高中生物若干问题解答——选自广东省高中生物职务培训专题讲座或讨论稿
陈爱葵、肖望、黄更生、龚玉莲等
1 基因的名称到底是摩尔根提出的还是约翰逊提出的
1.1问题[屈晓明]
关于基因这个名称的由来，有的资料认为是摩尔根提出的。他认为，摩尔根提出“遗传粒子学说”并总结出“基因”这一概念。人教版高中生物教科书中是这样说的：“1909年丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的‘遗传因子’一词起了一个新名字，叫做基因（gene）”
1.2 讨论
黄更生[广东省第二师范学院（510310）]基因最早的雏形称之为“遗传因子”，由孟德尔提出。孟德尔遗传学说是颗粒式遗传学说，1909 年，约翰逊觉得应该创造一个专门名词来称呼这个“颗粒”， 这个词应该字母不多、音节很少,以有利于作为词干构成许多别的新词。他选定的是把德·弗里斯从达尔文pangenesis衍生出的pangene缩短而成gene。不过这一时期的基因，并不代表物质实体，而是一种抽象的符号，是决定性状的遗传因子，还没有具体涉及基因的物质概念，基因就像一个工具，如被孟德尔用来作为其实验统计的单位，当然这时的基因体现的也只是一个功能单位。
1926年摩尔根提出基因学说，发表了《基因论》。主要内容有：“基因首先是一个功能单位，能控制蛋白质的合成，从而控制性状发育；其次是一个突变单位，一定条件下，野生型基因能突变成相应的突变型基因，从而表现出变异类型；再就是一个重组单位，两个不同基因可重组，产生与亲本不同的新类型；基因在染色体上按一定顺序、间隔一定距离线性排列，各自占有一定的区域。”也就是说，基因不再是抽象的符号，而是稳定和不可分割的客观存在，是一个有机的化学实体，这才最接近我们现代“基因”的概念。
张一[天津市河北区扶轮中学(300142)] 上面的资料不错。让我清楚了两个重要内容：基因的名称是约翰森提出的；现代的基因概念是摩尔根提出的。
2 需氧细菌是如何进行有氧呼吸的
龚玉莲[广东省第二师范学院（510310）] 需氧细菌能进行有氧呼吸。细菌没有线粒体，细菌的呼吸链位于细胞膜上。因而其有氧呼吸是在细胞基质和细胞膜上进行的。而真核细胞的有氧呼吸是在细胞基质和线粒体中进行的（张丽萍等，2009 ）。
3葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞是通过什么方式
肖 望[广东省第二师范学院（510310）]葡萄糖在不同细胞或细胞的不同部位，运输方式都有不同。例如在小肠上皮绒毛细胞，在面对肠腔的绒毛面，通过主动运输吸收葡萄糖；在细胞基底和侧面部位，通过协助扩散方式将葡萄糖分子输送到血管；在血液中也是通过协助扩散的方式将葡萄糖分子送到红细胞。
4 氧气从产生到释放出叶绿体需要经过几层膜
肖 望 类囊体膜是由叶绿体膜内膜延伸而成的。氧气在类囊体腔内产生，从理论上来说，氧气从产生之处到释放出叶绿体，需要通过三层膜，即类囊体膜、叶绿体内膜和叶绿体外膜。但氧气是可以自由通过生物膜扩散的气体分子，它不一定会按照固定的路线移动。
5 汗腺细胞分泌汗液是由高尔基体完成的吗？
肖 望 汗腺分泌汗液不是外排方式，是水分和脂质以渗透压差的方式分泌入管壁中。汗腺是皮肤中最简单的单管腺，在真皮层内小管盘曲成团，这就是汗腺的分泌部。汗腺的分泌方式是水分和脂质以渗透压差的方式分泌入管壁中，其成分跟尿液相似。而管壁的细胞间隙的大小是汗液成分组成的必要条件，管壁的细胞间隙通常小于 75nm ，只有水分等小分子可以自由滤过，细胞间隙大于 75 ～100nm 时，脂质大分子就可以畅通渗入管壁排除，再被细菌分解成不饱和脂肪酸产生腋臭。该种间隙的大小受遗传基因及生理发育影响，其人种学特点明显，黄种人间隙普遍较小，其他人种较大。汗液排出属于排泄废物到体外的一种方式，而高尔基体分泌生物体内所需要的大分子物质，如脂类、蛋白质和糖类等，供细胞的生长发育代谢等的需要。
6膜蛋白是否不需要内质网和高尔基体的参与
余秀红 我想请教一个问题：膜蛋白的分泌和运输过程是怎样的？是否需要内质网和高尔基体的参与？
肖 望 高尔基体的主要功能是将内质网合成的多重蛋白质进行加工、分类和包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。内质网上合成的脂类一部份也要通过高尔基体向细胞膜和溶酶体等部位运输，因此可以说，高尔基体是细胞内大分子运输的一个交通枢纽。此外，高尔基体还是细胞内糖类合成的工厂，在细胞生命活动中起多重重要的作用。除分泌蛋白外，很多细胞膜上的膜蛋白、溶酶体中的酸性水解酶及胶原纤维等胞外基质成分都是通过高尔基体完成其定向的转运过程。
内膜系统包括内质网、高尔基体、溶酶体、小泡，以及细胞膜，这些膜的膜蛋白需要通过这些细胞器进行运输，因此需要内质网、高尔基体的参与。细胞质基质蛋白直接在游离核糖体上合成，不需要内质网和高尔基体的参与。但最近研究发现，有些基质蛋白也可转运至内质网中。
7植物细胞中的高尔基体也能产生分泌蛋白吗？
肖 望 植物中，高尔基体在分泌途径中占据中心位置，从内质网接受新合成的蛋白质和脂类，并导向细胞表面或是液泡。参与组装细胞壁基质中复杂的多糖，合成与加工质膜、细胞壁和液泡中糖蛋白的寡糖侧链，生产质膜和液泡形成体上的糖脂。
8 细胞膜上的载体、受体等都有特异性，都是糖蛋白吗
肖 望 细胞外被中的糖与细胞膜中的蛋白质分子或脂质分子共价结合，形成糖蛋白或糖脂，对膜蛋白起保护作用，也在细胞识别中起重要作用。
载体蛋白相当于结合在细胞膜上的酶，可同特异性底物结合，因此也叫通透酶，是生物膜上普遍存在的跨膜蛋白分子。但不一定是糖蛋白。
受体是一种能够识别和选择性地结合某种信号分子的大分子，当与信号分子结合后，通过信号转导作用将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应。受体多为糖蛋白。
9 水是如何通过细胞膜的
曾 敏 人 教版高中生物教科书必修一第70页“问题探讨”，显示了水能通过合成的脂双层，磷脂分子的尾部不是疏水的吗？那么水能通过由磷脂分子尾部形成的疏水区吗？
肖望 能，细胞膜的脂双层并不是绝对致密的，而是有一定的间隙的。水分子可以慢慢“挤”过脂分子间隙，当然还可以通过水通道蛋白
10 主动运输是否一定是逆浓度梯度，有顺浓度梯度运输的例子吗
肖 望 逆浓度梯度运输才需要能量。如果顺浓度梯度运输是不需要消耗能量的，消耗的是浓度梯度的存在而产生的势能。就好比水往低处流，不需要任何外力，但由于高处的水有高的势能，利用这个势能推动，水总是往低处流。 生命在进化过程中，形成了一套不仅精巧而且经济的生活方式，它不会无谓的浪费珍贵的能源。
11 在浓度差相同的情况下，自由扩散比协助扩散的速度快吗
肖 望 疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子在以简单扩散的方式跨膜转运中，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助，因此称为简单扩散。不同的小分子物质跨膜转运的速率差异极大，也就是说，不同分子的通透系数有很大的区别，如 O2、 N2和苯极易通过细胞膜，水分子也比较容易通过，尿素的通透性比水分子低 100 倍。通透性主要取决于分子的大小和分子的极性。小分子比大分子容易通过，非极性分子比极性分子容易通过，而带电荷的离子跨膜运输需要更高的自由能，所以是高度不透的。具有极性的水分子容易穿膜，是因为水分子非常小，可以通过膜脂间的间隙。
协助扩散是各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运，该过程不需要提供能量。但在协助扩散中，特异的膜蛋白协助物质转运使其转运速率增加，转运特异性增强。例如葡萄糖分子以简单扩散的方式穿过细胞膜，通透系数为10-7cm /s ，以协助扩散的方式穿越红细胞的质膜时其通透系数为 10-2 cm /s，通透系数增加了 105倍。
12 差速离心分离细胞器的基本过程怎样
肖 望 离心技术是借用离心机旋转所产生的离心力，根据物质颗粒的沉降系数、质量、密度及浮力等因子的不同，而使物质分离的分离分析技术。细胞分级分离是一种通过离心从而分离细胞内不同结构成分的细胞器。不同细胞器的大小和密度不同，在同一离心场内的沉降速度不同，细胞器的分离可采用差速离心的方式进行。差速离心法是从低到高不同的转速离心，使较大的颗粒先在低转速中沉淀，再用较高转速将原来悬浮的小颗粒物质沉淀下来，从而达到逐级离心分离。
13 轮作、套种和间作有什么区别[肖 望]
轮作：是在同一块田地上按不同时间依次轮种不同的作物（或同一作物依次轮作于不同田块）。随着集约化水平的提高，又发展为一年多熟的轮作。如第一年，春季种小麦，夏季种棉花，第二年春季种菜籽，夏季种黄豆。即农谚所说的“谷后谷，坐着哭；豆后谷，享大福”、“年花年稻，眉开眼笑”。
单作：同一田地上在同一季节只种一种作物
间作：在同一块田地上，把生育季节相近的两种或两种以上的作物成行或成带地相间种植的方式。作物和品种的搭配原则是一高一矮、一胖一瘦、一圆一尖、一深一浅、有主有副，建立合理的复合群体结构。例如冬麦（高、瘦、尖）与豆类（矮、胖、圆）属于高杆禾谷类与豆类间作。
套作：把生育季节不同的两种或两种以上作物，在前作物的生育后期，于其行间或株间播种（或移栽）后作物的种植方式。麦棉套作就是再小麦的生长后期种上棉花，小麦成熟后期就是棉花的幼苗期，小麦收割后，棉花开始生长期。此外还有水稻套绿肥、麦类 - 玉米 - 薯类等种植方式。
间作和套作的区别：间作中不同作物的共生期较长，套作中不同作物的共生期相对较短。
14衰老细胞细胞膜的通透性是变大还是变小
年轻的功能健全的细胞的膜是典型的液晶相，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，这是磷脂的脂肪酸尾被“冻结”了，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，其选择透过性及其它功能均受到损害。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。
15 羊水检查和孕妇血细胞检查有什么作用[广东省第二师范学院（510310）陈爱葵]
15.1羊水检查
羊水检查是产前诊断的一种方法。一般适合中期妊娠的产前诊断。羊水存在于羊膜腔内，受精卵于受精第七天形成羊膜腔，开始产生羊水，妊娠12周时羊水量为50毫升，20周时为400毫升，36～38周时为1000—1500毫升，接近预产期羊水量稍有下降。做产前诊断最佳穿刺抽取羊水时间是妊娠16～20周。可通过羊膜穿刺术，采取20毫升羊水进行检查。
适应症：高危妊娠，有流产、早产、死胎史者，疑胎儿遗传性疾病者，亲代有代谢性缺陷病者，曾分娩过染色体异常婴儿者，高龄孕妇，确定性连锁遗传病携带者胎儿性别者，疑母儿血型不合者，妊娠早期受大剂量电离辐射者，曾患严 重病毒感染性疾病者，检查宫内胎儿有无感染者。
检查的步骤：第一步：做B超，确定胎盘位置、胎儿情况，避免误伤胎盘；第二步：选好进针点后，消毒皮肤，铺消毒巾，局部麻醉，用带针心的腰穿针在选好的点处垂直刺人；第三步：针穿过腹壁和子宫壁时有两次落空感，取出针心；第四步：用2毫升注射器抽吸羊水 2 毫升，弃去，此段羊水可能含母体细胞；第五步：用20毫升空针抽吸羊水 20 毫升，分别装在2支消毒试管内，加盖；第六步：取出针头，盖消毒纱布，压迫2—3分钟，孕妇卧床休息2小时；第七步：取出的羊水离心5～10分钟，以上清液做生化试验，沉渣做细胞培养，或提取DNA做鉴定。
15.2孕妇血细胞检查
孕妇血细胞检查是血细胞抗原检查，目的是筛查是否会发生新生儿溶血。新生儿溶血是分娩时发生的非常危险的情况之一，常常导致新生儿死亡，因此血细胞抗原检查是孕妇最重要的检查之一。孕妇血液还可检测风疹病毒IgG和巨细胞病毒IgG 。
16 产前诊断能检查哪些遗传病
陈爱葵 产前诊断遗传病种类：主要有染色体病和基因病。染色体病的异常主要表现在常染色体数目、结构的异常和性染色体数目的异常。当常染色体多一条，染色体称为三体时，染色体疾病表现为先天愚型；当常染色体缺失、重复、倒位及易位时，染色体疾病表现为猫叫综合征；当性染色体异常时，染色体疾病则表现为先天性卵巢发育不全症（45， XO）。基因病的异常主要表现为单基因遗传病、多基因遗传病和 X 连锁隐性遗传病。单基因遗传病异常的特点是，仅有 1 对基因发生突变或异常，多为酶缺陷引起代谢紊乱、代谢中间产物累积；其病症表现为先天性代谢缺陷病和性代谢缺陷病。多基因遗传病异常的特点是，2对以上基因发生突变引起，占产前诊断的40% ～ 50%；其病症表现为先天畸形如唇腭裂和畸形足、脊柱裂、无脑儿、神经管畸形、幽门狭窄；先天性心脏病、先天性髋关节脱位等。
X连锁隐性遗传病异常的特点是，X染色体上基因发生隐性突变；其病症表现为血友病甲、血友病乙、G-6-PD 缺乏症、红绿色盲。
X染色质检查：包括羊水细胞染色法，可采用硫瑾或甲苯胺蓝检查；可数细胞法，用于胞核大、核膜完整、染色质均匀、结构清晰情况下的检查；X染色质（Barr 小体）法，表现为呈深蓝色染色质块，位于可数细胞核膜内缘处，计数 100 个可数细胞核中与核膜相贴的 X 染色质，计算百分率，女胎≥ 6%，男胎≤ 5%。非可数细胞法，用于细胞核固缩，染色较深，结构不清时检查。
Y 染色质检查：包括染色法，即阿的平荧光染色法；显微镜检查法，表现为 Y 染色质呈闪亮荧光弧状小体，直径约 0.3μm ，边缘清晰，荧光亮度强于其周边核染色质，计数100 个核质均匀、核膜完整的可数细胞，计算 Y 染色体细胞百分率，男胎≥ 5%，女胎＜4%。
17 固定液、龙胆紫、醋酸洋红和改良苯酚品红染色液的特点是什么[陈爱葵]
17 .1 固定液
固定液的重要特性是能够迅速穿透细胞，使蛋白质变性，将细胞固定并维持染色体结构的完整性，还能够增强染色体的嗜碱性，达到优良染色效果。单纯的固定液一般难以达到这些要求，因此在实验中使用两种混合的固定液。卡诺氏固定液（甲醇：冰醋酸=3 : 1）是效果良好的固定液，每次使用前临时配制，长时间放置影响固定效果，固定时间15分钟至24小时，冰箱室温均可。必要时可改变甲醇和冰醋酸的比例，增加冰醋酸的比例利于细胞膨胀、染色体铺展，但易导致细胞破裂，染色体散失。在无甲醇的情况下可用无水乙醇代替。
17.2龙胆紫
1～2％的龙胆紫溶液俗称紫药水，是人们所熟悉的外用药。它是一种碱性阳离子染料，因其阳离子能与细菌蛋白质的羧基结合，影响其代谢而产生抑菌作用。它能抑制革兰氏阳性菌，特别是葡萄球菌、白喉杆菌，对白色念珠菌也有较好的抗菌作用。它杀菌力强，对组织没有刺激性，也没有毒性和副作用。
17.3 醋酸洋红
醋酸洋红常被用作核、染色体的固定和染色剂。在“观察植物细胞有丝分裂”（即“观察根尖分生区组织细胞”）时，对染色体进行染色，需要用碱性染液，此时可以使用醋酸洋红或龙胆紫染液。
17.4 改良苯酚品红染色液
改良苯酚品红染色液对果蝇唾液腺染色体的染色效果与醋酸染洋红染色液的染色效果是相同的。而且用改良苯酚品红染色液还能提高工效，简易节约的优点。为什么课本上观察洋葱根尖有丝分裂用龙胆紫溶液或醋酸洋红液给染色体染色，低温诱导洋葱染色体数目加倍实验却用改良苯酚品红染液？用龙胆紫溶液或醋酸洋红液给染色体染色，是为了使染色体色泽更明显在显微镜下观察更方便。低温下用改良苯酚品红染液是因为它在低温下品质更稳定，更利于观察。 一般龙胆紫染3～5分钟，醋酸洋红20～30分钟，改良苯酚品红10～15分钟。染色时注意防止染色液蒸发而变干。
18 秋水仙素诱发多倍体的原理具体是怎样的[陈爱葵]
秋水仙素的作用在于当它与正在分裂的细胞接触后，即可抑制微管的聚合过程，不能形成纺锤丝，使染色体不能排在赤道板上，也不能分向两极，从而产生染色体数加倍的核。此药剂的巨大效果即在于它的作用是针对自有丝分裂中期的细胞，阻止形成纺锤丝，而对染色体的结构无显著影响。药剂浓度适合时，对细胞的毒害作用不大，在细胞中扩散后不致发生严重的毒害，在一定时期内细胞仍可恢复常态，继续分裂，只要染色体数目加倍成为多倍性细胞在遗传上很少发生其他不利的变异。虽然有时在处理初期的植株上出现茎、叶的变态，但在以后除表现与多倍体相应的性状变化外，变态均能消失。
19减数第二次分裂到底有无间期[陈爱葵]
对于减数分裂到底有没有细胞周期一直是高中生物教师争论的一个疑难问题。有些人认为减数分裂没有细胞周期，也有些人认为减数分裂是有细胞周期的。那么，如何理解减数分裂是否有间期呢？首先可从专家的观点看这个问题，翟中和主编的《细胞生物学》明确表述为“在两次分裂之间，还有一个短暂的分裂间期”，吴相钰主编的《普通生物学》也表明在减数第一次分裂后有间期，只是这个间期的时间很短，没有 DNA 的复制，也没有染色体的复制。因此可以认为在减数第一次分裂与减数第二次分裂之间是有间期的，间期是细胞分裂的准备阶段，在两次分裂过程之间细胞应该会稍有所调整，这个调整的时间就可以看做是间期，可能是有些细胞调整所需时间很短，还不能观察到。同时，要进行减数第二次分裂也需要形成纺锤体，对于动物细胞来说纺锤体是由中心体放出的星射线组成。在减数第一次分裂前的间期复制形成的两个中心体经减数第一次分裂后在每一个次级细胞中只剩下一个，要在减数第二次分裂过程中再形成纺锤体就需在分裂前进行中心体的复制，那复制中心体的时间，就是两次分裂之间的间期。
20 哪些植物激素具有两重性
陈锦娜 植物激素中，除了生长素具有两重性，其他植物激素高低浓度时是否具有两重性？
肖 望 不是两重性，而是多重性。不同浓度对同一材料效果完全不同，同一浓度同一激素对不同植物不同，同一浓度同一激素对同一植物的不同器官效果不同。书上讲的是迄今为止的较普遍的规律，不是固定不变的答案（夏献平选编）
本文转载自内质网《高中生物若干问题解答》
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