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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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Presentation Transcript

  1. Biotechnologisches Gymnasium BTG Albert-Schweitzer-Schule, Villingen

  2. Biotechnologisches Gymnasium BTG Das Fach Biotechnologie

  3. 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

  4. 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.

  5. Chemie Biochemie Analytik Gentechnik Biotechnologie Ver- fahrens- technik Biologie Bioverfahrens- technik Mikrobiologie Was ist Biotechnologie ?

  6. Quelle: Fonds der Chemischen Industrie

  7. Quelle: Fonds der Chemischen Industrie

  8. Quelle: Fonds der Chemischen Industrie

  9. Quelle: Fonds der Chemischen Industrie

  10. Quelle: Fonds der Chemischen Industrie

  11. Biotechnologie Laborpraktikum

  12. 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

  13. 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

  14. 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)

  15. Quelle: Bio-Rad 3 Einschleusen des Gens für GFP in Bakterien Merkmal DNA => mRNA => Protein => Trait

  16. 3 Ergebnis: GFP-produzierende Bakterien, die hellgrün fluoreszieren. Quelle: Bio-Rad

  17. 4 Mikrorganismen wachsen unter geeigneten Kulturbedingungen Biotechnologie Laborpraktikum Wachstum von Mikro-organismen in Kultur 30OC Hefewürfel Ernte und Analyse

  18. 4 Mikrorganismen wachsen unter geeigneten Kulturbedingungen Biotechnologie Laborpraktikum Wachstum von Mikro-organismen in Kultur Volumen Volumen 2 Milliliter 2 Liter Reagenzglas Bioreaktor („Fermenter“)

  19. 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.

  20. 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

  21. 4 Der Fermenter – Kontrolliertes Wachstum O2-Sensor 500 rpm pH 4,5 Luft [ O2] NaOH (Alkali) Wachstum [ Ethanol ] [ Glucose ] 30 OC

  22. 4 Fermenterversuch im Laborpraktikum Ermittlung der Zellzahl mit der Zählkammer Bestimmung von Alkohol Detektion Abs ID#365 nm 1 0,6

  23. 4 Fermenterversuch im Laborpraktikum Auswertung

  24. Ende

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