对“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的几点思考

沈晓蜜

[摘 要]在做“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验

时，若按照教材上的实验要求和步骤来完成，很难观察到核酸在细胞中的分布情况。通过研究与实践发现，用洋葱内表皮细胞代替人口腔上皮细胞，用冰酸酸代替盐酸，用分染法代替混染法，可收到良好的實验效果。

[关键词]DNA分布；RNA分布；实验改进

[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2018）02009401

核酸部分在整个高中生物知识体系中占有举足轻重的地位，它是细胞内携带物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。由于生命活动主要靠蛋白质来完成，所以核酸与生物体的生命活动有着直接或者间接的关系，而且核酸还是重要的遗传物质，在生命体的进化、形成过程中发挥着重要的作用。

“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验是学生学习核酸内容前的第一个实验，对于激发学生学习遗传学知识的兴趣起到关键性作用。然而，笔者在多次实践教学活动中，发现若按照教材上的实验要求和步骤进行实验操作，想观察到核酸在细胞中的分布情况是非常困难的。为此，笔者查阅了大量的文献和资料，发现相关问题。现笔者将所发现的问题

及相关思考

进行归纳和总结。

一、用洋葱内表皮细胞代替人口腔上皮细胞做材料

选用人口腔上皮细胞做材料进行实验有以下缺点：第一，取材前需要用清水漱净口腔，而每个学生在实际操作时，洗漱后口腔的洁净程度不可控，无法测量和统一。若某个学生的口腔有溃疡，取材的杂质就会多，对实验结果的影响也就会非常明显。第二，取材时没有明确刮的次数，而学生往往由于

肉眼无法观察到

口腔细胞，会下意识地重复多次，这样就使得载玻片上的细胞浓度过大，造成细胞重叠情况严重，无法得到精确的实验结果。第三，本实验需要酒精灯烘烤载玻片，对口腔上皮细胞进行细胞固定操作。学生实际操作时，很容易因烘烤不均匀，导致局部过热，造成载玻片破碎。烘烤时，学生也不易控制火焰和载玻片的距离，若距离过近，会导致细胞急剧缩水而出现变形。第四，本实验在盐酸水解后需要对装片进行清水冲洗，冲洗后装片会变得非常洁净。学生在进行冲洗操作后，发现装片的正反面变得非常洁净，几乎一模一样，根本无法辨别哪一侧曾经固定过细胞。在接下来的观察过程中，就容易将装片反置而影响实验结果。而用洋葱内表皮细胞做实验材料，以上问题就可迎刃而解。如洋葱内表皮取材容易，可统一标准化，肉眼可见，盐酸水解后也可轻松辨别正反面，且无须烘烤固定，只需要用盖玻片按压即可。

二、用冰醋酸代替盐酸进行水解步骤

在本实验中，盐酸的主要作用是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，使染色质中的DNA和蛋白质分离，利于DNA与染色剂结合。但是盐酸的负面作用也是显而易见的。首先，盐酸的pH过低，既会导致植物细胞发生质壁分离，使细胞形态发生改变，又会导致DNA的双螺旋结构遭到破坏而变性，即使后期用碱液中和，pH也不能复性，实验遭到不可逆性的破坏。其次，盐酸是强酸，使用盐酸处理材料，会使得内表皮组织变得非常的脆弱，细胞变得松散。学生在后面的染色操作中，用吸水纸吸引时，容易将材料弄破碎。

如果用冰醋酸代替盐酸，不仅能很好地发挥酸在本实验中的作用，还能避免盐酸的负面作用。如冰醋酸可以快速杀死细胞，使染色剂容易进入；冰醋酸是弱酸，不会导致DNA双螺旋结构解开而变性，而且就还能避免细胞过度分散影响实验操作；使用冰醋酸，细胞中pH下降程度小，后续清水冲洗的时间可以大幅度减少，甚至取消，简化了实验步骤；冰醋酸有固定染色质的功能，使得染色后的DNA分布区域更加清晰。

三、用分染法代替混染法进行染色

在实践教学中，笔者用甲基绿和吡罗红对洋葱内表皮细胞进行染色时，发现细胞质呈现红色，而细胞核却被染成紫色，这与教材的实验结果明显不符。多次重复实验后，结果仍然如此，而且其他教师也反馈得到同样的结果。笔者通过查阅资料得知，甲基绿和吡罗红与核酸分子上的磷酸基团进行竞争结合。甲基绿容易与聚合程度高的DNA分子上的磷酸基团结合，染成蓝绿色；而吡罗红易与松散的RNA分子上的磷酸基团相结合。经过酸处理的DNA分子变得松散，更易于与吡罗红结合，因此颜色为紫色。若先用吡罗红染色，蒸馏水去浮色，再用甲基绿染色，这时甲基绿的浓度就明显大于吡罗红，其于竞争中就会处于优势，将细胞核染成蓝绿色。

分染法先用吡罗红染色，吡罗红不仅能与松散的RNA分子结合，将细胞质染成红色，还能与螺旋化的DNA分子结合，将细胞核染成深红色。蒸馏水去浮色后，再用甲基绿染色。由于吡罗红和RNA结合紧密而且稳定，RNA无法再与甲基绿结合，所以细胞质维持红色不变。而DNA与甲基绿和吡罗红是竞争性结合，此时甲基绿的浓度就远远大于吡罗红，竞争中就能处于优势，能将细胞核重新染成蓝绿色。笔者经过多次重复实验，都能观察到染成蓝绿色的细胞核和染成红色的细胞质。

（责任编辑 黄春香）