對“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗的幾點思考

沈曉蜜

[摘 要]在做“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗

時，若按照教材上的實驗要求和步驟來完成，很難觀察到核酸在細胞中的分布情況。通過研究與實踐發現，用洋蔥內表皮細胞代替人口腔上皮細胞，用冰酸酸代替鹽酸，用分染法代替混染法，可收到良好的實驗效果。

[關鍵詞]DNA分布；RNA分布；實驗改進

[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058（2018）02009401

核酸部分在整個高中生物知識體系中占有舉足輕重的地位，它是細胞內攜帶物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。由于生命活動主要靠蛋白質來完成，所以核酸與生物體的生命活動有著直接或者間接的關系，而且核酸還是重要的遺傳物質，在生命體的進化、形成過程中發揮著重要的作用。

“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗是學生學習核酸內容前的第一個實驗，對于激發學生學習遺傳學知識的興趣起到關鍵性作用。然而，筆者在多次實踐教學活動中，發現若按照教材上的實驗要求和步驟進行實驗操作，想觀察到核酸在細胞中的分布情況是非常困難的。為此，筆者查閱了大量的文獻和資料，發現相關問題。現筆者將所發現的問題

及相關思考

進行歸納和總結。

一、用洋蔥內表皮細胞代替人口腔上皮細胞做材料

選用人口腔上皮細胞做材料進行實驗有以下缺點：第一，取材前需要用清水漱凈口腔，而每個學生在實際操作時，洗漱后口腔的潔凈程度不可控，無法測量和統一。若某個學生的口腔有潰瘍，取材的雜質就會多，對實驗結果的影響也就會非常明顯。第二，取材時沒有明確刮的次數，而學生往往由于

肉眼無法觀察到

口腔細胞，會下意識地重復多次，這樣就使得載玻片上的細胞濃度過大，造成細胞重疊情況嚴重，無法得到精確的實驗結果。第三，本實驗需要酒精燈烘烤載玻片，對口腔上皮細胞進行細胞固定操作。學生實際操作時，很容易因烘烤不均勻，導致局部過熱，造成載玻片破碎。烘烤時，學生也不易控制火焰和載玻片的距離，若距離過近，會導致細胞急劇縮水而出現變形。第四，本實驗在鹽酸水解后需要對裝片進行清水沖洗，沖洗后裝片會變得非常潔凈。學生在進行沖洗操作后，發現裝片的正反面變得非常潔凈，幾乎一模一樣，根本無法辨別哪一側曾經固定過細胞。在接下來的觀察過程中，就容易將裝片反置而影響實驗結果。而用洋蔥內表皮細胞做實驗材料，以上問題就可迎刃而解。如洋蔥內表皮取材容易，可統一標準化，肉眼可見，鹽酸水解后也可輕松辨別正反面，且無須烘烤固定，只需要用蓋玻片按壓即可。

二、用冰醋酸代替鹽酸進行水解步驟

在本實驗中，鹽酸的主要作用是改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，使染色質中的DNA和蛋白質分離，利于DNA與染色劑結合。但是鹽酸的負面作用也是顯而易見的。首先，鹽酸的pH過低，既會導致植物細胞發生質壁分離，使細胞形態發生改變，又會導致DNA的雙螺旋結構遭到破壞而變性，即使后期用堿液中和，pH也不能復性，實驗遭到不可逆性的破壞。其次，鹽酸是強酸，使用鹽酸處理材料，會使得內表皮組織變得非常的脆弱，細胞變得松散。學生在后面的染色操作中，用吸水紙吸引時，容易將材料弄破碎。

如果用冰醋酸代替鹽酸，不僅能很好地發揮酸在本實驗中的作用，還能避免鹽酸的負面作用。如冰醋酸可以快速殺死細胞，使染色劑容易進入；冰醋酸是弱酸，不會導致DNA雙螺旋結構解開而變性，而且就還能避免細胞過度分散影響實驗操作；使用冰醋酸，細胞中pH下降程度小，后續清水沖洗的時間可以大幅度減少，甚至取消，簡化了實驗步驟；冰醋酸有固定染色質的功能，使得染色后的DNA分布區域更加清晰。

三、用分染法代替混染法進行染色

在實踐教學中，筆者用甲基綠和吡羅紅對洋蔥內表皮細胞進行染色時，發現細胞質呈現紅色，而細胞核卻被染成紫色，這與教材的實驗結果明顯不符。多次重復實驗后，結果仍然如此，而且其他教師也反饋得到同樣的結果。筆者通過查閱資料得知，甲基綠和吡羅紅與核酸分子上的磷酸基團進行競爭結合。甲基綠容易與聚合程度高的DNA分子上的磷酸基團結合，染成藍綠色；而吡羅紅易與松散的RNA分子上的磷酸基團相結合。經過酸處理的DNA分子變得松散，更易于與吡羅紅結合，因此顏色為紫色。若先用吡羅紅染色，蒸餾水去浮色，再用甲基綠染色，這時甲基綠的濃度就明顯大于吡羅紅，其于競爭中就會處于優勢，將細胞核染成藍綠色。

分染法先用吡羅紅染色，吡羅紅不僅能與松散的RNA分子結合，將細胞質染成紅色，還能與螺旋化的DNA分子結合，將細胞核染成深紅色。蒸餾水去浮色后，再用甲基綠染色。由于吡羅紅和RNA結合緊密而且穩定，RNA無法再與甲基綠結合，所以細胞質維持紅色不變。而DNA與甲基綠和吡羅紅是競爭性結合，此時甲基綠的濃度就遠遠大于吡羅紅，競爭中就能處于優勢，能將細胞核重新染成藍綠色。筆者經過多次重復實驗，都能觀察到染成藍綠色的細胞核和染成紅色的細胞質。

（責任編輯 黃春香）