基于高中實驗方法和條件的DNA提取量初探

徐明

摘 要：本文以高中實驗方法和條件為基礎對DNA提取量進行探究實驗，探究幾種不同材料;同一實驗材料的不同部位;不同溫度的儲存條件下相同部位實驗材料中DNA提取量差異。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，處理和解決問題的能力，同時提高學生對高中實驗延伸探究實驗的興趣。

關(guān)鍵詞：高中實驗DNA;提取量;探究

一、研究背景

高中實驗是學生經(jīng)歷了初中對生物懵懂期后，開始自己動手探索生物奧秘的重要階段，在教材設定的高中實驗基礎上進行探究實驗，也是學生憧憬和感興趣的方向。選修1DNA的粗提取與鑒定實驗，實驗材料雞血存在多種因素的困擾和缺點[2]。近年來，以洋蔥、香蕉、菜花為實驗改進材料最常用于中學生物實驗中[4]。學生在實驗操作中并不滿足于鑒定結(jié)果，而是對DNA的提取量充滿疑惑與興趣：不同的實驗材料（香蕉、菜花、洋蔥）中DNA提取量有何區(qū)別？同一個實驗材料的不同部位DNA提取量是否相同？實驗材料的不同保存溫度（常溫和冷凍）對DNA提取量有何影響？

針對學生的疑問，引導學生收集資料，制訂探究實驗方案對提取的DNA進行定量分析。

二、材料與用具

洗潔精，食鹽，95%的冷酒精，二苯胺試劑（A液：1.5g二苯胺溶于100ml冰醋酸中，再加1.5mL濃硫酸;B液：0.2%的乙醛溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配），2mol/L的NaCl溶液，嫩肉粉，1.6%乙醛，蒸餾水，DNA標準液，陶瓷研缽，分析天平，試管，塑料燒杯，漏斗，紗布，試管夾，恒溫水浴鍋，方便筷子，量筒，滴管，分光光度計，比色皿。

三、研究過程

（一）DNA的粗提取與鑒定過程[1]

取常溫香蕉、洋蔥、菜花花、菜花梗，冷凍24h的菜花和菜花梗，各20g放入陶瓷研缽中，加入10mL20%的洗潔精和一勺食鹽，研磨5～10min。用雙層紗布過濾于塑料小燒杯中，向濾液中加入1g嫩肉粉（含蛋白酶），輕搖讓嫩肉粉和濾液充分接觸。把小燒杯置于60℃的水浴鍋中加熱10min。冷卻后，沿方便筷從燒杯壁緩慢加入2倍體積95%冰酒精（此步驟是關(guān)鍵），靜置5min，用方便筷緩緩挑起上層漂浮白色纖維狀粘稠物。取6支試管按照取樣順序分別標記：①-⑥，向試管中加入2mol/L的NaCl溶液5mL，將白色粘稠物分別放入對應的試管中攪拌使其溶解。向各組試管中加入4mL二苯胺試劑，混合均勻，沸水浴中加熱5～10min。冷卻觀察顏色變化。①②試管為藍色，③④⑤⑥試管為淡藍色。

（二）繪制標準曲線

取6支試管分別編號1-6，按照表1依次加入試劑，震蕩搖均，將試管放置于60℃恒溫水浴中保溫1h，冷卻，取每組試管溶液于595nm處比色測定吸光值;利用Excel表格以吸光值為縱坐標，DNA質(zhì)量濃度為橫坐標，繪制標準曲線如圖1。

（三）計算DNA提取量

將各組待測樣液于595波長下測得吸光值，重復3次。根據(jù)標準曲線，計算每組實驗材料中的DNA提取量，如表2。

四、數(shù)據(jù)分析與討論：

SPSSStatistics18.0軟件進行多重比較，比較各組間DNA提取量差異是否顯著，多重比較利用單向方差分析法（ANOVA）（P≤0.05），再利用SigmaPlot10.0軟件進行圖表繪制。

根據(jù)最小顯著性差異（LSD）檢測，不同實驗材料之間;相同實驗材料的不同部位之間;不同溫度儲存條件下相同實驗材料之間DNA提取量差異用不同小寫字母表示（P<0.05）。

同質(zhì)量的不同材料中DNA提取量差異顯著，香蕉的DNA提取量最多，因為香蕉是3倍體植物，DNA提取與鑒定的實驗可優(yōu)先選擇香蕉為實驗材料，DNA含量多，顯色效果明顯，易研磨，香蕉的價格也相對便宜，既經(jīng)濟實惠又效果顯著[3]。菜花的不同部位DNA提取量無顯著差異，DNA提取與鑒定的實驗可以選擇菜花花進行實驗，易獲取也易研磨。不同溫度儲存條件下相同部位菜花DNA提取量差異顯著，冷凍菜花花的DNA提取量較多;常溫菜花梗與冷凍菜花梗的DNA提取量差異顯著，常溫菜花梗中的DNA提取量較多。2組實驗結(jié)果顯示不一致，可能與實驗操作失誤有關(guān)，例如：研磨不充分;與二苯胺試劑未充分混勻;未充分洗滌比色皿等實驗步驟。此外，DNA提純過程難免會存在一些醛類物質(zhì)或蛋白質(zhì)對實驗進行干擾，造成實驗結(jié)果不一致。

五、研究結(jié)果

以高中實驗“DNA的粗提取與鑒定”方法和條件設計探究實驗，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的思維能力;發(fā)現(xiàn)問題并設計實驗研究，培養(yǎng)學生解決問題的科研動手能力;同時為高中生物實驗延伸為探究實驗構(gòu)建起銜接橋梁。

參考文獻

[1]韓曉靜.“DNA的粗提取與鑒定”實驗的改進[J].中學生物學，2017（33）：50-51.

[2]趙玉紅，李欣，李小菊，等.“動物組織中DNA的分離提取及含量測定”實驗教學改革[J].實驗技術(shù)與管理，2017，34（11）：215-217.

[3]唐曉明，林子杰，滕慰群等.“香蕉細胞中DNA粗提取與鑒定”簡化實驗的研究[J].生物學通報，2013，48（2）：58-59.

[4]張愛芳.DNA粗提取與鑒定實驗中材料的選取和比較[J].內(nèi)蒙古教育，2015（15）.