

生物學科是一門科學、嚴謹的學科,專有名詞很多,都有其特定的涵義及范圍。但在平時教學中,教師往往忽略這些名詞的特殊性,常把相近的名詞混為一談,更甚者完全分辨不清,曲解其意,這對學生知識體系的構成都帶來了相當大的阻礙。筆者現把一些經常出現的易混淆名詞做個簡單匯總,以供廣大師生參考。
1 蛋白質與蛋白
生物課堂上,教師常提到肌動蛋白、球蛋白、血紅蛋白等,而不說“肌動蛋白質”、“球蛋白質”、“血紅蛋白質”,這是有原因的。
蛋白質是一種復雜的有機化合物,舊稱“朊”,是由α—氨基酸按一定順序結合形成一條多肽鏈,再由一條或一條以上的多肽鏈按照其特定方式結合而成的具有特定立體結構的、有活性的高分子化合物。蛋白質的不同在于其氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈空間結構的不同。蛋白質是構成人體組織器官的支架和主要物質,在人體生命活動中起著重要作用,可以說沒有蛋白質就沒有生命活動的存在。
蛋白,最初只是指的一種蛋白質,或者僅僅是指雞蛋的蛋白(蛋清),現在可以是蛋白質的簡稱。但蛋白質與蛋白兩者還是有些區別。蛋白質指的是總稱,泛指某一類蛋白質,與前面的限定詞組成復合詞時,一律用“蛋白質”,如血漿蛋白質、纖維狀蛋白質、酶蛋白質等,此時“質”字不得省略(習慣詞除外,如血漿蛋白質又可稱為血漿蛋白)。凡指具體蛋白質時,“質”字需省略,如血紅蛋白、肌球蛋白、免疫球蛋白等,以表示特指的蛋白質,也能體現出與“蛋白質”概念的差異性。
2 染色質與染色體
染色質是指間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構,是間期細胞遺傳物質存在的形式。染色體在光鏡下呈顆粒狀,不均勻地分布于細胞核中,比較集中于核膜的內表面。染色體是指細胞在有絲分裂或減數分裂的特定階段,由染色質聚縮而成的棒狀結構。實際上,二者之間的區別主要并不在于化學組成上的差異,而在于包裝程度不同,反映了它們在細胞周期不同的功能階段中所處的不同的結構狀態。在真核細胞的細胞周期中,大部分時間是以染色質的形態而存在的。
染色質與染色體可以通過一定的方式相互轉化:有絲分裂前期染色質螺旋纏繞,縮短變粗,成為染色體;有絲分裂末期染色體解螺旋,逐漸變成細長而盤曲的染色質絲(圖1)。
染色體的形態、行為特征是鑒定有絲分裂、減數分裂細胞所處細胞時期的重要依據。不同生物的染色體由于具有種的特異性,其數目、形態不同,且比較恒定,人們習慣稱之為染色體,而不稱之為染色質。如馬的染色體有64條,果蠅的染色體有8條,此時并不稱之染色質有幾條。
對于細菌而言,由于沒有真正的細胞核,只是在菌體中央有一個大量遺傳物質DNA所在的核區,稱為擬核。其DNA為一個很長的共價閉合環狀雙鏈分子,經過反復折疊形成高度纏繞的致密結構。細菌無典型的染色體結構,沒有組蛋白與DNA結合,DNA僅與一些堿性蛋白相結合,因此常特稱之為細菌染色體。
3 著絲點與著絲粒
在高中教材講解有絲分裂和減數分裂有關細胞分裂中均用“著絲點”,而在一些遺傳學、細胞生物學教材中講解染色體結構或細胞分裂時,又常出現“著絲粒”,甚至在教輔資料中,兩者還經常混用,所以許多學生會產生疑問:“著絲點和著絲粒是否是同一結構?”
近來在電鏡下研究哺乳類染色體超微結構時發現,染色體主縊痕處的特殊分化區域由富含重復堿基序列的DNA異染色質區組成,稱為著絲粒,將染色體分成二臂。在細胞分裂前期和中期,把兩個姐妹染色單體連在一起,到后期兩個染色單體的著絲粒分開。
著絲粒是一種高度有序的整合結構,在結構和組成上都是非均一的,包括三種不同的結構域:① 外表面的著絲點結構域,負責連接動粒微管;② 中間結構域,是著絲粒的主體結構;③ 內表面的配對結構域,負責姐妹染色單體連接。
著絲點就位于著絲粒的著絲點結構域中,是著絲粒的兩側各有一個蛋白質構成的三層的盤狀或球狀結構。著絲點與染色體的移動有關,在細胞分裂(包括有絲分裂和減數分裂)的前、中、后期,紡錘體的紡錘絲(或星射線)微管就附著在著絲點上,并牽引染色體移動,即紡錘體的紡錘絲(或星射線)直接附著在著絲點上而不是附著在染色體著絲粒上,沒有著絲點,染色體不能由紡錘絲牽引移動(圖2、圖3)。
因此,著絲點和著絲粒并非同一結構,它們的功能也不同,但它們的位置關系是固定的。由于著絲點與著絲粒聯系緊密,結構成分互穿插,功能方面聯系緊密,兩者常合稱為著絲粒-動粒復合體。
4 紡錘絲與星射線
動植物細胞有絲分裂的區別之一:前期紡錘體的形成方式不同。植物細胞由細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體(即為無星紡錘體);動物細胞由細胞的兩組中心粒發出星射線形成紡錘體(即為有星紡錘體)。
其實組成紡錘體的絲狀結構稱為紡錘絲,有四種:連續絲、染色體絲(又稱牽引絲)、中間絲和星射線。連續絲是由一極與另一極相連的紡錘絲,染色體絲又稱牽引絲,是從著絲點與一個極相連的紡錘絲。中間絲不與兩極相連,也不與著絲點相連,是在后期于兩組染色體之間出現的紡錘絲。星射線是由兩極的中心體發射出來的,只存在于有星紡錘體的細胞內。各種紡錘絲都由微管蛋白組成。
所以,星射線屬于紡錘絲的范疇,在動物細胞分裂中可以說是紡錘絲也可以說是星射線。在教材中,在精子形成過程中用了紡錘絲一詞,其實都是正確的。而植物沒有中心體,植物細胞兩極發出的紡錘絲不能稱之為星射線。
5 半透膜與選擇透過性膜
半透膜是指某些物質可以自由通過,而另一些物質則不能通過的多孔性薄膜。這種膜可以是生物膜,也可以是物理性膜,如,動物的膀胱膜、腸衣、蛋殼膜等。還有人工制成的半透膜如玻璃紙、膠棉膜等。物質能否通過半透膜,一是取決于膜兩側的濃度差,即只能從高濃度的一側向低濃度的一側移動;二是取決于該物質顆粒直徑的大小,即某物質顆粒直徑只有小于半透膜的孔徑才能自由通過,否則不能。根據半透膜是否具有生命現象可分為生物膜和非生物膜(無機膜)。
選擇透過性膜是具有活性的生物膜,它對物質的通過既具有半透膜的物理性質,還具有主動的選擇性,如細胞膜。物質通過選擇透過性膜不僅與被運送物質的顆粒大小和膜兩側的濃度差有關,而且與該物質的極性和膜上的載體、提供的能量也密切相關。因此,具有選擇透過性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有選擇透過性,活性的生物膜才具有選擇透過性。成熟的植物細胞一般都有大液泡,其液泡膜和細胞外的細胞膜都是選擇透過性膜,它們與細胞內的細胞質一起組成的整個原生質層也具有選擇透過性,可以當作“半透膜”。
應當注意的是,當選擇透過性膜喪失活力后,就成了一般的半透膜。如用水漂洗莧菜時,液泡內的色素不會滲出細胞,水不變成紅色,但當莧菜煮成菜湯時,菜湯就變成紅色。這是細胞在高溫下死亡,選擇透過性膜成為半透膜,因此液泡內的色素透過膜逸出,使鍋內的水變成了紅色。
6 DNA聚合酶與DNA連接酶
DNA聚合酶是細胞復制DNA的重要作用酶。DNA聚合酶是以DNA為復制模板,從將DNA由5'端點開始復制到3'端的酶。DNA聚合酶的主要活性是催化DNA的合成(在具備模板、引物、能量等的情況下)及其相輔的活性。
DNA連接酶舊稱“合成酶”。DNA連接酶是一種封閉DNA鏈上缺口的酶,借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA鏈的5'-PO4與另一條DNA鏈的3'-OH生成磷酸二酯鍵。但這兩條鏈必須是與同一條互補鏈配對結合的,而且必須是兩條緊鄰DNA鏈才能被DNA連接酶催化成磷酸二酯鍵。
DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羥基上,形成磷酸二酯鍵;而DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,不是在單個核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。
DNA聚合酶可用于聚合酶鏈式反應(簡稱PCR)。由于PCR對于溫度的要求比較高,其DNA 變性溫度達到90℃以上,所以常用Taq酶,一種從水生棲熱菌Thermus Aquaticus(Taq)中分離出的具有熱穩定性的DNA聚合酶。DNA連接酶主要用于基因工程,將由限制性核酸內切酶“剪”出的黏性末端重新組合,故也稱“基因針線”。
7 逆轉錄與反轉錄
逆轉錄是以RNA為模板合成DNA的過程,是RNA病毒的復制形式,需逆轉錄酶的催化。其過程先以經剪切作用除去內含子的成熟mRNA為模板,合成RNA/DNA雜化雙鏈,然后水解RNA鏈,再以剩下的DNA單鏈為模板合成DNA雙鏈。多次復制后形成多個DNA雙鏈,然后以這些DNA雙鏈中的單條(該條與原始病毒RNA鏈互補)為模板,復制出RNA(該RNA與原始病毒RNA相同)。艾滋病病毒(HIV)就是一種逆轉錄病毒。
反轉錄與逆轉錄不等同。逆轉錄是RNA類病毒自主行為,在整合到宿主細胞內以RNA為模板形成DNA的過程;反轉錄是進行基因工程過程中,人為地提取出所需要的目的基因的信使RNA,并以之為模板人工合成DNA的過程。二者雖同為以RNA為模板合成DNA的過程,但反應場所不同,相對性的來說,逆轉錄在生物體內,反轉錄在生物體外。
近來分子生物學已把反轉錄等同于逆轉錄,逆轉錄病毒也可稱為反轉錄病毒。
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