厘清生物教学中容易混淆的几对概念

陈英水

高中生物有一些相近的名词、概念，容易混淆，在此予以辨析厘清。

1 示踪元素与放射性元素

同位素示踪法是生物学实验和研究中常用的技术手段之一，通过追踪用同位素标记的化合物，可了解物质的运行和变化规律，明确生化反应的详细过程。那么，用于示踪的元素一定具有放射性吗？

元素是指具有相同核电荷数或质子数的同一类原子的总称。如：所有的氮原子统称为氮元素，所有的硫原子统称为硫元素。具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。同位素在元素周期表上占有同一位置，化学性质相同。同位素可分为稳定同位素和放射性同位素。

稳定同位素是指原子核结构稳定，不发生衰变的同位素，稳定同位素没有放射性，如：2H、15N、18O等。在实验或研究中，若使用稳定同位素，不能采用自显影等技术追踪同位素的去向，只能通过测量分子质量或离心技术区别同位素。鲁宾和卡门就是用稳定性同位素18O分别标记H2O和CO2，研究光合作用过程中释放的氧气中O的来源。

放射性同位素具有一定的半衰期，是不稳定的同位素，在生物学实验或研究中常用的有14C、32P、35S等。放射性同位素要比稳定同位素应用广泛，用放射性同位素示踪时，怎样对标记的物质进行追踪？一般使用脉冲探测器进行追踪，常用的有盖革计数管和闪烁计数器。前者利用气体对射线的电离作用，后者利用晶体、液体或气体对于射线的闪光作用。例如，卡尔文用14C标记CO2，研究光合作用暗反应中C的去向;赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记区分噬菌体的蛋白质和DNA，研究到底哪种物质是遗传物质。

2 着丝点与着丝粒

复制后每一条染色体所含的两条染色单体，彼此间是以着丝点还是着丝粒相连？在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期是着丝点分裂成两个，还是着丝粒分裂成两个？不同版本的教材对此说法不同，着丝点就是着丝粒吗？

其实着丝点与着丝粒是两个不同的结构。连接两条染色单体的是着丝粒而不是着丝点（图1）。

着丝点又称动粒。“每条中期染色体上含有两个动粒，分别位于着丝粒的两侧。”着丝点是一种圆盘状结构，分内、中、外三层。着丝点与纺锤丝连接，与染色体的移动密切相关。

在多倍体育种中秋水仙素不仅能抑制纺锤体的形成，还能让已经形成的纺锤丝断裂。着丝粒的分裂相当于基因的程序性表达，与纺锤丝无关。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗时，着丝粒正常分裂，纺锤体却不能正常形成，因此，细胞中染色体数目加倍。

3 单倍体高度不育与不育

人教版高中生物教科书必修2 P87最后一段中有这样的描述：“与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。”高度不育就是不育吗？

3.1 自然状态下存在的单倍体

在自然状态下存在的单倍体如一些低等植物的配子体、雄蜂等，由于长期的自然选择作用，其生活力和繁殖力均表现正常，是可育的。雄蜂是由未受精卵发育而来，它的体细胞中含有1个染色体组，16条染色体。单倍体的雄蜂是如何形成可育的精子？“原来雄蜂的精母细胞也经过相继的两次减数分裂。第一次分裂时出现单极纺锤体，仅在细胞的一极挤出一个无核的细胞质芽体，不发生染色体减数。第二次分裂时，则按正常的方式进行，但这次分裂实质上相当于一般有丝分裂。结果从一个精母细胞仅形成两个精细胞，各有雄蜂原来的单倍性染色体数。”

3.2 通过花粉离体培养等方式形成的单倍体

如果单倍体的细胞中有偶数个染色体组，而且含有同源染色体，可以形成可育的配子，即同源多倍体通过花药离体培养形成的单倍体可育。

含奇数个染色体组的单倍体，以及异源多倍体通过花药离体培养形成的单倍体，理论上仍然有可能形成可育的配子，只是概率很低。如：水稻的体细胞中有12对染色体（24条染色体），即2n=24，n=12。用水稻的花粉进行离体培养，获得的单倍体细胞中有12条染色体，这些染色体的大小、形态各不相同，但仍有可能形成正常的配子。在细胞分裂时，染色体移向哪一极是随机的。某条染色体可能移向细胞的这一极，也可能移向细胞的另一极，且概率相等，均为1/2，所以这12条染色体移向细胞同一极的概率为（1/2）12。可见形成可育的雌雄配子概率很低，它们结合产生后代的可能性就更低了，几乎是不可能的，所以课本上说单倍体植株高度不育。

4 自交与自由交配

自交和自由交配是遗传学上常用的两个名词，自交不是自由交配的简称。

自交是指同一个体或基因型相同的不同个体间两性配子相互结合，产生新个体的生殖方式，自花授粉属于自交。自由交配则是指同种生物任何基因型的雌、雄个体间都可以进行随机交配，即对父本和母本没有特别要求。

5 红绿色盲与色盲

色盲是一种先天性色觉障碍疾病，种类有：全色盲、绿色盲、红色盲、蓝黄色盲、部分色弱、全色弱等。

根据三原色学说，可见光谱内任何颜色都可由红、绿、蓝三色组成。能辨认三原色者色觉正常;如果三种原色均不能辨认，称全色盲;有一种原色不能辨认，称为部分色盲，如红色盲、绿色盲等;辨认一种颜色能力降低者称色弱，主要有红色弱和绿色弱。

控制红色色盲和绿色色盲的是2个非等位的隐性基因，这两个基因均位于X染色体上。由于两个基因在X染色体上距离很小，紧密连锁，常常共同遗传给后代，所以通常把这两个基因合在一起，用b表示。红绿色盲是一种X连锁隐性遗传病，患者不能分辨红色和绿色，且男性多于女性。

控制全色盲遗传的基因位于常染色体上，为隐性遗传。因此，不论男女出现的频率都很低，而且概率是相同的。

6 10条与5对

人教版高中生物教科书必修2 P22最后一段中有这样一道判断题：玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。

从纯数学的角度来看，10对的一半就是5对。但是在具体的生物学问题情境中，卵细胞中染色体数目为10条，不能称为5对。玉米是二倍体生物，2n=20、n=10，其体细胞中有两个染色体组，每个染色体组含大小、形状各不相同的10条染色体。在减数分裂形成配子过程中同源染色体彼此分离，因此卵细胞中无同源染色体，卵细胞中的这10条染色体不能称5对。

7 无氧呼吸与“零氧呼吸”

提到无氧呼吸，有的人望文生义，错误地认为：“无”就是“没有”就是“零”，他们以为生物只有在外环境没有氧气时，才会进行无氧呼吸。其实无氧呼吸是指细胞氧化分解有机物时，没有氧气的参与，将葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。无氧呼吸中的“无氧”不是指外环境中没有氧气。

参考文献：

[1] 沈同，王镜岩.生物化学（下册）[M].北京：高等教育出版社，1991：5.

[2] 翟中和，王喜忠等.细胞生物学[M].北京：高等教育出版社，2000：377.

[3] 刘祖洞.遗传学[M].北京：高等教育出版社，1990：136.endprint