几种高中生物教材的探讨_细胞系论文

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1 关于衰老细胞的核变化

现行高中生物教材(人教版)中讲衰老细胞的特征时,是这样描述的“细胞核体积增大”,许多辅导资料也据此进行命题训练。

易宁玉在《生物学通报》1983年第6期《谈谈衰老》一文中提到:“衰老细胞……细胞核固缩”;又见郑国昌主编的《细胞生物学》(高等教育出版社1992年4月第2版)P.468写道:衰老细胞“细胞核固缩”“细胞核与细胞质的比率减小,生长速度也逐渐降低,甚至有的细胞最后连核都消失掉,如哺乳类的红细胞就是这样”。因此,对教材中所说“细胞核体积增大”颇感不解,不知此提法有何依据。于是就此发生疑问(见《中学生物教学》2004年第3期)。

非常高兴地看到《中学生物教学》2004年第12期P.54《也谈衰老细胞的核变化》一文,读后颇有收获。

不过,细细想来,问题还没有解决。由翟中和、王喜忠、丁明孝主编的《细胞生物学》(高等教育出版社2000年8月第1版)P.447写道:“在体外培养的二倍体细胞中发现……随着细胞分裂次数的增加,核不断增大。”这里分明说的是“体外培养的”,它能作为“体内”衰老细胞“细胞核体积增大”的依据吗?

实际上,关于生物体内细胞衰老时“细胞核固缩”的描述曾见于不少书籍,除以上资料外,再举一例。薛社普编撰的高等学校教学用书《胚胎学及组织学基础》(人民教育出版社1960年11月第1版)P.25写道:“衰老的细胞核呈萎缩状态……或称核固缩(Nuclear Pyknosis)。”

笔者向有关专家请教得知,可将细胞衰老分为复制性细胞衰老(replication senescence)和非复制性细胞衰老。前者指体细胞经有限代次的分裂后进入永久性的不可逆转的增殖抑制状态,其结构与功能发生相应的改变,形成衰老的细胞;后者如心肌细胞等。至于细胞衰老的形态变化,不同的细胞可能既有共性,又有不同之处。“细胞核体积增大”是在“体外培养”的二倍体细胞中发现的。那么在体内是否也是这样呢?各种不同类型的细胞是否发生同样的变化呢?这些问题都值得进一步研究和探讨。

关于非复制性细胞衰老,《细胞生物学》(郑国昌主编)一书P.467有如下叙述:“已分化而不能进行有丝分裂的细胞”“这类细胞又根据不能分裂的程度,分为可逆的和不可逆的两种”“不可逆的不能分裂的细胞是高度特化的、在任何情况下都不增殖的细胞,如红细胞、心肌、骨骼肌纤维等”“一般讲,这种细胞的寿命较长,并可明显地看出衰老变化现象,它们是研究细胞年龄变化的主要对象。”该书P.468也写道:“上述这些细胞衰老的特征,有的是共同的现象,有的是某些衰老细胞所特有的。例如,核与质的比率可以说是所有衰老细胞都存在的现象……”

现将以上有关内容列一简表(见表1):

现在再来看高中生物教材的相关叙述。第一册P.42:“生物体的绝大多数细胞,都要经过未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段……生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡,同时又有新增殖的细胞来代替它们。例如,人体内的红细胞,每分钟要死亡数百万至数千万之多;同时,又能产生大量的新的红细胞替补上去。”“衰老细胞具有的主要特征……细胞核体积增大。”

这里说的是“生物体内”,而非“体外”;要经过“未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段”,显然说的是非复制性一类;而且所举例子是“人体内的红细胞”,更无“细胞核体积增大”一说。对照上表,教材这段叙述中,“细胞核体积增大”一项是不是有些错位了?到目前为止,我们还没有看到一例在体内正常生理条件下衰老的细胞有“核体积增大”的报道。即便有,也要有众多的例子方能得出上述结论。故笔者认为,上述“有何依据”的疑问仍未解决。

2 光合作用的总反应式

教材第一册P.55列出光合作用的总反应式:

3 细胞系和细胞株

选修课本P.70在讲到动物细胞培养时说:“当细胞株传至50代以后又会出现‘危机’,不能再传下去。但是部分细胞的遗传物质发生了改变,并且带有癌变的特点,有可能在培养条件下无限制地传代下去,这种传代细胞称为细胞系。”

在翟中和等主编的《细胞生物学》P.66也有这段文字。不过在这段文字之后,P.67接着写道:“有关细胞系与细胞株的概念,也有人持相反的观点,认为能无限传代的细胞称细胞株。”

由徐永华主编,化学工业出版社和现代生物技术与医药科技出版中心出版的《动物细胞工程》2003年8月第1版P.12~P.13载:“细胞株(cell strain)一词最初为Earle(1940)所采用,他把自己建立的小鼠结缔组织细胞L系称为‘株’。Gay(1951)也把建立的人体宫颈癌细胞Hela系称为‘株’。但到1954年,White却另外使用‘系’来称呼Carrel的结缔组织细胞。”自1960年以后,‘细胞系’和‘细胞株’两词长期混用,不仅在不同作者的文章中有不同的用法,在同一作者的文章里也可能前后不一。为了纠正这种混乱现象,1979年国际组织培养协会对细胞系、细胞株以及其他一些有关的术语作了统一的解释:“原代培养物经首次传代成功后即成细胞系,由原先存在于原代培养物中的细胞世系(lineages of cells)所组成……从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质或标志的培养物称细胞株。”

我们再来看看近年来一些著作中关于细胞系和细胞株概念的运用。

由胡佳玉主编,高等教育出版社和施普林格出版社出版的《现代生物学》1999年8月第1版P.456:“经过传代培养得到的细胞即为细胞系。从细胞系中可选出具有某一特征的细胞,称细胞株。”

由罗立新、潘力、郑惠平编著,华南理工大学出版社出版的《细胞工程》2003年1月第1版P.37:“细胞系的含义是:①经过几次传代培养后,细胞的总数目增加;②生长能力相近似的细胞或细胞体系占优势,其结果是细胞群体的相似程度较均一。细胞系经过克隆化或其他方法而得到的亚系,则称之为‘细胞株’。”

由杨恬主编,人民卫生出版社出版的《细胞生物学》P.55~P.56:“原代培养的动物及人组织细胞,在体外经过第一次传代培养后,所获得的细胞群体可称为细胞系(Cell line)……经过严格的生物学鉴定,来源于单细胞分离培养或筛选后增殖的细胞群称为细胞株(Cell strain),细胞株是一个具有相同性质或特征的培养细胞群体。”

这样看来,教材的解释还是应该与国际上一致起来为好,以免此概念继续混乱下去。

5 “碳源和氮源的比”

选修课本第五章“微生物与发酵工程”P.79在讲到“培养基的配制原则”时讲道:“在各种营养物质的比例中,碳源与氮源的比最为重要。例如,在谷氨酸生产中,当培养基中的碳源与氮源的比为4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳源与氮源比为3∶1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增。”

再来看课本对碳源和氮源的定义:“凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质,就叫做碳源。”“凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质,就叫做氮源。”“对于异养微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。”那么,在这种情况下,“碳源和氮源的比”,究竟是谁比谁呢?

经查,由沈萍主编的《微生物学》(高等教育出版社2000年7月第1版)P.84讲到:“培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和(或)代谢产物的形成和积累,其中碳氮比(C/N)的影响较大。严格地讲,碳氮比指培养基中碳元素与氮元素的物质量的比值,有时也指培养基中还原糖与粗蛋白之比。例如,在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中,培养基碳氮比为4∶1时,菌体大量繁殖,谷氨酸积累少;当培养基碳氮比为3∶1时,菌体繁殖受到抑制,谷氨酸产量则大量增加。”

由此可知,“碳源和氮源的比”说法欠妥,应改为“碳氮比”较为合适。

6 紫茉莉的“花冠”

选修课本P.44复习题中写道:“紫茉莉花冠颜色的遗传……”经查,由冯德培、谈家桢、王鸣岐主编的《简明生物学词典》(上海辞书出版社出版,1983年6月第1版)P.1421:“紫茉莉……夏季开花,苞片五,萼片状,花萼圆筒形,上部稍扩大呈漏斗状,顶端五裂,有紫、红、白、黄等色,无花冠,常傍晚开放,翌晨凋萎。”《中国高等植物图鉴》(科学出版社出版,1972年2月第1版)第一册P.1029:“仅有花萼的花叫单被花,这花萼应叫花被,每一片叫花被片。在这种情况下,无论花萼的颜色如何艳丽,合生与否,统叫无瓣花。”P.612:“紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)……花单生于枝顶端,苞片5,萼片状,长约1cm;花被呈花冠状,白色、黄色、红色或粉红色,漏斗状,花被管圆柱形,长4cm~6.5cm,上部稍扩大,顶端5裂。”

由上可知,教材写成“花冠的颜色”似有不妥,应改为“花被的颜色”为好。

7 几处小疏忽

必修课本第一册附录“部分中英文名词对照表”将“适应”一词写为adapt。查《新英汉词典》(上海译文出版社1985年6月第2版),adapt为动词,名词应为adaptation。前述《简明生物学词典》P.962亦作“适应(adaptation)”。看来课本弄错了。

2006年的教科书(选修课本)P.48沿用了2003年以前的教材:“预计到2003年,‘人类基因组精图’的绘制工作也将全部完成。”

选修课本P.67,多年来一直将“远缘杂交”写作“远源杂交”。每年讲课时都要加以订正。

以上只是个人的一点认识和看法,期望专家、编者及同行指教。(注:文中所述教材均为人教版高中生物教材)

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