關注教材邊角資源

劉曉菊

教師利用生物學課堂的生動性、趣味性、與實際生活聯系的緊密性吸引學生，才能激發學生的學習興趣。生活處處皆學問，學生學會運用生物學知識解釋生活實際問題，運用生物學原理看待問題，從生物學角度衡量問題，從而能有效地提高中學生生物科學素養，起到學科教育的社會效應，這也是生物學科設立的目的之一。

人教版教材中有很多與生活應用緊密聯系的實例資源，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點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“陌生術語名詞”做淺析，以拓寬學生的知識面，以期有效備戰高考。

1 脊髓灰質炎病毒

1.1 涉及的教材

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

1.2 名詞淺析

脊髓灰質炎病毒是RNA病毒，屬腸道病毒屬。人是脊髓灰質炎病毒的唯一自然宿主。脊髓灰質炎病毒常侵犯人體中樞神經系統，損害脊髓前角運動神經細胞，導致機體運動障礙，該病因多發于兒童，故又稱小兒麻痹癥。該病毒侵犯人體主要是通過消化道傳播。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，呈立體對稱12面體，在分類上屬于動物病毒、RNA病毒。

1.3 例題賞析

【例1】 下列關于病毒的說法正確的是（ ）

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. 脊髓灰質炎病毒可引起機體脊髓處神經元受損，使人體出現肢體感覺障礙

答案與解析：病毒體內只含有一種核酸，不能同時含有DNA和RNA，病毒非常微小，必須借助電鏡觀察，光鏡下不可見，所以A選項錯誤；肺炎雙球菌的增殖方式為二分裂，二者增殖方式不同，B選項錯誤；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選項正確；脊髓灰質炎病毒可引起機體脊髓運動神經元受損，使人體出現肢體運動障礙，不是感覺障礙，D選項錯誤。

2 甲胎蛋白與癌胚抗原

2.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細胞》P41練習“與生活聯系”欄目中提到：細胞在癌變的過程中，細胞膜的成分發生改變，有的產生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物質。

2.2 名詞淺析

甲胎蛋白（AFP）是一種糖蛋白，是胎兒發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，簡稱“甲胎蛋白”。肝細胞發生癌變時，由于肝細胞無限增殖，則又恢復了產生這種蛋白質的功能。在大約80%的肝癌患者血清中甲胎蛋白升高，生殖細胞腫瘤出現AFP陽性率為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亦可出現不同程度的升高，所以甲胎蛋白的指標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。因其最初發現于結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。癌胚抗原是一個廣譜性腫瘤標志物，對大腸癌、乳腺癌和肺癌的輔助診斷、病情發展、監測是一種腫瘤標志物，但其特異性不強，靈敏度不高，對腫瘤早期診斷作用不明顯。CEA良性腫瘤、炎癥和退行性疾病，如結腸息肉、潰瘍性結腸炎等癌胚抗原也有部分升高，但遠遠低于惡性腫瘤，一般小于20 μg/L，所以癌胚抗原指標高低可以作為良性與惡性腫瘤的鑒別診斷依據。

2.3 例題賞析

【例2】 2016年1月2日，胃腸病學和肝病學領域國際頂級學術期刊Gastroenterology在線發表了北京大學生物動態光學成像中心白凡課題組與天津腫瘤醫院張寧團隊合作的研究長文。研究人員通過高通量測序手段，深入研究肝癌病人肝內多種類型轉移病灶的基因組信息，系統地分析了肝癌病人的腫瘤異質性，刻畫了不同病灶之間的克隆進化關系，其結果對于肝癌的臨床診斷、預后和治療提供了重要的信息。下列敘述正確的是（ ）

A. 肝細胞中的原癌基因和抑癌基因只要同時突變，該細胞就一定會癌變

B. 機體要消滅肝癌細胞，發揮作用的主要是細胞免疫

C. 肝癌細胞的細胞膜上的所有的糖蛋白均比正常肝細胞減少，因此更易擴散轉移

D. 科學家要對人類的基因組進行測序，需要測定23條染色體

答案與解析：細胞癌變的發生并不是單一基因突變的結果，而是至少在一個細胞中發生5或6個基因突變，所以A選項錯誤；消滅癌細胞主要是細胞免疫起作用，所以B選項正確；癌細胞容易在體內分散和轉移是因為細胞膜上的某些糖蛋白等物質的減少，但癌胚抗原、甲胎蛋白等特殊糖蛋白含量則比正常肝細胞多，所以C選項錯誤；人類基因組測序要測定24條染色體，包括22條常染色體加X、Y染色體，所以D選項正確。

3 臺盼藍

3.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細胞》P43練習中拓展題2中提到“染色排除法”，用到染色劑“臺盼藍”，死的動物細胞會被染成藍色，而活動的動物細胞不著色，從而判斷細胞是否死亡。

3.2 名詞淺析

臺盼藍分子式為C34H24N6O14S4Na4，能溶于水，可以配制成一定濃度的水溶液。臺盼藍水溶液呈深藍色。臺盼藍是細胞活性檢驗染料，常用于檢測細胞膜的完整性。正常活細胞的細胞膜結構完整，能夠阻擋臺盼藍，使之不能夠進入胞內；而喪失活性或細胞膜不完整的細胞，細胞膜的通透性增加，細胞可被臺盼藍染成藍色。需要注意的是臺盼藍可被巨噬細胞吞噬，故可用于巨噬細胞的活體染色劑。

3.3 例題賞析

【例3】 下列有關實驗的說法不正確的是（ ）

A. 在脂肪的鑒定實驗中，觀察染成橘黃色或者紅色的脂肪滴需要用顯微鏡

B. 科研上用臺盼藍染色劑鑒別死細胞和活細胞，死的動物細胞被染成藍色

C. 在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中用到了體積分數為15%的鹽酸，它的作用是殺死細胞改變細胞膜的通透性

D. 溫度既是影響酶活性的因素，又是影響酶促反應速率的因素

答案與解析：脂肪的鑒定實驗可以向花生種子勻漿中滴加檢測試劑，觀察樣液被染色的情況，也可以制作花生子葉臨時裝片，用顯微鏡觀察子葉細胞的著色情況；只有顯微鏡下才觀察到脂肪滴，所以A選項正確。科研上鑒別死細胞和活細胞，常用“染色排除法”。臺盼藍染色劑是細胞不需要的物質，不能通過細胞膜進入細胞，所以活細胞不被染色，而死的動物細胞被染成藍色，所以B選項正確；“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中應該用體積分數為8%的鹽酸，所以C選項錯誤，且在裝片烘干時細胞已經死亡，不是鹽酸殺死細胞。溫度通過影響酶的活性來影響酶促反應速率，所以D選項正確。

4 端粒

4.1 涉及的教材

人教版《必修1·分子與細胞》P122細胞衰老的原因“端粒學說”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序列在每次細胞分裂后會縮短一截。在“端粒DNA”被截斷后，端粒內側的正常基因的DNA序列就會受到損傷，結果使細胞活動漸趨異常。

4.2 名詞淺析

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

不同物種或同一物種的不同染色體，其端粒長度不同，人類的體細胞中端粒的平均長度介于6～12 kb，隨細胞年齡和細胞種類的不同產生差異。在DNA復制過程中，線性DNA的末尾端粒區域產生一個單鏈區域，導致部分端粒DNA丟失。于是，細胞每經過一次分裂，染色體復制一次，大約就會丟失50～100個堿基，端粒便會慢慢縮短，當縮短到一定程度（約5～7 kb）不能再縮短時，細胞無法繼續分裂，并在形態功能上表現出衰老，直至凋亡。

端粒酶是一種核糖核蛋白，即含有RNA鏈的逆轉錄酶，以所含RNA為模板來合成DNA端粒結構。通常端粒酶的RNA鏈約有150個堿基，其中含1個版拷貝的端粒重復單位的模板。如四膜蟲端粒酶的RNA為159個堿基分子，含有CAACCCCAA重復序列。端粒酶可結合到端粒的3′末端上，RNA模板的5′末端識別DNA的3′末端堿基并互相配對，以RNA鏈為模板使DNA鏈延伸，合成一個重復單位后，酶再向前移動一個單位。端粒的3′單鏈末端又可以回折作為引物，合成其互補鏈。腫瘤細胞和干細胞是具備無限增殖能力的細胞，而體細胞的壽命是有限的，端粒長度和端粒酶在其中有重要作用，端粒酶像“修復工”，能及時將磨損的端粒修好，讓它恢復原長度，這樣細胞也可以“長生不老”。細胞獲得了不死性，也就是發生了癌變。

4.3 例題賞析

【例4】 （2015·全國卷·2）端粒酶由RNA和蛋白質組成，該酶能結合到端粒上，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. 端粒酶中的蛋白質為RNA聚合酶

C. 正常人細胞的每條染色體兩端都含有端粒DNA

D. 正常體細胞的端粒DNA隨細胞分裂次數增加而變長

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染色體，端粒酶的成分和作用，細胞分裂與端粒的關系等知識點。本題可考查學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序列及其相關的蛋白質所組成的復合體，大腸桿菌是原核生物，A選項錯誤；由“端粒酶是RNA和蛋白質組成，該酶能結合到端粒上，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為逆轉錄酶，B選項錯誤；正常體細胞的端粒DNA隨細胞分裂次數增加而變短，D選項錯誤。

5 瘋牛病

5.1 涉及的教材

人教版《必修2·遺傳與進化》P69資料分析中討論題3提到“瘋牛病”是由一種結構異常的蛋白質在腦細胞內大量“增殖”引起的。

5.2 名詞淺析

瘋牛病學名為“牛海綿狀腦病”，是一種發生在牛身上的進行性中樞神經系統病變，癥狀與羊瘙癢癥類似，俗稱“瘋牛病”。多數病牛中樞神經系統出現變化，行為反常，煩躁不安，對聲音和觸摸過分敏感，步態不穩，經常亂踢以至摔倒、抽搐。經解剖發現，病牛中樞神經系統的腦灰質部分形成海綿狀空洞，腦干灰質兩側呈對稱性病變，神經纖維網有中等數量的不連續的卵形和球形空洞。另外，還有明顯的神經細胞變性及壞死。

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爾德—雅各布氏癥（簡稱克-雅氏癥），其典型臨床癥狀為出現癡呆或神經錯亂，視覺模糊，平衡障礙，肌肉收縮等。

這些因感染瘋牛病毒的人或動物體內的病原體不同于細菌和傳統病毒的生物形式，它沒有DNA或RNA，只含有蛋白質，稱為朊病毒。

在人體內存在正常的蛋白PrPC，控制其合成的基因定位于20號染色體短臂上，為單一拷貝基因。現已克隆包括人、牛、大小鼠、綿羊等的PrPC基因。在發育過程中，PrPC調節神經前體增殖和成年哺乳動物神經發育。朊病毒相關的人類及動物病與PrPC錯誤折疊有關，與PrPC代謝紊亂以及線粒體途徑誘導的細胞凋亡等有關。致病蛋白PrPsc能脅迫正常蛋白PrPC發生空間結構的改變，轉變成致病蛋白PrPsc，從而導致大量結構異常的蛋白質產生。這種遺傳信息由蛋白質流向蛋白質，有可能是對中心法則的補充。

5.3 例題賞析

【例5】 （2015·新課標Ⅰ）人或動物PrP基因編碼一種蛋白（PrPc），該蛋白無致病性。PrPc的空間結構改變后成為PrPsc（朊粒），就具有了致病性。PrPsc可以誘導更多PrPc的轉變為PrPsc，實現朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據此判斷下列敘述正確的是（ ）

A. 朊粒侵入機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. 蛋白質空間結構的改變可以使其功能發生變化

D. PrPc轉變為PrPsc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程

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，細菌的增殖，蛋白質的結構與功能等知識點。朊粒的化學本質為蛋白質，進入機體后不能整合到宿主細胞基因組中，A選項錯誤；朊粒是由PrPc（一種不致病蛋白）空間結構改變而成，該種蛋白質結構改變，功能改變，C選項正確；肺炎雙球菌的增殖方式為二分裂，二者增殖方式不同，B選項錯誤；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程，PrPc轉變為PrPsc的過程屬于蛋白質空間結構的改變，D選項錯誤。

參考文獻：

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