dna 存在细胞的哪个结构(dna存在于细胞的哪一个结构中)
不要耍小聪明,获取有用的信息。
我分三个部分来介绍,满足三个层次的需求。
第一部分,基本答案:回答高中试题中的问题,如下所示。第二部分,答案扩展:科普作者是这样回答问题的。第三部分,答案的本质:进化过程呈现了问题的本质。----------------------------------------------------
第1部分初级答案:像这样回答高中考试中的问题
问题:DNA存在于细胞的哪个结构中?
答:真核细胞的DNA主要存在于细胞核中,少量存在于叶绿体和线粒体中。原核细胞的DNA存在于核仁和质粒中。真核细胞有含有DNA的容器。这样的容器共有三个,即细胞核、线粒体和叶绿体。见下文。
图1植物细胞中的细胞核、叶绿体和线粒体(示意图)原核细胞中没有装载DNA的特定容器,如下图所示(质粒为环状DNA)。
图2大肠杆菌中的NucleoidDAN和质粒(示意图)------------------------------------------
Part2答案拓展:科普作者这样回答问题
2.1高级答案
1、真核细胞的DNA主要存在于细胞核中,少量存在于叶绿体和线粒体中。如果要补充的话,质粒形式的DNA也可以存在于真核细胞的细胞质基质中。
2.原核细胞的DNA分子漂浮在细胞质基质中。2.2答案分析
我知道有些高中生会反对这一点,尤其是答案2。
他们会说这是错误的,高中生物说核素。原核生物的大环状DNA位于核仁中,小环状DNA位于质粒中。
这是正确的。
这个说法仔细想想是有问题的。类核是原核细胞中存在大环状DNA的特定区域。它是一个形状不规则的区域,包含边界不清晰的遗传物质。它更像是一个位置概念,而不是一个实际的具体结构概念。您可以通过实验从原核细胞中提取DNA,但很难获得称为类核的特定结构。
对于质粒来说,质粒是一个小的环状DNA。说DNA存在于质粒中就等于说DNA存在于DNA中。就像你把水装进瓶子里,瓶子就是装水的容器。这时候有人问你“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”,别人会怎么做?你呢?他要么是专家,要么就是傻子!
2.3高级答案总结
好吧,让我们总结一下我们的高级答案:
1.真核细胞有含有DNA的容器。这样的容器共有三个,即细胞核、线粒体和叶绿体。不包含在容器中的DNA只能漂浮在细胞质基质中。
2.原核细胞中没有携带DNA的特定容器,但DNA可以被限制在一个模糊定义的区域,该区域称为类核。此外,一些小的DNA分子也可以漂浮在核仁之外。这种小的环状DNA称为质粒。更简单地说,DNA分子漂浮在原核细胞的细胞质中。----------------------------------------------------
第三部分:答案的本质:进化过程呈现了问题的本质
现在我们已经有了答案,死记硬背实在没有任何意义。学习生物学的捷径是理解其中的相互关系,构建整体的宏观过程。
接下来,我们尝试将这个问题放到数十亿年的进化尺度中去理解上面的答案。
图3:几个重要的进化节点3.1原始生命的出现
地球诞生于46亿年前,生命诞生于35亿年前。在生命诞生前夕,DNA还是原始海洋中神奇的复制分子。当脂质分子形成的膜将DNA包裹在里面时,最早的细胞生命形式就形成了。此时,DNA游离在细胞内的液体中。
这部分内容请参考《自私的基因》。
小虎论文:阅读《自私的基因》120同意·11条评论3.2真核细胞的出现
随着时间的推移,原来的细胞变得越来越有功能。细胞膜将细胞内部与外界分开,DNA作为遗传物质默默地复制,核糖体负责蛋白质的合成。细胞膜向内折叠,使核糖体更有效地附着在其上。向内折叠,向内折叠,偶然,向内折叠的膜结构将DNA包裹起来,使遗传物质更加稳定,更有利于“自私基因”的遗传,并在自然选择中保存下来。这样,DNA的主要容器——细胞核就出现了。
高中生物课本讲生物膜系统时,内质网膜和外核膜是直接相连的。如果仔细观察,还可以发现外核膜上附着着小点——核糖体。如果你知道细胞核的起源和内质网有着千丝万缕的联系,那么你是不是对这张图更加理解一点了呢?
图4:核膜直接与内质网膜相连3.3叶绿体和线粒体的出现
为了生存,细胞需要吸收材料和能量。就会像“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾”一样,大细胞也会吞噬小细胞。这个过程称为“内吞作用”。
图5:一个大细胞吞噬了光合细菌。原本应该被分解利用的小细菌幸运地存活下来,在大细胞内共生。慢慢地,这种共生关系变得稳定而和谐,被吞噬的光合细菌也有了一个全新的名字:叶绿体。
如果用能量代谢和有氧呼吸细菌代替小细菌,重复上述过程,得到的细胞器将是线粒体。
图6内共生理论解释了线粒体的起源。这种解释叶绿体和线粒体起源的理论被称为“内共生理论”。不难理解,叶绿体和线粒体“都是双层膜”、“都有DNA”、“都是半自主细胞器”。只需将它们视为在真核细胞内共生的小细菌即可。
至此,真核生物携带DNA的三个容器就完成了。
3.4基因工程
随着时间的缓慢推进,进化看似平静实则暗流涌动,人类的出现成为了一件极其诡异的事件。文化、科学、文明、进步,人类开辟了一条可以绕过基因的超级进化之路。短短几百年的时间,人类的身体并没有发生太大的变化,但生活方式却与我们的祖先有很大的不同。我们仍然利用祖先的身体来过现代的生活,生命的进化落后于科技的进步。人类已经掌握了祖先认为只有“神”才拥有的能力,例如“基因工程”。
图7农杆菌转化方法示意图。人类将一段DNA与质粒重新连接,将其转化到农杆菌中,然后将其引入植物细胞的染色体中。简单来说,质粒进入植物细胞,其一部分被转移到细胞核中的DNA中。真核细胞的细胞质允许质粒存在吗?当然是允许的,无论是从进化过程的角度,还是从基因改造中间过程的逻辑来看,都应该是允许的。现在表达“酵母细胞中存在质粒”这一事实,这是正常的。
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第4部分:特别与高中生交谈
生物世界既复杂又简单。能够生存下来的生物都是那些已经适应了环境并且没有被淘汰的生物。通过从进化的尺度追溯起源,一些复杂的生命现象往往会变得更加清晰和容易理解。
对进化论观点的深刻理解是学好生物学的关键。可惜很多高中老师都不重视这一点,更不用说他们教的学生了。