出；④肺毛细血管嵌压（PCWP）≤18 mm Hg或没有左心房高压的证据。如PaO2/FiO2≤200 mm Hg，则为ARDS。
目前，AECC诊断标准应用广泛，且简便，但也存在严重缺陷。ALI/ARDS临床表现与弥漫性肺泡损伤之间并无良好的相关性，而这被广泛认为是其重要的组织学特征。同时，AECC诊断标准也未考虑到通气模式的不同及PEEP水平的差异，而二者对氧合有明显的影响作用。另外，根据现有的文献报道表明常规应用Swan—Ganz 导管与相关并发症增加有关，如果不常规监测PCWP，过于强调胸片证据则会使其诊断可靠性存在问题。至于急性起病，并未明确究竟是多少时间。然而，AECC标准，尤其是ARDS诊断标准对于预后的判断已证明其具有相当的可靠性。例如，按照该标准，ARDS患者病死率较高，而非ARDS患者则较低。
2.2 Murray肺损伤评分
1988年Murray等针对ARDS提出了一个扩展性定义，即将不同的病理生理特征纳入考虑的范畴。该评分系统包括4项标准：低氧血症、呼吸系统顺应性、胸部X线，以及PEEP水平。每项标准根据严重程度的不同分为0～4分，各项分数的总和为最后评分，0分表示无肺损伤，1～2.5分为轻—中度肺损伤，>2.5分表示存在ARDS。
AECC关于ALI/ARDS定义通常需要肺损伤或危重病评分，如Murray评分作为补充。该评分系统之主要意义在于考虑到了PEEP水平及肺顺应性，因二者均为肺损伤的敏感指标。Murray评分主要不足之处是肺顺应性并不作为常规监测，而另一个明显的缺陷是并不能排除心源性肺水肿。
2.3 Delphi小组共识定义
一些学者采用Delphi方法对ARDS的定义为：①低氧血症（PEEP≤10 cm H2O时PaO2/FiO2
2.4 氧合指数与PaO2/FiO2
在小儿危重病中，氧合指数（oxygenation index，OI）被广泛应用于肺损伤及低氧血症的量化。OI要将平均气道压力（MAP）计算在内，而MAP是氧合的重要决定因素。OI=MAP×FiO2×100/PaO2。OI被认为与小儿及成人ALI/ARDS预后均有关。一些学者认为OI可以作为ALI/ARDS机械通气期间及病死率的一个良好的预测指标。相比之下，PaO2/FiO2作为预测指标并不可靠。虽然在ARDS早期阶段，依据PaO2/FiO2预测结果几乎没有差异，但该比值越低，病死率越高。这两项指标均未将PEEP、肺顺应性，以及胸片证据考虑在内，亦未排除心衰的影响。常用ALI/ARDS诊断标准比较见表1。
3 目前ALI/ARDS诊断标准的准确性
迄今，依据ALI/ARDS诊断标准在诊断准确性方面一直受到严格的检验。一项研究按照AECC诊断标准与尸检发现弥漫性肺泡损伤进行比较，发现在382例患者中，敏感性75%，特异性84%。同时也发现AECC标准对肺外因素所致者比肺内因素所致者诊断的准确性更高。
另一项针对183例接受机械通气的ICU患者进行了研究，将尸检结果与3个临床ARDS诊断标准（AECC、Murray及Delphi）的诊断准确性作比较，其敏感性与特异性分别如下：AECC 0.83，0.51；Murray 0.74， 0.77；Delphi 0.69，0.82。Murray及Delphi二者的特异性明显高于AECC，但敏感性差异无统计学意义。
4 低氧血症的意义
传统上将ARDS归纳于多器官功能不全的范畴，并认为低氧血症与病死率没有关联。该假设是基于几项ARDS network临床研究，即对缺氧（氧饱和度>88%）有良好的耐受性，而改善氧合并不能提高生存率。
然而，一些研究在采用保护性肺通气策略后，发现低氧血症的严重程度与ICU或医院病死率之间具有密切的相关性。基于此，在今后的临床研究中，应纳入低氧血症这一指标。有学者认为严重低氧血症患者增加了高氧相关性肺损伤的发生率，其原因在于需要提高FiO2来维持氧饱和度>88%。首先，许多动物实验已证实，高氧状态下可产生活性氧，细胞凋亡及坏死增加，从而导致肺损伤。其次，如何看待ARDS与多器官功能不全之间的关系至关重要，ALI/ARDS与多器官功能不全二者中，究竟何者为因，何者为果？抑或是两种不同的疾病？这些问题有待今后在基础和临床研究方面进一步探讨。
5 探索特异性生物标记物
由于ARDS并不存在特异性的临床表现，一些学者对ARDS这一概念是否仍然适用提出了质疑。明确ARDS发病机制是诊断和治疗之关键。弥漫性肺泡损伤被认为是ARDS诊断的金标准，但已有文献报道符合AECC诊断标准的患者仅有一半存在弥漫性肺泡损伤。由于AECC诊断标准缺乏特异性，依据炎症的生物标记物，而不是仅仅依赖于临床表现，确立一个新的诊断标准似乎是合理的。
引起ARDS的炎症反应包括细胞和体液因素。一种恰当的生物标记物应当可以为ALI/ARDS危险因素分层、明确ALI/ARDS起病，以及疾病演变过程提供有用的信息。一些参与ALI/ARDS发病机制的蛋白质可以被作为生物标记物。
近10年来，在以下4个方面取得了明显的进展：①从一系列的生物学信号转导通路中验证了IL—8、IL—6、血管假性血友病因子（vWF）、纤溶酶原激活物抑制剂1（PAI—1）、表面活性蛋白D（SP—D）等生物标记物在ALI/ARDS预后及死亡预测时的价值；②一些新型标记物的意义有待进一步确认，如介导内皮细胞通透性的血管生成素2（Ang—2），损伤上皮细胞的Clara细胞蛋白（CC16），以及介导炎症反应的抗诱捕受体3（DcR 3）。蛋白组学有助于目前ALI/ARDS的生物标记物的研究，但迄今仅掌握了一小部分蛋白组的特征；③基因组学与蛋白组学的出现有助于生物信息学的研究。这种高维方法学可以将一系列的信息进行整合，以便从基因组与蛋白组信号上预测是否处于ALI/ARDS危险或早期阶段，并筛选出新的标记物；④目前，已能够将上述生物标记物进行综合评估，并已表明其意义优于单一的生物标记物。筛选出特异性生物标记物，并能够应用于临床上ALI/ARDS的早期诊断、判断疗效及预后，并最终使患者获益，将成为未来研究的重要课题。
6 改变ALI/ARDS诊断标准的必要性
过去几年来，已有诸多研究对现有ALI/ARDS诊断标准提出了质疑，并建议加以修改。一些学者认为在广泛使用AECC提出的ALI/ARDS诊断标准17年后，已到了改变的时候，并根据现有的研究，提出了新的诊断标准：①危险因素：直接（肺内）或间接（肺外），许多实验研究显示二者的发病机制有明显的不同；②明确起病时间（12～36 h）；③计算PaO2/FiO2比值及标准化的呼吸支持参数设置（PEEP、MAP）；④排除心衰（使用心脏超声）；⑤仅将在标准呼吸支持参数下PaO2/FiO2 < 200 mm Hg的患者纳入。⑥特异性生物标记物。
（收稿日期：2012—04—06）
DOI：10.3760/cma.j.issn.1671—0282.2012.09.004
基金项目：浙江省教育科研基金（Y201018826）
作者单位：310009 杭州，浙江大学医学院附属第二医院ICU（李立斌），呼吸科（沈华浩）
通信作者：沈华浩，Email：.cn
