對高中生物學(xué)教學(xué)中常見疑惑點(diǎn)的釋析

潘 斌

(河北省石家莊市教育科學(xué)研究所 050011)

1 紫茉莉枝條上的白色部分在光照下會變綠嗎

在幼期的細(xì)胞內(nèi)，如根尖和莖端分生組織、胚細(xì)胞中，其質(zhì)體尚未分化成熟，稱為前質(zhì)體。隨著細(xì)胞的生長和分化，前質(zhì)體才逐漸分化為成熟的質(zhì)體，如葉綠體、白色體和有色體。在一定條件下，各種質(zhì)體間是可以相互轉(zhuǎn)化的。例如，韭黃在光照下會變綠。但紫茉莉枝條的白色體，不是由正常的前質(zhì)體轉(zhuǎn)化而來，而是質(zhì)體中的DNA發(fā)生了基因突變導(dǎo)致的。因此，紫茉莉枝條上的白色體不能轉(zhuǎn)化為葉綠體，枝條白色部分在光照下不會變綠。

2 卵膜、胚膜和羊膜各位于哪

卵膜不是卵細(xì)胞膜，而是包裹于卵細(xì)胞外的非細(xì)胞性被膜(即位于細(xì)胞膜外面的膜)的總稱，如哺乳類的透明帶，雞卵的卵白、卵殼膜、卵殼等。

高等陸生動物胚胎發(fā)育過程中，由受精卵分裂形成的細(xì)胞群，一部分發(fā)育為胚胎，另一部分發(fā)育為胚胎以外的一些膜，即胚膜。例如，雞胚的胚膜包括4部分：卵黃囊膜、羊膜、尿囊膜和絨毛膜。羊膜腔內(nèi)充滿液體，稱為羊水，使胚胎在液體環(huán)境中發(fā)育；卵黃囊膜是由消化道衍生的包圍卵黃的膜層；尿囊膜是繼卵黃囊之后衍生的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)積存代謝廢物。哺乳類胚胎的胚膜也類似?？傊吣た商峁┌l(fā)育的適宜小環(huán)境，并能吸收營養(yǎng)、交換氣體和存放排泄廢物等。而爬行類卵和鳥類卵的蛋清、卵膜、殼膜和蛋殼都不是胚膜。

3 什么是硫粒

硫粒屬于能源類菌體貯藏物，硫粒具有很強(qiáng)的折光性，可在光學(xué)顯微鏡下看到?？梢娪谧狭蚣?xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿菌等[1]。

硫細(xì)菌以H2S作為能源進(jìn)行化能合成作用，將H2S氧化為硫粒并積累在菌體內(nèi)。當(dāng)缺乏H2S時(shí)，將硫粒氧化為SO42-，從而獲得能量，繼續(xù)進(jìn)行化能合成作用。

4 限制性內(nèi)切酶為什么不切割自身的DNA

在原核細(xì)胞中，限制性內(nèi)切酶往往與一種甲基化酶成對存在，它們能識別相同的堿基序列。由于甲基化酶能將自身DNA酶切位點(diǎn)的腺嘌呤與胞嘧啶進(jìn)行甲基修飾，限制酶就不能再識別、切割這種DNA了，所以限制酶只降解外源性DNA，而不分解自身的DNA。

5 基因突變可以發(fā)生在哪些時(shí)期

基因突變可以是自發(fā)的也可以是誘發(fā)的。其中自發(fā)突變主要是在DNA復(fù)制過程中堿基對錯配而引起。引起誘發(fā)突變的原因有很多，常見的有：①堿基類似物。其和堿基結(jié)構(gòu)非常類似，在DNA復(fù)制時(shí)會替代正常堿基摻入DNA分子。例如，5-溴尿嘧啶(BU)可代替T在復(fù)制時(shí)摻入DNA，與A配對；在DNA分子中，當(dāng)BU異構(gòu)成烯醇式結(jié)構(gòu)時(shí)，就容易和G配對，由此使得DNA由A-T堿基對改變?yōu)镚-C。②亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可將含NH2的堿基(A、G、C)氧化脫氨，使氨基形成酮基，改變堿基的配對性質(zhì)。亞硝酸鹽可氧化DNA鏈上已有的堿基。③紫外線照射DNA。由于高能粒子作用，引起DNA分子的損傷。例如，相鄰的兩個(gè)嘧啶之間形成嘧啶二聚體，DNA復(fù)制到此處時(shí)會突然停止，并隨意摻入別的堿基，使新鏈的堿基順序發(fā)生改變，引起基因突變。

因此，基因突變可以發(fā)生在任何時(shí)間，但都需要通過DNA復(fù)制才能產(chǎn)生穩(wěn)定的突變，并傳遞下去。

6 單克隆抗體的制備過程中，兩次篩選是如何進(jìn)行的

第一次篩選：采用HAT選擇性培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞。HAT培養(yǎng)基中含有次黃嘌呤(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶脫氧核苷(T)，所以簡稱HAT培養(yǎng)基。其原理是：培養(yǎng)基中的氨基蝶呤(A)阻斷了嘌呤和嘧啶合成的主要途徑，雜交瘤細(xì)胞可以利用次黃嘌呤制造出嘌呤類，利用胸腺嘧啶脫氧核苷(T)制造出嘧啶類，從而合成DNA，正常存活[1]。而未融合的瘤細(xì)胞，以及瘤細(xì)胞與瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞，由于不能利用次黃嘌呤合成嘌呤類而死亡；而B細(xì)胞，以及B細(xì)胞與B細(xì)胞的融合細(xì)胞由于本身沒有增殖能力，活至自身死亡而被淘汰。從而篩選出雜交瘤細(xì)胞。

第二次篩選：常采用“有限稀釋法”獲得特定的雜交瘤細(xì)胞。首先將第一次篩選得到的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行多倍稀釋后接種到多孔細(xì)胞培養(yǎng)板上，并且使培養(yǎng)板的每個(gè)孔中只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞，再培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞增殖。然后通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法檢測每孔上清液中由細(xì)胞分泌的抗體類型。上清液中的抗體能與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔即為陽性孔，孔內(nèi)細(xì)胞即為單克隆細(xì)胞。

7 如何讀取“DNA測序儀顯示的堿基排列順序”圖

要想讀取DNA測序儀顯示的堿基排列順序圖，首先需要了解DNA的測序原理。雙脫氧鏈終止法，由Sanger等1977年提出，是現(xiàn)在應(yīng)用最多的核酸測序技術(shù)。其基本流程是：在4支試管中加入引物、模板、4種脫氧核苷三磷酸(dNTP)和DNA聚合酶，再分別各加入一種2′，3′雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP)；在ddNTP摻入時(shí)，由于3′位置沒有羥基，鏈延伸終止，由于ddNTP可以在不同位置隨機(jī)摻入，產(chǎn)生一系列不同長度的DNA片段，這些片段的末端核苷酸必定為該種核苷酸[2]。由于4支試管中每一反應(yīng)管只加一種ddNTP，則該管中各種長度的DNA都終止于該種堿基處。根據(jù)每個(gè)泳道中DNA帶的位置讀出與模板鏈互補(bǔ)的新鏈序列。

8 植物組織培養(yǎng)是否需要光照

從外植體到愈傷組織的培養(yǎng)過程不必見光，因?yàn)樵跓o光條件下愈傷組織長得更快。隨著愈傷組織的增多，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分越來越少，需要進(jìn)行愈傷組織的傳代培養(yǎng)，此期間可讓愈傷組織見光。愈傷組織見光后，轉(zhuǎn)為綠色。當(dāng)愈傷組織長到一定大小后，可以更換培養(yǎng)基，進(jìn)行試管苗的培養(yǎng)。試管苗的培養(yǎng)應(yīng)該見光培養(yǎng)。

9 脫氧核苷酸與二苯胺能否發(fā)生顏色反應(yīng)

DNA與二苯胺的顯色原理：核酸的糖苷鍵比磷酸酯鍵更易被酸水解，嘌呤堿的糖苷鍵比嘧啶堿的糖苷鍵對酸更不穩(wěn)定。因此，對酸最不穩(wěn)定的是嘌呤與脫氧核糖之間的糖苷鍵[2]。

在強(qiáng)酸、加熱條件下，DNA分子的嘌呤堿基與脫氧核糖間的糖苷鍵斷裂，而產(chǎn)生脫氧核糖。脫氧核糖在酸性、加熱情況下，生成ω-羥基-γ-酮基戊醛。ω-羥基-γ-酮基戊醛與二苯胺反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。因此，某些脫氧核苷酸也可與二苯胺發(fā)生顏色反應(yīng)。

10 為何有時(shí)淀粉遇碘的顯色會迅速消失

在“溫度對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)向100℃的淀粉酶—淀粉反應(yīng)液中滴入適宜的碘液后，溶液出現(xiàn)藍(lán)色，但又立即消退。相似的問題也出現(xiàn)在“pH對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)向堿性(NaOH溶液)實(shí)驗(yàn)組中滴加碘液時(shí)，溶液出現(xiàn)藍(lán)色，也會立即消退。這是為什么呢？這與淀粉與碘結(jié)合的顯色原理有關(guān)：淀粉是由α-葡萄糖分子縮合而成的長螺旋體，碘分子正好能嵌入淀粉螺旋結(jié)構(gòu)的中心空道，每圈可容納一個(gè)碘分子，形成一種穩(wěn)定的深藍(lán)色淀粉-碘絡(luò)合物[2]，但兩者的結(jié)合為非化學(xué)反應(yīng)。

當(dāng)向100℃的淀粉酶—淀粉反應(yīng)液中滴入適宜碘液后，由于在較高溫度下，碘分子運(yùn)動加快，因此不易與淀粉結(jié)合形成絡(luò)合物，并且已形成的絡(luò)合物也會因加熱而分解，所以藍(lán)色易褪去。而當(dāng)?shù)矸勖浮矸鄯磻?yīng)液冷卻后，脫下來的碘分子又逐漸與淀粉結(jié)合而再顯藍(lán)色。因此，建議該組實(shí)驗(yàn)在試管溫度降低后再滴加碘液，效果比較理想。

在堿性環(huán)境中，I2能與NaOH發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即3I2+6NaOH→5NaI+NaIO3+3H2O，因此在堿性環(huán)境中向淀粉酶—淀粉溶液中滴加碘液也不會出現(xiàn)淀粉與碘結(jié)合顯現(xiàn)的藍(lán)色。鑒于此原因，建議該實(shí)驗(yàn)組可采用斐林試劑來檢測，根據(jù)磚紅色沉淀的生成，判斷淀粉酶催化所需要的適宜pH。