《“食砷”細菌顛覆了什么》閱讀答案 食砷細菌
發(fā)布時間:2019-02-14 來源: 短文摘抄 點擊:
“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)的基本結構。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,從分子結構到細胞功能,從新陳代謝到能量轉化,磷元素都是不可替代的。磷元素對于生命如此重要,早在1987年《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。二者化學性質相似。唯一不同的地方是,砷的分子量更大,化學性質也相對活潑。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》2010年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“從分子結構到細胞功能,從新陳代謝到能量轉化,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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