不容忽视高中生物必修教材的32个边角知识

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不容忽视高中生物必修教材的32个边角知识

《必修1 分子与细胞》

　1.盐析
在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物，高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状，导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗？说明理由。——[问题源于《必修1》 P23“与生活的联系”]
【提示】不同。在食盐作用下析出蛋白质，蛋白质本身的结构没有改变，仍维持原有的生物活性；高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变，丧失了原有的生物活性。
【点睛】盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程，原理是物质在不同浓度的盐溶液中溶解度不同—蛋白7质在高浓度盐溶液中析出，而DNA是在低浓度盐溶液中析出，盐析为可逆反应，由此可见，盐析与高温、过酸、过碱导致的蛋白质不可逆转变性失活有本质不同。
【例证】下列关于生物体中酶的叙述，正确的是A.在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃
【解析】细胞质中线粒体和叶绿体内也有参与DNA合成的酶，A错误；在适宜环境下，酶在生物体内外都有催化活性，B错误；在胃蛋白酶的提取液中加入某些无机盐溶液后，可以使胃蛋白酶凝聚而从溶液中析出，C正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度不适合该酶的保存，应该在低温下保存，D错误。【答案】C

   2.水盐与生命健康
患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄糖盐水是常见的治疗方法。大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调，这时应多喝淡盐水。——[摘自《必修1》 P36“与生活的联系”]

   3.分离各种细胞器的方法
研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来。常用的方法是差速离心法：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开。——[摘自《必修1》P44“小框内容”]

   4.溶酶体与硅肺(关注健康关爱生命)
科学家发现有40种以上的疾病是由于溶酶体内缺乏某种酶产生的，如矿工中常见的职业病——硅肺。当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。——[摘自《必修1》P46“相关信息”]

    5.细胞骨架
真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。——[摘自《必修1》P47“小字内容”]

    6.脂质体靶向给药系统
利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位，通过小球膜与细胞膜融合，将药物送入细胞，这一过程体现了细胞膜的什么特点？——[问题源于《必修1》P49“相关信息”]

    7.磷脂结构
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。——[摘自《必修1》P66“思考与讨论”]

   8.通道蛋白
通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。它包含两大类：水通道蛋白和离子通道蛋白。水通道与人体体液平衡的维持密切相关，例如，肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道的结构和功能有直接关系。离子通道是由蛋白质复合物构成的。一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放。离子通道与神经信息的传递、神经系统和肌肉方面的疾病密切相关。——[摘自《必修1》P74“科学前沿”]

   9.盐酸催化淀粉水解
20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245kPa的高压和140～150℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代以后改用酶法生产。——[摘自《必修1》P85“与社会的联系”]

   10.溶菌酶与抗生素
溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素复合使用，能增强抗生素的疗效。——[摘自《必修1》P87“科学技术社会”]

   11.细胞呼吸与光合作用中的[H]
(1)细胞呼吸过程：这里的[H]是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。——[摘自《必修1》P94“相关信息”](2)光合作用过程：这里的[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是辅酶Ⅱ(NADP＋)与电子和质子(H＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。——[摘自《必修1》P103“相关信息”]

   12.藻类植物与光谱
海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？—— [摘自《必修1》P100“拓展题”]

13.端粒与端粒酶及细胞衰老机制两学说
每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，以及辐射和有害物质入侵等会刺激细胞产生自由基，自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。——[摘自《必修1》P122“细胞衰老的原因”]

    14.单一基因突变是否会引发癌症
根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。因此，生活中的致癌因子很多，但是癌症发生的频率并不是很高，而且易患癌症的多为老年人。——[摘自《必修1》 P126“小字内容”]

     《必修2 遗传与进化》

    1.突变果蝇的变异类型验证
按照遗传规律，白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)交配，后代雄果蝇都应该是白眼的，后代雌果蝇都应该是红眼的。可是有一天，摩尔根的合作者布里吉斯(Bridges)发现白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交所产生的子一代中出现了一个白眼雌果蝇。大量的观察发现，在上述杂交中，2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。你怎样解释这种奇怪的现象？如何验证你的解释？——[摘自《必修2》P38拓展题]

    2.果蝇红眼的形成
形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。但是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。请你根据上述事实，分析红眼的形成与红眼基因的关系。——[摘自《必修2 》P71“拓展题”]

    3.细胞质基因与母系遗传
线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。为了与细胞核的基因相区别，将线粒体和叶绿体中的基因称作细胞质基因。对人的线粒体DNA的研究表明，线粒体DNA的缺陷与数十种人类遗传病有关。这些疾病很多是与脑部和肌肉有关的。例如，线粒体肌病和神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。这些遗传病都只能通过母亲遗传给后代。——[摘自《必修2》P70“细胞质基因”]

    4.多年的山柳菊研究为何让孟德尔一无所获？
孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却一无所获。主要原因是：(1)山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状；(2)当时没有人知道山柳菊有时进行有性生殖，有时进行无性生殖；(3)山柳菊的花小，难以做人工杂交实验。——[摘自《必修2》P11“思考与讨论”]

    5.等位基因显隐性关系的相对性
具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力，镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区，请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。——[摘自《必修2》P84“拓展题”]

    6.基因治疗
基因治疗是指用正常基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。基因治疗是否需要对机体所有细胞进行基因修复？试说明原因。——[问题源于《必修2》P94“科学·技术·社会”]

    7.“精明的捕食者”策略
关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利(S.M.stanley)提出了“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性。——[摘自《必修2》P123“小字内容”]

    8.链孢霉生长实验
野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用X射线照射后的链孢霉却不能在基本培养基上生长。在基本培养基中添加某种维生素后，经过X射线照射的链孢霉又能生长了。请你对这一实验结果作出合理的解释。——[摘自《必修2》P96“三、技能应用”]

    《必修3　稳态与环境》

    1.生物学中的稳态
近几十年来，生物科学飞速发展，使人们能更详细地揭示稳态的机制。现在认为，机体的调节系统主要有三个，即神经系统、内分泌系统和免疫系统，三者具有共同的“语言”——信息分子。这三大调节系统互相联系，形成完整的调节网络，共同维持机体的稳态。随着科学的发展，稳态概念也在不断发展。人们发现，许多生命活动都有类似于内环境稳态的特性。例如，在分子水平上，存在基因表达的稳态；在器官水平上，存在心脏活动(血压、心率)的稳态等；在宏观水平上，种群数量的消长存在稳态现象，最大的生态系统——生物圈也存在稳态。可见在生命系统的各个层次上，都普遍存在着稳态现象。稳态已经成为生物科学的一大基本概念。——[摘自《必修3》P11“科学史话”]

    2.反射弧与神经元
膝跳反射和缩手反射的反射弧所包含的神经元个数相同吗？如何证明脊髓是上述两种反射的神经中枢？——[问题源于《必修3》P17“思考与讨论”]

   3.神经递质种类
目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱，多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类(如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等)、一氧化氮等。——[摘自《必修3》P19“相关信息”]

   4.肾上腺素
肾上腺的髓质分泌肾上腺素，它的分泌活动受内脏神经的直接支配。在恐惧、严重焦虑、剧痛、失血等紧急情况下，肾上腺素的分泌增多，人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心率加速等特征。请分析这个例子中，神经调节和体液调节之间的联系。——[摘自《必修3》P33“拓展题”]

   5.远离毒品，慎用心理药物
(1)多数吸毒者所采用的静脉注射方式可引起多种感染，包括肝炎、细菌性心内膜炎和艾滋病等。
(2)心理药物可分为三类：兴奋剂、镇静剂、致幻剂。兴奋剂具严重的毒副作用，可能导致细胞和器官功能异常，损害免疫力等。镇静剂能冲淡感受外界事物的情绪，使人表现出冷淡、消极，肌肉活力下降、精神萎靡不振等。大麻等致幻剂会使人产生幻觉，并出现类似精神分裂症的症状。——[摘自《必修3》P34科学·技术·社会]

    6.预实验
在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验，这样可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。预实验也必须像正式实验一样认真进行才有意义。——[摘自《必修3》P51“探究”内容]

7.讨论以下行为是否可以传染艾滋病，并分析原因
(1)与艾滋病病人共同进餐；(2)静脉吸毒者共用一个针管；(3)在运动中撞到艾滋病患者；(4)与艾滋病患者拥抱；(5)与艾滋病患者共用文身、文眉器械；(6)触摸艾滋病患者摸过的门把手；(7)输入含有HIV的血液；(8)叮咬过艾滋病患者的蚊蝇叮咬正常人；(9)与艾滋病患者共用冲水马桶；(10)与艾滋病病人共用剃须刀。——[摘自《必修3》P41“科学·技术·社会”]

   8.植物激素与动物激素的比较
植物激素与动物激素都称作“激素”，两者的区别主要表现在哪些方面？——[问题源于《必修3》P48“知识链接”]

   9.黑光灯诱捕昆虫
黑光灯之所以夜间能用来诱杀昆虫，是因为趋光性昆虫的视网膜上有一种色素，它能够吸收某一特殊波长的光，并引起光反应，刺激视觉神经，通过神经系统指挥运动器官，从而引起昆虫翅和足的运动，趋向光源。——[摘自《必修3》P62“黑光灯”诱捕昆虫的原理]
【解读】用黑光灯诱捕具有趋光性的昆虫不属于样方法，而是属于去除取样法，是用相对估计法估计种群的绝对量。其原理是：在一个封闭的种群里，用同样的方法连续捕捉被调查动物，随着连续的捕捉，导致种群内个体数逐渐减少，造成每次捕获数逐次递减，但捕获的总累积数则逐渐增加，当单次捕获数降到0时，捕获的总累积数就等于该种群的总个体数。
【思考】黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？分别属于生态系统中的何种信息传递？
【提示】原理不同，前者利用了昆虫的趋光性，后者是利用了昆虫之间通过激素传递信息的通讯。前者属于物理信息，后者属于化学信息。

   10.物质循环与能量流动在生态农业中的应用
生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。在生态系统中，能量流动和物质循环主要是通过食物链来完成的。食物链既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是一条价值增值链。因此，遵循这一原理，就可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废弃物，成为生产另一种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量转化效率，减少环境污染。——[摘自《必修3》P99“科学·技术·社会”]