拟核细胞
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本文中的部分内容发表在《中学生物教学》2007年第11期(总第172期)
1 引起争议的高考试题
1.1 2007年重庆卷第5题结核杆菌是结核病的病原体,近年来因抗药菌株增多等原因,使人类结核病的发病率和死亡率上升,下列有关结核杆菌的叙述,正确的是
A.结核杆菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核
B.结核杆菌抗药性的产生是应用抗生素诱导基因突变的结果
C.接种卡介苗后,T细胞受刺激成为记忆细胞,产生相应的抗体
D.感染结核杆菌后,机体主要通过特异性细胞免疫的作用将其消灭
答案:D
1.2 2007年山东卷第6题3月24日是世界结核病防治日。
下列关于结核杆菌的描述正确的是
A.高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内
B.该菌是好氧菌,其生命活动所需要能量主要由线粒体提供
C.该菌感染机体后能快速繁殖,表明其可抵抗溶酶体的消化降解
D.该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分泌运输到相应部位
答案:C
2 争议的焦点——拟核究竟是不是细胞核?
由于3月24日是世界结核病防治日,两个省(市)的高考题都以结核杆菌为题材来考查相关的生物学基础知识,虽是巧合,也有一定的必然性。
从命题者提供的标准答案可以看出,两个省(市)的命题人员一致认为原核细胞没有细胞核,
原核细胞中的拟核不是细胞核。
就是这一点引起了争议,持反对意见的一些中学教师认为:原核细胞并不是没有细胞核,拟核就是原核细胞的细胞核,只是这种细胞核没有被核膜包围而已。
这些老师由此断定这两道题都是错题。
那么,原核细胞的拟核究竟是细胞核呢?为什么会出现上述两种截然相反的意见呢?笔者认为,这场争论迟早会来,根子就出在我们的教材上。
下面让我们来看看我们高中和高校的教材对于这个问题是怎么说的。
3 争议的起因——高中教材和高校教材
3.1 高中教材与教师用书
3.1.1 现行教材与教师用书的说法
人教版必修第一册P33:原核细胞最主要的特点是没有由核膜包围的典型的细胞核。
……拟核:原核细胞没有像真核细胞那样的典型的细胞核,而是在细胞内的一个区域内有丝状的DNA分子,但是没有核膜包围这个区域,这里是遗传物质储存和复制的主要场所,相当于真核细胞的细胞核的功能,因此叫做拟核。
人教版选修P75:细菌是单细胞的原核生物,主要由细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等部分构成。
……细菌的拟核由一个大型的环状DNA分子反复折叠缠绕而成,呈棒状、哑铃状或球状,控制着细菌的主要遗传性状。
必修第一册教师用书P33、P35:在讲述原核细胞的基本结构时,建议列出对比表,从大小、细胞壁、细胞器、细胞核几方面概括出它与真核细胞的区别。
……原核细胞:指构成细菌和蓝藻等低等生物体的细胞。
它没有真正的细胞核,只有原核或拟核,……无核仁,缺乏核膜。
3.1.2新课标教材与教师用书的说法
必修1(分子与细胞)P8、P9、P10:科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞两大类。
……在蓝藻和细菌的细胞中,都
没有成形的细胞核。
……原核细胞没有由核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有一个环状的DNA分子,位于无明显边界的区域,这个区域叫做拟核。
必修1(分子与细胞)教师用书:“原核”是指原始的细胞核,“真核”是指真正的细胞核。
……原核细胞的“核”叫拟核……。
拟核与细胞核的区别主要有两点:(1)拟核没有核膜,没有核仁;(2)拟核中的遗传物质不是以染色体的形式存在,而是直接以DNA的形式存在。
……原核细胞没有成形的细胞核,即没有由核膜包被的细胞核,只有拟核,拟核由DNA分子构成。
……细胞核是真核细胞特有的细胞器,……细胞核的出现是细胞进化历程中的一个巨大飞跃。
上面引述的高中教材和教师用书对拟核是不是细胞核的问题也算是作了答复的,但有时提法显得含混不清,有时虽然态度鲜明,可是同一本书里却先后给出相互矛盾的说法。
3.2 高校教材
3.1.1武汉大学、复旦大学主编的《微生物学》的说法
细菌细胞中没有像高等生物那样的具有核膜的核,因而过去很长一段时间曾认为细菌细胞没有核。
后来由于研究方法的改进,才搞清细菌细胞不是没有核,而是细菌细胞的核在结构与形态上都比高等生物的核简单得多。
细菌的核比较原始,称为原始形态的核,或称拟核,它实际上是DNA性质的,又称染色质体或细菌染色体。
3.1.2 陈阅增主编的《普通生物学》中的说法
细菌没有细胞核,也没有线粒体等细胞器,只有一个环状的DNA分子,位于细菌细胞内特定的区域内,称为类核体。
《生命科学导论》(高教社)中明确指出,原核细胞虽然没有细胞核,但核物质DNA是有的,而且集中在原生质中的一定区域。
……称为核质体,或称为拟核。
原来对拟核是不是细胞核这个问题,在大学教授那里也没有形成共识,这恐怕就是高中教材和教师用书或含糊其辞或左右摇摆的根本原因。
4 笔者意见:不宜把原核细胞的“拟核”说成是“细胞核”
4.1 拟核与细胞核是两个不同的概念
从上面引述的资料来看,“拟核”到底是不是“细胞核”这一问题,无论是中学教材还是大学教材,都没有形成一个统一的认识。
所以存在上述的争议也就一点也不奇怪了,恐怕一时之间,争论双方谁出说服不了谁。
但从这两道高考题我们还是可以看出,多数学者似乎倾向于支持拟核不是细胞核的说法,笔者也是持此观点的。
笔者认为:细胞核和拟核是两个不同的概念,不宜把原核细胞的“拟核”说成是“细胞核”。
因为科学史上是先发现真核细胞的结构,才有“细胞核”这一名词;后来发现原核细胞中没有细胞核,但有一个功能类似于细胞核的区域,而称之为“拟核”,因此“拟核”不能叫“细胞核”。
这样看来,上面两道高考题的A选项“结核杆菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核” 和“高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内”在结
构方面都肯定了结核杆菌有“细胞核”,所以不正确,应该是没有争议的。
4.2 拟核与细胞核的之间的关系
拟核与细胞核之间的关系,笔者赞同夏献平先生的意见:根据细胞的结构特点可认为,“拟核”不是“细胞核”或者说不是真正的细胞核,原因是没有核膜包围。
说它是“拟”核,是因为它的功能(遗传物质的储存和复制)与细胞核相似。
也就是说,“拟核”是指在功能上相当于细胞核的区域(又称“核区”),是位置上与细胞核相对应的部分;从结构上看,不是真正的“细胞核”。
从进化方面看,“拟核”是“细胞核”的前身,可以认为是细胞核的原始形式。