小材有大用

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“DNA的粗提取与鉴定”是现行高中生物教材选修1《生物技术实践》（人教版）中的一个重要实验。本实验成功的关键在于材料的选择，选用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。教材重点介绍的材料是鸡血，但笔者认为，此材料有三大不足：①实验步骤烦琐，学生很难在一节课的时间内完成实验，且实验成功率低； ②材料不易长期保存；③鸡血中可能携带某些病原体，有可能危害人体健康。因此，选择一种合适的实验替代材料就显得十分重要。

1.替代材料的选择

笔者查阅了大学的相关教材，小牛胸腺、鱼类和植物种子的胚等含有丰富的DNA，为提取DNA的良好材料。经分析，小牛胸腺不易获取，倘若用种子的胚，需要使用洗涤剂瓦解细胞膜，增添了操作的复杂性，唯有使用鱼类的就不存在以上弊端。笔者在任教学校周边的几个菜市场实际调查，发现鲤鱼精巢最易买到，因此它就是最佳替代材料。

2.实验原理

（1）DNA的粗提取原理。DNA为白色丝状物，主要分布在细胞核中，并与蛋白质结合形成染色体。DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度的变化而改变的。当NaCl的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这个原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精，据此可以进一步提取出含杂质较少的DNA。

（2）DNA的鉴定原理。DNA遇二苯胺会染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂，且颜色的深浅与溶液中的DNA含量成正相关。

3.实验器材

鲤鱼精巢匀浆；仪器：试管（20mL，2支）、量筒（100mL，10mL，各1支）、滴管、玻璃棒、铁架台、漏斗、塑料烧杯（1000 mL，2个）、玻璃烧杯（50 mL，3个）、纱布、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、吸水纸；药品：2mol/L NaCl溶液、0.015mol/L NaCl溶液、二苯胺试剂、体积分数为95%的酒精、蒸馏水。

4.方法步骤

（1）提取鲤鱼精巢细胞的核物质。取50g新鲜鲤鱼精巢，洗净后加300mL蒸馏水，用果汁机快速搅拌，使之成为匀浆，其中就含有大量的DNA。（若有未打烂的组织，可用单层纱布过滤后取滤液；若隔夜使用，可用试剂瓶盛装后放在冰箱中冷藏，使用前用力摇匀；若中短期保存，则可冷冻，使用前再解冻。）

（2）溶解DNA。取匀浆约5mL，置于40mL 2mol/LNaCl溶液中，用玻璃棒沿一个方向搅拌约1min，使DNA呈溶解状态。

（3）析出含DNA的黏稠物。将上述溶液倒入1000mL塑料烧杯中，再沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌，可见有丝状物不断出现，并吸附在玻璃棒周围。此时溶液中的NaCl的浓度为0.14mol/L。

（4）将含DNA的黏稠物再溶解。另取2mol/LNaCl溶液30mL，将DNA黏稠物放入其中，用玻璃棒单向缓慢搅拌1min，使DNA黏稠物尽量溶解，最后用单层纱布过滤，取滤液（含DNA）。

（5）提取含杂质较少的DNA。向上述滤液中加入60mL95%的酒精，并用玻璃棒单向缓慢搅拌，得到含杂质较少的丝状物（主要成分为DNA）。用玻璃棒将丝状物卷起，并用滤纸吸干表面的液体。

（6）DNA的鉴定。取两支试管，各加入0.015mol/L NaCl溶液5mL，将丝状物放入其中一支试管内，搅拌使之溶解。然后再向两支试管中各加入4mL二苯胺试剂，混合均匀后，沸水浴中加热5min，待试管冷却后，观察并比较两支试管中的颜色变化。

5.实验效果

改进后的实验具有明显优势，见下表：

总体来看，改进后的实验节约了成本、减少了污染、节省了用时、提高了成功率。

6.进一步思考

在多次实验中，笔者发现冷冻后再解冻的匀浆材料，会有明显的分层现象，且实验效果要次于新鲜材料；另外，实验材料的获取还可能受鲤鱼繁殖季节的影响。这些问题都有待进一步解决。