對高中生物教學(xué)中的幾個疑點問題的解讀

【摘要】無籽西瓜和無子番茄獲得問題、低溫或秋水仙素處理抑制紡錘體形成，染色單體分開，細(xì)胞不分裂使細(xì)胞中染色體數(shù)加倍、神經(jīng)調(diào)節(jié)問題、三倍體無籽西瓜發(fā)育生長素的來源問題、高中生物實驗中使用鹽酸和酒精的作用、花藥的離體培養(yǎng)的生殖方式的歸屬問題、紅細(xì)胞的血紅蛋白來源及無核無細(xì)胞器的問題，紅細(xì)胞吸收葡萄糖的問題、紅細(xì)胞代謝的問題。

【關(guān)鍵詞】高中生物疑點問題解讀

無籽西瓜和無子番茄的獲得問題：無籽西瓜的獲得：二倍體西瓜幼苗用一定濃度的秋水仙素處理，就得到四倍體植株，以此作為母本，以二倍體西瓜植株作為父本進(jìn)行雜交，得到的種子細(xì)胞中含有三個染色體組，種下去得到的植株作為母本，授以二倍體的花粉，由于三倍體中有三個染色體組，在減數(shù)分裂時會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，所以即使授粉也不會得到種子，即無籽西瓜，原理是染色體變異，也可通過植物組織培養(yǎng)得到后代，是可遺傳的變異：無子番茄的獲得：在番茄植株生長的到花蕾期時去掉雄蕊，在雌蕊的柱頭涂以一定濃度的生長素類似物，再套袋處理，生長素刺激子房發(fā)育成果實，由于未經(jīng)授粉，所以得到的是無子果實，不可遺傳。

低溫或秋水仙素處理抑制紡錘體形成后，染色單體如何分開、細(xì)胞是否分裂的問題。

從高中生物課本中知道，秋水仙素或低溫處理都可以抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍而成為多倍體，這是獲得多倍體的有效方法。但是問題是，沒有了紡錘絲牽引，連在一起染色單體如何分開？科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：后期開始，幾乎所有姐妹染色單體同時分裂，此時每條染色單體稱為子染色體，此種分裂動力并非來自于與兩極相連的動粒纖維（紡錘絲）的張力。所以在秋水仙素或低溫破壞了動力微管的情況下，兩條染色單體也可以分開。一些實驗證明是來自于胞質(zhì)內(nèi)Ca2+信號的作用。用含有熒光的Ca2+指示劑染料連續(xù)監(jiān)視活細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)到后期時細(xì)胞內(nèi)Ca2+增強(qiáng)10倍。注射微量Ca2+于中期細(xì)胞內(nèi)可以誘導(dǎo)后期早熟，兩極有膜囊小泡積累，其中有豐富的Ca2+，與紡錘絲相鄰接有許多小囊泡，可能小囊泡Ca2+的釋放，誘導(dǎo)后期的發(fā)生。由此可見，具有紡錘絲并非姐妹染色體分開的必要條件。那細(xì)胞是否分裂呢？在人教版高中生物必修二課本第88頁《低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化》實驗中，我找到了這樣的話：“用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響紡錘體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化?！币虼?，用低溫或秋水仙素處理細(xì)胞，不影響染色單體的分離，后期細(xì)胞中染色單體分離成為子染色體而細(xì)胞不分裂而使細(xì)胞中染色體數(shù)加倍。

神經(jīng)調(diào)節(jié)問題：某人因為交通事故脊髓從胸部折斷，膝跳反射存在而針刺足部卻無感覺呢？膝跳反射屬于一種非條件反射，反射的中樞在脊髓腰段，由于折斷部位在脊髓的胸部，所以膝跳反射的反射弧是完整的，膝跳反射仍存在，但由于脊髓從胸部折斷，膝跳反射產(chǎn)生的興奮不能傳到大腦皮層，所以針刺足部無感覺。

三倍體無籽西瓜發(fā)育生長素的來源問題 ：曾經(jīng)有課本提到：“發(fā)育著的種子能夠產(chǎn)生大量生長素，在生長素的作用下，子房發(fā)育成果實?！比私贪娓咧猩锉匦薅n本中：“三倍體開花時，授以二倍體成熟花粉，能刺激子房發(fā)育成為果實（西瓜），因為沒有正常的雌配子產(chǎn)生，所以沒有種子，所以這種西瓜叫無子西瓜”。那么問題就來了：沒有種子形成，就不產(chǎn)生生長素，那三倍體子房發(fā)育的生長素從哪兒來呢？生長素的來源就只能是所授的二倍體的花粉了。我們知道，三倍體植株在減數(shù)分裂時由于同源染色體聯(lián)會紊亂，所以產(chǎn)生正常配子（2n或n）的概率只有（1/2）n-1，所以幾乎不可能產(chǎn)生種子。但是當(dāng)其柱頭接受了二倍體的花粉后，花粉在萌發(fā)的過程中，將自身色氨酸轉(zhuǎn)化為吲哚乙酸的酶體系分泌到了三倍體西瓜植株的子房中去，促發(fā)其子房合成了大量生長素；還有，二倍體花粉本身也攜帶少量的生長素，授粉以后也可以擴(kuò)散到子房中去，正是這兩種途徑的共同作用，才促使了三倍體西瓜的子房發(fā)育，最終形成了無籽西瓜。

高中生物實驗中使用鹽酸和酒精的作用：實驗《觀察DNA 和 RNA在細(xì)胞中的分布》中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8﹪鹽酸的作用是改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，同時使染色質(zhì)中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合；實驗《觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂》中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15﹪鹽酸的作用是解離，用藥液使組織中的細(xì)胞相互分離開來；實驗《低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化》中鹽酸的作用與《觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂》中的相同。酒精的作用：《檢測生物組織中的糖類，脂肪和蛋白質(zhì)》實驗中脂肪鑒定中用到了體積分?jǐn)?shù)為50﹪的酒精，作用是洗去染色后浮色；《綠葉中色素的提取和分離》中，無水乙醇的作用是提取色素；《觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂》和《低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化》中體積分?jǐn)?shù)為95﹪的酒精的作用是解離，用藥液使組織中的細(xì)胞相互分離開來。

花藥的離體培養(yǎng)的生殖方式的歸屬問題：花藥的離體培養(yǎng)的生殖方式是有性生殖方式的孤雄生殖還是無性生殖，如果按照有性生殖的概念，在花藥的離體培養(yǎng)過程中沒有出現(xiàn)有性生殖細(xì)胞的“兩兩結(jié)合”，應(yīng)該不能算是有性生殖，而且組織培養(yǎng)技術(shù)實質(zhì)上是一種無性繁殖技術(shù)，所以花藥離體培養(yǎng)的生殖方式應(yīng)該是無性生殖。確實是這樣嗎？我們知道，無性生殖的最本質(zhì)的內(nèi)在是：產(chǎn)生的后代與親代相比具有遺傳物質(zhì)不變性，即基因型不變（在不考慮后代基因突變的前提下），但是，花藥是父本減數(shù)分裂的產(chǎn)物，也就是說染色體數(shù)目已經(jīng)減半，那么所形成的單倍體植株遺傳物質(zhì)肯定與親代相異，盡管整個過程使用的是組織培養(yǎng)技術(shù)，但是培養(yǎng)的起點并不是通常意義上的外殖體（細(xì)胞染色體數(shù)為2N），而是有性生殖細(xì)胞（染色體為N）。所以，把其歸為無性生殖是不妥當(dāng)?shù)?。?yīng)該這樣理解有性生殖：1.能產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞（配子，染色體一般為N），2.有性生殖細(xì)胞的兩兩結(jié)合。事實上兩種條件都具備是主流的有性生殖。由于我們看到有性生殖一般都要經(jīng)歷減數(shù)分裂形成配子，所以滿足條件1也就經(jīng)歷有性生殖中最關(guān)鍵的一步：減數(shù)分裂，并且產(chǎn)生了有性生殖細(xì)胞，所以，由有性生殖細(xì)胞形成個體的方式，把它歸類到“特殊”的有性生殖方式（孤雄生殖）中去更合理一些。

關(guān)于人的紅細(xì)胞的幾個問題：1、紅細(xì)胞的血紅蛋白來源及無核無細(xì)胞器的問題：我們知道成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，那么其中的血紅蛋白是怎么產(chǎn)生的？原來在紅細(xì)胞發(fā)育早期，即早幼紅細(xì)胞階段，紅細(xì)胞體積變小，細(xì)胞質(zhì)呈強(qiáng)嗜堿性，游離核糖體豐富，開始合成血紅蛋白，核內(nèi)染色體濃縮成塊，核仁消失.以后的發(fā)育中，血紅蛋白合成量增加，細(xì)胞中缺乏細(xì)胞器。最后，核被排出，最終分化為無核紅細(xì)胞。紅細(xì)胞會“丟失”了核與其他的細(xì)胞器就是紅細(xì)胞分化（特化）的結(jié)果。按照結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的原理，紅細(xì)胞的這些特點與其交換CO2 和O2密切相關(guān)。細(xì)胞體積小，呈圓形，有利于在血管內(nèi)快速運行，體積小則相對表面積大，有利于提高氣體交換效率。細(xì)胞內(nèi)主要是血紅蛋白，有助于結(jié)合更多的CO2 和O2。所以紅細(xì)胞這種高度特化結(jié)構(gòu)是與其功能緊密相關(guān)的。2、紅細(xì)胞如何吸收葡萄糖的問題：紅細(xì)胞攝取葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散。也就是在載體蛋白的協(xié)助下，葡萄糖順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞。若以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，轉(zhuǎn)運速率為縱坐標(biāo)，將會發(fā)現(xiàn)，協(xié)助運輸曲線存在最大轉(zhuǎn)運速度的現(xiàn)象（載體蛋白全部發(fā)揮作用）。3、紅細(xì)胞代謝的問題：紅細(xì)胞主要能源是血漿葡萄糖，葡萄糖以協(xié)助擴(kuò)散的形式被吸收到紅細(xì)胞內(nèi)變成6-磷酸葡萄糖，其中約90﹪-95﹪經(jīng)糖酵解被利用，約5﹪-10﹪通過磷酸戊糖途徑.成熟紅細(xì)胞沒有線粒體，糖酵解是其獲能的主要方式.1摩爾葡糖糖酵解產(chǎn)生2摩爾ATP，紅細(xì)胞攜帶氧氣，但是其自身并不消耗氧氣。其內(nèi)電解質(zhì)以鉀最多，鈉較少，血漿相反。所以紅細(xì)胞產(chǎn)生的ATP主要用于維持紅細(xì)胞“鈉泵”的功能，以保證紅細(xì)胞的離子平衡。當(dāng)然，紅細(xì)胞還有其他代謝途徑，比如，2，3-DPG支路，氧化還原系統(tǒng)，但是由于與中學(xué)教學(xué)關(guān)系不大，這里不再贅述