DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)初探

張博

843000 新疆阿克蘇生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師高級(jí)中學(xué)

【摘 要】生物實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、提高學(xué)生能力和對(duì)生物科學(xué)興趣的有效途徑，在課改的背景下，本著提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)向著便捷、準(zhǔn)確、高效的方向發(fā)展的目的，對(duì)教材中中學(xué)實(shí)際試行過(guò)程中存在問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究和探索，從中學(xué)實(shí)際條件出發(fā)，提出一些改進(jìn)的建議，進(jìn)一步完善了實(shí)驗(yàn)方案.其中，對(duì)實(shí)驗(yàn)“DNA的粗提取和觀察”進(jìn)行了新材料的探究。

【關(guān)鍵詞】教材；實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)；DNA粗提；材料

一、新實(shí)驗(yàn)材料的探究

DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜，在實(shí)際操作過(guò)程中需要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題也非常多，而且往往因?yàn)槟硞€(gè)環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)，結(jié)果不能觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。我覺得實(shí)驗(yàn)材料的選擇是個(gè)值得探討的問(wèn)題：雖然各種生物細(xì)胞中都含有大量的DNA，但是并不是每一種生物組織都適合做提取DNA的原材料。比較好的實(shí)驗(yàn)材料最好應(yīng)該滿足以下幾個(gè)條件：

①組織中DNA的含量比較豐富，能夠適合大量提取；

②實(shí)驗(yàn)材料的價(jià)格適宜，從而能相對(duì)的降低實(shí)驗(yàn)成本；

③實(shí)驗(yàn)材料在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的可操作性較強(qiáng)，在相對(duì)簡(jiǎn)單的條件下能大量提取出DNA，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的材料最初選用的是雞血，但是現(xiàn)在雞血并不是很好尋找，而且有時(shí)候出現(xiàn)禽流感過(guò)后，也無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所以筆者想通過(guò)洋蔥，豬肝，入手，看看是否有更好的替代品，到底那種實(shí)驗(yàn)材料最好，或者還有另外更好的材料，是非常值得花些功夫去探究的。

二、實(shí)驗(yàn)材料的比較及啟示

表1是幾種實(shí)驗(yàn)材料特點(diǎn)的大致比較：

根據(jù)以上對(duì)比可以看出，洋蔥的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其DNA含量不高，實(shí)驗(yàn)成功率一般；豬肝，作為探索的新材料，其優(yōu)點(diǎn)是效果明顯，操作方便，但是就價(jià)格來(lái)說(shuō)倒是比前兩者要高，如果單從取材方面來(lái)考慮的話，以豬肝作為實(shí)驗(yàn)材料是不經(jīng)濟(jì)的，而且還要面臨中學(xué)實(shí)驗(yàn)條件和經(jīng)費(fèi)的限制等問(wèn)題。

這兩種物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生的操作過(guò)程大同小異，具體數(shù)據(jù)可能會(huì)有一定的差別，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)的嘗試和探索，我得出了采取用洋蔥粗提DNA的方法從豬肝細(xì)胞中提取DNA的有關(guān)數(shù)據(jù)，表2是兩種不同方法步驟的比較：

從實(shí)驗(yàn)的效果來(lái)看，使用豬肝細(xì)胞能析出的DNA非常之多，而洋蔥繞出的DNA則少之又少，但并不是說(shuō)越多越好，豬肝所得DNA因?yàn)楸容^多，挑出來(lái)進(jìn)行染色處理觀察的DNA往往太厚而不易觀察。從實(shí)驗(yàn)費(fèi)用來(lái)看，洋蔥作為實(shí)驗(yàn)材料，價(jià)廉物美，操作簡(jiǎn)易，而且不會(huì)像雞血或者豬肝那樣粘在衣服上會(huì)使人不太舒服，但令人頭疼的問(wèn)題是，洋蔥弄多了真的使人眼睛受不了，我想，一邊做實(shí)驗(yàn)一邊流淚恐怕是一件不太人道的事情吧；相對(duì)與洋蔥，如果使用豬肝做實(shí)驗(yàn)材料的話，每10克豬肝大約可制備50ml粗提液，每個(gè)學(xué)生一般只需要使用10ml粗提液，這樣一斤豬肝可以作為5個(gè)班級(jí)的實(shí)驗(yàn)材料，這樣實(shí)驗(yàn)成本稍微高些。但如果學(xué)校沒(méi)有組織粉碎機(jī)的話，制備洋蔥DNA粗提液還可以用研缽勉強(qiáng)對(duì)付，而制備豬肝DNA粗提取液則是一件相當(dāng)麻煩的事。

從以上實(shí)驗(yàn)的對(duì)比可以看出，作為一種新的實(shí)驗(yàn)材料，豬肝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①豬肝中DNA的含量極為豐富，比洋蔥提取的DNA更多，不會(huì)一次就用完，省去重復(fù)提取，且不會(huì)讓人眼睛感覺不舒服；

②由于DNA較多，不會(huì)造成像洋蔥那樣，稍微一攪就使絮狀物都斷裂成碎片的情況。

因此，我認(rèn)為，如果無(wú)須精打細(xì)算且希望能盡量簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)工作和取得較好的實(shí)驗(yàn)效果的話，豬肝也是一種比較理想的實(shí)驗(yàn)材料，具體采用哪種實(shí)驗(yàn)材料可根據(jù)實(shí)際情況酌情選擇。

但是，用豬肝作為實(shí)驗(yàn)材料，也有需要注意的地方：

（1）粉碎豬肝時(shí)，稍微注意，和洋蔥不同的是，不要打得完全呈漿狀，否則DNA也被打碎，攪拌的時(shí)候就不容易攪上，一般來(lái)說(shuō)，大概打半碎就可以了，但是過(guò)濾的時(shí)候最好多過(guò)濾幾次；

（2）過(guò)濾后的濾液不要久置，最好在新鮮的時(shí)候就立即實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)際探究時(shí)，不管是洋蔥還是豬肝，過(guò)濾液一旦放置一會(huì)以后，效果就不如前次的好，要么就是DNA絲狀破碎，要么甚至就沒(méi)有DNA出現(xiàn)了；

（3）攪拌時(shí)，為了增加摩擦力，可以用一次性筷子代替玻棒，攪拌時(shí)，既可以繞一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以讓筷子繞一個(gè)方向自轉(zhuǎn)，但是動(dòng)作一定要輕、慢，防止把DNA攪碎而難以纏繞；

（4）豬肝細(xì)胞的DNA不太容易染色，要注意一則，取DNA的時(shí)候不要取得太多，撈出少許絲狀物，用解剖針或者鑷子稍微撕碎分開，不要讓它們都集中在一起，二則，用甲基綠染色的時(shí)候，稍微久一點(diǎn)，大概5min左右。

另外，我們還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)鏡檢來(lái)觀察物質(zhì)到底是什么，中學(xué)老師并不是很明白，鏡檢物質(zhì)在低倍鏡下呈現(xiàn)絲絮狀物質(zhì)，在高倍鏡下呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)被染成藍(lán)綠色的小顆粒。用測(cè)微尺進(jìn)行測(cè)量后，發(fā)現(xiàn)這些小顆粒的直徑大小不等，其數(shù)量級(jí)差異很大，從10-6到10-4不等，推測(cè)這些顆粒可能是一些聚合體，另外還有一些沒(méi)有被溶解的細(xì)胞核清晰可見。