核心概念
细胞
DNA
基因
出自国家科学教育标准:繁殖和遗传
导言
你和香蕉有什么共同之处?尽管我们看起来可能不一样,但所有生物——包括香蕉和人类——都是由相同的基本物质组成的。
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就像房屋是由更小的单元(如砖块)组成一样,所有生物都是由数万亿个称为细胞的微观构建模块组成的。在生物体内,每个细胞都包含一套完整的“蓝图”。这些指令决定了生物的特征。
背景
如果我们能够放大一个微小的细胞,我们就可以看到里面一个更小的“容器”,叫做细胞核。它包含一种叫做DNA的细长物质,它就像一套蓝图或指令。DNA包含一个关于如何构建生命形式并整合使该生物独一无二的特征的代码。DNA的片段或部分被称为“基因”。在生物(例如我们)中,每个基因决定了我们身体的某些方面——一种性状。在我们的DNA中,有一些基因负责头发颜色、眼睛颜色、耳垂形状等等。我们从父母那里获得DNA。一些特征,如眼睛颜色,几乎完全由DNA决定。有些则由DNA和你的成长环境共同决定,比如你成年后的身高。还有一些性状与DNA没有直接联系,比如你喜欢阅读的书籍类型。
就像我们一样,香蕉植物的细胞中也有基因和DNA,并且和我们一样,它们的DNA决定了它们的特征。仅凭我们的眼睛,我们无法看到单个细胞或其中的DNA。但是,如果我们从数百万个细胞中取出DNA,我们将能够在没有显微镜的情况下观察到它。这就是我们今天要做的!
材料
• 熟透的香蕉
• 半杯水
• 一茶匙盐
• 可重新密封的拉链袋
• 洗碗皂或洗涤剂
• 外用酒精
• 咖啡过滤器
• 窄玻璃杯
• 窄木搅拌棒
准备
• 将您的外用酒精瓶放入冰箱或冰柜中,使其在整个实验过程中保持冷却。
• 剥开香蕉。
• 将剥好的香蕉放入可重新密封的拉链袋中并合上袋子。
• 在桌面或厨房台面等坚硬的表面上,将袋子里的香蕉捣碎约一分钟,直到它变得细腻,呈布丁状,并且所有块状物都消失为止。不要拍打袋子或将香蕉捣碎得太靠近袋子的拉链密封处。(这可能会导致密封打开,香蕉喷出并弄得一团糟。)
步骤
• 在量杯中倒入半杯热水和一茶匙盐。
• 将这种盐水倒入袋中,并合上袋子。轻轻混合并晃动盐水和捣碎的香蕉,持续30到45秒。
• 向袋中加入半茶匙洗碗洗涤剂或洗碗皂。再次,轻轻混合里面的东西。您不希望混合物变得太泡沫状。
• 将咖啡过滤器的底部一半放在一个透明的玻璃杯中。过滤器的顶部应折叠在玻璃杯的边缘上以使其固定到位。
• 小心地将袋子中的内容物倒入过滤器中,并静置几分钟,直到所有液体都滴入杯中。(您现在可以扔掉咖啡过滤器及其内容物。)
• 从冰箱中取出外用酒精。倾斜玻璃杯,然后慢慢地将酒精倒在杯子的侧面,直到形成2.5到5厘米(一到两英寸)厚的层。您希望尽可能将酒精和液化的香蕉分开,因此请缓慢完成此步骤。
• 让这种双层混合物静置八分钟。在此期间,您看到酒精和香蕉液体层之间发生了什么?它看起来是浑浊的,并且可能有一些小气泡。您等待的时间越长,这层就越清晰。这是DNA片段聚集在一起。
• 将木搅拌棒插入杯中。旋转它,使浑浊层缠绕在它周围。取出搅拌棒。您能用搅拌棒捕获一些细长的中间层并将其从杯中取出吗?您在搅拌棒上看到的东西就是DNA!
继续阅读观察结果、结果和更多资源。
观察和结果
您看到的细长物质是DNA!它已从组成香蕉的数百万个细胞中取出。所有生物都有DNA。两种生物越相似和关系越密切,它们的DNA就越相似。每个人都与其他所有人共享99%的DNA。此外,人类的DNA与其他物种的DNA非常相似。我们与黑猩猩等灵长类动物以及小鼠等其他哺乳动物共享我们的大部分基因(构成DNA)。我们甚至与香蕉植物有共同的基因!
在此活动中,每种材料都在帮助从细胞中提取DNA方面起着特定的作用。例如,洗涤剂或肥皂有助于分解细胞的外膜,而盐有助于将DNA与细胞中的其他物质分离。并且由于DNA不溶于酒精,因此该物质有助于DNA在单独的层中聚集在一起。
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清理
您可以清洗袋子并重复使用。将香蕉液体和酒精倒进排水沟,并清洗杯子。
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您需要什么
• 镊子
• 棉签
• 活页夹夹
• 几种大小和形状不同的种子、谷物或坚果。最好您有很广泛的范围:一些很小的(例如,草籽或粗麦粉),一些中等大小的(黑眼豆或小扁豆),以及一些较大的(杏仁、腰果、核桃或榛子)。
• 带有秒针或时钟的定时器
• 盘子
• 纸
• 笔或铅笔