《遗传学》教学中易混淆概念的辨析

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第25卷第5期生物学杂志V01.25No.52008年10月JOURNALOFBIOLOGYOct.2008

《遗传学》教学中易混淆概念的辨析

高智华

(廊坊职业技术学院,河北廊坊065000)

摘要:对高职院校《遗传学》教学中染色质与染色体、常染色质与异染色质、着丝点与着丝粒、易位与交换、质量性状与数量性状和伴性遗传、限性遗传与从性遗传等易混淆概念作对比分析与探讨,以期帮助学生正确理解概念的内涵和外延,了解概念的文字表述及逻辑关系,使学生增强对概念认知的科学性、准确性,在理解的基础上掌握并达到记忆的目的。

关键词:遗传学教学;概念;辨析

中图分类号:Q3ll文献标识码:c文章编号:1008—9632(?u008)05一0072—03

遗传学教学中,常会遇到一些易混淆的概念。这些概念有的在形式上、有的在内涵上、有的在过程中有些相似,甚至仅是一字之差,但却谬之千里。在教学过程中应不断地引导学生根据教材进行比较和分析,以分辨易混淆概念的异同,分清本质属性和非本质属性,主要特征和次要特征,并对具体现象进行概括、归纳,最后得出完整的概念。

l染色体与染色质

染色质(ehramatin)是指真核细胞细胞核分裂间期能被碱性染料染成深色的无定型的物质,是细胞分裂间期遗传物质的存在形式;染色体(chramosome)原指真核细胞分裂中期具有一定形态特征的染色质,现在这一概念已扩大为原核生物及细胞器在内的基因载体的总称…。

染色质与染色体的相同点就在于,它们均为遗传物质在细胞中的存在形式,它们具有相似的化学组成,是由核酸和蛋白质组成的核蛋白复合体,主要成分是DNA、组蛋白、非组蛋白和少量的RNA。

不同点在于,染色质存在于间期细胞中,呈网状不规则的结构,有利于遗传物质的复制和表达;染色体存在于分裂期细胞中,是由染色质高度凝集而成的棒状结构,有利于遗传物质的平均分配。染色体的形态、行为特征是鉴定有丝分裂、减数分裂细胞所处细胞时期的重要依据。染色质和染色体的特点与区别归纳如下(表1)。

染色体在细胞间期解螺旋,成为染色质。在细胞分裂期,表现为螺旋化收缩,成为光学显微镜下能见到的染色体。因此染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段的不同运动形态口J。1973年,Olins夫妇发现钮体为染色质的基本单位,1974年Kemberg提出核小体是染色质纤丝的基本单位,1977年Bak提出了从染色质到染色体的四级结构模型,即核小体、螺线管、超螺线管和染色体模型。此模型解释了从染色质到染色体的结构转变(图1)。由于染色质DNA的多级螺旋化,使几厘米长的DNA与组蛋白等物质共同形成几微米长的染色体,其长度总共被压缩了8000—10000倍。

表1染色质和染色体的比较表

染色质染色体

成分相同

特性相同

功能相同

存在时期

形态特征

主要成分是DNA、组蛋白、非组蛋白和少量的RNA

容易被洋红和苏木精碱性染料染成深色

遗传物质的主要载体

分裂间期分裂期

细长的丝状棒状结构

图I从染色质到染色体的四级螺旋结构模型转变示意图

2常染色质与异染色质

染色质是存在于真核生物间期细胞核内易被碱性染料染色的一种无定型的物质。间期细胞核中的染色质根据其形态、功能及着色特性可区分为两种:常染色质(eU.chromatin)和异染色质(heterochromatin)。异染色质是染色质中染色很深的区段;常染色质是染色很浅的区段。这种染色质着色深浅不同的现象叫异固缩。

常染色质和异染色质在化学性质上并没有什么差别,但在DNA核苷酸顺序的排列和折叠程度上可能有所不同旧。。根据电子显微镜的观察,二者在结构上是连续的,

收稿日期:2008—0l一29;fit回日期:2008—05—05

作者简介:高智华(1972一)女,河北廊坊市人,硕士,讲师,从事生物教学与科研,E—mail:8aozhihua2008@163.com。72

万方数据

第25卷第5期生物学杂志VoL25No.52008年lO月JOURNALOFBIOLOGYOct,2008

是一个DNA分子的不同区段,它们未端连丝连在核膜上(附着点),在细胞的不同生活阶段部分可相互转变。常染色质与异染色质的区别归纳如下(表2)。

裹2常染色质与异染色质的区别

常染色质异染色质螺旋化程度小,呈分散状态大,呈凝集状态折光性强弱

染色不易染上染料,染色浅易染上染料,染色深分布位置易霎螽茫萼褒墨惫备墨塞鎏基溅转录活性活跃惰性或原有基因失活

复制行为早复制,晚聚缩晚复制,早聚缩所含DNA序列单一和中度重复序列DNA高度重复DNA序列3着丝点与着丝粒

长期以来,着丝粒(centromere)和着丝点(kineto-chore)这两个术语是作为染色体上纺锤体附着区域的同义语使用的。遗传学文献中多用着丝粒一词,而细胞学家多用着丝点一词。但它们实际上是空间位置上相关,而构造上又有区别的两个结构KJ。染色体主缢痕处的特殊分化区域由富含重复碱基序列的DNA异染色质区组成,称为着丝粒,将染色体分成二臂,在细胞分裂前期和中期,把两个姐妹染色单体连在一起,到后期两个染色单体的着丝粒分开(图2)。

田2中期染色体上的着丝点

(示着丝点分为内、中、外三层,上面附着有微管)

着丝粒两侧各有一个由蛋白质构成的3层盘状特化结构,为非染色体性质物质的附加物,在着丝粒表面与纺锤体微管连接的部位,称为着丝点(又称动粒)。在染色质(染色体)被碱性染料染色时,着丝点部分染色很浅或根本不染色,由于着丝点部位几乎把着丝粒覆盖,所以,染色后观察染色体的外形,在着丝点部位几乎看不到着色。

着丝点与纺锤体的纺锤丝连接,与染色体的移动有关。在细胞分裂(包括有丝分裂和减数分裂)的前、中、后期,纺锤体的纺锤丝微管就附着在着丝点上,并牵引染色体移动,即纺锤体的纺锤丝直接附着在着丝点上而不是附着在染色体着丝粒上,没有着丝点,染色体不能由纺锤丝牵引移动。

因此,着丝点和着丝粒并非同一种结构,它们的功能也不同。但它们的位置关系是固定的。近年来对染色体超,微结构的研究发现:由于着丝粒和着丝点之间不仅存在空间上的关系,而且在结构和功能上也是不可分割的统一体,即由着丝粒和着丝粒共同组成的一个功能单位——着丝粒一动粒复合体(centromerekinetochorecomplex,CKC)‘31。

4易位与交换

易位是染色体结构变异的类型之一,指非同源染色体之间的节段的转移所引起的染色体重排现象,是自然界存在的最广泛的一种结构变异。它分为染色体内易位和染色体间易位两类,染色体间易位又分为简单易位、相互易位、罗伯逊易位和移位。交换发生在一对同源染色体之间。其结果导致基因重组。易位与交换的异同点归纳如下(表3)。

袭3易位与交换的比较表

交换易位

交换的同源染色体非姊妹染色单体之间,非同源染色体之间,

染色体转移片段一般相等转移片段不一定相等发生时期减数第一次分裂粗线期生物体的各个时期

。。属于细胞减数分裂中异常条件影响下发生现泵

的正常现象的染色体畸变

相同点染色体片段的转移

5质量性状与数量性状

质量性状是指表型之间截然不同,具有质的差别,用文字描述的性状。如豌豆花色的红与白、鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹、水稻的粳与糯等都属于质量性状,相对性状之间可明确区分,性状的分布呈现不连续分布。

数量性状是指性状之间呈连续变异状态,界限不清楚,不易分类,用数字描述的性状。在动植物中,大多数的经济性状都属于数量性状,如作物的产量,奶牛的泌乳量,棉花的纤维长度等。

质量性状与数量性状的区别可以从四个方面解释(表4)。

裹4质量性状与数量性状的区别

质量性状数量性状耋曩瞿鬻器簧奔鉴要羹异呈连续分布’不能搿2豁现出亲本的:霎耋嬲喜霎妻

的类型显性性状冒銮4’““”“““8“剥鬻瓣皇粼》v黝etrai戤t]o-黧勰譬鉴黧慧因子变化薏筹羹蓄薹募誓器曼羔产生的影响的影响较小箬鬟磊贯量苟墨蒌墨筝开’‘但是,质量性状和数量性状的区分并不是绝对的。随着遗传学和分子生物学的发展,人们对生物性状遗传基础的认识也越来越深。从不少性状的基因定位和克隆的结果来看,生物的性状真正符合质量性状或数量性状定义的并不多,多数性状同时受到1对或多对主基因和效应较小的数量性状基因(QTL)控制HJ。单纯的质量性状或单纯

万方数据

第25卷第5期生物学杂志V01.25No.52008年10月JOURNALOFBIOLOGYOct,2008的数量性状只是其特例。6伴性遗传、限性遗传与从性遗传伴性遗传是指位于性染色体上的基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象。一般将伴性遗传分为X连锁遗传和Y连锁遗传。x连锁遗传是指位于X染色体上的基因控制的性状的遗传。它随X染色体传递,在两性间的分配不一致,在两种性别中均可表现。x连锁显性遗传病,雌性发病率高;X连锁隐性遗传病,雄性发病率高,表现为交叉遗传和隔代遗传,但是两者都不存在从雄性到雄性的传递。尽管绝大多数性连锁遗传属x连锁遗传,但Y染色体上也有少量连锁的基因。Y连锁遗传又称限雄遗传,是指由位于Y染色体上基因所控制的遗传,它只限于雄性个体的表达,并且在家族中由雄性向雄性一个不漏地传递。例如,人的毛耳这一性状只能由父传子,子传孙,所以

凡毛耳者皆为男性。限性遗传是指只限于一个性别上性状表达的遗传,基因位于常染色体或性染色体上,并常同第二性征或性激素有关。限性遗传与限雄遗传,虽然性状都只能在一种性别中表达,但二者根本不同,限雄遗传的基因只能在Y染色体上,限性遗传的基因可以在常染色体上,也可以在性染色体x染色体上;限雄遗传的性状只能在雄性中表达,且家族中凡雄性皆表现,限性遗传的性状只局限于—种性别(雄或雌)表达,如果是局限于雄性发病的话,那么家族中发病的均为雄性,但并不是每一个雄性皆发病p1。从性遗传是指基因在常染色体上,但由于受到性激素的作用,基因在不同性别中表达不同旧1。例如:人类的秃顶遗传、绵羊角的遗传。这种遗传在两个性别上都可以表现,基因型遵循正常的孟德尔遗传模式,但表现频率及基因型与表现型的关系在两个性别上存在差异。

伴性遗传、从性遗传和限性遗传都是与性别有关的遗传,但它们又各不相同,其三者的关系(见图3)。限雄遗传只在一个性别中袭现

两个性别中都表现,但程度不同图3伴性遗传、限性遗传、从性遗传的关系参考文献:

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(上接62页)MH.1产絮凝剂的最佳发酵培养条件,其中最佳培养基成份:可溶性淀粉209、(NH。):sO。1.89、KH2P0429、KHP0459、MgS04.7H200.29、NaCl0.19、H,01L、pH值7.0,最佳培养温度为30℃,最佳培养时间为28h,此时对高岭土悬浊液的絮凝率达92.2%。3.3絮凝活性分布实验结果显示菌株MH一1的菌体具有显著的絮凝能力,胞外代谢产物中无絮凝现象出现。纯化得到该菌絮凝剂纯品,进行性质研究,结果表明其热稳定性差,当温度高于40℃时,絮凝活性降低;其在pH值2.O一8.0的范围内可以保持较高的絮凝活性。参考文献:

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LIHong

(AnqingHealth&PharmacyJuniorCoUege,Anqing,246000,China)

Abstract:Onestrainofbioflocculant?producingmicroorganismwagscreenedfromsoilsamplebyconventionalmethods,whichwasidentifiedbySphingobacteriumthalpophilum.Thentheeffectsofthemediumcompositionandculturalconditionsonbioflooculantpro-ductionwerestudiedwithsinglefactorteat.Theexperimentalresultsshowedthattheoptimumcarbonsourcewassolublestarch,opti—mumnitrogensourcewagammoniumsulfate,optimalinitialpH7.0,optimaltemperature30。C.ThestudyofthecharacteristiconthebioflocculantshowedthatitWagheat-labilebiofloeculantandkeptrelativelystablefrompH2.0to8.0.Keywords:strainscreening;bioflocculant;culturalconditions;flooculantingactivity

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《遗传学》教学中易混淆概念的辨析

作者:高智华, GAO Zhi-hua

作者单位:廊坊职业技术学院,河北,廊坊,065000

刊名:

生物学杂志

英文刊名:JOURNAL OF BIOLOGY

年,卷(期):2008,25(5)

引用次数:0次

参考文献(6条)

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