Biologia molekularna-doświadczenia.pdf

Jarek Bryk, Joanna Lilpop, Anna Lorenc

Biologia molekularna od kuchni

warsztaty dla nauczycieli biologii szkół ponadpodstawowych

BIOLOGIA MOLEKULARNA W KUCHNI : ALE O CO CHODZI?

W niniejszym skrypcie prezentujemy Państwu kilka

doświadczeń, które przybliżają nieco technik i zagadnie-

nia współczesnej biologii molekularnej. Żaden z prezen-

towanych eksperymentów nie wymaga specjalistycznego

sprzętu i odczynników, nie jest niebezpieczny, a prawie

każde z doświadczeń - oprócz elektroforezy w mydel-

niczce i owocowych enzymów - można wykonać podczas

jednej godziny lekcyjnej.

Dwa doświadczenia - „Owocowe enzymy” i „Pożywka

- zrób to sam” - zaprezentowano w sposób podkreślający

podstawowe cechy prawidłowego doświadczenia nau-

kowego, ze zwróceniem szczególnej uwagi na kontrole

i interpretację wyników. Mamy nadzieję, że ułatwi to i

uatrakcyjni przybliżenie metodologii naukowej.

Bardzo zachęcamy wszsytkich korzystających z tych

skryptów do dzielenia się z nami komentarzami, uwagami

i zastrzeżeniami dotyczącymi doświadczeń i sposobu ich

prezentacji. Chcielibyśmy, by pokazane doświadczenia

były jak najlepiej dostosowane do potrzeb nauczycieli i

uczniów. Wszelkie uwagi prosimy kierować na adres e-

mail sfn@iimcb.gov.pl

Życzymy dobrej zabawy!

.................................................................................................................................

Prezentowane przepisy i materiały pochodzą w większości z własnych doświadczeń Szkoły Festiwalu Nauki

i były zainspirowane amerykańskimi i brytyjskimi publikacjami popularnonaukowymi.

W szczególności, wiele cennych wskazówek dotyczących izolacji DNA z cebuli oraz elektroforezy

w mydelnicze otrzymaliśmy od National Centre for Biotechnology Education na Uniwersytecie w Reading

w Wielkiej Brytanii. Z NCBE pochodzi również szablon DNA do wycięcia.

Internetowe strony NCBE znajdują się pod adresem www.ncbe.reading.ac.uk.

Wszystkie te materiały udostępniamy za zgodą, pod warunkiem przestrzegania licencji zamieszczonej poniżej.

.................................................................................................................................

Autorami niniejszego skryptu są pracownicy i współpracownicy Szkoły Festiwalu Nauki: Jarosław Bryk

(tekst, rysunki, zdjęcia), Joanna Lilpop (tekst, rysunki), Anna Lorenc (tekst), Takao Ishikawa (zdjęcia)

oraz Rafał Parol (rysunki).

Autorzy udostępniają niniejszy skrypt do nieodpłatnego (lub po kosztach nośnika) kopiowania i rozpow-

szechniania w celach edukacyjnych t pod warunkiem nieusuwania niniejszej informacji. Inne zastoso-

wania wymagają pisemnej zgody autorów. W przypadku wątpliwości należy skontaktować się

ze Szkołą Festiwalu Nauki.

Komputerowa wersja tego skryptu znajduje się pod adresem internetowym www.sfn.edu.pl.

BIOLOGIA MOLEKULARNA W KUCHNI:OWOCOWE ENZYMY

MATERIAŁY

• Galaretka żelatynowa

• Galaretka karagenowa

• Jabłko

• Świeży ananas (nie z puszki!) lub kiwi

PRZEPIS DOŚWIADCZENIA

Galaretki przygotować wg. przepisu na opakowaniu. Rozlać do

6 salaterek - po 3 galaretki każdego rodzaju. Uwaga! Ponieważ

galaretki długo zastygają, najlepiej przygotować je poprzedniego

dnia lub kilka godzin przed lekcją!

karagen

...................................................................................

żelatyna

Na 4 galaretkach rozłożyć po plasterku owoców w układzie

jak na rysunku. Dwie galaretki - jedną karagenową i jedną

żelatynową - zostawić puste (bez owoców, jako kontrola) .

ananas jabłko puste

karagen

żelatyna

.............................................................................

Galaretki odstawić na bok w temperaturze pokojowej na kilka godzin.

..................................................................................................

Po tym czasie powinno być widoczne, czy któraś z galaretek

rozpuściła się - zamieniła w ciecz...

BIOLOGIA MOLEKULARNA W KUCHNI:OWOCOWE ENZYMY

OMÓWIENIE DOŚWIADCZENIA

Na opakowaniach galaretek żelatynowych producenci ostrzegają, żeby nie zalewać nimi

ananasów ani kiwi, ponieważ galaretka nie tężeje. Nitniejsze doświadczenie to próba

sprawdzenia tej informacji.

Nasz protokół doświadczenia zakłada, że po wylaniu galaretki żelatynowej i położeniu na niej plastra

świeżego owocu ananasa galaretka rozpuści się. Wydawałoby się, że wystarczy po prostu przygotować

taką galaretkę, położyć na niej owoc i już. Zastanówmy się jednak, co by było, gdyby galaretki

żelatynowe po kilku godzinach rozpuszczałyby się same z siebie?

Nie wiedzielibyśmy wtedy, czy rozpuszczenie się galaretki jest faktycznie spowodowane obecnością

owocu, czy też wynika z samych właściwości galaretki. Żeby to rozstrzygnąć, potrzeba nam kontroli

„stabilności galaretki”. Należy jednocześnie wylać dwie galaretki, postawić je obok siebie w jed-

nakowych warunkach, na jedną z nich położyć ananasa, a drugą zostawić pustą. Po kilku godzinach

będzie można zaobserwować, która galaretka rozpuściła się i czy jest to związane z obecnością anan-

asa.

Jeśli natomiast wylejemy trzy galaretki, dwie według podanego wyżej schematu, a na trzecią

położymy np. jabłko, będziemy mogli stwierdzić, czy rozpuszczanie się galaretki związane jest tylko z

ananasem, czy też dotyczy innych owoców.

Dlaczego żelatynowa galaretka się rozpuszcza, czyli co ma w sobie ananas?

W powyższy sposób wykażemy, że rozpuszczanie się galaretki żelatynowej następuje pod wpływem

ananasa. Zastanówmy się dalej, co sprawia, że galaretka się rozpuszcza?

Substancją odpowiedzialną za tężenie galaretki jest żelatyna. Powstaje ona w procesie termicznej

denaturacji kolagenu, który jest głównym zwierzęcym białkiem budulcowym. Rozpuszczanie się

galaretki spowodowane jest rozpadem usieciowanych włókien kolagenu. Możemy przypuszczać, że za

rozpad białkowych włókien kolagenu odpowiedzialne są enzymy trawiące białka - proteazy.

Rozpuszczanie się galaretki następuje w wyniku trawienia kolagenu

Żeby potwierdzić, czy to charakter chemiczny galaretki decyduje o jej zachowaniu pod wpływem ananasa,

musimy porównać galaretkę żelatynową z inną, której właściwości nie pochodzą od białek.

Na naszym rynku dostępne są również galaretki karagenowe, w której substancją odpowiedzialną za tężenie

jest karagen, wielocukier otrzymywany z glonów morskich. Nasza hipoteza zakłada, że w owocach ananasa

znajdują się substancje o aktywności proteolitycznej, a te nie powinny trawić karagenu. Dodajemy więc

drugi zestaw trzech galaretek z analogicznymi kontrolami.

Galaretka karagenowa nie rozpuszcza się

W opisanym doświadczeniu galaretka żelatynowa z owocem ananasa powinna po

kilku godzinach rozpuścić się. Pozostałe galaretki (także karagenowe) nie powinny

ulec zmianie.

Dzisiaj wiadomo, że w świeżych owocach ananasa ( Ananas comosus z rodziny

Bromeliacae ) znajduje się proteaza - bromelina - która trawi żelatynę. Proteaza

znajduje się również w owocach kiwi ( Actinidia deliciosa ) - jest to aktynidyna.

Prezentowane doświadczenie to jeden z najprostszych sposobów pokazania działania enzymów i bardzo dobry sposób

prezentacji metodologii doświadczeń naukowych. Zachęcamy do sprawdzenia w podobny sposób innych owoców, w tym na

przykład owoców z puszki, soków owocowych lub solą do zmiękczania mięsa. Zwracamy również uwagę, że w prezentowanym

doświadczeniu nie można bezpośrednio wykazać, że to proteazy są odpowiedzialne za obserwowane zmiany.

.................................................................................................................................

Szkoła Festiwalu Nauki | ul. Trojdena 4 | 02-109 Warszawa

tel. (22) 659-55-33 wew. 610 | fax (22) 668-52-88 | sfn@iimcb.gov.pl | www.sfn.edu.pl

Hipoteza robocza:

pod wpływem owoców ananasa galaretka żelatynowa rozpuszcza się.

BIOLOGIA MOLEKULARNA W KUCHNI : POŻYWKA - ZRÓB TO SAM

UWAGA! Na wszystkich etapach pracy trzeba przykrywać

„rosołek” (np. czystą szmatką) – w powietrzu unosi się

mnóstwo spor grzybów i bakterii, które łatwo mogą

zakazić nie przykrytą pożywkę.

MATERIAŁY

• Kostka rosołowa

• Agar spożywczy (10g / l)

• Szybkowar

• Słoik lub inne zakręcane naczynie,

które mieści się w szybkowarze

Rozpuścić kostkę rosołową w gorącej wodzie

(zgodnie z przepisem na opakowaniu ).

PRZEPIS DOŚWIADCZENIA

Zebrać tłuszcz z wierzchu i

wyrzucić.Przecedzić wywar przez

kawałek czystej ściereczki lub np.

gazy opatrunkowej.

Wywar wstawić do lodówki aż zestali się na nim tłuszcz

(kilka godzin). Można zostawić na noc.

Do odcedzonego i odtłuszczonego wywaru dodać agaru

spożywczego w ilości 10g na litr i całość wstawić do

szybkowaru. NIE WOLNO dokręcać słoika (wystarczy lekko

przekręcić pokrywkę)!

Do szybkowaru nalać 2-3 iliżanki wody i koniecznie położyć na

dno irmową podstawkę albo coś zastępczego.

Pożywkę wysterylizować przez gotowanie w szybkowarze

około 20 minut (zależy od szybkowaru). Odczekać aż trochę

wystygnie.

Kiedy pożywka będzie płynna i gorąca,

wylać szalki zachowując zasady sterylnej

pracy: najlepiej pożywkę wylewać przy

zapalonym palniku, nigdy całkowicie nie

odkrywając wieczka szalki: trzeba lekko

unieść wieczko i wylać pożywkę tak, by

pokryła dno szalki warstwą ok. 3 mm.

Jeśli nie mamy palnika, wszystko robimy

tak samo - zwykle i w takich warunkach

udaje się zachować sterylność.

Po zastygnięciu pożywki szalki trzeba wysuszyć. Można je po

prostu zostawić w temperaturze pokojowej do następnego

dnia.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: