9789127441941 by Smakprov Media AB

LÄRARHANDLEDNING

Bioteknik LÄRARHANDLEDNING

Förord Den här lärarhandledningen innehåller förslag på laborationer, datorstödda övningar samt instuderingsfrågor till den valbara gymnasiekursen Bioteknik (100 p) och läroboken Insikt Bioteknik. Till varje laboration hör en lärarinstruktion som presenterar mål samt ger stöd inför förberedelser och utförande av laborationen. Enligt Skolverkets skrivning kan elever välja att läsa Bioteknik 100 p även om de inte läst Biologi 2 eller Kemi 2. Läroboken Insikt Bioteknik är därför skriven med tanke på det och innehåller även grundläggande molekylär- och cellbiologi. Lärarhandledningen innehåller av samma skäl laborationer av olika svårighetsgrad och komplexitet. Bioteknik som vetenskap är under oerhört snabb utveckling och det kommer hela tiden nya tillämpningar och tekniker. Denna lärarhandledning innehåller därför ett urval laborationer som täcker in många olika aspekter av bioteknik, allt från laborationer som man kan göra hemma i sitt kök, exempelvis yoghurt- och surkålstillverkning, till modern genteknik som genmodifiering av bakterier. Vissa av laborationerna kan man låta eleverna planera och genomföra mer självständigt. Det gäller exempelvis de laborationer som är kopplade till fermentation och enzymaktivitet liksom studier av antibakteriella ämnen. Flera av laborationerna bygger på färdiga kit som kan köpas från exempelvis BioRad och Steffens Biotechnische Analysen. Elevinstruktionen består i dessa fall av en översatt och modifierad version av den instruktion som följer med respektive kit. Det finns ett stort utbud av färdiga laborationskit ute på marknaden och vi ger förslag på några få av dessa. Mycket mer finns alltså att hämta om man så önskar. Vi ger även förslag på ett antal virtuella laborationer som kan användas som introduktion eller repetition av en reell laboration. Instuderingsfrågorna är huvudsakligen i form av rena faktafrågor och tänkta som stöd för bearbetning och sortering av lärobokstexten. Som stöd för inlärning av det abstrakta i teoridelen av kursen finns interaktiva datorstödda övningar som bygger på animeringar och simuleringar. Eftersom de bygger på elevaktivitet kan de ha stor positiv inverkan på inlärning. Mycket av dagens bioteknik bygger på bioinformatik och flera övningar presenteras som är kopplade till olika typer av databaser, exempelvis Uniprot, Ensemble och Proteinatlasen. Eftersom bioinformatik är en oerhört expansiv tvärvetenskap är dessa databaser under ständig utveckling och förändring, så man måste hela tiden som lärare vara beredd på att instruktioner kan behöva modifieras något. Vi hoppas slutligen att ni och eleverna kommer att ha nytta av denna lärarhandledning och att den ger ett bra stöd till undervisning och inlärning.

Bioteknik

Lärarhandledning

Innehåll 1 Vad är bioteknik?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Laboration 1:1 – Bioteknik-frukost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Instuderingsuppgifter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 Organismer i bioteknikens tjänst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Laboration 2:1 – Bakteriers form. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Laboration 2:2 – Gramfärgning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Laboration 2:3 – Färgning av endosporer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Laboration 2:4 – Gjuta plattor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Laboration 2:5 – Utstryksmetoden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Laboration 2:6 – Bakteriers tillväxt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Laboration 2:7 – Cellulas i jord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Laboration 2:8 – Odla svamp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Laboration 2:9 – Bladjästsvampar – indikatorer på luftföroreningar. . . . . . . . . 32 Laboration 2:10 – Räkning av jästceller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Laboration 2:11 – Cellodling av U937-celler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Laboration 2:12 – Temperaturens inverkan på jäsning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Laboration 2:13 – Vilket socker ger snabbast jäsning?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Laboration 2:14 – Framställning av protoplaster. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Laboration 2:15 – Att synliggöra det man inte ser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Laboration 2:16 – Odla träd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Laboration 2:17 – Klona en krukväxt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Instuderingsuppgifter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3 DNA och RNA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Laboration 3:1 och 3:2 – DNA-extraktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Laboration 3:3 – Lac–operonet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Laboration 3:4 – Bioluminiscerande bakterier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Laboration 3:5 – Klyvning av lambda-DNA med restriktionsenzymer. . . . . . . 75 Laboration 3:6 – Detektera GMO i livsmedel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Laboration 3:7 – Transformation av bakterier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Datorsimuleringslaborationer – Introduktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Datorsimuleringslaboration 3:8– Microarrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Datorsimuleringslaboration 3:9 – Gel-elektrofores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Datorsimuleringslaboration 3:10 – PCR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Datorsimuleringslaboration 3:11 – Kloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Övning 3:1 – DNA:s uppbyggnad och replikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Övning 3:2 – Transkription och translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Övning 3:3 – Meselson and Stahl – DNA replikationen är semikonservativ. . . 97 Övning 3:4 – Visualisering av nukleosomer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Övning 3:5 – Bekanta dig med databasen Ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Övning 3:6 – Att finna locus för en gen i människans genom. . . . . . . . . . . . . . 104 Övning 3:7 – DNA-extraktion i den virtuella världen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Instuderingsuppgifter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Bioteknik

Lärarhandledning

4 Proteiner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Laboration 4:1 – Effekter av substratkoncentration på enzymaktivitet. . . . . . 114 Laboration 4:2 – Kompetitiv och ickekompetitiv inhibering. . . . . . . . . . . . . . . 116 Laboration 4:3 – Hur fungerar disk- och tvättmedel?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Laboration 4:4 – Separation av proteiner med SDS-PAGE . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Laboration 4:5 – Detektion av virus i växtmaterial med hjälp av ELISA. . . . . 130 Laboration 4:6 – Framställning av laktosfri mjölk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Laboration 4:7 – Nedbrytning av pektin i äpple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Laboration 4:8 – Immunodiffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Laboration 4:9 – Bleka jeans med enzymer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Övning 4:1 – Proteinatlasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Övning 4:2 – The Cell Image Library. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Övning 4:3 – Proteinsekvenser och 3D-struktur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Instuderingsuppgifter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

5 Bioteknik i samhället. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Laboration 5:1 – Tillverka din egen yoghurt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Laboration 5:2 – Yoghurttillverkning med och utan laktos. . . . . . . . . . . . . . . . 157 Laboration 5:3 – Gör din egen surkål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Laboration 5:4 – Antibiotikaresistens hos bakterier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Laboration 5:5 – Hitta antibakteriella ämnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Laboration 5:6 – Kvävefixerande bakterier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Instuderingsuppgifter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Bioteknik

Lärarhandledning

Vad är bioteknik? Inledningskapitlet i Insikt Bioteknik utgör en mycket kort introduktion till bioteknik och de olika områden som har utvecklats inom ämnet. Här presenteras också modellorganismer som har haft och har stor betydelse inom bioteknik. Lärarhandledningens första kapitel innehåller förslag på en introducerande övning, Bioteknikfrukost, samt instuderingsfrågor. Bioteknikfrukosten fungerar väldigt bra som start på bioteknikkursen eftersom den dels bidrar till att eleverna får en mjuk start och möjlighet att lära känna varandra och dels hjälper den eleverna att förstå att bioteknik är så mycket mer än genteknik och att vi dagligen äter mat som har framställs med hjälp av bioteknik. Som uppstart på kursen kan man också låta eleverna skriva ner vad ordet bioteknik innebär för dem för att sedan diskutera det i helklass.

Bioteknik

Lärarhandledning

laboration 1:1

vad är bioteknik?

Bioteknik-frukost En lämplig start på Bioteknik-kursen kan vara att bjuda på en bioteknikfrukost, d.v.s. duka upp ett bord med livsmedel som tillverkats med hjälp av mikroorganismer eller delar av mikroorganismer (enzymer). Man kan sedan ge eleverna i uppgift att ta reda på hur dessa livsmedel har tillverkats för att på en efterföljande lektion redovisa det för varandra.

Lämpliga livsmedel Surdegsbröd Smör eller margarin Ost Salami Äppeljuice Te/Kaffe Yoghurt Man kan även lägga till livsmedel som inte tillhör ett frukostbord t.ex. After eight eller annan choklad, soja, surströmming, öl, vinäger, fisksås eller surkål.

Bioteknik

Lärarhandledning

uppgifter kopieringsunderlag

vad är bioteknik?

Instuderingsuppgifter Introduktion och Modern bioteknik (s. 8–11) 1. Diskutera vad bioteknik är. Hur har man historiskt tillämpat bioteknik

och vad tror du de flesta tänker på i dag då de hör begreppet?

2. Inom modern bioteknik arbetar man tvärvetenskapligt. En hel rad nya

områden har utvecklats inom biotekniken. Ett av dessa områden är genomik. Beskriv vad genomik är. A. Vad betyder det att man sekvenserar arvsmassa?

B. Vad var syftet med HUGO-projektet? Lyckades man uppnå sitt mål?

I så fall hur?

C. Vad kan ökad kunskap inom genomik leda till? 3. Vad gör forskare som jobbar med metagenomik? Ge något exempel. 4. Transkriptomik är ett annat område som har vuxit fram ur biotekniken.

Vad studerar forskare inom detta område? Vad är ett transkriptom?

5. Ett stort forskningsområde är proteomik. Vad sysslar forskare med inom

detta område? Vilka fördelar kan proteomik ha jämfört med transkriptomik? Ge exempel på kunskap som erhållits genom proteomik.

Studier av celler och organismer (s. 12-15) 6. Vad är en modellorganism? Ge exempel på några modellorganismer och

hur man kan använda dem.

7. Vad är systembiologi? Hur jobbar forskare som håller på med

systembiologi?

8. Beskriv vad en biobank är och ge exempel på några olika biobanker. 9. Vad finns det för fördelar och nackdelar med biobanker? Kan information

i biobanker missbrukas? Vilka etiska hänsynstaganden måste man ha i åtanke då man jobbar med biobanker?

Bioteknik

Lärarhandledning

organismer i bioteknikens tjänst

Organismer i bioteknikens tjänst

Mycket inom bioteknik involverar arbete med mikroorganismer, framför allt bakterier, något som också speglas i lärarhandledningens innehåll. Det är därför av stor vikt att eleverna lär sig sterilarbete, samt att odla och arbeta med bakterier. Detta är något som bör introduceras tidigt under kursen och ett första laborationspass kan förslagsvis innebära att låta eleverna gjuta plattor (Laboration 2:4) och att göra renutstryk (Laboration 2:5). Gramfärgning är en standardmetod som har stort användningsområde inom klinisk mikrobiologi och det är därför också en laboration som bör prioriteras (Laboration 2:2). Eftersom skillnader i uppbyggnad hos grampositiva och gramnegativa bakterier har stor påverkan på deras egenskaper är det också viktigt att ge eleverna fördjupade kunskaper om detta. Vi har utgått från att eleverna lärt sig mikroskopera under kursen Biologi 1och troligtvis även under kursen Biologi 2. Trots det kan det skilja mycket mellan eleverna vad gäller erfarenhet av mikroskopering och man kan därför låta dem studera färdiga preparat av bakterier (Laboration 2:1) i ett laborationspass som föregår gramfärgningen. Då kan man även passa på att studera jästsvamp, Saccharomyces cerevisiae, som ju har något av en huvudroll inom bioteknik. Genom att lösa upp lite bagerijäst i vatten får man en jästsuspension som kan studeras i mikroskop. Fermentationsprocesser har haft och har stor betydelse, och att studera temperaturens eller olika sockerarters påverkan på jästsvampars jäsningsprocess kan därför vara en lämplig laboration att genomföra. Man kan även ge eleverna till uppgift att själva planera och genomföra en laboration i vilken de studerar en faktor som påverkar fermentationsprocessen. I kapitel 5 finns exempel på tillämpningar av fermentationsprocesser inom livsmedelsindustrin. Man kan naturligtvis välja att göra dessa kopplat till det som tas upp teoretiskt i läroboken i kapitel 2. Eleverna kan också själva få planera och genomföra en laboration som är kopplad till fermentationsprocesser inom livsmedelsindustrin och sedan presentera vad de gjort för varandra. Om eleverna gör detta som en hemlaboration i sitt egna kök kan de dessutom ta med sig exempelvis den yoghurt, surkål eller det bröd man framställt och bjuda på. Kloning av växter är en laboration som elever brukar uppskatta och tycka är spännande. En svårighet med denna laboration är dock att få odlingarna sterila. Eftersom en kallusodling ger upphov till mängder av små plantor kan

Bioteknik

Lärarhandledning

organismer i bioteknikens tjänst

man låta den eller de grupper som lyckas få fram en kallusodling som ej infekterats, dela med sig av de små plantor som uppkommer. I samband med att odling av humana celler och cellinjer tas upp kan man låta eleverna läsa Rececca Skloots bok om Henrietta Lacks och HeLa-cellerna med ett efterföljande seminarium. På BBC:s hemsida kan man även hitta Adams Curtis oerhört intressanta dokumentär, ”The way of all flesh” och 2017 kom spelfilmen om Henrietta Lacks med Oprah Winfrey i en av huvudrollerna (HBO). Man kan välja att låta eleverna ta del av allt detta material eller endast en del, men det är en historia som borde vara obligatorisk att ta upp i en bioteknikkurs med tanke på alla etiska frågeställningar som denna historia leder till. En lämplig övning när man talar om vem som äger rätten till celler är också att låta eleverna studera biobankslagen (lagen om biobanker i hälso- och sjukvården 2002:297).

Bioteknik

Lärarhandledning

laboration 2:1

organismer i bioteknikens tjänst

Bakteriers form Tidsåtgång: 60 min

Förkunskaper Inga förkunskaper krävs. Laborationen passar bra att ha som en introduktion till innehållet i Kap 2. På s. 21 i läroboken får eleverna hjälp med att lösa uppgiften.

Syfte Syftet med laborationen är dels att eleven får öva på att mikroskopera mycket små objekt som bakterier och dels att eleven får stifta bekantskap med de tre vanligaste morfologiska formerna av bakterier.

Utförande Färdiga bakteriepreparat kan köpas från exempelvis Heraco och VWR Kebo. Välj bakterier som representerar de tre vanligaste bakterieformerna d.v.s. stav (ex. Bacillus subtilis), kock (ex. Staphylococcus sp.) och spirill (ex. syfilis bakterien Treponema pallidum).

Bioteknik

Lärarhandledning

laboration 2:1 kopieringsunderlag

organismer i bioteknikens tjänst

Bakteriers form Syfte Bakterier är mycket små och för att kunna se dem måste man använda sig av ca 400 x förstoring i ett ljusmikroskop. I denna laboration får du till uppgift att namnge tre olika bakterier utifrån den form de har.

Materiel Färdiga preparat av bakterier (3 st).

Utförande 1. Placera ett av bakteriepreparaten på mikroskopbordet och starta med den

lägsta förstoringen (4 x 10) och gör en grovinställning. Här kommer du inte att kunna urskilja bakterierna utan bara det färgämne de färgats med.

2. Gå därefter upp i förstoring till 10 x 10 förstoring och justera fokus med

hjälp av fininställningsratten. Byt objektiv så att du får 40 x 10 förstoring och ställ in fokus med fininställningsratten så att du kan urskilja bakterierna. (OBS! om du använder grovinställningsratten så riskerar du att skada preparatglaset.)

3. Rita av bakterien (i rutan nedan) och ge den ett namn (huvudgrupp)

utifrån form. Upprepa detta för övriga bakteriepreparat.

Bioteknik

Lärarhandledning

Laboration 2:2

organismer i bioteknikens tjänst

Gramfärgning Tidsåtgång: 90 minuter

Förkunskaper Man bör ha gått igenom säkerhetsaspekter kring arbete med mikroorganismer och olika kemikalier såsom färglösningar. Eleven bör ha viss kunskap om cellväggens uppbyggnad hos gramnegativa och grampositiva bakterier.

Syfte Eleven får träna upp sin laborativa förmåga. Den teoretiska kunskapen kring cellväggens uppbyggnad hos bakterier befästs.

Utförande Säkerhetsaspekterna är mycket viktiga i den här laborationen då alla färglösningar som används under laborationen är farliga och bör hanteras varsamt och med vetskap om detta. Färglösningarna finns att köpa färdiga eller så kan man blanda dem själv enligt recepten som finns under ”Recept” nedan. Var noga med att läsa produktblad och säkerhetsföreskrifter för kemikalierna. Var även noga med att säkerhetsföreskrifterna kring bakteriehantering följs. Enbart klass-1-organismer för laborativt bruk i skolor ska användas. Odla upp några olika bakterier, minst en grampositiv och en gramnegativ bakterie. Förslag på grampositiva bakterier som man kan använda är Bacillus megaterium eller Micrococcus luteus. Som gramnegativa bakterier kan man använda Escherichia coli eller Pseudomonas fluorescens. Låt eleverna arbeta med en bakterie i taget. Kristallviolett är brandfarligt, ögonirriterande, cancerogent och skadligt för vattenlevande organismer. Vid kontakt med ögonen bör man skölja försiktigt med vatten i flera minuter. Om man använder kontaktlinser ska dessa tas ut, varefter man fortsätter att skölja. Lugols lösning är en jod-kaliumjodidlösning som bör hanteras varsamt. Vid ögon- och hudkontakt ska man skölja med rikligt med vatten. Safranin kan ge yrsel och huvudvärk vid inandning samt verka irriterande på hud, ögon och andningsorgan. Etanol och aceton är mycket brandfarliga. När eleverna ska mikroskopera kan man behöva hjälpa dem med inställningar. Det brukar vara bra att studera bakterierna vid 400x eller 600x förstoring. Be eleverna rita det de ser. Låt eleverna diskutera vad som händer vid gramfärgning samt, om det blir tid över, skillnaden mellan gramnegativa och grampositiva bakterier. Annars kan de få det som uppgift till nästkommande lektionspass.

Bioteknik

Lärarhandledning

laboration 2:2

organismer i bioteknikens tjänst

Recept Kristallviolett Lösning A: 2 g kristallviolett löses i 20 cm3 etanol 95 % (vol/vol). Lösning B: 0,8 g ammoniumoxalat löses i 80 cm3 destillerat vatten. Blanda lösning A med lösning B. Sterilfiltrera vid behov (d.v.s. om det bildas utfällning i flaskan).

Lugols lösning 1 g jod och 2 g kaliumjodid löses i 300 cm3 destillerat vatten. Förvara i mörka flaskor.

Safranin 2,5 g safranin löses i 100 cm3 etanol 95 % (vol/vol).

Etanol/aceton Blanda etanol 95 % (vol/vol) med aceton i proportionerna 70/30.

Bioteknik

Lärarhandledning

Laboration 2:2 Kopieringsunderlag

organismer i bioteknikens tjänst

Gramfärgning Syfte Bakterier delas in i två huvudgrupper: grampositiva och gramnegativa bakterier. De två grupperna skiljer sig åt genom att cellväggen är uppbyggd på olika sätt. Den danske läkaren och bakteriologen Christian Gram utvecklade 1884 en färgningsmetod som är den mest använda färgningsmetoden inom bakteriologi. Först färgar man in bakterierna med kristallviolett. Därefter tillsätter man jod (Lugols lösning) som gör att det bildas stora färgkomplex av kristallviolett inne i bakteriecellerna. Man tillsätter sedan alkohol som löser upp de gramnegativa bakteriernas yttre membran. De grampositiva bakterierna har inget yttre membran, men däremot ett tjockt peptidoglykanskikt som alkoholen gör ännu mera kompakt genom dehydrering. De förblir därför violetta. Man avslutar med att tillsätta ett rött färgämne som kallas safranin. Safraninet tränger in i de gramnegativa bakteriecellerna och färgar dem röda medan grampositiva bakterier förblir violetta. Mer om denna färgningsmetod finns att läsa om i läroboken på sidan 28, och om cellväggens uppbyggnad hos bakterier på sidorna 24–27. I den här laborationen ska du lära dig grunderna för gramfärgning.

Riskbedömning Använd labrock, skyddsglasögon och skyddshandskar. Alla färglösningar innehåller hälsovådliga ämnen och bör hanteras med varsamhet. Undvik att få något på hud, kläder och i ögon! Får man någon lösning på sig ska man skölja ordentligt med vatten. Etanol och aceton är mycket brandfarliga.

Materiel Kristallviolett, Lugols lösning, safranin, etanol/aceton, odlingsplattor med bakterier eller rör med bakteriesuspension, platinös, objektsglas, träklämma eller klädnypa av trä, brännare, mikroskop.

Utförande 1. Ta fram ett objektsglas och ta en bakteriekoloni från en odlingsplatta och

rör ut i en droppe vatten på objektsglaset.

2. Lufttorka preparatet – gärna under en lampa. 3. Värmefixera preparatet genom att snabbt föra det genom en gaslåga 3–4

gånger. Håll objektsglaset med en träklämma. OBS! Bakterierna uppåt!

4. Häll på några droppar kristallviolett och låt verka 1 minut. 5. Skölj försiktigt med rinnande kranvatten. 6. Droppa på Lugols lösning och låt verka 1 minut.

Bioteknik

Lärarhandledning

Laboration 2:2 Kopieringsunderlag

organismer i bioteknikens tjänst

7. Avfärga genom att skölja med en etanol/acetonlösning tills färgen inte

försvinner längre (ca 10 sek).

8. Skölj sedan försiktigt med kranvatten. 9. Häll på några droppar safranin och låt verka 1 min. 10. Skölj med vatten och låt preparatet lufttorka. 11. Mikroskopera. Rita av det du ser och ange också om du har en

gramnegativ eller grampositiv bakterie. Rita i rutorna nedan.

12. Fortsätt med ett nytt preparat och upprepa punkterna 1–11.

Frågor 1. Beskriv hur gramfärgning går till och hur cellväggen är uppbyggd hos

gramnegativa respektive grampositiva bakterier. Diskutera gärna med en kompis.

2. Varför är det bra att kunna skilja mellan gramnegativa och grampositiva

bakterier?

Bioteknik

Lärarhandledning

Laboration 2:3

organismer i bioteknikens tjänst

Färgning av endosporer Tidsåtgång: 60 min

Förkunskaper Eleven behöver ha kunskaper om odling av bakterier och sterilarbete.

Syfte Eleven får i denna laboration lära sig en viktig metod som används vid bakteriediagnostik. Samtidigt får de också kunskap om bakteriers tillväxt vid olika miljöförhållanden.

Utförande Bacillus subtilis kan ersättas av Bacillus megaterium och de kan båda köpas in från exempelvis Heraco. För att laborationen ska fungera måste bakterierna lida brist på kol- och kvävekällor. Ympa därför bakterierna till näringslösning ca tre dagar före experimentet, så att du är säker på att bakterierna har brist på dessa ämnen. Samla in preparaten efter laborationen för destruktion.

Bioteknik

Lärarhandledning

Laboration 2:3 Kopieringsunderlag

organismer i bioteknikens tjänst

Färgning av endosporer Syfte Under särskilda förhållanden kan vissa bakterier (t.ex. Clostridium sp. och Bacillus sp.) bilda s.k. endosporer. Endporer är mycket tåliga mot exempelvis höga temperaturer och skadliga kemikalier. Det är anledningen till att man måste autoklavera lösningar i 120 °C under 15-20 min för att få sterila lösningar. I denna laboration ska du få lära dig att färga och identifiera endosporer.

Materiel Bakteriesuspension (Bacillus subtilis), platinaögla, objektglas, malakitgröntlösning, safranin-lösning, träklämma.

Tänk på Tänk på att bränna av platinaöglan före och efter användning. Eventuellt spill på bänkar ska genast torkas av med 70 % etanol.

Utförande 1. Tvätta av laborationsbänken med etanol. 2. Ta ut ett par platinaöglor bakteriesuspension från kolven och placera på

objektglaset.

3. Låt lufttorka. Sätt fast preparatet i en träklämma. 4. Fixera preparatet genom att föra det genom en bunsenlåga 4–5 ggr. 5. Täck preparatet med en liten bit filtrerpapper (stort som ett frimärke)

och droppa på malakitgrönt.

6. Värm över låga 2-3 min. Droppa på mer malakitgrönt om filtrerpapperet

börjar bli torrt.

7. Tvätta av överskottsfärgen genom att hålla objektglaset under rinnande

vatten med undersidan uppåt 30 s.

8. Sug upp det mesta av vattnet med ett filtrerpapper och låt lufttorka. 9. Droppa på safranin och låt verka 60 s. 10. Tvätta av överskottsfärgen genom att hålla objektglaset under rinnande

vatten med undersidan uppåt 30 s.

11. Sug upp det mesta av vattnet med ett filtrerpapper och studera i

mikroskop. Endosporerna ses som gröna strukturer. Övriga celldelar och celler utan endosporer färgas röda.

Bioteknik

Lärarhandledning

laboration 2:3 kopieringsunderlag

organismer i bioteknikens tjänst

Frågor 1. Vad är endosporer? 2. Varför bildas endosporer? 3. Varför är de så tåliga? 4. Under vilka förhållanden bildar bakterier av släktet Clostridium

endosporer?

Bioteknik

Lärarhandledning

LÄRARHANDLEDNING

Bioteknik Lena Brynhildsen • Maria Forsberg INSIKT Bioteknik är ett läromedel framtaget för gymnasiekursen Bioteknik 100 poäng. Läromedlet ger eleven förståelse för biologiska samband, visar spännande inblickar i nya upptäckter och betonar vikten av hållbar utveckling. Denna lärarhandledning hör till INSIKT Bioteknik Lärobok och innehåller laborationer att utföra i laborationssal, datorsimuleringar samt övningar i bioinformatik – alla med tydliga lärarinstruktioner. Här finns även instuderingsuppgifter för eleverna. För mer information om INSIKT Bioteknik, se www.nok.se/laromedel

LÄRARHANDLEDNING

ISBN 978-91-27-44194-1

9 789127 441941