關(guān)注教材邊角資源

劉曉菊

教師利用生物學(xué)課堂的生動(dòng)性、趣味性、與實(shí)際生活聯(lián)系的緊密性吸引學(xué)生，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。生活處處皆學(xué)問(wèn)，學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解釋生活實(shí)際問(wèn)題，運(yùn)用生物學(xué)原理看待問(wèn)題，從生物學(xué)角度衡量問(wèn)題，從而能有效地提高中學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)，起到學(xué)科教育的社會(huì)效應(yīng)，這也是生物學(xué)科設(shè)立的目的之一。

人教版教材中有很多與生活應(yīng)用緊密聯(lián)系的實(shí)例資源，或存在于教材的插圖中，或存在于閱讀資料中，或存在于教材的拓展題中。這些教師容易忽略的知識(shí)點(diǎn)卻可能成為高考出題者挖掘的素材和資源。下面就這些資源中的一些“陌生術(shù)語(yǔ)名詞”做淺析，以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，以期有效備戰(zhàn)高考。

1 脊髓灰質(zhì)炎病毒

1.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細(xì)胞》P6練習(xí)的拓展題中提到人工合成“脊髓灰質(zhì)炎（俗稱小兒麻痹癥）病毒”。

1.2 名詞淺析

脊髓灰質(zhì)炎病毒是RNA病毒，屬腸道病毒屬。人是脊髓灰質(zhì)炎病毒的唯一自然宿主。脊髓灰質(zhì)炎病毒常侵犯人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)，損害脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞，導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)障礙，該病因多發(fā)于兒童，故又稱小兒麻痹癥。該病毒侵犯人體主要是通過(guò)消化道傳播。病毒顆粒中心為單股正鏈RNA，外被衣殼，在電鏡下呈球形顆粒狀，其直徑20～30 nm，呈立體對(duì)稱12面體，在分類上屬于動(dòng)物病毒、RNA病毒。

1.3 例題賞析

【例1】 下列關(guān)于病毒的說(shuō)法正確的是（ ）

A. 用吡羅紅-甲基綠染液染色可在光鏡下觀察病毒體內(nèi)DNA和RNA的分布

B. T2噬菌體的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同

C. T2噬菌體的核酸由脫氧核糖核苷酸組成

D. 脊髓灰質(zhì)炎病毒可引起機(jī)體脊髓處神經(jīng)元受損，使人體出現(xiàn)肢體感覺(jué)障礙

答案與解析：病毒體內(nèi)只含有一種核酸，不能同時(shí)含有DNA和RNA，病毒非常微小，必須借助電鏡觀察，光鏡下不可見(jiàn)，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；肺炎雙球菌的增殖方式為二分裂，二者增殖方式不同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；T2噬菌體屬于DNA病毒，其核酸只有DNA，由脫氧核糖核苷酸組成，C選項(xiàng)正確；脊髓灰質(zhì)炎病毒可引起機(jī)體脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受損，使人體出現(xiàn)肢體運(yùn)動(dòng)障礙，不是感覺(jué)障礙，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

2 甲胎蛋白與癌胚抗原

2.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細(xì)胞》P41練習(xí)“與生活聯(lián)系”欄目中提到：細(xì)胞在癌變的過(guò)程中，細(xì)胞膜的成分發(fā)生改變，有的產(chǎn)生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物質(zhì)。

2.2 名詞淺析

甲胎蛋白（AFP）是一種糖蛋白，是胎兒發(fā)育早期由肝臟和卵黃囊合成的。胎兒出生后約兩周甲胎蛋白從血液中消失，因此正常成年人血清中甲胎蛋白的含量尚不到20 μg/L。正常情況下，存在于胎兒血清中，所以稱為甲種胎兒蛋白，簡(jiǎn)稱“甲胎蛋白”。肝細(xì)胞發(fā)生癌變時(shí)，由于肝細(xì)胞無(wú)限增殖，則又恢復(fù)了產(chǎn)生這種蛋白質(zhì)的功能。在大約80%的肝癌患者血清中甲胎蛋白升高，生殖細(xì)胞腫瘤出現(xiàn)AFP陽(yáng)性率為50%。在其他腸胃管腫瘤，如胰腺癌或肺癌及肝硬化等患者血清中AFP亦可出現(xiàn)不同程度的升高，所以甲胎蛋白的指標(biāo)可輔助肝癌及其他癌癥的診斷。

癌胚抗原（CEA）也是一種糖蛋白，正常情況下癌胚抗原主要存在于胎兒的消化管組織、胰腺和肝臟中，出生后含量降低。因其最初發(fā)現(xiàn)于結(jié)腸癌和胎兒腸組織中，故名癌胚抗原，作為抗原可引起患者的免疫反應(yīng)。癌胚抗原是一個(gè)廣譜性腫瘤標(biāo)志物，對(duì)大腸癌、乳腺癌和肺癌的輔助診斷、病情發(fā)展、監(jiān)測(cè)是一種腫瘤標(biāo)志物，但其特異性不強(qiáng)，靈敏度不高，對(duì)腫瘤早期診斷作用不明顯。CEA良性腫瘤、炎癥和退行性疾病，如結(jié)腸息肉、潰瘍性結(jié)腸炎等癌胚抗原也有部分升高，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于惡性腫瘤，一般小于20 μg/L，所以癌胚抗原指標(biāo)高低可以作為良性與惡性腫瘤的鑒別診斷依據(jù)。

2.3 例題賞析

【例2】 2016年1月2日，胃腸病學(xué)和肝病學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Gastroenterology在線發(fā)表了北京大學(xué)生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心白凡課題組與天津腫瘤醫(yī)院張寧團(tuán)隊(duì)合作的研究長(zhǎng)文。研究人員通過(guò)高通量測(cè)序手段，深入研究肝癌病人肝內(nèi)多種類型轉(zhuǎn)移病灶的基因組信息，系統(tǒng)地分析了肝癌病人的腫瘤異質(zhì)性，刻畫(huà)了不同病灶之間的克隆進(jìn)化關(guān)系，其結(jié)果對(duì)于肝癌的臨床診斷、預(yù)后和治療提供了重要的信息。下列敘述正確的是（ ）

A. 肝細(xì)胞中的原癌基因和抑癌基因只要同時(shí)突變，該細(xì)胞就一定會(huì)癌變

B. 機(jī)體要消滅肝癌細(xì)胞，發(fā)揮作用的主要是細(xì)胞免疫

C. 肝癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上的所有的糖蛋白均比正常肝細(xì)胞減少，因此更易擴(kuò)散轉(zhuǎn)移

D. 科學(xué)家要對(duì)人類的基因組進(jìn)行測(cè)序，需要測(cè)定23條染色體

答案與解析：細(xì)胞癌變的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，而是至少在一個(gè)細(xì)胞中發(fā)生5或6個(gè)基因突變，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；消滅癌細(xì)胞主要是細(xì)胞免疫起作用，所以B選項(xiàng)正確；癌細(xì)胞容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移是因?yàn)榧?xì)胞膜上的某些糖蛋白等物質(zhì)的減少，但癌胚抗原、甲胎蛋白等特殊糖蛋白含量則比正常肝細(xì)胞多，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；人類基因組測(cè)序要測(cè)定24條染色體，包括22條常染色體加X(jué)、Y染色體，所以D選項(xiàng)正確。

3 臺(tái)盼藍(lán)

3.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細(xì)胞》P43練習(xí)中拓展題2中提到“染色排除法”，用到染色劑“臺(tái)盼藍(lán)”，死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活動(dòng)的動(dòng)物細(xì)胞不著色，從而判斷細(xì)胞是否死亡。

3.2 名詞淺析

臺(tái)盼藍(lán)分子式為C34H24N6O14S4Na4，能溶于水，可以配制成一定濃度的水溶液。臺(tái)盼藍(lán)水溶液呈深藍(lán)色。臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞活性檢驗(yàn)染料，常用于檢測(cè)細(xì)胞膜的完整性。正?；罴?xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整，能夠阻擋臺(tái)盼藍(lán)，使之不能夠進(jìn)入胞內(nèi)；而喪失活性或細(xì)胞膜不完整的細(xì)胞，細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞可被臺(tái)盼藍(lán)染成藍(lán)色。需要注意的是臺(tái)盼藍(lán)可被巨噬細(xì)胞吞噬，故可用于巨噬細(xì)胞的活體染色劑。

3.3 例題賞析

【例3】 下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法不正確的是（ ）

A. 在脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)中，觀察染成橘黃色或者紅色的脂肪滴需要用顯微鏡

B. 科研上用臺(tái)盼藍(lán)染色劑鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞，死的動(dòng)物細(xì)胞被染成藍(lán)色

C. 在“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)中用到了體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸，它的作用是殺死細(xì)胞改變細(xì)胞膜的通透性

D. 溫度既是影響酶活性的因素，又是影響酶促反應(yīng)速率的因素

答案與解析：脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)可以向花生種子勻漿中滴加檢測(cè)試劑，觀察樣液被染色的情況，也可以制作花生子葉臨時(shí)裝片，用顯微鏡觀察子葉細(xì)胞的著色情況；只有顯微鏡下才觀察到脂肪滴，所以A選項(xiàng)正確?？蒲猩翔b別死細(xì)胞和活細(xì)胞，常用“染色排除法”。臺(tái)盼藍(lán)染色劑是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不能通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，所以活細(xì)胞不被染色，而死的動(dòng)物細(xì)胞被染成藍(lán)色，所以B選項(xiàng)正確；“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用體積分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤，且在裝片烘干時(shí)細(xì)胞已經(jīng)死亡，不是鹽酸殺死細(xì)胞。溫度通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率，所以D選項(xiàng)正確。

4 端粒

4.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細(xì)胞》P122細(xì)胞衰老的原因“端粒學(xué)說(shuō)”中講到：每條染色體兩端都有一段特殊序列的DNA，稱為端粒，端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會(huì)縮短一截。在“端粒DNA”被截?cái)嗪螅肆?nèi)側(cè)的正?；虻腄NA序列就會(huì)受到損傷，結(jié)果使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異常。

4.2 名詞淺析

端粒是真核細(xì)胞染色體末端部分的像帽子一樣的特殊結(jié)構(gòu)。端粒含有特定的DNA重復(fù)序列，不同物種間的這段DNA重復(fù)序列有所不同，圖1中是四膜蟲(chóng)的端粒DNA。端粒由端粒蛋白和端粒DNA組成，研究人員在哺乳動(dòng)物中先后鑒定出了十余種端粒蛋白，他們通過(guò)與端粒DNA結(jié)合相互作用，抵御各種因子對(duì)染色體末端的襲擊。

不同物種或同一物種的不同染色體，其端粒長(zhǎng)度不同，人類的體細(xì)胞中端粒的平均長(zhǎng)度介于6～12 kb，隨細(xì)胞年齡和細(xì)胞種類的不同產(chǎn)生差異。在DNA復(fù)制過(guò)程中，線性DNA的末尾端粒區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)單鏈區(qū)域，導(dǎo)致部分端粒DNA丟失。于是，細(xì)胞每經(jīng)過(guò)一次分裂，染色體復(fù)制一次，大約就會(huì)丟失50～100個(gè)堿基，端粒便會(huì)慢慢縮短，當(dāng)縮短到一定程度（約5～7 kb）不能再縮短時(shí)，細(xì)胞無(wú)法繼續(xù)分裂，并在形態(tài)功能上表現(xiàn)出衰老，直至凋亡。

端粒酶是一種核糖核蛋白，即含有RNA鏈的逆轉(zhuǎn)錄酶，以所含RNA為模板來(lái)合成DNA端粒結(jié)構(gòu)。通常端粒酶的RNA鏈約有150個(gè)堿基，其中含1個(gè)版拷貝的端粒重復(fù)單位的模板。如四膜蟲(chóng)端粒酶的RNA為159個(gè)堿基分子，含有CAACCCCAA重復(fù)序列。端粒酶可結(jié)合到端粒的3′末端上，RNA模板的5′末端識(shí)別DNA的3′末端堿基并互相配對(duì)，以RNA鏈為模板使DNA鏈延伸，合成一個(gè)重復(fù)單位后，酶再向前移動(dòng)一個(gè)單位。端粒的3′單鏈末端又可以回折作為引物，合成其互補(bǔ)鏈。腫瘤細(xì)胞和干細(xì)胞是具備無(wú)限增殖能力的細(xì)胞，而體細(xì)胞的壽命是有限的，端粒長(zhǎng)度和端粒酶在其中有重要作用，端粒酶像“修復(fù)工”，能及時(shí)將磨損的端粒修好，讓它恢復(fù)原長(zhǎng)度，這樣細(xì)胞也可以“長(zhǎng)生不老”。細(xì)胞獲得了不死性，也就是發(fā)生了癌變。

4.3 例題賞析

【例4】 （2015·全國(guó)卷·2）端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)組成，該酶能結(jié)合到端粒上，以自身的RNA為模板合成端粒DNA的一條鏈。下列敘述正確的是（ ）

A. 大腸桿菌擬核DNA中含有端粒

B. 端粒酶中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶

C. 正常人細(xì)胞的每條染色體兩端都含有端粒DNA

D. 正常體細(xì)胞的端粒DNA隨細(xì)胞分裂次數(shù)增加而變長(zhǎng)

答案與解析：本題難度不大，為題干給信息題。題干中介紹了端粒酶的成分及作用，考查了端粒存在的位置、大腸桿菌作為原核生物有無(wú)染色體，端粒酶的成分和作用，細(xì)胞分裂與端粒的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)。本題可考查學(xué)生獲取信息和推理判斷等綜合能力。端粒存在于真核生物染色體的末端，是由DNA序列及其相關(guān)的蛋白質(zhì)所組成的復(fù)合體，大腸桿菌是原核生物，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由“端粒酶是RNA和蛋白質(zhì)組成，該酶能結(jié)合到端粒上，以自身的RNA為模板合成端粒DNA的一條鏈”可知端粒酶中的蛋白質(zhì)為逆轉(zhuǎn)錄酶，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；正常體細(xì)胞的端粒DNA隨細(xì)胞分裂次數(shù)增加而變短，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

5 瘋牛病

5.1 涉及的教材

人教版《必修2·遺傳與進(jìn)化》P69資料分析中討論題3提到“瘋牛病”是由一種結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)在腦細(xì)胞內(nèi)大量“增殖”引起的。

5.2 名詞淺析

瘋牛病學(xué)名為“牛海綿狀腦病”，是一種發(fā)生在牛身上的進(jìn)行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變，癥狀與羊瘙癢癥類似，俗稱“瘋牛病”。多數(shù)病牛中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)變化，行為反常，煩躁不安，對(duì)聲音和觸摸過(guò)分敏感，步態(tài)不穩(wěn)，經(jīng)常亂踢以至摔倒、抽搐。經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)，病牛中樞神經(jīng)系統(tǒng)的腦灰質(zhì)部分形成海綿狀空洞，腦干灰質(zhì)兩側(cè)呈對(duì)稱性病變，神經(jīng)纖維網(wǎng)有中等數(shù)量的不連續(xù)的卵形和球形空洞。另外，還有明顯的神經(jīng)細(xì)胞變性及壞死。

人類因食用被瘋牛病污染了的牛肉、牛脊髓，有可能染上致命的克羅伊茨費(fèi)爾德—雅各布氏癥（簡(jiǎn)稱克-雅氏癥），其典型臨床癥狀為出現(xiàn)癡呆或神經(jīng)錯(cuò)亂，視覺(jué)模糊，平衡障礙，肌肉收縮等。

這些因感染瘋牛病毒的人或動(dòng)物體內(nèi)的病原體不同于細(xì)菌和傳統(tǒng)病毒的生物形式，它沒(méi)有DNA或RNA，只含有蛋白質(zhì)，稱為朊病毒。

在人體內(nèi)存在正常的蛋白PrPC，控制其合成的基因定位于20號(hào)染色體短臂上，為單一拷貝基因。現(xiàn)已克隆包括人、牛、大小鼠、綿羊等的PrPC基因。在發(fā)育過(guò)程中，PrPC調(diào)節(jié)神經(jīng)前體增殖和成年哺乳動(dòng)物神經(jīng)發(fā)育。朊病毒相關(guān)的人類及動(dòng)物病與PrPC錯(cuò)誤折疊有關(guān)，與PrPC代謝紊亂以及線粒體途徑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡等有關(guān)。致病蛋白PrPsc能脅迫正常蛋白PrPC發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的改變，轉(zhuǎn)變成致病蛋白PrPsc，從而導(dǎo)致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。這種遺傳信息由蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，有可能是對(duì)中心法則的補(bǔ)充。

5.3 例題賞析

【例5】 （2015·新課標(biāo)Ⅰ）人或動(dòng)物PrP基因編碼一種蛋白（PrPc），該蛋白無(wú)致病性。PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc（朊粒），就具有了致病性。PrPsc可以誘導(dǎo)更多PrPc的轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷下列敘述正確的是（ ）

A. 朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中

B. 朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同

C. 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化

D. PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過(guò)程屬于遺傳信息的翻譯過(guò)程

答案與解析：本題屬于信息題，以朊粒為（朊病毒）命題材料考查了翻譯，細(xì)菌的增殖，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能等知識(shí)點(diǎn)。朊粒的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，進(jìn)入機(jī)體后不能整合到宿主細(xì)胞基因組中，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；朊粒是由PrPc（一種不致病蛋白）空間結(jié)構(gòu)改變而成，該種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，功能改變，C選項(xiàng)正確；肺炎雙球菌的增殖方式為二分裂，二者增殖方式不同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；翻譯是以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的多肽鏈的過(guò)程，PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過(guò)程屬于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

參考文獻(xiàn)：

鐘天映，陳媛媛，畢利軍.端粒與端粒酶的研究[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展，2009，36（10）：1233-1238.