Extrak­tion von DNA anhand einer Kiwi im Unter­richts­fach Biologie

Das muss doch irgendwie herauszufinden sein!

Abb. 3

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:

1. 2. Auflösen der Kernhülle (chemisch = Spülmittel (Extraktionspuffer))

1. 3. Ausfällen der DNA (chemisch = eiskaltem Ethanol)

1. 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.
  

.....[Volltext lesen]

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

9. Fische mit einem Holzstäbchen die weißen Schlieren aus dem Reagenzglas heraus.

Zeit: 20 min!

Abb. 5

Abb. 6

5.8 Versuchsanleitung DNA-Extraktion (Vorderseite) Lösung

DNA-Extraktion

Wie kommt man an die DNA einer Zelle?

Material:, Trichter, kleines Becherglas (50 ml), großes Becherglas (400 ml), Kaffeefilterpapier, Messzylinder (50 ml), Mörser mit Pistill, Tropfpipette, Reagenzglas, Reagenzglasständer, Holzstäbchen

Am Pult: Extraktionspuffer, eiskalter Spiritus (Ethanol), Kiwi

Durchführung:

1. Zerdrücke das Kiwimus mit dem Pistill im Mörser.

2. Fülle in den Mörser zu dem Kiwimus 20 ml (mit dem Messzylinder) Extraktionspuffer dazu.

3. Lasse das Gemisch 5 -7 min stehen. Bearbeite währenddessen dein Arbeitsblatt.

4. Zerreiben den Inhalt des Mörsers mindestens 2 min lang mit dem Pistill.

5. Filtriere die erhaltene Flüssigkeit (Suspension) durch einen Kaffeefilter (im Trichter) in ein Becherglas.

6. Befülle ein Reagenzglas (RG) mit dem F.....

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 Zellwand und die Kernhülle auf.

3.____ bewirkt die Ausfällung der DNA.

Zugabe von Spülmittel

Zugabe von Ethanol

Kiwi mörsern

Abb. 4

Aufgabe 3: Kreuze die richtige Definition an.

Abb. 6

5.10 Arbeitsblatt DNA-Extraktion (Rückseite) Lösung

DNA-Extraktion

Wie kommt man an die DNA einer Zelle?

Aufgabe 1: Fülle die Lücken im Lückentext.

Abb. 5

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.....

2. 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.....