《“食砷”細菌顛覆了什么》閱讀答案

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食砷細菌顛覆了什么 11 月 2 日,美國《科學快訊》刊發(fā)了美國宇航局( NASA )天體生物學家西蒙博士的研究論文一種能夠利用砷替代磷生長的細菌。此次發(fā)現(xiàn)的食砷細菌 GFAJ-1 能在不含 “食砷”細菌顛覆了什么
11
月2
日,美國《科學快訊》刊發(fā)了美國宇航局(NASA
)天體生物學家西蒙博士的研究論文—“一種能夠利用砷替代磷生長的細菌”。此次發(fā)現(xiàn)的“食砷”細菌GFAJ-1
能在不含磷元素的培養(yǎng)基上,利用砷元素生長。而且菌株GFAJ-1
體內(nèi)的生物大分子中也含有砷元素,這就說明對于食砷細菌而言,磷元素能夠被砷元素替代;同時也預示著,生命的“必需元素” 不再是“必需”。
“食砷”細菌的發(fā)現(xiàn),不僅顛覆了科學上對生命“必需元素”的定義,且引發(fā)了公眾對外空生命的無盡遐想,該消息一度被誤傳為 “NASA
發(fā)現(xiàn)外空生命”。為此,NASA
的專家不得不反復重申:此次發(fā)現(xiàn)的“食砷”細菌是在地球上首次發(fā)現(xiàn),而并非是傳言的外空生命。
西蒙博士和她的團隊在莫諾湖湖底的沉積物中分離天然微生物,并在培養(yǎng)基中不斷提高砷元素的濃度。最終篩選到了能耐受較高砷濃度的“嗜砷”細菌GFAJ-1
。
當培養(yǎng)基中去除了磷元素后,西蒙博士驚奇地發(fā)現(xiàn),菌株GFAJ-1
在完全不含磷元素的培養(yǎng)基中也能生長。隨后的研究進一步表明,GFAJ-1
是利用了砷元素替代磷元素去合成生物大分子,行使生理功能。
一株平常的“嗜砷”細菌竟然還是“食砷”細菌。此發(fā)現(xiàn)改變了此前科學界對于生命“必需元素”的認識。同時,這也預示著此前在人們所自認為的“生命禁區(qū)”中,可能還存在沒有發(fā)現(xiàn)的生命形式。
長期以來,碳(C
)、氫(H
)、氧(O
)、氮(N
)、磷(P
)、硫(S
)被認為是形成生命體的“必需元素”。缺乏其中的任意元素,蛋白、核酸、糖類、脂類等生物大分子都無法合成。從最簡單的單細胞細菌到分化復雜的高等生物,生命“必需元素” 對于生命體而言絕對是“必須的”。英文中六種生命必需元素的縮寫,常常連起來組成了專用稱謂“CHONPS
”。但是,“食砷”細菌的發(fā)現(xiàn),至少已經(jīng)就將磷元素從“CHONPS
”的名單中劃出。
而此前,磷元素普遍被認為是不可或缺的“必需元素”。磷在生命體中主要以磷酸根(PO43-
)的形式存在。磷酸二酯鍵維系著核酸(DNA
,RNA
)的基本結(jié)構(gòu)。磷脂雙分子層是“生物膜”重要組成部分,借助后者細胞才能選擇性地“吐故納新”。而三磷酸腺苷(ATP
)更是被稱為細胞的“能量貨幣”,細胞通過合成和水解其中的“高能磷酸鍵”去貯存和釋放能量。
因此,對于生命體而言,從分子結(jié)構(gòu)到細胞功能,從新陳代謝到能量轉(zhuǎn)化,磷元素都是不可替代的。磷元素對于生命如此重要,早在1987
《科學》雜志就刊出名為“自然界為什么會選擇磷”的文章,對磷元素的重要性進行詳盡闡述。
然而,若從化學性質(zhì)的角度說,砷和磷卻是性情相似的“兄弟”。
在化學元素表上,砷元素與磷元素同屬氮族元素。二者化學性質(zhì)相似。唯一不同的地方是,砷的分子量更大,化學性質(zhì)也相對活潑。與磷相比,砷元素更具“金屬性”。
正是由于磷元素與砷元素的相似性,細胞內(nèi)部的代謝途徑常常不能區(qū)分二者。一般情況下,當細胞攝入砷后,砷會進入磷的代謝途徑。而砷的“金屬性”,又使其在水環(huán)境內(nèi)極不穩(wěn)定。過短的半衰期導致其不能行使磷元素的生理功能,最終導致了砷元素的中毒。
(選自《南方周末》
12
月23
日版,有刪改。)
6
、對“一種能夠利用砷替代磷生長的細菌”的理解,符合原文意思的一項是(

A.
菌株GFAJ-1
體內(nèi)的生物大分子中含有砷元素,證明對于食砷細菌細胞而言,砷可以進入磷的代謝途徑,行使磷元素的生理功能。
B. NASA
的專家反復重申:這種食砷細菌是在地球上——西蒙博士的培養(yǎng)基上——首次被創(chuàng)造出來的,而并非是傳言的外空生命。
C.
食砷細菌能夠耐受較高砷濃度的環(huán)境,最后能在完全不含磷元素的培養(yǎng)基中生長,利用砷元素替代磷元素去合成生物大分子,由“食砷”變?yōu)?ldquo;嗜砷”。
D.
食砷細菌的發(fā)現(xiàn),至少證明,對簡單的單細胞細菌而言,磷元素不再是“必需元素”。
7
、從原文看,下列對形成生命體的“必需元素”的分析,正確的一項(

A.
長期以來,碳(C
)、氫(H
)、氧(O
)、氮(N
)、磷(P
)、硫(S
)被認為是形成生命體的“必需元素”,其中,磷元素在六大“必需元素”中是最重要的一種元素。
B.
生命“必需元素” 對于生命體而言絕對是“必須的”,是因為“必需元素”主要只用來合成生物大分子,缺乏其中的任意元素,蛋白、核酸等生物大分子都無法合成。
C.
傳統(tǒng)觀念看來,從最簡單的單細胞細菌到分化復雜的高等生物,生命“必需元素” 對于生命體而言絕對是“必須的”。
D.
菌株GFAJ-1
體內(nèi)的生物大分子中含有砷元素,這就說明對于生命體而言,磷元素能夠被砷元素替代;同時也表示著,生命的“必需元素” 不再是“必需”。
8
.下列表述,不符合原文意思的一項(

A.
磷脂雙分子層是“生物膜”重要組成部分,正是借助磷脂雙分子層,細胞才能選擇性地“吐故納新”。
B.
由于磷元素與砷元素的化學性質(zhì)相似,一般情況下,當細胞攝入砷后,砷會進入磷的代謝途徑,但不能行使磷元素的生理功能,最終導致了砷元素的中毒。
C.
“三磷酸腺苷”(ATP
)之所以被稱為細胞的“能量貨幣”,是因為細胞通過合成和水解 “三磷酸腺苷”中的“高能磷酸鍵”去貯存和釋放能量。
D.
“食砷” 細菌的發(fā)現(xiàn)改變了此前科學界對于生命“必需元素”的認識。同時預示著在我們生存的地球上,可能還存在沒有發(fā)現(xiàn)的生命形式。
9
、根據(jù)原文,食砷細菌究竟顛覆了傳統(tǒng)科學中的什么觀念?
參考答案:
6 A.
解析:B.
“首次被創(chuàng)造出來的”錯誤,不是被“創(chuàng)造”,而是被“發(fā)現(xiàn)”。 C.
“由‘食砷’變?yōu)?lsquo;嗜砷’”錯誤,應(yīng)是“由‘嗜砷’變?yōu)?lsquo;食砷’”。 D.
“對簡單的單細胞細菌而言”錯誤,只能證明對食砷細菌而言,磷元素不再是“必需元素”。
7 C
解析:A.
“其中,磷元素在六大‘必需元素’中是最重要的一種元素”無中生有。B.
“‘必需元素’主要只用來合成生物大分子”錯誤,注意文中“從分子結(jié)構(gòu)到細胞功能,從新陳代謝到能量轉(zhuǎn)化,磷元素都是不可替代的。”的表述。D.
“同時也表示著,生命的‘必需元素’ 不再是‘必需’。”錯誤,應(yīng)該是“同時也預示著,生命的‘必需元素’ 不再是‘必需’。”
8 A
解析:A.
“正是借助磷脂雙分子層,細胞才能選擇性地‘吐故納新’。”錯誤,應(yīng)是“正是借助后者“生物膜”,細胞才能選擇性地‘吐故納新’。”
9
、傳統(tǒng)科學中認為“必需元素”不可被取代的觀念。傳統(tǒng)科學中“生命禁區(qū)”不存在生命形式的觀念。

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