生物教学中习惯认定为“一定”的某些问题辨析

2017-05-18 16:04陈卫东
中学生物学 2017年4期
关键词:遗传物质单倍体遗传病

陈卫东

在生物教学中,有些教师为了便于学生记忆,不管科学事实,给学生讲解一些知识点时加了“一定”的定语。这样学生是容易记住了,但也从此有了错误认识,因为这些“一定”本身就是错误的。下面就一些常见的“一定”错误知识点简单分析。

1 噬菌体的遗传物质“一定”是DNA

之所以得出这样的结论,是因为高中生物必修二中有T2噬菌体(遗传物质是DNA)侵染大肠杆菌的实验,很多教师在编写练习时,因为写T2噬菌体比较麻烦,就写成噬菌体。时间一长,学生就会错误地认为噬菌体的遗传物质都是DNA,其实并非如此。

噬菌体是感染细菌、真菌、藻类、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称,因部分能引起宿主菌的裂解,故称为噬菌体。噬菌体由蛋白质外壳和核酸组成,其中核酸是遗传物质,并且根据核酸特点可分为以下四类:

(1) ssRNA:噬菌体中所含的核酸是单链RNA;

(2) dsRNA:噬菌体中所含的核酸是双链RNA;

(3) ssDNA:噬菌体中所含的核酸是单链DNA;

(4) dsDNA:噬菌体中所含的核酸是双链DNA。

由此可见,噬菌体的遗传物质不一定就是DNA。

2 基因频率改变生物“一定”发生进化

高中生物学中介绍生物进化的标志是“基因频率的改变”,因此有的教师就错误理解为“只要基因频率发生改变,生物就一定发生了进化”。其实这是错误的理解。引起种群基因频率改变的因素很多,如自然选择、基因突变、迁移、死亡、出生等。其中自然选择是导致基因频率的改变主导因素之一,自然选择导致的基因频率改变是生物进化的标志,但不能因此就反推得到,只要基因频率改变了,就是自然选择造成的,生物就进化了。

3 占细胞干重比重最大的元素“一定”是C元素

由于C链是有机物的基本骨架,因此很多人认为,细胞干重中(去水后),C元素一定是含量最高的元素。其实并非如此,可以先观察表1。

从表中数据可以看出,玉米细胞干重中,O元素的含量要高于C元素的。而人细胞干重中,C元素的含量要远高于O元素的含量。究其原因是玉米细胞中,含量较多的有机物是糖类,如淀粉、纤维素,而糖类中,O元素含量较高。动物细胞中,由于糖类含量相对较少,蛋白质等含量相对较高,O元素含量就相对较低。因此人细胞中含量比玉米多的还有N、S、P、Ca等元素,也与此有关。按照上述分析,一般来说,动物细胞干重含量最高的是C元素,植物细胞中大多为O元素,有些脂质、蛋白质含量较高的植物细胞中,C元素含量也会高一些。

4 细胞内的元素“一定”都是细胞的必需元素

细胞内的元素有很多,但并不是所有元素都是其必需的。所谓必需元素是指若生物体在缺少某种元素的情况下不能维持正常的生命活动,重新补充该元素后,生命活动恢复正常,则该元素为必需元素。必需元素包括大量元素(包括C、H、O、N、Cl、P、S、K、Ca、Na、Mg)和微量元素(包括Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni等)两大类。因此有些元素虽然细胞内含有,但却并不是维持生命活动所必需的,就不是必需元素。

5 遗传病“一定”带有致病基因

遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三类,其中染色体异常遗传病并不是因为致病基因而导致的疾病,而是因为细胞中缺失一些基因或染色体,也可能是增加一些基因或染色体造成的,因此遗传病并不一定带有致病基因。

6 一个家族中只有一个人患过的疾病“一定”不是遗传病

一个家族中只有一个人患过的疾病,也有可能是该个体由于遗传物质改变(如基因突变)造成的,且该个体并没有将遗传基因传递下去。因此一个家族中,只有一个人患过的疾病也可能是遗传病。反之,一个家族中,即使是很多人患过的疾病也不一定是遗传病,也可能是传染病等。

7 单倍体幼苗经过秋水仙素处理后得到的“一定”都是纯合子

对于一般二倍体而言,其单倍体体细胞中只含有1个染色体组,经秋水仙素处理染色体加倍后,如不发生异常情况得到二倍体都是纯合子。但如果该植株原来就不是二倍体,比如多倍体,其单倍体中就不只含有1个染色体组,如马铃薯为四倍体,其单倍体中含有2个染色体组。假如原马铃薯的基因型为AAaa,则其单倍体的基因组成可能为AA、Aa、aa,培养成单倍体植株后加倍,其中基因组成为Aa的个体加倍后为AAaa,该个体就不能称之为纯合子。因此只能说单倍体幼苗经过秋水仙素处理后得到的一般是纯合子。

8 流经生态系统的总能量“一定”都是生产者固定的太阳能总量

生态系统的能量来源通常有两种,一种是生產者固定的能量(通常是太阳能),另一种是补加能(常见于人工生态系统)。对于大多数自然生态系统而言,生产者也不一定都是利用太阳能,还有的是利用化学能合成有机物的(如化能合成作用的细菌),因此可以认为流经自然生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能(因为硝化细菌等化能合成作用的细菌分布也比较广泛)。而对于人工生态系统或一些有人类干扰的生态系统而言,除了太阳能、化能合成作用的化学能外,还有一些是外来的有机物中的化学能,如人工投喂的饵料、人工施的有机肥、一些流入的有机污染物等。因此教师给学生讲解能量流动时,要给学生分类分析,不能一概而论。

9 体细胞突变“一定”不能遗传给下一代,生殖细胞突变“一定”能遗传

在讲解基因突变的遗传特点时,有些教师给了学生这样的结论。体细胞突变是指发生变异的DNA在体细胞中,而产生生殖细胞的性原细胞(或成熟的生殖细胞)中的DNA并没有发生改变,由于有性生殖细胞中不含发生突变的基因,因此通过有性生殖产生的后代中与此基因相关的性状也不会发生改变。但是,生物产生后代的方式不仅仅是有性生殖,还可以进行无性生殖,如植物的组织培养、嫁接、扦插等,动物的克隆通过无性繁殖技术,体细胞突变也是可以传递给下一代的。

反之,如果是生殖细胞突变,是否就一定能够传递给下一代呢?虽然某些生殖细胞的DNA分子发生了变异,但这部分生殖细胞可能并没有参与受精作用形成受精卵,因此受精卵并不含有变异基因,由这样的受精卵发育成的子代也就不会体现出变异性状。

在日常教学中,类似的问题还有不少。教师在遇到这些问题时,要告诉学生正确的结论,不要轻易用“一定”来加以修饰。但教师可以告诉学生一些答题的技巧。千万不能一概而论,告诉学生就是这样去判断,这样做显然有投机取巧之嫌。当遇到问题学生询问时,教师可能无从解释。另外,遇到问题时再去订正,学生已经形成了错误概念,形成了思维定势,想改正难度就大了。

猜你喜欢
遗传物质单倍体遗传病
不同除草剂对玉米单倍体成熟胚的加倍效果
高中生物遗传和变异知识中的“一定”与“不一定”
新技术可诊断罕见遗传病
玉米单倍体育性自然恢复研究进展
《DNA是主要的遗传物质》的教学设计
微生物学
玉米单倍体育性的自然恢复和染色体化学加倍效果研究