江蘇 申先萍
易混淆概念的比較復(fù)習(xí)
江蘇 申先萍
生物學(xué)概念是生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的本質(zhì)特征的反映, 對生物學(xué)知識的熟練運(yùn)用離不開對概念靈活、準(zhǔn)確、全面的理解,基本概念的掌握是學(xué)好生物學(xué)知識的前提。在近年高考難度有所下降的趨勢下,以基本概念為命題核心的試題越來越受到高考命題者的青睞,本文擬結(jié)合幾道例題,對一組易混淆概念的復(fù)習(xí)做相關(guān)的比較分析。
這組概念以原生質(zhì)為中心,在中學(xué)生物教材中出現(xiàn)頻率較高。
1. 原生質(zhì)
細(xì)胞內(nèi)生命物質(zhì)的總稱,普遍認(rèn)為原生質(zhì)并非單一的某種或某些化合物,而是由多種化合物(主要包括蛋白質(zhì),核酸,脂質(zhì))所組成的復(fù)雜的膠體,原生質(zhì)分化產(chǎn)生細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。一個動物細(xì)胞就是一團(tuán)原生質(zhì),植物細(xì)胞除細(xì)胞壁以外的部分都是原生質(zhì),動植物細(xì)胞都具有原生質(zhì)。
2. 原生質(zhì)體
專指去除細(xì)胞壁的有活性的植物細(xì)胞,對植物細(xì)胞而言,原生質(zhì)體就是原生質(zhì),動物細(xì)胞沒有原生質(zhì)體,也就是說原生質(zhì)體僅存在于植物細(xì)胞中。
3. 原生質(zhì)層
專指植物細(xì)胞內(nèi)由細(xì)胞膜,液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成的結(jié)構(gòu),不包括細(xì)胞核和液泡中的細(xì)胞液,動物細(xì)胞沒有原生質(zhì)層。由于細(xì)胞膜和液泡膜都是選擇性透過膜,因此,整個原生質(zhì)層具有選擇透過性,成熟的植物細(xì)胞可通過原生質(zhì)層吸水或失水。
4. 原生質(zhì)滴
精子變形過程中,細(xì)胞核變?yōu)榫拥念^,高爾基體發(fā)育成頭部的頂體,中心體演變成精子的尾,線粒體演變成線粒體鞘。細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為球狀,叫作原生質(zhì)滴,原生質(zhì)滴隨著精子的成熟向后移動,最后脫落。
【例1】下列對原生質(zhì)、原生質(zhì)層、原生質(zhì)體和原生質(zhì)滴的敘述中,正確的是 ( )
A. 成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜及兩者之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)體
B. 一個動物細(xì)胞就是一小團(tuán)原生質(zhì)
C.植物細(xì)胞的液泡不屬于原生質(zhì)
D.用酶解法去除細(xì)胞壁后的植物細(xì)胞稱為原生質(zhì)滴
【答案】B
細(xì)胞生物學(xué)中的基質(zhì)指的是胞質(zhì)及核中均勻一致的膠狀物質(zhì),填充在細(xì)胞內(nèi)各種有形結(jié)構(gòu)之間的空隙內(nèi),如線粒體嵴間、葉綠體基粒間等,其化學(xué)成分為大分子蛋白質(zhì)、糖、無機(jī)鹽等,高中教材里涉及的基質(zhì)包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)。
1.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)指的是除去能分辨的細(xì)胞器和顆粒以外的細(xì)胞質(zhì)中膠態(tài)的基底物質(zhì),由水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸等組成,又稱細(xì)胞溶膠,是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場所,為生命活動提供了一定的環(huán)境條件、所需要的物質(zhì)和能量。
2.葉綠體基質(zhì)
葉綠體基質(zhì)分布于葉綠體內(nèi)膜與基粒之間、基粒與基粒之間的空隙中,含有各種無機(jī)鹽和其他的一些有機(jī)物,如糖類,ATP和蛋白質(zhì)等,其中最重要的是與光合作用暗反應(yīng)有關(guān)的酶和少量的DNA。
3.線粒體基質(zhì)
線粒體基質(zhì)分布于線粒體中由線粒體內(nèi)膜包裹的內(nèi)部空間內(nèi),含有參與有氧呼吸等生化反應(yīng)的酶等眾多蛋白質(zhì),較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)黏稠,蘋果酸脫氫酶是線粒體基質(zhì)的標(biāo)志酶。線粒體基質(zhì)中一般還含有線粒體自身的DNA(即線粒體DNA)、RNA和核糖體(即線粒體核糖體)。
【例2】以下有關(guān)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)的敘述中,錯誤的是 ( )
A. 它們的成分不同,功能不同
B. 它們都含有大量的酶,是代謝的重要場所
C. 它們都含有大量的自由水
D. 它們都含有大量的DNA和RNA
【解析】細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)所含的成分也不同,功能也不同,故A項(xiàng)正確;細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)都含有大量的酶,都是細(xì)胞內(nèi)完成相關(guān)代謝活動的重要場所,故B項(xiàng)正確;自由水是構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)各種基質(zhì)的重要成分,細(xì)胞中各部位都含有大量的自由水,故C項(xiàng)正確;線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)都含有少量的DNA和RNA,但一般情況下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不含DNA和RNA,故D項(xiàng)錯誤。
【答案】D
高中生物教材中涉及載體的內(nèi)容有兩處:物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸和基因工程。
1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)妮d體
與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān)的載體,化學(xué)本質(zhì)是生物膜上的膜蛋白,被稱為載體蛋白,載體蛋白參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時,需與所轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)發(fā)生暫時性、可逆的結(jié)合與分離,通過自身的構(gòu)型變化或移動完成物質(zhì)運(yùn)輸。
載體蛋白參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時具有高度的特異性, 一種特定的載體只運(yùn)輸一種類型的化學(xué)物質(zhì), 甚至一種分子或離子。
2.目的基因的運(yùn)載體
基因工程中用到的運(yùn)載體,是指將目的基因(DNA片段)轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞的一種能自我復(fù)制的DNA分子,化學(xué)本質(zhì)是DNA。利用運(yùn)載體進(jìn)行目的基因的轉(zhuǎn)移時,需要運(yùn)用相應(yīng)的工具酶。目前最常用的目的基因運(yùn)載體有細(xì)菌質(zhì)粒(一種小型環(huán)狀DNA)、噬菌體(細(xì)菌病毒)和動植物病毒等。
【例3】(原創(chuàng))下列圖1為葡萄糖分子進(jìn)入紅細(xì)胞的過程,圖2為將人胰島素基因?qū)氪竽c桿菌,構(gòu)建工程菌生產(chǎn)人胰島素的過程,下列說法中錯誤的是 ( )
A. 圖1過程中物質(zhì)②可發(fā)生暫時性的構(gòu)型變化
B. 圖1過程中物質(zhì)①和②的結(jié)合具有特異性
C. 圖2過程中的酶的作用部位與限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位相同
D. 圖1中物質(zhì)②和圖2中的質(zhì)粒都參與相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn),化學(xué)本質(zhì)相同
【解析】葡萄糖分子進(jìn)入紅細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散(也叫易化擴(kuò)散),圖1中物質(zhì)①和②分別是葡萄糖分子和載體蛋白;圖2表示基因工程中構(gòu)建基因表達(dá)載體,并將之導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程。圖1中載體參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時,自身的構(gòu)型可能會發(fā)生暫時的、可逆的變化,故A項(xiàng)正確;圖1中載體與所轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)具有高度特異性,即物質(zhì)①和②的結(jié)合具有特異性,故B項(xiàng)正確;圖2中的酶是DNA連接酶,其作用部位與限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位相同,都是磷酸二酯鍵,故C項(xiàng)正確;圖1中物質(zhì)②和圖2中的質(zhì)粒都參與相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn),但兩者化學(xué)本質(zhì)不同,圖1中物質(zhì)②的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),圖2中質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是DNA,故D項(xiàng)錯誤。
【答案】D
沖卵是胚胎工程中的專用術(shù)語,在人教版教材選修3中出現(xiàn)了兩次,但兩次“沖卵”的時間、操作對象均不同。
1.沖卵——沖取卵子
胚胎工程中,第一次沖卵是“沖取卵子”——卵母細(xì)胞,指的是從經(jīng)促性腺激素處理的雌性動物的輸卵管中沖取卵母細(xì)胞,用于體外受精或人工授精。
2.沖卵——沖取早期胚胎
胚胎工程中,第二次沖卵是早期胚胎的收集,指的是在雌性動物配種或輸精后第7天,用特制的沖卵裝置,把供體子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來,這時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段,沖出來的胚胎經(jīng)質(zhì)量檢查后用于冷凍保存或直接向受體移植。
【例4】(原創(chuàng))胚胎工程中,有兩次“沖卵”操作,第一次是指從經(jīng)激素處理的雌性動物體內(nèi)采集卵母細(xì)胞, 第二次是指在雌性動物配種或輸精后,把供體子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。下面有關(guān)兩次“沖卵”操作的敘述中,錯誤的是( )
A. 第一次“沖卵”采集到的卵母細(xì)胞可直接與經(jīng)過獲能培養(yǎng)的精子完成受精
B. 第二次“沖卵”采集到的早期胚胎一般發(fā)育到原腸胚階段
C. 第二次“沖卵”的時間大概在雌性動物配種或輸精后第7天進(jìn)行
D. 第二次“沖卵”沖出來的胚胎經(jīng)質(zhì)量檢查后方可用于冷凍保存或直接向受體移植
【解析】從雌性動物的輸卵管中采集的卵母細(xì)胞,可直接用于體外受精或人工授精,故A項(xiàng)正確;從供體子宮內(nèi)采集早期胚胎的適宜時期是桑椹胚期或囊胚期,故B項(xiàng)錯誤;一般在雌性動物配種或輸精后第7天采集早期胚胎,故C項(xiàng)正確;為確保胚胎的質(zhì)量、提高移植成功率,從供體子宮內(nèi)采集早期胚胎,必須經(jīng)質(zhì)量檢查后方可用于冷凍保存或直接向受體移植,故D項(xiàng)正確。
【答案】B
此外,中學(xué)生物教材中出現(xiàn)的易混淆基本概念還有靶器官(免疫調(diào)節(jié)和人體及動物的激素調(diào)節(jié)中都出現(xiàn)過這一概念,但生物學(xué)意義不同)、選擇透過性膜與半透膜、細(xì)胞液與細(xì)胞內(nèi)液等,復(fù)習(xí)迎考過程中,應(yīng)重視對這些基本概念的比較復(fù)習(xí),真正理解概念的內(nèi)涵與外延,這樣才能做到以不變應(yīng)萬變,輕松應(yīng)對高考。
(作者單位:江蘇省東臺市安豐中學(xué))
生活中的生物——寨卡病毒
寨卡病毒屬黃病毒科,黃病毒屬,單股正鏈RNA病毒,直徑20 nm,是一種通過蚊蟲進(jìn)行傳播的蟲媒病毒,宿主不明確,主要在野生靈長類動物和棲息在樹上的蚊子,如非洲伊蚊中循環(huán)。該病毒最早于1947年偶然通過黃熱病監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)在烏干達(dá)寨卡叢林的恒河猴中發(fā)現(xiàn),隨后于1952年在烏干達(dá)和坦桑尼亞人群中發(fā)現(xiàn)。該病毒活動一直比較隱匿,僅在赤道周圍的非洲、美洲、亞洲和太平洋地區(qū)有寨卡病毒感染散發(fā)病例。最早一次暴發(fā)流行是2007年發(fā)生在西太平洋密克羅尼亞群島的雅鋪島,更大的一次流行于2013—2014年發(fā)生在大洋洲的法屬波利尼西亞,感染了約32 000人。伊蚊還傳播黃病毒科中的另外三種病毒,包括登革熱病毒、基孔肯雅病毒和黃熱病毒,也主要在熱帶和亞熱帶地區(qū)流行。