DNA粗提鉴定实验的改进_dna提取论文

DNA粗提鉴定实验的改进_dna提取论文

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DNA的粗提取与鉴定实验是人教版全日制普通高级中学《生物》必修第二册中要求学生掌握并完成的一个重要实验。实验原理指出:DNA分子在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,当氯化钠的物质的量浓度为0.14mol/L时,DNA的溶解度最低,析出DNA;利用DNA分子不溶于冷酒精,而细胞中的杂质可溶于冷酒精的性质差别提取含杂质较少的DNA;最后利用DNA遇二苯胺(沸水浴)会现蓝色,鉴定DNA。

一、改进原因

和其他实验相比,这个实验的操作过程比较复杂,对实验细节的处理要求更高,实验的成功率相对较低。很多学生在做此实验时很难得到预期的实验效果,甚至很多老师都不能轻易地完成此实验,达不到教材的要求,很难对DNA形成直观的认识。笔者在教学实践中反复试验、总结,针对这个实验成败的几个关键点进行分析和改进。

二、改进意见

1.整个实验在塑料烧杯中操作

玻璃烧杯对DNA有吸附作用,会使部分DNA被吸附到烧杯壁上。而塑料烧杯对DNA没有吸附作用,避免了DNA的损失。

2.用塑料筷子代替玻璃棒

除实验第七步用玻璃棒以外,其他步骤的搅拌和引流操作最好用塑料筷子(塑料筷子对DNA无吸附作用,并且方便实惠)。玻璃棒对DNA也有吸附作用,使部分DNA缠绕到玻璃棒上,导致溶液中DNA含量减少。用塑料筷子和塑料烧杯操作,可以减少DNA的损失。

3.第一步搅拌要快、猛、时间充分

实验步骤第一步在整个实验中最为关键。教材要求“搅拌五分钟”。很多学生操作的时候,轻轻地缓慢地搅拌,这样很难使细胞充分破裂。所以一定要像打鸡蛋一样使劲搅拌,而且时间必须确保5min,这样才能使鸡血细胞充分破裂让DNA进入溶液。

4.确定加入蒸馏水的用量

实验第三步,缓缓加入蒸馏水,析出DNA。由于教材没有给出加入蒸馏水的具体用量,很多学生操作时对加入蒸馏水的量不能有效把握,往往过多或者过少,从而不能析出DNA。根据实验第二步中加入2mol/L的氯化钠40mL,可得出此时需要加入蒸馏水的量大约是500mL(氯化钠溶液物质量浓度为0.14mol/L),能充分地析出DNA。但在实际操作中,有时候加入蒸馏水的量在250~300mL可以最多的析出DNA,分析其原因很可能是第二步溶解DNA时氯化钠的浓度不足2mol/L。

三、实验提示

1.实验材料处理

实验用的是新鲜的鸡血细胞液,不能用哺乳动物的血细胞(无核DNA)。一些老师在采集鸡血后没有离心或静止沉降就马上用于实验。这种血样不经过沉降或者静止时间不够,鸡血中含杂质成分过多,血细胞浓度较低,实验时释放出的DNA量很少,会导致最后的实验现象不明显。所以,如果没有离心设备的学校在提前处理鸡血细胞液时,一定要静止放置一到两天,然后取其下沉液,切不可操之过急。

2.酒精必须冷却

实验第七步“提取含杂质较少的DNA”时,加入体积分数为95%的冷酒精,一定要确保酒精冷却(5℃以下)至少存放24h。冷却的酒精对DNA有凝聚作用。如果不考虑到这一点,只图方便,在学生实验前就把酒精摆放在实验桌上,等到学生操作到这一步时,酒精已经变成室温(20℃左右),这样对DNA的凝聚效果非常差,几乎不能缠到玻璃棒上。所以,一定要把酒精放入冰箱内存放,待学生操作到这一步时,再立即取出用于实验。如果出现的丝状物较少,可以将此混合液再放入冰箱中冷却几分钟。

3.不能用自来水代替蒸馏水

自来水具有硬性和少量微生物,有些城市的自来水还含净化药剂,会影响DNA的提取和鉴定效果。

4.正确搅拌

实验步骤三、五、七都需要搅拌。教师应提醒学生注意,在进行步骤三、五时,筷子不要直插烧杯底部,而且搅拌要轻缓,以便获得较完整的DNA分子。进行步骤七时,要将玻璃棒插入烧杯中溶液的中间,用手缓慢转动,使DNA充分地缠到玻璃棒上。

5.DNA鉴定

①二苯胺溶液容易被氧化变质,必须严格按照比例现配现用。其中冰醋酸必不可少,如果不加,无实验现象。

②沸水浴的时间必须保证5min或以上,才会有较明显的实验现象。沸水浴后待静置冷却一段时间后,蓝色更为明显。颜色的深浅与DNA的量直接相关。有的实验组由于杂质太多,沸水浴后出现红褐色。

在整个实验操作过程中,一定要严格按照教材要求定时定量完成。有的学生添加试剂没有比量意识,控制时间也不准确。如果不能确保实验的科学性和严密性,最后就很难达到预期的实验效果。

本实验的步骤较多,操作时需要学生认真、耐心,严格按照实验要求完成。教师在指导学生操作实验时一定要对步骤的关键点进行强调,确保学生能规范成功地完成实验。这样,不仅培养了学生的实验思维和动手能力,也提升了学生的成就感和对生物科学的兴趣。

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