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Experimente der Kategorie "Biochemische Prozesse/ Biotechnologie"

	Name	Kurzbeschreibung	Beschreibung	Typ	Gefahrstoffe
	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)
	Urease - Aktivität, Spezifität und Hemmung	Reaktion von Urease mit Harnstoff bzw. Thioharnstoff	Reagenzglasversuche: Nach Anleitung stellt man A) und B) jeweils eine Harnstoff-Lösung, C) eine Thioharnstoff-Lösung und D) eine Lösung aus Harnstoff und Thioharnstoff bereit. Den Ansätzen A), C) und D) wird etwas Phenolphthalein zugetropft. Alle vier Ansätze werden danach mit einer Spsp. Urease oder wenig Urease Aufschlämmung versetzt und geschüttelt. Man beobachtet die Farbentwicklung bei A), C) und D). Ansatz B) wird nach 1min abfiltriert, das Filtrat auf zwei Rggl. verteilt. Das erste prüft man mit Barytwasser auf Carbonat, das andere mit NESSLERs Reagenz auf Ammoniak.	Lehrer-/ Schülerversuch	Thioharnstoff, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Bariumhydroxid-Lösung (wässrig, gesättigt (w: ca. 7%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), NESSLERs Reagenz (enth. Kaliumtetraiodomercurat(II)), Natronlauge (verd. w=____% (2-5%))
	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
	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
	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
	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
	Reaktionslenkung durch Enzyme	Umsetzung von Glucose mit Glucose-Oxisase und Glucose Isomerase	Vorbereitend werden gemäß Anleitung eine Glucose-Lösung, zusätzlich eine alkalische Glucose-Lösung, die Cofaktor-Lösung, die Nachweisreagenz-und die Enzym-Lösungen bereit gestellt. A) Zu drei Rggl. mit alkalischer Glucose- und Cofaktor-Lösung gibt man zum ersten Glucose-Isomerase-Lösung und zum zweiten Glucose-Oxidase-Lösung. Das Dritte bleibt als Blindprobe. Nach 5min gibt man Selendioxid zu allen drei Ansätzen und erwärmt für 10min im Wasserbad. B) Alkalische Glucose-Lösung wird nach Anleitung mit etwas Universalindikator und wenig Glucose-Oxidase-Lösung versetzt. Die Indikatorfärbung wird über 10min beobachtet. C) Glucose-Lösung wird mit wenig Glucose-Oxidase-Lösung versetzt. Nach 5min tropft man Schwefelsäure und Titanylsulfat-Lösung zu.	Lehrer-/ Schülerversuch	Natronlauge (verd. w: <2%), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Schwefelsäure (konz. w: >15%), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol), Selendioxid, Titanylsulfat-Hydrat
	Proteolytischer Abbau eines Enzyms	Zerstörung von Urease durch Pepsin	Gemäß Anleitung werden eine Pepsin- und eine Harnstoff-Lösung zubereitet. In zwei Erlenmeyerkolben wird dieser Harnstoff-Lösung jeweils etwas Phenolphthalein-Lösung zugetropft. Proteolyse und Kontrollversuch: In zwei Rggl. gibt man je eine Spsp. Urease. Dem ersten Ansatz setzt man gemäß Anleitung demin. Wasser, verdünnte Salzsäure und Pepsin-Lösung zu, dem Kontrollansatz nur demin. Wasser. Nach einer Reaktionszeit von 30min im 37°C-Wasserbad bringt man den ersten Ansatz mit verd. Natronlauge unter Kontrolle mit pH-Indikator-Papier auf das pH-Niveau des Kontrollansatzes. Dann gießt man die beiden Ansätze jeweils in eine der Harnstoff-Lösungen und beobachtet die Farbreaktion.	Lehrer-/ Schülerversuch	Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Pepsin, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig)
	Proteasewirkung von Pepsin	Proteolyse bei eiweißhaltigen Nahrungsmitteln	Vorbereitend wird mit demin. Wasser eine Pepsin-Lösung gemäß Anleitung zubereitet. Das Eiweiß eines gekochten Hühnereies wird fein püriert und mit demin. Wasser suspendiert. Reagenzglasversuche: In sechs Ansätzen werden jeweils Eiweiß-Suspensionen entsprechend der Varianten-Tabelle mit roher bzw. abgekochter Pepsin-Lösung, mit verdünnter Natronlauge bzw. verdünnter Salzsäure vermischt. Man untersucht, welcher Ansatz durch Eiweiß-Abbau nach einiger Zeit seine Trübung verliert.	Lehrer-/ Schülerversuch	Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Pepsin
	Produkthemmung bei der Urease-Reaktion	Reaktionskinetik der Harnstoff-Hydrolyse	Eine 10%ige und eine 1%ige Harnstoff-Lösung werden gemäß Anleitung mit Urease-Suspension zur Reaktion gebracht. 5min lang misst man in Zeitabständen von 20sec die elektrische Leitfähigkeit.	Lehrer-/ Schülerversuch SII
	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%))
	Oxidation von Isocitrat zu alpha-Ketoglutarat	Wirkung von Isocitrat-Dehydrogenase und Mangan(II)-Ionen als Cofaktor	Vorbereitend werden nach Anleitung die Isocitrat-, die Puffer-, die NADP-, die Enzym- und die Cofaktor-Lösung in den notwendigen Konzentrationen angesetzt. Gemäß Pipettierschema werden die Reaktionsansätze zusammengestellt. Durch Zugabe der Enzymlösung wird die Reaktion gestartet.	Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A.	Mangan(II)-chlorid-Tetrahydrat, Imidazol, Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L)
	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
	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
	Modellversuch zur respiratorischen Kompensation einer metabolischen Acidose	Verhalten eines Hydrogencarbonat-Kohlensäure-Puffers (Modell-Blutpuffer)	Gemäß Anleitung wird eine Natriumhydrogencarbonat-Lösung unter leichtem Rühren mit 0,1-molarer Salzsäure versetzt. Unter pH-Messkontrolle wird tropfenweise weitere Salzsäure zugegeben, bis pH 7,4 exakt erreicht ist. Man setzt dieser Pufferlösung nun Milchsäure zu und misst erneut den pH-Wert. Zur Modellierung der respiratorischen Kompensation wird 1-2min kräftig gerührt, so dass Kohlendioxid sichtlich entweicht. Danach erfolgt erneute pH-Wert-Messung.	Lehrer-/ Schülerversuch	Salzsäure (Maßlösung c= 0,1 mol/L), Milchsäure (ca. 90 %ig)
	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
	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)
	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)
	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
	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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