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【摘 要】根据学校的经济条件和实验室的仪器设备等现状，以及学生的实际操作能力和实验成功率的分析比较。最终决定把本实验的实验材料鸡血改为香蕉或者洋葱，这样可以降低成本、难度，同时提升实验的成功率，激发学生的学习兴趣。
【关键词】DNA（白色丝状物）；二苯胺试剂；氯化钠；水浴加热
生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学实验是中学生物学的重要组成部分，在学生的学习过程中有着非常重要的作用。实验可以提高学生的学习积极性，培养学生的动手能力和创新能力，因此，在中学生物学实验教学中，如何开展实验，如何优化实验过程，如何进行生物实验设计是对教师能力的基本要求。本文是“DNA的粗提取与鉴定”实验成功与否的总结。“DNA粗提取实验”在人教版高中《生物》选修1中是学生A级考点的必修实验，该实验以鸡血为材料进行。但因为实验操作中出现很多缺点与不足：如鸡血不易采集，费用较高；实验步骤繁琐，操作要求高，实验成功率低，学生一堂课很难完成。为了解决以上问题和实验室的实际情况。所以本人通过近二个月的实验，研究，探索出一个新的实验材料和方法以便提高实验效率，缩短实验时间，达到良好的实验效果。
1.实验原理
遗传物质DNA为白色丝状物，在细胞中与蛋白质结合在一起，绝大部分存在于细胞核中，在浓度较高的氯化钠溶液（物质的量浓度为3mol/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，钠离子与带负电荷的DNA结合成DNA钠盐，这时DNA在溶液中呈溶解状态。DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精溶液，利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。本实验中鉴定DNA的方法为二苯胺法。二苯胺法鉴定DNA的原理是：DNA在酸性条件下加热，其嘌呤碱与脱氧核糖间的糖苷键断裂，生成嘌呤碱、脱氧核糖和脱氧嘧啶核苷酸，而2-脱氧核糖在酸性环境中加热脱水生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，与二苯胺试剂反应生成蓝色物质。
2.实验目的
初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法，观察提取出来的DNA物质。
3.材料用具
香蕉或者洋葱，研钵，洗洁剂，漏斗，纱布，烧杯，玻璃棒，量筒，鐵架台，酒精灯，试管，无水乙醇，3mol/L的氯化钠溶液，二苯胺试剂。
4.方法步骤
由于选择了与课本不同的实验材料，实验步骤也作了相应的删减。原则是紧扣实验原理，简化实验步骤：
⑴称取30克香蕉或者洋葱 ，切碎，放入研钵中，加入一定量的洗洁剂，再倒入10mL3mol/L的氯化钠溶液（用3mol/L的氯化钠溶液，是因为DNA在0.14mol/L氯化钠溶液的溶解度点后，随氯化钠溶液浓度的增加，DNA的溶解度增加），充分研磨。研磨的目的主要是使香蕉或者洋葱细胞破裂，使DNA溶于3mol/L的氯化钠溶液，必需将香蕉研成粥糊状，这样才会使DNA容易从细胞中出来；如果使用洋葱，就不必将洋葱研成粥糊状，研成粥糊状，反而给过滤带来一定的麻烦。（使用洋葱时，被破坏的洋葱细胞会释放一种名为蒜胺酸酶的蒜酶。在它的作用下，洋葱挥发性油脂中的含硫化合物，会被转化为一种气体状化学物质。这种物质可以刺激人眼部角膜的神经末梢，使人流泪难受。为了不让这种物质的产生，可以先把洋葱放到冰箱里冷藏24小时后，再拿出来用。）
⑵研磨后，用漏斗和纱布将汁液过滤到小烧杯中，得到滤液。
⑶向滤液中加入冷却的无水乙醇15mL，沿烧杯壁缓缓倒入，用玻璃棒轻轻搅拌，卷起白色的丝状物——DNA。
⑷鉴定：取两支试管，编为1、2号，各加入3mol/L的氯化钠溶液4mL，再向1号试管中加入用玻璃棒卷起的白色丝状物，振荡使其溶解，然后向两支试管中各加入2mL二苯胺试剂，沸水浴加热5分钟。
5.结果及分析
1号试管溶液变蓝，是因白色丝状物DNA在酸性条件下加热，其嘌呤碱与脱氧核糖间的糖苷键断裂，生成嘌呤碱、脱氧核糖和脱氧嘧啶核苷酸，而2-脱氧核糖在酸性环境中加热脱水生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，与二苯胺试剂反应生成蓝色物质（使用洋葱做实验材料时，看到的颜色要浅一些，香蕉做实验材料时，看到的颜色要深一些，因为洋葱是二倍体，只有24条染色体，香蕉是三倍体，共有33条染色体，所以相同重量下香蕉所含的DNA含量多）。2号试管溶液无变化。因2号试管在这里只作为1号试管的对照，未加DNA，故无颜色变化。
6.注意事项
6.1二苯胺试剂的配制
A液： 1g二苯胺溶于100mL 冰醋酸中，再加10mL浓硫酸，用棕色瓶保存。注意：二苯胺的量不能过多，太多会使颜色变深成黑色，同时浓硫酸的量也不能太少，不然也观察不到颜色的变化现象。
B液：1mL40%的乙醛溶液+199mL的蒸馏水。
二苯胺试剂：A液与B液混合：10滴B液（用滴管来定量B液，可以降低实验操作难度，节约时间）滴加到10mL A液中，摇匀。且要现配现用，时间长了混合液会变成浅蓝色或者绿色，导致不能使用。（二苯胺试剂有毒，使用时注意不要让药液接触到皮肤或身体的其他部位，也不要近距离观察）
6.2水浴热的温度
加热时，温度一定要达到100℃，否则不会出现蓝色。因为嘌呤碱与脱氧核糖间的糖苷键不断裂，2-脱氧核糖无法生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，无法与二苯胺试剂反应生成蓝色物质。
6.3研磨时，加入的洗洁剂的量要适量
洗洁剂可以溶解细胞的细胞壁，破坏细胞膜，同时也能使蛋白质变性。当细胞膜破坏后，细胞就释放出核酸与蛋白质形成的复合物——核糖核蛋白（RNP）和脱氧核糖核蛋白（DNP），这两种复合物在不同电解质溶液中的溶解度有较大差异。所以洗洁剂的量不能太少，但也不能太多，太多会给研磨带来困难。且洗洁剂是粘稠物，无法用量筒来决定它的使用量。只能根据实际情况决定适当的使用量。
6.4提取过程中尽量少用或不用玻璃仪器（玻璃棒除外）
盛放细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好也是塑料制的。由于玻璃表面带电荷，DNA中的磷酸基也带电荷而被吸附于玻璃表面，故实验中用塑料烧杯和试管可减少DNA的损失。
6.5加入冷却无水乙醇
冷却的无水乙醇具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。此时悬浮于溶液中的DNA丝状物相对含杂质较少，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钟。浓缩后的DNA丝状物，一定要顺一个方向缓缓旋转玻璃棒的方法卷起（因为玻璃棒有吸附DNA的作用）。
6.6研磨要充分，有助于DNA的溶解
研磨这是本实验是否成功的一个关键步骤。研磨充分，有利于DNA分子的溶解；如果研磨不充分，那么细胞中DNA的量本身就不多，再少量溶解流出，这样整个实验的现象就不明显。
6.7二次溶解DNA分子，要充分振荡
二次溶解DNA分子，要充分振荡，使溶液完全混合均匀，否则会出现分层现象：上层是白色杂质，下层是蓝色溶液。如果振荡均匀，就不会出现这种现象。
7.实验具体情况比较 [科]
【参考文献】
[1]生物课程教材研究开发中心编著.课程教材研究所普通高中课程标准试验教科书选修一.《生物技术实践》.人民教育出版社.
[2]《教学仪器与实验》第25卷2009，（10）.
[3]生物课程教材研究开发中心编著.课程教材研究所.普通高中课程标准试验教科书必修二.《遗传与进化》.教师教学用书.人民教育出版社.
【关键词】DNA（白色丝状物）；二苯胺试剂；氯化钠；水浴加热
生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学实验是中学生物学的重要组成部分，在学生的学习过程中有着非常重要的作用。实验可以提高学生的学习积极性，培养学生的动手能力和创新能力，因此，在中学生物学实验教学中，如何开展实验，如何优化实验过程，如何进行生物实验设计是对教师能力的基本要求。本文是“DNA的粗提取与鉴定”实验成功与否的总结。“DNA粗提取实验”在人教版高中《生物》选修1中是学生A级考点的必修实验，该实验以鸡血为材料进行。但因为实验操作中出现很多缺点与不足：如鸡血不易采集，费用较高；实验步骤繁琐，操作要求高，实验成功率低，学生一堂课很难完成。为了解决以上问题和实验室的实际情况。所以本人通过近二个月的实验，研究，探索出一个新的实验材料和方法以便提高实验效率，缩短实验时间，达到良好的实验效果。
1.实验原理
遗传物质DNA为白色丝状物，在细胞中与蛋白质结合在一起，绝大部分存在于细胞核中，在浓度较高的氯化钠溶液（物质的量浓度为3mol/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，钠离子与带负电荷的DNA结合成DNA钠盐，这时DNA在溶液中呈溶解状态。DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精溶液，利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。本实验中鉴定DNA的方法为二苯胺法。二苯胺法鉴定DNA的原理是：DNA在酸性条件下加热，其嘌呤碱与脱氧核糖间的糖苷键断裂，生成嘌呤碱、脱氧核糖和脱氧嘧啶核苷酸，而2-脱氧核糖在酸性环境中加热脱水生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，与二苯胺试剂反应生成蓝色物质。
2.实验目的
初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法，观察提取出来的DNA物质。
3.材料用具
香蕉或者洋葱，研钵，洗洁剂，漏斗，纱布，烧杯，玻璃棒，量筒，鐵架台，酒精灯，试管，无水乙醇，3mol/L的氯化钠溶液，二苯胺试剂。
4.方法步骤
由于选择了与课本不同的实验材料，实验步骤也作了相应的删减。原则是紧扣实验原理，简化实验步骤：
⑴称取30克香蕉或者洋葱 ，切碎，放入研钵中，加入一定量的洗洁剂，再倒入10mL3mol/L的氯化钠溶液（用3mol/L的氯化钠溶液，是因为DNA在0.14mol/L氯化钠溶液的溶解度点后，随氯化钠溶液浓度的增加，DNA的溶解度增加），充分研磨。研磨的目的主要是使香蕉或者洋葱细胞破裂，使DNA溶于3mol/L的氯化钠溶液，必需将香蕉研成粥糊状，这样才会使DNA容易从细胞中出来；如果使用洋葱，就不必将洋葱研成粥糊状，研成粥糊状，反而给过滤带来一定的麻烦。（使用洋葱时，被破坏的洋葱细胞会释放一种名为蒜胺酸酶的蒜酶。在它的作用下，洋葱挥发性油脂中的含硫化合物，会被转化为一种气体状化学物质。这种物质可以刺激人眼部角膜的神经末梢，使人流泪难受。为了不让这种物质的产生，可以先把洋葱放到冰箱里冷藏24小时后，再拿出来用。）
⑵研磨后，用漏斗和纱布将汁液过滤到小烧杯中，得到滤液。
⑶向滤液中加入冷却的无水乙醇15mL，沿烧杯壁缓缓倒入，用玻璃棒轻轻搅拌，卷起白色的丝状物——DNA。
⑷鉴定：取两支试管，编为1、2号，各加入3mol/L的氯化钠溶液4mL，再向1号试管中加入用玻璃棒卷起的白色丝状物，振荡使其溶解，然后向两支试管中各加入2mL二苯胺试剂，沸水浴加热5分钟。
5.结果及分析
1号试管溶液变蓝，是因白色丝状物DNA在酸性条件下加热，其嘌呤碱与脱氧核糖间的糖苷键断裂，生成嘌呤碱、脱氧核糖和脱氧嘧啶核苷酸，而2-脱氧核糖在酸性环境中加热脱水生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，与二苯胺试剂反应生成蓝色物质（使用洋葱做实验材料时，看到的颜色要浅一些，香蕉做实验材料时，看到的颜色要深一些，因为洋葱是二倍体，只有24条染色体，香蕉是三倍体，共有33条染色体，所以相同重量下香蕉所含的DNA含量多）。2号试管溶液无变化。因2号试管在这里只作为1号试管的对照，未加DNA，故无颜色变化。
6.注意事项
6.1二苯胺试剂的配制
A液： 1g二苯胺溶于100mL 冰醋酸中，再加10mL浓硫酸，用棕色瓶保存。注意：二苯胺的量不能过多，太多会使颜色变深成黑色，同时浓硫酸的量也不能太少，不然也观察不到颜色的变化现象。
B液：1mL40%的乙醛溶液+199mL的蒸馏水。
二苯胺试剂：A液与B液混合：10滴B液（用滴管来定量B液，可以降低实验操作难度，节约时间）滴加到10mL A液中，摇匀。且要现配现用，时间长了混合液会变成浅蓝色或者绿色，导致不能使用。（二苯胺试剂有毒，使用时注意不要让药液接触到皮肤或身体的其他部位，也不要近距离观察）
6.2水浴热的温度
加热时，温度一定要达到100℃，否则不会出现蓝色。因为嘌呤碱与脱氧核糖间的糖苷键不断裂，2-脱氧核糖无法生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，无法与二苯胺试剂反应生成蓝色物质。
6.3研磨时，加入的洗洁剂的量要适量
洗洁剂可以溶解细胞的细胞壁，破坏细胞膜，同时也能使蛋白质变性。当细胞膜破坏后，细胞就释放出核酸与蛋白质形成的复合物——核糖核蛋白（RNP）和脱氧核糖核蛋白（DNP），这两种复合物在不同电解质溶液中的溶解度有较大差异。所以洗洁剂的量不能太少，但也不能太多，太多会给研磨带来困难。且洗洁剂是粘稠物，无法用量筒来决定它的使用量。只能根据实际情况决定适当的使用量。
6.4提取过程中尽量少用或不用玻璃仪器（玻璃棒除外）
盛放细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好也是塑料制的。由于玻璃表面带电荷，DNA中的磷酸基也带电荷而被吸附于玻璃表面，故实验中用塑料烧杯和试管可减少DNA的损失。
6.5加入冷却无水乙醇
冷却的无水乙醇具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。此时悬浮于溶液中的DNA丝状物相对含杂质较少，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钟。浓缩后的DNA丝状物，一定要顺一个方向缓缓旋转玻璃棒的方法卷起（因为玻璃棒有吸附DNA的作用）。
6.6研磨要充分，有助于DNA的溶解
研磨这是本实验是否成功的一个关键步骤。研磨充分，有利于DNA分子的溶解；如果研磨不充分，那么细胞中DNA的量本身就不多，再少量溶解流出，这样整个实验的现象就不明显。
6.7二次溶解DNA分子，要充分振荡
二次溶解DNA分子，要充分振荡，使溶液完全混合均匀，否则会出现分层现象：上层是白色杂质，下层是蓝色溶液。如果振荡均匀，就不会出现这种现象。
7.实验具体情况比较 [科]
【参考文献】
[1]生物课程教材研究开发中心编著.课程教材研究所普通高中课程标准试验教科书选修一.《生物技术实践》.人民教育出版社.
[2]《教学仪器与实验》第25卷2009，（10）.
[3]生物课程教材研究开发中心编著.课程教材研究所.普通高中课程标准试验教科书必修二.《遗传与进化》.教师教学用书.人民教育出版社.