密度梯度模拟实验教学设计
密度梯度模拟实验教学设计 1.材料准备 四氯化碳（化学纯），水，大豆油（或液体石蜡），泡沫垫（红色和黄色各一张），钢钉若干，鞋钉若干，剪刀，胶头滴管，玻璃棒（2 支），800 mL 烧杯。
2.模型制作 2.1 DNA 分子模型 将泡沫垫剪成长约 6 cm、宽约 2 cm 的红色和黄色长条各 3 个，在每个红色泡沫垫制成的长条中穿入 4 枚钢钉（代表 N 15 脱氧核苷酸重链），在每个黄色泡沫垫长条中穿入 3 枚钢钉（代表 N 14 脱氧核苷酸轻链）。再用小鞋钉把两个黄色泡沫条固定在一起，代表两条链均为轻链的 DNA 分子（图 1A），把一个黄色泡沫条与一个红色泡沫条固定在一起，代表一条为轻链、一条为重链的 DNA 分子（图 1B）,把两个红色泡沫条固定在一起，代表两条链均为重链的 DNA 分子（图1C）。
先向烧杯中加入四氯化碳，待高度大约为 5 cm 时，再加入水，水层高度约为 5 cm 时，为防止大豆油与四氯化碳混合，可用胶头滴管在水层上滴加大豆油，直至油层约 5 cm 高时停止。四氯化碳密度
最大，其次为水，油的密度最小，故从上到下液体的密度依次增大，即构成了密度梯度。
2.2 模拟实验操作 将图 1 中的 3 种分子模型分别放入烧杯（图 2）。
两条链均为轻链的 DNA 分子飘在最上面的油层，一 条链为轻链、一条链为重链的 DNA 分子飘在水层，两条链均为重链的 DNA 分子飘在了四氯化碳层。若某个 DNA 分子未水平飘着，可在较轻的一侧加鞋钉平衡后再放入。
3.制作体会 最初用液体石蜡、水、大豆油做密度梯度溶液，由于大豆油溶于液体石蜡而没有成功，然后找到四氯化碳、水、大豆油。向里面加入橡皮泥和铁钉制作的不同 DNA 分子，一段时间后，橡皮泥逐渐溶解了，而用橡皮泥制作的轻链和重链均无法在水中漂浮,最后选用儿童泡沫垫及铁钉制作不同的 DNA 分子。当笔者将密度梯度离心装置搬到讲台展示时，学生很兴奋。介绍完这个模拟实验后，学生都能顺利地根据半保留复制和全保留复制的假说演绎推理预期的实验结果。四氯化碳能够缓慢溶解泡沫（约 10 d 可观察到），故泡沫不能长时间放置在四氯化碳中。实验结束后，可 以将上部的水与大豆油混装在一
个瓶中，四氯化碳和水混装在另一个瓶中，分别贴上标签并保存，以便再次利用。20 ℃时，四氯化碳的密度为 1.595 g/cm 3，远比水的密度大，故实验中还可以在四氯化碳中加入 一定量的大豆油（保持混合液密度在 1-3 g/cm 3 以上即可），既能使含两条重链的 DNA 分子漂在这一层，又能使四氯化碳溶液略带黄色而有利观察。
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