2013年5月28日 星期二

萃取香蕉DNA

最近在科學人電子報上看到了一個新的萃取DNA的作法

覺得很不錯喔!
資料來源:

找到香蕉的 DNA!

你和香蕉有什麼共同點呢?雖然兩者長得不一樣,但所有的生物,包括香蕉和人類,都具有相同的基本組成分子。

撰文/約瑟夫斯(Molly Josephs)
翻譯/張亦葳

科學動手做 影片來分享 
《科學人》雜誌歡迎您一同來動手做實驗,拿獎金!請將您的實驗過程拍攝下來,並發揮創意製作成小短片和大家分享,體驗科學就在你身邊!活動時間:2011年9月15日到11月7日。參加辦法詳見專案網頁(http://sa.ylib.com/project/event/scifilm/)。

活動簡介
你和香蕉有什麼共同點呢?雖然兩者長得不一樣,但所有的生物,包括香蕉和人類,都具有相同的基本組成分子。

就像房子是由磚塊之類的小單位組成,生物體是由無數個小到需要用顯微鏡才看得見的細胞所構成。生物體內的每個細胞,都有一份完整的「設計圖」,以決定生物體的各種特徵。

背景說明 
如果我們把一個細胞放大觀察,我們可以看見細胞內有個非常小的「容器」,稱為細胞核。細胞核裡裝的絲狀物質DNA,就像一份設計圖或使用說明。DNA含有控制生命形式組成方式的密碼,將各種不同特徵結合在一起,便成了獨特的生物體。DNA的片段叫做「基因」,在生物中,包括人類,基因決定了身體的性狀。我們的DNA來自父母親,在DNA上,有基因在負責控制頭髮顏色、眼睛顏色、耳垂形狀等。有些特徵(例如眼睛顏色)幾乎都是由DNA決定。有些特徵同時受到DNA和你所成長的環境影響,像是你長大成人時的身高會有多高。有些特徵則並不直接與DNA相關,像是你喜歡看哪一類的書。

香蕉和我們一樣,細胞內含有基因和DNA。而它們的DNA也和我們一樣決定了性狀。只用肉眼,我們無法看見單一細胞或其中所含的DNA;不過,當我們同時從許多細胞內取出DNA,即使不用顯微鏡,也能觀察到DNA喔。就讓我們來試試看吧!

重要觀念
細胞 DNA 基因
選自《美國國家科學教育標準》生殖與遺傳

實驗材料
一根成熟的香蕉、半杯水(約125毫升)、一大匙鹽,可重複使用的夾鏈袋、洗碗精或清潔劑、藥用酒精、咖啡過濾紙、玻璃杯、木製攪拌棒

準備工作
1. 將藥用酒精整瓶放在冰箱或冷凍庫,在實驗過程中請注意維持低溫。
2. 香蕉去皮。
3. 把剝皮後的香蕉裝入可重複使用的夾鏈袋中,然後密封。
4. 在桌上或廚房流理台之類的堅硬表面,把袋子裡的香蕉壓成泥狀,大約一分鐘,直到它變成均勻軟泥粥狀的香蕉泥,沒有任何塊狀物。請不要拍打袋子,或讓香蕉泥太靠近袋子的夾鏈封口處(這可能會使袋子封口處爆開、香蕉泥噴出來而弄得一團糟)。
實驗開始
1. 取半杯熱水,再加入一大匙鹽攪勻。
2. 將鹽水倒入袋子並密封。輕輕使鹽水和香蕉泥混合攪拌在一起約30~45秒。
3. 在袋子裡加進半匙洗碗精或清潔劑。再一次輕輕將袋子裡的東西混合均勻,盡量不要讓它起泡。
4. 把咖啡過濾紙放在乾淨的玻璃杯上。尖端朝下,上端要摺疊卡在玻璃杯邊緣以固定位置。
5. 將袋子裡的東西小心地倒入過濾紙內,並等待幾分鐘,直到所有液體都滴至杯子裡(然後你就可以把咖啡過濾紙和裡面的殘留物丟掉了)。
6. 從冰箱拿出藥用酒精。傾斜玻璃杯,慢慢將酒精沿著玻璃杯邊緣倒進杯子裡,至約2.5~5公分高。你要盡可能讓酒精和香蕉泥過濾液維持分層狀態,因此請慢慢完成這個步驟。
7. 分成兩層的混合溶液必須靜置八分鐘。此時,在酒精和香蕉液的交界處,你觀察到了什麼現象呢?它看起來像棉絮般,可能還有一些細小泡泡。你等的時間越久,這一層就會越明顯。這就是逐漸聚集在一起的DNA。
8. 將木製攪拌棒伸進杯子裡,稍微旋轉,讓棉絮般的物質捲在上面。把攪拌棒拿起來。你能用攪拌棒從杯子中間那一層取出一些絲狀物嗎?別懷疑,你在攪拌棒上看見的東西就是DNA。

觀察與結果
你看見的絲狀物質就是DNA,它是從很多很多的香蕉細胞中取出的。所有具生命的個體都有DNA。越相像、親緣關係越近的兩個生物體,它們的DNA也越相似。人與人之間的DNA有99%是相同的,此外,人類的DNA與其他物種也很類似。我們DNA上的大部份基因,與黑猩猩等靈長類以及老鼠等其他哺乳動物一樣。甚至,我們和香蕉也有同樣的基因!

在這個實驗中的每項材料,對於從細胞中萃取DNA都很重要。舉例來說,洗碗精或清潔劑協助破壞細胞膜結構,鹽能幫忙讓DNA和細胞內的其他物質分離。另外,因為DNA不溶於酒精,可促使DNA聚集、析出成獨立的一層。

清理工作
袋子可以洗一洗再利用。將香蕉液和酒精倒入排水管,然後把杯子洗乾淨。
【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2011年第116期10月號】

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