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明愛陳震夏郊野學園 生物科技 – 提取去氧核糖核酸、凝膠電泳、 觀察搖蚊幼蟲多線染色體 學校名稱 / 組別 學生姓名 從生果中提取去氧核糖核酸 (DNA) 儀器與物料 化學品 1毫升 針筒 5毫升 針筒 100毫升 燒杯 紗布 / 濾紙 過濾漏斗 研砵及杵 生果樣本 試管及試管架 木條 X1 X1 X1 X1 X1 X1套 20克 X1 X1 提取溶液 1份 清潔劑 9份 蒸餾水 1.5克 氯化鈉 NaCl 10毫升 凍酒精 (已預備) 4毫升 程序 提取生果DNA (實驗進行中請同學小心，配戴護目鏡).? 利用研砵及2分鐘. 把 ~10 毫升 DNA 提取溶液加入已完全搗爛的生果中 再搗爛生果及讓溶液混和約 1 分鐘. 裝置過濾用的儀器，把混合物傾進過濾裝置，收集濾液於100毫升燒杯 把 ~2 毫升 濾液轉移至試管中 沿試管壁慢慢加入 ~4 毫升 (2X 濾液的份量) 凍酒精 (切勿混和這兩層液體) 觀察及記錄在酒精層中出現的變化 提示 a.) 可以濾液同等份量的異丙醇替代酒精 b.) DNA會在酒精和草莓提取液層相接的位置出現，如希望提取更多DNA可輕搖試管，DNA最後會浮到酒精上層 討論問題 提取溶液中的氯化鈉及清潔劑有何用途? 酒精有何作用? 為什麼需要先把酒精冷凍? 冷凍的生果與未經冷凍的生果能提取的DNA量有沒有分別?為什麼? 為何會常用草莓或奇異果作提取DNA實驗的生果? 為什麼不同生果的DNA提取量各有不同? 如何增加DNA的提取量? 試解釋原因? 以上實驗提取得到除了DNA外還可能有什麼物質? 實驗原理 1. DNA主要會在細胞核中找到 2. 細胞膜結構被清潔劑破壞 ` 3. 凍酒精加到生果混合物中DNA會出現於酒精層 4. 可用木條把DNA轉移到顯微鏡下觀察 DNA 指紋圖譜分析 去氧核糖核酸(DNA)是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存，可比喻為「藍圖」用作蛋白質的製造。在哺乳動物當中，大部份DNA都並非用作合成蛋白質的藍圖，但其不同的排列方式卻造就出不同的物種及即使同一物種，生物體之間亦存在一定程度的差異。我們更可根據基因圖譜的檢測去分別不同的生物體。現今世代基因檢測多用於遺傳病的研究，例如準備懷孕前父母的基因檢測，以提早避免有致命遺傳病的嬰兒誕生，其次是生物鑑證，以處理生物遺骸及鑑定死者身分協助警方追查。現時案發現場的蒐證都需要生物科技的應用，受害人及嫌疑犯的確認都會用上生物科技進行分析，以準確鑑定罪犯及協助調查風化案件。 儀器與物料 化學品 250 毫升 錐形瓶 X1 凝膠 共用 冷卻水浴 X1 TAE 緩衝劑 (1X) 50毫升 電子溫度計 X1 電子天平 共用 電泳槽及有關儀器 X1套 微波爐 共用 微波爐保鮮紙 共用 即棄手套 X1對 移液管及吸咀 X1 套 程序 製作凝膠 (0.8% , 7厘米 x 10厘米) 1. 把250毫升錐形瓶放上電子天平並調整重量至零. 2. 移送 0.43克 凝膠到錐形瓶 3. 移送 50 毫升 1x TAE 緩衝劑到錐形瓶 4. 用微波爐保鮮紙包好錐形瓶並在保鮮紙上刺上小孔 5. 用微波爐加熱至凝膠完全融解 (溶液應當呈清澈透明) 6. 利用冷水浴把凝膠溶液冷卻至55℃ . 7. 移送已降溫的凝膠到電泳床並放置好膠梳 8. 讓凝膠冷卻並完全凝固，需時約20分鐘 9. 慢慢垂直拉起膠梳，小心避免破壞放置DNA樣本的載穴 移送DNA樣本及進行電泳 1. 移送 25μl（微升）DNA 樣本A-E 進入載穴。DNA樣本的成分如下: DNA 分子量標準物 案發現場發現受害人以外的DNA樣本 (經PCR* 過程倍化) 1號嫌疑犯DNA樣本 (經PCR 過程倍化) 2號嫌疑犯DNA樣本 (經PCR 過程倍化) 3號嫌疑犯DNA樣本 (經PCR 過程倍化) * PCR :聚合酶鏈反應 2. 當所有DNA樣本已處理妥當，電泳槽便可接上直流電源，開始進行凝膠電泳 3. 檢查電流能順利流通，同學能留意白金電極位置應有細氣泡冒出，進行凝膠電泳的時間老師會因應流程快慢而有所調整，DNA樣本移動距離太短或過遠甚至離開凝膠均不適合。 4. 當凝膠電泳過程完成，為顯現DNA樣本的流動位置，必須先將DNA染色，好讓同學分 別各DNA樣本內DNA片段的排序 染色及褪色 完全浸泡電泳過後的凝膠於 1x FlashBlue 染色劑 內. 讓染劇上色大約 5 分鐘. 移送已上色的凝膠到蒸餾水中進行褪色過程 每隔數分鐘可輕搖凝膠以加快褪色過程，整個褪色程序約須20分鐘 小心轉移已完成褪色過程的凝膠到膠片上觀察 觀察搖蚊幼蟲多線染色