BioS_2013_6_OE_Wegner_01
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Unterrichtsreihe: Protisten Der Zellaufbau und die Fortbewegung von Amoeba proteus Amoeba proteus: Das „Wechseltierchen“ Informationstext Amoeba proteus, auch als Wechseltierchen oder ganz allgemein als „die Amöbe“ bekannt, ist ein einzelliger Organismus, welcher eine Größe von durchschnittlich 500µm erreichen kann. Er ist in nahezu jedem stehenden oder langsam fließenden Süßgewässer vorhanden und macht hier Jagd auf andere einzellige Organismen. Die Amöbe zeichnet sich optisch vor allem durch ihre Pseudopodien aus. Dies sind auch Scheinfüßchen genannte Ausstülpungen der Zellform, welche durch das Zusammenspiel von Actin-Myosin-Skelett und Cytoplasmaströmungen gebildet und rückgebildet werden. Die Cytoplasmaströmungen sind unter dem Mikroskop häufig durch gerichtete Bewegungen von Organellen und Partikeln im Zellinneren zu erkennen. Das Cytoplasma selber lässt sich rein optisch in eine Außenschicht, das Ectoplasma, und ein inneres Endoplasma unterscheiden. Dabei stellt sich das Ectoplasma als strukturlos und klar, das Endoplasma aufgrund geformter Einschlüsse hingegen als körnig und strukturiert dar. Diese Auftrennung des Cytoplasmas kommt durch das Actin-MyosinSkelett zustande, welches knapp unter der Zellmembran liegt und wie ein Filternetz die geformten Zellbestandteile an einem Übertreten in das Ectoplasma hindert. Auf der Außenseite der Zelle hingegen findet sich die sogenannte Glykocalyx. Dies ist eine aus Zuckern (Polysacchariden) aufgebaute Schicht, welche über verschiedene Proteine und Lipide mit der Zellmembran verbunden ist. Die bereits angesprochenen Pseudopodien dienen der Fortbewegung und der Nahrungsaufnahme. Sie können fast an beliebiger Stelle der Zelle entstehen und ebenso beliebig wieder zurückgezogen werden. Verantwortlich für diese Zellbewegungen sind durch Aneinandergleiten von Actin- und Myosinfilamenten entstehende Kräfte. Es sorgen also bei den Amöben dieselben filamentösen Strukturen wie beim Menschen für die Fortbewegung, schließlich sind auch unsere Muskeln aus Actin- und Myosinfilamenten aufgebaut. Um ein Pseudopodium auszubilden und sich fortzubewegen, kontrahiert die Amöbe das Filamentgeflecht in einer bestimmten Zone der Zelle. Der dadurch in der Kontraktionszone entstehende Überdruck lässt das Cytoplasma in Bereiche geringeren Drucks fließen, was letztendlich zur Ausbildung von Scheinfüßchen führt. Am Hinterende der Amöbe, dem Uroid, kommt es zeitgleich zum Zusammenziehen und somit zur Faltenbildung der Zellmembran. Im Cytoplasma der Amöben gibt es verschiedene Organellen. Zum einen finden sich fast immer mehrere Verdauungsvakuolen im Zellinneren, welche mit mehr oder weniger verdauten Nahrungspartikeln gefüllt sind. Außerdem lässt sich häufig ein helles Bläschen beobachten, welches zunächst an Größe zunimmt, um dann plötzlich wieder zu verschwinden. Hierbei handelt es sich um die pulsierende Vakuole, welche den Wasserhaushalt der Amöbe reguliert. Zuletzt lässt sich noch der Zellkern erkennen, welcher je nach Lichtbrechung als etwas dunklerer oder hellerer, aber stetiger Fleck erkennbar ist. 1 Unterrichtsreihe: Protisten Der Zellaufbau und die Fortbewegung von Amoeba proteus Aufgaben 1. Lesen Sie den Informationstext. 2. Führen Sie die Beobachtung der Amöben entsprechend der unten gegebenen Anleitung durch. 3. Bearbeiten Sie die unter „Beobachtungen und Auswertung“ gestellten Fragen. Materialien - Lichtmikroskop - Objektträger - Deckglas - Pipette - Suspension von Amoeba proteus - Filterpapier - Vaseline - 1%ige Methylenblaulösung - Stützmaterial (Deckglasbruchstückchen, feiner Sand, Haare o.Ä.) Versuchsdurchführung 1. Entnehmen Sie mit der Pipette vorsichtig einige Amöben zusammen mit ein paar Tropfen Flüssigkeit aus der Amöbenkultur. 2. Geben Sie die Flüssigkeit mit den Amöben („Amöbensuspension“) auf den Objektträger. 3. Bringen Sie etwas Stützmaterial in den Suspensionstropfen, um zu vermeiden, dass die Amöben zerquetscht oder in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt werden. Hier können Sie verschiedene Dinge verwenden, z.B. Deckglasbruchstückchen, etwas feinen Sand aus der Amöbenkultur oder ein paar Haare. 4. Färben Sie die Amöben an, indem Sie einen winzigen Tropfen einer 1%igen Methylenblaulösung in den Suspensionstropfen geben. 5. Decken Sie den Tropfen der Amöbensuspension vorsichtig mit einem Deckgläschen ab. Dazu das Deckgläschen am besten mit einer Kante schräg an den Rand des Suspensionstropfens stellen und dann langsam auf die Flüssigkeit kippen (s. Abb. 1). So werden Lufteinschlüsse in der Suspension vermieden. 6. Dichten Sie den Rand des Deckgläschens mit etwas Abb. 1: Auflegen des Deckgläschens Vaseline ab, um ein Verdunsten der Flüssigkeit und somit eine Schädigung der Amöben zu verhindern. 7. Legen Sie das Präparat unter das Mikroskop und schalten Sie dieses ein. Wählen Sie eine möglichst schwache Beleuchtung: Amöben sind photophob, zu viel Licht kann 2 Unterrichtsreihe: Protisten Der Zellaufbau und die Fortbewegung von Amoeba proteus Stressreaktionen hervorrufen. Außerdem entsteht desto weniger Hitze, je schwächer die Lichtquelle eingestellt ist. 8. Wählen Sie eine 80fache Gesamtvergrößerung und suchen Sie mit stark verengter Aperturblende nach den Amöben in der Suspension. Aufgrund der Störung durch das Übertragen auf den Objektträger sind die Tiere abgekugelt. Werden erneute Erschütterungen vermieden, sollten sie ihre Bewegung nach maximal 5 Minuten fortsetzen. Starten Sie dann mit der Bearbeitung der nachfolgend gestellten Aufgaben. Beobachtungen und Auswertung 1. Fertigen Sie, sobald die Amöben ihre Bewegung wieder aufgenommen haben, eine Skizze der Zellform und des Zellaufbaus im dafür vorgesehenen Kasten auf diesem Arbeitsblatt an. Zeichnen Sie auch Organellen, die Sie im Zellapparat erkennen können (Zellkern, Ecto- und Endoplasma, pulsierende Vakuole, …) in die Skizze ein! 3 Unterrichtsreihe: Protisten Der Zellaufbau und die Fortbewegung von Amoeba proteus 2. Beschreiben Sie, wie sich die Amöbe fortbewegt. Welche Bewegungsabläufe sind erkennbar? Fertigen Sie zu den einzelnen Schritten je eine kleine, nicht aufwändig detaillierte Skizze in den entsprechenden Kästen an und geben Sie jeweils eine kurze Erläuterung, was passiert. Nutzen Sie hier auch den Informationstext! a) Ruhezustand: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ b) Ausbilden eines Pseudopodiums: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ c) Aufsetzen des Pseudopodiums: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ d) Tatsächliche Fortbewegung: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 4 Unterrichtsreihe: Protisten Der Zellaufbau und die Fortbewegung von Amoeba proteus 3. Was für ein System könnte hinter der Fortbewegung der Amöben stecken? Wie könnte die Amöbe die Umformung ihres Körpers zustande bringen? Schreiben Sie 2-3 Sätze zu ihren Überlegungen. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 5
