高中生物疑难问题集萃

【疑问1】酶怎样降低活化能以及为何要以固体状态保存酶制剂？

【释疑】所谓活化能是指分子由常态转变为容易发生化学反应的活跃状态时所需的能量。在酶促反应过程中，当酶与底物相互作用时，就要释放掉一些结合的能量，从而使化学反应的反应物分子所需的活化能降低，有利于化学反应的进行。这与需加热的化学反应的活化能变化不同，加热是给予化学反应的反应物分子活化能，有利于化学反应的进行。因酶的活性会受温度的影响，酶在溶液中对温度的耐受力比酶在固体状态时要低，所以通常以固体状态保存酶制剂[1]。

【疑问2】酶的激活、抑制和失活有何区别？

【释疑】酶的激活是指在激活剂的作用下，无活性的酶原成为有活性的酶或酶的活性提高，其实质是让酶原的活性部位形成或暴露。酶的抑制是指在抑制剂的作用下，酶的必需基团的化学性质发生改变，使酶的活性降低甚至完全丧失。能通过透析、超滤或凝胶过滤等物理方法除去而使酶复活的抑制剂称为可逆抑制剂；不能通过透析、超滤或凝胶过滤等物理方法除去而使酶复活的抑制剂称为不可逆抑制剂。抑制剂对酶活性的影响具有选择性，但不引起酶蛋白的变性。酶失活是指在失活剂的作用下，酶蛋白变性失去活性，失活剂没有选择性[1]。

【疑问3】能进行光合作用的生物一定会产生O2、一定含有叶绿素吗？

【释疑】绿色植物的光合作用一定有O2产生，但能进行光合作用的原核生物不一定产生O2。在原核生物中，有依靠叶绿素进行光合作用的生物，如蓝藻光合作用时产生O2；有依靠菌绿素进行光合作用的光能自养型细菌，如绿色细菌和紫色细菌光合作用时不产生O2；有依靠菌视紫红质进行光合作用的生物，如极端嗜盐古细菌不含菌绿素或叶绿素，依靠其特有的菌视紫红质进行光合作用。所以，光合作用的生物不一定会产生O2，也不一定含有叶绿素，但一定含有光合色素[1]。

【疑问4】①合成蔗糖、淀粉和纤维素的场所相同吗？②细胞中的淀粉或糖原降解有何异同？③为什么说肌糖原是区域性能源？④提升血糖浓度的主要激素是胰高血糖素和甲状腺激素正确吗？

【释疑】①不相同。蔗糖是糖类在植物体内的主要存在形式，在高等植物细胞的细胞质基质中合成。淀粉和纤维素的合成分别在植物细胞的叶绿体和造粉体、细胞膜外表面上。②植物细胞中的淀粉降解既可水解，也可磷酸解，可发生在植物细胞质基质、造粉体和叶绿体基质中。动物细胞中的糖原只能磷酸解，糖原磷酸解成葡萄糖-1-磷酸再水解成葡萄糖的全过程中，只有G-6-P的水解是发生在光面内质网膜的内腔面上，其他各步化学反应都发生在细胞质基质中。③肌肉细胞中没有G-6-P酶，且细胞膜上没有磷酸葡萄糖的载体，肌糖原磷酸化成G-6-P不能离开肌细胞，只能通过直接进入糖酵解进行氧化供能，所以说肌糖原是区域性能源。④不正确。在糖异生过程中，肾上腺糖皮质激素和胰高血糖素起促进作用，而甲状腺激素具有提高肾上腺糖皮质激素和胰高血糖素的作用，所以，提升血糖浓度的两种激素是胰高血糖素和肾上腺糖皮质激素[1]。

【疑问5】①细胞生长就是细胞体积增大，细胞周期中细胞生长速度没有变化，正确吗？②细胞分化的调控机制是什么？影响细胞分化的因素有哪些？

【释疑】①不正确。细胞生长最重要的表现是新细胞物质的合成和积累，这可以由干物质总量的测量来决定。体积只是测量细胞生长的一个方向，而且并非始终是最精确的。只有细胞内部浓度维持恒定时，体积的改变才具有意义。在整个细胞周期中，细胞分裂间期是细胞生长的时期，分裂期其生长速度急剧下降，分裂完成，生长速度又迅速上升。②细胞分化的调控机制是组合调控引发组织特异性基因的表达，即每种类型的细胞分化是多种调控蛋白共同调控完成的。如果有n种调控蛋白，则其调控的组合在理论上就可启动分化的细胞类型为2n种。影响细胞分化的因素有胞内因素和胞外因素。在细胞分化过程中，细胞核控制细胞质的生理代谢活动，而细胞质对细胞核的组织特异性基因的选择性表达又具有调节作用。在个体发育中细胞分化的基础是建立在细胞的内部，而外部因素只是条件[1]。

【疑问6】真核细胞内的DNA复制都在S期吗？

【释疑】不是的。如质体DNA：一个质体约有12个双链环状的DNA，DNA复制发生在G1期。线粒体DNA：一个线粒体中有一个或多个共价闭合环的双链DNA分子，但有少数生物的线粒体DNA是线性DNA分子，如衣藻、草履虫等，DNA的复制发生在整个细胞周期的过程中，但主要发生在S期及G2期。细胞核内的DNA复制在S期[1]。

【疑问7】怎么阅读密码子中的碱基顺序以及如何理解它的特殊性和使用的规律？

【释疑】①在人教版教材中，反密码子从左到右的书写顺序是从tRNA的3′→5′端，即从携带氨基酸一端开始书写。密码子从左到右书写的顺序是从mRNA的5′→3′端。如反密码子为UAC，它所对应的密码子是AUG，它所携带的氨基酸是甲硫氨酸；再如反密码子为CAU，它所对应的密码子是GUA，它所携带的氨基酸是缬氨酸。然而在分子生物学中，反密码子和密码子的碱基阅读的顺序是一致的，即按5′→3′端的方向阅读。反密码子的识别，是携带氨基酸的tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间通过碱基互补配对直接作用。配对的基本方式是密码子与反密码子反向配对，即mRNA密码子：5′……1……2……3……3′；tRNA反密码子：3′……3……2……1……5′。tRNA究竟能识别多少种密码子是由反密码子的5′端第一个碱基的性质决定的，如第一位碱基为A或C者，只能识别一种密码；第一位碱基为G或U者可以识别两种密码；第一位碱基为I者可识别三种密码（I与C、A、U都能形成氢键）[2]。因此，在高中生物教学中应注意两点：一是在tRNA模式图中，从tRNA的3′→5′端的方向，即从携带氨基酸一端开始读和写；二是根据反密码子会写出密码子，进而知道该tRNA所携带的氨基酸。②密码子特殊性体现在两个方面：一个是终止密码UGA、UAA和UAG改变为编码氨基酸的密码子，这在多种生物的线粒体遗传系统、一些原生动物的核质系统，以及一些原核生物的遗传系统中均有发现；另一个是改变有义密码子的编码意义，它存在于线粒体的遗传系统中。③密码子的使用规律。原核生物中大部分以AUG为起始密码，少数使用GUG，真核生物全部使用AUG为起始密码，终止密码UAA、UAG、UGA全部被使用，有时连续用两个终止密码，以保证肽链合成的终止[1]。