高中生物學中的“三字經”

彭根喬

【摘 要】本文分析了高中生物教材中有關實驗和一些基本概念的三個必要條件，幫助學生對相關條件、概念的理解，以期能掌握相關的知識點。

【關鍵詞】生物 規律 條件

筆者在教育教學實踐中，發現一些生物學概念、實驗材料的選擇等方面往往有三個限定條件，忽視其中的任一個都會引起理解的不全面，給相關判斷造成困難。現把這些規律總結如下，供各位同仁參考。

一、綠葉色素提取和分離實驗中的“鮮、嫩、綠”

在綠葉中色素的提取和分離實驗中，對葉片的要求就是“鮮、嫩、綠”。綠葉中的色素不穩定，容易分解。實驗材料的新鮮才能保證色素含量高，實驗現象明顯；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。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。綠一方面說明實驗材料的色素含量高，另一方面也能說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，對最終的實驗結果造成干擾。

二、生物體細胞質壁分離的條件“活、熟、植”

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

三、 制備細胞膜選材的要求“哺乳動物、成熟、紅細胞”

在體驗制備細胞膜的方法實驗中，對選材的要求是“哺乳動物、成熟的、紅細胞”。植物細胞在細胞膜的外面還有一層細胞壁，對細胞起支持和保護作用，因而植物細胞不容易吸水漲破，動物細胞沒有細胞壁，所以選擇動物細胞。科學家發現，人和其他哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器。哺乳動物的紅細胞在發育成熟過程中，細胞核逐漸退化，并從細胞中排出。也就是說，哺乳動物的紅細胞在發育成熟前是有細胞核和各種細胞器的，在實驗過程中，這些細胞器膜和細胞膜混雜在一起，給提純細胞膜帶來困難。哺乳動物成熟的其他細胞和未成熟的紅細胞一樣，也具有細胞核和各種細胞器，同樣不利于提純細胞膜。

四、種群的要求“一定區域、同種生物、全部個體”

高中生物新教材遺傳與進化中對種群是這樣描述的“生活在一定區域的同種生物的全部個體叫作種群”。種群中的個體不是機械的集合在一起，而是通過種內關系組成一個有機的整體，個體間可以彼此交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。所以，只有生活在一定區域的生物才有可能構成種群。同種生物之間才能自由交配產生可育后代，因而構成種群的生物必須為同種生物。如長江中的所有魚、花果山上所有的樹都不能稱為一個種群。種群包括該區域同種生物的全部個體，而不是部分。一個養蜂場的所有工蜂就不能構成一個種群，因為蜜蜂除工蜂外還包括蜂王和雄蜂。可以這樣說，一個養蜂場的所有工蜂、蜂王和雄蜂共同構成一個蜜蜂種群。

五、濃度差 載體 能量

在小分子和離子的跨膜運輸方式中，我們可以從濃度差、是否需要載體和是否需要能量這三個方面比較自由擴散、協助擴散、主動運輸。自由擴散的特點是不需要能量和載體，運輸的動力是濃度差，譬如氧氣、二氧化碳甘油、脂肪酸、苯等這些物質都是通過自由擴散進入細胞的。協助擴散不需要能量，但是需要載體的幫忙，動力也是濃度差，書本中舉了一個例子——紅細胞吸收葡萄糖。主動運輸的特點是需要能量和載體蛋白，動力由ATP提供，小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等都是通過主動運輸的。

從三者的特點可以看出，自由擴散和協助擴散都是從高濃度到低濃度的運輸，自由擴散的速度快慢取決于半透膜兩側物質的濃度差，差值越大，擴散越快。協助擴散在一定濃度范圍內與半透膜兩側的濃度差有關但外界溶液濃度增加到一定程度，由于載體數量的限制，物質轉運的速度不再增加。影響主動運輸的內因是載體的種類和數量，外因是由于主動運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運輸方式吸收離子，如氧氣、溫度、PH等。

【參考文獻】

[1]朱正威，趙占良. 生物-分子與細胞[M]. 北京：人民教育出版社，2007：63.

[2]朱正威，趙占良. 生物-分子與細胞[M]. 北京：人民教育出版社，2007：40-41.

[3]朱正威，趙占良. 生物-遺傳與進化[M]. 北京：人民教育出版社，2007：114.