在香蕉中找到DNA

把科學帶回家:活動 9

核心概念
細胞
DNA
基因

出自國家科學教育標準:繁殖和遺傳

導言
你和香蕉有什麼共同之處?儘管我們看起來可能不一樣,但所有生物——包括香蕉和人類——都是由相同的基本物質組成的。


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就像房屋是由更小的單元(如磚塊)組成一樣,所有生物都是由數萬億個稱為細胞的微觀構建模組組成的。在生物體內,每個細胞都包含一套完整的“藍圖”。這些指令決定了生物的特徵。

背景
如果我們能夠放大一個微小的細胞,我們就可以看到裡面一個更小的“容器”,叫做細胞核。它包含一種叫做DNA的細長物質,它就像一套藍圖或指令。DNA包含一個關於如何構建生命形式並整合使該生物獨一無二的特徵的程式碼。DNA的片段或部分被稱為“基因”。在生物(例如我們)中,每個基因決定了我們身體的某些方面——一種性狀。在我們的DNA中,有一些基因負責頭髮顏色、眼睛顏色、耳垂形狀等等。我們從父母那裡獲得DNA。一些特徵,如眼睛顏色,幾乎完全由DNA決定。有些則由DNA和你的成長環境共同決定,比如你成年後的身高。還有一些性狀與DNA沒有直接聯絡,比如你喜歡閱讀的書籍型別。

就像我們一樣,香蕉植物的細胞中也有基因和DNA,並且和我們一樣,它們的DNA決定了它們的特徵。僅憑我們的眼睛,我們無法看到單個細胞或其中的DNA。但是,如果我們從數百萬個細胞中取出DNA,我們將能夠在沒有顯微鏡的情況下觀察到它。這就是我們今天要做的!

材料
•     熟透的香蕉
•     半杯水
•     一茶匙鹽
•     可重新密封的拉鍊袋
•     洗碗皂或洗滌劑
•     外用酒精
•     咖啡過濾器
•     窄玻璃杯
•     窄木攪拌棒

準備
•     將您的外用酒精瓶放入冰箱或冰櫃中,使其在整個實驗過程中保持冷卻。
•     剝開香蕉。
•     將剝好的香蕉放入可重新密封的拉鍊袋中併合上袋子。
•     在桌面或廚房檯面等堅硬的表面上,將袋子裡的香蕉搗碎約一分鐘,直到它變得細膩,呈布丁狀,並且所有塊狀物都消失為止。不要拍打袋子或將香蕉搗碎得太靠近袋子的拉鍊密封處。(這可能會導致密封開啟,香蕉噴出並弄得一團糟。)

步驟
•     在量杯中倒入半杯熱水和一茶匙鹽。
•     將這種鹽水倒入袋中,併合上袋子。輕輕混合並晃動鹽水和搗碎的香蕉,持續30到45秒。
•     向袋中加入半茶匙洗碗洗滌劑或洗碗皂。再次,輕輕混合裡面的東西。您不希望混合物變得太泡沫狀。
•     將咖啡過濾器的底部一半放在一個透明的玻璃杯中。過濾器的頂部應摺疊在玻璃杯的邊緣上以使其固定到位。
•     小心地將袋子中的內容物倒入過濾器中,並靜置幾分鐘,直到所有液體都滴入杯中。(您現在可以扔掉咖啡過濾器及其內容物。)
•     從冰箱中取出外用酒精。傾斜玻璃杯,然後慢慢地將酒精倒在杯子的側面,直到形成2.5到5釐米(一到兩英寸)厚的層。您希望儘可能將酒精和液化的香蕉分開,因此請緩慢完成此步驟。
•     讓這種雙層混合物靜置八分鐘。在此期間,您看到酒精和香蕉液體層之間發生了什麼?它看起來是渾濁的,並且可能有一些小氣泡。您等待的時間越長,這層就越清晰。這是DNA片段聚集在一起。
•     將木攪拌棒插入杯中。旋轉它,使渾濁層纏繞在它周圍。取出攪拌棒。您能用攪拌棒捕獲一些細長的中間層並將其從杯中取出嗎?您在攪拌棒上看到的東西就是DNA!

繼續閱讀觀察結果、結果和更多資源。

觀察和結果
您看到的細長物質是DNA!它已從組成香蕉的數百萬個細胞中取出。所有生物都有DNA。兩種生物越相似和關係越密切,它們的DNA就越相似。每個人都與其他所有人共享99%的DNA。此外,人類的DNA與其他物種的DNA非常相似。我們與黑猩猩等靈長類動物以及小鼠等其他哺乳動物共享我們的大部分基因(構成DNA)。我們甚至與香蕉植物有共同的基因!

在此活動中,每種材料都在幫助從細胞中提取DNA方面起著特定的作用。例如,洗滌劑或肥皂有助於分解細胞的外膜,而鹽有助於將DNA與細胞中的其他物質分離。並且由於DNA不溶於酒精,因此該物質有助於DNA在單獨的層中聚集在一起。

分享您的香蕉DNA觀察結果和結果!在下面發表評論,或在大眾科學Facebook頁面上分享您的照片和反饋。

清理
您可以清洗袋子並重復使用。將香蕉液體和酒精倒進排水溝,並清洗杯子。

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您需要什麼
•     鑷子
•     棉籤
•     活頁夾夾
•     幾種大小和形狀不同的種子、穀物或堅果。最好您有很廣泛的範圍:一些很小的(例如,草籽或粗麥粉),一些中等大小的(黑眼豆或小扁豆),以及一些較大的(杏仁、腰果、核桃或榛子)。
•     帶有秒針或時鐘的定時器
•     盤子
•     紙
•     筆或鉛筆

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