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Biotechnologisches Gymnasium . BTG. Albert-Schweitzer-Schule, Villingen . Biotechnologisches Gymnasium . BTG. Das Fach Biotechnologie. C. C. A. A. A. G. G. G. G. G. B i o t e c h n o l o g i e . U. U. Biotechnologisches Gymnasium .

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Biotechnologisches Gymnasium

BTG

Albert-Schweitzer-Schule, Villingen

slide2

Biotechnologisches Gymnasium

BTG

Das Fach Biotechnologie

slide3

C

C

A

A

A

G

G

G

G

G

B i o t e c h n o l o g i e

U

U

slide4

Biotechnologisches Gymnasium

Die Biotechnologie zählt zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Biotechnologische Methoden werden in der Medizin, der Lebensmittelindustrie, der Rohstoffgewinnung, der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie im Agrarsektor angewendet.

Im Profilfach Biotechnologie werden die Schülerinnen und Schüler mit grundlegenden Prinzipien der Natur und deren Umsetzung in die technische Anwendung vertraut gemacht. Schwerpunkte bilden dabei die Mikrobiologie, Molekularbiologie, Stoffwechselphysiologie,

Bioverfahrenstechnik und Medizin.

Im Laborpraktikum können die Schülerinnen und Schüler selbständig Experimente durchführen und so die modernen Methoden der Biotechnologie kennen lernen.

slide5

Chemie

Biochemie

Analytik

Gentechnik

Biotechnologie

Ver-

fahrens-

technik

Biologie

Bioverfahrens-

technik

Mikrobiologie

Was ist Biotechnologie ?

slide11

Biotechnologie

Laborpraktikum

slide12

1

Verdau von Lambda-DNA mit den

Enzymen EcoRI und HindIII und

anschließende Gelelektrophorese.

Unterschiedliche Enzyme produzieren

unterschiedliche Fragmentmuster.

Biotechnologie

Laborpraktikum

Analyse von Erbmaterial

M 1 2 3 4 5 6 7

Quelle: www.rscb.org/pdb

1. Ein Enzym schneidet einen DNA-

Doppelstrang

2. Geschnittene

(verdaute) DNA

3. Auftrennung der DNA-Fragmente

durch Agarose-Gelelektrophorese

slide13

Myosin

schwere Kette (210 kD)

Actin (42 kD)

Tropomyosin (35 kD)

Myosin

leichte Kette 1 (21 kD)

leichte Kette 2 (19 kD)

leichte Kette 3 (16 kD)

2

Biotechnologie

Laborpraktikum

Analyse von Fischproteinen

Proben:

M Kaleidoskop-Marker

P1 Scholle

P2 Thunfisch

P3 Heilbutt

P4 Lachs

P5 unbekannte Testprobe

A/M Actin/Myosin-Standard

Analyse der Proteine verschiedener Fischarten durch Polyacrylamid-Gelelektrophorese.

Im Vergleich zeigen die verschiedenen Fischarten unterschiedliche Proteinmuster.

M P1 P2 P3 P4 P5 A/M

Protein-

masse

[ Kilo-

dalton ]

203

135

86,0

41,5

33,4

19,5

8,0

1. Präparation der Muskelproteine

2. Polyacrylamid-Gelelektrophorese

slide14

3

Biotechnologie

Laborpraktikum

Gentechnische Veränderung von Bakterien

Ein Versuch der Sicherheitsstufe 1

Die Klonierung des Gens für GFP aus

der Qualle Aequorea victoria mit pGLO

in Escherichia coli K12 HB101.

GFP

E. coli -

Bakterien

Die Qualle Aequorea victoria

Das GFP-Protein

Bakterien (Escherichia coli)

slide15

Quelle: Bio-Rad

3

Einschleusen des Gens für GFP in Bakterien

Merkmal

DNA => mRNA => Protein => Trait

slide16

3

Ergebnis: GFP-produzierende Bakterien,

die hellgrün fluoreszieren.

Quelle: Bio-Rad

slide17

4

Mikrorganismen wachsen unter

geeigneten Kulturbedingungen

Biotechnologie

Laborpraktikum

Wachstum von Mikro-organismen in Kultur

30OC

Hefewürfel

Ernte

und

Analyse

slide18

4

Mikrorganismen wachsen unter

geeigneten Kulturbedingungen

Biotechnologie

Laborpraktikum

Wachstum von Mikro-organismen in Kultur

Volumen Volumen

2 Milliliter 2 Liter

Reagenzglas Bioreaktor („Fermenter“)

slide19

Glykogen

Zellwand

Vakuole

Lipidgranula

Nukleolus

Zellkern

Kernmembran

Plasmamembran

Mitochondrien

4

Die Hefe

Saccharomyces cerevisiae

Blick durch das Lichtmikroskop

Aufbau einer Hefezelle

Quelle: Wikipedia GNU

Kultivierte Hefezellen werden als „Fabriken“ eingesetzt, um gewünschte Stoffe in

großer Menge und hoher Qualität zu produzieren.

slide20

4

Wachstumskurve von Mikroorganismen in Kultur

- - - Wachstumsphasen - - - -

a

b

c

d

e

f

lg Zellzahl

Zeit

a) Anlaufphase (lag-Phase)

b) Übergangsphase 1

c) Exponentielle Phase (log-Phase)

d) Übergangsphase 2

e) Stationäre Phase

f) Absterbephase

slide21

4

Der Fermenter – Kontrolliertes Wachstum

O2-Sensor

500 rpm

pH 4,5

Luft [ O2]

NaOH (Alkali)

Wachstum

[ Ethanol ]

[ Glucose ]

30 OC

slide22

4

Fermenterversuch im Laborpraktikum

Ermittlung der Zellzahl mit der Zählkammer

Bestimmung von Alkohol

Detektion

Abs

ID#365 nm

1 0,6

slide23

4

Fermenterversuch im Laborpraktikum

Auswertung