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教学中常见错误五例

2017-12-13广东黄春云

教学考试(高考生物) 2017年5期
关键词:发色基团碱性

广东 黄春云

教学中常见错误五例

广东 黄春云

生物学是一门严谨的自然科学,但是由于教师自身知识储备有限,平时受一些复习资料和练习题的误导,在某些问题上产生了错误的认识。

一、认为所有病毒侵染宿主细胞均只注入核酸分子

T2噬菌体侵染细菌的过程中仅将核酸注入宿主细胞,而蛋白质外壳并未进入。高中生物教学中许多师生将此理解为所有病毒的共性现象,从而产生了认识误区。

事实上,病毒进入宿主细胞的方式包括注射式侵入、细胞内吞、膜融合以及其他特殊的侵入方式。 注射式侵入一般为有尾噬菌体的侵入方式,通过尾部收缩将核酸注入宿主细胞内,蛋白质外壳留在胞外;细胞内吞是动物病毒(如腺病毒)常见的侵入方式,经细胞膜内陷形成吞噬泡,使整个病毒粒子进入胞内; 膜融合是包膜病毒(如麻疹病毒)常见侵入方式,病毒囊膜与细胞膜融合,然后使病毒核衣壳进入胞内。 另外,还有部分病毒粒子可直接侵入宿主细胞,其机理不明。植物病毒则通过存在于植物细胞壁上的小伤口或天然的外壁孔侵入,或植物细胞之间的胞间连丝侵入细胞,也可通过介体的口器、吸器等侵入细胞。

可见,将核酸注入细胞内是部分噬菌体所特有的方式,对动物或植物病毒说来更普遍的方式则是核酸和蛋白质外壳都进入细胞。

二、认为15N、18O具有放射性

(2010·北京卷,30)科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。

(中间省略)

③若在同等条件下将子2代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置_______,放射性强度发生变化的是________带。

以上是2010年北京高考理综卷生物第30题,在实际教学中生物老师也普遍认为15N和18O具有放射性。而事实又是怎样呢?

如果两个原子的质子数目相同,但中子数目不同,则他们仍有相同的原子序,在周期表是同一位置的元素,所以两者就叫同位素。有放射性的同位素称为“放射性同位素”,没有放射性的则称为“稳定同位素”,并不是所有同位素都具有放射性。最常见的稳定性同位素有碳-13 (13C)、氮-15(15N)、氢-2 (2H即氘) 和氧-18(18O)等。含有稳定性同位素的分子,与正常的分子相比,拥有相同的化学性质,但重量稍大,必修二教材中所提及的证明DNA半保留复制的实验利用的正是这个特点。

三、认为碱性染料的pH大于7

作为染料必须具备两个条件:一是具有颜色;二是要与被染组织间有亲和力。染料的颜色和它与组织间的亲和力是由染料本身的分子结构决定的,产生颜色的发色基团和与组织间产生亲和力的助色基团共同决定了染料的染色性质。作为染料物质,除了有发色基团外,还需要有一种使化合物发生电离作用的助色基团。如染料化合物中往往由硝基(—NO2)、偶氮基(—N=N—)、乙烯基等形成了发色基团,而由—OH、—SO3H、—COOH 等酸性基团和—NH2、—NHCH3、—N(CH3)2等碱性基团构成了助色基团。它们的存在使染料物质离子化,极性增强,促进染料与组织间发生作用,产生染色效果。我们把助色基团中具有酸性或碱性基团的染料分别称为酸性或碱性染料。

如硝基是一种发色基团,当苯环中的3个氢原子被3个硝基取代后就成为三硝基苯的黄色化合物。三硝基苯不是染料,仅有一个发色基团,它不溶解于水,也不能电离,既不酸也不碱,不能与酸或碱形成盐类。如果三硝基苯分子中,用羟基再置换一个氢原子,就成为三硝基苯酚,即苦味酸,它即是一种黄色染料,有电离作用,与强碱能形成盐,这里的羟基便是助色基团。由此可知,苦味酸的颜色是由发色基团(硝基)所致,而它的染色性能则是由助色基团(羟基)形成的,如用氨基代替硝基,就形成无色化合物,不是染料。由此可见,作为染料,必须有发色基团和助色基团相互配合,缺一不可。如伊红Y含有一个(—COOH)助色基团,在水中电离时放出氢离子,本身带负电荷。配制成伊红Y 染料时,与强碱NaOH 作用生成盐(—COONa),此物质Na+反而在溶液中呈碱性,所以不能认为酸性染料在溶液中就是酸性。

综上,酸性(碱性)染料的界定并非由染料溶液的pH决定的,而是根据染料物质中助色基团电离后所带的电荷来决定。一般来说,助色基团带正电荷的染料为碱性染料,反之则为酸性染料。碱性染料pH不一定大于 7,酸性染料 pH不一定小于7。

四、认为体液免疫中的少数抗原是同种抗原中的少数

根据抗原刺激 B细胞产生抗体是否需要T细胞协助,可将抗原分为胸腺依赖性抗原(TD-Ag)和胸腺非依赖性抗原(TI-Ag)。TD-Ag是指需要T细胞辅助和巨噬细胞参与才能激活B细胞产生抗体的抗原性物质,如多数蛋白质抗原,其免疫应答特点:能引起体液免疫应答也能引起细胞免疫应答;产生IgG等多种类别抗体;可诱导产生免疫记忆,如细菌脂多糖、聚合鞭毛素。TI-Ag是指无需T细胞辅助可直接刺激B细胞产生抗体的抗原,其免疫应答特点:只能引起体液免疫应答;只能产生IgM类抗体;无免疫记忆。由此可见,教材中的“大多数病原体”是指胸腺依赖性抗原,“少数抗原”是指胸腺非依赖性抗原。

五、认为衰老细胞的细胞膜通透性增强

功能健全的细胞膜是典型的液晶相,这种膜的脂双层比较柔韧,脂肪酸链能自由移动,每个脂质分子与相邻分子之间的位置交换极其频繁,埋藏于其中的蛋白质分子表现出最大的生物学活性。衰老的或有缺陷的膜通常处于凝胶相或固相,磷脂的脂肪酸尾被“冻结”,完全不能自由移动,而膜就变为刚性的了,因此埋藏于其中的蛋白质也就不能再运动了;在机械刺激或压迫等条件下,膜就出现裂隙,其选择透过性及其他功能均受到损害。因此,在没有出现裂隙之前,通透性下降,导致不能与外界环境很好地进行物质交流;出现裂隙后,通透性上升,各种物质可以随意进出细胞膜,丧失选择透过性能力。

广东佛山市顺德区乐从中学)

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