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认错颜色的大科学家:道尔顿发现了红绿色盲 精选

已有 13946 次阅读 2010-10-20 23:03 |个人分类:科普文章|系统分类:科普集锦| 红绿色盲, 道尔顿

说起色盲,在我们周围还是比较常见的,在许多种色盲患者中,红绿色盲是最常见的。而这种病是一种典型的伴性遗传。社会调查和家系分析的结果表明,患红绿色盲病的男性多于女性,这可以很清楚地通过伴性遗传规律得到解释。
 
红绿色盲患者的生活和职业选择会受到一些限制。比如,在一些高等学校和相关职业的招生或招聘简章中,涉及一些辩色的专业或职业就对色盲患者作了不能报考或应招的规定。在我国,红绿色盲患者大约有4000多万,按照交通法,这些人是不能申领汽车驾照的,这意味着,全国因这种病会少了许多本来酷爱驾车的司机同志。

与血友病一样,红绿色盲属于隐性基因控制的遗传病,因此目前还没有好的办法医治,色盲患者只有认命了。不过,比起血友病,红绿色盲造成的危险简直是小诬见大诬了。除了看自然有些偏差之外,色盲患者的生活工作一般情况下并无大碍,特别是不影响成为许多领域的大科学家。因为大名鼎鼎的英国化学家、物理学家,近代原子论的创建者道尔顿,本身就是一名色盲患者。色盲这种病还是他发现的呢。

小时候,道尔顿与小朋友们玩的时候,看到街上走过一队士兵,听到其他孩子们对士兵们的红色军装赞不绝口,而他明明看到士兵们穿的是绿色军装,面对小朋友们的嘲笑,他困惑不已。

成年后,道尔顿对自己辨认颜色方面与别人的区别,有了进一步有意识的关注,比如,他发现天竺花有一种奇特现象:白天,在灿烂阳光下,花的颜色是天蓝色,而到了夕阳西下时,天竺花变为鲜红色。为什么这些花的颜色会有如此大的变化?经过请教别人,他们告诉他,天竺花既不是天蓝色,也不是鲜红色,而是粉红色的颜色。

这时,道尔顿才彻底明白,的确是自己的视常出了问题。原来,正常人眼中的红色,在他的眼睛里却变成了绿色,而黄、橙、蓝色在他的眼中,几乎全是一片绯红。

1794年,道尔顿写了一篇论文,详尽地描述了色盲现象,从而成为世界上第一位研究色盲的学者。

一个既非生物学者,又非医学工作者的道尔顿,却发现了红绿色盲这种重要的疾病,也算是科学史上的一件奇事吧。一个具有科家潜质的天才,总是善于观察各种事情,并及时将其总结,并大胆发布出去,经历世人的检验。

当然,道尔顿当时肯定不知道他那看世界的误差,来自于体内小小基因的不同,而这种不同,不是来自于他的父亲,而是他的母亲。
 
让我们看看色盲这种伴性遗传病是如何伴着性别遗传的。
   
控制色盲的基因是隐性的,只存在于X染色体上,用Xc表示。女性因为有两条X染色体,只要其中有一条是正常的(XCXc),就不会患色盲,只是携带隐性色盲基因。男人则不同,由于Y染色体上没有对应的基因,当X染色体上携带显性基因时(XC)就表现正常,携带隐性基因(Xc)时就表现色盲,所以男性比较容易患色盲。
   
关于色盲这样的伴性遗传,有一个有趣的现象:患色盲的男性,他的女儿对颜色反应正常,但他的外孙子中有一半会患色盲。换句话说,色盲男性一般通过他的女儿传给他的一半的外孙子,表现为隔代遗传。为什么会出现这种现象呢?可以慢慢推算一下:
  
色盲父亲的基因型为 XcY,那么他的精细胞有两类:一类为Xc,一类为Y。正常母亲的基因型为XCXC,卵细胞都是XC。当父亲的精细胞与母亲的卵细胞结合时,或者出现XCXc的组合,生出表现正常但携带隐性色盲基因的女儿;或者出现XCY的组合,生出完全正常的儿子。女儿长大,与正常男人结婚。这时,由于女儿的基因型为XCXc, 其卵细胞一半为XC,一半为Xc;男人的基因型是XCY,精细胞中一半为XC,一半为Y。精卵结合时便出现几种基因型:XCY,XcY,XCXC,XCXc.两个外孙女中(XCXC,XCXc),一个基因型为XCXC,显然不是色盲;另一个外孙女基因型为XCXc,虽然一条染色单体上有隐性色盲基因,但另一条上是显性基因,在这种情况下,色盲基因只好“隐身”,表现出正常性状。两个外孙子中则有一半基因型为XCY,是幸运的,能区分红色和绿色,另一半基因型为XcY,命里注定要患色盲症。

医学专家告诉我们,之所以会患色盲,是因为眼睛中的视锥细胞出了问题。原来,人的眼睛是个充满液体的坚韧球体。眼球的晶状体把光线聚焦在视网膜上,视网膜内有一层称做视杆和视锥的感光细胞,视杆细胞能察觉低光度。如在月光下,只有视杆细胞能辨别周围的景物。视锥细胞能辨别不同的颜色,能对较亮的光及不同光的波长作出反应,然后再通过视神经将信号传递到大脑。各种颜色的多少、深浅搭配起来,转换成我们能看到的形像。这样我们就能得知是什么颜色了。当然,如果某些(或全部)视锥细胞出了问题,眼晴就分不清各种颜色了,或将颜色认错。这样的人,就成了色盲病人。
  
 


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