DNA の抽出と染色-“白いもやもや”は DNA なのか?
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実験1 DNA の抽出
目的
DNAは核の中に存在する化学物質であり、遺伝子の本体である。今回は、白子からDNAを抽出し観察す ることで生物はDNAを有すこと、およびDNAの構造を理解する。
実験の前に DNAはどんな構造??
DNAは二本鎖で極端に細長い分子構造を持っ ている。核内ではヒストンと呼ばれるタンパク質 に巻き付いた状態(ヌクレオソーム構造)で存在 している。ヌクレオソームをさらに何段階にもキ レイに折り畳んで、DNAを核内に収めている。
※動画でその様子を確認してみよう。
図)Wikipedia「染色体」のイラストをもとに作図
準備
白子(米粒大),食塩3g,洗剤5ml, 冷エタノール40ml(濃度100%),乳鉢,乳棒,ピンセット,100ml ビーカー, ガラス棒
方法
1.乳鉢に入った白子(米粒半分くらいの大きさ)を潰し,ビーカーを使い水30mlを加える。
(※このサイズの白子にはどれくらいの量のDNAが含まれているのか想像してみよう) 2.乳鉢内の溶液をビーカーに移す。
3.洗剤5mlと食塩3gを加えて、食塩が溶けるまでガラス棒で攪拌する。 4.ガラス棒で溶液の粘り気を確認する。
5.冷エタノールを40ml加え、ガラス棒で一方方向に
.....
攪拌する。
★実験前に確認しよう Q.なぜ洗剤を加えるのか?
洗剤はタンパク質(例えばヒストン)を変性させる(≒壊す)働きがある。さらに洗剤は細胞膜や核膜を 構成する油の性質を持つ分子と結合し,膜を破壊する。
Q.なぜ食塩を加えるのか?
食塩水の中では、DNAとタンパク質(ヒストン)の結合が弱まり、お互いが離れる。 Q.なぜエタノールを加えるのか?
DNAは水によく溶けるが、エタノールには溶けない(特に塩を含む約50%エタノール中では溶けない)。
つまり,洗剤と食塩を加えると,どうなるかを描画してみよう.
食塩や洗剤を入れた後の様子を想像して絵を書こう!
結果
・ガラス棒に巻き付いた“白いもやもや”のようすを図示する。 またピンセットで“白いもやもや”をつまんだ時のようすを言葉で 図に書き込もう。
ヌクレオソーム スケール 細胞 スケール
実験2 “白いもやもや”は DNA なのかを確認する実験
目的 白子から抽出できた白いもやもやが本当にDNAかをジフェニルアミン溶液を使用して確認する。 原理:ジフェニルアミン溶液中の酸がデオキシリボースに働くことでジフェニルアミンが結合して青色
を呈色する。ただし、加熱が必要。 準備
ジフェニルアミン溶液(ジフェニルアミン1g,98ml 氷酢酸,2ml 濃硫酸)※劇薬。取り扱い注意。 試験管6本,極小薬さじまたは耳かき,ガスコンロ,鍋,試験管立て,ビーカー(100ml)
サプリメント(DNA,DHA,コラーゲン),トンカチまたはペンチ,薬包紙,駒込ピペット(5ml)
方法
1. お湯を沸かす。水の量は鍋の2/3程度。
2. 各グループで白いもやもやがDNAであることを確認するにはどのような実験をすれば良いかを考え、 6本の試験管に入れるものを決め,下のイラストに図示する。その際,発色するかどうかに関する予想 も記入する。
3. 試験管を試験管立てに立て、各試験管に「2」で決めたものを入れる。
白いもやもや:ガラス棒に付着したものを、ピンセットを使って米粒大取って入れる。
DNAとコラーゲン:1粒を薬包紙に包んでからトンカチで潰し、耳かきで1かきとって入れる。 DHA:潰さずに1粒そのまま入れる。
4. 駒込ピペットを使って、6本の試験管に水を2mlずつ入れる。 5. 教員を呼び、ジフェニルアミン溶液を各試験管に入れてもらう。
6. 各試験管をビー玉で蓋をし、試験管立てごと沸騰したお湯の中に入れる。 7. 約10分後に取り出して発色を確認し、結果として記録する。
※10分の待ち時間で片付けをしよう。
結果
1 2 3 4 5 6
考察
“白いもやもや”はDNAなのかについて実験結果を踏まえて考察する。