Pflanzliche Zell- und Gewebekulturen

1. Pflanzliche Zell- und Gewebekulturen Die Vermehrung des Usambara-Veilchens

2. Lehrplaneingliederung 6.Klasse:Thema: Fortpflanzung Lernziele: • Kenntnis der Grundlagen und Probleme verschiedener Methoden der Fortpflanzung bei Pflanzen und Tieren und beim Menschen Lerninhalte: • Arten ungeschlechtlicher und geschlechtlicher Fortpflanzung und Vermehrung • Methoden der Pflanzen- und Tierzucht • Biotechnologische Methoden

3. 6.Klasse: Thema: Entwicklung und Wachstum Lernziele: • Regelung und Beeinflussung durch äußere und innere Faktoren. • Wissen um die Möglichkeiten ihrer wirtschaflichten Nutzung. Lerninhalte: • Keimung und Entwicklung der Pflanzen • Beeinflussung durch innere und äußere Faktoren. • Regeneration

4. 8. Klasse:Thema Genetik Lernziele: • Gewinnen von Einblicken in die praktische Anwendung der Forschungsergebnisse in der Pflanzen- und Tierzucht • Entwicklung einer kritischen und verantwortungsbewussten Haltung gegenüber biotechnologischen Eingriffsmöglichkeiten Lerninhalte: • Eingriffe • Praktische Anwendungsmöglichkeiten der Genetik in der Züchtung • Gentechnologie

5. Wahlpflichtfach: Lernstoff: Wachstumsversuche (Wurzel, Spross)

6. Stundenplanung Die didaktischen Hauptziele:  Selbstständigkeit der SchülerInnen beim Arbeiten  Teamfähigkeit und korrekte Aufteilung von Arbeitsschritten  Erfahrung im Labor und mit der damit verbundenen Arbeitsweise  Beobachtung der Entwicklung einer Pflanze  Verständnis der Wichtigkeit der Biologie und ihrer Methoden in der Wirtschaft

7. Theorie • Mit Hilfe von pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen ist es möglich in vitro neue Pflanzen zu generieren. • Somit ist die Mutterpflanzen mehr oder weniger „unendlich genetisch ident vermehrbar“ • Durch Enzyme wie zum Beispiel Zellulase oder Pektinase können diese Verbände aufgelöst, die Zellwände abgebaut werden, und neue Pflanzen können sich aus diesen Protoplasten regenerieren.

8. Durch Enzyme wie zum Beispiel Zellulase oder Pektinase können diese Verbände aufgelöst, die Zellwände abgebaut werden, und neue Pflanzen können sich aus diesen Protoplasten regenerieren.

9. Diese freien Protoplasten teilen sich und bilden einen Kallus – eine Ansammlung viele Zellen. Es kommt in weiterer Folge zur Bildung von Kalluskulturen. Aus diesen entspringt schließlich ein Spross, aus welchem sich schlussendlich eine Jungpflanze entwickelt, die dann in die Erde gepflanzt werden kann.

10. Protoplasten • Möglichkeit zur Selektion • Ungünstige Nährböden • Ungünstige Bedingungen (Kälte) • Widerstandfähigste überleben • Möglichkeit gentechnisch einzugreifen

11. Die Zahl an Individuen die hier in ein paar Petrischalen passt, würde als angepflanzte Pflanzen bis zu 1 ha Ackerland brauchen.

12. Wirtschaftliche Bedeutung • Klonen und Massenvermehrung heute weit verbreitet • Angewandt bei Topfpflanzen und Schnittblumen • Möglichkeit große Mengen preiswert anzubieten • In vitro Vermehrung im Vergleich zu Samen effektiver und preiswerter • Weitere Anwendung bei: Zwiebel- oder Knollengewächse, Erdbeeren, Obstgehölze, Stauden, Kartoffeln, Rüben und Gewürz und Heilpflanzen

13. Wachstum und Regeneration von Blättern in vitro Geräte pro Gruppe: • 1 Becherglas (250 ml) mit Ethanol, 96% zum Abflammen • 1 Becherglas (250 ml), steril, abgedeckt mit passender Petrischale aus Glas oder Folie • 1 Feuerzeug oder Bunsenbrenner • 1 Stift wasserfest • 1 Gefäß zum Abgießen der Flüssigkeiten • 1 Petrischale, Durchmesser 9 cm, steril • 1 Petrischale, Durchmesser 6 cm, steril • 1 Pinzette • 1 Skalpell • 1 Steriltunnel mit angefeuchteten Küchenpapier

14. Vorbereitung: Verbrauchsmaterial pro Gruppe: • 50 ml Chlorbleichlauge (NaOCl) • 50 ml Ethanol, 96% • 20 ml Ethanol, 70% • Leitungswasser • 3 Nährböden, steril, für Pflanzenkulturen (MS-Vollagar mit Cytokinin) • 1Usambaraveilchen

15. Durchführung • Abtrennung eines ausgewachsenen Blattes • Desinfektion

16. Ansetzen der Kulturen

17. Weiterführung des Versuchs: Heranziehen der Klone • Die Weiterführung des Versuches kann man auch gesondert mit einer Klasse durchführen, indem man Gewebekulturen aus einem kommerziellen Gewebelabor bestellt. • Natürlich kann man auch die selber geklonten Sprosse dazu verwenden. • Nach 4 bis 6 Wochen der Wachstumsphase sollten die neuen Sprosse eine Länge von 5 bis 10 mm erreicht haben.

18. Das Blattstück mit den Sprossen wird in eine Schale Nähragar gegeben, man trennt dann die Sprosse ab und drückt sie in den Nähragar. • Nach weiteren 4 Wochen sollten aus den Sprossen richtige Pflanzenbüschel gewachsen sein. Diese werden in Stecklingserde gepflanzt, wo sie Wurzeln bekommen. • Wieder nach 4 Wochen kann man die Pflanzen pikieren = vereinzeln.