Experimente der Kategorie "Biochemische Prozesse/ Biotechnologie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Bestimmung des Katalasegehalts durch Titration | (Praktikumsversuch) Quantitative Katalase-Bestimmung bei Neutralisationstabletten eines Kontaktlinsenreinigungssystems | Vorbereitend werden für die Kalibrierung eine Katalase-Lösung sowie eine Wasserstoffperoxid-Lösung, eine 10%ige Kaliumiodid-Lösung, eine Phosphat-Pufferlösung pH6,8 und eine Neutralisationstabletten-Lösung gemäß Beschreibung angesetzt. Für die Nullwertbestimmung und das Anlegen der Kalibriergeraden legt man nach Anleitung die Mischung aus Pufferlösung, Wasserstoffperoxid-Lösung, Schwefelsäure, Kaliumiodid-Lösung und Molybdat-Lösung sowie einigen Tropfen Stärke-Lösung im Erlenmeyerkolben vor und titriert mit der Natriumthiosulfat-Lösung bis zur Entfärbung. Zur Bestimmung des Katalase-Gehalts wird dann mit der Neutralisationstabletten-Lösung in gleicher Weise verfahren. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Wasserstoffperoxid-Lösung (wässrig, (w: 8-35%)), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Schwefelsäure (konz. w: >15%) |
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Faktoren für die Photosynthese | Abhängigkeit der Reaktion von Licht, Kohlenstoffdioxid und Chlorophyll | Vier Reagenzgläser werden mit abgekochtem Wasser gefüllt. In das erste, dritte und vierte gibt man einen längeren Spross Wasserpest, in das zweite chlorophyllfreies Pflanzenmaterial wir Zwiebelstücke, Blütenblätter o.ä. Die ersten drei Rggl. werden mit je einer Spsp. Natriumhydrogencarbonat versetzt. Die Ansätze 1, 3 und 4 werden dem Sonnenlicht ausgesetzt, der 2. Ansatz wird ins Dunkle gestellt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Intensität der Photosynthese | Abhängigkeit der Reaktion von verschiedenen Faktoren | Vorbereitend werden für jede Versuchsvariante Rggl. halbhoch mit Wasser gefüllt und mit einem gleich langen Sprossstück (möglichst gleich viele Blättchen) von Elodea oder Cabomba bestückt. A Faktor Temperatur: Drei Reagenzgläser mit 15 °C, 25 °C und 35 °C werden gleichmäßig belichtet. Man kontrolliert die Bläschenbildung durch Zählung in einem festgelegten Zeitraum. B Faktor Lichtintensität: Man vergleicht quantitativ die Bläschenentwicklung bei zwei vorbereiteten Rggl. - eines im direkten Licht, eines in einer dunklen Raumecke. C Faktor Wellenlänge: Drei vorbereitete Rggl. werden mit unterschiedlich farbiger Klarsichtfolie umwickelt, ein viertes dient - ohne Folie - der Kontrolle. Die Bläschenbildung wird vergleichend ausgewertet. D Faktor Kohlenstoffdioxid: Man vergleicht die Bläschenbildung unter Belichtung in drei vorbereiteten Rggl., eines mit belüftetem Wasser und eines mit abgekochtem Wasser befüllt. Dem dritten wird ein Stückchen Trockeneis oder eine Spsp. Natriumhydrogencarbonat zugesetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Aktivitätsnachweis der Amylase | Abnahme der Blaufärbung im Iod-Stärke-Komplex | Zwei Rggl. werden mit Stärke-Lösung und 2 Tropfen LUGOL'scher Lösung versetzt. Dem ersten fügt man gemäß Anleitung die Enzymlösung (Amylase) zu, das zweite dient als Blindprobe. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Spektralverhalten lebender Laubblätter | Adsorptionsphänomene der Blattfarbstoffe | Man bedeckt die Glasscheibe eines OHPs mit lichtundurchlässigem Papier, in das in der Mitte ein Loch hineingeschnitten wurde, etwas kleiner als die Fläche der verwendeten Laubblätter. Bei eingeschalteter Lame des OHP wird zunächst ein Laubblatt auf dem Loch positioniert, später zwei, dann drei usw. Man deckt jeweils mit einer Petrischale ab und vergleicht den Farbton. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Urease aus Sojabohnenmehl - mit Aktivitätsnachweis | Bereitstellung des Enzyms zur Hydrilyse von Harnstoff | A) Sojamehl wird gemäß Anleitung unter Rühren eine zeitlang mit Wasser extrahiert. Nach dem intensiven zentrifugieren wird der Überstand abpipettiert und zur Fällung der Urease mit Aceton versetzt. Der Niederschlag wird mit Aceton gewaschen. B) Reagenzglasversuch: In wenig Wasser gibt man je eine Spsp. Urease und Harnstoff sowie einige Tropfen Phenolphthalein-Lösung. Nach 15min wird die Farbreaktion beobachtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aceton, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig) |
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Enzymatische Hydrolyse von Lactose | Bestimmung des pH- und des Temperaturoptimums mit dem Glucometer | A) Vorbereitend stellt man gemäß Anleitung die Phosphat-Pufferlösungen pH 3,5 - pH4,0 - pH4,5 - pH5,0 - pH5,5 - pH6,0 - pH6,5 - pH7,0 - pH7,5 - pH8,0 her. Die Lactose-Stammlösung wird jeweils mit einer der Pufferlösungen versetzt. Man tropft die nach Anleitung vorbereitete Enzym-Lösung hinzu und lässt 15min reagieren. Dann wird mit dem Glucometer der Glucosegehalt bestimmt. B) Die vorbereitete Lactose-Stammlösung wird mit Zeitversatz bei Temperaturen von 20°C, 37°C, 45°C und 55°C zusammen mit der Enzym-Lösung zur Reaktion gebracht. Nach 15 min wird jeweils mit dem Glucometer der Glucosegehalt bestimmt. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Lichtabsorption durch Blattpigmente | Betrachtung von Chlorophyll-Extrakt mit dem Spektroskop | Vorbereitend wird eine Extraktionslösung gemäß Anleitung aus Ethanol, Aceton und verd. Salzsäure (10:2:0,5) gemischt. Grüne Laubblätter werden mit der Schere zerkleinert und im Mörser mit Seesand verrieben. Man extrahiert mit der vorbereiteten Lösung und filtriert. Das Filtrat gibt man in eine Küvette, die man vor eine starke Lichtquelle positioniert. Das durch den Extrakt fallende Licht wird spektroskopisch untersucht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (absolut), Aceton, Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L) |
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Enzymhemmung bei der Speichelamylase | biochemische Methode zur Kariesprophylaxe | Gemäß Anleitung wird eine Amylase-Lösung aus Speichel vorbereitet, außerdem Teeextrakte aus Schwarzem und Grünem Tee, aus Früchte- und Fencheltee. Eine Tüpfelplatte mit jeweils 2 Tropfen LUGOL'scher Lösung wird bereit gehalten. Im Rggl. vermischt man jeweils 1ml Teeextrakt mit 1ml Stärke-Lösung. Eine Blindprobe aus Wasser und Stärke-Lösung wird ebenfalls angesetzt. Danach werden nach angegeben Zeitraster mit der Pipette Proben aus den Rggl. entnommen und auf die Tüpfelplatte gebracht. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Ermittlung der Photosyntheserate | Blasenzählung als quantitative Betrachtung der Sauerstoffentwicklung | In drei parallelen Ansätzen werden gleichgroße 3-cm-Sprosse von Wasserpest in jeweils einem Rggl. dem Sonnenlicht ausgesetzt. Nach ca. 3min beginnt man mit der Blasenzählung. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Fluoreszenz des Chlorophylls | Chlorophyllextrakt im UV-Licht | Vorbereitend wird eine Extraktionslösung gemäß Anleitung aus Ethanol, Aceton und verd. Salzsäure (10:2:0,5) gemischt. Grüne Laubblätter werden mit der Schere zerkleinert und im Mörser mit Seesand verrieben. Man extrahiert mit der vorbereiteten Lösung und filtriert. Das Filtrat verdünnt man noch einmal mit Ethanol verdünnt, in eine Küvette gegeben und im dunklen Raum unter UV-Licht betrachtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (absolut), Aceton, Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L) |
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Chromatographie der Blattpigmente | DC-Trennung und Nachweis von Chlorophyll, Carotinoiden, Xanthophyllen u.ä. | Vorbereitend wird eine Extraktionslösung gemäß Anleitung aus Ethanol, Aceton und verd. Salzsäure (10:2:0,5) gemischt, ebenso das Laufmittel aus Petrolether und Aceton (7:3). Grüne Laubblätter werden mit der Schere zerkleinert und im Mörser mit Seesand verrieben. Man extrahiert mit der vorbereiteten Lösung und filtriert. Die farbige Lösung wird auf einer Silica-Platte aufgetragen und in eine DC-Kammer mit wenig Laufmittel gestellt. Die Platte wird zur Auswertung herausgenommen, bevor das Laufmittel den oberen Rand erreicht hat. | Lehrer-/ Schülerversuch | Ethanol (absolut), Aceton, Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Petrolether (Sdb. 40-60 °C) |
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Isosirup aus Stärke | Depolymerisation von Stärke durch Glucoamylase bzw Gluco-Isomerase | Vorbereitend stellt man nach Anleitung folgende Lösungen bereit: Phosphat-Pufferlösung pH7,5, eine Cofaktor-Lösung aus Natriumsulfit und Magnesiumsulfat, jeweils ein Glucoseamylase-Immobilisat und eine Glucose-Isomerase-Immobilisat durch Mischen der jeweiligen Enzymlösungen mit gepufferten Ionenaustauscher-Lösungen sowie spezifische Reagenzlösungen nach LUGOL, HAINE, SELIWANOFF und eine Selendioxid-Reagenz. Versuch I: Eine Stärkelösung wird nach Anleitung zubereitet und mit Essigsäure angesäuert. Man setzt Glucoseamylase-Immobilisat zu und prüft dann alle 3 min den Reaktionsverlauf mittels LUGOL'scher Lösung und Glucose-Teststreifen. Versuch II: Nach 10-15min stellt man die Reaktionslösung I mittels Phosphat-Puffer auf pH7,5 ein, setzt Glucose-Isomerase-Immobilisat und Cofaktor-Lösung zu. Die entstehende Fructose wird mit Selendioxid-Reagenz nachgewiesen, der Reaktionsablauf in gestaffelten Proben mit SELIWANOFF-Reagenz nachverfolgt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), Kalilauge (verd. w=____% (2-5%)), Resorcin, Salzsäure (konz. (w: >25%)), Selendioxid |
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Sauerstoffentwicklung bei der Photosynthese | Drei Nachweisvarianten | A Gemäß Anleitung wird eine stark verdünnte Indigocarmin-Lösung hergestellt und mit Natriumdithionit versetzt. Zwei Rggl. werden randvoll mit der Reaktionslösung befüllt. In eines gibt man Sprossstücke der Wasserpflanze (Wasserpest o.ä.). Nach dem blasenfreien Verschließen setzt man beide Rggl. dem Sonnenlicht aus. B Zwei Rggl. werden mit Wasser befüllt. In eines gibt man Sprossstücke der Wasserpflanze (Wasserpest o.ä.). Nach dem Verschließen setzt man beide Rggl. dem Sonnenlicht aus. Dann wird mit einem Sauerstoff-Testkit aus dem Aquarienhandel nach Anleitung geprüft. C Man steckt ein Bündel Cabombasprosse in einen größeren Trichter und stellt diesen in ein großes wassergefülltes Glasgefäß - mit dem Trichterrohr nach oben. Ein übergestülptes Reagenzglas fängt das entstehende Gas pneumatisch auf. Man führt die Glimmspanprobe durch. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumdithionit |
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Isolierung von Papain aus Papaya | Ein proteolytisches Enzym aus einer Obstfrucht | Vorbereitend wird gemäß Anleitung aus di-Natriumhydrogenphosphat und wenigen tropfen verd. Salzsäure eine Pufferlösung pH9 angesetzt. Die Schale einer Papayafrucht wird mit geeigneten geräten fein zerkleinert und zusammen mit Seesand und Pufferlösung im Mörser zu Brei zerrieben. Den Brei gibt man mit weiterer Pufferlösung in ein großes Glas, pürriert noch einmal durch und filtriert über Nacht in einen Erlenmeyerkolben. Das enzymhaltige gelb-grüne Filtrat wird im Kühlschrank aufbewahrt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Salzsäure (verd. w=____% (<10%)) |
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Immobilisierung von Malat-Dehydrogenase | Ein schwach basischer Ionenaustauscher als Trägermaterial | Vorbereitend wäscht man das Ionenaustauscherharz (Lewatit MP62) mit demin. Wasser und danach mit TRIS-Pufferlösung pH 7,5. Durch Mischen des Ionenaustauschers mit Pufferlösung und Malat-Dehydrogenase bzw. mit Trockenhefesuspension wird das Harz beladen. Nach nochmaligem Waschen mit Pufferlösung ist das Präparat fertig. Es hält im Kühlschrank mehrere Monate lang. Vergleichend prüft man die Reaktionszeit bzw. -intensität beim NADH-Abbau in gepufferter Oxalacetat-Lösung, zum einen mit der Malat-Dehydrogenase Stammlösung und zum anderen mit den beladenen Lewatit-Perlen. NADH-Nachweis-Reagenz dient zur Kontrolle des Prozesses. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Oxalessigsäure, Phenazin-methosulfat |
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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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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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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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