赤胫散观察DNA和RNA在细胞中的分布--实验方案

2021年2月2日发(作者：前列腺肥大症)








《观察
DNA
和
RNA
在细胞中的分布》

实验方案









第二组



目录

一、

实验前的思考
................................... .................................................. ...................................
3
二、

背景资料
.......................... .................................................. .................................................. ..
3
1.
核酸是什么
?
................ .................................................. .................................................. ...
3
2. DNA
是什么
?
............. .................................................. .................................................. ......
3
3. RNA
是什么
?
.......... .................................................. .................................................. .........
3
4. DNA
的种类和分布
......... .................................................. ..................................................
3
5.
RNA
的种类和分布
............... .................................................. ............................................
4
6.
染色剂成分
.............................. .................................................. .........................................
5
7.
染色原理
.............................. .................................................. ............................................
5
三、

实验原理
.......................... .................................................. .................................................. ..
5
四、

实验目的
................. .................................................. .................................................. ...........
6
五、

实验用具及试剂
..... .................................................. .................................................. ...........
6
六、

实验方法及步骤分析
.... .................................................. .................................................. .....
6
1.
实验材料
.................. .................................................. .................................................. ......
6
2.
实验方法
................. .................................................. .................................................. .......
6
七、

注意事项
............ .................................................. .................................................. ................
9
八、

附录
..... .................................................. .................................................. ...............................
9
1.
试 剂配制方法
......................................... .................................................. ..........................
9
2.
重要仪器的使 用方法
........................................... .................................................. ............
9












观察
DNA
和
RNA
在细胞中的分布

一、实验前的思考

实验前已经知道的知识

1.
显微镜的使用方法；

2.
临时装片的制作方法；
< br>3.
细胞中含有
DNA
和
RNA
两种核酸，
DNA< br>主要分布
在细胞核中，
RNA
大部分
存在于细胞质中；

4.
细胞的基本结构。

通过实验想知道的知识


试剂
如何将
DNA
和
RNA
染
上不同颜色；

2.
材料的选择、用不用盐
酸水解、染色 时间等对染
色效果分别有什么影响，
如何获得最佳的实验效
果。

实验之后获得了的知识

1.
对
Unna
试剂与核酸结合的染色原理有了更深
刻的认识；

2.
比较分析不同实验步
骤所获得的实验效果，学
会优化实验；

3.
验证了
DNA
和
RNA
在
细胞中分布，对理论知识
有了深刻感知。


二、背景资料


1.

核酸是什么
?
核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之
一。
DNA
和
RNA
都是由一个一个核苷酸
(nucleotide)
头尾相连而形成的。 单个核
苷酸是由含氮有机碱
(
称碱基
)
、
戊糖
(< br>即五碳糖
)
和磷酸三部分构成的。
根据化学
组成不同，核酸可分为核糖 核酸（简称
RNA
）和脱氧核糖核酸（简称
DNA
）。核
酸是相邻二 个核苷酸之间的连接键即：
3
’，
5
’－磷酸二酯键。这种连接可理解
为核糖核酸基上的
3'
位羟基与相邻
5'
核苷酸的磷酸残基之间，以及核苷 酸糖基
上的
5'
位羟基与相邻
3'
核苷酸的磷酸残基之间形成的两个 酯键。

2.

DNA
是什么
?
DNA
是由数量庞大的四种脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用
3’，5’
-
磷酸
二酯 键相连构成的长链。

3.

RNA
是什么
?
R NA
由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷
酸，核糖和碱基构成 。
RNA
的碱基主要有
4
种，即
A
腺嘌呤，
G鸟嘌呤，
C
胞嘧
啶，
U
尿嘧啶。其中，
U
尿嘧 啶取代了
DNA
中的
T
胸腺嘧啶而成为
RNA
的特征碱基。

4.

DNA
的种类和分布

原核细胞 的遗传物质是一个长
DNA
分子，但是原核细胞没有真正的细胞核。
真核细胞核中有不 止一个染色体，
每个染色体也只含一个
DNA
分子。
不过它们一
般都 比原核细胞中的
DNA
分子大而且和蛋白质结合在一起。
DNA
分子的功能是 贮
存决定物种的所有蛋白质和
RNA
结构的全部遗传信息；
策划生物有次序地 合成细
胞和组织组分的时间和空间；
确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个
性。
除染色体
DNA
外，
有极少量结构不同的
DNA
存在于 真核细胞的线粒体和叶绿
体中。
DNA
病毒的遗传物质也是
DNA
。

5.

RNA
的种类和分布

信使
RN A
。
mRNA
的功能就是把
DNA
上的遗传信息精确无误地转录下来 ，
然后再由
mRNA
的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因表过程中的遗传信 息传递
过程。在真核生物中，转录形成的前体
RNA
中含有大量非编码序列，大约只有
25%
序列经加工成为
mRNA
，最后翻译为蛋白质。

转 运
RNA
。
如果说
mRNA
是合成蛋白质的蓝图，
则核糖体 是合成蛋白质的工厂。
但是，
合成蛋白质的原材料——
20
种氨基酸与
mRNA
的碱基之间缺乏特殊的亲和
力。因此，必须用一种特殊的
RNA
— —转移
RNA
（
transferRNA
，
tRNA
）把氨 基酸
搬运到核糖体上，
tRNA
能根据
mRNA
的遗传密码依次准确 地将它携带的氨基酸连
结起来形成多肽链。
每种氨基酸可与
1-4
种
tRNA
相结合，
已知的
tRNA
的种类在
40
种以上。< br>
核糖体
RNA
（
ribosomalRNA
），
r RNA
是组成核糖体的主要成分。核糖体是合
成蛋白质的工厂。在大肠杆菌中，
rRN A
量占细胞总
RNA
量的
75%-85%
，而
tRNA占
15%
，
mRNA
仅占
3-5%
。
rRNA
一般与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体
（
ribosome
），如果把
rRNA
从核糖体上除掉，核糖体的结构就会发生塌陷。原
核生物的核糖体所含的rRNA
有
5S
、
16S
及
23S
三种。
MicroRNAs
（
miRNAs
）是在真核生物中发现的一类内源 性的具有调控功能的
非编码
RNA
，其大小长约
20~25
个核苷酸 。成熟的
miRNAs
是由较长的初级转录
物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的， 随后组装进
RNA
诱导的沉默复合体，
通过碱基互补配对的方式识别靶
mRN A
，并根据互补程度的不同指导沉默复合体
降解靶
mRNA
或者阻遏靶
mRNA
的翻译。
最近的研究表明
miRNA
参与各种各样的调
节 途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代
谢等等。

小分子
RNA
存在于真核生物细胞核和细胞质中，
它们的长度为
100到
300
个
碱基
(
酵母中最长的约
1000
个 碱基
)
。
多的每个细胞中可含有
105
～
106
个这种
RNA
分子，
少的则不可直接检测到
,
它们由
RNA
聚合酶Ⅱ或
RNA
聚合酶Ⅲ所合成
,
其中某些象
mRNA
一样可被加帽。主要有两种类型的小分子
RNA:
一类 是
snRNA(small nuclear RNA),
存在于细胞核中；另一类是
scRNA(small
cytoplasmic
RNA)
，存在于细胞质中。小分子
RNA
通常与蛋白质组成复合物
,
在
细胞的生命活动中起重要的作用。

端体酶
RNA(telomeraseRNA
），它与染色体末端的复制有关。

反义
RNA(antisenseRNA
），它参与基因表达的调控。

6.

染色剂成分

染色剂的主要成分为甲基绿和吡罗红，甲基绿和 吡罗红在水中电离后，都产
生带正电荷的阳离子。
甲基绿电离后产生两个正电荷，
碱性 较强。
吡罗红电离后
产生一个正电荷，碱性较甲基绿弱。



甲基绿

吡罗红


7.

染色原理

甲基绿与派洛宁作为混合染料时，
甲基绿与染色质中
DN A
选择性结合显示绿
色或蓝色；
派洛宁与核仁、
细胞质中的
RNA< br>选择性结合显示红色。
其原因可能是
两种染料的混合染液中有竞争作用。
DNA
和
RNA
两种核酸分子都是多聚体，但是它们的聚合程度有所不同。
DNA
聚合程度高，易于甲基绿结合
[6]

；
RNA
聚合程度低易于吡罗红结合。所以当
吡罗红与甲基绿混在一起作为染料时吡罗红与核仁、细胞质中的RNA
选择性结
合，从而显示红色；甲基绿与染色质中的
DNA
选择性结 合，从而显示绿色。综上
所述，
RNA
对吡罗红的亲和力大，被染成红色；
D NA
对甲基绿的亲和力大，被染
成绿色。


三、实验原理