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【摘 要】 高中生物教材中设计很多实验内容,意在通过加强实验教学,培养学生的动手能力、科技创新能力以及探索科学知识的方法技巧。实验教学是生物学教学的基本形式之一,课程标准所倡导的探究性学习,有许多活动也是通过实验来进行的。实验教学就需要对生物学实验室,基本的实验器材和条件,还有实验的动植物、微生物材料不斷的设计与改善。但在教学过程中,通过反复实验验证,发现教材中一些实验操作不太合理,需加以改进和创新。
【关键词】 高中生物;实验改进
【中图分类号】G63.23 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)9-0-01
根据人教版高中生物课程标准教材选修一《生物技术实践》54页实验“DNA的粗提取与鉴定”的实验操作方法,很难得出实验结果。我在实验教学中根据实验原理,将有关操作步骤做如下改进,获得了满意的实验效果。
一、教材中此实验方法的不足
1.提取鸡血细胞的细胞核物质时,加入的鸡血细胞液与蒸馏水的体积比过小,导致红细胞破裂较少(镜检发现只破裂20%左右),不能获得足够的DNA。
2.溶解细胞核内的DNA和析出含DNA的黏稠物及提取含杂质较少的DNA时,用玻璃棒搅拌易使DNA分子断裂,不易提取。
3.鉴定时如果提取的DNA浓度较低,加二苯胺显色不明显。
二、实验改进
1.提取鸡血细胞的细胞核物质将制备好的鸡血细胞液2mL,注入到50mL烧杯中。向烧杯中加入蒸馏水30mL(15倍),用玻璃棒沿一个方向快速搅拌5min,使血细胞加速破裂。然后,用放有纱布的漏斗将血细胞液过滤到1000mL烧杯中,取其滤液。
2.溶解细胞核内的DNA将物质的量的浓度为2mol·L-1的氯化钠溶液50mL加入到滤液中,并轻轻摇动烧杯10min(边摇边停),使其混合均匀,这时DNA在浴液中呈溶解状态。
3.拆出含DNA的黏稠物沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水(不用玻璃棒搅拌),这时烧杯中有丝状物出现,继续加入蒸馏水,黏稠物会越来越多,当黏稠物不再增加时停止加入蒸馏水。用玻璃棒缓缓搅动黏稠物,随着搅动,黏稠物即附着在玻璃棒上。
4.将DNA的黏稠物再溶解取一个50mL烧杯,向烧杯内注入物质的量的浓度为2mol·L-1的氯化钠溶液10mL,将玻璃棒及附着在玻璃棒上的黏稠物插入氯化钠溶液中,用玻璃棒不停地搅拌,使黏稠物尽可能多地溶解在溶液中。
5.过滤含DNA的氯化钠溶液取一个40mL的塑料刻度试管,用放有单层擦镜纸的漏斗过滤步骤4中的溶液,取其滤液,DNA即溶解在滤液中。
6.提取含杂质较少的DNA在上述滤过的溶液中,加入冷却的、体积为滤液2倍的95%的酒精,用大拇指封住试管口,颠倒试管2次~3次,静置试管,此时可见白色丝状物浮于酒精中。
7.DNA的鉴定取2支20mL的试管,分别编为1号、2号,各加入物质的量的浓度为0.015mol·L-1的氯化钠溶液3mL,将丝状物用玻璃棒挑起溶于2号试管中(用玻璃棒搅拌,使其充分溶解),然后向2支试管中各加入3mL二苯胺试剂,混合均匀后,沸水浴5min~10min,冷却后2号试管溶液变蓝。
三、实验结果的比较
为了验证改进后的实验效果,特意在做此实验时,将每班分为10组,其中5组按照课本实验操作进行,另外5组按照改进后的实验操作进行,结果发现改进后的实验比未改进的实验效果好得多。现将实验情况比较如下:
四、实验改进后的优点
1.加2mL鸡血细胞液,再加30mL蒸馏水,有利于节省实验材料,同时可使鸡血细胞加速并充分破裂,有利于提取DNA,获得明显的实验效果。
2.在2.2步骤中不用玻璃棒搅拌,可避免DNA断裂成碎片,有利于DNA的提取。
3.在2.3步骤中用玻璃棒搅动,使黏稠物附着在玻璃棒上,可节省实验时间和操作步骤中滤取含DNA黏稠物的步骤。
4.用擦镜纸代替纱布过滤可减少滤液的损失而使获得的DNA含量增加。
5.在DNA的鉴定中,物质的量的浓度为0.015mol·L-1的氧化钠溶液使用量减少,可提高溶液中DNA的浓度,使显色反应更加明显。
【关键词】 高中生物;实验改进
【中图分类号】G63.23 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)9-0-01
根据人教版高中生物课程标准教材选修一《生物技术实践》54页实验“DNA的粗提取与鉴定”的实验操作方法,很难得出实验结果。我在实验教学中根据实验原理,将有关操作步骤做如下改进,获得了满意的实验效果。
一、教材中此实验方法的不足
1.提取鸡血细胞的细胞核物质时,加入的鸡血细胞液与蒸馏水的体积比过小,导致红细胞破裂较少(镜检发现只破裂20%左右),不能获得足够的DNA。
2.溶解细胞核内的DNA和析出含DNA的黏稠物及提取含杂质较少的DNA时,用玻璃棒搅拌易使DNA分子断裂,不易提取。
3.鉴定时如果提取的DNA浓度较低,加二苯胺显色不明显。
二、实验改进
1.提取鸡血细胞的细胞核物质将制备好的鸡血细胞液2mL,注入到50mL烧杯中。向烧杯中加入蒸馏水30mL(15倍),用玻璃棒沿一个方向快速搅拌5min,使血细胞加速破裂。然后,用放有纱布的漏斗将血细胞液过滤到1000mL烧杯中,取其滤液。
2.溶解细胞核内的DNA将物质的量的浓度为2mol·L-1的氯化钠溶液50mL加入到滤液中,并轻轻摇动烧杯10min(边摇边停),使其混合均匀,这时DNA在浴液中呈溶解状态。
3.拆出含DNA的黏稠物沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水(不用玻璃棒搅拌),这时烧杯中有丝状物出现,继续加入蒸馏水,黏稠物会越来越多,当黏稠物不再增加时停止加入蒸馏水。用玻璃棒缓缓搅动黏稠物,随着搅动,黏稠物即附着在玻璃棒上。
4.将DNA的黏稠物再溶解取一个50mL烧杯,向烧杯内注入物质的量的浓度为2mol·L-1的氯化钠溶液10mL,将玻璃棒及附着在玻璃棒上的黏稠物插入氯化钠溶液中,用玻璃棒不停地搅拌,使黏稠物尽可能多地溶解在溶液中。
5.过滤含DNA的氯化钠溶液取一个40mL的塑料刻度试管,用放有单层擦镜纸的漏斗过滤步骤4中的溶液,取其滤液,DNA即溶解在滤液中。
6.提取含杂质较少的DNA在上述滤过的溶液中,加入冷却的、体积为滤液2倍的95%的酒精,用大拇指封住试管口,颠倒试管2次~3次,静置试管,此时可见白色丝状物浮于酒精中。
7.DNA的鉴定取2支20mL的试管,分别编为1号、2号,各加入物质的量的浓度为0.015mol·L-1的氯化钠溶液3mL,将丝状物用玻璃棒挑起溶于2号试管中(用玻璃棒搅拌,使其充分溶解),然后向2支试管中各加入3mL二苯胺试剂,混合均匀后,沸水浴5min~10min,冷却后2号试管溶液变蓝。
三、实验结果的比较
为了验证改进后的实验效果,特意在做此实验时,将每班分为10组,其中5组按照课本实验操作进行,另外5组按照改进后的实验操作进行,结果发现改进后的实验比未改进的实验效果好得多。现将实验情况比较如下:
四、实验改进后的优点
1.加2mL鸡血细胞液,再加30mL蒸馏水,有利于节省实验材料,同时可使鸡血细胞加速并充分破裂,有利于提取DNA,获得明显的实验效果。
2.在2.2步骤中不用玻璃棒搅拌,可避免DNA断裂成碎片,有利于DNA的提取。
3.在2.3步骤中用玻璃棒搅动,使黏稠物附着在玻璃棒上,可节省实验时间和操作步骤中滤取含DNA黏稠物的步骤。
4.用擦镜纸代替纱布过滤可减少滤液的损失而使获得的DNA含量增加。
5.在DNA的鉴定中,物质的量的浓度为0.015mol·L-1的氧化钠溶液使用量减少,可提高溶液中DNA的浓度,使显色反应更加明显。