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:

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。

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