高级科学项目:生物学

生物学

牛的DNA和鸡的DNA不同吗?

在这一节中

• 了解DNA的基础知识
• 提取和比较DNA
• 分离的DNA
• 做定性的观察
• 在其他材料中寻找DNA
• 更多的生物学项目

你可能对DNA有一些了解，特别是如果你选择为科学展览做这个项目。过去几年，DNA一直是一个热门话题，因为它与DNA专利申请、基因工程、基因和生物技术有关。

在我们开始这个项目的实际实验之前，你们会读到一些关于DNA的知识。在考虑本节所概述的特定实验之前，对DNA是什么以及它是如何工作的有一个很好的理解是很重要的。

所以准备好学习更多关于DNA的知识吧，然后你将学习如何从牛和鸡的肝脏中提取DNA，以便进行比较。

那么问题是什么呢?

正如本节的标题所述，问题是要找出牛的DNA与鸡的DNA是否不同。要解决这个问题，你需要了解DNA，以及它在不同物种间的差异。

DNA是脱氧核糖核酸的简称，是生命所必需的一种非常特殊的分子。所有生物体都含有DNA。正是这种材料决定了我们的眼睛是什么颜色，我们的头发是什么颜色，我们的身高是多少，以及许多其他人类、植物和动物的特征。

动物的身体，包括人类，是由不同类型的细胞组成的。这些细胞包括肌肉细胞、血细胞、皮肤细胞、骨细胞、神经细胞和许多其他细胞。

DNA含有一种化学密码，用来在这些细胞内制造蛋白质。DNA将化学信息从细胞核传递给其他分子，特别是RNA(核糖核酸)。这反过来又构建了一个氨基酸多肽链，成为蛋白质。

有20种不同的氨基酸。多肽链中这些氨基酸的不同组合决定了蛋白质的功能。

在生物体的每个细胞的细胞核中都有蛋白质和DNA。

蛋白质是具有许多不同功能的大分子。细胞中有不同类型的蛋白质，它们在细胞中起着不同的作用。

在本节的实验过程中，您将学习如何从细胞核中释放或提取DNA。一旦你这样做了，你就可以比较鸡肝和牛肝的DNA，看看它们是否不同。

如果你想，你可以用这一节的标题，“牛的DNA和鸡的不同吗?”作为科学展览项目的题目。或者你也可以考虑下面的题目:

• 不同动物DNA的提取与比较
• 解开DNA的秘密

无论您为这个项目选择什么标题，一定要认真工作，并严格遵循说明。这个项目比大多数项目都要复杂一点，需要认真工作。

有什么意义?

DNA听起来像一种非常复杂、神秘的物质，但它是所有生物的基础。你之所以是你，很大程度上取决于DNA。了解DNA还能让科学家研究与基因相关的疾病，并寻找预防这些疾病的方法。

这个科学博览会项目的目的是向你展示DNA不是神秘的，也不是只有科学家才能理解的东西。你将从两个不同的动物身上分离并提取DNA，以便进行检查和比较。

这是一个多步骤的过程，但并不太难或太复杂。知道它是如何发生的会让你更好地理解和欣赏生物实验室里发生的事情。

你认为会发生什么?

在你冒险提出一个假设之前，你应该对你在实验中要做什么有一个基本的了解。

别觉得恶心，你要做的是鸡和牛的肝脏，它们都含有很多细胞，反过来，也含有DNA和蛋白质。你要做的第一件事就是用搅拌机把肝脏切碎。这将开始破坏细胞。

然后，因为你想要得到细胞内的DNA，你需要打破细胞周围的浆或细胞膜。这个过程被称为利斯河．质膜由两层称为磷脂的化合物构成。

磷脂的作用类似于脂肪，因为它们不会与水混合。这种脂肪物质位于膜的内部，而不在膜的外部。

用液体洗碗皂可以把等离子膜拆开。这就像一个“脱脂剂”，切断膜中的脂肪物质。

这种洗洁精还有助于打破包裹着DNA所在细胞核的核膜。一旦你打破细胞膜和核膜，DNA就会暴露出来，你就可以接触到它了。

为了去除仍然纠缠在DNA中的蛋白质，你需要用一种酶来处理DNA，比如肉嫩剂或隐形眼镜酶清洁剂。这种成分将被少量地添加到DNA混合物中。

下一步是分离DNA，这样你就可以提取并检查它。你可以在DNA混合物中加入等量的冷外用酒精。

DNA不溶于外用酒精，它会从溶液中分离出来。这种混合物现在将有三层不同的层:底部是破碎细胞成分的液体混合物，中间层是细链DNA，顶层是外用酒精。

一旦你得到了分离的物质，你可以通过把它卷到一根棍子上来检索DNA。

如果你觉得这听起来有点奇怪，就和我们再多待一会儿吧。这并不像你想象的那么困难或复杂。

一旦你处理了来自牛和鸡肝脏的DNA，你就能观察到任何不同。把你的假设建立在你是否认为牛和鸡之间非常明显的差异意味着它们一定有非常不同的DNA上。

这个项目你需要的材料

如前所述，这个实验比大多数实验都要复杂一些，需要一些材料(如肝脏)，而这些材料不太可能在家里随处可得。

在你开始做这个项目之前，要确保你能得到实验所需的材料。它们列在下面。

• ¹/₂捣鲜牛肝
• ¹/₂捣一捣新鲜鸡肝
• 肉嫩剂或酶隐形眼镜清洁剂
• 菜刀
• 搅拌机
• ¹/₂茶匙(2.5毫升)盐
• 两汤匙(31.0毫升)洗洁精(黎明)
• 一杯(354.0毫升)温水
• 窄玻璃或小试管
• 烧杯或大玻璃杯
• 粗棉布或咖啡过滤器
• 一杯(354.0 ml)冷异丙醇(外用酒精)
• 玻璃、木制或塑料搅拌棒
• 显微镜

一旦你收集了所有的材料，你就可以开始这个项目了。

做你的实验

因为在这个实验中你将使用刀和搅拌器，所以你需要小心操作。在你开始工作之前，要确保你得到了成年人的认可和监督。

遵循以下步骤:

1. 用菜刀把牛肝切成三小块，大小约为3厘米。
2. 把肝块放入搅拌机中。
3. 在搅拌机中加入盐和温水。确保水淹没了肝块。
4. 盖上盖子，大火搅拌10到15秒。
5. 用粗棉布或咖啡过滤器过滤混合好的咖啡液，倒入烧杯或大玻璃杯中。
6. 加入洗洁精，搅拌，静置10分钟。
7. 将试管或小窄玻璃杯装满三分之一的肝脏混合物。
8. 加入少许肉嫩剂或三滴隐形眼镜酶清洁剂。等20分钟。
9. 倾斜试管或玻璃杯，通过向试管两侧倒酒精慢慢加入等量的冷酒精。等20分钟。
10. 绳状DNA应该出现在底部的混合物和顶部的酒精之间。
11. 插入一根搅拌棒(可以是玻璃的，木制的或塑料的)，插入DNA中。把DNA绕在棒子周围，就像轻轻地卷起棉花糖一样。
12. 在显微镜下观察DNA涂片。你也可以把DNA放在纸巾上晾干，进一步观察它和它的特征。
13. 对鸡肝重复整个过程。

跟踪你的实验

这个实验的定量方面在程序步骤中。你必须仔细遵循实验的所有步骤，记录你所做的一切。

你对提取的DNA的分析，需要更多的定性工作。你需要描述你观察到的东西，包括DNA的颜色、质地和总体外观。把你所有的观察记录下来。

在显微镜下研究DNA将为你提供一个更大、更详细的观点，这个核酸作为一个绳状结构。

把它们放在一起

仔细记录你所有的观察结果，特别注意记录牛和鸡DNA之间的差异。

因为你的结果主要是定性的，所以你仔细观察并做详细的笔记是非常重要的。

进一步的调查

如果你在这个实验之后真的对DNA感兴趣，你可以进行各种各样的额外调查。你可以进一步从其他来源提取DNA，如香蕉、猕猴桃和动物肌肉，并比较得到的DNA。

记住，所有的生物——不仅仅是动物——都有DNA。比如，看看番茄的DNA和菠萝的DNA是如何比较的会很有趣。