高中生物课外拓展情景对课本知识的补充

卵泡的发育所经历的几个阶段和滤泡细胞的作用

卵泡是由一个位于中央的卵母细胞和包围在其周围的卵泡组成。

卵泡发育是一个连续生长的过程，结构发生一系列的变化，分为4个阶段：原始

卵泡、初级卵泡、次级卵泡和成熟卵泡。初级卵级和次级卵泡阶段合称生长卵泡

阶段。

1.卵泡发育过程：

(1)卵母细胞的变化

原始卵泡中的初级卵泡细胞，经生长卵泡的阶段，在排卵前完成第一次成熟分裂,

形成次级卵母细胞，并进入第二次成熟分裂停止于分裂中期。

这就高中生物教材中所说的卵母细胞所处的时期，然后体外受精时需要让卵母细

胞成熟。

(2)卵泡细胞的变化

单层发育为多层细胞，在卵母细胞与卵泡细胞之间形成透明带，卵泡细胞能通过

透明带给卵母细胞提供营养，津贴透明带的卵母细胞放射状排列，形成放射冠。

(3)囊状卵泡的形成

出现卵泡腔，充满卵泡液，卵母液；卵母细胞居卵泡一侧，突向卵泡腔形成卵丘,

卵泡周围结缔组织细胞发育形成卵泡膜。

2.滤泡细胞的作用

卵子是人体内最大的细胞，卵子本身不能摄取营养，需靠外部支持系统一一周围

的颗粒细胞供应营养，颗粒细胞的生长非常重要。

滤泡细胞是卵母细胞周围的细胞，卵母细胞和滤泡细胞的表面都有大量的微绒

毛，这样可大大增加这两种类型细胞相互接触的表面积，促进了滤泡细胞的营养

物质向卵母细胞的运输

教材研究：高中生物中经常会出现“畜”，读音有两种，如何读？

"畜''字有两个意思，意思不同，音也不同。

1.畜chL指人喂养的禽兽，也就是名词。

例如，“家畜”，“牲畜”，“人畜两旺”，“畜类”，“畜牲”，“种畜”（配

种用的公畜或母畜），“畜力”（能够使用在运输或牵引农具等方面的牲畜的

力量），“载畜力”（指放牧期间，一定面积牧地所担负放牧牲畜的头数），

“禽畜"（禽兽牲畜），“畜生”（泛指禽兽（常用作骂人的话）。也作畜

牲）。

2.畜x£i,指饲养、养育，即喂养禽兽，也就是动词。

例如，“畜牧业”（大批牲畜和家禽（多专指牲畜）的饲养），“畜养”（饲

养），“畜产”（畜牧业产品），“养精畜锐”（养：休养；蓄：积蓄；

锐：锐气。保养精神，蓄集锐气）。

经典条件反射和操作性条件反射的区别

斯金纳的操作性条件反射实验

交流分享：今天和同事交流过程中了解到条件反射有经典条件反射和操作条

件反射之分，他们有一定的区别，联想到上海高考试题曾经考过类似试题。

1.经典条件反射及其特征

经典条件反射（又称巴甫洛夫条件反射），是指一个刺激和另一个带有奖

赏或惩罚的无条件刺激多次联结，可使个体学会在单独呈现该一刺激时，也能引

发类似无条件反应的条件反应。经典条件反射最著名的例子是巴甫洛夫的狗的

唾液条件反射（如图）。

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＜上*•戚&不直就*了命「反、示今BB

经典条件反射具有获得、消退、恢复、泛化四个特征，它与操作性条件反射

既有区别，又有相似之处。

获得：将条件刺激与无条件刺激多次结合呈现，可以获得条件反应和加强条

件反应。如将声音刺激与喂食结合呈现给狗，狗便会获得对声音的唾液分泌反应。

消退：对条件刺激反应不再重复呈现无条件刺激，即不予强化，反复多次后,

已习惯的反应就会逐渐消失，如学会对铃声产生唾液分泌的狗，在一段时间听到

铃声而不喂食之后，可能对铃声不再产生唾液分泌反应。

恢复：消退了的条件反应，即使不再给予强化训练，也可能重新被激发，再

次出现，这被称为自然恢复作用。

泛化：指某种特定条件刺激反应形成后，与之类似的刺激也能激发相同的条

件反应，如狗对铃声产生唾液分泌反应后，对近似铃声的声音也会产生反应。”

一朝被蛇咬，十年怕草绳〃便是获得与泛化的最好例证。

2.操作性条件反射

操作性条件反射，亦称“工具性条件反射”。是由美国行为主义心理学家斯

金纳20世纪30年代在经典条件反射的基础上创立的实验方法。他为研究动物的

学习行为，采用精确的测量习得反应技术，设计了一种由动物进行操作活动的实

验箱（通常称斯金纳箱），用来测定动物完成压杆或按键活动的特定反应。除了

可训练大鼠，还可训练猫、家兔和狒猴等实验动物进行该项操作。可分为食物性

和防御性两种形式。

斯金纳关于操作性条件反射作用的实验，是在他设计的一种动物实验仪器即

著名的斯金纳箱中进行的。

箱内放进一只白鼠或鸽子，并设一杠杆或键，箱子的构造尽可能排除一切外

部刺激。动物在箱内可自由活动，当它压杠杆或啄键时，就会有一团食物掉进箱

子下方的盘中，动物就能吃到食物。箱外有一装置记录动物的动作。

3.斯金纳的实验与巴甫洛夫的条件反射实验的不同之处

（1）在斯金纳箱中的被试动物可自由活动，而不是被绑在架子上；

（2）被试动物的反应不是由已知的某种刺激物引起的，操作性行为（压杠

杆或啄键）是获得强化刺激（食物）的手段；

（3）反应不是唾液腺活动，而是骨骼肌活动；

（4）实验的目的不是揭示大脑皮层活动的规律，而是为了表明刺激与反应

的关系，从而有效地控制有机体的行为。

分子遗传学中的微卫星(短的串联重复序列)及其应用

CIACAGATCCTCCTCCTCCTCCTCCTCdCGAICIAI

多变的连续重调川

相对保守的侧翼序列

试题研究：试题中出现微卫星，这是一个什么概念？

微卫星是一种短的串联重复序列(shorttandemrepeat,STR)或简单重复序

歹ij(simplesequencerepeats,SSR)。

它作为一种重要的分子遗传标记，能较好地反映物种的遗传结构和遗传多样性变

化，被广泛应用于实验动物的研究。

由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此微卫星标记

的应用非常广泛。微卫星位点通常通过PCR扩增，扩增产物通过电泳分析并根据

大小分离等位基因进行检测。

标准的分离微卫星位点的方法有如下步骤：

提取基因组DNA；用限制性内切酶将基因组DNA切割成小片段；凝胶电泳，回收

大小100T000bp的片段；将回收片段克隆，使用标记探针进行杂交；筛选出含

有重复序列的克隆；测序证实重复序列片段的存在；根据重复序列片段两端保守

序列设计引物，进行PCR扩增,检验引物的有效性；对小量样本进行预试验，挑选

出重复性好，具多态性的微卫星位点。

微卫星的应用：

由于微卫星标记多态性高、重复性好，并且操作简单，因此在基因的定位、人类

疾病诊断及预测、亲权分析、品种鉴定、进化研究，以及动植物分子标记辅助选

择育种研究等领域中都有着重要的应用价值。微卫星序列最初是由于能引发多种

人类神经性疾病而“享誉盛名”，后来被作为分子标记广泛应用于生物学领域。

微卫星序列可用于人类遗传疾病的预测和诊断。

根据已知的由重复序列导致的疾病库，我们可以通过测序、比对某特定位点上重

复序列的长度，从而预测该个体患某种遗传病的风险,进而达到诊断病情的目的。

什么是肥大细胞？结构特点、来源、分布和作用机理

试题研究：模拟试题中出现了过敏反应和肥大细胞，什么是肥大细胞？如

何参与过敏反应？

试题：（2021•金华十校联考）如图为机体内发生体液免疫和过敏反应的

流程图，图中甲〜丁代表不同物质，字母代表不同的细胞，数字代表不同的过程,

下列叙述正确的是（）

什么是肥大细胞？结构特点、来源、分布和作用机理

A.图中B、C细胞表面的受体完全不同

B.图中肥大细胞表面有抗原一MHC复合体

C.图中甲、乙和丙的化学成分均为蛋白质

D.与体液免疫相比，是过敏反应特有的

解析：B为辅助性T淋巴细胞，C为B淋巴细胞，有些受体有相同之处，如甲状

腺激素受体，A错误；分析题图可知，图中肥大细胞表面不含有抗原一MHC复合

体，抗原直接与吸附在肥大细胞表面的抗体特异性结合，引发过敏反应，B错误;

图中丙抗体为蛋白质，乙为淋巴因子，如白细胞介素-2为蛋白质，甲过敏原不

一定为蛋白质类，如青霉素，C错误；过敏反应中吸附于肥大细胞等细胞表面的

抗体与抗原结合从而释放组织胺，引起过敏反应，该过程为过敏反应的特有现象,

D正确。

一、结构特点、来源和分布

肥大细胞为一种粒细胞，细胞呈圆形或卵圆形，细胞核小，呈圆形或椭圆形，

染色浅，位于细胞中央。细胞常成堆或单个分布于血管附近。细胞呈圆形或卵圆

形，细胞质中充满大小一致、染成蓝紫色的颗粒，均匀分布在核周围。

肥大细胞来源于造血干细胞，但是实际上，由骨髓刚进入外周血液循环系

统的肥大细胞仍处于未成熟状态，只有当它们的前体细胞迁移到最终定居的地

方，即血管组织或浆膜腔中才能完成分化和（或）成熟。在哺乳类以及其他脊椎动

物中，肥大细胞广泛分布于整个血管组织，尤其是皮下或皮肤内，以及接近血管、

神经、平滑肌、分泌黏液的腺体和发囊部位。肥大细胞主要分布于机体与外界环

境相通的地方，如皮肤、气道和消化道，这些部位经常可以接触到病原体、变应

原以及其他环境中的物质。

二、作用机理

目前认为，肥大细胞驱动的过敏反应。主要是抗原诱导肥大细胞表面FceRI

受体分子的聚集，引发肥大细胞释放炎症介质（如组织胺等）的结果。

干细胞研究的新成果一牙髓干细胞分化为肝细胞

试题研究：细胞的分化是必修1的难点，包括概念、特点和原理等，是分裂

基础上发生的形态结构和功能产生的稳定性差异。

干细胞的令人注目的转化能力已成为全世界研究小组关注的重要焦点，同时也让

科学家期待利用它们治疗包括帕金森疾病和阿尔茨海默疾病在内的很多疾病。

日本科学家发现造成口臭的气味难闻的化合物非常适合用于收集从人牙髓（中提

取的干细胞。

在这项研究中，KenYaegaki博士和来自日本齿科大学的同事们利用来自牙

髓一一牙齿的中央部分，由结缔组织和细胞组成的干细胞进行研究，其中这些干

细胞是从正在接受常规拔牙的牙科患者的牙齿中获得的。

一旦干细胞被制备得足够多，它们就被分成两个批次（测试组和对照组）并且

测试组细胞在H2s培养箱中孵育。在3天、6天和9天之后，它们分别被收集下

来进行分析以便观察这些细胞是否成功地转化为肝细胞。

为了测试这些干细胞在H2S影响下是否能够成功地分化为肝细胞，研究人员

进行一系列测试来研究干细胞分化产生的细胞是否拥有肝细胞的典型特征。

试题：日本科学家将从接受常规拔牙的牙科患者的牙齿中获得牙髓干细胞，并发

现硫化氢能够增加牙髓干细胞分化为肝细胞的能力。为了测试这些干细胞在硫化

氢影响下是否能够成功地分化为肝细胞，研究人员进行一系列测试来研究干细胞

分化产生的细胞是否拥有肝细胞的典型特征。下列说法错误的是（）

A.牙髓干细胞的分裂能力及分化程度要高于肝细胞

B.将同一个体的牙髓干细胞和肝细胞中的蛋白质分离分析，发现蛋白质不完全

相同

C.硫化氢诱导离体的牙髓干细胞分化成肝细胞的过程的实质是基因的选择性表

达

D.可通过研究分化后的细胞储存糖原的能力来反映是否具有肝细胞的特征

解析：本题主要考查细胞分化。

牙髓干细胞具有分裂、分化的能力，而肝细胞属于高度分化的体细胞，牙

髓干细胞的分裂能力高于肝细胞，分化程度要低于肝细胞，故A项说法错误；由

于基因的选择性表达，牙髓干细胞和肝细胞中基因的表达情况不完全相同，即将

同一个体的牙髓干细胞和肝细胞中的蛋白质不完全相同，故B项说法正确；由题

干信息可知，适宜浓度的硫化氢可诱导离体的牙髓干细胞分化成肝细胞，而细胞

分化的实质是基因的选择性表达，故C项说法正确；利用葡萄糖合成肝糖原进行

储存是肝细胞具有的典型特征，因此可通过研究分化后的细胞储存糖原的能力来

反映是否具有肝细胞的特征，故D项说法正确。故本题正确答案为A。

通过试题了解光呼吸及其生理意义

Chloroplast'PeroxisomMitoctiondrium

叶绿体乙醇酸过氧化物酹体线粒体

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

试题研究：最近在复习光合作用，有多个试题是有关光呼吸的，教材上也

的课外读关于光呼吸的。

光呼吸是植物不可缺少的重要生理过程之一，是植物在长期进化过程中适

应环境、提高抗逆性等而形成的一条代谢途径。

光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生

的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。绿色植物在照光条件下

的呼吸作用。特点是呼吸基质在被分解转化过程中虽也放出C02,但不能转换成

能量ATP,而使光合产物被白白地耗费掉。在黑暗条件下，呼吸过程能不断转换

形成ATP,并把自由能释放出来，以供根系的吸收功能、有机物质的合成与运转

功能以及各种物质代谢反应等等功能的需要，从而促进生命活动的顺利进行。

试题：科学研究发现植物在光照条件下，进行光合作用的同时发生“光呼

吸”作用。光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发

生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。具体过程如图所示：

通过试题了解光呼吸及其生理意义

(1)通过比较碳固定数发现，有光呼吸发生时，光合作用效率降低

了%。

(2)“光呼吸”之所以发生，是因为Rubisco酶与大多数酶相比

较弱。氧气和二氧化碳都能与酶的结合而互为抑制剂。

(3)在大棚种植蔬菜时可通过采取措施，降低“光呼吸”作用。

A.延长光照时间B.补充照明C.增施有机肥D.降

低温度

(4)“光呼吸”作用对于光合作用也有积极意义：当时，叶绿

体内通常会积累NADPH和ATP,对叶绿体造成伤害，而“光呼吸”作用可以消耗

多余的NADPH和ATPo

(5)下列说法正确的是。

A.“光呼吸”与“细胞呼吸”一样，都消耗了氧气，释放出二氧化碳

B.“光呼吸”第一阶段反应发生在叶绿体中，而细胞呼吸第一阶段反应

发生于线粒体中

C.“光呼吸”消耗ATP,而细胞呼吸则产生ATP

D.“光呼吸”的发生必须要在有光的条件下，而“细胞呼吸”则与光照

条件无关.

答案：

(1)30(2)专一性活性部位竞争性

(3)C(4)C02供应不足(气孔关闭、C02吸收减少等)

(5)ACD

解析：

(1)看图可知：无光呼吸发生时，10分子RuBP结合10分子CO2；有光

呼吸时，10分子RuBP结合8分子CO2,在生成乙醇酸时还释放了1分子CO2,

可见有光呼吸时，10分子C5结合7分子CO2,故有光呼吸发生时，光合作用效

率降低了30%o

(2)“光呼吸”之所以发生，是因为Rubisco酶与大多数酶相比专一性

较弱.氧气和二氧化碳都能与酶的活性部位结合，而互为竞争性抑制剂。

(3)根据题干信息：光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低

二氧化碳情况下发生的一个生化过程.故黑暗、提高二氧化碳浓度，或者降低氧

气的浓度，都可以降低光呼吸。

延长光照时间或补充照明都可以增强光呼吸，AB错误；有机肥含有C元

素，被微生物分解，可产生二氧化碳，增施有机肥可以提高环境中的二氧化碳浓

度，从而降低“光呼吸”作用，C正确；降低温度对氧气和二氧化碳的产生都有

影响，不一定抑制光呼吸，D错误。故答案为C。

(4)看图可知：“光呼吸”作用可以NADPH和ATPo“光呼吸”作用对

于光合作用也有积极意义：当C02供应不足叶绿体内通常会积累NADPH和ATP,

对叶绿体造成伤害，而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP。

(5)看图可知：“光呼吸”消耗了氧气，释放出二氧化碳，A正确；“光

呼吸”第一阶段反应发生在叶绿体中，而细胞呼吸第一阶段反应发生于细胞质基

质中，B错误；看图可知“光呼吸”消耗ATP和NADPH,而细胞呼吸则产生ATP,

C正确；根据题干信息“光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧

化碳情况下发生的一个生化过程”。“光呼吸”的发生必须要在有光的条件下，

而“细胞呼吸”则与光照条件无关，D正确。故答案为ACD。

例析光呼吸(Photorespiration)的产生过程

图3-28光呼吸与光合作用的关系

试题中产生的疑问：怎么会有C的出现？因为植物在一定的条件下会发生

光呼吸，产生C02。

试题：某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收C02的速率和

遮光(完全黑暗)后释放C02的速率。吸收或释放C02的速率随时间变化趋势的

示意图如下(吸收或释放C02的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放

C02的量)，回答下列问题：

例析光呼吸(Photorespiration)的产生过程

在光照条件下，图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶

片光合作用，其中图形B的面积表示,从图形C可推测该植物

存在另一个的途径。

答案：固定C02总量细胞呼吸释放的C02量释放C02

试题分析：

例析光呼吸(Photorespiration)的产生过程

图像反映了遮光前后植物吸收或释放C02速率变化与传统题目相比较最

明显区别是在遮光后短时间内C02释放速率明显超过细胞在同等条件下细胞呼

吸作用释放C02速率，对此能否准确理解是题目的难点也是关键点。从图形可看

出当遮光一段时间后二氧化碳释放速率达到稳定，由于遮光后植物没有光合作用

只有呼吸作用所以y2值就应代表该植物呼吸作用释放二氧化碳速率，y3是代表

在遮光短时间内释放二氧化碳速率最大值，因此y=y3-y2代表遮光后短时间内除

呼吸作用释放二氧化碳外其他途径释放二氧化碳速率。在光照下植物既有暗呼吸

作用(通常所指的细胞呼吸)也有光呼吸作用其指在光照依赖下植物绿色细胞吸

收氧气释放二氧化碳过程，中学阶段所讲的细胞呼吸是不受光照影响的光照和黑

暗条件下均可进行而光呼吸只在光照下才进行。当突然遮光在短时间内植物不仅

释放出暗呼吸产生二氧化碳也会释放出光呼吸产生的二氧化碳，遮光后由于光呼

吸消失只有暗呼吸存在所以二氧化碳释放速率由y3回到y2值即y=y3-y2代表

光呼吸释放二氧化碳速率。

此题所说的另一途径指的就是光呼吸，那么光呼吸是怎么发现的？光呼吸

是如何发生的？这个知识点在高考中不作要求，既然出现的这张图，那就有必要

搞清楚。

一、光呼吸发现简史

1920年，德国的奥托•瓦布(OttoWarburg)发现光合速率会因为氧分

压的升高而降低，后来这现象就被命名为瓦布效应。

约翰•德柯尔(JohnDecker)在1955年偶然通过实验，观察到烟草叶在

光照突然停止之后释放出大量的二氧化碳。他当时称之为“二氧化碳的猝发”，

并认为这是在光照条件下发生的“呼吸”。光呼吸有此得名。

60年代初，科学家应用红外C02分析仪和同位素示踪技术更深入地了解

了光呼吸。

1972年，由爱德华•托尔伯特(NathanEdwardTolbert)正式阐明光呼

吸机制。

二、光呼吸简介

光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生

的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗，并

且会生成二氧化碳。

在光呼吸过程中，参与光合作用的一对组合：反应物1,5-二磷酸核酮糖

(简称为RuBP)和催化剂1,5-二磷酸核酮糖竣化酶/加氧酶(简称为Rubisco)

发生了与其在光合作用中不同的反应。RuBP在Rubisco的作用下增加两个氧原

子，再经过一系列反应，最终生成3-磷酸甘油酸。后者再经过部分光合作用过

程，可再次重新生成为RuBP。

换言之，Rubisco对RuBP有两种作用，既可将之导入生成能量获得碳素

的光合作用，也能使之进入消耗能量释放碳素的光呼吸。

观察叶绿体，选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因

叶的横切面示意图

试题：（2011年江苏高考生物）将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光

学显微镜下可以观察到的现象是（）

A.菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体

B.花生子叶细胞中存在多个橙黄色脂肪粒

C.人口腔上皮细胞中线粒体数目较多

D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见

答案：A

解析：菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体，可以直接观察，A正确；花

生子叶中脂肪需要苏丹三染液染色后，才能在光学显微镜下观察到多个橙黄色脂

肪粒，B错误；人口腔上皮细胞中线粒体需要健那绿染液染色后，才能在光学显

微镜下观察到蓝绿色，且口腔上皮细胞代谢不旺盛，线粒体少，不易观察到，C

错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的液泡较大，颜色较深，而细胞核在普通光

学显微镜下并不清晰，D错误。故答案为A。

解答问题：

在观察时一定要使叶片的下表皮稍带些叶肉是因为叶绿体主要存在于叶肉

细胞中。

用下表皮的叶肉细胞观察的原因是所含的叶绿体大而稀，这样便于观察单个

叶绿体的形态。而植物叶片中叶肉靠上表皮为栅栏组织，细胞为柱形且纵向排列

紧密，细胞中叶绿体很多，影响观察的效果。

另外，下表皮上气孔多，气孔的保卫细胞中也有叶绿体和中央大液泡。就算

表皮上没有叶肉细胞附着，也可以观察保卫细胞。

呼吸跃变的发现、机理和应用

试题研究：2021年1月浙江选考试题中出现了呼吸跃变的新名词，这是理论和

实际相结合的内容，也是生物教学中值得重视的手段，即需要将知识应用于实际。

试题：苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这

种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是

()

A:呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升

B:呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少

C:用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现

D:果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生

解析：本题主要考查细胞呼吸。

苹果果实无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，A错误；糖酵解属于细胞呼吸第一阶段,

没有产生C02,B错误；乙烯会促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处

理，可延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；低温会抑制酶的活性，果实贮藏在低

温条件下，细胞呼吸减弱，能延缓呼吸跃变的发生，D错误。故正确答案为C。

一、发现

20世纪30年代，英国科学家基得(F.Kidd)和韦斯特(C.West)在研究布瑞姆

莱(Bramley)苹果采收后不同温度条件下，呼吸速率变化的进程时，发现不同

时间采收的苹果都会或早或迟出现一个呼吸高峰，同时伴随着果实成熟的现象,

对于果实这一由生长转向衰老的转折点，被称为跃变期。以后许多科学家在其他

果实中也证实了这种现象的存在。

但有些种类如柠檬、橙、葡萄柚、葡萄、樱桃、无花果、菠萝、草莓等没有呼吸

高峰出现。60年代比埃尔(J.Biale,I960)根据呼吸变化的类型，把果实划分

为跃变型和非跃变型两类，它们之间的生理生化特性有很大差别。

不同种类果实呼吸跃变进程持续的时间长短，以及达到的最大峰值虽很不相同,

但在呼吸上升的同时，与成熟作用有关的生理生化变化积极活跃，合成反应旺盛

进行，有新的核酸、蛋白质(酶)形成。呼吸高峰以后，分解反应逐渐占主导，

组织结构逐渐解体、崩溃，最后死亡。

二、机理

呼吸跃变的生化机制还不清楚，跃变期间观察到参与呼吸作用的磷酸果糖激酶、

苹果酸酶和丙酮酸脱竣酶活性增加等等。

呼吸跃变产生的原因是与果实内乙烯的释放密切相关的。

一般来说，当果实内产生的乙烯浓度超过0.1毫克/升，乙烯就起了刺激果实增

强呼吸，促进成熟的作用。香蕉和哈密瓜一进入成熟阶段就会发生呼吸跃变，与

此同时，乙烯含量也突然升高。在果实贮藏和运输中，重要的问题是延迟其成熟

低温消毒以及对食品的营养价值有什么影响

试题研究：什么是低温消毒？低温消毒对食品的营养价值有什么影响？

试题：采用（）方法可以最大限度地保存苹果汁的色香味和营养价值。

A.15min高压蒸汽灭菌

B.高锌酸钾消毒

C.70蟒酉精消毒

D.低温消毒

解析：高压蒸汽灭菌会改变苹果汁的口感，并且由于高温作用，直接降低苹果汁

的营养价值；7096酒精消毒和高锌酸钾消毒，由于引入化学试剂，不但影响苹果

汁的口感，可能还会造成苹果汁无法饮用。

低温消毒法由法国微生物学家巴斯德发明而得名。

一、低温消毒的方法

采用较低温度（一般在零上60~82）,在规定的时间内，对食品进行加热处理，

达到杀死微生物营养体的目的，是一种既能达到消毒目的又不损害食品品质的方

法。

热处理程度比较低，一般在低于水沸点温度下进行加热，加热的介质为热水。

二、低温消毒的原理

在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢；温度越高，繁殖越快（一般微生

物生长的适宜温度为28-37）。但温度太高，细菌就会死亡。不同的细菌有不同

的最适生长温度和耐热、耐冷能力。

低温消毒其实就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当的温度和保温时间处

理，将其全部杀灭。但经低温灭菌后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细

菌或细菌芽抱。

补充拓展：高温灭菌会损坏牛奶营养吗？

众所周知，为保证饮用安全，牛奶在出厂前都要经过灭菌。

巴氏奶消毒，通常是把牛奶置于72〜75下保持15〜30秒，这样能杀死绝大多数

细菌，但产品需要冷藏保存，且保存期较短。

常温奶灭菌，通常是在135〜150保持2〜3秒，这样能够有效杀灭细菌，保质期

也会更长。

有些传言称，因为高温灭菌，常温奶的营养破坏要比巴氏奶厉害，其实这是不对

的。

首先要弄清楚，牛奶的营养物质主要是蛋白质和钙，而高温灭菌并不会破坏这两

种核心营养成分。

高温灭菌主要会破坏牛奶中的一些热敏性的维生素。这些维生素在牛奶中的含量

本来就少，而且人体需要的维生素主要是来源于粗粮、蔬果等。

综上所述，高温灭菌的常温奶与低温灭菌的牛奶在营养方面没有太大差别。（上

述内容来自于网络）

白地霉的结构、生长特性、培养和生产应用

白霉菌的镜检图

试题研究：试题中出现一道有关白霉菌的试题，它是一种什么样的生物？如何培

养？在生产中有什么应用？据某个资料认为，这种生物的应用价值很重要，我国

的研究落后于其他发达国家很多年。

分类.

白地霉，是半知菌亚门，丝抱纲，丝抱目，丛梗孑包科，地霉属，真菌一种。

结构特点：

白地霉屋28〜30的麦芽汁中培养24h,会产生白色的、呈毛绒状或粉状的膜。

菌落呈平面扩散，生长快，扁平，乳白色，短绒状或近于粉状，有同心圈可放射

线，有的呈中心突起。在液体培养时生白霉，毛绒状或粉状。

白地霉的结构、生长特性、培养和生产应用

白霉菌的培养

具有真菌丝，有的分枝，横隔或多或少。繁殖方式为裂殖，形成的节抱子单个或

连接成链，抱子呈长筒形、方形，也有椭圆或圆形，末端钝圆。

生长习性：

白地霉生长温度范围在5~38度，最适温度为25度。生长pH范围在3T1,最适

pH为5-7。

实际应用：

白地霉的菌体蛋白营养价值高，可供食用及饲料用，也可用于提取核酸。白地霉

还能合成脂肪，能利用糖厂、酒厂及其他食品厂的有机废水生产饲料蛋白。

试题：发酵法生产酒精后的废液(pH=4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白

地霉菌体，生产高蛋白饲料。培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图如下：

废液经沉淀处理

废话上消液

日增霉的种

均在30c32c条件下.振荡培养适当时间

白地霉的结构、生长特性、培养和生产应用

请据图分析回答问题：

（1）实验过程中培养白地霉的培养基是o培养基定量分装前，先调

节，分装后用棉塞封瓶口，最后处理。

（2）图中过程称为,从甲到丁的培养过程是为了。白地霉

的代谢类型为0

（3）为确定菌体产量，图中操作之前，应先称量的质量。过滤后需反复

烘干称量，直至。所得菌体干重等于o

答案：（1）废液上清液；pH；灭菌

（2）接种；扩大培养；异养需氧型

（3）滤纸；恒重（质量基本不变）；恒重时的质量与滤纸质量之差

解析：

（1）依据本实验目的“利用发酵废培养、获得白地霉菌体”，确定本实验中使

用的培养基应该是发酵废液上清液；由于发酵废液的pH为4.3,这种pH不利霉

菌生长，因此，在使用废液时，应在分装前先调节pH,最后进行密封、灭菌处

理。

（2）由图中所示培养过程需要“振荡培养”以及养液中含有丰富的有机物，可

以确定白地霉的新陈代谢类型属于异养需氧型。

（3）为避免培养液成分对微生物重量的影响，在称量前，应取一定体积的培养

液（一定质量）进行过滤、离心、反复洗涤等处理，烘干时，为避免水分去除不

净而影响实验结果，烘干应反复烘干称量，知道连续几次称得的重量不变；计算

菌体的干重应注意去除称量使用的滤纸的重量。

荧光蛋白和荧光标记法(FluorescentLabeling)

一种发出绿色荧光的流水母

试题研究：荧光蛋白和荧光标记法在生物学中的研究越来越重要，从某种角度来

看，比同位素标记法有更重要的应用。随着基因工程的技术发展，应用越来越广

泛。以下对荧光蛋白及其应用作一简单介绍以拓展视野。

试题：为研究发育型青光眼患者角膜小梁细胞中M蛋白分泌是否正常，研究者将

荧光蛋白基因与M蛋白基因通过一定方式分别导入Hela细胞中进行培养，一段

时间后检测培养液和细胞中荧光。实验分组及结果如表。

1组2组3组4组5组6组

R-M-

导入

RGR-M+G-M+R-M-和G-

基因

M+

细红色

灵胞红色绿色红色绿色红色、绿

光内色

检培

测养无无红色绿色无无

液

荧光蛋白和荧光标记法(FluorescentLabeling)

注：G绿色荧光蛋白基因；R红色荧光蛋白基因；M+正常人M蛋白基因；M-青光

眼患者异常M蛋白基因；R-M+、G-M+和R-M-均表示2个基因拼接成为1个基因。

下列叙述正确的是()

A.导入的R-M+基因具有2个转录的启动部位

B.根据实验结果可知Hela细胞中本来就有M-基因

C.发育型青光眼患者角膜小梁细胞中M蛋白的合成量多于正常人

D.在患者的角膜小梁细胞中导入M+基因对控制病情无效

解析：R-M表示2个基因拼接成为1个基因，因此有1个转录的启动部位，A错

误；根据1、2、3、4组实验结果可知，在没有M蛋白的情况下，荧光标记只存

在于细胞内，而和正常M蛋白基因连接后，荧光标记出现在了培养液中，即正常

M蛋白合成后会分泌到细胞外，但是和青光眼患者M蛋白基因连接后，细胞外将

不会出现荧光标记，但不能说明Hela细胞中本来就有M-基因，B错误；发育型

青光眼的病因是M蛋白基因异常导致其指导合成的M蛋白异常，从而导致患者细

胞中的M蛋白不能正常地分泌到细胞外，最终导致小梁细胞功能异常，C错误；

根据4、5、6组实验结果对比可知，对患者细胞内导入正常的M蛋白基因对于病

情的控制无效，D正确。故答案为D。

拓展：荧光蛋白有关的知识.

1.荧光蛋白的发现

20世纪中期，一位日本科学家下村修才注意到并着手研究了水母这一独特的发

光现象，并发现其荧光源自一种会发光的蛋白一一水母蛋白，它可以发出蓝色的

荧光并将其传递给另一种绿色荧光蛋白，最终使水母产生绿色的荧光。

随后马丁•查尔菲及钱永健两位科学家对绿色荧光蛋白（GFP）加以改造和利用，

并正式将其成功引入整个生命科学领域，引发了一场生命科学领域细胞及蛋白研

究技术的巨大革命。

至今为止，利用改造后的荧光蛋白标记活体细胞的方法已在世界各实验室得到广

泛推广，而下村修、马丁•查尔菲及钱永健三人也因为他们做出的巨大贡献共同

获得了2008年诺贝尔化学奖。

2.荧光标记法的应用

荧光标记法是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行标记的

分析方法。

常用的荧光蛋白为绿色和红色两种，绿色荧光蛋白（GFP）常用的是来源于发光

水母的一种功能独特的蛋白质，分子量为27kD,具有238个氨基酸，蓝光或近

紫外光照射，发射绿色荧光。

红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源的荧光蛋白，在紫外光

的照射下可发射红色荧光，有着广泛的应用前景。特别是在免疫学研究中也有重

要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。

荧光标记法作为探究生物不同生理过程的方法，与同位素示踪法的作用相似，

但它有其后者所不能企及的优点。

3.荧光标记的观察

荧光显微镜是以紫外线为光源，用以照射被检物体，使之发出荧光，然后在显微

镜下观察物体的形状及其所在位置。荧光显微镜用于研究细胞内物质的吸收、运

输、化学物质的分布及定位等。细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外线照射后

可发荧光；另有一些物质本身虽不能发荧光，但如果用荧光染料或荧光抗体染色

后，经紫外线照射亦可发荧光，荧光显微镜就是对这类物质进行定性和定量研究

的工具之一。

荧光显微镜

例析几个名词解释一miRNA、RISC、siRNA、HCMV

试题研究：遗传的物质基础是高中生物中的难点和重点之一，有一道有关遗传的

物质基础的试题中出现了几个难懂的名词。通过查找资料补充整理如下。

试题：miRNA在细胞中产生及发挥调控功能的过程，回答下列问题：

miRNA分子前体&g

■'六乙-----靶mRNA

I@_IL-Z-C_

miRNA分子前体£产RI|C

I③'G

miRNA"u------------^学⑦中^―一—个。

/RNA诙步物糖体RISC

磷》.售/'R6C)靶mRNA

例析几个名词解释一miRNA、RISC、siRNA、HCMV

1.miRNA基因的基本组成单位是，(1)过程需要酶。

与DNA复制相比较，过程特有的碱基互补配对形式是o

2.RISC中的miRNA能与靶mRNA碱基配对，若两者之间完全配对，则；

若两者之间只有部分区域发生了匹配，则o由此可见miRNA

是生物基因表达的一类(填“正”或“负”)调控因子。

3.miRNA编码基因广泛存在于动物、植物、病毒甚至单细胞生物中。目前有研

究表明，人巨细胞病毒(HCMV)含有的miRNA基因，有利于它在宿主细胞中较长

时间的潜伏。据此推测，HCMV编码的miRNA作用可能有(填序号)。

(1)制病毒自身基因的表达(2)监控和操纵宿主细胞中的生化环境(3)

便于免疫细胞识别、监控和清除

答案：脱氧核糖核甘酸；RNA聚合；AT靶mRNA会发生降解；削弱核糖体

在靶mRNA链上蛋白质的合成效率，抑制翻译过程；负；(1)(2)

解析：基因的基本组成单位是脱氧核糖核甘酸；是转录过程，其过程需要RNA

聚合酶催化。DNA复制过程中碱基互补配对方式为A4、C-G,转录过程中的碱

基互补配对方式为A4J、TT、C-G,因此与双链DNA复制相比较，过程特有的

碱基互补配对形式是A4J。

RISC中的miRNA能与靶mRNA碱基配对，若两者之间完全配对，则靶mRNA会发

生降解；若两者之间只有部分区域发生了匹配，则削弱核糖体在靶mRNA链上蛋

白质的合成效率，抑制翻译过程。由此可见miRNA是生物基因表达的一类负调控

因子。

人巨细胞病毒(HCMV)含有的miRNA基因，有利于它在宿主细胞中较长时间的潜

伏。据此推测，HCMV编码的miRNA的作用可能是限制病毒自身基因的表达，可

能是监控和操纵宿主细胞中的生化环境，也可能是不便于免疫细胞识别、监控和

清除。

名词解释：

RNA诱导沉默复合体(RNA-inducedsilencingcomplex,RISC)：

一种由小干扰RNA(siRNA)与Argonaute蛋白和Dicer酶复合形成的复合物。

在RNA干扰(RNAi)中，利用siRNA的反义链切割靶mRNA,达到基因沉默。

MicroRNA(miRNA)：

是一类内生的、长度约为20-24个核甘酸的小RNA,其在细胞内具有多种重要的

调节作用。每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA也可以调节同一个基因。

这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过

几个miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。

小干扰RNA(siRNA),有时称为短干扰RNA或沉默RNA：

是一类双链RNA分子，长度为20-25个碱基对，类似于miRNA,并且在RNA干扰

(RNAi)途径内操作。它干扰了表达与互补的核甘酸序列的特定基因的转录后降

解的mRNA,从而防止翻译。

人巨细胞病毒(HCMV)：

形态结构与单纯疱疹病毒(HSV)极为相似的病毒(如图)。感染的细胞会肿大,

I故称为巨细胞病毒。

褪黑素分泌调节和主要生理作用

Pinealgland（松果体）

试