高中生物学教材中几组相近概念的辨析

2021-07-01 03:24祝远超湖北省天门市岳口高级中学湖北天门431702
生物学通报 2021年9期
关键词:原生质文库核酸

祝远超 (湖北省天门市岳口高级中学 湖北天门 431702)

概念是思维过程的核心,是判断推理的基础,是生物学理论的精髓,也是高考的重要考点。人教版高中生物学教材中概念较多,有些概念只有一字之差,很容易混淆。本文对几组相近的概念进行分析对比,归纳其异同点。

1 DNA 连 接 酶 与DNA 聚 合 酶

DNA 连接酶与DNA 聚合酶是2 种酶,均可促使磷酸二酯键的形成,二者的异同点如表1。

表1 DNA 连接酶与DNA 聚合酶的比较

2 PCR 技 术 与 体 内DNA 复 制

人教版教材《遗传与进化》中的DNA 分子复制实际上指体内DNA 复制,与体外的PCR 技术有何异同?PCR 技术即多聚酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA 的核酸合成技术。它与体内DNA 复制的异同点如表2。

表2 PCR 技术与体内DNA 复制的比较

3 基因库、基因文库与基因组文库

基因库指一个种群中全部个体所含有的全部基因;将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因,则这种基因文库称为基因组文库;如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因,则这种基因文库称为部分基因文库,例如,只包括编码序列的cDNA 文库。基因文库包括基因组文库和部分基因文库。

4 分子杂交技术

不 同 的DNA 片 段 间、DNA 片 段 与RNA 片 段间,在彼此间的核苷酸序列互补或部分互补的条件下均可复性,形成双螺旋结构。这种结合过程称为分子杂交(molecular hybridization)。分子杂交实验可用于确定单链核酸碱基序列。其基本原理是将待测单链核酸与已知序列的单链核酸(探针)间通过碱基配对形成可检测的双螺旋片段。

其中,DNA 分子杂交技术指以某一特定DNA单链为探针(用放射性同位素标记),与另一DNA单链进行分子杂交的技术,称为Southern 印迹法[1](Southern blot)或Southern 杂交。DNA 和RNA 分子之间的杂交[2],称为Northern 印迹法(Northern blot)或Northern 杂交。二者都是核酸杂交技术,都是利用分子间的特异结合而形成结合体的过程,只是对象不同而已。核酸杂交技术在分子生物学和分子遗传学的研究中应用极广,例如,DNA 分子杂交技术在基因工程中可用于检测目的基因是否成功导入受体细胞;分子杂交技术可用于检测目的基因在受体细胞中是否成功转录。

广义的分子杂交还包括蛋白质杂交(蛋白质印迹杂交),是一种蛋白质的固定和分析技术——将已用电泳分离的蛋白质转移到滤膜(硝酸纤维滤膜等)上,被固定的蛋白质保留抗原活性及与其他大分子(抗体或核酸等)特异性结合的能力,用于分子蛋白质之间或蛋白质与其他分子的互作关系。基于蛋白质抗原与抗体结合的蛋白质杂交就是免疫印迹,即Western 印迹法(Western blot)或Western 杂交。

5 动物细胞培养与早期胚胎培养

很多学生经常将动物细胞培养与早期胚胎培养这2 个概念混为一谈,甚至有些教辅资料上也没有区分二者,实际上它们有较大的区别,如表3。

表3 动物细胞培养与早期胚胎培养的比较

6 试管动物与克隆动物

试管动物与克隆动物都是利用生物工程技术培育动物个体的方法,二者的区别如表4。

表4 试管动物与克隆动物的比较

7 原生质层、原生质体和原生质滴

原生质层、原生质体和原生质滴这3 个概念仅一字之差,很容易混淆,现对其辨析如下:

原生质层指成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。它包括成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和细胞质,不包括细胞核和液泡中的细胞液。原生质层相当于一层半透膜。

原生质体通常指植物细胞脱去细胞壁后的部分。严格地说,原生质体是指在人为条件下,利用纤维素酶和果胶酶等去除原有细胞壁或抑制新生细胞壁后所得到的仅有一层细胞膜包裹着细胞质的体系[3]。利用植物的原生质体可进行体细胞杂交。

在精细胞变形成为精子的过程中,细胞核成为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,中心体产生精子尾部的轴丝,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘。除细胞核、高尔基体、中心体和线粒体等特化成上述结构外,精细胞内其他物质则浓缩成球状物,称为原生质滴。原生质滴随着精子的成熟过程向后移动直到最后脱落。

8 滋养层细胞与饲养层细胞

滋养层细胞和饲养层细胞这2 个概念也是仅一字之差,二者的含义如下:

在哺乳类早期胚胎发育的过程中,胚泡中个体较大的细胞聚集在胚胎的一端组成内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘。

饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供细胞分裂、增殖的营养细胞。实际上,饲养层细胞的范围更广些,是指一些特定细胞(例如,颗粒细胞、成纤维细胞、输卵管上皮细胞等已在体外培养的细胞),经有丝分裂阻断剂(常用丝裂霉素)处理后所得的细胞单层。常用于干细胞培养。

9 整体性原理和系统整体性原理

整体性原理和系统整体性原理均是生态工程所遵循的原理,现分述如下:

整体性原理指在进行生态工程建设时要使社会、经济和自然三方面协调统一,保障整个生态系统的稳定与平衡。例如,在进行林业工程建设时,既要号召农民种树,又要考虑贫困地区农民的生活问题(例如,粮食、烧柴及收入等问题)。

系统整体性原理指系统的总体功能大于各部分之和,即“1+1>2”。一般是互利共生的生物才能体现这一原理,因为互利共生的2 种生物之间相互依存、彼此有利,若将它们分开,则至少有一方不能独立生存。例如,珊瑚礁中的藻类和珊瑚虫、豆科植物和根瘤菌、地衣中的藻类和真菌等。

总之,人教版高中生物学教材中易混的概念较多。只有对这些概念多作比较,抓住其异同点,才能避免混淆,从而促进生物学学科核心素养的达成。

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