GENial einfach!

Lernen durch Versuch und Irrtum: Vorschläge für Experimente

Gentransfer im Unterricht: Mobiles Labor der Uni Erlangen

Die Universität Erlangen bietet einen „Experimentierkoffer zur Gentechnik“ als mobiles Labor an. Der Koffer besteht aus vier Alu-Containern mit Material für fünf Arbeitsgruppen. Lehrer können ihn nach Teilnahme an einem Praktikum kostenlos ausleihen (http://www.biologie.uni-erlangen.de). Der Koffer enthält Experimente zur Transformation von Escherichia coli-Bakterien mit Plasmid-DNA. Die Plasmide werden dabei isoliert, die selbst präparierte Plasmid-DNA wird mit Restriktionsenzymen verdaut, DNA-Fragmente werden in der Agarose-Gelelektrophorese aufgetrennt, gefärbt und durch Fluoreszenz im UV-Licht sichtbar gemacht. Kontakt: Lehrstuhl für Mikrobiologie, Dr. Alfons Rösch, Staudtstraße 5, 91058 Erlangen Tel.: 09131 85-28083, E-Mail: aroesch@biologie.uni-erlangen.de.

Koffer für alle Klassen

Einen Überblick über verschiedene Experimentierkoffer für den Biologieunterricht in allen Klassenstufen bietet die Internetseite vom Lernort-Labor des Leibniz-Instituts für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) an der Universität Kiel (http://www.lernort-labor.de).

Auf Tauglichkeit geprüft: PCR, ELISA und weitere Experimente für den Unterricht

Versuchsanleitungen zur Genetik und Gentechnik finden sich auf der Internetseite des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO). Unterstützt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat der Verband ein Portal für Lehrer in seinen Webauftritt integriert. Die momentan verfügbaren Versuche decken die Themenbereiche Genetik und Grüne Biotechnologie ab. Weitere Versuchsanleitungen zu anderen biotechnologischen Themen sollen folgen. Vorgestellt werden beispielsweise Experimente zur Protoplastenfusion, zur PCR, zum ELISA oder zur DNA-Gelelektrophorese. Sämtliche Versuche wurden auf ihre Schultauglichkeit getestet. Neben Angaben zum Zeitbedarf der jeweiligen Experimente finden Sie auch eine Auflistung der zu erwartenden Kosten und eine Beurteilung des handwerklichen Schwierigkeitsgrads (http://www.vdbiol.de).

DNA-Gewinnung aus einer Tomate

Mit wenig Aufwand lässt sich die DNA aus einer zerkleinerten Tomate isolieren. Sie brauchen lediglich Feinwasch- oder Spülmittel sowie Kochsalz und Wasser. Die zerkochten Reste der Tomate und die darin enthaltene DNA werden in einer Zentrifuge oder einem Kaffeefilter getrennt. Die DNA wird schließlich mit Ethanol ausgefällt. Eine detaillierte Anleitung des Versuchs finden Sie auf dieser CD-ROM (Download als zweiseitiges PDF-Dokument). Der Versuch passt gut zu Arbeitsblatt 3 von Modul 1 (Molekulares Puzzlespiel: Wie die Struktur der DNA enträtselt wurde).

Anfärbung der Riesenchromosomen von Zuckmückenlarven

In den Speicheldrüsen von Zuckmückenlarven (Chironomus spec.) finden sich besonders große Riesenchromosomen. Die Speicheldrüsen können leicht aus einer betäubten Larve isoliert werden. Anschließend werden die Riesenchromosomen mit Karmin-Essigsäure angefärbt und unter dem Mikroskop betrachtet. Notwendiges Material: Mikroskope, Binokulare, Präparierbesteck, Objektträger und Deckgläser, Karmin-Essigsäure, Essigsäure (50%ig) und Zuckmückenlarven. Die Zuckmückenlarven gibt es in Zoofachgeschäften. Präparation: Kopfstück mit dem ersten Brustsegment der Larve abpräparieren und in Karmin-Essigsäure einlegen. Das kann einen Tag oder wenige Stunden vor der Weiterverwertung geschehen. Während des Unterrichts werden die Kopfstücke mit einer Pinzette auf einen Objektträger gelegt. Eine detaillierte Anleitung mit Tipps zur Präparation finden Sie im Internet unter www.uni-koblenz.de. Der Versuch ergänzt Arbeitsblatt 1 von Modul 1 (Verdrehte Verpackungskunst: Wie zwei Meter DNA in einen Zellkern passen).

Erstellung des eigenen Karyogramms

Bereits drei bis vier Tropfen Blut reichen aus, um ein Karyogramm erstellen zu können. Das Blut wird steril an der Fingerkuppe entnommen und bei 37°C zunächst für drei Tage in einer Nährlösung gehalten. Mit dem Gift Colchicin (oder einem anderen Zytostatikum) wird die Zellteilung schließlich blockiert. Die Nährlösung mit den Blutzellen und dem Zytostatikum wird danach noch zwei Stunden lang bebrütet. Die Zellen verharren dadurch in der Metaphase. Anschließend wird destilliertes Wasser dazugegeben, das die Zellen aufquellen lässt bis sie platzen. Nach einer Zentrifugation wird der Überstand abgesaugt und der Bodensatz mit Alkohol-Eisessig fixiert. Durch die Färbung mit Karbol-Fuchsin werden die Chromosomen sichtbar und können unter dem Lichtmikroskop betrachtet und fotografiert werden. Aus einer vergrößerten Kopie des Fotos können die Chromosomen schließlich ausgeschnitten und paarweise der Größe nach gruppiert werden. Kriterien für die Paarbildung sind die Lage des Zentromers und das Bandenmuster. Der Versuch passt gut zu Arbeitsblatt 1 von Modul 1 (Verdrehte Verpackungskunst: Wie zwei Meter DNA in einen Zellkern passen).