解讀現教

　　高中生物教材受內容限制，不管何種版本對某些知識只能談及枝葉，不能詳盡描述。這就給教師備課增加了難度。我們不但要掌握一定的科學知識和足夠的生物學基礎，而且要隨時注意生物科學動態，解釋生活中有關生物學問題，教科書中出現的問題，學生愛探個究竟，我們更要細致研究。我就人教版選修三中教材或教參談及卻又無明確解釋的內容做些解讀。
　　問題一：人教版高中生物選修三P61：曲線精管管壁的精原細胞先分裂……產生多個初級精母細胞（如綿羊為16個，豬為24個）。正是這括號內的幾個字使學生們納悶。雄性動物產生的精子是成千上萬的，初級精母細胞也應該是成千上萬的。為何不同動物有固定的初級精母細胞，如綿羊為16個，豬為24個？這些固定數量如16或24個初級精母細胞何以作為一個整體？劃分依據又是什么？
　　探究一：這要從哺乳動物產生精子的特有方式談起。哺乳動物胚胎發育早期的原生殖細胞（PGCS）分裂形成精原細胞，此精原細胞具有卵圓形的細胞核，核內包含與核膜相連染色質，能夠分裂復制自身并產生另一類細胞的生殖干細胞。即精原細胞分裂產生一個精原細胞和另一類生殖細胞。精原細胞留在緊鄰性索外的基膜附近。另一類生殖細胞著色較淺，可以繼續有限分裂，并向生精小管管腔推進，直至分裂產生過渡型精原細胞。過渡型精原細胞分裂產生的細胞通過分裂前復制即形成初級精母細胞，初級精母細胞將進入減數分裂。從精原細胞的分裂開始，在以后的生殖細胞分裂過程中，細胞質的分裂是不完全的。多個細胞形成合胞體，細胞之間通過1微米的細胞質橋溝通。持續分裂產生相互間連接的細胞克隆，并且細胞間離子和分子能通過細胞質間橋相互影響，因而從曲細精管管壁上的每個精原細胞產生的成群初級精母細胞作為一個細胞群是同步成熟的，故教科書會說：“……產生多個初級精母細胞（如綿羊為16個，豬為24個）。”其實，從精原細胞到精子細胞的分裂過程中，細胞不斷遠離生精小管的基膜，接近生精小管的管腔。因此，在管腔的不同層次能見到不同分化時期的細胞。精子細胞位于管腔的邊緣，從那里開始失去它們之間的細胞質連接，進一步分化成分離的精子。
　　問題二：在人教版高中選修三P65最后一段提到：精子入卵后的另一個變化，是尾部脫離，并且原有的核膜破裂；隨后，精子形成一個新的核膜，最后形成一個比原來精子核還大的核，叫做雄原核。P65圖3—6哺乳動物受精過程示意圖：⑥核膜消失，兩個原核融合。這說明受精過程有兩次核膜破裂，而只談及重建一次新的核膜，后來有無形成新的核膜？什么時候形成新的核膜？
　　探究二：對于哺乳類，精子入卵以后，精子尾部脫離，原有的核膜破裂，卵細胞質中谷胱甘肽將雄原核DNA周圍的魚精蛋白的二硫鍵還原，使精子染色質解凝聚；隨后，精子形成了一個新的核膜，最后形成核較大的雄原核。與此同時，卵子完成減數第二次分裂，中心體裝配成星體，并促使雌雄原核朝彼此的方向遷移，在遷移中復制各自的DNA。雌雄原核會合，核膜再一次崩解，染色質濃縮成染色體，定向于有絲分裂紡錘體上，受精卵開始分裂并在兩細胞期形成真正的二倍體核。由此可見，受精過程精子核膜消失兩次，重建一次。最后重建核膜是在受精卵一分為二的兩細胞期形成的，在受精完成時，精卵融合的核是無核膜包被直接進入有絲分裂前期。
　　問題三：教師教學用書：Western雜交──蛋白質分子（抗原—抗體）之間的雜交。它是檢測目的基因是否表達出蛋白質的一種方法。具體做法是：第一步，將目的基因在大腸桿菌中表達出蛋白質；第二步，將表達出的蛋白質注射動物進行免疫，產生相應的抗體，并提取出抗體（一抗）；第三步，從轉基因生物中提取蛋白質，走凝膠電泳；第四步，將凝膠中的蛋白轉移到硝酸纖維素膜上；第五步，將抗體（一抗）與硝酸纖維素膜上的蛋白雜交，這時抗體（一抗）與目的基因表達的蛋白（抗原）會特異結合。由于這種抗原—抗體的結合顯示不出條帶，所以加入一種稱為二抗的抗體，它可以與一抗結合，二抗抗體上帶有特殊的標記。如果目的基因表達出了蛋白質，則結果為陽性。為何再抗二？標記抗一不是更快嗎？為何不行？
　　探究三：Western雜交采用的是聚丙烯酰胺凝膠電泳，被檢測物是蛋白質，“探針”是抗體，“顯色”用標記的二抗。經過分離的蛋白質樣品，轉移到固相載體（例如硝酸纖維素薄膜）上，固相載體以非共價鍵形式吸附蛋白質，且能保持電泳分離的多肽類型及其生物學活性不變。以固相載體上的蛋白質或多肽作為抗原，與對應的抗體（蛋白質注射動物進行免疫，產生相應的抗體即一抗）起免疫反應。由于這種抗原—抗體的特異性結合沒有特殊的標記，一抗是為了特異性識別蛋白（抗原），即使標記了也不具有廣泛應用（因為不同的蛋白質相對應的一抗不同），況且標記抗體需要復雜的過程，因而顯示不出條帶，洗滌去除沒有結合的特異性抗體后，加入標記的、能識別特異性抗體的種屬特異性抗體即為第二抗體，種屬特異性抗體做標記具廣泛應用，因而標記。觀察有無特異性蛋白條帶的出現，經過底物顯色或放射自顯影以檢測電泳分離的特異性目的基因表達的蛋白成分。該技術也廣泛應用于檢測蛋白水平的表達。