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高中生物教学常见误区及分析:新生儿如何从母乳获得抗体

[日期:2015-03-23]   来源:网络  作者:   阅读:656[字体: ]

误区 1  梅塞尔森-斯特尔的“DNA半保留复制实验”的检测方法

“DNA分子的复制”是高中生物学必修2《遗传与进化》中的一节课,各版本教材均选择了梅塞尔森-斯特尔(Meselson-Stahl)的“DNA半保留复制实验”作为DNA半保留复制的证据。但限于篇幅,只是简单介绍了实验的步骤和结果,其中的技术和方法均未做详细讲解。这就要求教师在备课时查阅资料,了解实验背景及详细的实验技术和方法。

该实验的检测方法利用了DNA能够强烈地吸收紫外线的特性,而不是放射性同位素标记。但是,由于很多教师手头资料匮乏或者懒于查阅,导致对实验产生误解。大多数教辅资料对该实验检测方法的介绍也是错误的,这也是误导教师的一个重要因素。甚至北京市2010年高考理综第30题也出现了相关错误,误认为15N属于放射性同位素,实验结果是通过检测15N标记DNA的放射性得到的。题目中这样描述:“科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验”、“子n代DNA离心的结果是:放射性强度发生变化的是______带”。

15N在化学上称为“重氮”,并没有放射性。15N会导致DNA分子密度显著增加,使15N-DNA和14N-DNA及15N14N-DNA的密度不同,这样就可以通过CsCl密度梯度离心技术将上述不同的DNA分子分离开来。

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其实,按照某些教辅资料的检测方法检测,是不可能得到如图第3步实验结果的,因为离心管上部的DNA是纯14N-DNA,不含有15N,怎么会有放射性呢?又是如何检测到的?

当年梅塞尔森-斯特尔到底用什么方法检测到了实验结果?笔者查阅了多个版本的《遗传学〉〉教材,《遗传学(下册)》[1]明确指出了该实验的检测方法:离心后不同密度的DNA分子就停留在与其密度相同的CsCl溶液处。因为DNA能够强烈地吸收紫外线,所以用紫外光源照射离心管,透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置,可以显示出离心管内不同密度的DNA带[1]。

误区2  2,4-D作为除草剂的原理

关于植物生长调节剂2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)作为除草剂的原理,几乎所有的教辅资料都认为是“高浓度的2,4-D抑制双子叶植物生长”。笔者在听课时,发现多位教师也是这样解释的。

所谓“高浓度2,4-D抑制生长”,其结果应该是“比正常植株(未经高浓度2,4-D处理的植株)生长速率慢”,抑制的最大限度是“生长速率为0”,即抑制的结果最多导致生长停滞,而不是导致死亡。很明显,这些教辅资料的解释是错误的。王波、韩红梅等均认为,2,4-D除草的机理为干扰植物体内激素的平衡,影响植物的形态发生,造成植物生长异常,导致植物死亡[2,3]。

刘正威在“苯氧羧酸类除草剂应用研究”、王明琦等在“苯氧羧酸类除草剂的研究与应用进展”中都有这样的解释,高浓度时,2,4-D会被植物的根、茎、叶吸收,并由韧皮部或木质部向下或向上传导,使分生组织的分化被抑制,伸长生长停止,植株产生横向生长,导致根、茎膨胀,堵塞输导组织,阻碍物质运输,导致植物死亡[4]。

所以,高浓度2,4-D作为除草剂时,其原理并非简单地抑制植物生长,而是干扰植物内源性激素的调节,导致输导组织畸形膨胀,使输导组织被堵塞,物质运输不能正常进行,根部得不到有机物营养,饥饿致死。

误区3  关于碱性染料

根据染料的化学性质分类,可分为碱性染料、酸性染料和复合染料。高中生物学实验中用到的“龙胆紫、醋酸洋红、甲基绿-吡罗红”等染料均属于碱性染料。有些教辅资料错误地解释为:“碱性染料配制的染液会呈碱性(pH>7)”、“酸可中和碱性染料,从而影响染色效果”,有些教师也这么认为。

碱性染料并非指相应的染液呈碱性(pH>7),查阅教材会发现上述染液在配制时都用到了乙酸,如果测试染液的pH,应该是小于7的。那么,染料的分类依据到底是什么?怎样理解?现解释如下。

碱性染料是指染料分子电离后,其阳离子有颜色,阴离子无色,阳离子可与染色目标结合,使目标着色。而酸性染料是指染料分子电离后,其阴离子有颜色,阳离子无色,阴离子可与染色目标结合,使目标着色。复合染料则是由酸性和碱性染料混合配制而成[6]。

这种分类方法,也可以理解成根据染色对象分类。碱性染料可以使酸性物质染色,因为酸性物质可以电离出H+从而使自身带负电荷,碱性染液中的有色阳离子和带负电荷的酸性物质相吸引,牢固地将其染上颜色。酸性染料可以使碱性物质染色,因为碱性物质可以电离出OH-从而使自身带正电荷,酸性染液中的有色阴离子和带正电荷的酸性物质相吸引,牢固地将其染上颜色。

如果染色目标为蛋白质,染料的选择要根据溶液pH的变化而变化。因蛋白质含有氨基和羧基,在酸性溶液中,当溶液的pH值小于该蛋白质的等电点时,则蛋白质带正电荷,易被酸性染料染色。在碱性溶液中,当溶液的pH值大于该蛋白质的等电点时,则蛋白质带负电荷,易被碱性染料染色[5]。

误区4  母乳中的抗体不能被婴儿吸收到血液中

婴儿如何从母乳中获得抗体?是教学实践中常见的一个问题。婴幼儿奶粉的电视广告也常有“添加了奶牛初乳的精华”的说法。母乳中的抗体是否被吸收进入婴儿的体内?

新生婴儿从母乳获得的抗体是不能通过小肠上皮细胞吸收进入体内的,而是吸附在小肠粘膜表面,在消化道内发挥作用。

人体能产生5种抗体:IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。其中胎儿出生前就可以自己合成IgM,而IgG、IgA、IgD、IgE都是出生3个月后陆续开始合成的。5种抗体中,能通过胎盘屏障的只有IgG,这些IgG与胎盘母体侧的滋养层细胞结合,经胞吞作用进入滋养层细胞的吞饮泡内,并主动经胞吐作用外排到胎儿血液中去。这个过程是在胎儿出生前进行的。

婴儿出生后的3个月内,能从母乳中获取IgA。晡乳期产妇乳腺组织中含有大量IgA产生细胞,产生的IgA分为“血清型”和“分泌型”2种类型,其中血清型的主要存在于血清中;分泌型的可通过分泌液分泌出去。所以初乳中含有的抗体主要是分泌型的。新生儿通过母乳得到的分泌型的IgA并不会吸收进入血液,而是吸附在婴儿的消化道粘膜上发挥免疫作用,在这里IgA可以结合饮食中的抗原,从而使抗原无法侵入婴儿机体[6]。

 

主要参考文献

1刘祖洞.遗传学.北京:高等教育出版社,1992.

2王波,王海波等.化学除草剂在农业中的应用.畜牧与饲料

科学,2006,27(5):29—31.

3韩红梅,刘志俊.除草剂老品种的市场开发新机遇-2,4-滴评述.山东农药信息,2004,(8):12—13.

4刘正威.苯氧羧酸类除草剂应用研究.管理观察,2009,(13):296—297.

5李焜章,包月昭著.实用生物学技术.郑州:河南科学技术出版社,1994:265—296.

6龙振洲.医学免疫学.北京:人民卫生出版社,1998:18—25.


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