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关于“等位基因”概念的诠释

已有 9291 次阅读 2014-4-18 15:15 |个人分类:科学史教育|系统分类:观点评述|关键词:学者

关于等位基因概念的诠释

兼评2008年高考理综四川卷31

 

冯永康

 

 等位基因一词曾经引起教育界和学术界的长时间争论。本文对该词作了追根朔源、正本清源的简要探讨。

关键词:等位基因 同一基因座  不同形式

 

关于“等位基因”一词的认识,早在20世纪80年代初期,就曾在《生物学通报》(1981年第6期、1982年第4期、1983年第3期)等学术期刊上展开过一段时间的问题讨论。应该说,是非已经澄清,概念已经明确。 

但是,在2008年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试四川卷(68日)的31题中,对“等位基因”一词的表述再次出现了值得商榷的问题。该试题如下: 

已知某植物的胚乳非糯(H)对糯(h)为显性,植株抗病(R)对感病(r)为显性。某同学以纯合的非糯感病品种为母本,纯合的糯抗病品种为父本进行杂交实验,在母本植株上获得的F1种子都表现为非糯。在无相应病原体的生长环境中,播种所有的F1种子,长出许多F1植株,然后严格自交得到F2种子,以株为单位保存F2种子,发现绝大多数F1植株所结的F2种子都出现糯与非糯的分离,而只有一株F1植株(A)所结的F2种子全部表现为非糯,可见这株F1植株(A)控制非糯的基因是纯合的。请回答: 

1)从理论上说,在考虑两对性状的情况下,上述绝大多数F1正常自交得到的F2植株的基因型有________种,表现型有_______种。 

2)据分析,导致A植株非糯基因纯合的原因有两个:一是母本自交,二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因,可以分析F2植株的抗病性状,因此需要对F2植株进行处理,这种处理是__________________。如果是由于母本自交,F2植株的表现型为________,其基因型是________;如果是由于父本控制糯的一对等位基因中有一个基因发生突变,F2植株表现型为___________,其基因型为________ 

3)如果该同学以纯合的糯抗病品种为母本,纯合的非糯感病品种为父本,进行同样的实验,出现同样的结果,即F1中有一株植株所结的F2种子全部表现为非糯,则这株植株非糯基因纯合的原因是____________,其最可能的基因型为_________ 

附答案l94     2)接种相应的病原体。全部感病(或非糯感病),HHrr;抗病和感病(或非糯抗病和非糯感病),HHRRHHRrHHrr     3)基因突变,HHRr  

分析试题中字体加粗的部分,可以看出,父本控制糯的一对基因是hh。很显然,命题者把hh称为了一对等位基因。由此推理,HH Hh也各应看作是一对等位基因。这样,有关“等位基因”一词的解释和使用,就再一次被曲解和任意扩展了。 

因此,对“等位基因”一词再度进行,是很有必要的。那么究竟什么是“等位基因”呢?

 

1  从“等位基因”一词的来源谈起 

 “等位基因”的英文“Allele”是“Allelomorph”的缩写形式。“Allelomorph”则是由“Allelo”(互相不同)和“morph”(形态)两个希腊词根组合而成,它的核心意思就是“互不相同”。当年我国学者在确定中译名时,把“Allelomorph”译为完全改变了原意的“等位基因”。从中文上讲,“等位基因”则只强调了“等位”(即在一对同源染色体上占有相同的座位),而忽视了“互不相同”。由此,也就必然引起在我国教育界和学术界中,至今还有争论。 

类意译错误的遗传学名词还有“同源染色体”等。“同源染色体”实际上并不同源,它的概念要点包括:①在减数分裂过程中能够配对的2个染色体;②究其来源,其中1个来自母本,1个来自父本;③在形状大小上,一般都相同;④所负载的基因是成对的等位基因。在这4个要点中,①是最本质、最准确的叙述。


2  从几种比较权威的工具书上看

1)等位基因  Allelomorph Allelomorphic gene

——北京师范大学生物系编写组,《英汉生物学词汇》,科学出版社,1983P.36

2)等位基因(Allele  位于同源染色体的同一位置上的基因,是由基因突变而起源的。

 ——冯德培、谈家桢、王鸣歧,《简明生物学词典》,上海辞书出版社,1982P.1463

3)凡是在同源染色体上占据相同座位的基因都称为等位基因。

——盛祖嘉,见《中国大百科全书?生物学遗传学》,中国大百科全书出版社(北京,上海),1983P.49

4)等位基因(allele)在一对同源染色体的同一基因座上的2个不同形式的基因。

       ——第2届《遗传学名词》审定委员会,《遗传学名词》,科学出版社,2006P.9

可见,上述工具书中,除了《中国大百科全书?生物学遗传学》中的解释有些不同之外,其余都明确指出了“等位基因”一词真正含义。 


3  有关“等位基因”一词的完整、准确理解 

早在1979年,由刘祖洞、江绍慧编写的、在全国高等学校普遍使用的《遗传学》(第1版)教科书中,就给予了简短明确的表述:同一基因的不同形式,如红花基因C和白花c,相互是等位基因(allele)。 

作者在多年的教学实践和学术研究中,查阅和研读了多种学术专著和高等学校《遗传学》教科书,特别是得到东南大学高翼之先生的悉心指导后认为:

关于“等位基因”可从以下4点进行理解:

①“等位基因”是指同一基因的不同形式;

在一对同源染色体上占有相同的座位;

控制着相对性状(即同一种性状的不同表现类型);

通过基因突变可使一个基因变成它的等位基因。例如,人类中的黑尿症基因的座位在3号染色体的长臂上,它是由在同一座位上的能制造尿黑酸加双氧酶的基因在第690个碱基或第901个碱基发生差错产生的,分别位于23号染色体相同座位的黑尿症基因和正常基因就是一对等位基因。    

上述4点中的第①点是“等位基因”最本质的含义,但常常为人们所忽视。在高中生物学教科书(旧人教版必修第22543和课程标准人教版生物《遗传与进化》123082)中,都没有提到“等位基因”是指同一基因的不同形式这一要点,由此带来了对高考试题命制和解答的困惑。  

基于上述探讨,对2008年高考理综四川卷(68日)的31题中关于“等位基因”的表述,正确的理解是:Hh应该互为等位基因;HH互相不是等位基因,hh互相也不是等位基因,HHhh只能视为一对相同的基因。试题中“父本控制糯的一对等位基因”,应修改为“父本控制糯的一对基因”。 


遗传学在生命科学的发展中占有中心的地位。孟德尔遗传定律在近年的高考中,始终都作为主干内容进行考查。因此,遗传学名词的规范使用,对于促进遗传学的教学质量的提高和加快遗传学知识的传播和普及,都具有十分重要的意义。 


主要参考文献

1. 刘祖洞、江绍慧,遗传学,北京?人民教育出版社,1979

2. 高翼之,迷人的基因——遗传学往事的文化启迪,上海教育出版社,2007

 

原载《生物学通报》2009年第5

《人教网》2009-06-18网页转载  




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