高中生物疑難問(wèn)題集萃

本刊編輯部整理

高中生物疑難問(wèn)題集萃

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編者按：《教學(xué)考試》作者群經(jīng)常討論各種疑難問(wèn)題，一些老師查閱文獻(xiàn)資料、引經(jīng)據(jù)典、撰寫(xiě)成文，對(duì)這些疑難問(wèn)題做了詳盡的詮釋?zhuān)?jīng)一些老師的建議，我們將這些問(wèn)題編輯整理，由我刊陸續(xù)發(fā)表，方便老師和學(xué)生在教與學(xué)中參考。編輯部非常感謝老師們對(duì)雜志提出的建設(shè)性建議，讓雜志內(nèi)容更適用于教學(xué)和考試，把我們的雜志辦得更好。

【疑問(wèn)1】轉(zhuǎn)錄過(guò)程是否需要解旋酶？

【釋疑】不需要。轉(zhuǎn)錄起始不需要引物，RNA聚合酶結(jié)合在啟動(dòng)子上以后，使啟動(dòng)子附近的DNA雙鏈解旋并解鏈，形成轉(zhuǎn)錄泡以促使底物核糖核苷酸與模板DNA的堿基配對(duì)［1］。RNA聚合酶對(duì)于處在超螺旋狀態(tài)的DNA起始效率高，因?yàn)槌菪鼶NA解旋時(shí)所需要的自由能少［2］。因此我們可以推斷轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中需要DNA雙鏈的打開(kāi)，起打開(kāi)作用的不是解旋酶而是RNA聚合酶。

［1］朱玉賢，李毅，鄭曉峰.現(xiàn)代分子生物學(xué)［M］.3.北京：高等教育出版社，2007.11：68.

［2］趙壽元，喬守怡.現(xiàn)代遺傳學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2001：249.

【疑問(wèn)2】主動(dòng)運(yùn)輸有沒(méi)有順濃度梯度的運(yùn)輸？

【釋疑】沒(méi)有。主動(dòng)運(yùn)輸是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由低濃度的一側(cè)向高濃度的一側(cè)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式［1］。主動(dòng)運(yùn)輸乃逆著濃度梯度或電化學(xué)梯度，需要消耗細(xì)胞代謝的能量的轉(zhuǎn)運(yùn)方式［2］。從概念中可見(jiàn)，主動(dòng)運(yùn)輸一定是逆濃度梯度運(yùn)輸?shù)模巧锟茖W(xué)家研究物質(zhì)的進(jìn)出方式中給出的一種特殊定義，所以不存在順濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸這樣的說(shuō)法。

【參考文獻(xiàn)】

［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.細(xì)胞生物學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2000：112.

［2］王 玢，左明雪.人體及動(dòng)物生理學(xué)［M］.2.北京：高等教育出版社，2001：306.

【釋疑老師】寧夏固原市涇源縣涇源高級(jí)中學(xué) 李曉成

【疑問(wèn)3】逆轉(zhuǎn)錄病毒在進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄合成DNA時(shí)需要DNA聚合酶嗎？其過(guò)程如何？

【釋疑】不需要。逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制是由自身基因編碼的逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶）指導(dǎo)完成的，逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成與之互補(bǔ)的DNA的單鏈，并共同構(gòu)成一個(gè)DNARNA雜合分子，也就是說(shuō)，脫氧核苷酸的聚合，是在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下完成的。隨后逆轉(zhuǎn)錄酶專(zhuān)門(mén)水解RNA－DNA雜合分子中的RNA部分，并以DNA單鏈為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA的另一條鏈形成雙鏈DNA分子，以雙鏈DNA分子形式整合到宿主細(xì)胞基因組中，逆轉(zhuǎn)錄酶具有DNA聚合酶活性，不需要單獨(dú)的DNA聚合酶。

現(xiàn)在知道，逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能酶，它兼具有3種酶的活力。①它可以以RNA為模板，在其上合成出一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成RNA－DNA雜合分子（RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活力）；②它還可以在新合成的DNA鏈上合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子（DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活力）；③除了聚合酶活力外，它尚有核糖核酸酶H的活力，專(zhuān)門(mén)水解RNA－DNA雜合分子中的RNA［1］。

《教學(xué)考試》（總第228期）《高中生物疑難問(wèn)題集萃》一文中“自然界的逆轉(zhuǎn)錄病毒需要DNA聚合酶嗎？”寫(xiě)道“在它（指逆轉(zhuǎn)錄酶）的作用下，以病毒RNA單鏈為模板合成一條堿基互補(bǔ)的DNA單鏈，并共同構(gòu)成一個(gè)DNA－RNA雜合分子，這種DNA－RNA雜合分子在DNA聚合酶的作用下能夠自我復(fù)制產(chǎn)生雙鏈DNA分子。”該文認(rèn)為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程是以RNA為模板合成DNA的一條鏈，另一條鏈?zhǔn)窃贒NA聚合酶催化下進(jìn)行的。

【參考文獻(xiàn)】

［1］王鏡巖，朱圣庚，徐長(zhǎng)法.生物化學(xué)［M］.3.北京：高等教育出版社，2002：494.

【疑問(wèn)4】什么是核酶？核酶有什么作用？

【釋疑】具有催化活性的RNA分子均稱(chēng)核酶，目前已有十幾種核酶被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)核糖核苷酸序列的大小不同，核酶可以分成小核酶和大核酶。在核糖體中能催化肽鍵合成的肽基轉(zhuǎn)移酶就是RNA，屬于核酶中的一種。

按照傳統(tǒng)的看法，rRNA是核糖體的骨架，蛋白質(zhì)（肽鏈）中的肽鍵是由核糖體上的肽基轉(zhuǎn)移酶催化下合成的。直到90年代初，H.F.Noller等證明大腸桿菌23SrRNA能夠催化肽鍵的形成，才證明核糖體是一種核酶，從而根本改變了傳統(tǒng)的觀點(diǎn)。核糖體催化肽鍵合成的是rRNA，蛋白質(zhì)只是維持rRNA構(gòu)象，起輔助的作用［1］。

核糖體由大小兩個(gè)亞基構(gòu)成，不管是大亞基還是小亞基都由蛋白質(zhì)和rRNA兩種成分組成，其中rRNA含量占2/3，而蛋白質(zhì)占1/3。在mRNA翻譯為肽鏈的時(shí)候，肽鍵的形成是自動(dòng)發(fā)生的，不需要額外的能量，這一反應(yīng)是由肽基轉(zhuǎn)移酶（RNA）催化的，蛋白質(zhì)對(duì)催化沒(méi)有任何作用，而RNA是完成肽鍵轉(zhuǎn)移的唯一組分，即核糖體是一種基于RNA的酶，即核酶。多年來(lái)一直認(rèn)為肽基轉(zhuǎn)移酶是組成50S大亞基的一種蛋白，現(xiàn)在已經(jīng)清楚，它是構(gòu)成核糖體的rRNA，是一種核酶，而蛋白質(zhì)只是維持rRNA的空間結(jié)構(gòu)。［2］

【參考文獻(xiàn)】

［1］王鏡巖，朱圣庚，徐長(zhǎng)法.生物化學(xué)［M］.3.北京：高等教育出版社，2002：489.

［2］吳啟家，黃林，張翼.催化RNA的結(jié)構(gòu)與功能［J］.中國(guó)科學(xué)C輯生命科學(xué)，2009，39（1）：86.

【釋疑老師】河北省盧龍縣中學(xué) 劉曉菊

【疑問(wèn)5】雌性激素和雌激素一樣嗎？?jī)烧呤裁搓P(guān)系？

【釋疑】查看各種教科書(shū)和專(zhuān)業(yè)資料發(fā)現(xiàn)，人教版的書(shū)中提到了“卵巢分泌雌性激素等”［1］，但是上海的教材中出現(xiàn)的是“性激素的主要作用是維持生殖腺的正常生理活動(dòng)，促進(jìn)生殖細(xì)胞的生成和第二性征的發(fā)育。精巢主要分泌睪丸酮，卵巢分泌雌激素和黃體酮”［2］。更多資料表明：雌激素由卵泡和黃體產(chǎn)生，孕激素主要由黃體產(chǎn)生。雌激素主要包括雌三醇、雌酮和雌二醇，其中雌二醇的含量最為豐富。大量的雌酮是通過(guò)外周雄激素轉(zhuǎn)化而成的。孕激素包括孕酮和17－羥孕酮，最重要的孕激素是孕酮。此外，卵巢還能分泌少量的雄激素、松弛素和制卵泡素等［3］。在各類(lèi)大學(xué)以及專(zhuān)業(yè)書(shū)籍中并沒(méi)有查到“雌性激素”的名詞，因此建議根據(jù)各自的教材跟學(xué)生進(jìn)行解釋?zhuān)话闱闆r下雌激素是比較規(guī)范的、科學(xué)的說(shuō)法，但是它也并不等同于雌性生物分泌的所有激素。

【參考文獻(xiàn)】

這小孩的臉上蒙了很厚的一層灰，只有那雙大大的眼睛是亮的。甲洛洛笑笑：是男孩還是女孩？幾歲了？叫什么名字。登子回應(yīng)：是男孩，好像兩三歲了吧，叫小阿布。小阿布又悄悄地?cái)D到甲洛洛身邊，握著甲洛洛的手指。甲洛洛很喜歡這個(gè)孩子，看著登子：你下次卸貨的時(shí)候把他帶上。登子看著小阿布：怎么好呢，那是做事的地方。甲洛洛摸著小阿布的頭：我喜歡這個(gè)孩子，你卸貨的時(shí)候我?guī)湍銕е?/p>

［1］朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)生物3必修（穩(wěn)態(tài)與環(huán)境）［M］.北京：人民教育出版社，2007：25.

［2］顧福康.生命科學(xué)高中第二冊(cè)［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2007：17.

［3］左明雪.生理學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2015：405－407.

【疑問(wèn)6】在植物細(xì)胞中有溶酶體嗎？

【釋疑】溶酶體幾乎存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中，植物細(xì)胞內(nèi)也有與溶酶體功能類(lèi)似的細(xì)胞器，如圓球體、糊粉粒及植物細(xì)胞的中央液泡［1］。植物細(xì)胞雖然沒(méi)有單獨(dú)存在的溶酶體，但液泡起著溶酶體的作用［2］。

【參考文獻(xiàn)】

［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.細(xì)胞生物學(xué)［M］.4.北京：高等教育出版社，2011：131.

［2］吳玥，張潔珮.生命科學(xué)教學(xué)參考資料高中第一冊(cè)（試用本）［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2007：48.

【疑問(wèn)7】赤霉素是否具有兩重性？

【釋疑】植物激素有很多種，生長(zhǎng)素的調(diào)節(jié)作用具有兩重性：只有在合適范圍內(nèi)（一般是很低的濃度）這些作用才體現(xiàn)，如果超過(guò)合適濃度則會(huì)抑制上述作用；太高的濃度甚至使植物受害、死亡［1］。但是眾多文獻(xiàn)都沒(méi)有提到赤霉素具有兩重性。赤霉素有許多種作用，其中主要的一項(xiàng)是促進(jìn)莖和葉的生長(zhǎng)，好像是加強(qiáng)生長(zhǎng)素的作用，但這兩種激素如何相互作用，目前尚不明了［2］。赤霉素的主要生理作用為促進(jìn)種子萌發(fā)和莖伸長(zhǎng)［3］。

【參考文獻(xiàn)】

［1］顧福康，周忠良.生命科學(xué)高中第二冊(cè)（試用本）［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2007：32－33.

［2］吳相鈺，陳守良，葛明德，陳閱增.普通生物學(xué) ［M］.2.北京：高等教育出版社，2005：221.

［3］潘瑞熾.植物生理學(xué) ［M］.7.北京：高等教育出版社，2012：206－210.

【疑問(wèn)8】“中心法則”和“中心法則及其發(fā)展”到底一樣嗎？

【釋疑】1957年，克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯（見(jiàn)右圖）。但是遺傳信息不能從蛋白質(zhì)傳遞到蛋白質(zhì)，也不能從蛋白質(zhì)流向RNA或DNA［1］。

但是，一些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如流感病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、SARS傳染病病毒（一種單鏈RNA冠狀病毒）以及大多數(shù)單鏈RNA噬菌體。它們?cè)诟腥舅拗骷?xì)胞后，其RNA在宿主細(xì)胞中以導(dǎo)入的RNA為模板進(jìn)行復(fù)制。1970年有人在致癌RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了遺傳信息由RNA轉(zhuǎn)錄成DNA，稱(chēng)為反轉(zhuǎn)錄。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)錄酶，于是在反轉(zhuǎn)錄酶的催化下，以RNA為模板轉(zhuǎn)錄為雙鏈DNA成為可能。此外，在實(shí)驗(yàn)室中還可以使DNA直接翻譯成蛋白質(zhì)。修改后的中心法則如圖所示……［2］

也有教材寫(xiě)成［3］：

由此可見(jiàn)，中心法則本身就是一個(gè)發(fā)展并完善的過(guò)程。由于不同文章中心法則含義不同，因此很難區(qū)分是中心法則還是中心法則及其發(fā)展。如果我們可以在中心法則前面加幾個(gè)字或許意思就會(huì)比較明朗，如傳統(tǒng)的中心法則或者發(fā)展后的中心法則，這樣就不會(huì)讓人困惑了。

【參考文獻(xiàn)】

［1］朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)生物2必修遺傳與進(jìn)化［M］.北京：人民教育出版社，2007：68－69.

［2］吳相鈺，陳守良，葛明德，陳閱增.普通生物學(xué) ［M］.3.北京：高等教育出版社，2009：280.

［3］顧福康，周忠良.生命科學(xué)高中第二冊(cè)［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2007：52－53.

【釋疑老師】上海市曹楊第二中學(xué) 嚴(yán)黎煒