观察DNA和RNA在细胞中的分布--实验方案讲述.docx

《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 2 二、 背景资料 2 1. 核酸是什么? 2 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 3 6. 染色剂成分 4 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 8 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 通过实验想知道的知识 实验之后获得了的知识 1.显微镜的使用方法； 2.临时装片的制作方法； 3.细胞中含有DNA和RNA两种核酸，DNA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。 1.Unna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。 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(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? RNA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RNA。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。 核糖体RNA（ribosomalRNA），rRNA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，rRNA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mRNA，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