高中生物學(xué)中的“三字經(jīng)”

彭根喬

【摘 要】本文分析了高中生物教材中有關(guān)實(shí)驗(yàn)和一些基本概念的三個(gè)必要條件，幫助學(xué)生對(duì)相關(guān)條件、概念的理解，以期能掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】生物 規(guī)律 條件

筆者在教育教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)一些生物學(xué)概念、實(shí)驗(yàn)材料的選擇等方面往往有三個(gè)限定條件，忽視其中的任一個(gè)都會(huì)引起理解的不全面，給相關(guān)判斷造成困難。現(xiàn)把這些規(guī)律總結(jié)如下，供各位同仁參考。

一、綠葉色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中的“鮮、嫩、綠”

在綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，對(duì)葉片的要求就是“鮮、嫩、綠”。綠葉中的色素不穩(wěn)定，容易分解。實(shí)驗(yàn)材料的新鮮才能保證色素含量高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯；葉片柔嫩，就容易研磨得充分徹底，葉片中所含的色素就能比較容易地溶解到有機(jī)溶劑中。松柏一類的葉片比較粗糙，不容易研磨，因此，色素很難被提取出來(lái)。綠葉中色素的提取和分離的核心是葉綠體中的色素提取和分離。綠一方面說(shuō)明實(shí)驗(yàn)材料的色素含量高，另一方面也能說(shuō)明該葉片主要含葉綠體中的的四種色素。如果葉片為黃色，就可能為葉綠素含量少，最終不能在濾紙條上完整展現(xiàn)出四條色素帶。如果葉片為紅色，則可能為液泡中還含有其他色素如花青素等，對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。

二、生物體細(xì)胞質(zhì)壁分離的條件“活、熟、植”

生物體細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件是“活的、成熟的、植物細(xì)胞”。死細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜失去了選擇透過(guò)性，變成了全透性，因而不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只有活細(xì)胞才有可能質(zhì)壁分離。植物細(xì)胞的最外面有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁是全透性的，水分子和溶解在水里的物質(zhì)都能自由通過(guò)。當(dāng)細(xì)胞持續(xù)失水時(shí)，由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，就會(huì)出現(xiàn)原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的分離即質(zhì)壁分離。成熟的植物細(xì)胞有大的中央液泡，中央液泡是質(zhì)壁分離的前提條件，未成熟的植物細(xì)胞沒(méi)有中央液泡，不具備形成滲透作用的條件，所以也就不能發(fā)生質(zhì)壁分離。從以上分析可以看出：（1）死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，（2）具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，（3）鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于做質(zhì)壁分離的外界溶液。

三、 制備細(xì)胞膜選材的要求“哺乳動(dòng)物、成熟、紅細(xì)胞”

在體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法實(shí)驗(yàn)中，對(duì)選材的要求是“哺乳動(dòng)物、成熟的、紅細(xì)胞”。植物細(xì)胞在細(xì)胞膜的外面還有一層細(xì)胞壁，對(duì)細(xì)胞起支持和保護(hù)作用，因而植物細(xì)胞不容易吸水漲破，動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，所以選擇動(dòng)物細(xì)胞。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人和其他哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞在發(fā)育成熟過(guò)程中，細(xì)胞核逐漸退化，并從細(xì)胞中排出。也就是說(shuō)，哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞在發(fā)育成熟前是有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器的，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，這些細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜混雜在一起，給提純細(xì)胞膜帶來(lái)困難。哺乳動(dòng)物成熟的其他細(xì)胞和未成熟的紅細(xì)胞一樣，也具有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，同樣不利于提純細(xì)胞膜。

四、種群的要求“一定區(qū)域、同種生物、全部個(gè)體”

高中生物新教材遺傳與進(jìn)化中對(duì)種群是這樣描述的“生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫作種群”。種群中的個(gè)體不是機(jī)械的集合在一起，而是通過(guò)種內(nèi)關(guān)系組成一個(gè)有機(jī)的整體，個(gè)體間可以彼此交配，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。所以，只有生活在一定區(qū)域的生物才有可能構(gòu)成種群。同種生物之間才能自由交配產(chǎn)生可育后代，因而構(gòu)成種群的生物必須為同種生物。如長(zhǎng)江中的所有魚(yú)、花果山上所有的樹(shù)都不能稱為一個(gè)種群。種群包括該區(qū)域同種生物的全部個(gè)體，而不是部分。一個(gè)養(yǎng)蜂場(chǎng)的所有工蜂就不能構(gòu)成一個(gè)種群，因?yàn)槊鄯涑し渫膺€包括蜂王和雄蜂。可以這樣說(shuō)，一個(gè)養(yǎng)蜂場(chǎng)的所有工蜂、蜂王和雄蜂共同構(gòu)成一個(gè)蜜蜂種群。

五、濃度差 載體 能量

在小分子和離子的跨膜運(yùn)輸方式中，我們可以從濃度差、是否需要載體和是否需要能量這三個(gè)方面比較自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸。自由擴(kuò)散的特點(diǎn)是不需要能量和載體，運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力是濃度差，譬如氧氣、二氧化碳甘油、脂肪酸、苯等這些物質(zhì)都是通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的。協(xié)助擴(kuò)散不需要能量，但是需要載體的幫忙，動(dòng)力也是濃度差，書(shū)本中舉了一個(gè)例子——紅細(xì)胞吸收葡萄糖。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是需要能量和載體蛋白，動(dòng)力由ATP提供，小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等都是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)摹?/p>

從三者的特點(diǎn)可以看出，自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是從高濃度到低濃度的運(yùn)輸，自由擴(kuò)散的速度快慢取決于半透膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差，差值越大，擴(kuò)散越快。協(xié)助擴(kuò)散在一定濃度范圍內(nèi)與半透膜兩側(cè)的濃度差有關(guān)但外界溶液濃度增加到一定程度，由于載體數(shù)量的限制，物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的速度不再增加。影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膬?nèi)因是載體的種類和數(shù)量，外因是由于主動(dòng)運(yùn)輸消耗呼吸作用釋放的能量，因此凡是影響呼吸作用的因素都影響主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收離子，如氧氣、溫度、PH等。

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