Диссертация (1173358), страница 10
Текст из файла (страница 10)
После использованияпипетка не понадобится, в протоколе отмечено, что ее необходимо выкинуть в68специально приготовленную ёмкость для отходов. Далее учащимся предлагаетсязакрутить пробирку с клетками крышкой и аккуратно перевернуть ёмкость 5 раз, но нив коем случае не трясти её. Таким образом, перемешиваются растворы, позволяядетергенту быстрее растворить мембраны клеток. Учащимся предлагается обратитьвнимание на цвет и прозрачность раствора, подумать, как они изменились и почему.На третьем этапе необходимо разрушить белки, связанные с ДНК, – гистоны. ДНКаккуратно накручена на гистоны, как нить на катушку.
Благодаря этому она занимает вядре мало места и не запутывается. Для отделения белков от ДНК в учебный наборвходит пробирка с ферментом, расщепляющим белки, – протеазой. Учащиеся берут состола микропробирку с надписью «Протеаза», с помощью чистой одноразовой пипеткиПастера добавляют к подписанной пробирке пять капель раствора протеазы. Послеиспользования пипетка также выбрасывается в ёмкость с отходами.Учащимся предлагается повторно закрыть пробирку со своим образцом инесколько раз перевернуть её, чтобы перемешать содержимое. Для проведения процессарасщепления протеазе нужно время.
Ускорить этот процесс можно, повышаятемпературу в пробирке. Для этого пробирки устанавливаются в штатив, а затемпомещаются в водяную баню, нагретую до +50 °С. Так протеаза срабатывает гораздобыстрее. Процесс расщепления в таких условиях занимает около десяти минут. Покапротеаза работает, обсуждается последний этап выделения ДНК.Последний этап эксперимента – осаждение ДНК. Этот этап нужен, чтобы отделитьмолекулу от остального содержимого клетки. Для осаждения ДНК достаточно простодобавить концентрированный холодный раствор спирта. Предлагается обсудить, почемуспирт осаждает ДНК.
Для начала обсуждается, за счёт чего ДНК растворяется в воде и вчём заключается механизм растворения водой различных веществ.Что происходит при добавлении спирта? Спирт – гораздо менее полярная молекула,чем вода. Другими словами, на различных атомах спирта не скапливается частичныйзаряд. При добавлении большого количества спирта гидратные шубы вокруг фосфатов69ДНК и натрия становятся тоньше, так как молекул воды становится меньше посравнению с молекулами спирта.
Водяные шубы становятся слишком тонкими, чтобыпрепятствовать взаимодействию ионов натрия с фосфатами ДНК. В итоге, ДНКсвязывается с натрием, и теряет заряд. Таким образом, гидратная шуба вокругнезаряженной ДНК пропадает, и ДНК выпадает в осадок [91].Когда аудитории ясен механизм осаждения, предлагается воплотить его напрактике. Для этого учитель берет ёмкость с холодным спиртом. Держа пробирку собразцом под углом, помогает учащимся добавить в неё с помощью чистой одноразовойпипетки Пастера 10 мл спирта так, чтобы спирт медленно стекал по стенке пробирки.Затем предлагается завинтить крышку пробирки. Содержащаяся в растворе ДНКначинает выпадать в осадок.По окончании проведения любого эксперимента необходимо провести анализ егорезультатов.
Учащимся предлагается поднять руки, у кого в пробирке видна молекулаДНК. Задаётся вопрос, почему у остальных нет в пробирке ДНК. Правильным ответомявляется заключение, что ДНК содержится только в тех объектах, которые состоят изклеток. ДНК ещё может быть в вирусах, неклеточных организмах. Работа с нимизатруднительна, поэтому в рамках практикума она не проводится. Учащимсяпредлагается перенести осаждённую молекулу ДНК в чистую пробирку при помощипипетки Пастера, аккуратно нажимая на неё и поднося её носик к ДНК в исходнойпробирке, а затем потихоньку разжимая пальцы, захватив ДНК пипеткой, перенестиДНК в чистую пробирку.Особенности экспериментальной части: выполнение работы не требует никакихспециальных мер предосторожности.
Тем не менее, в лабораторном помещении, гдевыполняется работа, нельзя есть, пить и пользоваться косметикой. Рекомендуетсяпользоваться резиновыми перчатками, защитными очками и халатами. Учащиесядолжны вымыть руки с мылом до и после экспериментального занятия. При попаданиирабочих растворов в глаза необходимо тщательно промыть их водой. Учащимся70необходимораздатьинструкциидлявыполненияработипредложитьимсамостоятельное выполнение, если в течение пяти минут у большинства естьзатруднения, то стоит перейти к пошаговому руководству экспериментом.
Стоитобратить особое внимание, если учащиеся впервые сталкиваются с лабораторнойпосудой, необходимо им показать, где штатив, как выглядит пробирка, что такоепипетка Пастера, как ею пользоваться, как посмотреть сколько миллилитров жидкостив ней набрано.Рисунок 21 – Учебный набор «ДНК твоя самая главная молекула»Подготовка к экспериментальной части: эксперимент проводится в группах по двачеловека. Каждый участник группы должен выделить ДНК из выбранного объекта,выполнив все необходимые для этого процедуры, каждая пара должна собрать своюмодель ДНК.
Для каждой пары учитель подготавливает набор реактивов и расходныхматериалов. Компоненты, необходимые для проведения экспериментальной частипрактикума, представлены в таблице 3.Таблица 3 – Компоненты для выполнения экспериментального практикума «ДНК – твоясамая главная молекула»Компоненты, входящие в учебный Дополнительныекомпонентыинабор «ДНК – твоя самая главная принадлежности, не входящие в набор, номолекула»необходимые для проведения практикума71Буфер для лизисаСухая протеазаCтерильная водаПробирки объёмом 15 млПитьевая негазированная водаЭтанол, 96%Водяная баня с термометромСтакан или штатив для установки пробирок вводянуюбаню(можетпотребоватьсяустановить в баню до 30 пробирок)Цветные микропробирки объёмом 2 Ёмкость для мусорамлПрозрачныемикропробирки Штатив для пробирокобъёмом 2 млПипетки Пастера на 1 млНесмывающийся фломастер для маркировкипробирокВспененнаясераякак Резиновые перчаткисахарофосфатный остов лентаНабор из 12 пар оснований для Защитные очкиДНК-цепиЁмкостисобразцамидля Халатыизвлечения ДНКЕсли в распоряжении учителя нет водяной бани, можно использовать любойтермоизолирующий контейнер подходящего размера (например, пенопластовуюкоробку): налить в контейнер воду, нагретую до +50 °С, и установить в него стакан илиштатив с пробирками.После выполнения экспериментальной работы по выделению молекулы ДНКполезно закрепить материал, собрав трёхмерную модель ДНК и обсудив теоретическуючасть о строение молекулы.
Основной механизм, с помощью которого ДНК хранит ипередает генетическую информацию, заключается в том, что основания совпадают другс другом на противоположных сторонах двойной спирали: аденин с тимином, гуанин сцитозином, образуя набор комплементарных водородных связей.Всю эту сложную структуру можно представить в виде бус, состоящих из двухнитей. У таких вымышленных бус всего 4 вида бусин. Нити нанизаны таким образом,что красная бусина всегда напротив жёлтой, а зелёная напротив синей. Эти бусины —группы атомов, они собраны по определённому принципу, и вес у всех бусин разный.72Ниточки между зелёными и синими бусинами короче, чем ниточки между красными ижелтыми, что делает нити закрученными в спираль. Нити между бусами — этоводородные связи, а сама нить, на которую нанизаны бусины, – это сахар с остаткамифосфорной кислоты.Каждый участник практикума собирает одну цепочку, потом соединяет ее скомплементарной и закручивает.
Вместо бусин – азотистых оснований – мыпредоставляем в работу пенопластовые фигуры разного цвета. Жёлтые фигуры – вместожёлтых бусин, которые называются тимином, или просто буквой Т. Красные фигуры –вместо красных бусин, они называются аденином, или просто буквой А. Зелёные фигуры– вместо зелёных бусин, они называются гуанином, или просто буквой Г.
Синие фигуры– вместо синих бусин, и их называют цитозином, или просто буквой Ц.Фигуры конструктора, как и бусины, должны быть собраны в линию, на основу, насахарофосфатный остов. Если вспомнить, что красные фигуры располагаются строгонапротив жёлтых, то это значит, что учащимся необходимо договориться, какие фигурырасполагаются в линии. Например, при работе в парах ученику, сидящему справапредлагается написать в любом порядке 4 буквы (А, Т, Г, Ц) 12 раз и раскрасить их всоответствующиецвета.Второйчленрабочейгруппыдолжендописатькомплементарную цепочку.Необходимо напомнить, что было условлено обозначать А красным цветом, Т –жёлтым, Г – зелёным, Ц – синим. По приготовленной схеме ученикам необходимоаккуратно собрать свои цепи и соединить их.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
