祝遠(yuǎn)超 (湖北省天門市岳口高級(jí)中學(xué) 湖北天門 431702)
概念是思維過程的核心,是判斷推理的基礎(chǔ),是生物學(xué)理論的精髓,也是高考的重要考點(diǎn)。人教版高中生物學(xué)教材中概念較多,有些概念只有一字之差,很容易混淆。本文對(duì)幾組相近的概念進(jìn)行分析對(duì)比,歸納其異同點(diǎn)。
DNA 連接酶與DNA 聚合酶是2 種酶,均可促使磷酸二酯鍵的形成,二者的異同點(diǎn)如表1。
表1 DNA 連接酶與DNA 聚合酶的比較
人教版教材《遺傳與進(jìn)化》中的DNA 分子復(fù)制實(shí)際上指體內(nèi)DNA 復(fù)制,與體外的PCR 技術(shù)有何異同?PCR 技術(shù)即多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA 的核酸合成技術(shù)。它與體內(nèi)DNA 復(fù)制的異同點(diǎn)如表2。
表2 PCR 技術(shù)與體內(nèi)DNA 復(fù)制的比較
基因庫指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因;將含有某種生物不同基因的許多DNA 片段,導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存,各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱為基因文庫。如果這個(gè)文庫包含了某種生物的所有基因,則這種基因文庫稱為基因組文庫;如果這個(gè)文庫只包含了某種生物的一部分基因,則這種基因文庫稱為部分基因文庫,例如,只包括編碼序列的cDNA 文庫?;蛭膸彀ɑ蚪M文庫和部分基因文庫。
不 同 的DNA 片 段 間、DNA 片 段 與RNA 片 段間,在彼此間的核苷酸序列互補(bǔ)或部分互補(bǔ)的條件下均可復(fù)性,形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)合過程稱為分子雜交(molecular hybridization)。分子雜交實(shí)驗(yàn)可用于確定單鏈核酸堿基序列。其基本原理是將待測(cè)單鏈核酸與已知序列的單鏈核酸(探針)間通過堿基配對(duì)形成可檢測(cè)的雙螺旋片段。
其中,DNA 分子雜交技術(shù)指以某一特定DNA單鏈為探針(用放射性同位素標(biāo)記),與另一DNA單鏈進(jìn)行分子雜交的技術(shù),稱為Southern 印跡法[1](Southern blot)或Southern 雜交。DNA 和RNA 分子之間的雜交[2],稱為Northern 印跡法(Northern blot)或Northern 雜交。二者都是核酸雜交技術(shù),都是利用分子間的特異結(jié)合而形成結(jié)合體的過程,只是對(duì)象不同而已。核酸雜交技術(shù)在分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的研究中應(yīng)用極廣,例如,DNA 分子雜交技術(shù)在基因工程中可用于檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞;分子雜交技術(shù)可用于檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否成功轉(zhuǎn)錄。
廣義的分子雜交還包括蛋白質(zhì)雜交(蛋白質(zhì)印跡雜交),是一種蛋白質(zhì)的固定和分析技術(shù)——將已用電泳分離的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到濾膜(硝酸纖維濾膜等)上,被固定的蛋白質(zhì)保留抗原活性及與其他大分子(抗體或核酸等)特異性結(jié)合的能力,用于分子蛋白質(zhì)之間或蛋白質(zhì)與其他分子的互作關(guān)系?;诘鞍踪|(zhì)抗原與抗體結(jié)合的蛋白質(zhì)雜交就是免疫印跡,即Western 印跡法(Western blot)或Western 雜交。
很多學(xué)生經(jīng)常將動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與早期胚胎培養(yǎng)這2 個(gè)概念混為一談,甚至有些教輔資料上也沒有區(qū)分二者,實(shí)際上它們有較大的區(qū)別,如表3。
表3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與早期胚胎培養(yǎng)的比較
試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物都是利用生物工程技術(shù)培育動(dòng)物個(gè)體的方法,二者的區(qū)別如表4。
表4 試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物的比較
原生質(zhì)層、原生質(zhì)體和原生質(zhì)滴這3 個(gè)概念僅一字之差,很容易混淆,現(xiàn)對(duì)其辨析如下:
原生質(zhì)層指成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。它包括成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和細(xì)胞質(zhì),不包括細(xì)胞核和液泡中的細(xì)胞液。原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。
原生質(zhì)體通常指植物細(xì)胞脫去細(xì)胞壁后的部分。嚴(yán)格地說,原生質(zhì)體是指在人為條件下,利用纖維素酶和果膠酶等去除原有細(xì)胞壁或抑制新生細(xì)胞壁后所得到的僅有一層細(xì)胞膜包裹著細(xì)胞質(zhì)的體系[3]。利用植物的原生質(zhì)體可進(jìn)行體細(xì)胞雜交。
在精細(xì)胞變形成為精子的過程中,細(xì)胞核成為精子頭的主要部分,高爾基體發(fā)育為頭部的頂體,中心體產(chǎn)生精子尾部的軸絲,線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘。除細(xì)胞核、高爾基體、中心體和線粒體等特化成上述結(jié)構(gòu)外,精細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)則濃縮成球狀物,稱為原生質(zhì)滴。原生質(zhì)滴隨著精子的成熟過程向后移動(dòng)直到最后脫落。
滋養(yǎng)層細(xì)胞和飼養(yǎng)層細(xì)胞這2 個(gè)概念也是僅一字之差,二者的含義如下:
在哺乳類早期胚胎發(fā)育的過程中,胚泡中個(gè)體較大的細(xì)胞聚集在胚胎的一端組成內(nèi)細(xì)胞團(tuán),將來發(fā)育成胎兒的各種組織,而沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的、個(gè)體較小的細(xì)胞,稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞,它們將來發(fā)育成胎膜和胎盤。
飼養(yǎng)層細(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞,在干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),可作為提供細(xì)胞分裂、增殖的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。實(shí)際上,飼養(yǎng)層細(xì)胞的范圍更廣些,是指一些特定細(xì)胞(例如,顆粒細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、輸卵管上皮細(xì)胞等已在體外培養(yǎng)的細(xì)胞),經(jīng)有絲分裂阻斷劑(常用絲裂霉素)處理后所得的細(xì)胞單層。常用于干細(xì)胞培養(yǎng)。
整體性原理和系統(tǒng)整體性原理均是生態(tài)工程所遵循的原理,現(xiàn)分述如下:
整體性原理指在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)要使社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一,保障整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡。例如,在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí),既要號(hào)召農(nóng)民種樹,又要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題(例如,糧食、燒柴及收入等問題)。
系統(tǒng)整體性原理指系統(tǒng)的總體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體現(xiàn)這一原理,因?yàn)榛ダ采? 種生物之間相互依存、彼此有利,若將它們分開,則至少有一方不能獨(dú)立生存。例如,珊瑚礁中的藻類和珊瑚蟲、豆科植物和根瘤菌、地衣中的藻類和真菌等。
總之,人教版高中生物學(xué)教材中易混的概念較多。只有對(duì)這些概念多作比較,抓住其異同點(diǎn),才能避免混淆,從而促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成。