Giải chi tiết chuyên đề Sinh học 12 Cánh diều bài 2: Phương pháp tách chiết DNA

BÀI 2. PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT DNA

MỞ ĐẦU 

Câu hỏi: Tại sao cần tách chiết DNA và cần tuân thủ nguyên lí nào khi tách chiết DNA?    

Bài làm chi tiết:

- Việc tách chiết DNA là một phần quan trọng của quy trình phân tích DNA, được thực hiện với mục đích thu thập DNA sạch từ mẫu ban đầu. 

- Nguyên lí tách chiết DNA từ tế bào gồm các quá trình cơ bản là li giải tế bào, loại bỏ các tạp chất, thu nhận và tinh sạch DNA. 

I. NGUYÊN LÍ CỦA PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT DNA

Câu 1: Quan sát hình 2.1, mô tả các bước trong nguyên lí tách chiết DNA.

Bài làm chi tiết:

Các bước trong nguyên lí tách chiết DNA: 

- Bước 1: Li giải tế bào

- Bước 2: Loại bỏ các tạp chất

- Bước 3: Thu nhận và tinh sạch DNA

II. CÁC BƯỚC TRONG NGUYÊN LÍ TÁCH CHIẾT DNA

Câu 1: Quan sát hình 2.2, mô tả quá trình li giải tế bào. 

Bài làm chi tiết:

Quá trình li giải tế bào: Tiến hành nghiền mẫu cần tách chiết DNA, sau đó bổ sung chất tẩy rửa và enzyme, ủ hỗn hợp dịch, ta thu được hỗn dịch thành phần tế bào bị phân giải.

Câu 2: Quan sát hình 2.3, mô tả quá trình loại bỏ tạp chất trong tách chiết DNA.

Bài làm chi tiết:

Quá trình loại bỏ tạp chất trong tách chiết DNA: 

- Phương pháp phenol-chloroform: Bổ sung phenol-chloroform vào hỗn dịch li giải tế bào và li tâm, thu được dung dịch chia làm hai pha, pha trên là DNA tan trong nước đã được tinh sạch.

- Phương pháp sắc kí cột silica: Chuyển hỗn dịch li giải tế bào lên cột silica, li tâm thu được DNA có kích thước lớn được giữ trên màng silica.

Luyện tập: 

- Quan sát hình 2.4, mô tả các bước của phương pháp tách chiết DNA dựa trên sắc kí.

- Lấy ví dụ một số phương pháp tách chiết DNA từ mẫu thực vật, động vật và vi khuẩn.

- Tóm tắt nguyên lí và các bước của quá trình tách chiết DNA ở các phương pháp khác nhau bằng cách hoàn thành bảng 2.1.

Bài làm chi tiết:

- Các bước của phương pháp tách chiết DNA dựa trên sắc kí: gồm 3 bước

+ Bước 1: Li giải tế bào

+ Bước 2: Loại bỏ các tạp chất

+ Bước 3: Thu nhận và tinh sạch DNA

- Ví dụ một số phương pháp tách chiết DNA từ mẫu thực vật, động vật và vi khuẩn:

+ Thực vật: Phương pháp CTAB (Cetyltrimethylammonium Bromide), phương pháp DNeasy Plant Mini Kit của Qiagen.

+ Động vật: Phương pháp phenol-chloroform.

+ Vi khuẩn: Phương pháp phenol-chloroform, sử dụng kits thương mại như kit QIAamp DNA Mini Kit của Qiagen.

- Nguyên lí và các bước của quá trình tách chiết DNA ở các phương pháp khác nhau:

Vận dụng: Trong nghiên cứu xác định trình tự của một gene trong hệ gene của cây lúa, nhà nghiên cứu có thể sử dụng phương pháp tách chiết DNA nào? Giải thích.

Giải chi tiết:

- Trong nghiên cứu xác định trình tự của một gene trong hệ gene của cây lúa, nhà nghiên cứu có thể sử dụng một số phương pháp tách chiết DNA khác nhau, nhưng phương pháp phổ biến và phù hợp nhất là phương pháp CTAB (Cetyltrimethylammonium Bromide).

- Lý do:

+ Hiệu quả trong việc li giải tế bào thực vật: CTAB là một chất hoạt động bề mặt có khả năng li giải tế bào hiệu quả.

+ Loại bỏ tạp chất: CTAB có khả năng loại bỏ các tạp chất như protein và polysaccharide phổ biến trong mẫu thực vật, giúp tinh sạch DNA.

+ Phù hợp với các loại mẫu thực vật khác nhau: Phương pháp CTAB có thể được điều chỉnh để phù hợp với các loại mẫu thực vật khác nhau, bao gồm cả cây lúa.

+ Dễ thực hiện và chi phí thấp: Phương pháp CTAB có thể thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm cơ bản và không đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp.