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Modell einer T4 Phage von Thomas Obrist 09-133-547
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Modell einer T4 Phage
von Thomas Obrist 09-133-547
Bauanleitung:
Material:Schablonen, dünner Karton, Draht (ca. 1.5 mm Duchmesser), Weissleim, Schere, Japanmesser
Schablone zu den Teilen ausdrucken. Das Phagenmodell kann aus dickem Papier oder dünnem Karton und Draht hergestellt werden. Die Schablone auf den Karton kleben und alle Teile ausschneiden.
Den Ikosaeder für den Kopf der Phage falten (Klebstellen mit Malerklebeband fixieren), das Rohr für den Schaft der Phage rollen (Rohr aus einer Klorolle herstellen oder ein 10 cm x 13 cm Karton doppelt aufrollen, ebenfalls mit Malerklebeband fixieren), den Draht in 20cm Stücke ablängen und in die Form für die Schwanzfasern biegen.In eine der Grundplatten 6 Löcher mit der Scherenspitze stossen.
Die Drahtbügel (Schwanzfasern) durch die Löcher der Grundplatte stossen und das zweite runde Kartonstück oben auf die Drähte mit genügend Leim kleben mit klammer zur Trocknung befestigen.
Die kleinere Kartonscheibe (Kragen) oben auf die Röhre (Schanzstück) kleben und den Ikosaeder (Kopf) mit einer Ecke in das Loch des Kragen kleben.
Kopf mit Schaft und Grundplatte miteinander verkleben. Die Klebstellen sollten mit genügend Weissleim geklebt werden und das Modell muss vor jeglicher Anwendung gut getrocknet sein.
Kommentar:
Dieses Modell stellt einen T4 Phagen (früher Bakteriophagen) dar. Für den grundlegendenAufbau der Phagen ist dieser T4 Phage sehr gut geeignet und wird auch oft als Beispiel verwendet. Im Lernplan des Kanton Bern werden die Viren im Grundlagenfach nur kurz unter dem Kapitel Human-und Molekulargnetik in der 11. Klasse erwähnt. Ebenfalls ist bei den Richtzielen der Satz „Mit Modellen biologische Phänomene veranschaulichen.“ aufgelistet.Somit kann das Modell gut zur Veranschaulichung im Grundlagenfach eingesetzt werden.Im Ergänzungsfach des 11. oder 12. Schuljahres kann das Modell mit den SuS gebaut werden und dabei genau besprochen werden. Anhand der Phagen kann z.B. der Lytische und Lysogene Zyklus erklärt werden, dieser lässt sich dann auch auf andere Viren übertragen.Natürlich unterscheiden sich andere Viren grundsätzlich von den Phagen. Der Stoff zu denPhagen wird sicher einfacher verstanden, wenn die SuS die molekulare Genetik, grundlegende Molekularbiologie sowie die Grundlagen der Mikrobiologie inklusive die Grundlagen der Viren bereits behandelt haben.
Lernplan Grundlagenfach Grobziele: Inhalte:Übersicht über Mikroorganismen gewinnenund einfache Kultivierungsmethoden kennen.
Bakterien, Viren, Pilze.
Lernplan Ergänzungsfach Grobziele: Inhalte:Mikrobiologie– Eine vertiefte Kenntnis über Mikroorganismenhaben und exemplarisch deren Bedeutung fürden Menschen kennen.
– Grundlegende Arbeitsweisen der Mikrobiologiekennen.
Lytischer und lysogener Zyklus, Konjugation,Transformation, Transduktion, Gärung.Beispiele aus den Bereichen «Infektionskrankheiten» und «Biotechnologie».Verdünnungsreihe, Keimzahlbestimmung,Mutationsrate,Resistenzbildung.
Das hier vorgestellte Phagenmodell ist natürlich, wie jedes Modell, eine grobe Vereinfachung der realen biologischen Struktur. Um den Bau der Phagen grundlegend zu veranschaulichen ist dieses Modell aber sicherlich gut geeignet. Zudem kann, wie bei jedem Modell, auf den Vereinfachungsgrad des Modells hingewiesen werden und die Grundlagen der Modelle und deren Abstraktion behandelt werden.Zusätzlich ist das Modell absichtlich aus sehr einfachen Materialien hergestellt. Dies ermöglicht es das Modell, z.B. im Ergänzungsfach, mit den SuS zu bauen und dabei gleich
den Aufbau der Phagen zu thematisieren. Bei weniger Zeit, z.B. im Grundlagenfach, wird das Modell nur zum Veranschaulichung genutzt.
Literatur und Quellen:
- Erziehungsdirektion des Kanton Berns: www.erz.be.ch
- Natur-Struktur.ch
- Biology of Microorganisms, Madigan, Martinko, Dunlap, Clark, 12th edition, Pearson international edition
- Wikipedia.org
Arbeitsblatt: T4 Phage
Abgebildet sehe Sie eine T4Phage analog zum Modell, dassSie bereits kennen gelernthaben.
Aufgabe 1:
Beschriften Sie die Teile derPhage, die mit einemnebenstehenden Balkenversehen sind. Verwenden Siedazu Ihr Biologiebuch oder denausgeteilten Text.Welche Funktion haben dieerwähnten Strukturen bei derInfektion?
Aufgabe 2:
Welche Strukturen der Phage sind auf diesem Bild nicht beschriftet? Zählen Sie diese auf und verweisen sie mit Zahlen auf die zugehörige Struktur auf dem Bild.Was haben diese Strukturen für Funktionen?
Aufgabe 3:
Beschreiben sie kurz die Infektion eines E.coli Bakteriums durch eine T4 Phage.
Arbeitsblatt Lösungen: T4 Phage
Abgebildet sehe Sie eine T4Phage analog zum Modell, dassSie bereits kennen gelernt haben.
Aufgabe 1:
Beschriften Sie die Teile derPhage, die mit einemnebenstehenden Balkenversehen sind. Verwenden Siedazu Ihr Biologiebuch oder denausgeteilten Text.Welche Funktion haben dieerwähnten Strukturen bei derInfektion?
Kopf: Dieser besteht aus der „Hülle“, aus Protein. Diese Hülle wird Kapsid genannt und enthält die DNA.Kragen: Der Kragen verbindet das Kapsid mit dem Schwanzstück.Schwanzstück: Dient bei der Infektion als „Transportrohr“ für die DNA.Grundplatte: Verbindung zwischen dem Schwanzstück, Schwanzfasern und den Spikes Schwanzfasern: Diese Verankern den Phagen auf der Wirtszelle bei der Infektion.
Aufgabe 2:
Welche Strukturen der Phage sind auf diesem Bild nicht beschriftet? Zählen Sie diese auf und verweisen sie mit Zahlen auf die zugehörige Struktur auf dem Bild.Was haben diese Strukturen für Funktionen?
Spikes: Verankern die Grundplatte an der Zellwand der Wirtszelle und ermöglichen so einen präzises Injizieren der Viren-DNA.
Schwanzstachel: Ist auf dem Bild nicht zu sehen, wird bei der Infektion aus der Grundplatte ausgestülpt.
Aufgabe 3:
Beschreiben sie kurz die Infektion eines E.coli Bakteriums durch eine T4 Phage.
Der T4 Phage erkennt an den Oberflächenproteinen seine Wirtszelle, E.coli. Mit den Schwanzfasern dockt der Phage an die Porinproteine der äusseren Membran des Bakteriums an. Der Schwanzstachel bohrt mit Hilfe von Lysozymen ein Loch in die Bakterienmembran. Nun wird die Phagen-DNA aus dem Kopf der Phage durch das Schwanzstück in die Wirtszelle transferiert. Es beginnt nun entweder der lytische oder der lysogene Zyklus des Virus.
Schablone:
