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    dna 存在細(xì)胞的哪個(gè)結(jié)構(gòu)(dna存在于細(xì)胞的哪一個(gè)結(jié)構(gòu)中)

    發(fā)布時(shí)間:2024-11-08 09:00:43 課外活動(dòng) 867次 作者:合肥育英學(xué)校

    不要耍小聰明,獲取有用的信息。

    我分三個(gè)部分來介紹,滿足三個(gè)層次的需求。

    dna 存在細(xì)胞的哪個(gè)結(jié)構(gòu)(dna存在于細(xì)胞的哪一個(gè)結(jié)構(gòu)中)

    第一部分,基本答案:回答高中試題中的問題,如下所示。第二部分,答案擴(kuò)展:科普作者是這樣回答問題的。第三部分,答案的本質(zhì):進(jìn)化過程呈現(xiàn)了問題的本質(zhì)。----------------------------------------------------

    第1部分初級(jí)答案:像這樣回答高中考試中的問題

    問題:DNA存在于細(xì)胞的哪個(gè)結(jié)構(gòu)中?

    答:真核細(xì)胞的DNA主要存在于細(xì)胞核中,少量存在于葉綠體和線粒體中。原核細(xì)胞的DNA存在于核仁和質(zhì)粒中。真核細(xì)胞有含有DNA的容器。這樣的容器共有三個(gè),即細(xì)胞核、線粒體和葉綠體。見下文。

    圖1植物細(xì)胞中的細(xì)胞核、葉綠體和線粒體(示意圖)原核細(xì)胞中沒有裝載DNA的特定容器,如下圖所示(質(zhì)粒為環(huán)狀DNA)。

    圖2大腸桿菌中的NucleoidDAN和質(zhì)粒(示意圖)------------------------------------------

    Part2答案拓展:科普作者這樣回答問題

    2.1高級(jí)答案

    1、真核細(xì)胞的DNA主要存在于細(xì)胞核中,少量存在于葉綠體和線粒體中。如果要補(bǔ)充的話,質(zhì)粒形式的DNA也可以存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。

    2.原核細(xì)胞的DNA分子漂浮在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。2.2答案分析

    我知道有些高中生會(huì)反對這一點(diǎn),尤其是答案2。

    他們會(huì)說這是錯(cuò)誤的,高中生物說核素。原核生物的大環(huán)狀DNA位于核仁中,小環(huán)狀DNA位于質(zhì)粒中。

    這是正確的。

    這個(gè)說法仔細(xì)想想是有問題的。類核是原核細(xì)胞中存在大環(huán)狀DNA的特定區(qū)域。它是一個(gè)形狀不規(guī)則的區(qū)域,包含邊界不清晰的遺傳物質(zhì)。它更像是一個(gè)位置概念,而不是一個(gè)實(shí)際的具體結(jié)構(gòu)概念。您可以通過實(shí)驗(yàn)從原核細(xì)胞中提取DNA,但很難獲得稱為類核的特定結(jié)構(gòu)。

    對于質(zhì)粒來說,質(zhì)粒是一個(gè)小的環(huán)狀DNA。說DNA存在于質(zhì)粒中就等于說DNA存在于DNA中。就像你把水裝進(jìn)瓶子里,瓶子就是裝水的容器。這時(shí)候有人問你“水存在于哪里?”你可以回答“水在瓶子里”。如果你回答“水在水里”,別人會(huì)怎么做?你呢?他要么是專家,要么就是傻子!

    2.3高級(jí)答案總結(jié)

    好吧,讓我們總結(jié)一下我們的高級(jí)答案:

    1.真核細(xì)胞有含有DNA的容器。這樣的容器共有三個(gè),即細(xì)胞核、線粒體和葉綠體。不包含在容器中的DNA只能漂浮在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。

    2.原核細(xì)胞中沒有攜帶DNA的特定容器,但DNA可以被限制在一個(gè)模糊定義的區(qū)域,該區(qū)域稱為類核。此外,一些小的DNA分子也可以漂浮在核仁之外。這種小的環(huán)狀DNA稱為質(zhì)粒。更簡單地說,DNA分子漂浮在原核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。----------------------------------------------------

    第三部分:答案的本質(zhì):進(jìn)化過程呈現(xiàn)了問題的本質(zhì)

    現(xiàn)在我們已經(jīng)有了答案,死記硬背實(shí)在沒有任何意義。學(xué)習(xí)生物學(xué)的捷徑是理解其中的相互關(guān)系,構(gòu)建整體的宏觀過程。

    接下來,我們嘗試將這個(gè)問題放到數(shù)十億年的進(jìn)化尺度中去理解上面的答案。

    圖3:幾個(gè)重要的進(jìn)化節(jié)點(diǎn)3.1原始生命的出現(xiàn)

    地球誕生于46億年前,生命誕生于35億年前。在生命誕生前夕,DNA還是原始海洋中神奇的復(fù)制分子。當(dāng)脂質(zhì)分子形成的膜將DNA包裹在里面時(shí),最早的細(xì)胞生命形式就形成了。此時(shí),DNA游離在細(xì)胞內(nèi)的液體中。

    這部分內(nèi)容請參考《自私的基因》。

    小虎論文:閱讀《自私的基因》120同意·11條評(píng)論3.2真核細(xì)胞的出現(xiàn)

    隨著時(shí)間的推移,原來的細(xì)胞變得越來越有功能。細(xì)胞膜將細(xì)胞內(nèi)部與外界分開,DNA作為遺傳物質(zhì)默默地復(fù)制,核糖體負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)的合成。細(xì)胞膜向內(nèi)折疊,使核糖體更有效地附著在其上。向內(nèi)折疊,向內(nèi)折疊,偶然,向內(nèi)折疊的膜結(jié)構(gòu)將DNA包裹起來,使遺傳物質(zhì)更加穩(wěn)定,更有利于“自私基因”的遺傳,并在自然選擇中保存下來。這樣,DNA的主要容器——細(xì)胞核就出現(xiàn)了。

    高中生物課本講生物膜系統(tǒng)時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和外核膜是直接相連的。如果仔細(xì)觀察,還可以發(fā)現(xiàn)外核膜上附著著小點(diǎn)——核糖體。如果你知道細(xì)胞核的起源和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有著千絲萬縷的聯(lián)系,那么你是不是對這張圖更加理解一點(diǎn)了呢?

    圖4:核膜直接與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連3.3葉綠體和線粒體的出現(xiàn)

    為了生存,細(xì)胞需要吸收材料和能量。就會(huì)像“大魚吃小魚,小魚吃蝦”一樣,大細(xì)胞也會(huì)吞噬小細(xì)胞。這個(gè)過程稱為“內(nèi)吞作用”。

    圖5:一個(gè)大細(xì)胞吞噬了光合細(xì)菌。原本應(yīng)該被分解利用的小細(xì)菌幸運(yùn)地存活下來,在大細(xì)胞內(nèi)共生。慢慢地,這種共生關(guān)系變得穩(wěn)定而和諧,被吞噬的光合細(xì)菌也有了一個(gè)全新的名字:葉綠體。

    如果用能量代謝和有氧呼吸細(xì)菌代替小細(xì)菌,重復(fù)上述過程,得到的細(xì)胞器將是線粒體。

    圖6內(nèi)共生理論解釋了線粒體的起源。這種解釋葉綠體和線粒體起源的理論被稱為“內(nèi)共生理論”。不難理解,葉綠體和線粒體“都是雙層膜”、“都有DNA”、“都是半自主細(xì)胞器”。只需將它們視為在真核細(xì)胞內(nèi)共生的小細(xì)菌即可。

    至此,真核生物攜帶DNA的三個(gè)容器就完成了。

    3.4基因工程

    隨著時(shí)間的緩慢推進(jìn),進(jìn)化看似平靜實(shí)則暗流涌動(dòng),人類的出現(xiàn)成為了一件極其詭異的事件。文化、科學(xué)、文明、進(jìn)步,人類開辟了一條可以繞過基因的超級(jí)進(jìn)化之路。短短幾百年的時(shí)間,人類的身體并沒有發(fā)生太大的變化,但生活方式卻與我們的祖先有很大的不同。我們?nèi)匀焕米嫦鹊纳眢w來過現(xiàn)代的生活,生命的進(jìn)化落后于科技的進(jìn)步。人類已經(jīng)掌握了祖先認(rèn)為只有“神”才擁有的能力,例如“基因工程”。

    圖7農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化方法示意圖。人類將一段DNA與質(zhì)粒重新連接,將其轉(zhuǎn)化到農(nóng)桿菌中,然后將其引入植物細(xì)胞的染色體中。簡單來說,質(zhì)粒進(jìn)入植物細(xì)胞,其一部分被轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中的DNA中。真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)允許質(zhì)粒存在嗎?當(dāng)然是允許的,無論是從進(jìn)化過程的角度,還是從基因改造中間過程的邏輯來看,都應(yīng)該是允許的?,F(xiàn)在表達(dá)“酵母細(xì)胞中存在質(zhì)?!边@一事實(shí),這是正常的。

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    第4部分:特別與高中生交談

    生物世界既復(fù)雜又簡單。能夠生存下來的生物都是那些已經(jīng)適應(yīng)了環(huán)境并且沒有被淘汰的生物。通過從進(jìn)化的尺度追溯起源,一些復(fù)雜的生命現(xiàn)象往往會(huì)變得更加清晰和容易理解。

    對進(jìn)化論觀點(diǎn)的深刻理解是學(xué)好生物學(xué)的關(guān)鍵??上Ш芏喔咧欣蠋煻疾恢匾曔@一點(diǎn),更不用說他們教的學(xué)生了。

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