夏休みの自由研究テーマとしておすすめするのが野菜やジュースを使ってDNAを取り出す科学実験です。DNAと聞くと、難しいイメージがありますが、取り出すだけなら簡単にできてしまいます。家にいてDANが採取できてしまうので、楽しいと思います。DNAは細胞の核となる部分のもので、遺伝子情報を持っていて、この遺伝子の配列でどのような体質だとかが分かると言われていますね。野菜や果物またはジュースから様々なDNAを取り出して、見比べてみるといいと思います。では、ジュースを使って簡単にDNAを取り出す科学実験の動機・目的・やり方・考察・まとめ方についてまとめました。

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ジュースからDNAを取り出す科学実験の基礎データ

難易度 簡単
対象 小学5年生以上
実験期間 1時間
テーマ 実験
費用 1,700円

DNAを取り出すだけなら小学生3年生からでもできます。ただ、自由研究課題としてDNAについてまとめるときに必要な情報を調べたり、まとめたりするのが難しいと思います。そのため、5年生以上に対象をしています。

費用がちょっと掛かります。これは、無水エタノールと100%ジュースの値段ですが、無水エタノールが1,600円ほどしました。500mlサイズしかなく小さいサイズが欲しいと思いましたが、この際なので、冷蔵庫の中の掃除とエタノールを使って掃除しようと思います。

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用意するもの

材料 個数
100%ジュース 30ml
無水エタノール 30ml
計量器 1個
透明なコップ 1個

100％ジュースは濃縮還元でも大丈夫です。オレンジジュースやグレープフルーツなどを選ぶといいです。他にもトマトケチャップやブロッコリや玉ねぎ・バナナなどをすり潰した汁を使ってもできます。

ジュースとエタノールの重さを測るために計量器使います。

透明なコップは使い捨てできるものがいいです。透明でないと中の様子が見えないので必ず透明なコップを準備しましょう。

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ジュースからDNAを取り出す科学実験方法

目的・きっかけ・動機

DNAの配列を見るだけで、肥満体質なのかどうかが分かるというような情報を聞きました。DNAは人間だけではなく、様々な地球上の生物・植物などが持っているものです。そのDNAの配列を見ることはできなくても抽出・取り出すことができるということを知り、自分で100%ジュースからDNAを取り出してみたいと思いました。

実験方法

実験に使う材料を冷蔵庫で冷やす

DNAを抽出・取り出すための材料を冷蔵庫で冷やしておきます。無水エタノールは冷凍庫で冷やしたほうがよさそうですが、家の冷凍庫はいっぱいで入れるスペースが無かったので冷蔵庫で冷やしました。

透明なコップにジュースを30ml入れる

透明カップに100%オレンジジュースを30ml入れます。

エタノール30mlをジュースのコップに入れる

100%オレンジジュースを入れた透明なコップに無水エタノールを入れますが、直接入れようと思ったらこぼれてしまったので、コップに入れてから移すことにしました。

透明なコップに無水エタノールを30ml入れます。

透明なコップに100%オレンジジュースと無水エタノールが30mlずつ入っています。

100%オレンジジュースのほうに無水エタノールを入れていきますが、混ざらないようにコップの側面にそっていれていきます。ゆっくりと入れていきましょう。

100%オレンジジュースの上に無水エタノールが入ったのが分かります。

実験結果

100%オレンジジュースにエタノールを注いだら白い糸のようなものが浮いてきました。しばらくすると糸状のものが少しずつ浮いてきて綿状になって浮いていました。浮いてきたDNAをスプーンですくってみたらすくえました。

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感想・考察

ジュースとエタノールの間に糸状の白いものが雲のように現れて、時間が経つにつれて、糸状のものが浮いてきました。少しずつ浮きながら他の白い糸状のものもつながっているようで一緒に浮いてきました。浮いてきた糸状だったものが綿状になりました。

この実験では、白い糸状または綿状のものがDNAということを調べて分かりましたが、自分が取り出したものが本当にDNAなのかという検証をすることはできませんでした。でも、この白い糸状または綿状のものの中にDNAがたくさん含まれているのだろうと思います。

DNAの抽出の原理

細胞の中には核というものがあり、その核の中にコイル状になったDNAがあります。このDNAは普通の顕微鏡でも見ることができないくらい小さなものです。そのため、DNAを大量に集めて目に見えるようにしたのが、無水エタノールを使った科学実験です。

今回は無水エタノールのみを使いましたが、野菜や果物をすり潰した汁を使うときにはDNAを取り出しやすくするために、中性洗剤と食塩を使うことがあります。

中性洗剤は細胞膜を壊し、食塩はタンパク質からDNAを分離させるためにいれます。これでDNAが取り出しやすくなり、エタノールでタンパク質を沈殿させてDNAを浮かび上がらせる働きをします。

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まとめ

ジュースの表面から白い糸状のものが現れてきたときには、もしかしてこれがDANという興味が湧いてきました。時間にして20分ほどすると完全に浮いてきますが、その過程を観察しているのも楽しい時間でした。

オレンジジュースで試しましたが、グレープフルーツジュースやミックスジュースなどで試してみるのもいいですし、野菜をすり潰して汁だけを抽出してDNAを取り出すこともできます。身近なトマトケチャップでも取り出すことができますので、色々なもので試してみて、DNAの形状を比較してみるのも自由研究の課題としてはいいですね。

DNAが白い物質の中に含まれているかを調べる方法もあるので、発展させて自由研究として取り組んでみるのもおすすめです。

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