Experimente der Kategorie "Biochemische Prozesse/ Biotechnologie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Sauerstoffproduktion durch Photosynthese | Nachweis mit Indigocarmin | Gemäß Anleitung wird eine verdünnte Indigocarmin-Lösung mit wenig Dithionit-Lösung bis zur Farblosigkeit reduziert, mit etwas Natron versetzt und bis zur halben Füllhöhe auf drei Rggl. verteilt. Das erste Glas wird mit einem Zweig Elodea bestückt, die Flüssigkeit im ersten und zweiten Glas mit etwas Speiseöl überschichtet, das dritte Glas mit Gummistopfen verschlossen. Man belichtet wie beschrieben mit starker Lichtquelle oder einen Tag lang mit direktem Sonnenlicht. Das dritte Glas wird dann kräftig geschüttelt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumdithionit |
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Tyrosinase in Kartoffeln | Nachweis des Enzyms und Denaturierung durch Erhitzen | Eine Kartoffel wird in sehr stark gekühltes Wasser hinein gerieben. Man filtriert durch ein Tuch und befüllt mit dem Filtrat zwei Rggl. ca. zur Hälfte. Einen Ansatz erhitzt man über der Brennerflamme kurz zum Sieden. Nach dem Abkühlen verschließt man die Rggl. mit Stopfen, schüttelt durch und beobachtet die Veränderungen. Nach 5min setzt man dem unbehandelten Filtrat eine kleine Spsp. Natriumdithionit zu. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumdithionit |
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Bildung von Assimilationsstärke (I) | Nachweis der Lichtabhängigkeit bei der Photosynthese | Vorbereitend werden bei einer Geranien-Topfpflanze einige Blätter jeweils auf der Ober- und Unterseite mit schwarzem Klebeband abgedeckt. Nach 24-stündiger Ruhezeit im Dunkeln wird die Pflanze für 2h dem Licht ausgesetzt. Dann entfernt man die präparierten Blätter, gibt sie für 5min in siedendes Wasser, anschließend in eine Kristallisierschale mit siedendem Ethanol. Man extrahiert dort 10-15min lang die Farbstoffe, entnimmt das entfärbte Blatt und breitet es auf einem Papiertuch aus. Nach dem Trockentupfen gibt man das Geranienblatt in eine Petrischale mit verdünnter LUGOL'scher Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Bildung von Assimilationsstärke (II) | Nachweis der Kohlendioxidabhängigkeit der Photosynthese | Vorbereitend wird bei einer Geranien-Topfpflanze ein mit Ätznatron gefülltes Rggl. direkt unter eines der Blätter positioniert. Das Blatt liegt mit seiner Unterseite auf und wird mit Klebefilm befestigt. Nach 24-stündiger Ruhezeit im Dunkeln wird die Pflanze für 2h dem Licht ausgesetzt. Dann entfernt man das entsprechende Blatt, gibt es für 5min in siedendes Wasser, anschließend in eine Kristallisierschale mit siedendem Ethanol. Man extrahiert dort 10-15min lang die Farbstoffe, entnimmt das entfärbte Blatt und breitet es auf einem Papiertuch aus. Nach dem Trockentupfen gibt man das Geranienblatt in eine Petrischale mit verdünnter LUGOL'scher Lösung. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (ca. 96 %ig), Natriumhydroxid (Plätzchen) |
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Glucosegehalt in Efeublättern | Nachweis der Glucose als 'Vorstufe' der Assimilationsstärke in Pflanzen | Vorbereitend werden in zwei Ansätzen Sonnenblätter und Schattenblätter der Efeupflanze mit der Schere zerkleinert und anschließend mit Seesand und dest. Wasser 4min lang gemörsert. Die beiden durch Filtration gewonnenen Flüssigkeiten werden mit Glucose-Teststäbchen auf den Gehalt an Traubenzucker untersucht. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Katalase-Aktivität in Pflanzenmaterial | Nachweis der enzymatischen Reaktion in Kartoffel, Lauch, Zucchini und Banane | Vorbereitend wird gemäß Anleitung eine Phosphat-Pufferlösung pH7 sowie eine ca. 1%ige Wasserstoffperoxid-Lösung angesetzt. Das Pflanzenmaterial wird mit dem Messer zerkleinert und anschließend mittels Seesand in der Reibeschale gemörsert. Man schlämmt mit Puffellösung auf und filtriert durch ein Tuch. Das jeweilige Filtrat - als Enzymlösung - wird in eine Saugflasche mit seitlich angesetztem Kolbenprober gegeben. Nach Zugabe von Wasserstoffperoxid-Lösung wird sofort der Stopfen dicht aufgesetzt. Die Gasentwicklung wird volumetrisch gegen die Zeit erfasst. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L) |
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Permeation von Kaliumpermanganat, Kaliumchromat und Kaliumiodid durch Dichlormethan | Modellversuch zum Ionentransport durch eine Biomembran | Gemäß Beschreibung bringt man Dichlormethan mittels Vollpipette in ein U-Rohr ein, das in ein Stativ eingespannt ist. Ein Rührfisch wird unten mittig in die Flüssigkeit platziert. In den einen Schenkel wird vorsichtig Wasser, in den anderen die Kaliumpermanganat-Lösung in gleicher Höhe aufgeschichtet. Mittels Spritze mit langer Kanüle bringt man dann den Kronenether unterhalb der Wasserschicht in die Dichlormethanphase ein. Zum kräftigen Durchmischen der org. Phase wird der Magnetrührer eingeschaltet. Man beobachtet die Wirkungsweise des Ionen-Carriers. In gleicher Weise verfährt man wie beschrieben mit schwefelsaurer Kaliumchromat-Lösung bzw. mit Kaliumiodid-Lösung, wobei bei letzterem Ansatz zum Nachweis der Permeation Silbernitrat-Lösung in die Wasserphase zugetropft wird. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumchromat, Kaliumpermanganat, Kronenether (18-Krone-6), Dichlormethan, Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%)) |
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Hydrolyse von p-Nitrophenylacetat - visuell-kolorimetrisch | Modellreaktion einer Esterasewirkung (z.B. Papain) | Gemäß Anleitung wird eine Phosphat-Pufferlösung pH8 zubereitet. Mit diesem Phosphatpuffer werden wiederum 0,001-molare Imidazol-, Cystein- und Cysteamin-Lösungen angesetzt. Eine 0,01-molare ethanolische p-Nitrophenylacetat-Lösung wird bereitgestellt. Die Imidazol-, die Cystein- und die Cysteamin-Lösungen werden jeweil in einem Rggl. vorgelegt, ebenso eine reine Phosphat-Pufferlösung. Möglichst zeitgleich startet man die Reaktion durch Zugabe von jeweils 0,5ml p-NPA-Lösung und schüttelt gut durch. Die Farbreaktionen werden verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (absolut), Imidazol, L-Cystein, Cysteamin, Papain |
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Hydrolyse von p-Nitrophenylacetat - photometrisch | Modellreaktion einer Esterasewirkung (z.B. Papain) | Gemäß Anleitung wird eine Phosphat-Pufferlösung pH9 zubereitet. Mit diesem Phosphatpuffer werden wiederum 0,001-molare Imidazol-, und eine 0,001-molare Cystein-Lösung sowie eine Papain-Lösung angesetzt. Eine 0,01-molare ethanolische p-Nitrophenylacetat-Lösung wird bereitgestellt. In Küvetten werden die drei Katalysatorlösungen für den Nullabgleich mit je 3ml Pufferlösung versetzt. Die photometrische Messung erfolgt jeweils nach Einspritzen der pNPA-Lösung. Man variiert für weitere photometrische Untersuchungen die Reaktionstemperatur gemäß Anleitung. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Ethanol (absolut), L-Cystein, Imidazol, Papain |
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Malat-Oxalacetat-Reaktion | Malat-Dehydrogenase als Katalysator | Man bereitet gemäß Anleitung eine Malat-Lösung, eine Oxalacetat-Lösung, eine NADH- und eine NAD-Lösung zu sowie eine 0,1%ige Eisen(III)-chlorid-Lösung. Aus Iodnitrotetrazoliumchlorid und Methylphenazonium-methylsulfat wird die NADH-Nachweis-Reagenzlösung vorbereitet, eine TRIS-Pufferlösung pH 7,5 steht bereit. In neun Reagenzgläsern werden den Pipettierschemata entsprechend die Probenlösungen zusammengestellt. Zu den ersten vier Lösungen gibt man nach 5-10min etwas Eisen(III)-salz-Lösung hinzu, zu den Rggl. 5 - 9 pipettiert man NADH-Nachweis-Reagenz. Die Färbungen werden beobachtet und verglichen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | DL-Äpfelsäure, Oxalessigsäure, Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, Phenazin-methosulfat |
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Hydratation von Fumarat | Malat-Darstellung mittels Fumarase | Vorbereitend werden eine Fumarat-Lösung, eine Maleat-Lösung, eine Malat-Lösung und eine Fumarase-Lösung nach Anleitung zubereitet. Für das Nachweis-Reagenz verdünnt man 10%ige Kupfer(II)-sulfatlösung mit demin. Wasser und fügt gemäß Anleitung wenig Pyridin hinzu. Man befüllt 6 Reagenzgläser, wie im Pipettierschema angegeben, mit den Lösungen. Der ersten 3 Rggl. werden sofort einige Tropfen Nachweis-Reagenz zugesetzt. Man vermischt durch Schütteln. Den anderen drei Rggl. tropft man nach 5-10 min ebenfalls Nachweis-Reagenz zu. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | DL-Äpfelsäure, Pyridin, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat |
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Oxidation von Isocitrat | Katalyse mit Isocitrat-Dehydrogenase und Mangan(II)-Ionen | Vorbereitend werden eine 0,1%ige Isocitrat-Lösung, eine NADP-Lösung, eine Mangan(II)-chlorid-Lösung, eine ICDH-Lösung sowie eine Imidazol-Pufferlösung pH 7,1 gemäß Anleitung hergestellt. Reagenzgläser werden mit den Lösungen wie im Pipettierschema angegeben befüllt. Man startet die Reaktion durch Zugabe der ICDH-Lösung. | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Mangan(II)-chlorid-Tetrahydrat, Imidazol |
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Farbreaktion zum Nachweis von NADH | Iodnitrotetrazolium mit N-Methyl-phenazonium als Reagenz | Vorbereitend wird eine Hefesuspension aus Trockenhefe und TRIS sowie jeweils eine NADH- und eine NAD-Lösung gemäß Anleitung zubereitet. Für die Nachweis-Reagenz werden 22 mg Iodnitrotetrazoliumchlorid mit 3 mg Methylphenazonium-methylsulfat in 10 ml Wasser gelöst. In zwei Reagenzgläsern setzt man zu 2,5 ml TRIS-Pufferlösung (pH 7,5) 4 Tropfen NADH-Lösung bzw. 4 Tropfen NAD-Lösung. Beiden Proben sowie eine dritte mit 2,5 ml Hefesuspension werden einige Tropfen Nachweis-Reagenz zugesetzt. Man vergleicht die Farbreaktionen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Phenazin-methosulfat |
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Energie aus Zuckerrüben | Herstellung von "Biowasserstoff" | In einem Schraubdeckelglas vermengt man gemäß Anleitung getrocknete Zuckerrübenschnitzel mit Gartenerde und Kalk (1:1:1). Dieser "Bioreaktor" wird mittels Schlauchleitung über einen Dreiwegehahn mit einer 50ml-Spritze und mit einer Brennstoffzelle verbunden. Man lässt die Reaktion bei Raumtemperatur 36 Std. lang laufen (alternativ: im Wärmebad oder -schrank 45 °C 18 Std. lang) und fängt die entstehenden Gase in der Spritze auf. Mit der zweiten Gasportion (die erste wird verworfen) führt man eine gaschromatische Analyse durch und leitet sie und die Brennstoffzelle. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas) |
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Alkoholische Gärung | Ethanolbildung im Erlenmeyerkolben | In einem Erlenmeyerkolben mit Traubensaft wird gemäß Anleitung Traubenzucker durch Rühren aufgelöst. Hefe wird zerbröckelt, dem Ansatz zugesetzt und durch Schwenken gut vermischt. Man verschließt den Kolben mit einem Gärrohraufsatz, der mit Kalkwasser befüllt und mit einem Wattestopfen verschlossen ist. Den Ansatz stellt man zur Gärung eine Woche lang an einem warmen Ort. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Alkoholische Gärung | Ethanolbildung durch Hefe in gesüßtem Fruchtsaft | In einem Erlenmeyerkolben wird gemäß Anleitung Fruchtsaft mit Glucose angereichert und mit etwas Hefe versetzt. In einem zweiten Ansatz gleichen Volumens stellt man eine Glucose-Lösung her. Beide Kolben werden mit einem Stopfen verschlossen, der ein Gärröhrchen mit Kalkwasser trägt. Man lässt die Ansätze über eine Woche lang an einem wärmeren Ort stehen. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Enzymatische Hydrolyse von Saccharose I | Ermittlung des Temperaturoptimums mittels Glucometer | Die gemäß Anleitung bereitete Saccharose-Stammlösung wird bei Temperaturen von 20°C, 37°C, 45°C und 55°C zusammen mit der nach Vorschrift gepufferten Invertase-Lösung, alternativ: mit Trockenhefe-Suspension zur Reaktion gebracht. Nach 10 min wird jeweils mit dem Glucometer den Glucosegehalt bestimmt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Enzymatische Hydrolyse von Saccharose II | Ermittlung des Temperaturoptimums mittels Glucometer | Vorbreitend stellt man gemäß Anleitung die Phosphat-Pufferlösungen pH 4,5 - pH5,0 - pH5,5 - pH6,0 - pH6,5 - pH7,0 her. Die Saccharose-Stammlösung wird jeweils mit einer der Pufferlösungen versetzt. Man tropft die frisch zubereitete Invertase-Lösung, alternativ: die Trockenhefe-Suspension hinzu und lässt 10min reagieren. Dann wird mit dem Glucometer der Glucosegehalt bestimmt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Nachweis der Proteaseaktivität von Papain | Enzymatischer Hydrolysierung von Gelatine zu kürzeren Proteinketten | Vier Rggl. werden a) mit klein geschnittener Papayaschale, b) mit klein geschnittetem Papaya-Fruchtfleisch, c) mit Papain-Lösung und d) als Blindprobe nur mit demin. Wasser angesetzt. Mit einer vorbereiteten Gelatine-Lösung werden die vier Ansätze zur 2/3-Füllhöhe aufgefüllt. Nach kurzem kräftigen Schütteln stell man die Rggl. 5min lang in ein 35°C-Wasserbad. Nach nochmaligem kräftigen Schütteln stellt man die Rggl. für 1 Stunde in den Kühlschrank. | Lehrer-/ Schülerversuch | Papain |
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Harnstoffspaltung durch Bodenbakterien | Enzymatische Reaktion aus dem Stickstoffkreislauf der Natur | Vorbereitend stellt man fein gesiebte Garten- Kompost- oder Ackererde bereit. In einem Erlenmeyerkolben wird eine Portion dieses Bodenmaterials mit einer Spsp. Harnstoff und demin Wasser aufgeschlämmt. Ein längeres Stück angefeuchtetes pH-Indikatorpapier wird mittels Stopfen, der den Kolben verschließt, eingeklemmt. Bei 35°C lässt man den Ansatz im Trockenschrank bzw. Wasserbad mindestens 1h lang reagieren. | Lehrer-/ Schülerversuch |
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