专题:高中生物教材中出现的载体

1．能量的载体——ATP（必修1）

在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，是细胞中普遍使用的能量载体。ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质，是细胞内能量转换的“能量通货”。

ATP结构

ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。

2．跨膜运输的载体——载体蛋白（必修1）

绝大多数物质无法自由通过生物膜，许多水溶性分子（如离子、葡萄糖、氨基酸等）需要载体蛋白的帮助才能进行跨膜运输。载体蛋白是一种需要同被运输的离子和分子结合，然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。载体蛋白上有特异性结合点，只能与某一种或一类物质进行暂时、可逆的结合和分离，具有较强的专一性。

物质的被动转运易化扩散和主动转运都需要载体蛋白的协助，区别在于，被动转运不需要ATP提供能量。

主动转运示意图

另外，教师还应指导学生注意载体蛋白和通道蛋白的区别（明天推送）。

3．氢的载体——辅酶（必修1）

NADPH和NADH是同一类辅酶，都是氢的载体。

NADPH 是一种辅酶，叫还原型辅酶Ⅱ，在很多生物体内的化学反应中起递氢体的作用，具有重要的意义。NADPH是在光合作用光反应阶段形成的，与ATP一起进入碳反应，参与CO₂的还原。NADPH的形成是在叶绿体类囊体膜上完成的。

NADPH

NADH产生于糖酵解和细胞呼吸中的柠檬酸循环，在线粒体中与氧气结合产生大量水的同时，产生大量能量。

4．基因载体——遗传信息的载体（必修2）

按照教材上的说法，基因载体是染色体，其实不仅仅是染色体。

遗传信息是维持亲、子代细胞或个体遗传稳定性的信息，生物的遗传物质即为其遗传信息的载体，可以控制生物的性状，并在亲、子代之间传递。

对于细胞生物而言，DNA是遗传物质，因此细胞生物遗传信息的载体是DNA；而对于病毒而言，DNA病毒的遗传信息载体也是DNA，而RNA病毒的遗传物质为RNA，其遗传信息的载体则为RNA。

真核细胞遗传物质的载体有细胞核（染色体）、线粒体和叶绿体；原核细胞则为拟核和质粒（注：部分真菌也含有，如酵母菌）。

5．化学载体——细胞间信息传递的激素（选择性必修1）

细胞间信息传递的一般模式为：一个细胞发出信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过信号转导引起胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应。

细胞的信息载体—信号分子有多种形式，如激素、递质（如乙酰胆碱）、淋巴因子（如白细胞介素类）等。

6．酶固定化技术中的载体（拓展）

固定化技术包括酶的固定化和细胞的固定化处理，将酶或细胞固定在非水溶性的载体上，使其既能与底物充分接触，又能与产物分离，实现了酶或细胞的重复利用，节约成本，还有利于产物提纯，提高产品质量。

酶固定化的方法主要有物理方法（吸附法和包埋法）和化学方法（共价偶联法和交联法），不同的方法采用的载体种类各异，如吸附法常用的活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃，包埋法常用的聚丙烯酰胺凝胶和纤维素硝酸酯等；细胞固定化在酶固定化技术基础上发展而来，成本更低、操作更容易，常用的方法为吸附法和包埋法。

7．运载体——基因工程中目的基因的载体（选择性必修3）

一般含有单个目的基因的DNA 片段，即使进入了宿主细胞也无法复制和表达。通常它需要同适当的能自我复制的DNA 分子（例如质粒、病毒DNA 等）结合后，像正常质粒或病毒一样复制、表达和易于检测。这些用以能自我复制的DNA 分子即为目的基因的载体。

目的基因的载体主要有两类：一类是质粒（如大肠杆菌质粒和农杆菌Ti质粒），另一类是噬菌体、动植物病毒等。关于质粒可以参考链接：基因工程的工具－载体，你知多少？

试题1：下列有关基因工程中载体的说法正确的是（　　）

A．质粒是一种独立于细菌拟核外的链状DNA分子

B．所有的质粒都可以作为基因工程中的载体

C．质粒载体的复制和表达不遵循中心法则

D．作为载体的质粒常含有抗生素抗性基因

解析：质粒是一种独立于细菌拟核外的环状DNA分子，A错误； 质粒不是都可以作为载体的，如需要有多个酶的切点，有标记基因用于筛选等，B错误；质粒载体的复制和表达遵循中心法则，C错误；作为载体的质粒常含有抗生素抗性基因，可以作为标记基因，对重组后重组子进行筛选，D正确。故答案为D。

试题2：某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。

注：①chl—叶绿素；FW—鲜重；DCIP Red—还原型DCIP；plant—植株。

②希尔反应活力测定的基本原理：将叶绿体加入DCIP（二氯酚靛酚）溶液并照光，水在光照下被分解，产生氧气等，而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化，这些变化可用仪器进行测定。

请回答：

（1）希尔反应模拟了叶绿体光合作用中阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可利用于颜色反应，还可作为。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定得到。

（2）从表中可知，施用细胞分裂素后，含量提高，使碳反应中相关酶的数量增加。

（3）幼苗叶片中的细胞分裂素主要有产生。合理施用细胞分裂素可延迟，提高光合速率，使总初级生产量大于，从而增加植物的生物量。

解析：

（1）光合作用由光反应和碳反应两阶段构成，希尔反应活力测定的基本原理是将叶绿体加入DCIP（二氯酚靛酚）溶液并照光，水在光照下被分解，产生氧气等，因此模拟的是光反应阶段；DCIP是氧化剂，因此可作为光反应模拟实验的氢载体（氢受体、电子受体）；单位时间内氧气的释放量可以代表光反应的速率，因此希尔反应活力也可以通过测定氧气的释放量得到。

（2）N元素是酶的重要组成成分，分析表格中的数据可知，施用细胞分裂素后，叶片中N元素含量升高，使碳反应中相关酶的数量增加进而提高光合作用强度。

（3）细胞分裂素主要由根尖部位产生，细胞分裂素具有延缓细胞衰老的作用，因此合理施用细胞分裂素可延迟细胞衰老，提高光合速率，使总初级生产量大于呼吸量，从而增加植物的生物量。

答案：

（1）光反应    氢载体    氧气的释放量

（2）叶片氮

（3）根尖    细胞衰老      呼吸量