Überblick: Die 'Unterrichtsplanung' ist ein detaillierter Entwurf für eine Biologiestunde zum Thema DNA-Extraktion aus einer Kiwi. Sie beinhaltet eine Bedingungsanalyse, didaktische und methodische Überlegungen sowie Materialien und Anweisungen für den Versuch. Ziel ist es, Schülern das praktische Verständnis von DNA-Gewinnung zu vermitteln.
5.3 Tafelbild I intendiertes Tafelbild I (SuS Vermutungen) 03.05.17
DNA-Extraktion
Wie kommt man an die DNA einer Zelle
aufbrechen
Chemikalien
Pinzette
Labormaschinen/ -geräten
5.4 Tafelbild II Tafelbild II 03.05.17
DNA-Extraktion
Die DNA-Extraktion ist ein Verfahren der Gentechnologie, bei dem DNA aus einer Zelle gewonnen wird.
Arbeitsschritte einer DNA-Extraktion:
2. Auflösen der Kernhülle (chemisch = Spülmittel (Extraktionspuffer))
3. Ausfällen der DNA (chemisch = eiskaltem Ethanol)
Aufbrechen der Zellwand (mechanisch= pürieren, zerkleinern)
Abb. 4
5.5 Impuls-Folie
Abb. 15
5.6 Arbeitsanweisung
Arbeitsanweisung
Beim Experimentieren werden die Schutzbrillen aufgesetzt!
Abb. 7
Ihr habt für den Versuch 20 min Zeit, arbeitet deshalb zügig und konzentriert.
Abb. 10
Ihr experimentiert in euren gewohnten Gruppen.
Abb. 11
Abb. 12
Während des Versuchs gibt es Wartephasen - in dieser Zeit bearbeitet ihr euer Arbeitsblatt (Rückseite).
Wenn ihr mit der Versuchsdurchführung und der Bearbeitung des Arbeitsblattes fertig seid, dann räumt ihr gemeinsam euren Arbeitsplatz auf. Abfälle in den Abguss.
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Halte das RG schräg und lass mithilfe einer Tropfpipette etwa die gleiche Menge eiskalten Spiritus langsam und vorsichtig hineinfließen, damit 2 Phasen entstehen.
Schreibe deine Beobachtungen an der Grenzschicht zwischen den beiden Phasen auf.
____________________
Extraktionspuffer herstellen:
50 ml Spülmittel, 22g Citronensäure, 4g NaCl (Natriumchlorid)
mit 500ml destilliertem Wasser auffüllen
Fische mit einem Holzstäbchen die weißen Schlieren aus dem Reagenzglas heraus.
Die Kiwi ist aus pflanzlichen Zellen aufgebaut. Diese Zellen sind von einer Zellwand (Hülle) umgeben, diese verleiht der Zelle Stabilität und Schutz. Um diese Zellwand zu durchbrechen, geht man mechanisch vor, indem man die Zelle püriert bzw. zerkleinert. Da sich die DNA im Zellkern befindet, muss auch dieses Hindernis überwunden werden. Da die Zellwand (Hülle) und die Kernhülle aus einer Fettschicht (Lipiddoppelschicht) bestehen, kann sich die Kernhülle durch Zugabe von Spülmittel (Bestandteil im Extraktionspuffer) auflösen.
Aufgabe 2: Verbinde die Arbeitsschritte (Ethanol, .) mit den Lücken (im Kasten).
Auswirkungen in der Zelle:
1. ___: bricht die Zellwand auf und zerstört die Zellmembran.
2._____ löst die Zellwa.....
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Variante (alle SuS sind fertig):
SuS bekommen rote und grüne Kärtchen ausgeteilt.
Lehrer liest Behauptungen zum gelernten Stoff vor und die SuS entscheiden per hochhalten der Kärtchen, ob die Behauptung wahr (grün) oder falsch (rot) ist.
Behauptungen:
Spiritus (Ethanol) bewirkt, dass die Zelle aufgebrochen wird. X
Die Zelle wird von einer Zellwand umgeben.
Extraktion bedeutet etwas herausholen.
Die DNA-Extraktion ist ein Verfahren der Gentechnologie, bei dem DNA nur aus einer tierischen Zelle gewonnen wird. X
Der erste Schritt bei der DNA-Extraktion ist das Auflösen der Kernhülle. X
Zellwand und Kernhülle bestehen aus einer Wasserschicht. X
Die Erbsubstanz (DNA) befindet sich in der Kernhülle der Zelle.
Spülmittel bewirkt das Auflösen der Kernhülle.
Abb. 5
5.13 Straftext
Was dahinter steckt hinter dem Versuch:
Da sich die DNA im Zellkern im Inneren der Zelle befindet, musst du zunächst die verschiedenen Hüllen (Membranen) zerstören.
In einem ersten Schritt muss die DNA aus dem Zellkern befreit werden. Der Mörser reißt die Zellen auseinander und bricht sie teilweise auf. Mit dem Spülmittel und der Säure der Zitrone wird nun die Zell- und die Kernhülle aufgelöst. Das geschieht folgendermaßen: Spülmittel enthält Fettlöser und trennt somit die Fette in der Lösung. Da die Hülle der Zelle und die des Kerns aus Fetten besteht, löst sie sich im Spülmittel auf.
Die Säure der Zitrone und das Salz erhöht die Löslichkeit der Fette. Die DNA kann problemlos durch den Kaffeefilter fließen. Letzter Schritt - der eiskalte Spiritus wird zugegeben, da DNA bei niedrigen Temperaturen in Alkohol nicht löslich ist, beginnt die DNA zu verklumpen und wird als weißer Knäuel sichtbar. Dies bed.....
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