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Voraussetzungen

Dieses Experiment ist in voller Anwendung sehr anspruchsvoll, da es verschiedener Vorversuche bedarf! Natürlich können Sie auch einige Messparameter aus Ihrem Prgramm streichen. Grundsätzlich sollten Sie jedoch Erfahrung haben mit


Zeitbedarf: Für die Durchführung des Wachstums-Experimentes benötigen Sie etwa 6-7 h. Für die quantifizierenden Reaktionen weitere 6 h.

Aufgaben

  1. Bereiten Sie Minimalmedium für E. coli vor.
  2. Züchten Sie E. coli in diesem Minimalmedium als Vorkultur.
  3. Bestimmen Sie die Optische Dichte, den pH-Wert, die Zellzahl, den Proteingehalt und Glucose als C- und Energiequelle.
  4. Geben Sie Glucose als C- und Energiequelle in limitierter Konzentration vor.

Lernziele

  1. Mit diesem Experiment soll Ihnen bewußt werden, dass biologische Vorgänge wie das Zellwachstum sehr gut vorausberechnet werden können.
  2. Sie können Ihre Erfahrungen aus verschiedenen Vorversuchen in dieses Experiment einbringen.
  3. Sie können sich in einfachen chemischen und biologischen Berechnungen üben.

Zusatzinformationen

Verschiedene Proteinbestimmungsmethoden beruhen häufig auf der Reduktion von Kupfer durch die Peptidbindungen. Das reduzierte Kupferion wird durch verschiedene Komplex gebunden. Die Messempfindlichkeit der Methoden beruhen dann auf dem Nachweis dieses Kupfer-Komplexes.

Probleme

Beobachtung Lösung
Kein Gefäß ist trübe geworden. War Ihre Starterkultur lebensfähig?
Alle Gefäße sind trübe geworden. Haben Sie unsteril gearbeitet? Haben sie vergessen, das Antibiotikum zuzugeben? Haben Sie mit einem plasmidhaltigen Stamm gearbeitet?
Alle Gefäße mit Ausnahme des antibiotikahaltigen Mediums sind trübe geworden. Vermutlich haben Sie unsteril gearbeitet. Das Antibiotikum verhindert das Wachstum der Kontaminanten.

Sicherheit

Es ist kein Gefahrenpotenzial erkennbar, wenn Sie mit einer definierten Bakterienkultur arbeiten und sich bei den Quantifizierungen an die dort angegebenen Sicherheitshinweise halten.

 

Tabelle 1: Sicherheitsdatenblätter als pdf-Dateien
 
Abkürzungen, Gefahrensymbole, R+S-Sätze 100 KB

 

Tipps und Hinweise

  1. Bemühen Sie sich um exaktes Arbeiten. Wenn Sie z.B. nicht ordnungsgemäß pipettieren, dann bekommen Sie auch keine reproduzierbaren Ergebnisse. Die Folge: Sie erhalten keine wirklich verwertbaren Umrechnungsfaktoren.
  2. Bevor Sie mit diesem Experiment beginnen, sollten Sie ein einfaches Wachstumsexperiment durchgeführt haben, bei dem Sie nur die optische Dichte und den pH-Wert gemessen haben. Sie sollten dabei ein Gefühl für "exponentielles" Wachstum bekommen haben, d.h. zu Beginn des Wachstums ändern sich die O.D-Werte relativ wenig. Erst mit fortschreitendem Wachstum nehmen die Änderungen auch sichtbar zu.
  3. Züchten Sie die Vorkultur über Nacht auf dem Minimalmedium, damit die Zellen an das Medium adaptiert sind. Anosnsten kann es vorkommen, dass die lag-Phase zu Beginn des Wachstums lang wird.
  4. Geben Sie ein genügend großes Inokulum in die Kultur. Je mehr Zellen Sie animpfen, desto schneller verläuft Ihr Experiment.
  5. Falls die Kultur nicht wachsen sollte, dann geben Sie kleine Mengen sterilen Hefe-Extrakt nach: 0,1% in der Kultur.

Fragen

  1. Warum muss es ausgeschlossen sein, dass der gesamte Kohlenstoff der Glucose in Zellmaterial überführt werden kann?
  2. Können Sie mehr oder weniger Zellmasse erwarten, wenn Sie dieses Experiment unter anaeroben Bedingungen durchführen? Begründen Sie Ihre Aussage!
  3. Sie registrieren während des Experimentes einen sinkenden pH-Wert. Was können Sie daraus schließen?
  4. Wie könnten Sie sicherstellen, dass die Bakterien mit maximaler Geschwindigkeit wachsen?
  5. Warum sollte dieses Experiment mit Minimalmedium und nicht mit einem Vollmedium wie LB durchgeführt werden?