Выделение днк с последующим электрофорезом из клеток кожицы лука

Школьники в данном разделе выберут актуальную тему проекта по биологии, для исследований, связанных с аллергией, умственными способностями, зрением, выделением ДНК, деатурацией белка, модификационной изменчивостью, наследственными болезнями.

Что касается растений, предложены темы исследовательских работ по биологии для 10 класса в которых предполагается исследование влияния гербицидов, методов обработки почвы, противогололедных смесей и пожаров на растительность, рассматриваются растения-галофиты и гидрофиты, соя.
Среди животного мира расматриваются темы проектов по биологии в 10 классе, связанные с бездомными животными, ветеринарией, колорадским жуком, бабочками, глубоководными организмами и неклеточными формами жизни.

Аллергия как фактор проявления иммунодефицита.
Арбуз на тыквенных корнях
Бактерицидное действие фитонцидов.
Бездомные животные
Биологические ритмы растений
Ветеринария в сельском хозяйстве.
Влияние качества пищи на рост и развитие колорадского жука.
Влияние поваренной соли, применяемой в противогололедных смесях, на растения газонов.
Влияние различных видов обработки почвы на её агрономические свойства.
Влияние фитонцидов на сохранность продуктов.
Влияние цвета на настроение человека
Выделение ДНК с последующим электрофорезом из клеток кожицы лука.
Движения у растений.
Деатурация белка
Демографический портрет школы.
Дизайн пришкольной территории
Динамика умственной работоспособности пятиклассников в течении учебного дня при разных режимах двигательной активности.
Дневные бабочки верховий реки
Живые «чудовища» — многообразие глубоководных живых организмов.
Журавли над родиной
Изменение клинической рефракции глаз у школьников 10-х классов.
Изучение влияния гербицидов на культурные растения
Изучение процесса восстановления лесного сообщества после действия низового пожара.
Исследование изменения своего веса и контура мышц под действием диеты и физических упражнений.
История развития науки Биология
История развития биологии и методы исследования в биологии.
История развития генетики и ее методы
Как научиться жить в согласии с природой? (биоритмы человека).
Кофе — вред или польза?
Маленькие труженики леса
Многообразие трутовиков
Модификационная изменчивость бездомного щенка.
Модификационная изменчивость моего организма под действием диеты.
Модификационная изменчивость моего организма под действием физических упражнений.
Мониторинг состояния сердечно-сосудистой системы школьников класса
Наследственные болезни.
Неклеточные формы жизни, прокариоты, эукариоты
Никогда не рано и никому не поздно полюбить шоколад.
Определение влажности воздуха и изучение влияния ее на здоровье человека.
Основные своиства и структура нуклеиновых кислот.
По следам открытий — в микромире.
Путешествие с молекулой кислорода по организму
Растения-галофиты: видовой состав, характер адаптаций к условиям обитания.
Растения-гидрофиты: видовой состав, приспособления растений к условиям обитания.
Роль биологических исследований в современной медицине.
Симбиоз в жизни растений и животных
Содержание палочника вьетнамского в условиях неволи.
Соя – основа здорового питания или непоправимый вред для организма?
Сравнительная характеристика клеток прокариотических и эукариотических клеток.
Характеристика состава и свойств воды как фактор, определяющий ее пригодность для водопользования.
Цветок дальнего востока — рододендрон.
Цитология наука о клетке
Что скрывается в чашке чая?
Экологическая биотехнология. Основные тенденции развития.

в статье расскрывается опыт по организации учебно-исследовательской и проектной деятельности на уроках и внеклассной работе по биологии.

Образовательная программа учреждения должна включать программу развития универсальных учебных действий, обеспечивающую «формирование у обучающихся основ культуры исследовательской и проектной деятельн.

Стремительные социально-экономические преобразования, которые произошли в обществе за последние десятилетия, кардинально изменили не только условия жизни людей, но и образовательную ситуацию. С 1 сент.

ПРОЕКТНАЯ РАБОТАслушателей курсов дополнительной профессиональной программы повышения квалификации учителей химии, географии и биологии по теме«Проектирование современного урока географии.

источник

Выполнили: ученицы 10 класса
Пчёлкина Юлия и Завражнова Валерия
Руководитель: Перковская Ольга Владимировна — учитель биологии
Введение
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – это молекула, присутствующая в клетках всех живых организмов — бактерий, растений, животных. ДНК несет генетическую информацию, которая наследуется, то есть передается от родителей к потомкам. ДНК определяет все физические признаки и особенности человека: цвет волос, глаз и кожи; рост; черты лица; группу крови и бесчисленное множество других. Наша ДНК является комбинацией ДНК нашего отца (из его сперматозоидов) и нашей матери (из ее яйцеклетки) сформировавшейся после оплодотворения. ДНК – нечто абстрактное и недоступное взгляду. Так мы представляем ДНК после её изучения по программе курса биологии.
Мы слышали, что любая выделенная из клеток ДНК выглядит одинаково, но все равно здорово посмотреть на собственную ДНК, осознавая, что это то, что делает нас живым и уникальным. Так определилась цель нашего исследования.

Цель исследования: выделение собственной ДНК и её сохранение.

Задачи исследования:
1. Изучить и проанализировать информационные источники по данному вопросу;
2. Съездить в г. Томск для выполнения данной работы;
3. Познакомиться с технологией выделения ДНК;
4. Выделить собственную ДНК и переместить в сосуд для хранения;
5. Убедиться в том, что ДНК вполне реальна и осязаема;
6. Познакомить со своей работой учащихся в ходе изучения молекулярной биологии.

Гипотеза исследования: мы предположили, что если разрушить оболочку клеток, а затем ядра то ДНК должна будет находиться в сосуде, где будет содержимое клеток.

1. Приборы и материалы

СОДЕРЖАНИЕ НАБОРА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ДНК
Компоненты в составе набора
Буфер для лизиса
Сухая протеаза и соль
15 мл пробирки
Разноцветные микропробирки
Стерильные пипетки в индивидуальной упаковке
Необходимые дополнительные принадлежности
91% изопропанол или 95% этанол
Водяная баня с термометром (рисунок 1.1.)
Стакан или штатив чтобы поместить 15 мл пробирки в водяную баню
Стакан для слива
Штативы для микроцентрифужных пробирок
Контейнер со льдом
Фломастеры
2. История открытия ДНК
Более шестидесяти лет назад было сделано замечательное научное открытие. 25 апреля 1953 года была опубликована статья о том, как устроена самая загадочная молекула – молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты. Сокращенно её называют ДНК. Эта молекула встречается во всех живых клетках всех живых организмов. Обнаружили ее ученые более ста лет назад. Но тогда никто не знал, как эта молекула устроена и какую роль играет в жизни живых существ.

Окончательно разгадать тайну удалось английскому физику Френсису Крику и американскому биологу Джеймсу Уотсону.
Их открытие было очень важным. И не только для биологов, которые узнали наконец, как устроена молекула, управляющая всеми свойствами живого организма.
Одно из крупнейших открытий человечества было сделано так, что совершенно невозможно сказать, какой науке это открытие принадлежит, – так тесно слились в нем химия, физика и биология. Этот сплав наук и есть самая яркая черта открытия Крика и Уотсона.
Ученых давно интересовала тайна главного свойства всех живых организмов – размножение. Почему дети – идет ли речь о людях, медведях, вирусах – похожи на своих родителей, бабушек и дедушек? Для того, чтобы открыть тайну, биологи исследовали самые разные организмы.

И ученые выяснили, что за сходство детей и родителей отвечают особые частицы живой клетки – хромосомы. Они похожи на маленькие палочки. Небольшие участки палочки-хромосомы назвали генами. Генов очень много, и каждый отвечает за какой-нибудь признак будущего организма. Если говорить о человеке, то один ген определяет цвет глаз, другой – форму носа. Но из чего состоит ген и как он устроен, этого ученые не знали. Правда, было уже известно: в хромосомах содержится ДНК и ДНК имеет какое-то отношение к генам.

Разгадать тайну гена хотели разные ученые: каждый смотрел на эту тайну с точки зрения своей науки. Но чтобы узнать, как устроен ген, маленькая частица ДНК, надо было узнать, как устроена и из чего состоит сама молекула.
Химики, которые исследуют химический состав веществ, изучали химический состав молекулы ДНК. Физики стали просвечивать ДНК рентгеновскими лучами, как обычно они просвечивают кристаллы, чтобы узнать, как эти кристаллы устроены.

И выяснили, что ДНК похожа на спираль.
Биологи интересовались загадкой гена, конечно, больше всех. И Уотсон решил заняться проблемой гена. Для того, чтобы поучиться у передовых биохимиков и побольше узнать о природе гена, он отправился из Америки в Европу.
В то время Уотсон и Крик еще не знали друг друга. Уотсон, проработав некоторое время в Европе, никак существенно не продвинулся в выяснении природы гена.
Но на одной из научных конференций он узнал, что физики изучают строение молекулы ДНК с помощью своих, физических методов. Узнав это, Уотсон понял, что тайну гена ему помогут раскрыть физики, и отправился в Англию, где устроился работать в физическую лабораторию, в которой исследовали биологические молекулы. Здесь-то и произошла встреча Уотсона и Крика.
Крик вовсе не интересовался биологией. До тех пор, пока ему на глаза не попалась книжка известного физика Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?».
В этой книжке автор высказал предположение, что хромосома похожа на кристалл. Шредингер заметил, что «размножение» генов напоминает рост кристалла, и предложил ученым считать ген кристаллом. Это предложение заинтересовало Крика и других физиков. Вот почему.
Кристалл – очень простое по структуре физическое тело: в нем все время повторяется одна и та же группа атомов. А устройство гена считали очень сложным, раз их так много и все они разные. Если гены состоят из вещества ДНК, а молекула ДНК устроена так же, как кристалл, то получается: она одновременно и сложная и простая. Как же так?
Уотсон и Крик понимали: физики и биологи слишком мало знают о молекуле ДНК. Правда, кое-что было известно о ДНК химикам.

Химики знали, что в состав молекулы ДНК входят четыре химических соединения: аденин, тимин, гуанин и цитозин. Их обозначили по первым буквам – А, Т, Г, Ц. Причем аденина было столько же, сколько тимина, а гуанина – сколько цитозина. Почему? Этого химики понять не могли.
Они догадывались: это как-то связано со структурой молекулы. Но как, не знали. Химикам помог биолог Уотсон.
Уотсон привык к тому, что в живой природе многое встречается парами: пара глаз, пара рук, пара ног, существуют, например, два пола: мужской и женский. Ему казалось, что и молекула ДНК может состоять из двух цепочек. Но если ДНК похожа на спираль, как выяснили физики при помощи рентгена, то как в этой спирали две цепочки держатся друг за друга? Уотсон предположил, что при помощи А, Г, Ц и Т, которые, как руки, протянуты друг к другу. Вырезав из картона контуры этих химических соединений, Уотсон долго прикладывал их то так, то эдак, пока вдруг не увидел: аденин прекрасно соединяется с тимином, а гуанин с цитозином.
Уотсон рассказал об этом Крику. Тот быстро сообразил, как должна выглядеть двойная спираль на самом деле – в пространстве, а не на рисунке.
Оба ученых начали строить модель ДНК.
Как это – «строить»? А вот как. Из молекулярного конструктора, который напоминает детский конструктор-игрушку. В молекулярном конструкторе деталями служат шарики-атомы, которые пристегиваются друг к другу кнопочками в том порядке, в каком расположены атомы в веществе.
Молекулярный конструктор придумал другой ученый – химик Полинг. Он строил модели молекул белков и выяснил, что в них обязательно должны быть участки, похожие на спирали. Очень скоро это подтвердили физики той лаборатории, где работал Крик. Важная биологическая проблема была решена теоретическим путем.
Способ Полинга так понравился Крику, что он предложил Уотсону построить модель ДНК при помощи молекулярного конструктора. Вот так была создана модель знаменитой Двойной спирали ДНК, которую вы можете увидеть на рисунке.
И что замечательно: из-за того, что А в одной цепи может «склеиваться» только с Т в другой, а Г – только с Ц, автоматически выполняется «химическое» правило, по которому количество А равно количеству Т, а количество Г равно количеству Ц. Но самое о главное, что, глядя на Двойную спираль ДНК, сразу понятно, как решить загадку размножения генов. Достаточно «размотать» косичку ДНК, и каждая цепочка сможет достроить на себе новую так, чтобы А склеивалось с Т, а Г – с Ц: был один ген – стало два. Из-за того, что размеры пар А-Т и Г-Ц одинаковы, молекула ДНК по структуре в самом деле напоминает кристалл, как предполагали физики.
И в то же время этот «кристалл» может содержать самые разные сочетания А, Т, Ц, Г, и поэтому все гены разные.
Решение проблемы гена Уотсоном и Криком привело к тому, что буквально за 2–3 года сформировалась целая новая область естествознания, которую назвали молекулярной биологией. Часто ее называют физико-химической биологией.

3. Выделение ДНК из клетки учёными
Самое первое выделение ДНК было сделано швейцарским врачом Фридрихом Мишером в 1869 году .
Исследования в области нуклеиновых кислот привели к соз¬данию и бурному развитию ряда новых биологических дисцип¬лин – молекулярной биологии, бионики, биокибернетики, вызва¬ли мощный приток научных сил к исследованиям в биологии.
Открытие нуклеиновых кислот связано с именем молодого врача из города Базеля (Швейцария) Фридриха Мишера. Его дядя, профессор анатомии Вильгельм Гис, выдающийся ученый и педагог того времени, оказал на молодого Мишера большое влияние. После окончания медицинского факультета Мишер был послан для усовершенствования и работы над диссертацией в Тюбинген (Германия) в физиолого-химическую лабораторию, возглавляемую Ф. Гоппе-Зейлером. Тюбингенская лаборатория в то время была известна ученому миру. В ней проводились работы по химическому анализу тканей животного организма. Пройдя практику по органической химии, Мишер приступил к работе в биохимической лаборатории. Ему было поручено заняться изучением химического состава гноя. Молодой ученый не возражал против предложенной темы, так как считал лейкоци¬ты, присутствующие в гное, одними из самых простых клеток. Для получения материала пришлось связаться с хирургическим отделением местной больницы, где собирались бинты, снятые с больных при перевязках. Мишер вымачивал бинты в разбавленных солевых растворах, и гнойные клетки (лейкоциты) осаждались на дно сосуда.
Получив гнойные клетки, Мишер выдерживал их в течение некоторого времени в разбавленном солевом растворе. Исходя из опыта лаборатории, он знал, что при этом протоплазма клеток постепенно растворяется. Из нерастворившегося осадка, который, по его представлениям, подтвержденным микроскопическими исследованиями, являлся осадком ядер клеток, Мишер экстрагировал слабым раствором соды вещество, которое выпадало в осадок при нейтрализации. Это вещество не распадалось при действии протеолитических ферментов и содержало большое количество фосфора, не экстрагируемого горячим спиртом.
Молодой исследователь сразу понял важность получения нового органического фосфорсодержащего вещества ядерного происхождения. Он был уверен именно в ядерном его источнике. Поэтому Мишер предпринял более тщательное выделение ядер. В то время еще никто в биохимических лабораториях не пытался выделить ядра или какие-либо другие субклеточные компоненты, так что и здесь он был пионером. При микроскопическом наблюдении препарата оказалось, что ядра были загрязнены другими клеточными фрагментами. Чтобы далее их очистить, Мишер стал добавлять в слабый раствор соляной кислоты экстракт из желудка свиньи, содержащий протеолитический фермент пепсин. Полученные таким образом ядра выглядели не¬сколько сжатыми, но были свободны от цитоплазматического загрязнения. Далее он промывал ядра и обрабатывал их горя¬чим спиртом для удаления липидов, затем препарат ядер экст-рагировал разбавленным раствором соды и осаждал осадок пос¬ле нейтрализации раствора добавлением кислоты. Полученный препарат легко растворялся в щелочи. Новое вещество было подвергнуто элементарному анализу. В нем оказалось 14% азо¬та и примерно 6% фосфора. Мишер использовал также указа¬ния цитологов о сродстве ядер клеток к основным красителям. Препарат Мишера давал интенсивно окрашенный осадок с д основным красителем метиловым зеленым. После этих экспериментов Мишер уже не сомневался в том, что он выделил субстанцию ядерного происхождения. Поскольку оно не разлага¬лось протеолитическими ферментами, новое вещество не явля¬лось белком. Отсутствие растворимости в горячем спирте указывало на то, что это вещество не являлось и фосфолипидом. По-видимому, оно относилось к новому классу биохимических соединений. Ввиду ядерного происхождения Мишер предложил для него название «нуклеин» (лат. «нуклеус» – ядро).
К открытию нуклеина руководитель лаборатории Гоппе-Зейлер отнесся скептически. Гоппе-Зейлеру казалось маловероят¬ным существование в ткани каких-либо новых веществ, кроме уже давно и хорошо известных – белков, углеводов, липидов. Из известных веществ высокий процент фосфора содержался в так называемых фосфолипидах (фосфатидах). Полученный нук¬леин Гоппе-Зейлер склонен был трактовать как соединение бел¬ка с примесью фосфатидов. На памяти Гоппе-Зейлера и прежде в лаборатории были случаи, когда молодыми учеными делались «открытия», которые через короткое время бесславно «закры¬вались», так как часто новое и необычное оказывалось результатом грязной или спешной работы или технической ошибки. Гоппе-Зейлер был осторожный, очень опытный исследователь. Он дорожил репутацией своей лаборатории и не мог допустить публикации сомнительных или недостоверных данных. Но Ми¬шер с большой горячностью настаивал на точности своих результатов и добивался разрешения опубликовать их в печати. Тогда Гоппе-Зейлер решил проверить данные Мишера лично. Он и два его ассистента (одним из них был русский химик Любавин) в течение года шаг за шагом прошли все этапы анали¬тической работы Мишера и полностью подтвердили его данные, выделив нуклеин из клеток крови и из дрожжей. В 1871г. рабо¬та Мишера вместе с подтверждающими ее контрольными рабо¬тами Гоппе-Зейлера и его ассистентов увидела свет. Существо¬вание нуклеина как специфического ядерного вещества стало научным фактом. Вскоре методика Мишера была применена для выделения нуклеина из различных тканей. Наличия нуклеи¬на с точки зрения ученого нельзя было ожидать в эритроцитах млекопитающих, так как в них нет ядер.
В наше время, когда исключительная роль нуклеиновых кис¬лот известна каждому, понятно громадное значение пионерской работы Мишера. Но в то время ни он сам, ни Гоппе-Зейлер не имели ясного представления о настоящем значении этих иссле¬дований и не могли предвидеть их значение в будущем. Именно поэтому дальнейшее развитие исследований по нуклеину подви¬галось медленно. Все это хорошо иллюстрирует не раз выска¬занную мысль, что исследователь и его современники нередко не осознают полностью значения выполняемого исследования, но, если оно произведено правильно и полученные результаты отражают объективную реальность, оно рано или поздно найдет истинное место в науке.
Год работы в лаборатории Гоппе-Зейлера окончился для Мишера осенью 1869 г., и он вернулся в Базель. Здесь он решил выделить нуклеин из ядер других клеток. Мишер искал ткань, в которой ядра составляли бы относительно большую часть объ¬ема клеток. Из гистологии Мишер знал, что такими клетками являются сперматозоиды. Сперматозоид состоит из головки и тоненького хвостика. Головка представляет почти чистое ядро, цитоплазмы в сперматозоиде относительно мало. Сразу же на¬шелся и источник сперматозоидов – молоки рейнского лосося. Эти клетки содержали огромные ядра, где было сосредоточено более 90% клеточного материала. Исследования молок, выпол-ненные Мишером в 1873–1874 гг., дали новые важные результаты. Следует отметить, что в это время ученый был так занят преподавательской деятельностью, что мог проводить химические анализы только по ночам и воскресеньям.
Мишер изолировал из молок рейнского лосося высокоочи¬щенный нуклеин, который ему удалось разделить на составные части: белковоподобный компонент, обладающий щелочными свойствами, и остаток, не содержащий белка. Этот остаток содержал высокий процент фосфора, который нельзя удалить горячим спиртом, и обладал кислотными свойствами. Белковоподобный компонент нуклеина исследователь назвал протамином. Свободный от белка остаток нуклеина был назван в 1889 г. нуклеиновой кислотой. Это название оказалось удачным и сохранилось до настоящего времени. В ядрах молок рыб присутствовали, таким образом, и нуклеиновая кислота, и щелочной протамин. Мишер высказал предположение, что оба эти вещества находятся в ядрах в комплексе: они нейтрализуют друг друга, образуя солеобразное соединение. Он понимал, что нуклеиновая, кислота является высокомолекулярным соединением, так как препараты этого вещества не проходили через пергаментные фильтры. Ему было также ясно, что для получения хороших препаратов нуклеина работу по его выделению нужно проводить на холоде.
Последние десятилетия XIX в. явились волнующим периодом в биологии. Экспериментальные открытия и гипотезы, объ¬ясняющие новые факты, появлялись в то время с большой ин¬тенсивностью.
Существование нового типа веществ в ядрах клеток вызва¬ло борьбу идей относительно их биологической роли. В этой борьбе на некоторое время одержало верх правильное пред¬ставление о нуклеине как носителе наследственных свойств жи¬вого. Однако в ходе дальнейшего развития биологии от этой важной идеи отказались, и понадобилось еще полвека, чтобы эта мысль возродилась вновь, была полностью подтверждена и вызвала ту революцию в биологической науке, которая наблю¬дается в наше время. Она породила новый молекулярный под¬ход к важнейшим биологическим явлениям.
Кратко остановимся на представлениях крупнейших ученых того времени относительно биологической роли нуклеина. Сам Мишер, как уже упоминалось, неясно представлял себе эту роль. Это неудивительно, так как роль самого ядра в клетке была еще неясна, хотя оно было идентифицировано в 1831 г. Не только Мишер, но и известный биолог В. Флемминг в 1882 г., описывая последние работы по ядру клетки, делал вывод, что относительно биологического значения ядра ученые остаются до сих пор в полной темноте. Правильные идеи относительно роли нуклеина пришли в это время со стороны тех биологов, которые занимались изучением процесса оплодотворения. Мишер выделил нуклеин, в частности, из сперматозоидов, т. е. клеток, осуществляющих оплодотворение яиц и принимающих таким обра¬зом участие в зарождении нового организма с наследственными признаками, передающимися ему от родителей. Этот факт уже указывал на возможное значение ядра и нуклеина в процессе передачи наследственных признаков. Действительно, проведен¬ные в это время микроскопические исследования процесса опло¬дотворения яиц морского ежа и аскариды убедительно показа¬ли, что при слиянии ядер яйцеклетки и сперматозоида в яйце¬клетке оказываются половинные наборы хромосом как яйца, так и сперматозоида, которые редуплицируются, т. е. удваиваются. После этого яйцеклетка делится на две идентичные клетки но¬вого организма, причем в каждой клетке оказывается полный (диплоидный) набор хромосом, половина которого произошла от хромосом матери, а половина – от хромосом отца. Большин¬ство ученых приняло тогда ту точку зрения, что хромосомы пе¬редают генетический материал и осуществляют наследственную непрерывность в ряду поколений.
Так как хромосомы находятся в ядре, было высказано пред¬положение, что они содержат нуклеин. Далее можно было пред¬полагать, что нуклеин является веществом, ответственным за передачу наследственных признаков от клетки к клетке. Ботаник Захариас в 1881 г. экспериментально показал, что нуклеин дейст¬вительно содержится в хромосомах. Он исследовал хроматин, ядерный материал, окрашивающийся теми же красителями, что и хромосомы. Ученый удалял нуклеин из ядер, пользуясь про¬цедурой, разработанной Мишером. При этом ядра и хроматин теряли способность окрашиваться. Эти опыты были поставлены на различных клетках как растительного, так и животного про¬исхождения. Захариас показал также, что если переваривать клетки пепсином в процессе клеточного деления, то из клеток удалялось веретено, но хромосомы оставались и были способны окрашиваться. Однако после обработки этих клеток разбавлен¬ной щелочью хромосомы полностью переставали окрашиваться;
После этих опытов Флемминг признал роль нуклеина как ве¬роятного субстрата наследственности. Другие ученые разделили его точку зрения. Так, в 1884 г. зоолог Гертвиг писал, что нук¬леин, вероятно, является веществом, ответственным не только за оплодотворение, но и за передачу наследственных характеристик в ряду поколений. Однако в последующие десятилетия возникли и усилились сомнения в биологической роли нуклеина. К 90-м годам про¬шлого столетия началось интенсивное исследование больших хро¬мосом типа ламповых щеток (они присутствовали в клетках— предшественниках яйцеклеток некоторых организмов). Оказа¬лось, эти хромосомы не давали окрашивания на хроматин. По¬этому в начале XX в. известные цитологи Вильсон и Штрасбергер уже писали, что хроматин не может быть сам по себе на¬следственным веществом, потому что его количество в ядре сильно меняется, а в некоторых случаях он вовсе отсутствует. Теперь мы знаем, что хроматин всегда присутствует в ядрах, но не всегда окрашивается. Это зависит от белков, с которыми хроматин соединяется. Но в то время был сделан вывод, что индивидуальность и генетическая непрерывность хромосом не зависят от присутствия хроматина. Этот вывод вошел во все учебники и оказал значительное влияние на несколько поколений биологов, и только в конце 40-х годов нашего столетия вновь возник интерес к нуклеиновым кислотам как носителям наследственных признаков клеток.

4. Выделение ДНК в лаборатории города Томска
Суть работы.
Мы можем увидеть ДНК, если возьмем много клеток, вскроем их, и соберем ДНК изо всех клеток вместе. Представьте себе молекулы ДНК как длинные белые нитки. Если нити висят в воздухе вдоль всей комнаты, их сложно увидеть, но если собрать все нитки в моток на полу, он будет виден очень хорошо. В этой лабораторной работе с помощью детергента и ферментов, ваши ученики вскроют клетки, собранные со внутренней поверхности щек и высвободят из них ДНК. Затем добавляется соль и холодный спирт, которые заставляют ДНК выпасть в осадок в виде достаточно большой, заметной глазу массы.
Начинаем работу с того, что осторожно пожевываем внутренние поверхности щек; при этом с них слущиваются эпителиальные клетки. Затем полощем рот водой и сплевываем ее в пробирку, чтобы собрать клетки. К воде, содержащей клетки, добавляется буферный раствор для лизиса, содержащий детергент (моющее средство), разрушающий фосфолипидные мембраны клеток и высвобождающий ДНК. Буферный раствор обладает свойством поддерживать определенный pH, чтобы ДНК оставалась стабильной.

Для того, чтобы разрушить связанные с ДНК белки, а также белки, которые могут повредить ДНК, к раствору добавляем протеазу – фермент, расщепляющий белки. Клеточный лизат, содержащий протеазу, инкубируется на оптимальной для ее работы температуре — 50ºС.
ДНК и другие компоненты клетки, такие как белки, сахара и жиры, растворяются в буфере для лизиса. ДНК растворяется благодаря тому, что окружена молекулами воды, не дающими отрицательно заряженным фосфатным группам образовать прочные связи с положительно заряженными ионами, находящимися в растворе. Когда к раствору добавляется большое количество спирта, молекул воды становится относительно мало, и они уже не препятствуют взаимодействию ионов натрия с ДНК с образованием натриевой соли ДНК. На границе слоев воды и спирта начинает образовываться осадок в виде тонких белых нитей. В то же время, другие компоненты клетки остаются в растворе.

Сбор и лизис клеток
Чтобы собрать достаточное количество эпителиальных клеток со слизистой наших щек, мы должны осторожно жевать внутренние части своего рта в течение 30 секунд, и потом прополоскать рот небольшим количеством воды. Для успеха работы важно собрать нужное количество клеток, поэтому удостоверились в том, что мы достаточно долго жевали свои щеки.

источник

Сегодня я расскажу сразу о двух интересный вещах – например, об опыте, над которым я долго и горько плакала, но сначала – небольшая новость: моему блогу сегодня исполняется 1000 дней. Вот такой своеобразный юбилей.

Что сделано за эти 1000 дней, рассказывать не буду, я говорила об этом в итогах прошлых лет. Скажу только, что если бы я знала, что будет ТАК трудно, то, может быть, не бралась бы за это вообще. Не знаю, честно.

Коллеги-блоггеры, откликнитесь, а как у вас настроение, не возникают ли мысли все бросить и снова вернуться к «нормальной» жизни?

Ну а теперь второе, о чем хотела рассказать, то есть сегодняшний опыт. Да, я действительно плакала над ним. Потому что это опыт с луком, точнее – опыт по выделению ДНК из лука в домашних условиях. Вот такое совместное творчество химии и биологии.

Для биологов, думаю, этот опыт не будет новостью, а вот у остальных, скорее всего, возникну вопросы – как так, ведь ДНК – это молекула, хоть и большая, но неужели ее можно увидеть невооруженным глазом, без микроскопа?

В какой-то степени можно. Сегодняшний опыт основан на разрушении клеток лука и осаждении ДНК с помощью веществ, которые вы без проблем найдете у себя на кухне. Кстати, эту статью можно считать продолжением цикла статей о поваренной соли, которую я начала еще в декабре, так как соль здесь играет одну из главных ролей.

Если коротко, то вот механизм того, что я сегодня покажу:

Сначала мы химически и механически разрушим мембраны клеток лука и ДНК выйдет из ядер клеток в раствор.
Затем свяжем ДНК солью.
Заставим получившееся вещество выпасть в осадок и стать видимым.

Коротко о главной героине – что такое ДНК, которую мы собрались увидеть? Некоторые ученые говорят, что это самая главная молекула в живой природе. Она несет информацию о нашей наследственности.

Нуклеиновые кислоты были открыты в середине 19 века, но то, какую роль они играют в передаче наследственных факторов, было установлено только в середине 20 века.

Структура ДНК была определена в 1953 году английскими и американскими учеными Джеймсом Уотсоном, Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсом. Кстати, на момент открытия Уотсону было всего 25 лет! Крику и Уилкинсу – по 37. Нобелевскую премию за свое открытие они получили почти 10 лет спустя – в 1962 году.

Есть замечательная книга Джеймса Уотсона « Двойная спираль ». Почитайте, не пожалеете. Подробная история о том, как было сделано это интереснейшее открытие, как честолюбие молодых ученых и соревнование с корифеем того времени Лайнусом Полингом за первенство подстегивало ученых. Захватывающий рассказ о логических цепочках, которые пришлось выстраивать, об ошибках, о непростых судьбах людей, например, той же Розалинд Франклин, которая так и не получила Нобелевскую премию.

Примечание: фото взято из интернета.

На этом я закончу небольшое теоретическо-историческое отступление и перейду непосредственно к опыту. Давайте начнем. Что нам понадобится:

средней величины луковица;
поваренная соль (лучше не йодированная);
пищевая сода;
дистиллированная вода (или хотя бы прошедшая через фильтр и кипяченая);
спирт этиловый от 90% и выше (если найдете изопропиловый спирт – вообще шикарно будет);
средство для мытья посуды;
марля;
стакан или небольшая банка;
небольшой стеклянный узкий сосуд (например, пробирка или бутылочка от детского сока);
небольшая кастрюлька или другая глубокая емкость;
лед;
нож;
разделочная доска;
блендер;
желательно – ступка с пестиком (их можно заменить тарелкой и ложкой);
желательно – мерный стаканчик (подойдет обычный кухонный для сухих и жидких пищевых продуктов);
чайная ложка и столовая ложка.

Опыт несложный, делается легко и быстро, займет, от силы, минут 20. Честно говоря, приготовления к нему занимают гораздо больше времени.
Перво-наперво, необходимо сделать побольше льда. Например, залить воду в какие-нибудь емкости и выставить на балкон, благо сейчас зима. Если такой экстрим вам не нравится, тогда делаем все культурно – в формочки для льда заливаем воду и ставим в морозилку.

Второе этап подготовки – купленному спирту также придется померзнуть в морозилке или на улице – чем холоднее он будет, тем лучше.

Наливаем 120 мл дистиллированной воды в стакан и добавляем половину чайной ложки поваренной соли и 1 чайную ложку пищевой соды. Получается так называемый буферный раствор.

Ставим его охлаждаться в кастрюльку или любую другую емкость, заполненную льдом.

Пока охлаждается, готовим биологический материал, луковицу. Нарезаем ее кусочками и тщательно перемалываем в блендере. Это очень важный этап – механическое разрушение тканей, чтобы потом было легче воздействовать на них химическими веществами.

Именно на этом этапе я и проливала слезы от запаха лука. Совершенно не переношу его – мои глаза болт потом весь вечер, как их не промывай.
Должна получиться однородная масса, кашица с соком.

Берем чайную ложку этой кашицы, перекладываем с ступку, добавляем чайную ложку средства для мытья посуды (например, я брала Fairy), приливаем две столовые ложки охлажденного буфера и очень тщательно давим пестиком в течение 3-4 минут. Да, это долго и нудно, но необходимо для разрушения клеток лука.

Жидкость для мытья посуды (детергент) здесь играет роль разрушителя мембран клеток, чтобы молекула ДНК смогла выйти в раствор.

Дальше нужно отделить раствор от оставшихся твердых частиц. Для этого либо фильтруем через воронку и фильтр, сделанный из обычной салфетки или бумажного полотенца, либо через марлю. Я выбрала второй способ – свернула марлю в четыре слоя и отфильтровала раствор через нее.

Должно получиться немного раствора, где-то миллилитров 5-10. Аккуратно переливаем их в высокий узкий стеклянный сосуд. Например, я использовала бутылочку от детского сока. Теперь очень аккуратно по стеночке приливаем спирт (не забыли, что он должен быть холодным?) к фильтрату. Вам понадобится столько же спирта по объему, сколько получилось отфильтрованного раствора.

Теперь ждем минут 5-10. Желательно, если вы поставите бутылочку в лед на это время. Если присмотритесь, то увидите, что слой спирта находится над фильтратом, так как имеет другую плотность. И именно на границе слоев через несколько минут появятся полупрозрачные белые нити – это и будет то, ради чего затевался весь эксперимент.

К сожалению, технические характеристики моего фотоаппарата не дали мне сфотографировать то, что получилось. Я крутила-вертела бутылочку с несчастным осадком и так, и этак, пыталась поймать свет, но без толку. Вот самый удачный кадр. Так что, искренне прошу прощения за то, что не смогла сделать нормальную фотографию.

Что происходит во время эксперимента? Измельчение в блендере необходимо, так как ткань луковицы необходимо разрушить до клеточного уровня. Растительные клетки окружены толстой клеточной стенкой, именно поэтому для ее разрушения необходимо активное механическое воздействие.
Детергент (моющее средство) разрушает стенки клеток и выпускает их содержимое в раствор, в том числе и ядра, в которых содержится ДНК.

Главное – не допустить последующего разрушения ДНК (его называют деградацией, то есть распадом на фрагменты). Именно для этого необходимо как можно сильнее охлаждать раствор.

Какую роль играет поваренная соль, то есть хлорид натрия? В растворе он находится в виде положительно заряженных ионов натрия и отрицательно заряженных ионов хлора. ДНК в растворе также распадается на ионы, и ее кислотный остаток будет иметь отрицательный заряд, который и будет притягиваться к положительно заряженным ионам натрия.

При добавлении спирта ДНК изменяет свою пространственную структуру, превращается в большие конгломераты (комплексы) и выпадает в виде осадка. Именно этот осадок мы и видим в виде белых нитей.

Для успешного протекания образования конгломератов и выпадения осадка спирт также должен быть сильно охлажден.

Так что, по сути, длинные белёсые нити, плавающие в растворе, это не отдельные молекулы ДНК, это скопления молекул, изменивших свою пространственную структуру под воздействием ионов натрия и спирта. Чтобы увидеть отдельные молекулы, понадобится достаточно сильные микроскоп.

Еще одна особенность опыта – в осадок выпадает не только ДНК, но и РНК, так как они обладают схожими химическими свойствами. Осаждением ДНК эту процедуру называют чисто условно.

И последнее небольшое дополнение. Для выделения ДНК в домашних условиях можно использовать не только лук. Подходят также чеснок, клубника, банан, киви.

А вот небольшое видео, как проводят выделение ДНК в лаборатории.

Всем хорошей недели и отличного настроения!

K > Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook , Twitter

источник

Из года в год изучение биологии в школе начинается с рассмотрения строения клетки. Большое внимание уделяется эукариотическим клеткам, содержащим в себе ядро. Функцией ядра является хранение наследственной информации. Эту информацию несут молекулы ДНК, которые содержаться в хромосомах [1]. Школьникам даже демонстрируют строение той самой ДНК. Но воображению не поддаётся представление о наличии ДНК в клетке. Действительно ли, что почти любая клетка живого организма содержит в себе молекулы ДНК?! Как много ДНК в клетках? Можно ли увидеть ДНК в реальности? Существует несколько методик получения ДНК, но для всех их выделяют определённые обязательные условия. Это использование буферного раствора, детергента и наличие спирта высокой концентрации [2].

Для большей наглядности, и для того, чтобы попробовать изучить молекулу ДНК под микроскопом, появляется ещё одна задача: окрасить полученные молекулы.

Таким образом, целью работы было получение ДНК из различных растительных и животных клеток в условиях школьной лаборатории.

1. Используя различные литературные источники, выяснить строение ДНК.

2. Выделить ДНК из различных биологических объектов.

3. Сравнить результаты выделения ДНК по различным методикам.

4. Определить лучший детергент для выделения ДНК.

Объект исследования: ДНК растительного и животного происхождения.

Предмет исследования: методы получения ДНК.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Строение и функции ДНК

Молекулы ДНК состоят из мономеров – нуклеотидов, каждый из которых содержит остаток фосфорной кислоты, сахар – дезоксирибозу и одно из четырёх азотистых оснований – аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), цитозин (Ц) (рис. 1).

Рис. 1. Строение нуклеотидов.

ДНК состоит из двух цепей (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК), ориентированных азотистыми основаниями друг к другу по правилу комплементарности (рис. 2). Эта двухцепочечная молекула закручена по винтовой линии. В целом структура молекулы ДНК получила традиционное, но ошибочное название «двойной спирали», на самом же деле она является «двойным винтом» [5].

Рис. 2. Расположение азотистых оснований по правилу комплементарности.

ДНК может повреждаться разнообразными мутагенами, к которым относятся окисляющие вещества, а также высокоэнергетическая электромагнитная радиация — ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. ДНК — полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды. Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 ᴦ. Дж. Уотсоном и Ф. Криком (рис. 3) [3].

Рис. 3. Джеймс Уотсон (слева) и Фрэнсис Крик (справа).

Диаметр двойной спирали ДНК — 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов. Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Молекулярный вес — десятки и сотни миллионов. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека — около 2 м. В эукариотических клетках ДНК образует комплексы с белками, получившие названия хроматин, которые образуют хромосомы.

Функция ДНК состоит в том, что она хранит генетическую информацию, которая используется для кодирования структуры всех белков и всех видов РНК каждого вида организма, регулирует клеточный и тканевый биосинтез компонентов и обеспечивает индивидуальность каждого организма.

В итоге ДНК хранится в хромосоме, а хромосома в клеточном ядре. Хромосома — это комплекс ДНК и хроматина [4].

1.2 Вещества, необходимые для извлечения ДНК из ядра клетки

Детергент (лат. detergeo — «стираю») — вещество или смесь, помогающее отмывать что-либо от грязи, моющее средство. Наиболее распространены три вида смесей-детергентов: мыло, стиральный порошок и шампуни.

Поверхностно-активные вещества, то есть вещества, уменьшающие поверхностное натяжение воды и способствующие тем самым проникновению воды в поры и между волокнами.

Энзимы, то есть биологические ферменты, переваривающие белковые загрязнения.

Буферные растворы (англ. buffer, от buff — смягчать удар) — растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов. рН буферных растворов мало изменяется при прибавлении к ним небольших количеств сильного основания или сильной кислоты, а также при разбавлении и концентрировании. Буферные растворы сохраняют своё действие только до определённого количества добавляемой кислоты, основания или степени разбавления, что связано с изменением концентраций его компонентов.

Способность буферного раствора сохранять свой pH определяется её буферной ёмкостью — в г-экв. сильной кислоты или основания, которые следует прибавить к 1 л буферного раствора, чтобы его pH изменился на единицу. Буферная ёмкость тем выше, чем больше концентрация его компонентов [1].

Глава II. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

Объектами исследования являлись биологические объекты растительного и животного происхождения, а именно: яблоки, бананы, зелёный горошек, лук, томаты, клетки слизистой оболочки полости рта.

2.2 Методика получения ДНК с использованием жидкого моющего средства «AOS» в качестве детергента

Фрукты и овощи тщательно измельчали до однородного состояния с помощью блендера (рис. 4). К 5 мл полученной смеси добавляли 10 мл холодного буферного раствора и 5 мл вещества, разрушающего клеточные стенки (детергент) [5].

Рис. 4. Измельчение овощей и фруктов.

Для приготовления буферного раствора в стеклянный химический стакан наливали 120 мл дистиллированной воды, добавляли 1,5 г хлорида натрия и 5 г гидрокарбоната натрия [1]. В качестве детергента использовали моющее средство «AOS» (рис. 5). После чего, полученную смесь перемешивали примерно в течение 3 минут.

Рис. 5. Приготовление смеси буферного раствора с детергентом.

После разрушения клеточных стенок, полученный раствор, содержащий ДНК, отфильтровывали через марлю. Далее к фильтрату по стенке сосуда под острым углом приливали охлаждённый на морозе 95% этиловый спирт [5].

2.3 Методика получения ДНК с использованием пищеварительного ферментного средства «Панкреатин» в качестве детергента

Фрукты и овощи тщательно измельчали до однородного состояния с помощью блендера. К 5 мл полученной кашицы добавляли 10 мл холодного буферного раствора и 5 мл вещества, разрушающего клеточные стенки (детергент).

Для приготовления буферного раствора в стеклянный химический стакан наливали 120 мл дистиллированной воды, добавляли 1,5 г хлорида натрия и 5 г гидрокарбоната натрия. В качестве детергента использовали пищеварительное ферментное средство «Панкреатин». После чего, полученную смесь перемешивали примерно в течение 3 минут.

2.4 Методика получения ДНК клеток слизистой поверхности щёк

Чтобы получить клетки слизистой полости рта, необходимо пожевать щёки в течение 30 секунд (до крови жевать не нужно). Затем набрать в рот примерно 3 мл воды, прополоскать рот и выплюнуть всё содержимое в пробирку.

К полученному раствору доливали такое же количество буферного раствора и мешали в течение двух минут. Буферный раствор разрушает клеточные мембраны и ДНК высвобождается в водный раствор. К полученному раствору доливали такое же количество буферного раствора в трёх вариантах: 1) с моющим средством AOS; 2) с пищеварительным средством Панкреатин; 3) с AOS и с Панкреатином (рис. 6). Далее перемешивал все это в течение нескольких минут. После того как ДНК высвободится, пробирки помещали в стакан с тёплой водой на 10 минут и перемешивали. К нагретому раствору прибавлял охлаждённый этиловый спирт. Пробирку необходимо обязательно держать под острым углом, чтобы не произошло смешивания водной и спиртовой фазы [2].

Рис. 6. Буферные растворы с различными детергентами.

2.5 Окрашивание полученных молекул ДНК

Для окрашивания молекул ДНК использовали пищевые красители и малахитовый зелёный для аквариумных рыбок. Были апробированы две методики окрашивания: добавление растворов красителей к уже выделенным молекулам ДНК и добавление красителей в спирт, который затем приливали к раствору ещё не выделенной ДНК. Красители разводили в спирте и отфильтровывали (рис. 7).

Рис. 12. Фильтрование окрашенного спирта.

Глава III. Результаты и их обсуждения

3.1 Результаты получения ДНК с использованием жидкого моющего средства «AOS» и пищеварительного ферментного средства «Панкреатин» в качестве детергентов

После добавления детергента и тщательного перемешивания был готов раствор, содержащий пока что невидимую ДНК. Его отфильтровали через марлю и прилили охлаждённый этиловый спирт. В результате, на поверхности раздела двух жидкостей моментально начинали образовываться нити ДНК, между которыми были видны пузырьки воздуха. Постепенно молекул ДНК становилось больше и они поднимались вверх (рис. 8).

Рис. 8. Образование молекул ДНК.

Если ДНК в раствор выделилось большое количество, то она образует клубок и всплывает на поверхность (рис. 9).

Рис. 9. Образование большого количества ДНК.

Далее проводили сравнение полученных объёмов и состояний молекул ДНК при добавлении различных детергентов. При получении молекул ДНК яблока, выяснилось, что равномерное и чёткое получение молекул происходит при разрушении клеточных мембран моющим средством «AOS» (рис. 10. А). При использовании в качестве детергента «Панкреатина» образовался большой клубок ДНК, который, скорее всего, включает в себя ещё и белки (рис. 10. Б).

Рис. 10. Получение ДНК яблока. А. Детергент AOS. Б. Детергент «Панкреатин»

При получении ДНК банана выяснилось, что лучше для этого использовать моющее средство «AOS». При добавлении «AOS» выделились длинные нити ДНК по стенке сосуда, которые по своей структуре явно отличались от ДНК яблока (рис. 11. А). При добавлении «Панкреатина» образовался непонятный комок, который не отражал наличия в нем ДНК (рис. 11. Б).

Рис. 11. Получение ДНК банана. А. Детергент AOS. Б. Детергент «Панкреатин»

При получении ДНК томата, обнаружили, что при добавлении моющего средства «AOS» на поверхности раздела двух фаз образуются нити ДНК (рис. 12. А), а при добавлении «Панкреатина» не видно этих двух фаз, ДНК если и есть, то его очень сложно рассмотреть (рис. 12. Б). Получается не совсем наглядная модель.

Рис. 12. Получение ДНК томата. А. Детергент AOS. Б. Детергент «Панкреатин»

Лук проявил себя как не очень наглядный объект для получения ДНК. При добавлении «AOS» образовался клубок, который сразу же поднялся вверх (рис. 13. А). При добавлении «Панкреатина» выделения ДНК замечено не было (рис. 13. Б).

Рис. 13. Получение ДНК лука. А. Детергент AOS. Б. Детергент «Панкреатин»

Рис. 14. ДНК гороха. Вид сбоку: А. Детергент – «Панкреатин». Б. Детергент – «AOS».

При использовании гороха как объекта для получения ДНК, было выяснено, что при использовании обоих детергентов прослеживается великолепный результат: ДНК белым облаком из нитей образуется на поверхности раздела фаз (рис. 14). Если посмотреть сверху на полученные ДНК, то можно увидеть множество нитей (рис. 15).

Рис. 15. ДНК гороха. Вид сверху: А. Детергент – «Панкреатин». Б. Детергент – «AOS».

3.2 Методика получения ДНК клеток слизистой поверхности щёк

При добавлении к полученному раствору ДНК буферного раствора с моющим средством AOS раздел фаз был еле заметен, и ДНК выделилось малое количество (рис. 16. А).

При добавлении к полученному раствору ДНК буферного раствора с пищеварительным средством «Панкреатин» произошло заметное разделение фаз и образование большого количества ДНК (рис. 16. Б).

При использовании буферного раствора с AOS и Панкреатином также произошло большое выделение ДНК (рис. 16. В).

Рис. 16. ДНК клеток слизистой поверхности щёк человека. А. Детергент – «AOS». Б. Детергент – «Панкреатин». В. Детергент – «AOS» и «Панкреатин».

Полученные молекулы ДНК с помощью пипетки перенесли на предметное стекло и рассмотрели под объективом школьного микроскопа. Увиденное шокировало! В окуляр микроскопа была видна нитевидная молекула (рис. 17).

Рис. 17. ДНК эпителиальных клеток человека. Вид в микроскоп.

Для того, чтобы рассмотреть ДНК получше, её сфотографировали и фотографию увеличили в несколько раз (рис. 18). На фотографии видно, что ДНК закрученная и состоит из двух цепей. Если подобное получится осуществить ученикам на уроке биологии при изучении этой темы – это будет реальная наглядность в строении ДНК.

Рис. 18. ДНК эпителиальных клеток человека. Увеличение в несколько раз.

3.3 Результаты окрашивания полученных молекул ДНК

При добавлении пищевого красителя к уже выделенным молекулам ДНК фактически не произошло окрашивания. Поверхность раздела двух фаз исчезла, жидкости перемешались. Связывания красителя с ДНК не произошло.

При добавлении окрашенного холодного спирта к «раствору» ДНК, наблюдалось образование поверхности раздела фаз, образование молекул ДНК и окрашивание их через некоторый промежуток времени (рис. 19).

Рис. 19. Окрашенные молекулы ДНК.

1. Исходя из литературных источников, выяснили, что ДНК это двухцепочечный полимер, который состоит из нуклеотидов четырёх типов.

2. Выделили ДНК из клеток яблока, банана, томата, лука, зелёного горошка и клеток слизистой оболочки ротовой полости человека.

3. Лучшим растительным объектом для получения ДНК является зелёный горошек.

4. Лучшим детергентом для получения ДНК из растительных клеток является моющее средство.

5. Лучшим детергентом для получения ДНК из человеческих клеток является смесь моющего средства с пищеварительным средством «Панкреатин».

6. Окрашивание ДНК происходит при добавлении спирта уже содержащего краситель.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Буферные растворы: приготовление и использование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://fb.ru/article/44036/bufernyie-rastvoryi-prigotovlenie-i-ispolzovanie

2. Введенский Э. Л., Плешаков А. А. Биология. Введение в биологию. 5 класс. Линия «Вектор». – М.: ООО «Русское слово — учебник», 2012

3. Великов В. А. Молекулярная биология. Практическое руководство. – Саратов: Издательство «Саратовский источник», 2013. – 84 с.2.

4. Лаборатория на кухне (выделение в домашних условиях ДНК) [Электронный ресурс]. – Examen.ru – портал для абитуриентов и их родителей. – Режим доступа:http://www.examen.ru/add/manual/school-subjects/natural-sciences/genetics/stati-2201/laboratoriya-na-kuxne-vyidelenie-v-domashnix-usloviyax-dnk

5. Сивоглазов В. И. Биология: общая биология. 10 кл. Базовый уровень. – М.: Дрофа, 2016. – 254 с.

источник

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

Выбранный для просмотра документ Выделение ДНК.docx

Выбранный для просмотра документ Для опыта нам потребуются — копия.docx

Для опыта потребуются: небольшая луковица, вода теплая, средство для посуды, соль, спирт, стакан, марля, блендер, чайная ложка.

Этапы выделения ДНК из лука:

1. Возьми небольшую луковицу, нарежь, положи в миску.

2. Тщательно измельчи блендером (несколько заходов по 10 секунд).

3. Добавь 50 мл воды, 1 чайную ложку соли, 2 чайные ложки средства для мытья посуды. Все хорошенько перемешай.

4. Аккуратно отфильтруй смесь через марлю в стакан.

5. Перелей смесь обратно в миску и добавь охлажденный спирт (один к трем).

6. Опиши результат, объясни полученный результат.

Выбранный для просмотра документ Для опыта нам потребуются.docx

Для опыта потребуются: половина банана, вода, средство для посуды, соль, спирт, стакан, марля, блендер, чайная ложка.

Этапы выделения ДНК из банана:

1. Возьми половину банана, разломай её на кусочки и положи в миску.

2. Тщательно измельчи блендером (несколько заходов по 10 секунд).

3. Добавь к банану 150 мл. воды, 1 чайную ложку соли, 2 чайные ложки средства для мытья посуды. Все хорошенько перемешай.

4. Аккуратно отфильтруй смесь через марлю в стакан.

5. Перелей смесь обратно в миску и добавь охлажденный спирт (один к трем).

6. Опиши результат, объясни полученный результат.

Выбранный для просмотра документ Инструкция по охране труда.docx

Инструкция по охране труда

При выполнении лабораторных работ в кабинете биологии с помощью микроскопа

1. Общие положения инструкции.

Данная инструкция предназначена для воспитанников детского объединения «Юный исследователь» при выполнении в кабинете биологии лабораторных работ с использованием микроскопа.

Опасности при работе с микроскопом:

уколы частей тела при небрежном обращении с препаравальными иглами;

порезы рук при небрежном обращении с предметами и покровными стёклами.

2. Требования безопасности перед началом работы с микроскопом.

2.1. Воспитанник внимательно изучает содержание и порядок выполнения лабораторной работы и безопасные приёмы её выполнения.

2.2. Перед началом каждой лабораторной работы, педагог биологии проводит инструктаж учащихся, обучает безопасным правилам поведения лабораторных работ, экспериментов. Не оставляет учащихся без присмотра на перемене перед уроком.

2.3. Воспитанник освобождает рабочее место от посторонних предметов.

2.4. Воспитанник ознакомляются с устройством микроскопа и его исправности, с правилами работы микроскопа.

2.5. Воспитанник должен точно выполнять все указания педагога биологии.

2.6. Не загромождать проходы сумками и портфелями

3. Требования безопасности во время работы с микроскопом.

3.1. Воспитанник точно выполняет указания педагога при работе с микроскопом в отношении соблюдения порядка действий.

3.2. Воспитанник соблюдает осторожность при работе с препаравальными иглами, предметными и покровными стеклами.

3.3. Воспитанник не берёт без разрешения педагога микроскоп, препараты и другое оборудование с других рабочих мест, не встаёт с рабочего места и не ходит по кабинету во время эксперимента.

3.4. Воспитанник не выносит из кабинета микроскоп, предметные и покровные стёкла, препаравальные иглы, пинцеты.

3.5. Педагог не допускает во время проведения лабораторной работы посторонних лиц.

4. Требования безопасности по окончании работы с микроскопом.

4.1. По окончании работы воспитанник собирает предметные и покровные стёкла, препаравальные иглы, пинцеты, протереть салфеткой и уложить в предназначенную для них футляры. Затем сдать всё учителю биологии или лаборанту кабинета биологии на хранение.

4.2. Протереть объектив и окуляр салфеткой, вывести микроскоп из рабочего состояния, зачехлить и сдать на хранение учителю биологии или лаборанту кабинета биологии.

4.3. Воспитанник приводит своё рабочее место в порядок.

4.4. Воспитанники моют руки с мылом.

5. Требования безопасности в аварийных ситуациях при работе с микроскопом.

При возникновении аварийных ситуаций при работе с микроскопом сообщить педагогу.

6. Требования по оказанию первой помощи в кабинете биологии при травмах с микроскопом.

6.1. При ранениях стеклом, нужно удалить осколки из ранки (если в ней остались) и, убедившись, что их больше нет, смазать края ранки йодом и наложить стерильную повязку.

6.2. При ранениях препаравальной иглой, необходимо приложить к месту ранения дезинфицирующую повязку и в случае, если препаравальная игла имела ржавчину на поверхности, или соприкасалась во время работы с лабораторным материалом, обратиться в медпункт (во избежание столбнячных инфекций).

6.3. При более серьёзных травмах доложить администрации.

Выбранный для просмотра документ Методическая разработка открытого занятия.docx

Методическая разработка открытого занятия

«Введение в образовательную программу

Салтынская Надежда Николаевна

педагог дополнительного образования

МБОУ ДО «Дом детского творчества»

Выбранный для просмотра документ Презентация1.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

город — мэр завод с программным управлением- программа жизнь клетки – ядро, хромосомы, гены, ДНК

Что делали? Что наблюдали? Выводы

ДНК – дактилоскопирование Криминалистика Определение родства ДНК — вакцины

Гигантизм – человеческий рост превышает все возможные величины. При этом гигантизм разделяется на две категории: гигантизм гипофиза и церебральный гигантизм. В первом случае лицо приобретает излишне большой вес и вытягивается в длину. Во втором случае наблюдается увеличение массы головного мозга, что приводит к умственной отсталости

Синдром русалки – две ноги ребенка сращиваются в одну так, что создают видимость рыбьего хвоста. Такая мутация проявляется в каждом из 100000 новорожденных. Младенцы-русалки не имеют шансов выжить и погибают в результате осложнений в развитии почек и мочевого пузыря. Впрочем, иногда врачам удается провести удачную операцию и спасти «русалку» от смерти.

Человек-дерево – его конечности принимают вид искаженных ветвей деревьев, на всем теле вырастают большие бородавки, похожие на мох, появляющийся на стволах в лесу. Вес этих наростов может быть больше собственно тела самого человека.

Триплоиды – без косточек! 3n 3n

Воздух – мне на уроке было легко Я повысил свои знания и доволен своей работой на уроке Огонь – заинтересовался материалом «Загорелся», захотел узнать побольше нового Вода – «утонул» в теме урока Ничего не понял Земля – твердо знаю материал

Выбранный для просмотра документ введение в программу занятие.docx

Тема: Введение в образовательную программу «Юный исследователь».

Цель: сформировать у детей первичный интерес к исследовательской и проектной деятельности.

Образовательная: познакомится с приемами исследовательской деятельности на примере изучения роли ДНК в клетке, организме и её выделения из клеток растений;

научить детей совместно с педагогом элементам выполнения исследовательской работы «Выделение ДНК».

Развивающая: формирование приемов, умений и навыков по организации исследовательской деятельности при проведении опытов.

Воспитательная: формирование у детей положительной мотивации к их исследовательской деятельности;

формирование позитивной самооценки, самоуважения.

Условия проведения, оборудование:

Учебный кабинет на 10 детей с двумя зонами:

рабочее место с ПК, для педагога;

2 стола для работы детей в группах по 5 человек.

Лабораторное оборудование для опытов (колба, мерный стакан, прозрачная чашка, блендер, пластиковые емкости, скальпель, ложки, марля).

Лабораторные материалы для опытов (луковица, банан, спирт, средство для мытья посуды, вода фильтрованная, соль).

ПК (1 рабочее место для педагога), медиапроектор, экран.

руководство для проведения опыта;

бланк для выполнения творческого задания «Исследование»;

листы для записи пожеланий;

файл презентации педагога.

Работая в малых группах, дети принимают участие в практической работе по выделению ДНК из растений.

Предпочтительный возраст детей для вхождения в программу -11 лет.

Принципы подачи учебного материала:

1. Положительный эмоциональный фон занятия.

2. Опора на эмоции и чувства обучающихся.

3. Связь обучения с жизнью и практикой.

5. Научность, доступность, посильная трудность.

6. Групповой характер обучения с учетом индивидуальных особенностей детей.

Методы обучения (на основе дидактических задач):

Метод развития познавательного интереса

Беседа, выполнение практической работы

Предполагаемый результат учебного занятия:

1. Появление у детей интереса к занятиям биологией, к исследованию, эмоционально-положительный настрой,

2. Сформированность у детей первоначального представления о наследственности и молекуле ДНК

Этапы учебного занятия. Тезисный план учебного занятия.

Знакомство с детьми и их увлечениями;

сообщение цели учебного занятия: знакомство с некоторыми приемами исследовательской и проектной деятельности.

Приходилось ли вам слышать, что ребенка называют исследователем? Как вы думаете, может ли кто-нибудь из нас провести исследование, создать проект? Чем отличается проект от исследования?

Выслушивается мнение детей, педагог подводит итог.

Исследование — это поиск истины, познание неизвестного, поиск неизвестного, один из видов познавательной деятельности человека.

Давайте обсудим, как и где человек может проводить исследования. Что такое научное исследование? (Научные исследования — это такие, которые проводят ученые.)

Где и как используют люди результаты научных исследований?

Чем отличается проект от исследования? (это планирование деятельности ученого и предполагаемого результата)

Давайте перечислим те качества, которые просто необходимы для того, чтобы стать хорошим исследователем? (Уметь наблюдать, высказывать свою точку зрения и доказывать ее, анализировать.)

Как вы понимаете, что значит наблюдать?

Вывод. Наблюдение — это самый популярный и доступный метод исследования, применяемый в большинстве наук. Постоянно используется наблюдение обычным человеком в повседневной жизни. Оно служит ценнейшим и совершенно неоценимым источником получения разнообразных сведений о мире. Ученые для наблюдения могут использовать различные приборы и приспособления — телескопы, микроскопы, измерительные приборы.

Сегодня я предлагаю Вам побывать в роли ученых, исследователей.

Актуализация знаний о клетке.

Что это за объект исследования в живой природе?

Попробуйте определить принадлежность к типу организма.

Скажите, какие части клетки вам знакомы.

Сейчас мы посмотрим анимацию «Жизнь клетки», попробуйте узнать в ходе просмотра эти части.

Что напоминает жизнь клетки? (город, завод)

Что управляет жизнью клетки? (ядро, хромосомы, гены, ДНК )

Молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это одна из основных молекул жизни, которая полностью управляет клеткой. Представьте, что клетка – это завод с программным управлением, а ДНК – его программа. В каждой клетке есть специальные системы, которые считываю заложенную в ДНК «программу» и на её основе создают новые белки (выполняют в клетке огромное количество функций – от строительства до регуляции заложенных в ДНК инструкций). Эта информация закодирована особым образом, называется код ДНК или генетический код. Молекула ДНК имеет вид двойной спирали и хранит всю наследственную информацию об организме.

Практическая работа «Выделение ДНК».

Я предлагаю вам тему для исследования — «Выделение ДНК».

У нас сегодня работают 2 группы ученых, каждая из которых выделяет ДНК из разных объектов. Выберите руководителя группы, лаборантов. (жребий по выбору объекта)

Оформление отчета о выполненной работе. В средних классах удобно фиксировать результаты работ в виде таблицы с тремя столбцами: 1 – что делали, 2 – что наблюдали, 3 – выводы. Сделать в тетради рисунок с соответствующими подписями.

У каждой группы свое оборудование, объект, инструкция. Давайте продумаем этапы работы. Как нам проникнуть внутрь клетки и ядра? (измельчение ткани, разрушение стенки клетки с помощью моющего средства). Соль- отделить белки от нитей ДНК. ДНК не растворяется в спирту и образует видимый осадок.

Отчет группы. Посмотрите на чашку у другой группы. Сравните внешний вид осадка. Есть ли явные отличия в ДНК у этих объектов? О чем это Вам говорит? (универсальность молекулы). Как Вы думаете, почему мы выделяли молекулы не у человека, а у растений? (кол-во материала, температура тела).

Для чего ученые применяют выделение ДНК ( изучение, ДНК дактилоскопирование, определение родства детей и родителей и т.д.)

Заключительный этап. Закрепление полученных знаний.

Сбой программы – брак – изменение наследственности — мутации. Мутации носят различный характер. Мы для себя их оцениваем с точки зрения пользы и вреда. (слайды с примерами мутаций).

7. Подведение итогов занятия и рефлексия

Педагог подводит итоги занятия появление и поддержание мотивации к углубленному изучению биологии.

У каждого живого организма есть свой дом. Т.е. среда жизни. Среда жизни -это его стихия. Организму там уютно, комфортно. Всем известно, что человек имеет свою стихию (на слайде представлены 4 стихии). Каждый поставит свой знак, который он выбрал на соответствующую секцию.

Воздух ( фигурка птицы) – мне на занятии было легко. Я повысил свои знания и доволен своей работой на уроке.

Огонь ( фигурка дракона)– заинтересовался материалом. «загорелся» узнать побольше нового.

Вода ( фигурка рыбы)– «Утонул» в теме урока. Ничего не понял.

Земля ( фигурка лошади)– твердо знаю материал.

Уходя с урока, какую вы бы для себя выбрали стихию?

источник