题目内容
【题目】科研人员以金定鸭、长乐灰鹅和象洞鸡的全血为实验材料,比较苯酚—氯仿抽提法(方法A)和盐析法(方法B)提取血液中DNA的效率。图中EDTA具有破坏细胞膜、抑制DNA酶的活性的作用,SDS具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性和抑制DNA酶活性的作用。提取过程和结果如下:
提取过程:
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实验结果:
测定项目 | 金定鸭 | 长乐灰鹅 | 象洞鸡 | |||
方法A | 方法B | 方法A | 方法B | 方法A | 方法B | |
纯度/OD值 | 1.95 | 1.96 | 1.85 | 2.36 | 1.96 | 1.90 |
浓度/μg.mL-1 | 534.29 | 240.00 | 899.17 | 583.33 | 385.35 | 914.17 |
(注)纯DNA的OD值为1.8,OD值在1.75~1.85间,DNA纯度较好;OD值高于1.8,一般有RNA污染;OD值小于1.8,一般有蛋白质或其他物质污染。
请回答:
(1)本实验不选择哺乳动物血液为实验材料的原因是__________________________________。
(2)步骤①中,若只用蛋白酶K消化处理,对实验结果的影响是______________________。
(3)步骤③中,破碎细胞常用的操作方法是___________________。步骤⑤加入蒸馏水的目的是_______________________________________。
(4)苯酚和氯仿-异戊醇不溶或微溶于水,密度均大于水,步骤②⑦所依据的原理是____________________________________________。
(5)对于长乐灰鹅来说,较适宜的DNA提取方法是_____________。
(6)实验结果表明,不同方法提取的DNA中,影响DNA纯度的主要物质是___________。相同体积的不同鸟类的血液DNA提取量有明显差异,其原因可能是_____________________________。
【答案】哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和线粒体(只有白细胞中含有DNA) DNA的提取量减少,纯度降低 向血细胞液中加入一定量的蒸馏水,并用玻璃棒搅拌 降低NaCl溶液的浓度,析出DNA DNA不溶于苯酚、氯仿-异戊醇,蛋白质等杂质溶于苯酚、氯仿-异戊醇 苯酚—氯仿抽提法(方法A) RNA 不同鸟类血液中血细胞的密度不同(或不同鸟类血细胞中DNA含量不同)
【解析】
DNA粗提取与鉴定的原理
DNA在氯化钠溶液中的溶解度,是随着氧化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠的物质的量浓度为 2 mol/L时,DNA的溶解度最大;浓度为 0.14 mol/L时,DNA的溶解度最低。利用这一原理,可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出。DNA不溶于95%的酒精溶液,但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液。利用这一原理,可以进一步提取出含杂质较少的DNA。DNA能与二苯胺(沸水浴)反应生成蓝色物质,因此,二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
(1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和线粒体,而细胞核和线粒体中含有的DNA,其中只有白细胞中含有DNA,因此本实验不能选择哺乳动物血液为实验材料来提前DNA。
(2)步骤①中,同时使用的EDTA具有破坏细胞膜、抑制DNA酶活性的作用,因此,若改为只用蛋白酶K消化处理,会导致实验中提取DNA的提取量减少,纯度降低。
(3)步骤③中,通常向血细胞液中加入一定量的蒸馏水,并用玻璃棒搅拌以加速血细胞破碎。因为DNA在2mol/L的NaCl溶液溶解度最大,高于或低于这一浓度都会导致DNA的溶解度减小,因此,步骤⑤加入蒸馏水的目的是为了降低NaCl溶液的浓度,从而使DNA的溶解度降低,使DNA析出。
(4)根据苯酚和氯仿-异戊醇不溶或微溶于水,密度均大于水,并且DNA不溶于苯酚、氯仿-异戊醇,蛋白质等杂质溶于苯酚、氯仿-异戊醇的原理进行步骤②⑦的操作实现了DNA的提纯。
(5)对于长乐灰鹅来说,利用苯酚—氯仿抽提法(方法A)提取的DNA纯度好,而且含量也高,因此较适宜的DNA提取方法是方法A。
(6)实验结果表明,不同方法提取的DNA中,其纯DNA的OD值均大于1.85,根据题意可知,影响DNA纯度的主要物质是RNA。相同体积的不同鸟类的血液DNA提取量有明显差异,其直接的影响因素是不同鸟类血液中血细胞的密度不同导致的DNA含量的不同。
【题目】为了培育高效利用木糖发酵产乳酸的菌株,科研人员将能利用木糖产乳酸的菌种搭载于中国“实践八号”育种卫星,卫星返回后进行筛选,其主要流程如下图,其中乳酸能溶解培养基中的碳酸钙形成透明圈。请回答:
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(1)与步骤②相比,步骤③的培养基成分还含有__________、___________。两培养基均以木糖作为唯一碳源的目的是___________。
(2)步骤③中,应在_____________附近倒平板,不采用涂布平板接种的原因是___________________________________________________________。平板在适宜条件下培养一段时间后,筛选有透明圈的菌落作为候选菌,这里的准确筛选的主要依据是_______________________________________。
(3)按功能分,步骤③中培养基属于______________________培养基。
(4)科研人员从候选菌中初步筛选出产乳酸能力较强的四种菌株,再通过连续转接和液体发酵进行遗传稳定性检测,得到下表所示结果(单位:g/L),最终确定卫10为最优菌株,依据是___________。
传代次数 | 菌株 | |||
卫10 | 卫32 | 卫56 | 卫69 | |
2 | 70.78 | 71.23 | 70.52 | 69.24 |
5 | 70.23 | 69.52 | 67.46 | 65.56 |
8 | 69.58 | 62.16 | 60.52 | 61.53 |
11 | 70.75 | 55.69 | 52.42 | 55.72 |
14 | 69.42 | 42.28 | 40.22 | 44.38 |
(5)若要进一步探究卫10发酵的最适木糖浓度,试写出实验思路___________________________。