生物实验教学设计

生物学实验教学设计

模拟教学经验总结：

1. 实验材料必须准备充足。本实验所用的实验材料是鸡血细胞液, 由活鸡的鲜血经沉淀后获得。实验中每次至少5ml 鸡血，教师应准备充分多的鸡血才能支持实验。

2. 盛放鸡血细胞液的容器, 最好是塑料容器。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA, 容易被玻璃容器吸附, 由于细胞内DNA 的含量本来就比较少, 再被玻璃容器吸附去一部分, 提取到的DNA 就会更少。因此, 实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管, 这样可以减少提取过程中DNA 的损失。

3. 获取较纯净的DNA 的关键步骤。

(1)充分搅拌鸡血细胞液DNA 存在于鸡血细胞的细胞核中。将鸡血细胞液与蒸馏水混合以后, 必须用玻璃棒沿一个方向快速搅拌, 使鸡血细胞加速破裂, 并释放出DNA 。

(2)沉淀DNA 时必须用冷酒精实验前必须准备好大量的体积分数为95%的酒精, 并在冰箱(至少5S 以下) 中至少存放24 h。

(3)正确搅拌含有悬浮物的溶液实验步骤3、5、7, 都需要用玻璃棒搅拌。教师应提醒学生注意, 在进行步骤3、5时, 玻璃棒不要直插烧杯底部, 而且搅拌要轻缓, 以便获得较完整的DNA 分子。进行步骤7时, 要将玻璃棒插入烧杯中溶液的中间, 用手缓慢转动510 min。

实验原理的补充介绍:

1.DNA 的释放 DNA位于鸡血细胞的细胞核中, 正常情况下不会释放出来。为了使DNA 从细胞核中释放出来, 实验中采用了向鸡血细胞液中加入蒸馏水并且搅拌的方法。蒸馏水对于鸡血细胞来说, 是一种低渗液体, 水分可以大量进入血细胞内, 使血细胞破裂。同时, 再加上搅拌的机械作用, 就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂), 于是释放出DNA, 当然也有RNA 。但是, 释放出来的大量DNA 和RNA 往往与蛋白质结合在一起。

2. 将DNA 与蛋白质分离 根据二者的特性, 即在浓度较高的氯化钠溶液(物质的量浓度为2 moL/L )中, 核蛋白容易解聚, 游离出DNA 。而DNA 在浓度较高的氯化钠溶液中的溶解度很高,Na+与带负电的DNA 结合成DNA 钠盐。这时DNA 在溶液中呈溶解状态。

3.DNA 的析出与获取 利用DNA 在浓度较低的氯化钠溶液中溶解度小的原理, 向含有DNA 的浓度较高的氯化钠溶液中加入大量(300 mL ) 蒸馏水, 稀释氯化钠溶液, 使DNA 的溶解度下降, 而蛋白质的溶解度增高(这就是蛋白质的盐溶现象), 从而使二者分离。这时, 加上不停地搅拌, 溶解度下降的DNA 逐渐呈丝状物。再通过过滤, 滤去蛋白质, 就可以获取DNA 的黏稠物了。如果采用离心法则更好, 用4 000 r/min 的旋转频率, 离心15 min ,除去上清液(含有蛋白质), 留下的沉淀物中含DNA 。

4.DNA 的再溶解 再用较高浓度的氯化钠溶液去溶解DNA 黏稠物。

5.DNA 的沉淀和浓缩 除去了蛋白质的核酸溶液, 必须再进一步沉淀和浓缩。最常用的方法是酒精沉淀法。就是将含有Na+的DNA 溶液, 加入到相当于其两倍体积的体积分数为95%冷酒精溶液中, 混匀以后可以使DNA 沉淀、浓缩, 形成含杂质较少的DNA 丝状物, 悬浮于溶液中。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。浓缩后的DNA 丝状物, 可以用缓缓旋转玻璃棒的方法卷起(因为玻璃棒有吸附DNA 的作用) 。

6.DNA 的鉴定 本实验中鉴定DNA 的方法为二苯胺法(配方见下述的“药品配制”)。二苯胺法的原理是:DNA中嘌呤核苷酸上的脱氧核糖遇酸生成ω-羟基-γ酮基戊醛, 它再和二苯胺作用而显现蓝色(溶液呈浅蓝色) 。

鉴定时溶液蓝色的深浅, 与溶液中DNA 含量的多少有关。

二苯胺试剂的配制

A 液： 15 g二苯胺溶于100 mL 冰醋酸中, 再加15 mL浓硫酸, 用棕色瓶保存。如冰醋酸呈结晶状态, 则需加温后待其熔化, 再使用。

B 液： 乙醛的体积分数为0.2%的溶液。

配制： 将0.1 mL B液加入到10 mL A液中, 现配现用。

DNA 粗提取与鉴定的另一种方法

1. 材料用具

新鲜菜花(或蒜黄、菠菜) 。

塑料烧杯, 量筒, 玻璃棒, 尼龙纱布, 陶瓷研钵, 试管, 试管架, 试管夹, 漏斗, 酒精灯, 石棉网, 三角架, 火柴, 刀片, 天平。

研磨液, 体积分数为95%的酒精溶液, 二苯胺试剂, 蒸馏水。

2. 方法步骤

(1)DNA的粗提取

①准备材料 将新鲜菜花和体积分数为95%的酒精溶液放入冰箱冷冻室, 至少24 h。

②取材 称取30 g菜花, 去梗取花, 切碎。

③研磨 将碎菜花放入研钵中, 倒入10 mL研磨液, 充分研磨10 min 。

④过滤 在漏斗中垫上尼龙纱布, 将菜花研磨液滤入烧杯中(有条件的学校可将滤液倒入塑料离心管中进行离心, 用1 000r/min的旋转频率, 离心25 min,取上清液放入烧杯中) 。在4 ℃冰箱中放置几分后, 再取上清液。

⑤加冷酒精 将一倍体积的上清液倒入两倍体积的体积分数为95%的冷酒精溶液中, 并用玻璃棒缓缓地轻轻搅拌溶液(玻璃棒不要直插烧杯底部) 。沉淀35 min 后, 可见白色的DNA 絮状物出现。用玻璃棒缓缓旋转, 絮状物会缠在玻璃棒上。

(2)DNA的鉴定

①配制二苯胺试剂 取0.1 mL B液, 滴入到10 mL A液中, 混匀。

②鉴定 取4 mL DNA提取液放入试管中, 加入4 mL 二苯胺试剂, 混匀后观察溶液颜色(不变蓝) 。用沸水浴(100 ℃)加热10 min 。在加热过程中, 随时注意试管中溶液颜色的变化(逐渐出现浅蓝色) 。

研磨液的配制方法