Verlauf

1. Std.

Diagnose: Vortest molekulare Genetik

Einstieg

Historischer Filmausschnitt: Insulingewinnung aus Bauchspeicheldrüsen

Oder/und

Eingangstest: Diagnosebogen mole­kulare Genetik
Lösung Diagnosebogen
Förderung: Arbeits­anweisung an Schülerinnen und Schüler

Film: Kreismedienzentrum
FWU: VHS 4200641 Biotechnologie Folge 10 - Planspiele mit Genen
Zeit: ab 30 min

Text: „Diabetes auf dem Vormarsch“

Aufgabe :

• Viele Schüler sagen, gentechnische Herstellung von Insulin ist auf lange Sicht die einzig sinnvolle Methode.
• Bewerten Sie diese These und begründen Sie Ihre Aussage anhand des obenstehenden Textes.

Darstellung der Ergebnisse

Zuckerkrankheit: Text Diabetes auf dem Vormarsch

Impuls: Erarbeiten eines Schemas zur Herstellung eines genveränderten Bakterienstamms
Offene Fragen zum prinzipiellen Ablauf eines solchen Verfahrens

2. Std.

Einstieg: Präsentation der Fragen :

• Wie finde ich die richtige DNA? - Gensonde
• Wie schneidet man die DNA? Restriktionsenzyme(Beisp.)/Sticky ends/Palindrom
• Wie überträgt man die DNA in das Bakterium? Vektoren/Ligase/Transformation

Bildung von drei Themenbereichen
Finden, Schneiden und Übertragen von DNA
Zuordnung der Arbeitsgruppen (2-3 SuS) zu den 3 Themen­bereichen

Arbeit in den Arbeitsgruppen

Präsentieren der Ergebnisse aus der Textarbeit

Auftrag

• Erstellen Sie jeweils ein Begriffskärtchen zu den von Ihnen bearbeiteten Werkzeugen bzw. wichtigen Begriffen.
• Werkzeuge: Plasmide(Vektoren); Restriktionsenzyme; Ligase; Gensonde
• Begriffe: Sticky ends; rekombinante DNA; Markergen, Transformation, Palindrom

Präsentation der Ergebnisse(Poster; PPP, Folie,…)
Zusammenstellen der Begriffskärtchen

Bücher:

Klett Natura Kursstufe Ausgabe BW G8 (Genfähre-Struktur von Plasmiden; Restriktionsenzme+Ligase)
S.126(G9 S.108/109)

Cornelsen Oberstufe BW G8 (Gensonde; c-DNA;  S. 138-140;

Linder Biologie  BW G8
S. 121-122

oder: Internetrecherche

Arbeitsaufträge

PC; Beamer; Drucker; USB-Stick
Lösungsvorschlag

3. Std.

Einstieg: Trimino
Wiederholung wichtiger Begriffe zu den molekularen Werkzeugen

Ziel:
Anwendung der erarbeiteten Kenntnisse zu den Werkzeugen des molekularen Genetikers – Herstellen eines rekombinierten Modell-Plasmids

Arbeitsauftrag:

• Stellen Sie modellhaft ein rekombiniertes Plasmid her. Bauen Sie dazu in ein Plasmid das Insulin-Gen so ein, dass es nach dem Einschleusen des Plasmids in die Bakterienzelle als eingebaut nachgewiesen werden kann .
• Verwenden Sie dazu die bereitgestellten Hilfen.

Material:

Trimino

Materialien:

Arbeitsauftrag

Ausgedruckte und zurechtgeschnittene Materialien im Klassensatz

Humaninsulin-Gen; Marker-Gene

„Scheren“

Ausgedruckte Hilfen

Tesafilm; Scheren

4. Std.

Ziel: Beschreibung und Sicherung des Gesamtvorgangs

Arbeitsauftrag:

• Beschriften Sie Abbildungen an den dafür vorgesehenen Stellen(Striche)!
• Zeichnen Sie in die unteren beiden Skizzen der Bakterien das jeweils richtige Plasmid ein.
• Erarbeiten Sie einen Textvorschlag für die Sprechblasen. Durch die Sprechblasen soll der Vorgang der Herstellung rekombinanter Bakterien, die  das Humaninsulingen tragen, beschrieben werden .

PPP: Sicherung der Unterrichtsergebnisse

Material:

Arbeitsblatt mit Arbeitsauftrag

3 Hilfen

Lösungsblatt

PPP zur Rekombination eines Plasmids, der Transformation und Selektion der rekombinierten Bakterien

Präsentation 1
Präsentation 2
Präsentation 3

5. Std.

Problemfelder der gentechnischen Gewinnung von Insulin

3 mögliche Problemfelder

• Das Insulin-Gen stammt aus einer eukaryotischen Zelle, soll aber in einem Bakterium exprimiert werden.
• Das Insulin ist ein Protein das aus zwei Polypeptidketten besteht – Quartärstruktur
• Ferner besteht das eigentliche Gen aus 3 Abschnitten (Proinsulin), wobei der mittlere C-Teil enzymatisch entfernt wird.

Arbeitsauftrag:

Schreiben Sie eine Verlaufsbeschreibung. für die Gewinnung des Insulin-Gens und Herstellung von Insulin über eine copy-DNA

Material:

Arbeitsauftrag, Arbeitsblatt

Lösungsvorschlag