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Skript Fingerabdrücke EF V1.0 08/15 | ©Bor

KSO FINGERABDRÜCKE EF

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INHALTSVERZEICHNIS

"FINGERABDRÜCKE"

1. Einleitung............................................................................................ 03

2. Fette.................................................................................................... 04

2.1 Aufbau der Fett-Moleküle........................................................... 04

2.2 Fettsäuren................................................................................. 05

2.3 Zusammensetzung von Fetten..................................................... 07

2.4 Aggregatzustand der Fette.......................................................... 07

2.5 Eigenschaften und Bedeutung der Fette........................................ 08

2.5.1 Fettnachweis.................................................................. 08

2.5.2 Brennbarkeit................................................................... 08

2.5.3 Fette als Energiespender.................................................... 08

2.5.4 Weitere Aufgaben von Fetten............................................. 09

3. Kohlenhydrate..................................................................................... 11

3.1 Was sind Kohlenhydrate............................................................. 11

3.2 Glucose (Traubenzucker)............................................................. 12

3.3 Fructose.................................................................................... 13

3.4 Ribose und Desoxyribose............................................................ 14

4. Fingerabdrücke.................................................................................... 15

4.1 Die wundersamen Muster der Fingerabdrücke.............................. 15

4.2 Welche Rolle spielen Fingerabdrücke........................................... 18

4.3 Die Daktyloskopie – was steckt hinter dieser Methode................... 19

4.4 Von den feinen Merkmalen im Fingerabdruck............................... 21

4.5 Wie lassen sich Spuren sichtbar machen....................................... 22

4.6 Wer hat die Sparkasse in Nunheim überfallen............................... 26

5. Quellen................................................................................................ 27

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1. Einleitung1

Straftäter hatten schon immer ein ureigenes Interesse daran, ihre Identität zu verschlei-

ern. Die Personenidentifikation ist daher seit jeher ein zentrales Element der Verbre-

chensbekämpfung. Die erste wirklich schlagkräftige Waffe in dieser Hinsicht wurde mit

der Daktyloskopie, der Identifikation mittels Fingerabdrücken, entdeckt und erarbeitet.

Die Grundlage der Daktyloskopie ist die Einzigartigkeit und Unveränderlichkeit der Pa-

pillarlinienmuster auf den Handinnenflächen und den Fusssohlen. Dank dieser Methode

können Personen, die über ihre Identität keine oder falsche Angaben machen, zuverläs-

sig und schnell aus hunderttausenden

von hinterlegten Fingerabdruckdaten wiedererkannt werden. Durch die US-amerikani-

schen CSI-Fernsehserien ist die Arbeit der Kriminaltechniker heute breiten Bevölke-

rungsschichten in der ganzen Welt ein Begriff. Die Methoden werden in

diesen Serien jedoch meist stark überzeichnet; das heisst, es ist fast im-

mer alles möglich und das erst noch ohne Zeitverzug. Immerhin: Dank

diesen Serien ist gerade das Fingerabdruckverfahren wieder vermehrt in

den Fokus der Öffentlichkeit gerückt. Mit unseren Fingern und Händen

hinterlassen wir auf berührten Gegenständen Abdrücke, ähnlich einem

Stempelabdruck. Da über die Poren der Haut dauernd

Schweiss und andere Sekrete abgesondert werden, übernehmen diese

die Funktion der Stempelfarbe. Personen, die bereits erkennungsdienstlich registriert

sind, können so mit speziellen Methoden zweifelsfrei als Spurenleger an einem Tatort

festgestellt werden. Ein Fingerabdruck kann sich je nach Sicherungsort für eine Person

entlastend oder belastend auswirken, wie das

Beispiel des ersten in der westlichen Welt, anhand eines Fingerabdrucks aufgeklärten

Mordfalles exemplarisch zeigt. Da einzigartig und unveränderlich, ist der Fingerabdruck

gleichzeitig prädestiniert für die Identifikation auch ausserhalb von Strafverfahren, so

zum Beispiel beim Reisepass. Die vorliegende Publikation leuchtet die biologischen Hin-

tergründe sowie die lange

Quelle: dakty.de

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Geschichte und die Methodik dieses Identifikations- und Beweisverfahrens aus und soll

zum 100-jährigen Jubiläum seit Einführung der Daktyloskopie auf Bundesebene einen

bleibenden

Eindruck der bewegten Geschichte der Daktyloskopie vermitteln.

2. Fette2

Fette kommen in vielen Lebensmitteln tierischer und pflanzlicher Herkunft vor. Nach

ihrem Aggregatzustand bei Zimmertemperatur teilt man sie

in feste, halbfeste (streichfähige) und flüssige Fette ein. Die

flüssigen Fette bezeichnet man auch als fette Öle, um sie

eindeutig von den Mineralölen zu unterscheiden, bei denen

es sich um Kohlenwasserstoffgemische handelt.

2.1 Aufbau der Fett-Moleküle2

Fette und fette Öle lassen sich chemisch durch Reaktion mit heissem Wasserdampf

zerlegen (Hydrolyse). Dabei entstehen Glycerin (1,2,3-Propantriol) und langkettige

Carbonsäuren (Fettsäuren). Die Reaktion ist eine Esterspaltung.

Fette sind Ester.

Mit dem systematischen Namen werden die Fette als

Triacylglycerine bezeichnet; üblicher ist jedoch die Bezeichnung

Fettsäuretriglycerid oder kurz Triglycerid.

Bei manchen Fett-Molekülen ist ein Glycerin-Molekül mit drei gleichen Fettsäure-

Molekülen verestert (einfache Triglyceride); weit häufiger kommen jedoch Fett-

Moleküle vor, in denen ein Glycerin-Molekül mit zwei oder drei verschiedenen

Fettsäure-Molekülen verestert ist (gemischte Triglyceride).

Fette sind Ester bestimmter langkettiger Carbonsäuren (Fettsäuren) und Glycerin.

Natürlich vorkommende Fette sind Gemische verschiedener Triglycerid-Moleküle.

Quelle: fid-gesundheitswissen.de

Glycerin Quelle: commons.wikimedia.org

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2.2 Fettsäuren2

Als Fettsäuren bezeichnet man alle Carbonsäuren, die bei der Esterspaltung aus Fetten

entstehen. Für die Fettsäuren werden anstelle der systematischen Namen meist die

Trivialnamen verwendet. Am häufigsten sind Stearin-, Palmitin-, Laurin-, Myristin-, Öl-

und Linolsäure am Aufbau von Fetten beteiligt. Öl- und Linolsäure werden als

ungesättigte Fettsäuren bezeichnet, da ihre Moleküle C=C-Doppelbindungen enthalten.

Die Moleküle einfach ungesättigter Fettsäuren enthalten eine Doppelbindung, das

heisst 2 Wasserstoff-Atome weniger als die Moleküle gesättigter Fettsäuren. Die

Moleküle mehrfach ungesättigter Fettsäuren enthalten zwei bis vier Doppelbindungen,

das heisst 4, 6 oder 8 Wasserstoff-Atome weniger als die Moleküle gesättigter

Fettsäuren. Enthält ein Fettsäure-Molekül mehrere Doppelbindungen, so sind sie in der

Regel durch eine CH2-Gruppe voneinander getrennt; sie sind als nicht konjugiert.

Pflanzliche Fette enthalten praktisch ausschliesslich Fettsäuren mit einer geraden

Anzahl an C-Atomen (meist zwischen 12 und 16). Bei tierischen Fetten hingegen treten

in geringen Mengen auch Fettsäuren mit einer ungeraden Anzahl an C-Atomen auf.

Weiter liegen die Doppelbindungen bei Molekülen pflanzlicher Fette immer in der cis-

Form (auf der gleichen Seite) vor, während bei Fett-Molekülen mancher Tierarten auch

sogenannte trans-Fette (gegenüber) mit trans-konfigurierten C=C-Doppelbindungen

auftreten. Gewisse tierische Fette enthalten sogar in geringer Menge einfach und

mehrfach verzweigte Fettsäuren. Dies alles weist darauf hin, dass die Bildung von Fetten

Quelle: chemieplanet.org

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in tierischen Organismen zum Teil nach komplizierteren Mechanismen erfolgt als in

Pflanzen.

Aufgrund der Doppelbindungen reagieren ungesättigte Fettsäuren mit Brom; dabei

erfolgt eine elektrophile Addition der Brom-Moleküle an die Doppelbindung. Durch

Reaktion mit Wasserstoff (Hydrierung) können ungesättigte Fettsäuren in gesättigte

überführt werden. Dies ist bei der Fetthärtung von Bedeutung.

Die meisten Fettsäuren sind unverzweigt und enthalten eine gerade Anzahl an C-

Atomen. Treten Doppelbindungen auf, haben diese meist cis-Konfiguration.

Obwohl ein Ölsäure-Molekül (C17H33COOH) nur zwei Wasserstoff-Atome weniger auf-

weist als ein Stearinsäure-Molekül (C17H35COOH), liegt die Schmelztemperatur der Ste-

arinsäure wesentlich höher als die der Ölsäure: Ölsäure ist bei Zimmertemperatur flüs-

sig, Stearinsäure fest.

Dieser Sachverhalt erklärt sich damit, dass die Moleküle eines Stoffs im festen Zustand

dicht aneinander liegen: Je besser sie zusammenpassen, desto stärker wirken sich die

Van-der-Waals-Kräfte aus und desto höher liegt die Schmelztemperatur. Die Moleküle

der gesättigten Fettsäuren können eine linear gestreckte Form annehmen und sich so

gut zusammenlagern. Die Moleküle der ungesättigten Fettsäuren weisen jedoch Knicke

auf, da an den Doppelbindungen in natürlichen Fettsäuren fast immer eine cis-Konfigu-

ration vorliegt. In dieser

Stellung sind die C-Ketten

fixiert, weil die Doppel-

bindung eine Drehung des

Moleküls um die C-C-Bin-

dungsachse verhindert.

Wegen der gewinkelten

Form können sich die Mo-

leküle nicht so gut anei-

Quelle: seilnacht.com

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nanderlagern. Die zwischenmolekularen Kräfte wirken sich daher schwächer aus; die

Schmelztemperatur ist niedriger. Fette könne vom menschlichen Stoffwechsel auch aus

Kohlenhydraten (siehe Kapitel 3) aufgebaut werden. Einige der in Fetten enthaltenen

ungesättigten Fettsäuren sind vom menschlichen Stoffwechsel jedoch nicht syntheti-

sierbar. Da sie zur Aufrechterhaltung wichtiger Körperfunktionen benötigt werden, müs-

sen sie mit der Nahrung zugeführt werden. Sie werden essenzielle Fettsäuren genannt.

Für den Menschen sind alle Fettsäuren essenziell, die mindestens eine Doppelbindung

am C-9-Atom (von der Carboxygruppe aus gezählt) aufweisen. Zu ihnen gehören Linol-

und Linolensäure.

2.3 Zusammensetzung von Fetten2

Bei Temperaturerhöhung erweichen Fette allmählich. Für die in der Natur

vorkommenden Fette kann deshalb kein genauer Wert der Schmelztemperatur

angegeben werden, sondern nur ein Schmelztemperaturbereich. Dies lässt sich damit

erklären, dass natürliche Fette keine Reinstoffe, sondern Gemische verschiedener

Triglyceride sind.

Aus der Zahl der in Frage kommenden gesättigten und ungesättigten Fettsäuren, ihren

Kombinationsmöglichkeiten und dem Anzahlverhältnis der verschiedenen Molekülarten

zueinander ergibt sich eine Vielzahl verschiedener Fette. Jede Pflanzen- oder Tierart

besitzt bestimmte arteigene Fette. Selbst die verschiedenen Organe eines Lebewesens

enthalten verschiedene Fette.

2.4 Aggregatzustand der Fette2

Die Eigenschaften eines Fetts werden von der Kettenlänge der Fettsäure-Moleküle

beeinflusst und davon, ob es überwiegend aus Triglycerid-Molekülen mit gesättigten

oder ungesättigten Fettsäureresten besteht: Mit steigender durchschnittlicher

Kettenlänge der Fettsäurereste und zunehmendem Anteil an gesättigten Fettsäuren

steigt der Schmelztemperaturbereich. Fette Öle zeichnen sich vor allem durch einen

hohen Anteil an Estern ungesättigter Fettsäuren aus. Es handelt sich dabei meist um

pflanzliche Fette.

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2.5 Eigenschaften und Bedeutung der Fette2

2.5.1 Fettnachweis2

Fette verdunsten nur langsam. Sie bilden auf saugfähigem Papier bleibende Flecke.

Durch diese Fleckprobe können beispielsweise Fette in Pflanzensamen nachgewiesen

werden.

2.5.2 Brennbarkeit2

Flüssiges Fett lässt sich bei Zimmertemperatur nicht mit einem Streich-

holz entzünden, da seine Flammtemperatur zu hoch ist. In einem

Docht steigt flüssiges Fett leicht auf und lässt sich durch die Wärme

eines brennenden Streichholzes verdampfen. Fettdampf brennt mit

sehr stark russender Flamme.

Gerät heisses Fett in Brand, darf es keinesfalls mit Wasser gelöscht

werden. Gibt man nämlich Wasser zu heissem oder brennendem Fett,

so sinkt ein Teil des Wassers aufgrund seiner grösseren Dichte unter

das Fett. Wegen der hohen Temperatur des Fetts verdampft das Wasser schlagartig; da-

bei tritt eine starke Volumenvergrösserung ein (1 Liter Wasser bildet etwa 1700 Liter

Wasserdampf). Mit dem Wasserdampf wird heisses, brennendes Fett emporgeschleu-

dert, das in der feinen Verteilung besonders heftig mit dem Sauerstoff der Luft reagiert.

Fettbrände werden durch Abdecken gelöscht; dadurch wird der Zutritt des zur Verbren-

nung notwendigen Sauerstoffs verhindert.

2.5.3 Fette als Energiespeicher 2

Für den Körper sind Fette eine wichtige Energiequelle. Sie sind in vielen Nahrungsmitteln

enthalten, nicht nur als sichtbares Fett in Butter, Margarine oder Öl, sondern auch als

verstecktes Fett, zum Beispiel in Käse, Wurst, Kartoffelchips, Erdnüssen und Schokolade.

Beim Abbau von Fetten wird mehr als doppelt so viel Energie frei wie beim Abbau einer

Zuckerportion gleicher Masse. Der tägliche Energiebedarf sollte nur zu etwa 30 bis 35%

durch den Verzehr von Fetten gedeckt werden; dies entspricht etwa einem Gramm Fett

pro Kilogramm des Normalgewichts. In den Industrieländern wird aber täglich etwa die

Quelle: meinbezirk.at

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doppelte Fettmenge verzehrt. Dies führt zum Abbau von Reservefett und ist eine Ursa-

che für Übergewicht.

Bei der Verdauung werden Fette einer teilweisen oder vollständigen Esterspaltung un-

terworfen. Nur die Spaltprodukte, nicht aber die Moleküle des Fetts können die Darm-

wand durchqueren. Anschliessend werden köpereigene Fett-Moleküle synthetisiert. Sie

können biochemischen Reaktionen zugeführt werden, als Reservefett gelagert oder un-

ter Bildung von Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut werden.

2.5.4 Weitere Aufgaben von Fetten 2

Fett stellt für den menschlichen Körper nicht nur ein Energiedepot dar; es isoliert auch

gegen Wärmeverlust und schützt empfindliche Organe vor Stössen.

Obwohl Fette als Energiespeicher durch Kohlenhydrate ersetzbar sind und auch Körper-

fett aus Kohlenhydraten aufgebaut werden kann, erkranken Menschen bei einer völlig

fettfreien Ernährung. Der Grund dafür ist, dass einige der in den Fetten gebundenen

Fettsäuren zur Aufrechterhaltung wichtiger Körperfunktionen benötigt werden, vom

menschlichen Stoffwechsel aber nicht hergestellt werden können. Der tägliche Bedarf

eines Menschen an diesen essenziellen Fettsäuren wird mit 10 Gramm angegeben. Es

ist deshalb notwendig, mit der Nahrung Fette aufzunehmen, in denen ein hoher Anteil

an Triglyceriden mit essenziellen Fettsäuren vorhanden ist. Solche finden sich vor allem

in pflanzlichen Fetten.

Eine zusätzliche Aufgabe haben Fette in Verbindung mit dem Vitaminstoffwechsel: Be-

stimmte Vitamine können nur zusammen mit Fetten aufgenommen werden, da sie fett-

, aber nicht wasserlöslich sind. Dazu gehören die Vitamine A, D, E und K.

Quelle: meinbezirk.at

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Aufgabe I: Wie viele verschiedene Triglyceride können bei der Reaktion von Glycerin mit

einem Gemisch aus Palmitin- und Stearinsäure gebildet werden? Stelle die Konstitution

der verschiedenen Fett-Moleküle schematisch dar.

Aufgabe II: Fleckenpasten werden eingesetzt, um Fettflecken zu entfernen. Worauf be-

ruht ihre Wirkung?

Aufgabe III: Nenne möglichst viele Funktionen von Fetten im menschlichen Körper.

Aufgabe IV: Begründe, warum Türschlösser nicht mit Speiseöl geölt werden sollen.

Aufgabe V: Erläutere, warum brennendes Fett nicht mit Wasser gelöscht werden darf.

Wie löscht man im Haushalt brennendes Fett?

Aufgabe VI: Wodurch unterscheiden sich flüssige und feste Fette in ihrer Zusammenset-

zung?

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3. Kohlenhydrate2

Eine der wichtigsten chemischen Reaktionen auf der Erde ist die Fotosynthese. Dabei

stellen Pflanzen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Hilfe von Sonnenenergie und

Chlorophyll energiereiche Kohlenstoffverbindungen her. Etwa ein Tausendstel der auf

die Erdoberfläche auftreffenden Sonnenenergie wird durch die Fotosynthese in Form

von chemischer Energie gespei-

chert.

Die durch Fotosynthese gebildeten

Stoffe wie Zucker und Stärke werden

als Reservestoffe in Früchten und

Samen, Blättern und Stängeln, Wur-

zeln und Knollen gespeichert. Diese

von den Pflanzen aufgebauten Nähr-

stoffe bilden die grundlegende Ener-

giequelle praktisch aller Lebensvor-

gänge. Die gespeicherte Sonnenenergie wird im Körper von Mensch und Tier wieder frei.

Auch der Gerüststoff der Pflanzen, die Cellulose, ist ein Fotosyntheseprodukt. Cellulose

ist der bedeutendste nachwachsende Rohstoff: Durch die Fotosynthese werden jährli-

che zwischen 50 und 100 Milliarden Tonnen weltweit neu gebildet. Damit ist sie die häu-

figste organische Verbindung auf der Erde.

3.1 Was sind Kohlenhydrate2

Versetzt man Zucker mit konzentrierter Schwefelsäure, so zersetzt er sich unter Bildung

von Kohlenstoff; auch beim Erhitzen von Zucker in einem Reagenzglas tritt eine Verkoh-

lung ein, und an der Glaswand bildet sich Kondenswasser. Stärke und Cellulose verhalten

sich beim Erhitzen ähnlich. Genauere Untersuchungen dieser Stoffe ergeben, dass in

ihnen neben Kohlenstoff-Atomen auch Wasserstoff- und Sauerstoff-Atome gebunden

sind. Beide kommen meist im gleichen Anzahlverhältnis wie im Wasser-Molekül vor,

nämlich 2:1; ihre allgemeine Formel ist Cx(H2O)y. Daher bezeichnet man diese Stoffe als

Kohlenhydrate. Man nennt sie auch Zucker oder Saccharide (lat. saccharum, Zucker).

Quelle: eqiooki.de

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Nach ihrem molekularen Aufbau werden sie in verschiedene Klassen eingeteilt. Ihre Na-

men haben meist die Endung „-ose“.

Die einfachsten Kohlenhydrate

sind die Monosaccharide: Sie

lassen sich durch Hydrolyse

nicht in kleinere Einheiten zerle-

gen. Die Moleküle der Disaccha-

ride entstehen durch Zusam-

menschluss (Kondensation) von

zwei Monosaccharid-Einheiten.

Polysaccharide sind Makromo-

leküle, die aus mehreren Tausend Monosaccharid-Einheiten aufgebaut sein können.

3.2 Glucose (Traubenzucker)2

Glucose ist das wichtigste Monosaccharid. Sie kommt in vielen süssen Früchten

und im Honig vor. Im menschlichen Körper wird Glucose sehr schnell ins Blut

aufgenommen. Deshalb ist Traubenzucker bei körperlicher Anstrengung ein

schnell wirkendes Stärkungsmittel. Das menschliche Blut enthält 0.1% Glucose.

Glucose ist ein kristalliner, farbloser Stoff. Er ist gut wasserlöslich, aber unlös-

lich in Benzin und anderen unpolaren Lösungsmitteln. Seine Summenformel ist

C6H12O6. Das offenkettige Molekül weist fünf Hydroxygruppen und eine Alde-

hydgruppe auf. Monosaccharide, deren Moleküle wie die der Glucose eine Al-

dehydgruppe aufweisen, werden als Aldose

bezeichnet.

Der Nachweis der Glucose beruht in der Regel

auf der reduzierenden Wirkung der Aldehyd-

gruppe und kann mit Hilfe der Silberspiegel-

probe erfolgen. Oft wird auch die Fehling-

Probe ausgeführt: Aus gleichen Teilen Fehl-

ing’scher Lösung I und II entsteht ein tiefblaues

Quelle: cmapspublic.ihms.us

Quelle: wikipedia.org

Quelle: wikipedia.org

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Reagenz; die Farbe rührt von Kupfer(II)-ionen her. Mit Glucose bildet sich in der Hitze

und unter dem Einfluss der Aldehydgruppe ein ziegelroter Niederschlag, der Kupfer(I)-

oxid enthält. Bei der Reaktion wird die Aldehydgruppe der Glucose zur Carboxygruppe

oxidiert.

Auch das in der Medizin übliche Glucosetestverfahren zum Nachweis

der Glucose beruht auf der reduzierenden Wirkung der Aldehyd-

gruppe. Da die Reaktion enzymatisch katalysiert wird, zeigt wegen der

Substratspezifität des Enzyms nur Glucose eine positive Reaktion.

Glucose zeigt aber nicht alle für Aldehyde typischen Reaktionen: So

lässt sich die für Aldehyde typische Rotfärbung mit Fuchsinschwefliger

Säure nicht beobachten. Der Grund dafür ist, dass neben offenkettigen

Molekülen auch isomere Ringformen ohne Aldehydgruppe auftreten.

Sie kommen dadurch zustande, dass die Hydroxygruppe am fünften C-Atom mit der

Aldehydgruppe reagiert.

3.3 Fructose2

Zusammen mit Glucose kommt in vielen Früchten und im Honig ein weiterer süss schme-

ckender Stoff vor: die Fructose (Fruchtzucker). Aus wässrigen Lösungen

kristallisiert sie sehr schlecht aus und bildet stattdessen eine sirupartige

Flüssigkeit. Fructose findet als Süssungsmittel für Diabetiker Verwendung,

da sie unabhängig von Insulin im menschlichen Stoffwechsel abgebaut

werden kann.

Wie Glucose hat auch Fructose die Summenformel C6H12O6. Anders als

beim Glucose-Molekül liegt aber keine Aldehydgruppe, sondern eine Ke-

togruppe am C-2-Atom vor. Monosaccharide, deren Moleküle wie die der

Fructose eine Ketogruppe aufweisen, werden als Ketone bezeichnet.

Quelle: abiweb.de

Quelle: wikipedia.org

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Ähnlich wie die Glucose bildet Fructose ebenfalls ringförmige Isomere, die in wässriger

Lösung miteinander im Gleichgewicht stehen. Neben der Kettenform des Moleküls ent-

hält das Gleichgewicht zwei

verschiedene Arten von

ringförmigen Molekülen,

die als Pyranose bezie-

hungsweise Furanose be-

zeichnet werden. Der Name

wird von Pyran (C5H6O)

bzw. von Furan (C4H4O) ab-

geleitet, die ein entspre-

chend gebautes ringförmi-

ges Molekül besitzen.

3.4 Ribose und Desoxyribose2

Die Träger der Erbinformation in den

Zellkernen, die DNA und die RNA,

sind Verbindungen der Ribose und

der 2-Desoxyribose (das Präfix „2-

Desoxy“ bezeichnet die Entfernung

eines O-Atoms am C-2-Atom der Ri-

bose). Diese Monosaccharideinhei-

ten liegen in den Nucleinsäuren als

Fünfringe (Furanosen) vor.

Aufgabe VII: Glucose und Fructose weisen beide die Summenformel C6H12O6 auf.

Wodurch unterscheiden sich die offenkettigen Moleküle beider Stoffe?

Quelle: wikipedia.org

Quelle: schullv.de

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4. Fingerabdrücke3

4.1 Die wundersamen Muster der Fingerabdrücke3

Habt ihr schon einmal eure Handinnenflächen und eure Fingerkuppen

genauer unter der Lupe angesehen? Dort erkennt ihr wundersame

Muster. Ihre Struktur steht mit dem Bau der Haut im Zusammenhang.

Beschäftigt euch jetzt mit dem Aufbau unserer Haut.

Unsere Haut – was steckt alles in ihr?

Die Haut unseres Körpers ist überall aus drei Schichten aufgebaut. Sie

werden als „Unterhaut“, „Lederhaut“ und „Oberhaut“ bezeichnet.

Die Unterhaut (Subcutis)

Durch die Unterhaut wird die gesamte Haut an Muskeln, Organen und Knochen befes-

tigt. Sie besteht größtenteils aus Fettgewebe und dient als Isolierschicht, Energiespei-

cher und Stoßdämpfer. Zudem finden sich dort auch Bindegewebe und Blutgefäße.

Die Lederhaut (Dermis)

Sie liegt über der Unterhaut und in ihr befinden sich Blutgefäße zur Durchblutung,

Schweißdrüsen, Haare und Rezeptoren. Mithilfe der Rezeptoren können wir Wärme,

Kälte, Berührungen und Schmerzen empfinden.

Die Oberhaut (Epidermis)

Die Oberhaut ist die Haut, die wir sehen. Sie ist meist sehr dünn. Ihre Dicke entspricht in

etwa der einer Buchseite.

Die äußerste Schicht der Oberhaut ist verhornt. Diese Schicht aus Hornhaut wird als

„Hornschicht“ bezeichnet. Sie besteht aus abgestorbenen Zellen. Durch die Papillar-

schicht (fingerförmige Einstülpungen, siehe Abbildung) ist sie mit der Lederhaut ver-

zahnt. Je nach mechanischer Beanspruchung sind diese sogenannten Papillen unter-

schiedlich stark ausgeprägt. An Stellen mit starker mechanischer Beanspruchung sind

An den Fingerkuppen befin-den sich feine Linien – wie

entstehen sie?

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die Papillen besonders ausgebildet. Deshalb finden wir je nach Körperregion verschie-

dene Oberflächen der Oberhaut. Dabei wird zwischen Felder- und Leistenhaut unter-

schieden.

Die Felderhaut ist in kleine rautenförmige Felder gegliedert und fast eben. Zwischen

den Feldern befinden sich feine Furchen.

Demgegenüber ist die Leistenhaut deutlich gerippt, wesentlich dicker als die Felderhaut

und widerstandsfähiger, da aufgrund der hohen Beanspruchung dort die Papillen beson-

ders stark ausgestaltet sind. In der Leistenhaut befinden sich zudem keine Haare. Dort

sind Papillarlinien (Hautleisten) zu erkennen. Diese Leistenmuster entstehen aufgrund

der Anordnung der Papillen in Längsreihen. Diese Papillarlinien bilden die verschiede

artigen Muster aus.

Aufgabe VIII: Beschrifte folgende Abbildung.

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Aufgabe IX: a) Betrachtet mit der Haut der Fingerkuppen und der Haut am Unterarm zwei

verschiedene Hauttypen. Verwendet dazu auch eine Lupe.

b) Zeichnet in der Tabelle von jedem Hauttyp das Hautbild.

c) Notiert in der Tabelle, was für die Oberflächenbeschaffenheit des jeweiligen Hauttyps cha-

rakteristisch ist.

Hauttyp I (Fingerkuppe)

Hauttyp II (Haut am Unterarm)

Zeichnung

Charakteristische Merkmale

Bezeichnung des Hauttyps

d) Ordnet die von euch beschriebenen Hauttypen der Felderhaut bzw. der Leistenhaut zu, in-

dem ihr diese Bezeichnungen unten in der Tabelle eintragt.

Tipp Lest euch den Text über die charakteristischen Merkmale der Felder- und Leisten-

haut nochmals genau durch.

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4.2 Welche Rolle spielen Fingerabdrücke3

Fingerabdrücke – individuelle Visitenkarten jedes Menschen

Die Leistenmuster der Leistenhaut (Papillarlinien) hinterlas-

sen Spuren, wenn wir etwas berühren, die berühmten Fin-

gerabdrücke. Dies ist möglich, da die Haut Schweiß über die

Schweißporen absondert.

Schweiß besteht zum größten Teil aus Wasser. Verdunstet es,

bleiben die restlichen Inhaltsstoffe als Abdrücke zurück. Da-

bei handelt es sich insbesondere um Aminosäuren, Natrium-

chlorid, Harnstoff, Harnsäure und Fette. Die Kriminalistik

nutzt Fingerabdrücke, um Verbrecher zu identifizieren und zu

überführen. Hat ein Einbrecher beispielsweise am Fenster

Fingerabdrücke hinterlassen, so können sie mit den Finger-

abdrücken möglicher Verdächtiger verglichen werden.

Einzigartigkeit und Unveränderbarkeit – warum Fingerabdrücke von besonderem Wert sind

Fingerabdrücke erfüllen zwei Bedingungen, die für die erfolgreiche Identifizierung von Tätern eine wich-

tige Voraussetzung sind. Sie sind einzigartig und unveränderlich.

1. Fingerabdrücke sind einzigartig: Das Muster der Fingerabdrücke wird einerseits durch Erbanlagen be-

stimmt, andererseits auch durch die individuelle Entwicklung im Mutterleib. Daher gleicht kein Fingerab-

druck dem anderen. Die Fingerabdrücke eineiiger Zwillinge ähneln sich zwar, unterscheiden sich aber

dennoch in einigen Details. Diese reichen in der Regel zur eindeutigen Identifizierung aus.

2. Fingerabdrücke bleiben unverändert: Das spezifische Muster der Hautleisten (Papillarlinien) entwi-

ckelt sich bereits im Mutterleib im vierten Embryonalmonat. Es ist auf der einen Seite genetisch festge-

legt, auf der anderen Seite spielen Einflüsse im Mutterleib wie Ernährung, Temperatur und Druck eben-

falls eine Rolle. Nach der Geburt verändert es sich dann, bis auf eine Ausdehnung infolge von Wachstum,

nicht.

Eine Beschädigung der Haut kann zur Narbenbildung führen. Solche Narben sind auch im Fingerabdruck

zu sehen. Sie lassen sich als Identifikationsmerkmal heranziehen.

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4.3 Die Daktyloskopie – Was steckt hinter dieser Methode3

Um Fingerabdrücke zu vergleichen, ist es nötig, die Muster in den Papillarleisten zu identifi-

zieren. Damit beschäftigt sich der Wissenschaftszweig der Daktyloskopie. Der Begriff „Dakty-

loskopie“ rührt von den altgriechischen Wörtern dáktylos „Finger“ und skopiá „Ausschauen“

her.

Die Daktyloskopie ist eine Methode zur Identifizierung von Personen. Sie befasst sich mit der

Aufnahme und dem Vergleich von Abdruckspuren der Haut. Mit ihrer Hilfe können Täter über-

führt werden. Dabei ermöglichen es sogenannte Grobkategorien (Grundmuster), schnell Ähn-

lichkeiten und Unterschiede in den Mustern der Fingerabdrücke zu erkennen. Es werden drei

Grundmuster unterschieden: Schleifen, Wirbel und Bögen.

Die Grobkategorien – daktyloskopische Grundmuster

1. Schleifen: Etwa 58 % der Grundmuster von Fingerabdrücken sind Schleifen. Bei der Schleife kommen

die Linien von einer Seite, machen einen Bogen und führen wieder zurück in die gleiche Richtung. Je nach

der Seite, von der die Linien ausgehen, unterscheidet man linke und rechte Schleifen.

2. Wirbel: Nahezu 37 % der Grundmuster sind Wirbel. Die Linien verlaufen von beiden Seiten zur Mitte

und bilden dort Kreise oder Spiralen. Wirbel ähneln dem Buchstaben „O“.

3. Bögen: Nur ca. 5 % aller Grundmuster sind Bögen. Bei einem Bogen ziehen sich die Linien von einer

Seite zur anderen und formen eine Wölbung in der Mitte.

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Übersicht über die daktyloskopischen Grundmuster

Grundmuster Schema Fingerabdruck

Schleifen

Rechte

Schleife

Linke

Schleife

Wirbel

Bögen

Flacher

Bogen

Gewölb-

ter Bogen

Aufgabe X: Ordne die Fingerabdrücke den Grundmustern zu. Trage dazu die Buchstaben an

der entsprechenden Stelle in der Tabelle ein.

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4.4 Von den feinen Merkmalen im Fingerabdruck3

Minutien – Merkmale zur eindeutigen Identifizierung

Bereits die Grundmuster ermöglichen eine Zuordnung der

Fingerabdrücke. Doch für eine eindeutige Identifizierung

eines Täters müssen zudem noch feinere Merkmale her-

angezogen werden. Dies sind in erster Linie die sogenann-

ten Minutien. Als „Minutien“ werden die Endungen und

Verzweigungen der Papillarlinien bezeichnet.

Findet man am Tatort Fingerabdrücke, so werden sie ge-

sichert und mit den Fingerabdrücken von Verdächtigen

verglichen. Um eine Person rechtskräftig als Verursacher

des Abdrucks zu überführen, müssen mindestens zwölf

Merkmale in Lage und Form übereinstimmen.

Aufgabe XI: In der Abbildung sind Minutien dargestellt und durch Nummern gekennzeichnet.

Ordnet den Minutien im Fingerabdruck die richtige Nummer zu.

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Aufgabe XII: Erstellt Fingerabdrücke. Dabei bringt jeder von euch seinen eigenen Abdruck auf

ein Blatt Papier auf. Geht dabei folgendermaßen vor:

1. Drückt eure Zeigefinger in das Stempelkissen und macht einen Abdruck auf einem Blatt

Papier.

2. Jeder von euch betrachtet seinen Fingerabdruck unter der Lupe. Dann benennt er die

Grundmuster und Minutien, die er erkennt.

3. Vergleicht eure Fingerabdrücke untereinander

4.5 Wie lassen sich Spuren sichtbar machen3

Fingerabdrücke sind einzigartig und unveränderbar. Daher können mit ihnen Verbrecher über-

führt werden. Eine Voraussetzung ist allerdings, dass diese keine Handschuhe tragen. Sind

Fingerabdrücke vorhanden, so sind diese zunächst im Verborgenen. Lernt zwei Verfahren ken-

nen, mit denen sie sichtbar gemacht werden können.

Grafit bringt den Abdruck ans Licht – ein physikalisches Verfahren

Physikalische Verfahren nutzen den Effekt aus, dass bestimmte Reagenzien wie beispielsweise

Grafit von den Bestandteilen des Schweißes stärker angezogen werden als von der Unterlage.

Dadurch bleiben sie an den Spuren des Fingerabdrucks besser haften und der Abdruck wird

sichtbar. Diese Verfahren eignen sich besonders für Materialien mit glatter Oberfläche wie

Glas, Kunststoff und Porzellan. Die Fingerabdrücke können dann mit einem Klebestreifen ge-

sichert und beschriftet werden.

Versuch 1

Macht jetzt einen Fingerabdruck auf einem Objektträger sichtbar.

Material (pro Gruppe)

� 1 Pinsel

� Grafitpulver

� 1 Blatt Papier

� 1 Objektträger

� Klebeband

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Versuchsdurchführung

�

�

�

Abbildung: Beim physikalischen Verfahren verwendet man häufig Grafitpulver. Es wird auf der

Oberfläche, auf der man Fingerabdrücke vermutet, aufgebracht und macht den Abdruck sicht-

bar.

Einer von euch erstellt auf dem Objektträger einen Fingerabdruck des Zeigefingers.

Geht dann folgendermaßen vor, um ihn sichtbar zu machen:

1. Verteilt mit dem Pinsel vorsichtig Grafitpulver auf dem Objektträger.

2. Nehmt einen Streifen des Klebebands (die Klebefläche nicht berühren!) und klebt es auf

den Fingerabdruck.

3. Nehmt den Klebestreifen ab und klebt ihn auf ein weißes Blatt Papier.

Dem Fingerabdruck mit einem chemischen Verfahren auf der Spur

Beim chemischen Verfahren reagieren die Bestandteile des Schweißes und das Reagenz mit-

einander. Es entsteht eine neue Verbindung, die direkt oder unter Zuhilfenahme von UV-Licht

zu sehen ist. Diese Methode eignet sich gut für poröse Oberflächen wie beispielsweise Papier.

Ein solches Reagenz ist Ninhydrin. Es reagiert mit den Aminosäuren aus dem Schweiß unter

Bildung eines Farbstoffs.

Versuch 2

Macht jetzt mit Ninhydrin einen Fingerabdruck sichtbar.

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Material (pro Gruppe)

� Ninhydrin-Lösung (Xn)

� 1 Blatt Papier

� 1 Heizplatte, 1 Pinzette

� Handschuhe

� Schutzbrillen

� Arbeitsplatz mit Abzug

Versuchsdurchführung

Einer von euch erstellt auf einem Blatt Papier einen Fingerabdruck. Anschließend macht ihr

ihn mit Ninhydrin-Lösung sichtbar.

Hinweis: Dabei sollte nicht derselbe Schüler zum Zuge kommen, von dessen Finger bereits

beim physikalischen Verfahren ein Abdruck erstellt wurde, sondern ein anderer.

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Abbildung: Ninhydrin macht beim chemischen Verfahren den Fingerabdruck sichtbar. Im Um-

gang mit Ninhydrin ist Vorsicht geboten (siehe Sicherheitshinweise)!

Geht folgendermaßen vor:

1. Der Schüler, von dem ein Fingerabdruck erstellt wird, zieht für ca. 5 Minuten die Hand-

schuhe an. Dies ist nötig, damit die Hände ein wenig schwitzen.

2. Jetzt zieht er die Handschuhe wieder aus und macht einen Abdruck von einem Finger auf

dem Blatt Papier.

3. Der Lernende zieht die Handschuhe wieder an und setzt eine Schutzbrille auf. Er besprüht

die Stelle des Fingerabdrucks mit Ninhydrin-Lösung.

Wichtiger Hinweis: Die von der Lösung ausgehenden Dämpfe dürfen nicht eingeatmet

werden!

4. Stellt die Heizplatte auf ca. 80 °C ein. Legt das Papier mit der Pinzette für kurze Zeit auf die

Heizplatte.

Hinweis: Achtet darauf, dass das Papier nicht verbrennt.

25

Achtung!

Wichtige Sicherheitshinweise für den Umgang mit Ninhydrin

– Ninhydrin ist leicht entzündlich. Die Lösung muss vor Hitze geschützt werden und von Zündquellen

ferngehalten werden.

– Ninhydrin ist ätzend! Geht mit der Lösung vorsichtig um! Ihr dürft während der Arbeit nicht essen

oder trinken.

– Dämpfe, die von der Lösung ausgehen, dürfen nicht eingeatmet werden.

– Die Lösung darf nicht mit den Augen in Kontakt geraten. Bei Berührung mit den Augen müssen diese

sofort ausgespült werden und ein Arzt konsultiert werden.

• Tragt bei der Arbeit mit der Lösung unbedingt Handschuhe und Schutzbrille!

• Arbeitet mit der Lösung nur unter dem Abzug!

• Verschließt den Behälter mit der Lösung immer!

• Wascht euch nach der Arbeit die Hände gründlich!

26

4.6 Wer hat die Sparkasse in Nunheim überfallen3

Banküberfall in Nunheim – kann der Täter durch Fingerabdrücke überführt werden?

Pünktlich um 9:00 Uhr schließt der Angestellte Herr Meier die Tür der örtlichen Sparkasse in Nunheim auf.

Kunden stehen noch keine vor der Tür. Die Sparkasse ist sehr klein. Sie hat nur einen Tresen. Normalerweise

sind mindestens zwei Angestellte in der Filiale. Doch heute

hat der Kollege Herrn Meier informiert, dass er sich durch

einen Stau verspätet.

Herr Meier ist nicht gern alleine in der Sparkasse. Nervös

rückt er seine Krawatte zurecht. Plötzlich fliegt die Tür auf.

Eine maskierte Person steht mit einer geladenen Waffe

am Tresen vor ihm: „Geld raus, sonst knallt’s!“, weist der

Maskierte den Bankangestellten an und wirft ihm einen

Sack hin. Herr Meier tut, wie ihm befohlen wurde, und räumt das Geld aus der Kasse in den Beutel. Der

Maskierte nimmt den Sack, dreht sich wortlos um, zieht die Tür auf und verschwindet. Sofort alarmiert Herr

Meier die Polizei.

Kurz darauf sind die Kriminalbeamten bereits da und befragen ihn. Herr Meier gibt zu Protokoll, der Maskierte

sei sehr schmal gebaut und ca. 1,70 m groß gewesen. Gefragt nach weiteren Auffälligkeiten, bringt Herr Meier

die Täterstimme mit einem Jugendlichen aus seiner Nachbarschaft in Verbindung. Er ist sich jedoch nicht

völlig sicher. Am Türgriff gelingt es der Spurensicherung, zwei Fingerabdrücke zu sichern. Des Weiteren be-

findet sich am Tresen ein Abdruck. Um einen Vergleich der Abdrücke anzustellen, werden Herrn Meier und

dem verdächtigen Jugendlichen Fingerabdrücke abgenommen.

Aufgabe XIII:

a) Findet heraus, ob der Verdächtige als Täter infrage kommt. Ordnet dazu die drei gefunde-

nen Fingerabdrücke den jeweiligen Personen zu.

b) Könnt ihr aus dem Ergebnis eine Schlussfolgerung ziehen? Notiert eure Überlegungen.

Fingerabdrücke vom Daumen (an der Tür und am Tresen der Bank):

Tür

Tür

Tresen

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hink

stoc

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Fingerabdrücke von Herrn Meier und dem Verdächtigen:

Herr Meier (Bankangestellter) Verdächtiger (Herr Schwarz)

Die

Dau

me

nab

drü

cke

Rechte

Hand

Linke

Hand

5. Quellen

1 https://www.fedpol.admin.ch/dam/data/fedpol/sicherheit/personenidentifikation/BEA/buch-d.pdf

2 Elemente – Grundlagen der Chemie für Schweizer Maturitätsschulen (Klett und Balmer Ver-

lag Zug), 2007

3 Dem Verbrechen auf der Spur – forensische Methoden mit Haut und Haar, Julia Arnold &

Kerstin Kremer, Universität Kassel

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