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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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高中生物遗传学中几个易混淆的概念辨析

【作者】 卢俊希

【机构】 新疆新源县第二中学


【正文】在高中生物遗传学教学中,常会遇到一些易混淆的概念。若不把混淆的概念搞清楚,就会干扰着学生对知识的正确理解和认识。本文针对几个易混淆的概念进行辨析,以期与同仁共勉。
  1.DNA不一定都是双链结构
  (1)单链DNA。有些植物病毒(如玉米条纹病毒,木薯隐潜病毒,菜豆夏枯病毒等)及细小动物病毒(如鼠细小病毒,腺联病毒,大蜡螟浓核症病毒等)属于单链线状DNA。
  (2)三链DNA。我国科学家白春礼等用自己研制的扫描隧道显微镜(STM)首次清晰地观察到DNA的变异结构图像。变异结构图像是在对DNA进行变性处理后观察到的。首先将一种DNA加热,使之解旋,然后再降温。得用高分辨的STM进行观察,显示出了清晰的三链辫状缠绕结构片断、左手双螺旋结构片断、左手和右手双螺旋衔接结构片断及其他结构变异结构的图像。
  (3)四链体DNA。端粒是真核生物染色体两端的DNA片段,这种DNA片段能够形成四链体结构。
  2.RNA不一定都是单链结构
  如动物病毒中的呼肠孤病毒、质型多角体病毒,植物病毒中的伤瘤病毒(如玉米矮缩病毒,水稻矮化病毒),微生物病毒中的各种真菌病毒等属于双链RNA。
  3.RNA病毒的遗传信息传递表达不一定都要通过逆转录进行
  RNA病毒分为单链(ssRNA)和双链的(dsRNA),其中,ssRNA又分为正义,负义等类型。正义ssRNA跟mRNA类似,可以直接翻译成蛋白,负义ssRNA要先以病毒RNA为模板依靠转录酶合成与病毒RNA互补的RNA,用这个互补的RNA来翻译成蛋白。还有逆转录RNA,是ssRNA,要依靠逆转录酶生成DNA,然后重组到宿主DNA中来进行表达。dsRNA则依靠RNA多聚酶转录形成正链RNA,此RNA可以行使mRNA的功能。
  4.基因突变不一定只发生于细胞分裂的间期
  从理论上讲,突变可以发生在生物个体发育的任何一个时期,在体细胞或性细胞中都可以发生。在细胞分裂间期,染色体完成了复制,形成了姐妹染色单体,由于染色体在复制的过程中基因会解螺旋,碱基对之间的连接键会断裂,基因稳定的双螺旋结构被破坏,从而使得基因很容易受到影响,而导致基因的突变,这是正确的,但是不要忘了。即使基因在处于稳定的双螺旋结构时,只要破坏的能量足够大,依然能够使得基因的编码序列发生改变。例如紫外线和电离辐射,当有大剂量的照射时,DNA链就可以出现双链断裂或单链断裂的情况。实验表明,发生在生殖细胞中的突变频率往往较高,而且是在减数分裂晚期、性细胞形成前较晚的时期为多。
  5.细胞质遗传不一定都表现为母系遗传
  细胞质遗传实质就是细胞质基因(叶绿体基因和线粒体基因)的遗传,由于受精卵中细胞质基因由卵细胞提供,因而细胞质遗传一般表现为母系遗传。在所有的高等真核生物中,线粒体DNA一般表现为母系遗传的特征,包括人及其他哺乳动物、两栖动物、鱼类及高等植物。但又发现,老鼠、衣藻、被子植物的月见草属、大麦和黑麦的属间杂种、甘蓝型油菜、北美红杉等生物体中的线粒体基因是父系遗传。而对植物叶绿体DNA进行研究发现,在被子植物中,大多数植物表现为母系遗传,而其中20%的物种中存在有双亲遗传的现象,紫花苜蓿、胡萝卜等植物表现为典型的父系遗传特征,与被子植物相比,大多数裸子植物的质体基因表现为父系遗传。
  6.正反交后代性状不一致的遗传方式不一定是细胞质遗传
  一般的说,对于细胞核遗传来说,正反交性状只与基因的显隐性有关,而与哪个父本、母本无关,正反交表现型一般一致。对细胞质遗传来说,子代细胞质基因基本来自母方,表现为母系遗传,并且常常正反交表现型不一致,因此常根据正反交实验来区分某种遗传是细胞核遗传还是细胞质遗传。但正反交后代性状不一致的遗传方式不一定都是细胞质遗传。
  (1)植物有关种皮性状与果皮性状的遗传。由于种皮由珠被细胞发育而来,果皮由子房壁细胞发育而来。它们的性状在下代才表现出来。因而与母本体细胞的基因型有一定关系。但仍是细胞核遗传。
  (2)果蝇眼色的遗传。由于果蝇的眼色遗传属于伴X遗传,红色对白色为显性,但它仍是细胞核遗传。
  7.单倍体不一定不可育
  (1)同源多倍体。如同源四倍体、同源八倍体的配子发育而形成的单倍体仍然存在有同源染色体。所以也有正常的同源染色体联会。因而也就可育。
  (2)真菌、藻类、苔藓植物、蕨类植物。这些生物单倍体阶段即配子体阶段是其生命的重要阶段。它们的单倍体不会存在不育的问题。
  (3)雄蜂。对于雄蜂来说,体细胞中只有一个染色体组。这些个体在产生精子时并不进行真正的减数分裂,进行的是假减数分列。第一次分裂形成1个有核、1个无核的大小两个细胞。无核的小细胞退化,有核的大细胞进第二次分裂,姐妹染色单体分离,细胞质进行不均等分配,含细胞质较多的子细胞发育成精子,含细胞质少的子细胞退化。因此1个初级精母细胞连续分裂2次最后只产生1个染色体数与体细胞相同的精子。
  8.同源染色体的大小形状不一定相同
  一般的说,常染色体中的同源染色体大小、形状相同,而性染色体如X、Y的大小形状就不相同。在果蝇中,Y染色体比X染色体略大,而在人类中Y染色体比X染色体显著小得多。
  9.性染色体组成为XY的个体性别不一定表现为正常雄性
  一般的说,对于XY型性别决定的生物,性染色体组成为XY的个体性别表现为雄性。但对人类来说,却有染色体组成为(44+XY)的男性假阴阳人。其主要原因是靶细胞缺少雄激素受体。
  决定雄性激素受体的基因位于X染色体的Tfm位点上,当受体基因为显性时,即可形成雄性激素的受体,从而形成正常的男性。当显性基因Tfm突变为tfm时就不能产生受体。此时,即使有雄性激素也不能使直接依赖睾酮的性器官如输精管等分化,睾丸不能下降,形成男性假阴阳人。
  另外,前列腺及外生殖器的分化依赖于5a-还原酶把睾酮转化为二氢睾酮,控制5a-还原酶的基因位于常染色体上。此外,人类Y染色体的短臂上有一个“睾丸决定基因”,从而具有决定男性的强烈作用。所以,正常男性的形成,至少需要Y染色体上的睾丸基因,X染色体上有受体基因,及常染色体的5a-还原酶基因的协同作用。若缺少其中之一,均会导致性别畸形。
  参考文献:
  [1]方晔;白春礼;唐有祺;;三链DNA的结构研究进展[J];化学通报;2011年11期
  [2]郭晓强;端粒和端粒酶的发现及意义[J];生物学通报;2013年03期