Предложите способ выделения: Предложите способ выделения глины из её смеси с водой
Как опресняют морскую воду – методы и их описание
Главная
>
Поддержка
>
Публикации
>
Как опресняют морскую воду?
Опреснение морской воды — отличный способ пополнить запасы пресной, особенно в засушливых, пустынных районах, где нет водоносных горизонтов.
Процесс подразумевает существенное уменьшение солей в составе: если соленость морской воды может составлять 35г/литр (среднее значение для мирового океана), то для питьевой эта величина не должна превышать 1 грамм на литр.
Методы опреснения морской воды
Ключевые технологии подразделяются на две основные группы. Первая — та, что не подразумевает изменения агрегатного состояния вода (она остается жидкостью на всех этапах обработки). Вторая предполагает переход жидкости в твердую или газообразную форму на определенном этапе.
Химический способ
В воду вводят реагенты, которые связывают ионы солей и способствуют их выпадению в осадок.
В качестве реагентов используются соли серебра и бария, причем их нужно до 5% от общего количества опресняемой воды. Реакция проходит с выделением ядовитых веществ, поэтому этот метод практически не используется.
Электродиализ
В ванну с рассолом устанавливают 2 электрода в виде электрохимических активных диафрагм (с пластмассовым или резиновым корпусом и наполнителем из смол), после чего пропускают постоянный ток.
Проходит химическая реакция с выделением в атмосферу хлора и кислорода. Вода скапливается в промежуточных камерах и отводится, а соляной раствор остается в емкости.
Такой метод еще называют ионообменное опреснение: он применяется там, где соленость морской воды изначально невысока. Также он часто используется для мобильных установок на рыболовецких судах, траулерах.
Ультрафильтрация (обратный осмос)
В этом случае солевой раствор подают под давлением через мембрану, которая проницаема для воды, но непроницаема для соли. Такие мембраны создают из ацетилцеллюлозного волокна и пропитывают перхлоратом магния, что позволяет увеличить водопроницаемость.
Поскольку давление значительное, до 150 кгс/см2, мембраны дополняются пористыми бронзовыми плитами. Управление процессом возможно в автоматическом и полуавтоматическом режиме, при этом главное здесь — контроль стабильного давления подачи воды. Выход пресной воды из соленой — до 70%.
Вымораживание
В природных условиях лед, покрывающий океаны и моря, — пресный. Искусственно проводят медленное замораживание. что позволяет получать лед с игольчатой кристаллической структурой. Рассол при этом оседает и не попадает в толщу льда.
Полученный лед растаивают, что позволяет получить воду с соленостью не выше 500-1000 мг/л. Для замораживания используют кристаллизаторы (контактные, вакуумные, с теплообменом через стенку), где обеспечивается контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.
Термическое опреснение (дистилляция)
Такой метод часто используют на морских судах для получения пресной воды из забортной соленой. В этом случае морскую воду нагревают до кипения, а выходящий пар конденсируют.
Так собирается дистиллят, представляющий собой пресную воду.
Дистилляционные установки включают в себя испарители, нагревательные элементы, конденсаторы и сборники дистиллята. Сам процесс испарения может быть, как одно-, так и многоступенчатым.
При этом из первичного пара получается до 90% пресной воды за одну ступень. В установках с многоступенчатым опреснением, когда не вскипевшая вода перетекает из одной камеры в другую, и так до 50-60 раз, выход воды увеличивается в 15-20 раз. Однако такие системы гораздо сложнее в работе из-за существенной концентрации солевого раствора на последних этапах и порчи оборудования из-за отложения солей на трубопроводах.
Технологии, активно используемые в странах-лидерах по опреснению
Лидером в этой отрасли считается Израиль, где расположены крупнейшие заводы по опреснению, обеспечивающие более 15% потребности в питьевой воде, и более 50% — в технической. Один из самых крупных местных заводов производит забор воды из Средиземного моря и фильтрует ее посредством специальных мембран.
Дальше осуществляется перегонка, после чего чистая вода поступает в хранилища, а соляной раствор сбрасывается в море.
А французские заводы используют несколько другие способы опреснения воды: большинство установок работают на принципе обратного осмоса. Популярной в промышленных масштабах стоит назвать и технологию выпаривания.
Архив ВТЮБ-2014 — Задания | bioturnir.ru
Главная » Всероссийский ТЮБ » Архив » VIII Всероссийский ТЮБ
Турнир юных биологов проводится в два этапа – региональный и всероссийский.
В каждом из регионов для проведения Турнира используется свой набор задач:
Этапы Турнира | Даты этапа в 2014 г. | Обсуждаемые задачи | Исключенные задачи |
Москва (МГУ) | 11 – 12 октября | 1 – 10, 12, 13 | 11, 14, 15 |
Санкт-Петербург (ЭБЦ) | 1 – 2 ноября | 1 – 12 | 13, 14, 15 |
Киров (ЦДООШ) | 18 – 19 октября | 1 — 9, 13 | 10, 11, 12, 14, 15 |
Новосибирск (СУНЦ НГУ) | 18 — 19 октября | 1 – 3, 5 – 9, 14, 15 | 4, 10 – 13 |
Казань (ГЦТРиГО) | 25 – 26 октября | 1 – 8, 10, 13 – 15 | 9, 11, 12 |
Екатеринбург (УрФУ) | 18 – 19 октября | 1 — 9, 13 | 10, 11, 12, 14, 15 |
Ростов-на-Дону | 27 – 28 сентября | 1 — 10 | 11 — 15 |
VIII Всероссийский ТЮБ | 6 — 11 декабря | Все 15 задач | нет |
Для обсуждения в Турнире юных биологов используется заранее опубликованный список заданий.
Это задания открытого типа: не имеющие окончательного и однозначного ответа, допускающие использование разнообразных подходов для их решения. Условия заданий сформулированы максимально кратко и не содержат всех необходимых для решения данных, поэтому часто необходимо самостоятельно сделать определенные допущения, выбрать модель для построения ответа. Задания выполняются коллективно. Решение задач предполагает проведение самостоятельных теоретических исследований с использованием различных информационных источников. Разрешается помощь при подготовке решений со стороны наставников команд, а также различные консультации со специалистами.
2.
«Старуха-процентщица» В среднем передача энергии с одного трофического уровня на другой составляет около 10%. Тем не менее, для отдельных видов в трофических цепях это значение может быть как существенно больше, так и существенно меньше. Предложите модели самого «жадного» и самого «щедрого» организмов, относительно передачи энергии на следующий трофический уровень. Какие экологические, физиологические и биохимические особенности будут характерны для каждого из них?
3. «Искушение паразитизмом» Среди каких типов многоклеточных животных переход к паразитизму может происходить проще всего, а среди каких – сложнее всего? С какими морфофизиологическими особенностями это связано? Какая из перечисленных Вами особенностей представляется ключевой для облегчения перехода к паразитизму?
4. «Мир без…» Человечество стремится практически полностью уничтожить некоторые виды вирусов и патогенных одноклеточных организмов. В научной печати обсуждается возможность искоренения и некоторых многоклеточных.
Предложите пять наиболее подходящих для полного изъятия из биосферы кандидатов из числа многоклеточных организмов. Обоснуйте возможные последствия их уничтожения: как благоприятные для человека, так и неблагоприятные для экосистем.
5. «Девять жизней» У животных, развивающихся с метаморфозом, в жизненном цикле, как правило, присутствуют одна-две личиночные стадии. Приведите пример реально существующего животного, обладающего максимальным количеством различных личиночных стадий. Может ли гипотетическое животное иметь еще больше личиночных стадий? Какие факторы способствуют увеличению или, наоборот, уменьшению числа личиночных стадий в жизненном цикле животного?
6. «Экстрим» Среди прокариот встречаются различные экстремофилы: термофилы, галофилы, психрофилы и т.д. Какие группы многоклеточных животных являются чемпионами в различных «экстремальных дисциплинах», а какая – чемпионом в «экстремальном многоборье» (не учитывая человека)? Какие анатомические, физиологические и биохимические особенности обеспечивают успешное выживание этих животных в экстремальных средах?
7.
«Универсальный мигрант» Экологическая стратегия некоторых растений состоит в том, чтобы быстро заселять незанятые территории. Встречается ли такая стратегия у животных? Предложите модели позвоночного и беспозвоночного животных, основу экологической стратегии которых составляет постоянная миграция в «свободные» биотопы. Какие морфофизиологические особенности позволили бы им максимально распространиться по земному шару? Какие животные наиболее близко подошли к реализации такой стратегии?
8. «Глаз-алмаз» Среди беспозвоночных встречаются животные, способные одновременно различать видимый, ультрафиолетовый, инфракрасный и поляризованный свет. Почему среди позвоночных нет животных с таким широким «спектром» зрения? Какую информацию позвоночным могло бы дать восприятие различных характеристик света? Каким систематическим группам позвоночных наиболее выгодны были бы максимально широкие возможности зрения?
9. «Надо делиться» Число клеточных делений в организме многоклеточных животных обычно ограничивается 50-60 делениями с момента образования зиготы.
10. «Генетика без гороха» Грегор Мендель открыл свои знаменитые законы, используя в качестве объекта исследований горох. Как изменились бы методы скрещивания, если бы он работал не с покрытосеменным растением, а с папоротниками? Каких представителей отдела папоротниковидных лучше всего использовать для таких исследований? Какие признаки мог бы исследовать Мендель? Как выглядели бы в таком случае открытые им законы наследования?
11. «Вторично одноклеточные» В ходе эволюции многоклеточных эукариот иногда происходит возврат к одноклеточности, связанный с паразитизмом или комменсализмом, например, в случае трансмиссивных злокачественных заболеваний. Однако не известны случаи возникновения свободноживущих одноклеточных на основе высокодифференцированных многоклеточных (высших растений и трехслойных животных).
С какими причинами это может быть связано? У каких современных организмов, относящихся к этим двум группам, наиболее вероятен такой переход? Какие условия могли бы стимулировать этот переход, и каким мог бы быть его механизм?
12. «Аксон 2.0» Передача информации по нервным волокнам характеризуется направленностью и высокой скоростью. Какие физические принципы могли бы стать основой для других способов направленной и быстрой передачи информации внутри организма, без участия нервных волокон и потенциала действия? Как могли бы быть устроены передающие структуры, использующие эти принципы? Какие преимущества они могли бы дать? Какие ограничения на строение и функционирование организма накладывает использование таких структур?
13. «Добрый Гудвин» Предположим, что надежды трангуманистов сбылись, и мы обладаем 3D принтером, способным по чертежу изготовить из соответствующих клеток и межклеточного матрикса любой человеческий орган, даже не существовавший до сих пор.
В какую из систем органов человека (нервную, пищеварительную, кровеносную, дыхательную или выделительную) легче всего было бы добавить новый полезный орган? Опишите его структуру, особенности функционирования и регуляции.
14. «Беззащитные растения» Считается, что адаптивный иммунитет и иммунная память выгодны обладающим ими позвоночным животным. Их продолжительность жизни относительно велика, и поэтому они имеют шанс повторно встретиться с этим же патогеном. Однако, многолетние растения также могут жить долго, тем не менее, все их защитные реакции основаны только на уже существующем геномном разнообразии иммунных рецепторов. Какие анатомические, физиологические и биохимические особенности растений препятствуют появлению у них адаптивного иммунитета в ходе эволюции?
15. «Не отходя от кассы» В клетках прокариот, в отличие от эукариот, процессы транскрипции и трансляции не разобщены ни в пространстве, ни во времени. Сделайте следующий шаг и предложите схему строения и функционирования единого бактериального «фермента», совмещающего в себе активности рибосомы и РНК-полимеразы.
Какие преимущества и недостатки будет иметь такая модель по сравнению с ныне существующей системой реализации генетической информации прокариот?
Авторы задач: А.А. Агапов, Г.А. Армеев, И.А. Кузин, Н.А. Ломов, Г.А. Носов, Д.В. Пупов, Ф.Т. Хуснутдинова, О.Н. Черных, А. Чернышова, В.В. Чуб, Е.С. Шилов.
Наблюдательный комитет: В.В. Асеев, Г.И. Гительзон, Е.Н. Лимонова, Д.В. Пупов, Р.В. Шаламов.
1. «Чудо в перьях» В последние несколько лет были получены доказательства наличия у значительной части динозавров перьевого покрова. Представьте, что все наземные динозавры юрского периода, включая самых крупных, были покрыты перьями. К каким последствиям для экосистем это бы привело? Каковы были бы экологические, физиологические и этологические последствия для самих динозавров?
2. «Елочка, зажгись!» Способность к биолюминисценции характерна для многих бактерий, грибов и животных, но не для высших растений.
С какими морфофизиологическими особенностями высших растений это связано? Какие из их органов могли бы стать светящимися с наибольшей вероятностью? Какие преимущества и недостатки дала бы высшим растениям биолюминисценция?
3. «Водопровод» Во многих районах Земли существует проблема доставки пресной воды на большие расстояния. Предложите способ непосредственного использования живых растений для транспортировки и последующего выделения пресной воды, а также модель растения, наиболее подходящего для такого процесса. Какое растение могло бы послужить прототипом для такой модели?
4. «Универсальный субстрат» Базовые метаболические потребности клеток человеческого организма обеспечиваются за счет различных молекул, переносимых с кровью. Предложите одну-единственную молекулу, позволяющую максимально удовлетворить основные биохимические потребности клеток человека. С какими преимуществами и недостатками с точки зрения процессов, происходящих на уровне клетки, ткани и организма, связан переход к такому метаболизму?
5.
«Третий не лишний» Представьте себе вид, представленный триплоидными организмами, у которых для оплодотворения необходимо слияние гамет от трех родителей. С какими преимуществами и недостатками связан такой способ размножения? Опишите процессы деления клеток у таких организмов.
6. «На грани нервного срыва» Представьте, взяв за основу позвоночное, модель животного, регуляция в организме которого полностью осуществляется на основе нервной системы, без использования гуморальной. Какие преимущества и недостатки будут у такого способа регуляции по сравнению с полноценной нейроэндокринной регуляцией? Каким образом данное животное может решать проблемы, возникающие в связи с такой регуляцией?
Авторы задач: Костюк А.И., Кузин И.А., Кузина М.Г., Лукьянов Д.А., Никитин Д.М., Пупов Д.В., Пуховая Е.М., Черных О.Н., Шилов Е.С.
Шаг 7: Извлечение данных из включенных исследований — систематические обзоры
О шаге 7: Извлечение данных из включенных исследований
Щелкните элемент ниже, чтобы узнать, как он применим к шагу 7: Извлечение данных из включенных исследований.
Об извлечении данных
На этом этапе систематического обзора вы разработаете свои таблицы фактических данных, которые содержат подробную информацию по каждому исследованию (возможно, с использованием структуры PICO в качестве руководства), и сводные таблицы, которые дают общий обзор результатов исследования. ваш обзор. Вы можете создавать доказательства и сводные таблицы для описания характеристик исследований, результатов или того и другого. Эти таблицы помогут вам определить, какие исследования, если таковые имеются, подходят для количественного синтеза.
Извлечение данных требует тщательного планирования. Мы рассмотрим некоторые инструменты, которые вы можете использовать для извлечения данных, типы информации, которую вы хотите извлечь, и параметры, доступные в программном обеспечении для систематического обзора, используемом здесь, в UNC, Covidence.
Сколько человек должно извлекать данные?
Кокрановский справочник и другие исследования настоятельно рекомендуют по крайней мере двух рецензентов и экстракторов, чтобы уменьшить количество ошибок.
Выберите инструмент для извлечения данных
Нажмите на тип инструмента извлечения данных ниже, чтобы просмотреть дополнительную информацию об использовании этого типа инструмента и о том, что может предложить UNC.
У каждого метода извлечения данных есть свои преимущества и ограничения. Вам необходимо учитывать:
- Стоимость программы/инструмента
- Совместное использование / управление версиями
- Существующие и пользовательские формы извлечения данных
- Процесс ввода данных
- Межоценочная надежность
Например, в Covidence вы можете потратить больше времени на создание формы извлечения данных, но сэкономить время позже в процессе извлечения, поскольку Covidence может автоматически выделять расхождения для просмотра и устранения между различными экстракторами. Excel может потребовать меньше времени для создания формы извлечения, но вам может потребоваться больше времени для сопоставления и сравнения данных между экстракторами.
Более подробное сравнение преимуществ и ограничений каждого инструмента извлечения можно найти в таблице ниже.
| Инструмент | Преимущества | Ограничения |
| Программное обеспечение для систематического обзора (Covidence) |
|
|
| Электронные таблицы (Excel, Google Таблицы) |
|
|
| Кокрейн Ревман |
|
|
| Программное обеспечение для опросов или форм (Poll Everywhere, Qualtrics и т. д.) |
|
|
| Электронные документы (Word, Google Docs) |
|
|
е. экстракторы смогут начать работу быстрее, чем при использовании другого программного обеспечения)
е. экстракторы смогут начать работу быстрее, чем при использовании другого программного обеспечения)
Что нужно извлечь?
Вы должны запланировать извлечение данных, имеющих отношение к ответу на вопрос, поставленный в вашем систематическом обзоре.
Возможно, вам будет полезно обратиться к другим подобным систематическим обзорам, чтобы определить, какие данные собирать или обдумать ваш вопрос в такой структуре, как PICO.
Полезные данные для вопроса о вмешательстве могут включать:
- Информация о статье
(автор(ы), год издания, название, DOI) - Информация об исследовании
(тип исследования, набор/отбор/распределение участников, уровень доказательности, качество исследования) - Демографические данные пациента
(возраст, пол, этническая принадлежность, заболевания/состояния, другие характеристики, связанные с вмешательством/исходом) - Вмешательство
(количество, дозировка, способ введения, формат, продолжительность, временные рамки, условия) - Результаты
(количественные и/или качественные)
Если вы планируете синтезировать данные, вам потребуется собрать дополнительную информацию, такую как размер выборки, размер эффекта, зависимые переменные, меры надежности, данные до тестирования, данные после тестирования, данные последующего наблюдения и использованные статистические тесты.
Шаблоны и подходы к извлечению должны определяться потребностями конкретного обзора. Например, если вы извлекаете качественные данные, вам нужно извлечь такие данные, как теоретическая основа, метод сбора данных или роль исследователя и их потенциальная предвзятость.
Полезный совет — Извлечение данных
- Найдите существующую форму извлечения или инструмент, который поможет вам. Используйте существующие систематические обзоры по вашей теме, чтобы определить, какую информацию собирать, если вы не уверены, что делать.
- Обучите группу проверки категориям извлечения и ожидаемому типу данных. Руководство или руководство может помочь вашей команде установить стандарты.
- Пилотируйте форму извлечения/кодирования, чтобы убедиться, что средства извлечения данных записывают похожие данные. При необходимости измените форму извлечения.
- Обсудите любые несоответствия в кодировании на протяжении всего процесса.
- Документируйте любые изменения процесса или формы. Следите за решениями, которые принимает команда, и их обоснованием.
Как извлечь ДНК из всего живого
Во-первых, вам нужно найти что-то, что содержит ДНК. Поскольку ДНК — это план жизни, все живое содержит ДНК.
Для этого эксперимента мы предпочитаем использовать зеленый горошек. Но есть и множество других источников ДНК, таких как:
- Spinach
- Куриная печень
- Клубника
- Broccoli
Определенные источники ДНК не должны использоваться, такие как:
- Ваша семейство Пету пойман во дворе
Шаг 1: Блендер Безумие!
Положите в блендер:
- 1/2 стакана колотого гороха (100 мл)
- 1/8 чайной ложки поваренной соли (менее 1 мл)
- 1 стакан холодной воды (200 мл)
Взбивайте на высокой скорости в течение 15 секунд.
Блендер отделяет клетки гороха друг от друга, так что у вас получится очень жидкий суп из клеток гороха.
Шаг 2: Мыльный горох
Перелейте жидкий гороховый суп через сито в другую емкость (например, в мерный стакан).
Добавьте 2 столовые ложки жидкого моющего средства (около 30 мл) и перемешайте.
Оставьте смесь на 5-10 минут.
Разлейте смесь в пробирки или другие небольшие стеклянные контейнеры, заполнив каждую примерно на 1/3.
Зачем я добавляю моющее средство?
Шаг 3: Сила ферментов
Добавьте щепотку ферментов в каждую пробирку и осторожно перемешайте. Будь осторожен! Если вы будете мешать слишком сильно, вы разрушите ДНК, и ее будет труднее увидеть.
Используйте размягчитель мяса для ферментов. Если вы не можете найти смягчающее средство, попробуйте использовать ананасовый сок или раствор для чистки контактных линз.
Почему я добавил размягчитель мяса?
Этап 4: Отделение спирта
Наклоните пробирку и медленно налейте медицинский спирт (70-95% изопропиловый или этиловый спирт) в пробирку
вниз по стороне, чтобы он образовал слой поверх гороховой смеси.
Наливайте, пока у вас не будет примерно столько же
количество спирта в тюбике как гороховой смеси.
Спирт менее плотный, чем вода, поэтому он плавает сверху. Ищите комки белой волокнистой субстанции там, где встречаются слои воды и спирта.
Что это за волокнистое вещество?
ДНК представляет собой длинную волокнистую молекулу. Соль, которую вы добавили на первом этапе, помогает ему склеиваться. То, что вы видите, — это скопления запутанных молекул ДНК!
ДНК обычно остается растворенной в воде, но когда соленая ДНК вступает в контакт со спиртом, она становится нерастворенный. Это называется осадками. Физическая сила ДНК, слипающейся по мере того, как она осадок тянет за собой больше нитей, когда он поднимается в спирт.
Для сбора ДНК можно использовать деревянную палочку или соломинку. Если вы хотите сохранить свою ДНК, вы можете перенести ее в небольшой контейнер, наполненный спиртом.
Вы только что завершили выделение ДНК!
Теперь, когда вы успешно извлекли ДНК из одного источника, вы готовы к дальнейшим экспериментам.
Попробуйте эти идеи или некоторые из ваших собственных:
Экспериментируйте с другими источниками ДНК. Какой источник дает вам больше всего ДНК? Как вы можете их сравнивать?
Экспериментируйте с различными мылами и моющими средствами. Порошкообразные мыла работают так же, как жидкие моющие средства? Как насчет шампуня или скраба для тела?
Поэкспериментируйте с удалением или изменением шагов. Мы говорили вам, что вам нужен каждый шаг, но правда ли это? Узнайте сами. Попробуйте пропустить шаг или изменить количество каждого ингредиента, который вы используете.
Только ли живые организмы содержат ДНК? Попробуйте извлечь ДНК из вещей, которые, по вашему мнению, могут не иметь ДНК.
Часто задаваемые вопросы
Загрузить PDF-версию этой страницы
Смешивание отделило клетки гороха.
Но каждая клетка окружена мешком (клеточной мембраной). ДНК находится внутри второго мешка (ядра) внутри каждой клетки.
Чтобы увидеть ДНК, мы должны открыть эти два мешка.
Мы делаем это с моющим средством.
Почему моющее средство? Как работает моющее средство?
Подумайте, почему вы используете мыло для мытья посуды или рук. Для удаления жира и грязи, верно?
Молекулы мыла и молекулы жира состоят из двух частей:
Головки, которые любят воду. Хвосты, которые ненавидят воду.
Молекулы мыла и жира образуют пузыри (сферы) головками наружу лицом к воде и хвостами внутрь, чтобы спрятаться от воды.
Когда мыло приближается к жиру, их схожая структура заставляет их объединяться, образуя жирный мыльный шарик.
Мембраны клеток состоят из двух слоев липидных (жировых) молекул, через которые проходят белки.
Когда моющее средство приближается к клетке, оно захватывает липиды и белки.
После добавления моющего средства, что у вас есть в гороховом супе?
Поиск и устранение неисправностей
1. Я не думаю, что вижу ДНК. Что я должен искать?
Посмотрите внимательно.
Ваша ДНК может застрять между двумя слоями алкоголя и горохового супа. Попытайтесь помочь ДНК подняться на самый верх, к спиртовому слою. Окуните деревянную палочку
в гороховый суп и медленно потяните вверх в спиртовой слой. Кроме того, очень внимательно посмотрите на спиртовой слой на наличие крошечных пузырьков. Даже если ваш выход ДНК низок,
глыбы ДНК могут быть свободно прикреплены к пузырькам.
2. Что я могу сделать, чтобы увеличить выход ДНК?
Дайте больше времени для выполнения каждого шага. Убедитесь, что моющее средство действует не менее пяти минут. Если клеточная и ядерная мембраны еще целы, ДНК застрянет в нижнем слое. Или попробуйте оставить пробирку с гороховой смесью и алкоголем на 30-60 минут. Вы можете увидеть больше осадка ДНК в спиртовой слой с течением времени.
Держите его в холоде. Использование ледяной воды и ледяного спирта увеличит ваш выход ДНК. Холодная вода защищает ДНК, замедляя ферменты, которые могут разрушаться.
это отдельно. Холодный спирт способствует более быстрому осаждению (затвердеванию и появлению) ДНК.
Убедитесь, что вы начали с достаточным количеством ДНК. Многие пищевые источники ДНК, такие как виноград, также содержат много воды. Если смешанный клеточный суп слишком водянистый, достаточно ДНК, чтобы увидеть. Чтобы исправить это, вернитесь к первому шагу и добавьте меньше воды. Клеточный суп должен быть непрозрачным, то есть сквозь него ничего не видно.
Понимание науки, лежащей в основе протокола
3. Зачем добавлять соль? Какова его цель?
Соленая вода способствует осаждению ДНК (затвердеванию и появлению) при добавлении спирта.
4. Почему холодная вода лучше теплой для выделения ДНК?
Холодная вода помогает сохранить целостность ДНК в процессе экстракции. Как? Охлаждение замедляет ферментативные реакции. Это защищает ДНК от ферментов, которые могут ее разрушить.
Зачем клетке содержать ферменты, разрушающие ДНК? Эти ферменты присутствуют в цитоплазме клетки (не в ядре) и разрушают ДНК вирусов, которые могут
войти в наши клетки и сделать нас больными.
ДНК клетки обычно защищена от таких ферментов (называемых ДНКазами) ядерной мембраной, но добавление детергента разрушает эту мембрану.
5. Как разрушается клеточная стенка растительных клеток?
Разбивается от движения и физической силы блендера.
6. Какой фермент содержится в размягчителе мяса?
Двумя наиболее распространенными ферментами, используемыми в размягчителе мяса, являются бромелайн и папаин. Эти два фермента извлекаются из ананаса и папайи соответственно. Обе они являются протеазами, то есть расщепляют белки. Ферментные очищающие растворы для контактных линз также содержат протеазы для удаления белка. наращивать. Эти протеазы включают субтилизин А (экстрагированный из бактерий) и панкреатин (экстрагированный из поджелудочной железы свиньи).
7. Сколько ананасового сока или раствора для контактных линз следует использовать вместо размягчителя мяса?
Вам достаточно одной-двух капель, потому что небольшого количества фермента будет достаточно.
Ферменты быстрые и мощные!
8. Почему ДНК слипается?
ДНК осаждается в присутствии спирта, что означает, что она не растворяется в спирте. Это заставляет ДНК слипаться, когда ее много. И, как правило, в клетках его содержится очень много!
Например, каждая клетка человеческого тела содержит 46 хромосом (или 46 молекул ДНК). Если вы выстроите эти молекулы ДНК в ряд, одна клетка будет содержать шесть футов ДНК! Если человеческое тело состоит примерно из 100 триллионов клеток, каждая из которых содержит шесть футов ДНК, наши тела содержат более миллиарда миль ДНК!
9. Как мы можем подтвердить, что белая волокнистая субстанция представляет собой ДНК?
Существует протокол, позволяющий окрашивать нуклеиновые кислоты, но с используемым химическим веществом должен работать учитель или взрослый. Итак, на данный момент вам просто нужно верить, что молекулы, осаждающиеся в спирте, являются нуклеиновыми кислотами.
10. Разве это белое волокнистое вещество не является смесью ДНК и РНК?
Совершенно верно! Процедура выделения ДНК на самом деле является процедурой выделения нуклеиновых кислот.
11. Как долго сохранится моя ДНК? Будет ли он в конечном итоге деградировать и исчезнет?
Ваша ДНК может храниться годами, если вы храните ее в спирте в плотно закрытом контейнере. Если его встряхнуть, нити ДНК разорвутся на более мелкие фрагменты, из-за чего ДНК будет труднее увидеть. Если он исчезнет, это, вероятно, потому, что все еще присутствуют ферменты, которые расщепляют ДНК в вашем образце.
Используя более сложные химические вещества в лаборатории, можно получить очень чистый образец ДНК. ДНК, очищенная таким образом, на самом деле довольно стабильна. и останется нетронутым в течение месяцев или лет.
Сравнение ДНК, выделенной из разных типов клеток
12. Влияет ли количество хромосом на массу ДНК, которую вы увидите?
Клетки с большим количеством хромосом содержат относительно больше ДНК, но разница вряд ли будет заметна глазу. Количество ДНК, которое вы увидите, зависит подробнее об отношении ДНК к объему клетки.
Например, семена растений дают много ДНК, потому что в их цитоплазме очень мало воды.
То есть они имеют небольшой объем. Таким образом, ДНК относительно
концентрированный. Вам не нужно использовать очень много семян, чтобы получить много ДНК!
13. Почему в этом эксперименте используется горох? Являются ли они лучшим источником ДНК?
Горох — хороший источник ДНК, потому что это семена. Но мы также выбрали горох по историческим причинам. Грегор Мендель, отец генетики, сделал свой первый опыты с горохом.
14. Чем отличается эксперимент при использовании клеток животных вместо клеток растений?
Молекула ДНК структурно одинакова у всех живых существ, включая растения и животных. При этом продукт, полученный по этому протоколу экстракции может немного отличаться в зависимости от того, был ли он извлечен из растения или животного. Например, у вас может быть больше загрязняющих веществ (белков, углеводов) в результате чего ДНК становится менее похожей на нить, или количество ДНК, которая осаждается, может варьироваться.
15. Какие источники можно использовать для извлечения ДНК из клеток животных?
Хорошими источниками животных клеток являются куриная печень, тимус теленка, мясо и яйца (куриные или рыбные).
16. Почему для гороха требуется размягчитель мяса, а для зародышей пшеницы нет?
Мы в GSLC провели достаточное количество испытаний с протоколом расщепленного гороха и протоколом зародышей пшеницы. Мы не обнаружили разницы в «продукте» (нуклеиновых кислотах) это заметно, независимо от того, используется ли размягчитель мяса или нет. Таким образом, шаг был исключен из протокола зародышей пшеницы, но сохранен в протоколе расколотого гороха просто для развлечения.
Хотя это и не обязательно, возможно, оно делает что-то, чего мы не видим. Например, возможно, используя размягчитель мяса, вы получите более чистый образец ДНК с меньшим белок, загрязняющий образец.
Применение науки выделения ДНК в реальной жизни
17. Можно ли извлечь ДНК человека, используя этот протокол?
Да, теоретически. Требуются те же основные материалы, но протокол необходимо уменьшить (используя меньшие объемы воды, мыла и спирта).
Это потому, что вы вряд ли начнете протокол с требуемого количества — 1/2 чашки — человеческих клеток! Это означает, что вы не извлечете сумму
ДНК достаточно велика, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом.
Если бы вы хотели это увидеть, вам понадобилась бы центрифуга, чтобы раскрутить (до дна пробирки)
небольшое количество ДНК в образце.
18. Что можно сделать с моей извлеченной ДНК?
Этот образец можно использовать, например, для гель-электрофореза, но вы увидите только мазок. ДНК, которую вы извлекли, является геномной, что означает, что у вас есть весь набор ДНК из каждой клетки. Если вы не разрежете ДНК рестрикционными ферментами, она будет слишком длинной и волокнистой, чтобы пройти через поры геля.
Ученый с лабораторно очищенным образцом геномной ДНК может также попытаться секвенировать его или использовать для проведения реакции ПЦР. Но ваш образец, скорее всего, недостаточно чистый. чтобы эти эксперименты действительно работали.
19. Чем полезна экстракция ДНК для ученых? Когда они используют такой протокол и почему это важно?
Извлечение ДНК из клетки часто является первым шагом для ученых, которым необходимо получить и изучить ген. Общая клеточная ДНК используется в качестве шаблона для создания копий.
(называемые клонами) определенного гена. Затем эти копии можно отделить от общей клеточной ДНК и использовать для изучения функции этого отдельного гена.
После изучения гена геномная ДНК, взятая у человека, может быть использована для диагностики генетического заболевания. Альтернативно, геномная ДНК может быть использована для массовое производство гена или белка, важного для лечения болезни. Это последнее приложение требует методов, которые называются технологией рекомбинантной ДНК или генной инженерией.
20. Могу ли я использовать микроскоп, чтобы увидеть ДНК, которую я извлекаю?
К сожалению, микроскоп не позволит увидеть двойную спиральную структуру молекулы ДНК. Вы увидите только огромный беспорядок из многих, многих ДНК
молекулы слиплись. На самом деле ширина двойной спирали ДНК составляет примерно одну миллиардную метра! Это слишком мало, чтобы увидеть, даже с
самый мощный микроскоп. Вместо этого для получения изображения молекулы ДНК можно использовать метод, называемый рентгеновской кристаллографией.