江苏 申先萍
易混淆概念的比较复习
江苏 申先萍
生物学概念是生命现象和生命活动规律的本质特征的反映, 对生物学知识的熟练运用离不开对概念灵活、准确、全面的理解,基本概念的掌握是学好生物学知识的前提。在近年高考难度有所下降的趋势下,以基本概念为命题核心的试题越来越受到高考命题者的青睐,本文拟结合几道例题,对一组易混淆概念的复习做相关的比较分析。
这组概念以原生质为中心,在中学生物教材中出现频率较高。
1. 原生质
细胞内生命物质的总称,普遍认为原生质并非单一的某种或某些化合物,而是由多种化合物(主要包括蛋白质,核酸,脂质)所组成的复杂的胶体,原生质分化产生细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就是一团原生质,植物细胞除细胞壁以外的部分都是原生质,动植物细胞都具有原生质。
2. 原生质体
专指去除细胞壁的有活性的植物细胞,对植物细胞而言,原生质体就是原生质,动物细胞没有原生质体,也就是说原生质体仅存在于植物细胞中。
3. 原生质层
专指植物细胞内由细胞膜,液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成的结构,不包括细胞核和液泡中的细胞液,动物细胞没有原生质层。由于细胞膜和液泡膜都是选择性透过膜,因此,整个原生质层具有选择透过性,成熟的植物细胞可通过原生质层吸水或失水。
4. 原生质滴
精子变形过程中,细胞核变为精子的头,高尔基体发育成头部的顶体,中心体演变成精子的尾,线粒体演变成线粒体鞘。细胞内的其他物质浓缩为球状,叫作原生质滴,原生质滴随着精子的成熟向后移动,最后脱落。
【例1】下列对原生质、原生质层、原生质体和原生质滴的叙述中,正确的是 ( )
A. 成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质称为原生质体
B. 一个动物细胞就是一小团原生质
C.植物细胞的液泡不属于原生质
D.用酶解法去除细胞壁后的植物细胞称为原生质滴
【答案】B
细胞生物学中的基质指的是胞质及核中均匀一致的胶状物质,填充在细胞内各种有形结构之间的空隙内,如线粒体嵴间、叶绿体基粒间等,其化学成分为大分子蛋白质、糖、无机盐等,高中教材里涉及的基质包括细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质。
1.细胞质基质
细胞质基质指的是除去能分辨的细胞器和颗粒以外的细胞质中胶态的基底物质,由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸等组成,又称细胞溶胶,是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为生命活动提供了一定的环境条件、所需要的物质和能量。
2.叶绿体基质
叶绿体基质分布于叶绿体内膜与基粒之间、基粒与基粒之间的空隙中,含有各种无机盐和其他的一些有机物,如糖类,ATP和蛋白质等,其中最重要的是与光合作用暗反应有关的酶和少量的DNA。
3.线粒体基质
线粒体基质分布于线粒体中由线粒体内膜包裹的内部空间内,含有参与有氧呼吸等生化反应的酶等众多蛋白质,较细胞质基质黏稠,苹果酸脱氢酶是线粒体基质的标志酶。线粒体基质中一般还含有线粒体自身的DNA(即线粒体DNA)、RNA和核糖体(即线粒体核糖体)。
【例2】以下有关细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的叙述中,错误的是 ( )
A. 它们的成分不同,功能不同
B. 它们都含有大量的酶,是代谢的重要场所
C. 它们都含有大量的自由水
D. 它们都含有大量的DNA和RNA
【解析】细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的成分也不同,功能也不同,故A项正确;细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质都含有大量的酶,都是细胞内完成相关代谢活动的重要场所,故B项正确;自由水是构成细胞内各种基质的重要成分,细胞中各部位都含有大量的自由水,故C项正确;线粒体基质和叶绿体基质都含有少量的DNA和RNA,但一般情况下细胞质基质不含DNA和RNA,故D项错误。
【答案】D
高中生物教材中涉及载体的内容有两处:物质的跨膜运输和基因工程。
1.物质跨膜运输的载体
与物质跨膜运输有关的载体,化学本质是生物膜上的膜蛋白,被称为载体蛋白,载体蛋白参与物质转运时,需与所转运的物质发生暂时性、可逆的结合与分离,通过自身的构型变化或移动完成物质运输。
载体蛋白参与物质转运时具有高度的特异性, 一种特定的载体只运输一种类型的化学物质, 甚至一种分子或离子。
2.目的基因的运载体
基因工程中用到的运载体,是指将目的基因(DNA片段)转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子,化学本质是DNA。利用运载体进行目的基因的转移时,需要运用相应的工具酶。目前最常用的目的基因运载体有细菌质粒(一种小型环状DNA)、噬菌体(细菌病毒)和动植物病毒等。
【例3】(原创)下列图1为葡萄糖分子进入红细胞的过程,图2为将人胰岛素基因导入大肠杆菌,构建工程菌生产人胰岛素的过程,下列说法中错误的是 ( )
A. 图1过程中物质②可发生暂时性的构型变化
B. 图1过程中物质①和②的结合具有特异性
C. 图2过程中的酶的作用部位与限制性核酸内切酶的作用部位相同
D. 图1中物质②和图2中的质粒都参与相关物质的转运,化学本质相同
【解析】葡萄糖分子进入红细胞的方式是协助扩散(也叫易化扩散),图1中物质①和②分别是葡萄糖分子和载体蛋白;图2表示基因工程中构建基因表达载体,并将之导入受体细胞的过程。图1中载体参与物质转运时,自身的构型可能会发生暂时的、可逆的变化,故A项正确;图1中载体与所转运的物质具有高度特异性,即物质①和②的结合具有特异性,故B项正确;图2中的酶是DNA连接酶,其作用部位与限制性核酸内切酶的作用部位相同,都是磷酸二酯键,故C项正确;图1中物质②和图2中的质粒都参与相关物质的转运,但两者化学本质不同,图1中物质②的化学本质是蛋白质,图2中质粒的化学本质是DNA,故D项错误。
【答案】D
冲卵是胚胎工程中的专用术语,在人教版教材选修3中出现了两次,但两次“冲卵”的时间、操作对象均不同。
1.冲卵——冲取卵子
胚胎工程中,第一次冲卵是“冲取卵子”——卵母细胞,指的是从经促性腺激素处理的雌性动物的输卵管中冲取卵母细胞,用于体外受精或人工授精。
2.冲卵——冲取早期胚胎
胚胎工程中,第二次冲卵是早期胚胎的收集,指的是在雌性动物配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体子宫内的早期胚胎冲洗出来,这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段,冲出来的胚胎经质量检查后用于冷冻保存或直接向受体移植。
【例4】(原创)胚胎工程中,有两次“冲卵”操作,第一次是指从经激素处理的雌性动物体内采集卵母细胞, 第二次是指在雌性动物配种或输精后,把供体子宫内的早期胚胎冲洗出来。下面有关两次“冲卵”操作的叙述中,错误的是( )
A. 第一次“冲卵”采集到的卵母细胞可直接与经过获能培养的精子完成受精
B. 第二次“冲卵”采集到的早期胚胎一般发育到原肠胚阶段
C. 第二次“冲卵”的时间大概在雌性动物配种或输精后第7天进行
D. 第二次“冲卵”冲出来的胚胎经质量检查后方可用于冷冻保存或直接向受体移植
【解析】从雌性动物的输卵管中采集的卵母细胞,可直接用于体外受精或人工授精,故A项正确;从供体子宫内采集早期胚胎的适宜时期是桑椹胚期或囊胚期,故B项错误;一般在雌性动物配种或输精后第7天采集早期胚胎,故C项正确;为确保胚胎的质量、提高移植成功率,从供体子宫内采集早期胚胎,必须经质量检查后方可用于冷冻保存或直接向受体移植,故D项正确。
【答案】B
此外,中学生物教材中出现的易混淆基本概念还有靶器官(免疫调节和人体及动物的激素调节中都出现过这一概念,但生物学意义不同)、选择透过性膜与半透膜、细胞液与细胞内液等,复习迎考过程中,应重视对这些基本概念的比较复习,真正理解概念的内涵与外延,这样才能做到以不变应万变,轻松应对高考。
(作者单位:江苏省东台市安丰中学)
生活中的生物——寨卡病毒
寨卡病毒属黄病毒科,黄病毒属,单股正链RNA病毒,直径20 nm,是一种通过蚊虫进行传播的虫媒病毒,宿主不明确,主要在野生灵长类动物和栖息在树上的蚊子,如非洲伊蚊中循环。该病毒最早于1947年偶然通过黄热病监测网络在乌干达寨卡丛林的恒河猴中发现,随后于1952年在乌干达和坦桑尼亚人群中发现。该病毒活动一直比较隐匿,仅在赤道周围的非洲、美洲、亚洲和太平洋地区有寨卡病毒感染散发病例。最早一次暴发流行是2007年发生在西太平洋密克罗尼亚群岛的雅铺岛,更大的一次流行于2013—2014年发生在大洋洲的法属波利尼西亚,感染了约32 000人。伊蚊还传播黄病毒科中的另外三种病毒,包括登革热病毒、基孔肯雅病毒和黄热病毒,也主要在热带和亚热带地区流行。