论文部分内容阅读
摘 要:高中生物教材中存在一些说明不清晰的难点,比如水分子通过细胞膜的方式、植物组织培养时为什么不加葡萄糖、甲状腺肿一定是缺碘吗等等,笔者查阅资料进行辨析。
关键词:高中生物 难点辨析
一、水分子通过细胞膜的方式除自由扩散外,还有协助扩散
科学研究表明,水分在植物细胞膜系统的跨膜移动有两种方式,一是以单个水分子通过膜脂双分子层的间隙进行;二是水集流通过膜上水孔蛋白中的水通道。集流是指液体中成群的原子或分子(如组成水溶液各种物质的分子)在压力梯度下共同移动,例如河水的流动。通常认为水分子很小,很容易自由通过磷脂双分子层,但实际是膜脂排列紧密,单个的水分子以扩散作用穿过膜脂双分子层间隙的速率非常缓慢,常常小于0.01cm.s-1,因此,仅凭扩散作用来实现水分的迅速跨膜运动是难以信任的。目前,科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中,它的种类很多,仅人体内就有11种。它具有十分重要的功能。
二、植物组织培养的培养基中添加蔗糖的原因
植物组织培养的培养基中添加的糖类是蔗糖而不是葡萄糖,很多资料上解释为蔗糖较葡萄糖便宜,易被植物细胞吸收。实际并非如此。以蔗糖作为碳源,主要有以下两个方面的优势:一能更好地调节培养基的渗透压。实践证明,配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖的,不易使植物细胞脱水而生长不良。另外植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢,故渗透压可相对长期的保持稳定。二是在一定程度上减少了微生物的污染。因为微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖,一般很少利用蔗糖。
三、神经元静息电位大小主要取决于K 平衡电位,与细胞外Na 浓度无关
静息状态下,神经元质膜的通透性主要表现为K 的外流,总的效应是质膜外侧聚集较多正离子,质膜内侧为较多负离子,从而膜两侧出现一定的电位差。科学实验证明,当细胞外K 浓度降低时,静息电位增大;相反,当膜外K 浓度增高时,静息电位减小。而当改变细胞膜外Na 浓度时,静息电位值不变。因此,静息电位大小主要取决于K 平衡电位,与细胞外Na 浓度无关。
四、基因突变不一定发生在细胞分裂间期
诱发基因突变的因素大体可分为外因、内因。外因包括物理因素(如射线)、化学因素(如苯等)、生物因素(如某些病毒)。内部因素包括DNA复制出错、DNA碱基组成改变等。外部因素对DNA的损伤不仅可以发生在细胞分裂间期,通过影响DNA复制来诱发基因突变,还可以直接损伤DNA分子或改变碱基。如紫外线照射可以造成DNA损伤,引起DNA分子中胸腺嘧啶以环丁基环形成二聚体,影响DNA的复制和转录,从而导致生物变异。再者,对于真核生物而言,其线粒体和叶绿体中的DNA也会发生突变,而线粒体和叶绿体的增殖并不一定和细胞分裂同步。
五、高碘也会导致甲状腺肿——高碘性甲状腺肿
甲状腺肿主要分为地方性甲状腺肿和高碘性甲状腺肿。地方性甲状腺肿的发病原因是因为饮水和食物中缺碘,甲状腺激素合成与分泌减少,垂体分泌促甲状腺激素增加,甲状腺代偿性增生肿大引起的。高碘性甲状腺肿病因刚好相反。目前研究表明,在高碘环境下,机体为尽可能贮存碘,便把碘合成胶体(无机碘在机体内无法储存)贮存在甲状腺滤泡腔内。当这种胶质堆积时就会引起甲状腺显著增大,即引发高碘性甲状腺肿。现在在一些地方已经提倡大家食用低碘盐,甚至是无碘盐。因此,对于患有甲状腺肿大的病人要尽快就医,查明病因,对症治疗,不可盲目补碘。
六、在XY型性别决定方式中,XO不全代表雌雄,XXY也不全代表雄性
研究果蝇发现,卵原细胞在减数分裂过程中,常发生同源染色体不分离现象,常出现因为性染色体异常而表现型不同的果蝇。XO(体细胞中性染色体只要一个X,缺失Y)表现为雄性不育,XYY表现为雄性可育,而XXY表现为雌性可育。因此在XY型性别决定方式中,XO不代表雌雄,XXY也不全代表雄性。另外,XXX型与YO型则在胚胎期致死,不能发育为成虫。
七、蛋白质至少为三肽才可以与双缩脲试剂反应
蛋白质可以用双缩脲试剂鉴定,其反应实质为碱性条件下,铜离子能与相邻的两个肽键反应,形成紫色络合物,因此蛋白质至少应为三肽,而二肽仅有一个肽键,故不能与双缩脲试剂反应。
八、酶的最适温度与低温钝化不可逆
温度对酶促反应速率的影响表现在两个方面。一方面是当温度升高时,反应速率加快。另一方面由于酶是蛋白质,随温度升高,酶蛋白会逐渐变性失活,酶促反应速率下降。酶蛋白所表现的最适催化温度是这两种影响的综合结果。因此最适温度不是酶的特征物理常数,常受其他条件如底物种类、作用时间、pH和离子强度等因素影响而改变。温度使酶蛋白的变性是时间累加的,一般来讲,反应时间长,酶的最适温度低,反应时间短,则最适温度就高。因此只有在规定的反应时间内才可确定酶的最适温度。多数酶在60℃以上开始变性,热变性通常是不可逆的。也有例外如胃蛋白酶加热至80℃~90℃时,失去消化蛋白质的能力,但当温度再降低到37℃时,又可恢复。多数酶在低温下稳定,但有些酶会低温钝化,如固氮酶的铁蛋白在0℃~1℃下15小时就会失活。其中有些酶的钝化还是不可逆的。
作者单位:江苏省运河中学
关键词:高中生物 难点辨析
一、水分子通过细胞膜的方式除自由扩散外,还有协助扩散
科学研究表明,水分在植物细胞膜系统的跨膜移动有两种方式,一是以单个水分子通过膜脂双分子层的间隙进行;二是水集流通过膜上水孔蛋白中的水通道。集流是指液体中成群的原子或分子(如组成水溶液各种物质的分子)在压力梯度下共同移动,例如河水的流动。通常认为水分子很小,很容易自由通过磷脂双分子层,但实际是膜脂排列紧密,单个的水分子以扩散作用穿过膜脂双分子层间隙的速率非常缓慢,常常小于0.01cm.s-1,因此,仅凭扩散作用来实现水分的迅速跨膜运动是难以信任的。目前,科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中,它的种类很多,仅人体内就有11种。它具有十分重要的功能。
二、植物组织培养的培养基中添加蔗糖的原因
植物组织培养的培养基中添加的糖类是蔗糖而不是葡萄糖,很多资料上解释为蔗糖较葡萄糖便宜,易被植物细胞吸收。实际并非如此。以蔗糖作为碳源,主要有以下两个方面的优势:一能更好地调节培养基的渗透压。实践证明,配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖的,不易使植物细胞脱水而生长不良。另外植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢,故渗透压可相对长期的保持稳定。二是在一定程度上减少了微生物的污染。因为微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖,一般很少利用蔗糖。
三、神经元静息电位大小主要取决于K 平衡电位,与细胞外Na 浓度无关
静息状态下,神经元质膜的通透性主要表现为K 的外流,总的效应是质膜外侧聚集较多正离子,质膜内侧为较多负离子,从而膜两侧出现一定的电位差。科学实验证明,当细胞外K 浓度降低时,静息电位增大;相反,当膜外K 浓度增高时,静息电位减小。而当改变细胞膜外Na 浓度时,静息电位值不变。因此,静息电位大小主要取决于K 平衡电位,与细胞外Na 浓度无关。
四、基因突变不一定发生在细胞分裂间期
诱发基因突变的因素大体可分为外因、内因。外因包括物理因素(如射线)、化学因素(如苯等)、生物因素(如某些病毒)。内部因素包括DNA复制出错、DNA碱基组成改变等。外部因素对DNA的损伤不仅可以发生在细胞分裂间期,通过影响DNA复制来诱发基因突变,还可以直接损伤DNA分子或改变碱基。如紫外线照射可以造成DNA损伤,引起DNA分子中胸腺嘧啶以环丁基环形成二聚体,影响DNA的复制和转录,从而导致生物变异。再者,对于真核生物而言,其线粒体和叶绿体中的DNA也会发生突变,而线粒体和叶绿体的增殖并不一定和细胞分裂同步。
五、高碘也会导致甲状腺肿——高碘性甲状腺肿
甲状腺肿主要分为地方性甲状腺肿和高碘性甲状腺肿。地方性甲状腺肿的发病原因是因为饮水和食物中缺碘,甲状腺激素合成与分泌减少,垂体分泌促甲状腺激素增加,甲状腺代偿性增生肿大引起的。高碘性甲状腺肿病因刚好相反。目前研究表明,在高碘环境下,机体为尽可能贮存碘,便把碘合成胶体(无机碘在机体内无法储存)贮存在甲状腺滤泡腔内。当这种胶质堆积时就会引起甲状腺显著增大,即引发高碘性甲状腺肿。现在在一些地方已经提倡大家食用低碘盐,甚至是无碘盐。因此,对于患有甲状腺肿大的病人要尽快就医,查明病因,对症治疗,不可盲目补碘。
六、在XY型性别决定方式中,XO不全代表雌雄,XXY也不全代表雄性
研究果蝇发现,卵原细胞在减数分裂过程中,常发生同源染色体不分离现象,常出现因为性染色体异常而表现型不同的果蝇。XO(体细胞中性染色体只要一个X,缺失Y)表现为雄性不育,XYY表现为雄性可育,而XXY表现为雌性可育。因此在XY型性别决定方式中,XO不代表雌雄,XXY也不全代表雄性。另外,XXX型与YO型则在胚胎期致死,不能发育为成虫。
七、蛋白质至少为三肽才可以与双缩脲试剂反应
蛋白质可以用双缩脲试剂鉴定,其反应实质为碱性条件下,铜离子能与相邻的两个肽键反应,形成紫色络合物,因此蛋白质至少应为三肽,而二肽仅有一个肽键,故不能与双缩脲试剂反应。
八、酶的最适温度与低温钝化不可逆
温度对酶促反应速率的影响表现在两个方面。一方面是当温度升高时,反应速率加快。另一方面由于酶是蛋白质,随温度升高,酶蛋白会逐渐变性失活,酶促反应速率下降。酶蛋白所表现的最适催化温度是这两种影响的综合结果。因此最适温度不是酶的特征物理常数,常受其他条件如底物种类、作用时间、pH和离子强度等因素影响而改变。温度使酶蛋白的变性是时间累加的,一般来讲,反应时间长,酶的最适温度低,反应时间短,则最适温度就高。因此只有在规定的反应时间内才可确定酶的最适温度。多数酶在60℃以上开始变性,热变性通常是不可逆的。也有例外如胃蛋白酶加热至80℃~90℃时,失去消化蛋白质的能力,但当温度再降低到37℃时,又可恢复。多数酶在低温下稳定,但有些酶会低温钝化,如固氮酶的铁蛋白在0℃~1℃下15小时就会失活。其中有些酶的钝化还是不可逆的。
作者单位:江苏省运河中学