高中生物疑难问题集萃

本刊编辑部整理

高中生物疑难问题集萃

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编者按：《教学考试》作者群经常讨论各种疑难问题，一些老师查阅文献资料、引经据典、撰写成文，对这些疑难问题做了详尽的诠释。经一些老师的提议，我们将这些问题编辑整理，由我刊陆续发表，方便老师和学生在教与学中参考。编辑部非常感谢老师们对杂志提出建设性建议，让杂志内容更适用于教学考试，把我们的杂志办得更好。

【疑问1】高尔基体是否合成纤维素？

【释疑】不一定，高尔基体可以合成细胞壁相关的多种糖，但是却往往不合成纤维素。在植物细胞中，高尔基体合成和分泌多种多糖，它们至少含12种以上的单糖，多数多糖呈分枝状且有很多共价修饰，远比动物细胞复杂很多，估计构成植物细胞典型初生壁的过程就涉及数百种酶。除少数酶共价结合在细胞壁外，多数酶都存在于内质网和高尔基体中。其中一个例外是多数植物细胞的纤维素是由细胞质外侧的纤维素合成酶合成的［1］。

［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学 ［M］.4.北京：高等教育出版社，2011：130.

【疑问2】白细胞和巨噬细胞、淋巴细胞有什么关系？

【释疑】人体的白细胞可以根据细胞质内有无颗粒分为颗粒细胞和无颗粒细胞。颗粒细胞中按照颗粒细胞对染料的反应，又可分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。无颗粒细胞可分为淋巴细胞和单核细胞。

……当体外的细菌侵入人体内时，就会使受损伤的组织释放组织胺，引起侵入部分的血管舒张，血流增加。这部分毛细血管对蛋白质的通透性也增加，于是血浆中的蛋白质渗到受微生物侵袭的组织间隙，引起这部分组织液增多，局部肿胀。受损伤的组织还吸引白细胞向这部分运动，先是白细胞中的中性粒细胞，然后是单核细胞，穿过血管壁进入受损害的组织。单核细胞渗出血管进入组织后继续发育变成巨噬细胞……

中性粒细胞和巨噬细胞都有较强的吞噬作用。这些白细胞向细菌伸出许多伪足，将细胞包围，最后包入细胞质内，形成由一层质膜包围的吞噬体［1］。

总结，白细胞包括颗粒细胞和无颗粒细胞等，无颗粒细胞可分为淋巴细胞和单核细胞，单核细胞可以转变成巨噬细胞。

【参考文献】

［1］吴相钰，陈守良，陈阅增.普通生物学 ［M］.2.北京：高等教育出版社，2005：101-102.

【疑问3】自然界的逆转录病毒需要DNA聚合酶吗？

【释疑】需要。1970年，泰明（Temin）等发现，在一些RNA致癌病毒中存在着逆转录现象。例如，当劳氏鸡肉瘤病毒侵染鸡组织细胞时，细胞中能产生一种逆转录酶。这种逆转录酶是在病毒RNA中的基因控制下合成的。在它的作用下，以病毒RNA单链为模板合成一条碱基互补的DNA单链，并共同构成一个DNA-RNA杂合分子。这种DNARNA杂合分子在DNA聚合酶的作用下能够自我复制产生双链DNA分子。逆转录现象的发现，证明了遗传信息可以从RNA传递给DNA［1］。

【参考文献】

［1］吴玥，张洁珮.生命科学教学参考资料高中第二册（试用本）［M］.上海：上海科学技术出版社，2007：45.

【疑问4】蛋白质通过核孔是否是主动运输？

【释疑】大部分蛋白质通过核孔是主动运输，具体看实际情境中是什么蛋白质。如果题干说是大分子蛋白质，则回答是主动运输。

从功能上讲，核孔复合体可以看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输。双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。

核孔复合体作为被动扩散的亲水通道，其有效直径为9～10 nm，有的可达12.5 nm，即离子、小分子以及直径在10 nm以下的物质原则上可以自由通过。对于球形蛋白质，这种有效直径相当于允许相对分子量在40×103～60×103的蛋白质分子自由穿过核孔。但实际上并不是所有符合这个条件的蛋白质都可以随意出入细胞核。有许多小分子的蛋白质，如组蛋白H1，其相对分子质量虽然只有2.1×103，但由于它本身带有具有信号功能的氨基酸序列，所以是通过主动运输进入细胞核的；有的小分子蛋白质本身虽然没有信号序列，但可以与其他有信号序列的成分结合，一起经主动运输到核内。

现在已知，这种大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的主动运输完成的，具有高度的选择性，并且是双向的。其主动运输的选择性表现在以下3个方面：①对运输颗粒大小的限制。主动运输的功能直径比被动运输大，为10～20 nm，甚至可达26 nm。像核糖体亚基那样大的RNP也可以通过核孔复合体从核内运输到细胞质中，表明核孔复合体的有效直径的大小是可调节的。②通过核孔复合体的主动运输是一个信号识别与载体介导的过程，需要消耗ATP能量，并表现出饱和动力学特征。③核孔复合体的主动运输具有双向性，即核输入和核输出，它既能把复制、转录、染色体构建和核糖体亚基单位组装等所需要的各种因子如DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等运输到核内；同时又能将翻译所需的RNA、组装好的核糖体亚单位从核内运送到细胞质。有些蛋白质或RNA分子甚至两次或多次穿越核孔复合体，如核糖体蛋白、snRNA等［1］。

核孔复合体在核内外的物质转运中起重要作用。蛋白质分子都是在细胞质中的核糖体上合成的，这些蛋白质包括合成DNA和RNA所需的聚合酶以及染色体中的组蛋白和核糖体蛋白等。它们都必须自细胞质运入细胞核。核内生成的各种RNA以及组装好的核糖体亚基等大分子又必须从细胞核内运到细胞质中。现在已经确定，有一个蛋白质家族是负责使大分子穿行核膜的，输入蛋白（importin）将大分子从细胞质运入核内，输出蛋白（exportin）则将大分子从细胞核中运至核外。大分子出入细胞核不是简单的扩散，而是有专一性的。大分子依据自身的核定位信号和核孔复合体中专一受体蛋白结合而实现“主动转运”［2］。

【参考文献】

［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学 ［M］.4.北京：高等教育出版社，2011：229-233.

［2］吴相钰，陈守良，葛明德，陈阅增.普通生物学［M］.3.北京：高等教育出版社，2009：32-33.

【疑问5】线粒体、叶绿体有核糖体吗？它们的蛋白质是否都是由它们自己的DNA控制合成？

【释疑】两者都有核糖体。只有少部分蛋白质是自己DNA控制合成，还有很多是核DNA控制合成后进入的。

线粒体和叶绿体的DNA具有与核DNA一样的编码功能。在一些学术著作中，mtDNA（线粒体DNA）和cpDNA（叶绿体DNA）也被称为线粒体基因组（mitochondrial genome）和叶绿体基因组（chloroplast genome）。借助自身的酶系统（主要由细胞核编码），这些基因组携带的遗传信息会被转录和/或翻译成相应的功能分子……

可见，线粒体和叶绿体基因组编码的蛋白质在线粒体和叶绿体的生命活动中是重要和不可缺少的，但这些蛋白质还远远不足以支持线粒体和叶绿体的基本功能。更多的蛋白质来自于核基因组的编码。

现有的研究资料表明，线粒体和叶绿体的生命活动需要数以千计的核基因参与。这个数字充分说明了线粒体和叶绿体对细胞核的依赖。细胞核编码的基因产物在细胞质中合成后，需要被准确地定向运输到叶绿体和线粒体［1］。

线粒体有自己的一套遗传系统，能按照自己的DNA的信息编码合成一些蛋白质。组成线粒体的蛋白质仅有少量是由线粒体本身的DNA编码合成的。

线粒体和细菌的大小相似，两者的DNA分子都是环状的，两者的核糖体也是有相似的。和线粒体一样，叶绿体中也有环状DNA和核糖体，能合成某些蛋白质。线粒体基质中还含有DNA分子和核糖体。DNA是遗传物质，能指导蛋白质的合成，核糖体则是蛋白质合成的机器［2］。

【参考文献】

［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学 ［M］.4.北京：高等教育出版社，2011：106-107.

［2］吴相钰，陈守良，陈阅增.普通生物学 ［M］.2.北京：高等教育出版社，2005：33-34.

【疑问6】有肽键的物质都可以用双缩脲检测吗？二肽也可以被检测吗？

【释疑】二肽不可以被双缩脲试剂检测。

凡具有两个或两个以上肽键的化合物，都可在碱性溶液中与Cu2+形成紫色络合物，即发生双缩脲反应［1］。

双缩脲反应是肽和蛋白质所特有的，而氨基酸却没有的颜色反应。一般含有两个或两个以上的肽键化合物与CuSO4溶液都能发生双缩脲反应而生成紫色的复合物。双缩脲H2N—CO—NH—CO—NH2能与CuSO4溶液产生双缩脲反应，而肽键与双缩脲化合物所含的—CO—NH—基团相同，所以也能发生此种反应，利用这个反应不仅可鉴定蛋白质的存在，而且借助分光光度计可以测定蛋白质的含量。双缩脲试剂是指能与具有两个及以上肽键的化合物发生紫色反应的试剂，并不意味着试剂中含双缩脲化合物［2］。

【参考文献】

［1］张治.中学生命科学实验手册高中（试验本）［M］.上海：上海教育出版社，2015：9.

［2］吴玥，张洁珮.生命科学教学参考资料高中第一册（试用本）［M］.上海：上海科学技术出版社，2007：33.

【释疑老师】上海市曹杨第二中学 严黎炜