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【内容摘要】本文列举了高中生物试题中的一些常见题的错误答案或者答案带来的认识上的误区,分析了错误的原因或认识偏差的原因,提出了相关的解释。
【关键词】生物学试题 误解 解释
笔者从事高中生物教学,发现高中生物有些知识点涉及的相关试题中,有些被认为是理所当然的答案,却是错误的;有些司空见惯的题目、答案却不符合生物学实际的;有的答案会造成知识点认识上的误区。现举例如下:
1.鉴定淀粉使用的试剂是____,呈现的颜色为_____。
[参考答案]碘液、蓝色。
这是一道司空见惯的题目,相关题目的答案都是这样的。其实通过实验可知:有些植物种子中的淀粉遇碘液变蓝色,有些植物种子中的淀粉遇碘液变紫红色。因为自然界中的淀粉有两种(直链淀粉和支链淀粉),因为结构的不同,遇碘液呈现不同的颜色(蓝色和紫红色)。
2.在植物一个叶肉细胞中,O2从产生部位扩散到与[H]结合部位,需要穿过几层生物膜( )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
[参考答案]B。
理由是:O2是光合作用中光反应的产物,在叶绿体类囊体的薄膜上产生。而O2与[H]结合是有氧呼吸的第三阶段,在线粒体的内膜上进行。因此O2需要穿出叶绿体(2层膜),穿进线粒体(2层膜),共4层膜。
其实是5层膜,因为光合作用的光反应是由两个系统完成的,即光系统I和光系统II。光系统I位于类囊体膜的外侧;光系统II位于类囊体的内侧。在光系统II靠近类囊体腔的一侧是放氧复合体的系统,它参与水的裂解和氧的释放。
可见,O2是在类囊体膜内侧释放出来的。所以,在一个叶肉细胞中O2从产生部位扩散到与[H]结合部位,需要穿过5层生物膜。
3.蛋白质是由一条或几条肽链通过一定的化学键连接起来,蛋白质水解时,能使肽键断裂的酶是( )
A.蛋白酶 B.肽酶
C.呼吸酶 D.蛋白酶和肽酶
[参考答案]B。
理由是:在蛋白质分解时,先由蛋白酶催化蛋白质中“一定的化学键”的断裂,破坏蛋白质的空间结构,将蛋白质转化为多肽,而后由肽酶催化多肽链中的肽键的断裂,使多肽转变为氨基酸。
其实,蛋白质的分解过程很复杂。分解蛋白质的酶有多种,而且专一性不太明显。能够作用于肽链的酶有肽酶和蛋白酶。肽酶作用于肽键的羧基末端(羧肽酶)或氨基末端(氨肽酶),每次分解出一个氨基酸或一个二肽。蛋白酶则作用于肽键的内部,生成长度较短的、含氨基酸分子数较少的多肽链。由此可见,在蛋白质分解时,蛋白酶和肽酶都是通过催化肽键的断裂而发挥作用的。
4.某双链DNA含有b个碱基对,该DNA复制时,脱下的水分子数为( )
A. b B. b-1
C. 2b D. 2b-2
[参考答案]D。
理由是:DNA与其基本单位是脱氧核苷酸,每两个相邻的脱氧核苷酸之间形成一个3′,5′磷酸二酯键同时脱下一个水分子,DNA是由两条脱氧核苷酸链构成的,所以脱下的水分子数为2b-2。
其实DNA复制时的原料是4种脱氧核苷三磷酸,它们不能被相应的二磷酸或一磷酸化合物所代替。在DNA聚合酶催化的链延长反应,已有的脱氧核苷酸链的游离3′端羟基对进入的脱氧核苷三磷酸α磷原子发生亲核攻击,从而形成3′,5′磷酸二酯键并脱下无机焦磷酸。
所以在DNA复制时脱下的不是水分子而是无机焦磷酸。
5.一个mRNA分子中有n个碱基,由该mRNA合成的蛋白质有一条肽链组成,合成该蛋白质时脱去的水分子数是( )
A. N B. n-1
C. n/3-1 D. n/3
[参考答案]C。
理由是:翻译过程中,mRNA中每三个碱基决定一个氨基酸,所以翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是碱基数目的1/3。脱去的水分子数=氨基酸总数-肽链的条数。
其实mRNA中的碱基并不是都编码氨基酸的,因为原核生物mRNA一般5′端有一段不翻译区,称为前导顺序,3′端有一段不翻译区,中间是蛋白质的编码区,一般编码几种蛋白质。真核生物mRNA(成熟的)一般有5′端帽子结构、5′端不翻译区、翻译区、3′端不翻译区和3′端聚腺苷酸尾巴等。另外,翻译区还有一个不编码氨基酸的终止密码子。
所以含n个碱基的mRNA分子翻译的肽链中氨基酸的数目远少于n/3个。
6.(多选题)下列属于基因重组的是( )
A. 四分体时期交叉互换
B. 基因的自由组合
C. 受精作用
D. 转基因
[参考答案]ABCD。
理由是:四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间常常发生局部交换,导致这些染色单体上的基因重新组合;基因的自由组合定律是非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的随机分布而重新组合;受精作用雌雄配子随机结合,可能产生不同于亲代的基因型;转基因的过程是把外源的基因导入某生物体内,改变该个体的基因。
实际上,受精作用是指不同基因型的配子结合成受精卵的过程,虽然受精卵的基因型各不相同,但它是由不同基因型的配子决定的,假如没有减数分裂过程中的基因自由组合和四分体的交叉互换,就不会产生出不同基因型的精子和卵细胞,也就不会形成不同的受精卵,生物的基因型就不会有丰富的变化。所以,不同雌雄配子结合形成受精卵的过程不属于基因重组。
7.下列哪些物质产生于类囊体上( )
A. 光合色素
B. O2
C. 光反应有关的酶
D. NADPH
[参考答案]B。
理由是:光合色素和相关的酶不是光合作用的产物,O2是光反应的产物,而光反应的场所是类囊体上,故O2是产生于类囊体的;合成NADPH 的原料NADP与H 存在于叶绿体的基质中,故NADPH形成部位是叶绿体的基质。
其实,NADP 还原是在叶绿体类囊体膜非垛叠区的PSI复合体上进行的。电子供体质体篮素(PC)经PSI 复合体,最终于在膜外侧电子受体铁氧还蛋白(Fd)结合,从而驱动电子使NADP 还原。然后类囊体膜外侧上的NADP还原酶将叶绿体基质中的H 传递给NADP 形成NADPH。因此,没有位于类囊体膜外侧的PSI 复合体和NADP 还原酶的作用,NADPH是不可能形成的,可见,NADPH合成反应发生在类囊体膜的外侧。
8.在免疫反应中,下面有关T细胞的叙述正确的是( )
A. 在胸腺内才能分化形成效应T细胞
B. 能识别呈递抗原
C. 能通过释放淋巴因子消灭抗原
D. 受到抗原的刺激能产生抗体,识别靶细胞
[参考答案]B。
理由就是在修订前人教版教材体液免疫中有这样一段话:抗原进入机体后……吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞;有的抗原可以直接刺激B细胞。所以一直以来都认为T细胞可以呈递抗原。在教材修订后(修订后:抗原进入机体后……吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。有的抗原可以直接刺激B细胞。),仍然有很多老师和学生认为T细胞呈递抗原。如果T细胞不呈递抗原的话,似乎难以形成一条完整的信息链。
其实,B细胞对抗原的识别是通过其表面的抗原识别受体来进行的。B细胞的抗原识别受体能直接识别蛋白质抗原,或识别蛋白质降解而暴露的抗原决定簇,而无需抗原呈递细胞(APC)对抗原的处理和呈递。B细胞表面的抗原识别受体识别抗原是产生B细胞活化的第一信号,只有这些细胞在接受T细胞的辅助时才能够活化来产生抗体。也就是说,B细胞的活化需要两个信号:抗原信号和活化的T细胞信号(并不是呈递抗原,而是通过其他的分子信号提供的),并需要T细胞所分泌的淋巴因子。可见,在体液免疫中,T细胞通过提供刺激信号、分泌淋巴因子等方式辅助B细胞。
不仅在体液免疫中,在细胞免疫中T细胞也不具有呈递抗原的作用。
9.甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是( )
A. 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B. 乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C. 甲进入细胞一定需要能量
D. 甲运出细胞一定不需要能量
[参考答案]A。
这是一道很常见也很简单的题,因为图示已显示乙物质从低浓度一侧(胞外)到高浓度一侧(胞内),符合教材中“主动运输”的定义,而主动运输需要载体蛋白协助,还需要消耗能量。所以答案选A。
可见,本题以逆浓度的运输方向作为主动运输的判断依据。笔者认为这种判断有欠妥之处,比如:葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞都是通过主动运输进行的,而食物在小肠内消化后,葡萄糖和氨基酸的浓度要远远大于小肠绒毛上皮细胞内的浓度,方向是由高浓度一侧向低浓度一侧运输的。笔者认为判断该类题时遵循的原则应该是“是否需要载体和消耗能量”,运输方向应该作为辅助判断的依据。
【关键词】生物学试题 误解 解释
笔者从事高中生物教学,发现高中生物有些知识点涉及的相关试题中,有些被认为是理所当然的答案,却是错误的;有些司空见惯的题目、答案却不符合生物学实际的;有的答案会造成知识点认识上的误区。现举例如下:
1.鉴定淀粉使用的试剂是____,呈现的颜色为_____。
[参考答案]碘液、蓝色。
这是一道司空见惯的题目,相关题目的答案都是这样的。其实通过实验可知:有些植物种子中的淀粉遇碘液变蓝色,有些植物种子中的淀粉遇碘液变紫红色。因为自然界中的淀粉有两种(直链淀粉和支链淀粉),因为结构的不同,遇碘液呈现不同的颜色(蓝色和紫红色)。
2.在植物一个叶肉细胞中,O2从产生部位扩散到与[H]结合部位,需要穿过几层生物膜( )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
[参考答案]B。
理由是:O2是光合作用中光反应的产物,在叶绿体类囊体的薄膜上产生。而O2与[H]结合是有氧呼吸的第三阶段,在线粒体的内膜上进行。因此O2需要穿出叶绿体(2层膜),穿进线粒体(2层膜),共4层膜。
其实是5层膜,因为光合作用的光反应是由两个系统完成的,即光系统I和光系统II。光系统I位于类囊体膜的外侧;光系统II位于类囊体的内侧。在光系统II靠近类囊体腔的一侧是放氧复合体的系统,它参与水的裂解和氧的释放。
可见,O2是在类囊体膜内侧释放出来的。所以,在一个叶肉细胞中O2从产生部位扩散到与[H]结合部位,需要穿过5层生物膜。
3.蛋白质是由一条或几条肽链通过一定的化学键连接起来,蛋白质水解时,能使肽键断裂的酶是( )
A.蛋白酶 B.肽酶
C.呼吸酶 D.蛋白酶和肽酶
[参考答案]B。
理由是:在蛋白质分解时,先由蛋白酶催化蛋白质中“一定的化学键”的断裂,破坏蛋白质的空间结构,将蛋白质转化为多肽,而后由肽酶催化多肽链中的肽键的断裂,使多肽转变为氨基酸。
其实,蛋白质的分解过程很复杂。分解蛋白质的酶有多种,而且专一性不太明显。能够作用于肽链的酶有肽酶和蛋白酶。肽酶作用于肽键的羧基末端(羧肽酶)或氨基末端(氨肽酶),每次分解出一个氨基酸或一个二肽。蛋白酶则作用于肽键的内部,生成长度较短的、含氨基酸分子数较少的多肽链。由此可见,在蛋白质分解时,蛋白酶和肽酶都是通过催化肽键的断裂而发挥作用的。
4.某双链DNA含有b个碱基对,该DNA复制时,脱下的水分子数为( )
A. b B. b-1
C. 2b D. 2b-2
[参考答案]D。
理由是:DNA与其基本单位是脱氧核苷酸,每两个相邻的脱氧核苷酸之间形成一个3′,5′磷酸二酯键同时脱下一个水分子,DNA是由两条脱氧核苷酸链构成的,所以脱下的水分子数为2b-2。
其实DNA复制时的原料是4种脱氧核苷三磷酸,它们不能被相应的二磷酸或一磷酸化合物所代替。在DNA聚合酶催化的链延长反应,已有的脱氧核苷酸链的游离3′端羟基对进入的脱氧核苷三磷酸α磷原子发生亲核攻击,从而形成3′,5′磷酸二酯键并脱下无机焦磷酸。
所以在DNA复制时脱下的不是水分子而是无机焦磷酸。
5.一个mRNA分子中有n个碱基,由该mRNA合成的蛋白质有一条肽链组成,合成该蛋白质时脱去的水分子数是( )
A. N B. n-1
C. n/3-1 D. n/3
[参考答案]C。
理由是:翻译过程中,mRNA中每三个碱基决定一个氨基酸,所以翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是碱基数目的1/3。脱去的水分子数=氨基酸总数-肽链的条数。
其实mRNA中的碱基并不是都编码氨基酸的,因为原核生物mRNA一般5′端有一段不翻译区,称为前导顺序,3′端有一段不翻译区,中间是蛋白质的编码区,一般编码几种蛋白质。真核生物mRNA(成熟的)一般有5′端帽子结构、5′端不翻译区、翻译区、3′端不翻译区和3′端聚腺苷酸尾巴等。另外,翻译区还有一个不编码氨基酸的终止密码子。
所以含n个碱基的mRNA分子翻译的肽链中氨基酸的数目远少于n/3个。
6.(多选题)下列属于基因重组的是( )
A. 四分体时期交叉互换
B. 基因的自由组合
C. 受精作用
D. 转基因
[参考答案]ABCD。
理由是:四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间常常发生局部交换,导致这些染色单体上的基因重新组合;基因的自由组合定律是非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的随机分布而重新组合;受精作用雌雄配子随机结合,可能产生不同于亲代的基因型;转基因的过程是把外源的基因导入某生物体内,改变该个体的基因。
实际上,受精作用是指不同基因型的配子结合成受精卵的过程,虽然受精卵的基因型各不相同,但它是由不同基因型的配子决定的,假如没有减数分裂过程中的基因自由组合和四分体的交叉互换,就不会产生出不同基因型的精子和卵细胞,也就不会形成不同的受精卵,生物的基因型就不会有丰富的变化。所以,不同雌雄配子结合形成受精卵的过程不属于基因重组。
7.下列哪些物质产生于类囊体上( )
A. 光合色素
B. O2
C. 光反应有关的酶
D. NADPH
[参考答案]B。
理由是:光合色素和相关的酶不是光合作用的产物,O2是光反应的产物,而光反应的场所是类囊体上,故O2是产生于类囊体的;合成NADPH 的原料NADP与H 存在于叶绿体的基质中,故NADPH形成部位是叶绿体的基质。
其实,NADP 还原是在叶绿体类囊体膜非垛叠区的PSI复合体上进行的。电子供体质体篮素(PC)经PSI 复合体,最终于在膜外侧电子受体铁氧还蛋白(Fd)结合,从而驱动电子使NADP 还原。然后类囊体膜外侧上的NADP还原酶将叶绿体基质中的H 传递给NADP 形成NADPH。因此,没有位于类囊体膜外侧的PSI 复合体和NADP 还原酶的作用,NADPH是不可能形成的,可见,NADPH合成反应发生在类囊体膜的外侧。
8.在免疫反应中,下面有关T细胞的叙述正确的是( )
A. 在胸腺内才能分化形成效应T细胞
B. 能识别呈递抗原
C. 能通过释放淋巴因子消灭抗原
D. 受到抗原的刺激能产生抗体,识别靶细胞
[参考答案]B。
理由就是在修订前人教版教材体液免疫中有这样一段话:抗原进入机体后……吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞;有的抗原可以直接刺激B细胞。所以一直以来都认为T细胞可以呈递抗原。在教材修订后(修订后:抗原进入机体后……吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。有的抗原可以直接刺激B细胞。),仍然有很多老师和学生认为T细胞呈递抗原。如果T细胞不呈递抗原的话,似乎难以形成一条完整的信息链。
其实,B细胞对抗原的识别是通过其表面的抗原识别受体来进行的。B细胞的抗原识别受体能直接识别蛋白质抗原,或识别蛋白质降解而暴露的抗原决定簇,而无需抗原呈递细胞(APC)对抗原的处理和呈递。B细胞表面的抗原识别受体识别抗原是产生B细胞活化的第一信号,只有这些细胞在接受T细胞的辅助时才能够活化来产生抗体。也就是说,B细胞的活化需要两个信号:抗原信号和活化的T细胞信号(并不是呈递抗原,而是通过其他的分子信号提供的),并需要T细胞所分泌的淋巴因子。可见,在体液免疫中,T细胞通过提供刺激信号、分泌淋巴因子等方式辅助B细胞。
不仅在体液免疫中,在细胞免疫中T细胞也不具有呈递抗原的作用。
9.甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是( )
A. 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B. 乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C. 甲进入细胞一定需要能量
D. 甲运出细胞一定不需要能量
[参考答案]A。
这是一道很常见也很简单的题,因为图示已显示乙物质从低浓度一侧(胞外)到高浓度一侧(胞内),符合教材中“主动运输”的定义,而主动运输需要载体蛋白协助,还需要消耗能量。所以答案选A。
可见,本题以逆浓度的运输方向作为主动运输的判断依据。笔者认为这种判断有欠妥之处,比如:葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞都是通过主动运输进行的,而食物在小肠内消化后,葡萄糖和氨基酸的浓度要远远大于小肠绒毛上皮细胞内的浓度,方向是由高浓度一侧向低浓度一侧运输的。笔者认为判断该类题时遵循的原则应该是“是否需要载体和消耗能量”,运输方向应该作为辅助判断的依据。