高中生物課外拓展情景對(duì)課本知識(shí)的補(bǔ)充

卵泡的發(fā)育所經(jīng)歷的幾個(gè)階段和濾泡細(xì)胞的作用

卵泡是由一個(gè)位于中央的卵母細(xì)胞和包圍在其周圍的卵泡組成。

卵泡發(fā)育是一個(gè)連續(xù)生長(zhǎng)的過程，結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列的變化，分為4個(gè)階段：原始

卵泡、初級(jí)卵泡、次級(jí)卵泡和成熟卵泡。初級(jí)卵級(jí)和次級(jí)卵泡階段合稱生長(zhǎng)卵泡

階段。

1.卵泡發(fā)育過程：

(1)卵母細(xì)胞的變化

原始卵泡中的初級(jí)卵泡細(xì)胞，經(jīng)生長(zhǎng)卵泡的階段，在排卵前完成第一次成熟分裂,

形成次級(jí)卵母細(xì)胞，并進(jìn)入第二次成熟分裂停止于分裂中期。

這就高中生物教材中所說的卵母細(xì)胞所處的時(shí)期，然后體外受精時(shí)需要讓卵母細(xì)

胞成熟。

(2)卵泡細(xì)胞的變化

單層發(fā)育為多層細(xì)胞，在卵母細(xì)胞與卵泡細(xì)胞之間形成透明帶，卵泡細(xì)胞能通過

透明帶給卵母細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，津貼透明帶的卵母細(xì)胞放射狀排列，形成放射冠。

(3)囊狀卵泡的形成

出現(xiàn)卵泡腔，充滿卵泡液，卵母液；卵母細(xì)胞居卵泡一側(cè)，突向卵泡腔形成卵丘,

卵泡周圍結(jié)締組織細(xì)胞發(fā)育形成卵泡膜。

2.濾泡細(xì)胞的作用

卵子是人體內(nèi)最大的細(xì)胞，卵子本身不能攝取營(yíng)養(yǎng)，需靠外部支持系統(tǒng)一一周圍

的顆粒細(xì)胞供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)，顆粒細(xì)胞的生長(zhǎng)非常重要。

濾泡細(xì)胞是卵母細(xì)胞周圍的細(xì)胞，卵母細(xì)胞和濾泡細(xì)胞的表面都有大量的微絨

毛，這樣可大大增加這兩種類型細(xì)胞相互接觸的表面積，促進(jìn)了濾泡細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)

物質(zhì)向卵母細(xì)胞的運(yùn)輸

教材研究：高中生物中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“畜”，讀音有兩種，如何讀？

"畜''字有兩個(gè)意思，意思不同，音也不同。

1.畜chL指人喂養(yǎng)的禽獸，也就是名詞。

例如，“家畜”，“牲畜”，“人畜兩旺”，“畜類”，“畜牲”，“種畜”（配

種用的公畜或母畜），“畜力”（能夠使用在運(yùn)輸或牽引農(nóng)具等方面的牲畜的

力量），“載畜力”（指放牧期間，一定面積牧地所擔(dān)負(fù)放牧牲畜的頭數(shù)），

“禽畜"（禽獸牲畜），“畜生”（泛指禽獸（常用作罵人的話）。也作畜

牲）。

2.畜x￡i,指飼養(yǎng)、養(yǎng)育，即喂養(yǎng)禽獸，也就是動(dòng)詞。

例如，“畜牧業(yè)”（大批牲畜和家禽（多專指牲畜）的飼養(yǎng)），“畜養(yǎng)”（飼

養(yǎng)），“畜產(chǎn)”（畜牧業(yè)產(chǎn)品），“養(yǎng)精畜銳”（養(yǎng)：休養(yǎng)；蓄：積蓄；

銳：銳氣。保養(yǎng)精神，蓄集銳氣）。

經(jīng)典條件反射和操作性條件反射的區(qū)別

斯金納的操作性條件反射實(shí)驗(yàn)

交流分享：今天和同事交流過程中了解到條件反射有經(jīng)典條件反射和操作條

件反射之分，他們有一定的區(qū)別，聯(lián)想到上海高考試題曾經(jīng)考過類似試題。

1.經(jīng)典條件反射及其特征

經(jīng)典條件反射（又稱巴甫洛夫條件反射），是指一個(gè)刺激和另一個(gè)帶有獎(jiǎng)

賞或懲罰的無條件刺激多次聯(lián)結(jié)，可使個(gè)體學(xué)會(huì)在單獨(dú)呈現(xiàn)該一刺激時(shí)，也能引

發(fā)類似無條件反應(yīng)的條件反應(yīng)。經(jīng)典條件反射最著名的例子是巴甫洛夫的狗的

唾液條件反射（如圖）。

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＜上*?戚&不直就*了命「反、示今BB

經(jīng)典條件反射具有獲得、消退、恢復(fù)、泛化四個(gè)特征，它與操作性條件反射

既有區(qū)別，又有相似之處。

獲得：將條件刺激與無條件刺激多次結(jié)合呈現(xiàn)，可以獲得條件反應(yīng)和加強(qiáng)條

件反應(yīng)。如將聲音刺激與喂食結(jié)合呈現(xiàn)給狗，狗便會(huì)獲得對(duì)聲音的唾液分泌反應(yīng)。

消退：對(duì)條件刺激反應(yīng)不再重復(fù)呈現(xiàn)無條件刺激，即不予強(qiáng)化，反復(fù)多次后,

已習(xí)慣的反應(yīng)就會(huì)逐漸消失，如學(xué)會(huì)對(duì)鈴聲產(chǎn)生唾液分泌的狗，在一段時(shí)間聽到

鈴聲而不喂食之后，可能對(duì)鈴聲不再產(chǎn)生唾液分泌反應(yīng)。

恢復(fù)：消退了的條件反應(yīng)，即使不再給予強(qiáng)化訓(xùn)練，也可能重新被激發(fā)，再

次出現(xiàn)，這被稱為自然恢復(fù)作用。

泛化：指某種特定條件刺激反應(yīng)形成后，與之類似的刺激也能激發(fā)相同的條

件反應(yīng)，如狗對(duì)鈴聲產(chǎn)生唾液分泌反應(yīng)后，對(duì)近似鈴聲的聲音也會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)?！?/p>

一朝被蛇咬，十年怕草繩〃便是獲得與泛化的最好例證。

2.操作性條件反射

操作性條件反射，亦稱“工具性條件反射”。是由美國(guó)行為主義心理學(xué)家斯

金納20世紀(jì)30年代在經(jīng)典條件反射的基礎(chǔ)上創(chuàng)立的實(shí)驗(yàn)方法。他為研究動(dòng)物的

學(xué)習(xí)行為，采用精確的測(cè)量習(xí)得反應(yīng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種由動(dòng)物進(jìn)行操作活動(dòng)的實(shí)

驗(yàn)箱（通常稱斯金納箱），用來測(cè)定動(dòng)物完成壓桿或按鍵活動(dòng)的特定反應(yīng)。除了

可訓(xùn)練大鼠，還可訓(xùn)練貓、家兔和狒猴等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行該項(xiàng)操作?？煞譃槭澄镄?/p>

和防御性兩種形式。

斯金納關(guān)于操作性條件反射作用的實(shí)驗(yàn)，是在他設(shè)計(jì)的一種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)儀器即

著名的斯金納箱中進(jìn)行的。

箱內(nèi)放進(jìn)一只白鼠或鴿子，并設(shè)一杠桿或鍵，箱子的構(gòu)造盡可能排除一切外

部刺激。動(dòng)物在箱內(nèi)可自由活動(dòng)，當(dāng)它壓杠桿或啄鍵時(shí)，就會(huì)有一團(tuán)食物掉進(jìn)箱

子下方的盤中，動(dòng)物就能吃到食物。箱外有一裝置記錄動(dòng)物的動(dòng)作。

3.斯金納的實(shí)驗(yàn)與巴甫洛夫的條件反射實(shí)驗(yàn)的不同之處

（1）在斯金納箱中的被試動(dòng)物可自由活動(dòng)，而不是被綁在架子上；

（2）被試動(dòng)物的反應(yīng)不是由已知的某種刺激物引起的，操作性行為（壓杠

桿或啄鍵）是獲得強(qiáng)化刺激（食物）的手段；

（3）反應(yīng)不是唾液腺活動(dòng)，而是骨骼肌活動(dòng)；

（4）實(shí)驗(yàn)的目的不是揭示大腦皮層活動(dòng)的規(guī)律，而是為了表明刺激與反應(yīng)

的關(guān)系，從而有效地控制有機(jī)體的行為。

分子遺傳學(xué)中的微衛(wèi)星(短的串聯(lián)重復(fù)序列)及其應(yīng)用

CIACAGATCCTCCTCCTCCTCCTCCTCdCGAICIAI

多變的連續(xù)重調(diào)川

相對(duì)保守的側(cè)翼序列

試題研究：試題中出現(xiàn)微衛(wèi)星，這是一個(gè)什么概念？

微衛(wèi)星是一種短的串聯(lián)重復(fù)序列(shorttandemrepeat,STR)或簡(jiǎn)單重復(fù)序

歹ij(simplesequencerepeats,SSR)。

它作為一種重要的分子遺傳標(biāo)記，能較好地反映物種的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性變

化，被廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究。

由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個(gè)體間呈高度變異性并且數(shù)量豐富，因此微衛(wèi)星標(biāo)記

的應(yīng)用非常廣泛。微衛(wèi)星位點(diǎn)通常通過PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物通過電泳分析并根據(jù)

大小分離等位基因進(jìn)行檢測(cè)。

標(biāo)準(zhǔn)的分離微衛(wèi)星位點(diǎn)的方法有如下步驟：

提取基因組DNA；用限制性內(nèi)切酶將基因組DNA切割成小片段；凝膠電泳，回收

大小100T000bp的片段；將回收片段克隆，使用標(biāo)記探針進(jìn)行雜交；篩選出含

有重復(fù)序列的克?。粶y(cè)序證實(shí)重復(fù)序列片段的存在；根據(jù)重復(fù)序列片段兩端保守

序列設(shè)計(jì)引物，進(jìn)行PCR擴(kuò)增,檢驗(yàn)引物的有效性；對(duì)小量樣本進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，挑選

出重復(fù)性好，具多態(tài)性的微衛(wèi)星位點(diǎn)。

微衛(wèi)星的應(yīng)用：

由于微衛(wèi)星標(biāo)記多態(tài)性高、重復(fù)性好，并且操作簡(jiǎn)單，因此在基因的定位、人類

疾病診斷及預(yù)測(cè)、親權(quán)分析、品種鑒定、進(jìn)化研究，以及動(dòng)植物分子標(biāo)記輔助選

擇育種研究等領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用價(jià)值。微衛(wèi)星序列最初是由于能引發(fā)多種

人類神經(jīng)性疾病而“享譽(yù)盛名”，后來被作為分子標(biāo)記廣泛應(yīng)用于生物學(xué)領(lǐng)域。

微衛(wèi)星序列可用于人類遺傳疾病的預(yù)測(cè)和診斷。

根據(jù)已知的由重復(fù)序列導(dǎo)致的疾病庫，我們可以通過測(cè)序、比對(duì)某特定位點(diǎn)上重

復(fù)序列的長(zhǎng)度，從而預(yù)測(cè)該個(gè)體患某種遺傳病的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而達(dá)到診斷病情的目的。

什么是肥大細(xì)胞？結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、來源、分布和作用機(jī)理

試題研究：模擬試題中出現(xiàn)了過敏反應(yīng)和肥大細(xì)胞，什么是肥大細(xì)胞？如

何參與過敏反應(yīng)？

試題：（2021?金華十校聯(lián)考）如圖為機(jī)體內(nèi)發(fā)生體液免疫和過敏反應(yīng)的

流程圖，圖中甲?丁代表不同物質(zhì)，字母代表不同的細(xì)胞，數(shù)字代表不同的過程,

下列敘述正確的是（）

什么是肥大細(xì)胞？結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、來源、分布和作用機(jī)理

A.圖中B、C細(xì)胞表面的受體完全不同

B.圖中肥大細(xì)胞表面有抗原一MHC復(fù)合體

C.圖中甲、乙和丙的化學(xué)成分均為蛋白質(zhì)

D.與體液免疫相比，是過敏反應(yīng)特有的

解析：B為輔助性T淋巴細(xì)胞，C為B淋巴細(xì)胞，有些受體有相同之處，如甲狀

腺激素受體，A錯(cuò)誤；分析題圖可知，圖中肥大細(xì)胞表面不含有抗原一MHC復(fù)合

體，抗原直接與吸附在肥大細(xì)胞表面的抗體特異性結(jié)合，引發(fā)過敏反應(yīng)，B錯(cuò)誤;

圖中丙抗體為蛋白質(zhì)，乙為淋巴因子，如白細(xì)胞介素-2為蛋白質(zhì)，甲過敏原不

一定為蛋白質(zhì)類，如青霉素，C錯(cuò)誤；過敏反應(yīng)中吸附于肥大細(xì)胞等細(xì)胞表面的

抗體與抗原結(jié)合從而釋放組織胺，引起過敏反應(yīng)，該過程為過敏反應(yīng)的特有現(xiàn)象,

D正確。

一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、來源和分布

肥大細(xì)胞為一種粒細(xì)胞，細(xì)胞呈圓形或卵圓形，細(xì)胞核小，呈圓形或橢圓形，

染色淺，位于細(xì)胞中央。細(xì)胞常成堆或單個(gè)分布于血管附近。細(xì)胞呈圓形或卵圓

形，細(xì)胞質(zhì)中充滿大小一致、染成藍(lán)紫色的顆粒，均勻分布在核周圍。

肥大細(xì)胞來源于造血干細(xì)胞，但是實(shí)際上，由骨髓剛進(jìn)入外周血液循環(huán)系

統(tǒng)的肥大細(xì)胞仍處于未成熟狀態(tài)，只有當(dāng)它們的前體細(xì)胞遷移到最終定居的地

方，即血管組織或漿膜腔中才能完成分化和（或）成熟。在哺乳類以及其他脊椎動(dòng)

物中，肥大細(xì)胞廣泛分布于整個(gè)血管組織，尤其是皮下或皮膚內(nèi)，以及接近血管、

神經(jīng)、平滑肌、分泌黏液的腺體和發(fā)囊部位。肥大細(xì)胞主要分布于機(jī)體與外界環(huán)

境相通的地方，如皮膚、氣道和消化道，這些部位經(jīng)常可以接觸到病原體、變應(yīng)

原以及其他環(huán)境中的物質(zhì)。

二、作用機(jī)理

目前認(rèn)為，肥大細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的過敏反應(yīng)。主要是抗原誘導(dǎo)肥大細(xì)胞表面FceRI

受體分子的聚集，引發(fā)肥大細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)（如組織胺等）的結(jié)果。

干細(xì)胞研究的新成果一牙髓干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞

試題研究：細(xì)胞的分化是必修1的難點(diǎn)，包括概念、特點(diǎn)和原理等，是分裂

基礎(chǔ)上發(fā)生的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生的穩(wěn)定性差異。

干細(xì)胞的令人注目的轉(zhuǎn)化能力已成為全世界研究小組關(guān)注的重要焦點(diǎn)，同時(shí)也讓

科學(xué)家期待利用它們治療包括帕金森疾病和阿爾茨海默疾病在內(nèi)的很多疾病。

日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)造成口臭的氣味難聞的化合物非常適合用于收集從人牙髓（中提

取的干細(xì)胞。

在這項(xiàng)研究中，KenYaegaki博士和來自日本齒科大學(xué)的同事們利用來自牙

髓一一牙齒的中央部分，由結(jié)締組織和細(xì)胞組成的干細(xì)胞進(jìn)行研究，其中這些干

細(xì)胞是從正在接受常規(guī)拔牙的牙科患者的牙齒中獲得的。

一旦干細(xì)胞被制備得足夠多，它們就被分成兩個(gè)批次（測(cè)試組和對(duì)照組）并且

測(cè)試組細(xì)胞在H2s培養(yǎng)箱中孵育。在3天、6天和9天之后，它們分別被收集下

來進(jìn)行分析以便觀察這些細(xì)胞是否成功地轉(zhuǎn)化為肝細(xì)胞。

為了測(cè)試這些干細(xì)胞在H2S影響下是否能夠成功地分化為肝細(xì)胞，研究人員

進(jìn)行一系列測(cè)試來研究干細(xì)胞分化產(chǎn)生的細(xì)胞是否擁有肝細(xì)胞的典型特征。

試題：日本科學(xué)家將從接受常規(guī)拔牙的牙科患者的牙齒中獲得牙髓干細(xì)胞，并發(fā)

現(xiàn)硫化氫能夠增加牙髓干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的能力。為了測(cè)試這些干細(xì)胞在硫化

氫影響下是否能夠成功地分化為肝細(xì)胞，研究人員進(jìn)行一系列測(cè)試來研究干細(xì)胞

分化產(chǎn)生的細(xì)胞是否擁有肝細(xì)胞的典型特征。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.牙髓干細(xì)胞的分裂能力及分化程度要高于肝細(xì)胞

B.將同一個(gè)體的牙髓干細(xì)胞和肝細(xì)胞中的蛋白質(zhì)分離分析，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)不完全

相同

C.硫化氫誘導(dǎo)離體的牙髓干細(xì)胞分化成肝細(xì)胞的過程的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表

達(dá)

D.可通過研究分化后的細(xì)胞儲(chǔ)存糖原的能力來反映是否具有肝細(xì)胞的特征

解析：本題主要考查細(xì)胞分化。

牙髓干細(xì)胞具有分裂、分化的能力，而肝細(xì)胞屬于高度分化的體細(xì)胞，牙

髓干細(xì)胞的分裂能力高于肝細(xì)胞，分化程度要低于肝細(xì)胞，故A項(xiàng)說法錯(cuò)誤；由

于基因的選擇性表達(dá)，牙髓干細(xì)胞和肝細(xì)胞中基因的表達(dá)情況不完全相同，即將

同一個(gè)體的牙髓干細(xì)胞和肝細(xì)胞中的蛋白質(zhì)不完全相同，故B項(xiàng)說法正確；由題

干信息可知，適宜濃度的硫化氫可誘導(dǎo)離體的牙髓干細(xì)胞分化成肝細(xì)胞，而細(xì)胞

分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，故C項(xiàng)說法正確；利用葡萄糖合成肝糖原進(jìn)行

儲(chǔ)存是肝細(xì)胞具有的典型特征，因此可通過研究分化后的細(xì)胞儲(chǔ)存糖原的能力來

反映是否具有肝細(xì)胞的特征，故D項(xiàng)說法正確。故本題正確答案為A。

通過試題了解光呼吸及其生理意義

Chloroplast'PeroxisomMitoctiondrium

葉綠體乙醇酸過氧化物酹體線粒體

X

H2C-OP03-

600----->--------->---

2-Photphoglycolai

Photorespi

光呼吸

HC-OH

HjC-OPO/

HC-OH

HC-OPOi23-PhosptiogtywtH

a3?俄酸甘油酸

ba(>hosfJhM

試題研究：最近在復(fù)習(xí)光合作用，有多個(gè)試題是有關(guān)光呼吸的，教材上也

的課外讀關(guān)于光呼吸的。

光呼吸是植物不可缺少的重要生理過程之一，是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中適

應(yīng)環(huán)境、提高抗逆性等而形成的一條代謝途徑。

光呼吸是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生

的一個(gè)生化過程。它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。綠色植物在照光條件下

的呼吸作用。特點(diǎn)是呼吸基質(zhì)在被分解轉(zhuǎn)化過程中雖也放出C02,但不能轉(zhuǎn)換成

能量ATP,而使光合產(chǎn)物被白白地耗費(fèi)掉。在黑暗條件下，呼吸過程能不斷轉(zhuǎn)換

形成ATP,并把自由能釋放出來，以供根系的吸收功能、有機(jī)物質(zhì)的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)

功能以及各種物質(zhì)代謝反應(yīng)等等功能的需要，從而促進(jìn)生命活動(dòng)的順利進(jìn)行。

試題：科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)植物在光照條件下，進(jìn)行光合作用的同時(shí)發(fā)生“光呼

吸”作用。光呼吸是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)

生的一個(gè)生化過程。它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。具體過程如圖所示：

通過試題了解光呼吸及其生理意義

(1)通過比較碳固定數(shù)發(fā)現(xiàn)，有光呼吸發(fā)生時(shí)，光合作用效率降低

了%。

(2)“光呼吸”之所以發(fā)生，是因?yàn)镽ubisco酶與大多數(shù)酶相比

較弱。氧氣和二氧化碳都能與酶的結(jié)合而互為抑制劑。

(3)在大棚種植蔬菜時(shí)可通過采取措施，降低“光呼吸”作用。

A.延長(zhǎng)光照時(shí)間B.補(bǔ)充照明C.增施有機(jī)肥D.降

低溫度

(4)“光呼吸”作用對(duì)于光合作用也有積極意義：當(dāng)時(shí)，葉綠

體內(nèi)通常會(huì)積累NADPH和ATP,對(duì)葉綠體造成傷害，而“光呼吸”作用可以消耗

多余的NADPH和ATPo

(5)下列說法正確的是。

A.“光呼吸”與“細(xì)胞呼吸”一樣，都消耗了氧氣，釋放出二氧化碳

B.“光呼吸”第一階段反應(yīng)發(fā)生在葉綠體中，而細(xì)胞呼吸第一階段反應(yīng)

發(fā)生于線粒體中

C.“光呼吸”消耗ATP,而細(xì)胞呼吸則產(chǎn)生ATP

D.“光呼吸”的發(fā)生必須要在有光的條件下，而“細(xì)胞呼吸”則與光照

條件無關(guān).

答案：

(1)30(2)專一性活性部位競(jìng)爭(zhēng)性

(3)C(4)C02供應(yīng)不足(氣孔關(guān)閉、C02吸收減少等)

(5)ACD

解析：

(1)看圖可知：無光呼吸發(fā)生時(shí)，10分子RuBP結(jié)合10分子CO2；有光

呼吸時(shí)，10分子RuBP結(jié)合8分子CO2,在生成乙醇酸時(shí)還釋放了1分子CO2,

可見有光呼吸時(shí)，10分子C5結(jié)合7分子CO2,故有光呼吸發(fā)生時(shí)，光合作用效

率降低了30%o

(2)“光呼吸”之所以發(fā)生，是因?yàn)镽ubisco酶與大多數(shù)酶相比專一性

較弱.氧氣和二氧化碳都能與酶的活性部位結(jié)合，而互為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。

(3)根據(jù)題干信息：光呼吸是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低

二氧化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過程.故黑暗、提高二氧化碳濃度，或者降低氧

氣的濃度，都可以降低光呼吸。

延長(zhǎng)光照時(shí)間或補(bǔ)充照明都可以增強(qiáng)光呼吸，AB錯(cuò)誤；有機(jī)肥含有C元

素，被微生物分解，可產(chǎn)生二氧化碳，增施有機(jī)肥可以提高環(huán)境中的二氧化碳濃

度，從而降低“光呼吸”作用，C正確；降低溫度對(duì)氧氣和二氧化碳的產(chǎn)生都有

影響，不一定抑制光呼吸，D錯(cuò)誤。故答案為C。

(4)看圖可知：“光呼吸”作用可以NADPH和ATPo“光呼吸”作用對(duì)

于光合作用也有積極意義：當(dāng)C02供應(yīng)不足葉綠體內(nèi)通常會(huì)積累NADPH和ATP,

對(duì)葉綠體造成傷害，而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP。

(5)看圖可知：“光呼吸”消耗了氧氣，釋放出二氧化碳，A正確；“光

呼吸”第一階段反應(yīng)發(fā)生在葉綠體中，而細(xì)胞呼吸第一階段反應(yīng)發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基

質(zhì)中，B錯(cuò)誤；看圖可知“光呼吸”消耗ATP和NADPH,而細(xì)胞呼吸則產(chǎn)生ATP,

C正確；根據(jù)題干信息“光呼吸是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧

化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過程”?！肮夂粑钡陌l(fā)生必須要在有光的條件下，

而“細(xì)胞呼吸”則與光照條件無關(guān)，D正確。故答案為ACD。

例析光呼吸(Photorespiration)的產(chǎn)生過程

圖3-28光呼吸與光合作用的關(guān)系

試題中產(chǎn)生的疑問：怎么會(huì)有C的出現(xiàn)？因?yàn)橹参镌谝欢ǖ臈l件下會(huì)發(fā)生

光呼吸，產(chǎn)生C02。

試題：某研究小組測(cè)得在適宜條件下某植物葉片遮光前吸收C02的速率和

遮光(完全黑暗)后釋放C02的速率。吸收或釋放C02的速率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的

示意圖如下(吸收或釋放C02的速率是指單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)吸收或釋放

C02的量)，回答下列問題：

例析光呼吸(Photorespiration)的產(chǎn)生過程

在光照條件下，圖形A+B+C的面積表示該植物在一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉

片光合作用，其中圖形B的面積表示,從圖形C可推測(cè)該植物

存在另一個(gè)的途徑。

答案：固定C02總量細(xì)胞呼吸釋放的C02量釋放C02

試題分析：

例析光呼吸(Photorespiration)的產(chǎn)生過程

圖像反映了遮光前后植物吸收或釋放C02速率變化與傳統(tǒng)題目相比較最

明顯區(qū)別是在遮光后短時(shí)間內(nèi)C02釋放速率明顯超過細(xì)胞在同等條件下細(xì)胞呼

吸作用釋放C02速率，對(duì)此能否準(zhǔn)確理解是題目的難點(diǎn)也是關(guān)鍵點(diǎn)。從圖形可看

出當(dāng)遮光一段時(shí)間后二氧化碳釋放速率達(dá)到穩(wěn)定，由于遮光后植物沒有光合作用

只有呼吸作用所以y2值就應(yīng)代表該植物呼吸作用釋放二氧化碳速率，y3是代表

在遮光短時(shí)間內(nèi)釋放二氧化碳速率最大值，因此y=y3-y2代表遮光后短時(shí)間內(nèi)除

呼吸作用釋放二氧化碳外其他途徑釋放二氧化碳速率。在光照下植物既有暗呼吸

作用(通常所指的細(xì)胞呼吸)也有光呼吸作用其指在光照依賴下植物綠色細(xì)胞吸

收氧氣釋放二氧化碳過程，中學(xué)階段所講的細(xì)胞呼吸是不受光照影響的光照和黑

暗條件下均可進(jìn)行而光呼吸只在光照下才進(jìn)行。當(dāng)突然遮光在短時(shí)間內(nèi)植物不僅

釋放出暗呼吸產(chǎn)生二氧化碳也會(huì)釋放出光呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，遮光后由于光呼

吸消失只有暗呼吸存在所以二氧化碳釋放速率由y3回到y(tǒng)2值即y=y3-y2代表

光呼吸釋放二氧化碳速率。

此題所說的另一途徑指的就是光呼吸，那么光呼吸是怎么發(fā)現(xiàn)的？光呼吸

是如何發(fā)生的？這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在高考中不作要求，既然出現(xiàn)的這張圖，那就有必要

搞清楚。

一、光呼吸發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

1920年，德國(guó)的奧托?瓦布(OttoWarburg)發(fā)現(xiàn)光合速率會(huì)因?yàn)檠醴?/p>

壓的升高而降低，后來這現(xiàn)象就被命名為瓦布效應(yīng)。

約翰?德柯爾(JohnDecker)在1955年偶然通過實(shí)驗(yàn)，觀察到煙草葉在

光照突然停止之后釋放出大量的二氧化碳。他當(dāng)時(shí)稱之為“二氧化碳的猝發(fā)”，

并認(rèn)為這是在光照條件下發(fā)生的“呼吸”。光呼吸有此得名。

60年代初，科學(xué)家應(yīng)用紅外C02分析儀和同位素示蹤技術(shù)更深入地了解

了光呼吸。

1972年，由愛德華?托爾伯特(NathanEdwardTolbert)正式闡明光呼

吸機(jī)制。

二、光呼吸簡(jiǎn)介

光呼吸是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生

的一個(gè)生化過程。它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。過程中氧氣被消耗，并

且會(huì)生成二氧化碳。

在光呼吸過程中，參與光合作用的一對(duì)組合：反應(yīng)物1,5-二磷酸核酮糖

(簡(jiǎn)稱為RuBP)和催化劑1,5-二磷酸核酮糖竣化酶/加氧酶(簡(jiǎn)稱為Rubisco)

發(fā)生了與其在光合作用中不同的反應(yīng)。RuBP在Rubisco的作用下增加兩個(gè)氧原

子，再經(jīng)過一系列反應(yīng)，最終生成3-磷酸甘油酸。后者再經(jīng)過部分光合作用過

程，可再次重新生成為RuBP。

換言之，Rubisco對(duì)RuBP有兩種作用，既可將之導(dǎo)入生成能量獲得碳素

的光合作用，也能使之進(jìn)入消耗能量釋放碳素的光呼吸。

觀察葉綠體，選取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮的原因

葉的橫切面示意圖

試題：（2011年江蘇高考生物）將有關(guān)生物材料直接制成臨時(shí)裝片，在普通光

學(xué)顯微鏡下可以觀察到的現(xiàn)象是（）

A.菠菜葉片下表皮保衛(wèi)細(xì)胞中具有多個(gè)葉綠體

B.花生子葉細(xì)胞中存在多個(gè)橙黃色脂肪粒

C.人口腔上皮細(xì)胞中線粒體數(shù)目較多

D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中細(xì)胞核清晰可見

答案：A

解析：菠菜葉片下表皮保衛(wèi)細(xì)胞中具有多個(gè)葉綠體，可以直接觀察，A正確；花

生子葉中脂肪需要蘇丹三染液染色后，才能在光學(xué)顯微鏡下觀察到多個(gè)橙黃色脂

肪粒，B錯(cuò)誤；人口腔上皮細(xì)胞中線粒體需要健那綠染液染色后，才能在光學(xué)顯

微鏡下觀察到藍(lán)綠色，且口腔上皮細(xì)胞代謝不旺盛，線粒體少，不易觀察到，C

錯(cuò)誤；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中的液泡較大，顏色較深，而細(xì)胞核在普通光

學(xué)顯微鏡下并不清晰，D錯(cuò)誤。故答案為A。

解答問題：

在觀察時(shí)一定要使葉片的下表皮稍帶些葉肉是因?yàn)槿~綠體主要存在于葉肉

細(xì)胞中。

用下表皮的葉肉細(xì)胞觀察的原因是所含的葉綠體大而稀，這樣便于觀察單個(gè)

葉綠體的形態(tài)。而植物葉片中葉肉靠上表皮為柵欄組織，細(xì)胞為柱形且縱向排列

緊密，細(xì)胞中葉綠體很多，影響觀察的效果。

另外，下表皮上氣孔多，氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞中也有葉綠體和中央大液泡。就算

表皮上沒有葉肉細(xì)胞附著，也可以觀察保衛(wèi)細(xì)胞。

呼吸躍變的發(fā)現(xiàn)、機(jī)理和應(yīng)用

試題研究：2021年1月浙江選考試題中出現(xiàn)了呼吸躍變的新名詞，這是理論和

實(shí)際相結(jié)合的內(nèi)容，也是生物教學(xué)中值得重視的手段，即需要將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。

試題：蘋果果實(shí)成熟到一定程度，呼吸作用突然增強(qiáng)，然后又突然減弱，這

種現(xiàn)象稱為呼吸躍變，呼吸躍變標(biāo)志著果實(shí)進(jìn)入衰老階段。下列敘述正確的是

()

A:呼吸作用增強(qiáng)，果實(shí)內(nèi)乳酸含量上升

B:呼吸作用減弱，糖酵解產(chǎn)生的CO2減少

C:用乙烯合成抑制劑處理，可延緩呼吸躍變現(xiàn)象的出現(xiàn)

D:果實(shí)貯藏在低溫條件下，可使呼吸躍變提前發(fā)生

解析：本題主要考查細(xì)胞呼吸。

蘋果果實(shí)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，A錯(cuò)誤；糖酵解屬于細(xì)胞呼吸第一階段,

沒有產(chǎn)生C02,B錯(cuò)誤；乙烯會(huì)促進(jìn)果實(shí)成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制劑處

理，可延緩呼吸躍變現(xiàn)象的出現(xiàn)，C正確；低溫會(huì)抑制酶的活性，果實(shí)貯藏在低

溫條件下，細(xì)胞呼吸減弱，能延緩呼吸躍變的發(fā)生，D錯(cuò)誤。故正確答案為C。

一、發(fā)現(xiàn)

20世紀(jì)30年代，英國(guó)科學(xué)家基得(F.Kidd)和韋斯特(C.West)在研究布瑞姆

萊(Bramley)蘋果采收后不同溫度條件下，呼吸速率變化的進(jìn)程時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同

時(shí)間采收的蘋果都會(huì)或早或遲出現(xiàn)一個(gè)呼吸高峰，同時(shí)伴隨著果實(shí)成熟的現(xiàn)象,

對(duì)于果實(shí)這一由生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向衰老的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，被稱為躍變期。以后許多科學(xué)家在其他

果實(shí)中也證實(shí)了這種現(xiàn)象的存在。

但有些種類如檸檬、橙、葡萄柚、葡萄、櫻桃、無花果、菠蘿、草莓等沒有呼吸

高峰出現(xiàn)。60年代比埃爾(J.Biale,I960)根據(jù)呼吸變化的類型，把果實(shí)劃分

為躍變型和非躍變型兩類，它們之間的生理生化特性有很大差別。

不同種類果實(shí)呼吸躍變進(jìn)程持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短，以及達(dá)到的最大峰值雖很不相同,

但在呼吸上升的同時(shí)，與成熟作用有關(guān)的生理生化變化積極活躍，合成反應(yīng)旺盛

進(jìn)行，有新的核酸、蛋白質(zhì)(酶)形成。呼吸高峰以后，分解反應(yīng)逐漸占主導(dǎo)，

組織結(jié)構(gòu)逐漸解體、崩潰，最后死亡。

二、機(jī)理

呼吸躍變的生化機(jī)制還不清楚，躍變期間觀察到參與呼吸作用的磷酸果糖激酶、

蘋果酸酶和丙酮酸脫竣酶活性增加等等。

呼吸躍變產(chǎn)生的原因是與果實(shí)內(nèi)乙烯的釋放密切相關(guān)的。

一般來說，當(dāng)果實(shí)內(nèi)產(chǎn)生的乙烯濃度超過0.1毫克/升，乙烯就起了刺激果實(shí)增

強(qiáng)呼吸，促進(jìn)成熟的作用。香蕉和哈密瓜一進(jìn)入成熟階段就會(huì)發(fā)生呼吸躍變，與

此同時(shí)，乙烯含量也突然升高。在果實(shí)貯藏和運(yùn)輸中，重要的問題是延遲其成熟

低溫消毒以及對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有什么影響

試題研究：什么是低溫消毒？低溫消毒對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有什么影響？

試題：采用（）方法可以最大限度地保存蘋果汁的色香味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

A.15min高壓蒸汽滅菌

B.高鋅酸鉀消毒

C.70蟒酉精消毒

D.低溫消毒

解析：高壓蒸汽滅菌會(huì)改變蘋果汁的口感，并且由于高溫作用，直接降低蘋果汁

的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；7096酒精消毒和高鋅酸鉀消毒，由于引入化學(xué)試劑，不但影響蘋果

汁的口感，可能還會(huì)造成蘋果汁無法飲用。

低溫消毒法由法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德發(fā)明而得名。

一、低溫消毒的方法

采用較低溫度（一般在零上60~82）,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，對(duì)食品進(jìn)行加熱處理，

達(dá)到殺死微生物營(yíng)養(yǎng)體的目的，是一種既能達(dá)到消毒目的又不損害食品品質(zhì)的方

法。

熱處理程度比較低，一般在低于水沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行加熱，加熱的介質(zhì)為熱水。

二、低溫消毒的原理

在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越低，細(xì)菌繁殖越慢；溫度越高，繁殖越快（一般微生

物生長(zhǎng)的適宜溫度為28-37）。但溫度太高，細(xì)菌就會(huì)死亡。不同的細(xì)菌有不同

的最適生長(zhǎng)溫度和耐熱、耐冷能力。

低溫消毒其實(shí)就是利用病原體不是很耐熱的特點(diǎn)，用適當(dāng)?shù)臏囟群捅貢r(shí)間處

理，將其全部殺滅。但經(jīng)低溫滅菌后，仍保留了小部分無害或有益、較耐熱的細(xì)

菌或細(xì)菌芽抱。

補(bǔ)充拓展：高溫滅菌會(huì)損壞牛奶營(yíng)養(yǎng)嗎？

眾所周知，為保證飲用安全，牛奶在出廠前都要經(jīng)過滅菌。

巴氏奶消毒，通常是把牛奶置于72?75下保持15?30秒，這樣能殺死絕大多數(shù)

細(xì)菌，但產(chǎn)品需要冷藏保存，且保存期較短。

常溫奶滅菌，通常是在135?150保持2?3秒，這樣能夠有效殺滅細(xì)菌，保質(zhì)期

也會(huì)更長(zhǎng)。

有些傳言稱，因?yàn)楦邷販缇?，常溫奶的營(yíng)養(yǎng)破壞要比巴氏奶厲害，其實(shí)這是不對(duì)

的。

首先要弄清楚，牛奶的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)和鈣，而高溫滅菌并不會(huì)破壞這兩

種核心營(yíng)養(yǎng)成分。

高溫滅菌主要會(huì)破壞牛奶中的一些熱敏性的維生素。這些維生素在牛奶中的含量

本來就少，而且人體需要的維生素主要是來源于粗糧、蔬果等。

綜上所述，高溫滅菌的常溫奶與低溫滅菌的牛奶在營(yíng)養(yǎng)方面沒有太大差別。（上

述內(nèi)容來自于網(wǎng)絡(luò)）

白地霉的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)特性、培養(yǎng)和生產(chǎn)應(yīng)用

白霉菌的鏡檢圖

試題研究：試題中出現(xiàn)一道有關(guān)白霉菌的試題，它是一種什么樣的生物？如何培

養(yǎng)？在生產(chǎn)中有什么應(yīng)用？據(jù)某個(gè)資料認(rèn)為，這種生物的應(yīng)用價(jià)值很重要，我國(guó)

的研究落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家很多年。

分類.

白地霉，是半知菌亞門，絲抱綱，絲抱目，叢梗孑包科，地霉屬，真菌一種。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

白地霉屋28?30的麥芽汁中培養(yǎng)24h,會(huì)產(chǎn)生白色的、呈毛絨狀或粉狀的膜。

菌落呈平面擴(kuò)散，生長(zhǎng)快，扁平，乳白色，短絨狀或近于粉狀，有同心圈可放射

線，有的呈中心突起。在液體培養(yǎng)時(shí)生白霉，毛絨狀或粉狀。

白地霉的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)特性、培養(yǎng)和生產(chǎn)應(yīng)用

白霉菌的培養(yǎng)

具有真菌絲，有的分枝，橫隔或多或少。繁殖方式為裂殖，形成的節(jié)抱子單個(gè)或

連接成鏈，抱子呈長(zhǎng)筒形、方形，也有橢圓或圓形，末端鈍圓。

生長(zhǎng)習(xí)性：

白地霉生長(zhǎng)溫度范圍在5~38度，最適溫度為25度。生長(zhǎng)pH范圍在3T1,最適

pH為5-7。

實(shí)際應(yīng)用：

白地霉的菌體蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，可供食用及飼料用，也可用于提取核酸。白地霉

還能合成脂肪，能利用糖廠、酒廠及其他食品廠的有機(jī)廢水生產(chǎn)飼料蛋白。

試題：發(fā)酵法生產(chǎn)酒精后的廢液(pH=4.3)含有大量有機(jī)物，可用于培養(yǎng)、獲得白

地霉菌體，生產(chǎn)高蛋白飼料。培養(yǎng)、制取白地霉菌體的實(shí)驗(yàn)過程示意圖如下：

廢液經(jīng)沉淀處理

廢話上消液

日增霉的種

均在30c32c條件下.振蕩培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間

白地霉的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)特性、培養(yǎng)和生產(chǎn)應(yīng)用

請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題：

（1）實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)白地霉的培養(yǎng)基是o培養(yǎng)基定量分裝前，先調(diào)

節(jié)，分裝后用棉塞封瓶口，最后處理。

（2）圖中過程稱為,從甲到丁的培養(yǎng)過程是為了。白地霉

的代謝類型為0

（3）為確定菌體產(chǎn)量，圖中操作之前，應(yīng)先稱量的質(zhì)量。過濾后需反復(fù)

烘干稱量，直至。所得菌體干重等于o

答案：（1）廢液上清液；pH；滅菌

（2）接種；擴(kuò)大培養(yǎng)；異養(yǎng)需氧型

（3）濾紙；恒重（質(zhì)量基本不變）；恒重時(shí)的質(zhì)量與濾紙質(zhì)量之差

解析：

（1）依據(jù)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹袄冒l(fā)酵廢培養(yǎng)、獲得白地霉菌體”，確定本實(shí)驗(yàn)中使

用的培養(yǎng)基應(yīng)該是發(fā)酵廢液上清液；由于發(fā)酵廢液的pH為4.3,這種pH不利霉

菌生長(zhǎng)，因此，在使用廢液時(shí)，應(yīng)在分裝前先調(diào)節(jié)pH,最后進(jìn)行密封、滅菌處

理。

（2）由圖中所示培養(yǎng)過程需要“振蕩培養(yǎng)”以及養(yǎng)液中含有豐富的有機(jī)物，可

以確定白地霉的新陳代謝類型屬于異養(yǎng)需氧型。

（3）為避免培養(yǎng)液成分對(duì)微生物重量的影響，在稱量前，應(yīng)取一定體積的培養(yǎng)

液（一定質(zhì)量）進(jìn)行過濾、離心、反復(fù)洗滌等處理，烘干時(shí)，為避免水分去除不

凈而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，烘干應(yīng)反復(fù)烘干稱量，知道連續(xù)幾次稱得的重量不變；計(jì)算

菌體的干重應(yīng)注意去除稱量使用的濾紙的重量。

熒光蛋白和熒光標(biāo)記法(FluorescentLabeling)

一種發(fā)出綠色熒光的流水母

試題研究：熒光蛋白和熒光標(biāo)記法在生物學(xué)中的研究越來越重要，從某種角度來

看，比同位素標(biāo)記法有更重要的應(yīng)用。隨著基因工程的技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用越來越廣

泛。以下對(duì)熒光蛋白及其應(yīng)用作一簡(jiǎn)單介紹以拓展視野。

試題：為研究發(fā)育型青光眼患者角膜小梁細(xì)胞中M蛋白分泌是否正常，研究者將

熒光蛋白基因與M蛋白基因通過一定方式分別導(dǎo)入Hela細(xì)胞中進(jìn)行培養(yǎng)，一段

時(shí)間后檢測(cè)培養(yǎng)液和細(xì)胞中熒光。實(shí)驗(yàn)分組及結(jié)果如表。

1組2組3組4組5組6組

R-M-

導(dǎo)入

RGR-M+G-M+R-M-和G-

基因

M+

細(xì)紅色

靈胞紅色綠色紅色綠色紅色、綠

光內(nèi)色

檢培

測(cè)養(yǎng)無無紅色綠色無無

液

熒光蛋白和熒光標(biāo)記法(FluorescentLabeling)

注：G綠色熒光蛋白基因；R紅色熒光蛋白基因；M+正常人M蛋白基因；M-青光

眼患者異常M蛋白基因；R-M+、G-M+和R-M-均表示2個(gè)基因拼接成為1個(gè)基因。

下列敘述正確的是()

A.導(dǎo)入的R-M+基因具有2個(gè)轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)部位

B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知Hela細(xì)胞中本來就有M-基因

C.發(fā)育型青光眼患者角膜小梁細(xì)胞中M蛋白的合成量多于正常人

D.在患者的角膜小梁細(xì)胞中導(dǎo)入M+基因?qū)刂撇∏闊o效

解析：R-M表示2個(gè)基因拼接成為1個(gè)基因，因此有1個(gè)轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)部位，A錯(cuò)

誤；根據(jù)1、2、3、4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在沒有M蛋白的情況下，熒光標(biāo)記只存

在于細(xì)胞內(nèi)，而和正常M蛋白基因連接后，熒光標(biāo)記出現(xiàn)在了培養(yǎng)液中，即正常

M蛋白合成后會(huì)分泌到細(xì)胞外，但是和青光眼患者M(jìn)蛋白基因連接后，細(xì)胞外將

不會(huì)出現(xiàn)熒光標(biāo)記，但不能說明Hela細(xì)胞中本來就有M-基因，B錯(cuò)誤；發(fā)育型

青光眼的病因是M蛋白基因異常導(dǎo)致其指導(dǎo)合成的M蛋白異常，從而導(dǎo)致患者細(xì)

胞中的M蛋白不能正常地分泌到細(xì)胞外，最終導(dǎo)致小梁細(xì)胞功能異常，C錯(cuò)誤；

根據(jù)4、5、6組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知，對(duì)患者細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入正常的M蛋白基因?qū)τ诓?/p>

情的控制無效，D正確。故答案為D。

拓展：熒光蛋白有關(guān)的知識(shí).

1.熒光蛋白的發(fā)現(xiàn)

20世紀(jì)中期，一位日本科學(xué)家下村修才注意到并著手研究了水母這一獨(dú)特的發(fā)

光現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)其熒光源自一種會(huì)發(fā)光的蛋白一一水母蛋白，它可以發(fā)出藍(lán)色的

熒光并將其傳遞給另一種綠色熒光蛋白，最終使水母產(chǎn)生綠色的熒光。

隨后馬丁?查爾菲及錢永健兩位科學(xué)家對(duì)綠色熒光蛋白（GFP）加以改造和利用，

并正式將其成功引入整個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域，引發(fā)了一場(chǎng)生命科學(xué)領(lǐng)域細(xì)胞及蛋白研

究技術(shù)的巨大革命。

至今為止，利用改造后的熒光蛋白標(biāo)記活體細(xì)胞的方法已在世界各實(shí)驗(yàn)室得到廣

泛推廣，而下村修、馬丁?查爾菲及錢永健三人也因?yàn)樗麄冏龀龅木薮筘暙I(xiàn)共同

獲得了2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

2.熒光標(biāo)記法的應(yīng)用

熒光標(biāo)記法是利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標(biāo)志物對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的

分析方法。

常用的熒光蛋白為綠色和紅色兩種，綠色熒光蛋白（GFP）常用的是來源于發(fā)光

水母的一種功能獨(dú)特的蛋白質(zhì)，分子量為27kD,具有238個(gè)氨基酸，藍(lán)光或近

紫外光照射，發(fā)射綠色熒光。

紅色熒光蛋白來源于珊瑚蟲，是一種與綠色熒光蛋白同源的熒光蛋白，在紫外光

的照射下可發(fā)射紅色熒光，有著廣泛的應(yīng)用前景。特別是在免疫學(xué)研究中也有重

要的作用，例如免疫熒光抗體標(biāo)記法。

熒光標(biāo)記法作為探究生物不同生理過程的方法，與同位素示蹤法的作用相似，

但它有其后者所不能企及的優(yōu)點(diǎn)。

3.熒光標(biāo)記的觀察

熒光顯微鏡是以紫外線為光源，用以照射被檢物體，使之發(fā)出熒光，然后在顯微

鏡下觀察物體的形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)

輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等。細(xì)胞中有些物質(zhì)，如葉綠素等，受紫外線照射后

可發(fā)熒光；另有一些物質(zhì)本身雖不能發(fā)熒光，但如果用熒光染料或熒光抗體染色

后，經(jīng)紫外線照射亦可發(fā)熒光，熒光顯微鏡就是對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行定性和定量研究

的工具之一。

熒光顯微鏡

例析幾個(gè)名詞解釋一miRNA、RISC、siRNA、HCMV

試題研究：遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是高中生物中的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一，有一道有關(guān)遺傳的

物質(zhì)基礎(chǔ)的試題中出現(xiàn)了幾個(gè)難懂的名詞。通過查找資料補(bǔ)充整理如下。

試題：miRNA在細(xì)胞中產(chǎn)生及發(fā)揮調(diào)控功能的過程，回答下列問題：

miRNA分子前體&g

■'六乙-----靶mRNA

I@_IL-Z-C_

miRNA分子前體￡產(chǎn)RI|C

I③'G

miRNA"u------------^學(xué)⑦中^―一—個(gè)。

/RNA詼步物糖體RISC

磷》.售/'R6C)靶mRNA

例析幾個(gè)名詞解釋一miRNA、RISC、siRNA、HCMV

1.miRNA基因的基本組成單位是，(1)過程需要酶。

與DNA復(fù)制相比較，過程特有的堿基互補(bǔ)配對(duì)形式是o

2.RISC中的miRNA能與靶mRNA堿基配對(duì)，若兩者之間完全配對(duì)，則；

若兩者之間只有部分區(qū)域發(fā)生了匹配，則o由此可見miRNA

是生物基因表達(dá)的一類(填“正”或“負(fù)”)調(diào)控因子。

3.miRNA編碼基因廣泛存在于動(dòng)物、植物、病毒甚至單細(xì)胞生物中。目前有研

究表明，人巨細(xì)胞病毒(HCMV)含有的miRNA基因，有利于它在宿主細(xì)胞中較長(zhǎng)

時(shí)間的潛伏。據(jù)此推測(cè)，HCMV編碼的miRNA作用可能有(填序號(hào))。

(1)制病毒自身基因的表達(dá)(2)監(jiān)控和操縱宿主細(xì)胞中的生化環(huán)境(3)

便于免疫細(xì)胞識(shí)別、監(jiān)控和清除

答案：脫氧核糖核甘酸；RNA聚合；AT靶mRNA會(huì)發(fā)生降解；削弱核糖體

在靶mRNA鏈上蛋白質(zhì)的合成效率，抑制翻譯過程；負(fù)；(1)(2)

解析：基因的基本組成單位是脫氧核糖核甘酸；是轉(zhuǎn)錄過程，其過程需要RNA

聚合酶催化。DNA復(fù)制過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)方式為A4、C-G,轉(zhuǎn)錄過程中的堿

基互補(bǔ)配對(duì)方式為A4J、TT、C-G,因此與雙鏈DNA復(fù)制相比較，過程特有的

堿基互補(bǔ)配對(duì)形式是A4J。

RISC中的miRNA能與靶mRNA堿基配對(duì)，若兩者之間完全配對(duì)，則靶mRNA會(huì)發(fā)

生降解；若兩者之間只有部分區(qū)域發(fā)生了匹配，則削弱核糖體在靶mRNA鏈上蛋

白質(zhì)的合成效率，抑制翻譯過程。由此可見miRNA是生物基因表達(dá)的一類負(fù)調(diào)控

因子。

人巨細(xì)胞病毒(HCMV)含有的miRNA基因，有利于它在宿主細(xì)胞中較長(zhǎng)時(shí)間的潛

伏。據(jù)此推測(cè)，HCMV編碼的miRNA的作用可能是限制病毒自身基因的表達(dá)，可

能是監(jiān)控和操縱宿主細(xì)胞中的生化環(huán)境，也可能是不便于免疫細(xì)胞識(shí)別、監(jiān)控和

清除。

名詞解釋：

RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-inducedsilencingcomplex,RISC)：

一種由小干擾RNA(siRNA)與Argonaute蛋白和Dicer酶復(fù)合形成的復(fù)合物。

在RNA干擾(RNAi)中，利用siRNA的反義鏈切割靶mRNA,達(dá)到基因沉默。

MicroRNA(miRNA)：

是一類內(nèi)生的、長(zhǎng)度約為20-24個(gè)核甘酸的小RNA,其在細(xì)胞內(nèi)具有多種重要的

調(diào)節(jié)作用。每個(gè)miRNA可以有多個(gè)靶基因，而幾個(gè)miRNA也可以調(diào)節(jié)同一個(gè)基因。

這種復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)既可以通過一個(gè)miRNA來調(diào)控多個(gè)基因的表達(dá)，也可以通過

幾個(gè)miRNA的組合來精細(xì)調(diào)控某個(gè)基因的表達(dá)。

小干擾RNA(siRNA),有時(shí)稱為短干擾RNA或沉默RNA：

是一類雙鏈RNA分子，長(zhǎng)度為20-25個(gè)堿基對(duì)，類似于miRNA,并且在RNA干擾

(RNAi)途徑內(nèi)操作。它干擾了表達(dá)與互補(bǔ)的核甘酸序列的特定基因的轉(zhuǎn)錄后降

解的mRNA,從而防止翻譯。

人巨細(xì)胞病毒(HCMV)：

形態(tài)結(jié)構(gòu)與單純皰疹病毒(HSV)極為相似的病毒(如圖)。感染的細(xì)胞會(huì)腫大,

I故稱為巨細(xì)胞病毒。

褪黑素分泌調(diào)節(jié)和主要生理作用

Pinealgland（松果體）

試