Un punto de conocimiento en las asignaturas optativas de biología de secundaria: extracción bruta e identificación de ADN. Los principios de disolución para extraer ADN incluyen: el ADN tiene diferente solubilidad en soluciones de NaCl de diferentes concentraciones. El ADN no es soluble en alcohol.
Las características de solubilidad del ADN en soluciones de NaCl de diferentes concentraciones son las siguientes: la solubilidad más baja es 0,1,4mol/L; para disolver el ADN, ¿se necesita una concentración mayor? ¿Para precipitar el ADN se requiere una concentración de 0,1,4 mol/L?
Al disolver ADN en células, las personas generalmente eligen una solución de NaCl de 2 mol/L; el método para aislar moléculas de ADN es inyectar lentamente agua destilada en la solución de NaCl en la que se disuelve el ADN para diluir la solución de NaCl. El alcohol es un disolvente orgánico común, pero el ADN no es soluble en alcohol (especialmente en alcohol helado al 95%), mientras que las proteínas de las células son solubles en alcohol.
Teóricamente, la solución de etanol preenfriada tiene las siguientes ventajas. En primer lugar, inhibe la actividad de la hidrolasa del ácido nucleico y previene la degradación del ADN; en segundo lugar, reduce el movimiento molecular y forma fácilmente precipitación; en tercer lugar, la baja temperatura favorece el aumento de la flexibilidad de las moléculas de ADN y la reducción de la rotura;
Utilizando el principio de que el ADN es insoluble en alcohol, se puede conseguir el propósito de separar aún más el ADN y las proteínas.
El principio de resistencia del ADN a enzimas, altas temperaturas y detergentes también se puede utilizar para extraer ADN. Al aplicar este principio, se debe seleccionar la proteasa porque la enzima es específica y la proteasa solo hidroliza proteínas sin afectar el ADN. El valor de temperatura es 60 ~ 80 ℃, porque a este valor de temperatura, la proteína se desnaturaliza y precipita, pero el ADN no se desnaturaliza.
Suplemento: La desnaturalización del ADN se refiere a la fusión de las moléculas de ADN a altas temperaturas, con temperaturas superiores a los 80°C. Por ejemplo, en la tecnología PCR, la temperatura de desnaturalización del ADN es de 95°C.
A la hora de identificar si el material extraído es ADN, ¿qué indicadores se deben utilizar para la identificación?
Respuesta: En condiciones de baño de agua hirviendo, el ADN aparecerá azul cuando se encuentre con difenilamina.
Resumen del principio: use soluciones de NaCl de diferentes concentraciones para disolver o precipitar el ADN para extraer y purificar el ADN de las células; luego use alcohol para separar aún más el ADN y las proteínas para lograr el propósito de la purificación; identificación Si el material extraído es ADN.
Selección de materiales experimentales:
El contenido de ADN en diferentes tejidos biológicos es diferente. Al seleccionar materiales, se deben seguir los principios de alto contenido de ADN, fácil acceso y fácil extracción.
Este experimento utiliza células sanguíneas de pollo como material experimental por dos razones. En primer lugar, los núcleos de sangre de pollo son ricos en ADN y los materiales son fáciles de obtener; en segundo lugar, las células sanguíneas de pollo son propensas a absorber agua y explotar, mientras que el uso de células de hígado animal como materiales experimentales a menudo requiere homogeneización y centrifugación, lo que requiere un equipo elevado y complejo. operaciones y requiere mucho tiempo.
El ADN liberado por las células sanguíneas del pollo es fácilmente absorbido por el recipiente de vidrio, por lo que para reducir la pérdida de ADN durante el proceso de extracción, lo mejor es utilizar vasos de precipitados y tubos de ensayo de plástico para sujetar el pollo. líquido de las células sanguíneas.
Triturar las células para obtener el filtrado que contiene ADN;
Si se elige sangre de pollo y cebolla como materiales experimentales, ¿cómo obtener el filtrado que contiene ADN?
Respuesta: Agregar cierta cantidad de agua destilada al líquido de células sanguíneas de pollo, remover con una varilla de vidrio, filtrar y recoger el filtrado picar la cebolla, agregar cierta cantidad de detergente y sal, remover; , moler, filtrar y recoger el filtrado.
¿Por qué la adición de agua destilada provoca la ruptura de las células sanguíneas de pollo?
Respuesta: El agua destilada es un líquido hipotónico de células sanguíneas de pollo. Grandes cantidades de agua pueden ingresar a las células sanguíneas y provocar su ruptura. Junto con el efecto mecánico de la agitación, se acelera la ruptura de las células sanguíneas de pollo (rotura de las membranas celulares y de las membranas nucleares), liberando así ADN.
En el experimento anterior, ¿cuál es el papel de agregar agua destilada, jabón para platos y sal?
Respuesta: Para la filtración se debe seleccionar papel de filtro y tela de nailon. Las células sanguíneas absorben una gran cantidad de agua del agua destilada y se rompen; el detergente descompone las membranas celulares; la sal disuelve las sustancias del ADN;
¿Para qué sirve la molienda al procesar tejido vegetal? ¿Cuáles son los resultados de una molienda insuficiente?
Respuesta: Romper la pared hace que el material nuclear se disuelva fácilmente en la solución de NaCl; una molienda insuficiente reducirá la cantidad de extracción de ADN y afectará los resultados experimentales, lo que no producirá precipitación filamentosa ni color azul durante la identificación. de difenilamina.
Prácticas específicas. ¿10 ml de sangre de pollo + 20 ml de agua destilada? ¿Revolver en la misma dirección? ¿Tres capas de filtro de tela de nailon? filtrar.
¿Por qué se pueden eliminar las impurezas disolviendo repetidamente el ADN precipitado?
Respuesta: Usar una solución con alta concentración de sal para disolver el ADN puede eliminar las impurezas que no se pueden disolver en una solución con alto contenido de sal; usar una concentración baja de sal para precipitar el ADN puede eliminar las impurezas disueltas en una solución con bajo contenido de sal. Por lo tanto, al disolver y precipitar repetidamente el ADN, se pueden eliminar diversas impurezas con diferentes solubilidades del ADN.
El filtrado de ADN inicial contiene impurezas como proteínas y lípidos y, por tanto, requiere una mayor purificación.
El principio de la primera solución es que el ADN tiene diferente solubilidad en soluciones de NaCl de diferentes concentraciones;
El principio de la segunda solución es que la proteasa descompone las proteínas pero no el ADN
El principio del Esquema 3 es que la proteína y el ADN tienen diferentes temperaturas de desnaturalización.
¿Cuál es la diferencia entre la opción 2 y la opción 3?
Respuesta: La segunda opción es utilizar proteasa para descomponer las proteínas impurezas para separar el ADN extraído de la proteína; la tercera opción aprovecha la diferencia en la resistencia a altas temperaturas entre el ADN y la proteína para desnaturalizar la proteína y separarlo del ADN.
Precipitación e identificación:
Aún quedan algunas impurezas en el filtrado. ¿Cómo eliminar estas impurezas? ¿De qué color se obtiene el ADN?
Respuesta: Mezcle el filtrado con un volumen igual de alcohol refrescante y déjelo reposar durante 2 a 3 minutos. Los filamentos blancos separados son ADN. El ADN es blanco.
¿Cómo identificar los filamentos blancos precipitados como ADN?
Respuesta: Método específico: ¿2 tubos de ensayo, numerados A y B? ¿Agregar una cantidad igual de 5 ml de solución de NaCl? ¿Poner una pequeña cantidad de seda blanca en las uñas para que se disuelva? ¿Agregar 4 ml de difenilamina a cada uno y mezclar bien? ¿Baño de agua hirviendo durante 5 minutos? Observa el cambio de color.
Funcionamiento experimental:
Preparar solución de células sanguíneas de pollo, añadir citrato de sodio, dejar reposar o centrifugar.
?
¿Romper células para liberar ADN? Agrega agua destilada y revuelve rápidamente en la misma dirección.
La filtración elimina las paredes y membranas celulares.
Disolver el ADN en el núcleo, añadir NaCl a 2mol/L y agitar lentamente en la misma dirección.
?
Añadir agua destilada hasta 0,1,4 mol/L para la precipitación del ADN, filtrar y disolver en una solución de 2 mol/L.
Elimina la mayor parte del material del citoplasma.
Mezclar el ADN inicialmente purificado con el mismo volumen de alcohol frío al 95% para precipitar los filamentos blancos.
Elimina proteínas nucleares, ARN, polisacáridos, etc.
Identificación de ADN de difenilamina, baño de agua hirviendo, azul
Nota: agregue citrato de sodio a la sangre de pollo para evitar la coagulación; deje reposar la sangre de pollo o centrifugue para aumentar la concentración de células; un vaso de precipitados de plástico con tela de nailon; revuelva la varilla de vidrio en la misma dirección; la varilla de vidrio debe agitarse lentamente (las células se rompen; la varilla de vidrio no debe tocar la pared del vaso de precipitados); estar preparado en la actualidad.
Un punto de conocimiento en el curso optativo de biología de la escuela secundaria: elaboración de vino de frutas y vinagre de frutas 1. Fermentación: el proceso de producción de una gran cantidad de metabolitos mediante el cultivo de tecnología microbiana.
2. Fermentación aeróbica: fermentación acética y fermentación del ácido glutámico.
Fermentación anaeróbica: fermentación alcohólica, fermentación láctica.
3. La levadura es un hongo microbiano anaeróbico facultativo.
Los métodos de reproducción de la levadura: reproducción por gemación (principalmente), reproducción por fisión y reproducción por esporas.
4. En condiciones aeróbicas, la levadura realiza respiración aeróbica y se reproduce en gran número. C6H12O6+6O2? 6CO2+6H2O
5. En condiciones anaeróbicas, la levadura puede fermentar el alcohol. C6H12O6? 2C2H5OH+2CO2
6. Alrededor de 20 ℃ es el más adecuado para la reproducción de la levadura. Durante la fermentación alcohólica, la temperatura generalmente se controla entre 18 ℃ y 25 ℃.
7. En el proceso de fermentación natural del vino, la levadura silvestre adherida a la superficie de la piel de la uva juega un papel importante.
Durante el proceso de fermentación, a medida que aumenta la concentración de alcohol, los pigmentos de los hollejos de las uvas tintas también entran en el líquido de fermentación, haciendo que el vino tenga un color rojo oscuro.
La levadura puede crecer y reproducirse en caldo de fermentación ácido anaeróbico, pero la mayoría de los demás microorganismos están limitados porque no pueden adaptarse a este entorno.
8. Acetobacter es una bacteria unicelular (organismo procariótico), su tipo metabólico es heterótrofo y aeróbico, y su método de reproducción es la fisión binaria.
9. Cuando las fuentes de oxígeno y azúcar son suficientes, las bacterias del ácido acético descomponen el azúcar del jugo de uva en ácido acético; cuando no hay una fuente de azúcar, las bacterias del ácido acético convierten el etanol en acetaldehído y luego el acetaldehído en. ácido acético. 2C2H5OH+4O2? CH3COOH+6H2O
10, la función de controlar las condiciones de fermentación:
① Acetobacter es particularmente sensible al contenido de oxígeno. Durante la fermentación sumergida, las bacterias del ácido acético morirán incluso si se interrumpe el suministro de oxígeno durante un breve período.
②La temperatura óptima de crecimiento de las bacterias del ácido acético es de 30 ~ 35 ℃. Controlar la temperatura de fermentación puede acortar el tiempo de fermentación y reducir la posibilidad de contaminación bacteriana.
③Existen dos métodos para producir ácido acético: método de oxidación directa y método de oxidación utilizando alcohol como sustrato.
11. Proceso experimental: ¿Elegir uvas? ¿enjuagar? ¿jugo? ¿Fermentación alcohólica? Vino de frutas (? Vinagre de frutas de fermentación con ácido acético)
12. Prueba de alcohol: si se produce alcohol después de la fermentación del jugo de frutas, se puede utilizar dicromato de potasio para probar. En condiciones ácidas, el dicromato de potasio reacciona con el alcohol y se vuelve gris verdoso. Primero agregue 2mL de caldo de fermentación al tubo de ensayo, luego agregue 43 gotas de H2SO43 con una concentración de 3mol/L y agite bien. Finalmente, agregue 3 gotas de solución saturada de dicromato de potasio a temperatura ambiente, agite el tubo de ensayo y observe el color.
13. El puerto de aireación está conectado a una bomba de aireación para la aireación durante la fermentación con ácido acético; el puerto de escape se usa para descargar dióxido de carbono durante la fermentación del alcohol;
El puerto de escape debe conectarse al cuerpo de la botella a través de una manguera larga y curva. Su propósito es evitar la contaminación microbiana en el aire. El propósito de la abertura hacia abajo es facilitar la descarga de dióxido de carbono. Cuando se utiliza este dispositivo para hacer vino, la ventilación debe estar cerrada; cuando se hace vinagre, la entrada de aire debe estar conectada a una bomba de aire para ingresar oxígeno.
Un punto de conocimiento en el curso optativo de biología de la escuela secundaria: hacer tofu 1. En la fermentación del tofu participan una variedad de microorganismos, como Penicillium, levadura, Aspergillus, Mucor, etc. , en el que Mucor juega un papel importante. Mucor es un hongo filamentoso. El tipo metabólico es heterótrofo y aeróbico. El modo de reproducción es la reproducción de esporas. Viviendo una vida de depravación.
2. Principio: La proteasa producida por microorganismos como Mucor puede descomponer la proteína del tofu en pequeños péptidos y la lipasa puede hidrolizar la grasa en glicerol y ácidos grasos.
3. Proceso experimental: ¿Dejar que Mucor crezca sobre tofu? ¿En escabeche? ¿Sopa marinada en botella? Sellado y solidificación
4. El principal proceso de producción de tofu fermentado es el tofu fermentado en la etapa inicial y el tofu fermentado en la etapa posterior.
Las principales funciones de la fermentación temprana:
1. Crear las condiciones para el crecimiento de Mucor.
2.Deja que la enzima capilar forme una película bacteriana para envolver el tofu y darle forma al tofu fermentado.
La postfermentación es principalmente un proceso en el que enzimas y microorganismos participan de forma colaborativa en reacciones bioquímicas. El aroma de la tofu fermentada se produce mediante el ablandamiento de diversos excipientes y enzimas.
5. ¿Cortar el tofu en 3cm? ¿3cm? Bloques parciales de 1 cm. El contenido de agua del tofu utilizado es aproximadamente del 70%. Si hay demasiada agua, la tofu fermentada no se formará fácilmente.
El método de determinación de la humedad es el siguiente: Pese con precisión 5 ~ 10 g (con una precisión de 0,02 mg) de la muestra molida hasta formar una pasta en un mortero, colóquela en un recipiente de evaporación de peso conocido y extiéndala uniformemente. , y colocarlo a 100 ~ Secar en horno eléctrico a 105°C por 4 horas, sacar, enfriar a temperatura ambiente, pesar y luego secar por 30 minutos.
La fórmula para calcular el contenido de humedad (%) de la muestra es la siguiente:
(¿Cuál es la masa del recipiente y la muestra antes del secado? La masa del recipiente y muestra después del secado)/La masa de la muestra antes del secado
Crecimiento de Mucor: Condiciones: Coloque los trozos de tofu en la jaula, controle la temperatura en la jaula a 15 ~ 18 ℃ y mantenga una cierta temperatura.
Fuente: 1. Esporas de Mucor en el aire 2. Inoculación directa de especies finas de Mucor
Tiempo: 5 días
Marinado: Colocar los bloques de tofu cubiertos con Mucor de manera ordenada Ponerlo en una botella y añadir sal en capas. A medida que aumenta el número de capas, aumenta la cantidad de sal y la sal cerca de la superficie de la boca de la botella se vuelve más espesa. El tiempo de marinado es de unos 8 días.
Al encurtir con sal, preste atención a controlar la cantidad de sal: si la concentración de sal es demasiado baja, no puede inhibir el crecimiento de microorganismos y puede hacer que el tofu se eche a perder si la concentración de sal es alta; demasiado alto, afectará el sabor del tofu fermentado.
Las funciones de la sal: 1.
Inhibir el crecimiento de microorganismos y evitar el deterioro; 2. La precipitación de agua endurece el tofu, lo que hace que sea menos probable que se quede crujiente durante el proceso de posproducción. 3. Condimentar para darle al tofu el sabor salado necesario; 4. Extracción de proteasa del micelio del tofu.
Preparación del guiso: el guiso está directamente relacionado con el color, aroma y sabor del tofu fermentado. La sopa enlatada se elabora con vino y diversas especias. El contenido de vino en la sopa de salmuera generalmente se controla en aproximadamente el 12%.
Las funciones del vino: 1. Prevenir la contaminación bacteriana y la corrosión; 2. Combinar con ácidos orgánicos para formar ésteres, dando sabor al tofu fermentado. 3. El contenido de alcohol del tofu fermentado en las últimas etapas está estrechamente relacionado con el tiempo de fermentación; Cuanto mayor sea el contenido de alcohol, mayor será el efecto inhibidor sobre la proteasa y mayor será el tiempo de maduración del tofu fermentado. El contenido de alcohol es demasiado bajo y la actividad proteasa es alta, lo que acelerará la hidrólisis de las proteínas y hará que las bacterias se multipliquen rápidamente. El tofu es fácil de estropear pero difícil de bloquear.
Las funciones de las especias: 1. Función de condimento; 2. Esterilización y desinfección; 3. Participar y promover el proceso de fermentación.