高中生物學中的載體

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網


廣義的載體是指物質、信息和文化等的運載物。在高中生物教學中也有較多地方涉及的載體的概念,筆者將其進行歸納、整理,以期對同行的教學提供便利。

 

1              物質跨膜運輸的載體      

 

絕大多數物質無法自由通過生物膜,許多水溶性分子(如離子、葡萄糖、氨基酸等)需要載體蛋白的幫助才能進行跨膜運輸。載體蛋白是一種需要同被運輸的離子和分子結合,然后通過自身的構型變化(改變蛋白質的空間構想)或移動完成物質運輸的膜蛋白。載體蛋白上有特異性結合點,只能與某一種或一類物質進行暫時、可逆的結合和分離,具有較強的專一性。

 

物質的被動運輸(易化擴散)和主動運輸都需要載體蛋白的協(xié)助,區(qū)別在于,被動運輸不需要ATP提供能量。另外,教師還應指導學生注意載體蛋白和通道蛋白的區(qū)別。

 

2   血液中O2運輸的載體

 

血紅蛋白是脊椎動物紅血細胞的一種含Fe的復合變構蛋白,由血紅素和珠蛋白結合而成,也存在于某些低等動物和豆科植物根瘤中。血紅蛋白能和空氣中的O2結合,因此紅細胞能通過血紅蛋白將吸入肺泡中的O2運送給組織,而組織中代謝產生的一部分CO2也通過紅細胞運到肺部通過肺泡同體外的O2進行氣體交換,將CO2排出體外。血紅蛋白更易和CO相合,且血紅蛋白一旦與CO結合后就不易分離。當空氣中CO含量增高時且持續(xù)時間較長時,可引起中毒。由于高原空氣比較稀薄,往往人體紅細胞血紅蛋白含量會代償性增加以適應環(huán)境。

 

3   基因工程中目的基因的載體

 

一般含有單個目的基因的DNA 片段,即使進入了宿主細胞也無法復制和表達。通常它需要同適當的能自我復制的DNA 分子(例如質粒、病毒DNA 等)結合后,像正常質;虿《疽粯訌椭、表達和易于檢測。這些用以能自我復制的DNA 分子即為目的基因的載體。目的基因的載體主要有兩類:一類是質粒(如大腸桿菌質粒和農桿菌Ti質粒),另一類是噬菌體、動植物病毒等。另外,葉綠體或線粒體DNA等也有可能成為載體。

 

作為載體必須具有四個條件:①在宿主細胞中能保存下來并能大量復制;②有多個限制酶切點,而且每種酶的切點最好只有一個③有標記基因,便于進行篩選④對受體細胞無害。一般天然運載體不能滿足上述要求,因此需要根據不同需要,對運載體進行人工改造。現在所使用的質粒載體幾乎都是經過改造的。

 

4   細胞中遺傳信息的載體       

 

遺傳信息是維持親、子代細胞或個體遺傳穩(wěn)定性的信息,生物的遺傳物質即為其遺傳信息的載體,可以控制生物的性狀,并在親、子代之間傳遞。對于細胞生物而言,DNA是遺傳物質,因此細胞生物遺傳信息的載體是DNA;而對于病毒而言,DNA病毒的遺傳信息載體也是DNA,而RNA病毒的遺傳物質為RNA,其遺傳信息的載體則為RNA。

 

另外,教師可以進一步歸納:細胞生物中,真核細胞遺傳物質的載體(存在場所)有細胞核、線粒體和葉綠體;原核細胞則為擬核和質粒(注:部分真菌也含有,如酵母菌)。

 

5   細胞間信息傳遞的載體

 

細胞間信息傳遞的一般模式為:一個細胞發(fā)出信息通過介質傳遞到另一個細胞并與靶細胞相應的受體相互作用,然后通過信號轉導引起胞內一系列生理生化變化,最終表現為細胞整體的生物學效應。細胞的信息載體—信號分子有多種形式,如激素、遞質、細胞因子(如白細胞介素類)等。信號分子根據溶解性通?煞譃橛H脂性和親水性兩大類:①親脂性信號分子,主要代表是甾類激素(如性激素)和甲狀腺素,可穿過細胞質膜進入細胞,與胞質或核中受體結合,調節(jié)基因表達;②親水性信號分子,包括遞質、大多數激素,它們不能穿過細胞膜的脂雙層,只能與細胞表面受體結合,再經信號轉換機制,引起細胞的應答。

 

6   固定化技術中的載體   

 

固定化技術包括酶的固定化和細胞的固定化處理,將酶或細胞固定在非水溶性的載體上,使其既能與底物充分接觸,又能與產物分離,實現了酶或細胞的重復利用,節(jié)約成本,還有利于產物提純,提高產品質量。

 

酶固定化的方法主要有物理方法(吸附法和包埋法)和化學方法(共價偶聯法和交聯法),不同的方法采用的載體種類各異,如吸附法常用的活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃,包埋法常用的聚丙烯酰胺凝膠和纖維素硝酸酯等;細胞固定化在酶固定化技術基礎上發(fā)展而來,成本更低、操作更容易,常用的方法為吸附法和包埋法。


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