专题 | 高中生物学知识中涉及的几个“随机性”问题
1 有丝分裂后期染色单体的移动具随机性
有丝分裂过程中细胞核中的染色体进行复制，每条染色体含有两条染色单体，它们互称为姐妹染色单体。在有丝分裂后期，着丝粒在酶的作用下自动分开，两条染色单体在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极，两条染色单体分别移向哪一极具有随机性。
例题：某含有2对同源染色体的动物体细胞中DNA被15N标记。将该细胞置于14N的培养基中培养二代，则通过有丝分裂产生的4个子细胞中，染色体中DNA被15N标记的细胞占的比例为。
A.100% B.75%
C.50% D.0
解析：由于第一次有丝分裂过程中，每条染色体复制形成的两条染色单体中DNA都有一条长脱氧苷酸链是被标记的，另一条是不被标记的，基于有丝分裂过程中染色单体分开是随机的，所以形成的2个子细胞中的4条染色体都是被标记的，但每条DNA链中只有1条链被标记。第二次有丝分裂过程中，经DNA复制形成的每条染色体中的2条染色单体中，只有1条染色单体中DNA的1条链被标记。而有丝分裂后期染色单体分开后移向两极时是随机的，所以移向某一极的染色体若全是被'N标记的染色体，则另一极中无被标记的染色体。这样形成的2个细胞中有一个被标记，另一个未被标记，若移向一极的染色体不是全被标记，则移向另一极也应有被标的染色体，这样形成的2个子细胞中会是全被标记的。通过以上分析可推测出例题的答案应是ABC
2 减数第一次分裂后期同源染色体分开移动具随机性
减数第一次分裂的重要特征是同源染色体分开，即1对同源染色体中的2条染色体移向哪一极具有随机性。基于同源染色体的分开是随机的，所以非同源染色体之间就会自由组合。基因的分离定律和基因的自由组合定律即发生于减数第一次分裂后期。
例题：基因型为AaBb（2对基因独立遗传）的个体，某精原细胞经减数分裂形成4个精子，其基因组成为：A.AB、Ab、aB、ab；B.Ab、Ab、aB，aB；C.AB，AB、ab、ab；D.Aa，Aa，Bb，Bb
解析：减数第一次分裂是同源染色体分开，所以位于2对同源染色体上的等位基因A和a，B和b必然分开，进入次级精母细胞中的染色体是非同源染色体，所以D选项错误。而减数第二次分裂的特点是染色体上的着丝粒分开，又由于染色体上的染色单体是复制出来的，所以每个次级精母细胞产生的2个精细胞应是相同的，最终每个精原细胞产生的4个精子不会各不相同，所以A选项错误。由于减数第一次分裂后期同源染色体分开的随机性，所以产生的精子有2种组合的可能性，每种组合中的4个精子两两相同，故选BC
3 取样调查法中的取样具有随机性
种群密度的调查常用取样调查法，对于调查不同的对象采用的方式又不同。植物种群数量调查常用取样方法，活动范围大的动物种群数量调查用的是标记重捕法，对于微生物常用显微计数法，土壤动物物种丰富度调查常用取样器调查法。不论哪种调查法，取样都具有随机性。随机取样不是随便取样，随机取样要求在抽样时每个个体被抽选的机会均等，且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连。这种既满足随机性又满足独立性的随机取样不允许掺入任何主观性，否则，就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用，往往使调查结果与实际值有偏差。
4 人类中的遗传病的调查中随机性
人类遗传病的调查可以分为2种情况：一是调查某种遗传病的发病率；二是调查某种遗传病的遗传方式。调查统计某种遗传病在人群中的发病率的取样具有随机性，而且样本数量要足够大，才能保证数据的准确性。通过随机调查获得数据，然后用统计学方法进行计算。
5 基因突变具有随机性
基因突变是指基因中的碱基对由于外因或内因发生碱基对的增添、缺失或改变，从而引起基因结构的改变。基因突变具有随机性，是指发生在生物个体发育的任何时期及在生物个体发育某个阶段的任何一个器官，可以发生在细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位。
6 基因工程的随机性
基因工程操作过程中最重要的环节是构建基因表达载体，在此过程中用同种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因，然后用DNA连接酶进行连接。其过程其实是在溶液中进行的，在有目的基因和运载体的溶液中，它们相互连接时具有随机性。会出现目的基因和目的基因，运载体与运载体，目的基因与运载体的连接等多种连接情况。
7 细胞工程中的随机性
细胞工程中的操作技术较多，其中植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备过程中都需要用到细胞融合的技术。为想获取两两融合的杂种细胞，将2种类型的细胞若干个置于溶液中融合，细胞之间的融合具有随机性。会出现AA型，BB型、AB型及更多细胞融合类型等。正因为如此，在植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备过程中都需要对融合成的细胞进行筛选，前者需筛选出杂种细胞；后者需筛选出既能无限繁殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，而且后者需经过两次筛选才能获得。
作者单位：南京师范大学附屈中学
发表于《生物学教学》2012年（第37卷）第3期