Το φωτόδεντρο – Απομόνωση DNA

Το φωτόδεντρο – Απομόνωση DNA

Το φωτόδεντρο αποτελεί ένα σύγχρονο εθνικό συσσωρευτή εκπαιδευτικού περιεχομένου. Στο φωτόδεντρο μπορεί να βρει κανείς διαδραστικά βιβλία,βίντεο, προσομοιώσεις και διαδραστικές ασκήσεις, οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν εκπαιδευτικά, ανάλογα με το μάθημα αλλά και τη θεματική ενότητα. Παρακάτω θα δούμε ένα παράδειγμα αξιοποίησης του εκπαιδευτικού υλικού που υπάρχει στο φωτόδεντρο. Συγκεκριμένα, θα δούμε πως μπορεί να ενσωματωθεί σε εργαστηριακή άσκηση της Γ’ Λυκείου για απομόνωση DNA από φράουλα.

 

dna-extraction-strawberry-lab-spring-2015-1-638

 

Αρχικά δείχνουμε στους μαθητές τα παρακάτω βίντεο από το φωτόδεντρο προκειμένου να τους υπενθυμίσουμε κάποιες βασικές πληροφορίες που είχαν διδαχθεί στη θεωρία.

Δομή DNA 1

Δομή DNA 2

Αφού λοιπόν οι μαθητές ανακαλέσουν στο μυαλό τους τις προαπαιτούμενες γνώσεις, προβάλλουμε ένα βίντεο επίσης από το φωτόδεντρο που δείχνει την πειραματική διαδικασία, χρησιμοποιώντας όμως φυτικό ιστό από μπανάνα.

 

Στη συνέχεια περιγράφουμε αναλυτικά στους μαθητές τις συσκευές, όργανα, υλικά και πειραματική διαδικασία που θα χρησιμοποιήσουμε.

Όργανα & Συσκευές                     
όργανα και συσκευές

 

  • Ηθμός ή γάζα
  • Σακουλάκι ή Γουδί
  • Χωνί
  • Δοκιμαστικός σωλήνας
  • Ποτήρι ζέσεως (250 mL)
  • Ογκομετρικός κύλινδρος (100 mL)
  • Ξύλινος ή γυάλινος αναδευτήρας
  • Πιπέτα Pasteur ή σύριγγα

 

 

Υλικά                  

 

 

φράουλα

  • Πάγος
  • Φράουλα

Για το διάλυμα εκχύλισης

  • Υγρό πιάτων (όχι συμπυκνωμένο) 10 mL
  • Μαγειρικό αλάτι ¼ κουταλιού
  • Απιονισμένο νερό 90 mL

 

 Για την απομόνωση του DNA

  • Αιθανόλη 10 ml παγωμένη (-20 0C)
  • Σταγόνες διαλύματος πεψίνης 1%w/v
  • ή 5-6 σταγόνες από υγρό φακών

 

Πειραματική διαδικασία

 

  • Πολτοποιούμε τη φράουλα μας (περίπου 100mL) μέσα στο σακουλάκι ή στο γουδί.
  • Προσθέτουμε περίπου 100mL διαλύματος εκχύλισης και πιέζουμε ελαφρά ώστε να αναμιχθούν.
  • Τοποθετούμε ένα χωνί σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα και βάζουμε μία γάζα ή ηθμό μέσα στο χωνί.
  • Ρίχνουμε το μίγμα του διαλύματος εκχύλισης με το πολτοποιημένο υλικό μας, στον ηθμό και φιλτράρουμε το μίγμα μέσα στο σωλήνα.
  • Με τη βοήθεια της πιπέτας προσθέτουμε 2-3 σταγόνες  διαλύματος του ενζύμου (πεψίνης), ή 5-6 σταγόνες από υγρό καθαρισμού φακών, ανακατεύουμε ελαφρά και περιμένουμε λίγα λεπτά.
  • Έπειτα προσθέτουμε σιγά σιγά την παγωμένη αλκοόλη (υπό κλίση) στο διήθημα μέχρι να σχηματιστούν δύο διακριτές φάσεις.
  • Κρατάμε το δοκιμαστικό σωλήνα ακίνητο και παρατηρούμε τις δύο φάσεις.Τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες κινούνται στον πυθμένα της κάτω στοιβάδας, ενώ τα νουκλεϊκά οξέα ανέρχονται στη στοιβάδα της αλκοόλης (πάνω).
  • Με τη βοήθεια της ράβδου “ψαρεύουμε” το DNA και το απομακρύνουμε από το δοκιμαστικό σωλήνα.

 

Κατά τη διάρκεια του πειράματος θέτουμε στους μαθητές τα εξής ερωτήματα προκειμένου να κατανοήσουν καλύτερα την πειραματική διαδικασία.

1)Γιατί πολτοποιούμε τη φράουλα ;

2)Ποιος ο ρόλος του απορυπαντικού στο διάλυμα εκχύλισης;

  • Τα απορρυπαντικά αλληλεπιδρούν με τα λιπίδια και με τις πρωτεΐνες των μεμβρανών σχηματίζοντας συσσωματώματα.

συσσωμάτωμα απορριπαντικού-λιπιδίου 2

 

  • Με την προσθήκη του απορρυπαντικού απελευθερώνονται τα νουκλεϊκά οξέα από τις πρωτεΐνες και τα λιπίδια από τα οποία περιβάλλονται.

3)Γιατί προσθέτουμε μαγειρικό αλάτι στο δ/μα εκχύλισης;

  • Το χλωριούχο νάτριο (NaCl) ή μαγειρικό αλάτι όταν διαλυθεί σε νερό διίσταται σε ιόντα
  • NaCl Na+  +  Cl-
  • Τα νουκλεϊκά οξέα DNA και RNA διαθέτουν αρνητικά φορτισμένες φωσφορικές ομάδες nucleotide
  • Η δημιουργία ισχυρών ιοντικών δεσμών ανάμεσα στις αρνητικά φορτισμένες φωσφορικές ομάδες και τα θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου φέρνουν πιο κοντά τα μόρια των νουκλεϊκών οξέων.
  • Τα συσσωματώματα μπορούν να διαχωριστούν πολύ πιο εύκολα.

4)Γιατί προσθέτουμε πρωτεïνάση στο διήθημα;

  • Η πρωτεϊνάση ή πεψίνη ή το υγρό των φακών επαφής απομακρύνει τις πρωτεΐνες ( ιστόνες ) γύρω από τις οποίες είναι περιελιγμένο το DNA ώστε να μπορέσουμε να το παραλάβουμε καθαρό.

πεψίνη

5)Γιατί προσθέτουμε αιθυλική αλκοόλη ή αιθανόλη (οινόπνευμα ) ;

  • Το DNA δε διαλύεται στην αιθανόλη.
  • Η αιθανόλη απομακρύνει το νερό γύρω από τα μόρια των νουκλεϊκών οξέων. Ισχυροποιεί τους ιοντικούς δεσμούς που δημιουργούνται με την προσθήκη του άλατος και έτσι διευκολύνει των διαχωρισμό των νουκλεϊκών οξέων.

δημιουργία φάσεων

 

Όλα τα παραπάνω θα μπορούσαν να παρουσιαστούν στους μαθητές με τη μορφή ενός powerpoint. Δείτε την παρουσίαση εδώ.

 

Καλά μας αποτελέσματα!!

STRAWBERRY DNA EXTRACTION

 

 


Skip to toolbar