BioS_2013_6_OE_Wegner_02
Werbung
Unterrichtsreihe: Protisten Die Nahrungsaufnahme bei Amoeba proteus Amoeba proteus: Die Jägerin Informationstext Amoeba proteus zeichnet sich optisch vor allem durch die Fähigkeit aus, Pseudopodien (Scheinfüßchen) zu bilden. Dies sind Ausstülpungen des Cytoplasmas und der mit einer Glykocalyx benetzten Zellmembran. Sie werden möglich durch Cytoplasmaströmungen, welche von gerichteten Bewegungen des unter der Zellmembran liegenden Geflechts aus Actinund Myosinfilamenten verursacht werden. Die Pseudopodien dienen vor allem der Fortbewegung und der Nahrungsaufnahme. Die Nahrungsaufnahme lässt sich bei den Protozoen grob in zwei Typen unterteilen. Beiden gemein ist, dass die letztendliche Einverleibung der Nahrung durch Abschnürung von Vesikeln geschieht. Das bedeutet, dass die Amöbe ihre Nahrung zunächst umfließt und letztendlich durch Abschnürung eines „Zellmembran-Ballons“ in die Zelle aufnimmt (s. Abb. 1). Der erste Typ der Nahrungsaufnahme ist die Pinocytose, welche als „Trinken der Zelle“ beschrieben werden kann. Bei der Pinocytose werden Flüssigkeiten und darin gelöste Stoffe in die Zelle aufgenommen. Die gelösten Substanzen sind so klein, dass sie unter dem Lichtmikroskop nicht mehr erkannt werden können (< 150nm). Die Pinocytose dient speziell bei den Amöben allerdings weniger der tatsächlichen Nahrungsaufnahme als vielmehr der Reinigung der Zelloberfläche (man spricht hier auch von „Membranrecycling“). Abb. 1: Die Nahrungsaufnahme bei A. proteus. Rot: Beuteorganismus; durchgehende Linie: Zellmembran A. proteus; grau: Zellinneres A. proteus Der zweite Typ der Nahrungsaufnahme ist die Phagocytose, das „Fressen der Zelle“. Sie dient der Aufnahme von Mikroorganismen oder Zelltrümmern in größere Vesikel von mehr als 250nm Durchmesser und ist der wichtigste Mechanismus für die Nahrungsaufnahme bei A. proteus. Eine kurze Berührung zwischen einem Beuteorganismus und einer hungrigen Amöbe reicht aus, um Letztere zur schnellen Bildung mehrerer Pseudopodien zu veranlassen, welche das Beutetier dann umfließen und es letztendlich in einer großen Nahrungsvakuole ins Innere der Zelle aufnehmen. In beiden Fällen liegt die aufgenommene Nahrung zunächst mit einem Tröpfchen aufgenommenem Umgebungsmedium in der Nahrungsvakuole. In diese entleeren dann Lysosomen, also Vesikel, welche Verdauungsenzyme enthalten, durch Fusion ihrer Membran mit jener der Nahrungsvakuole ihren Inhalt, woraufhin die Verdauung der aufgenommenen Nahrung beginnt. Verdaute Nahrung schließlich wird durch Pinocytose aus der Verdauungsvakuole in das Zellplasma überführt, unverdauliche Reste hingegen werden in einer Defäkationsvakuole zur Zellmembran transportiert und nach außen entleert. 1 Unterrichtsreihe: Protisten Die Nahrungsaufnahme bei Amoeba proteus Aufgaben 1. Lesen Sie den Informationstext. 2. Führen Sie den Versuch entsprechend der unten gegebenen Anleitung durch. 3. Werten Sie den Versuch aus, indem Sie die gestellten Fragen zum Thema beantworten. Materialien - Lichtmikroskop - Objektträger - Deckglas - Pipette - Suspension von Amoeba proteus - Suspension von Beutetieren - Filterpapier - Vaseline - 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 Kultur. 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. 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 Abb. 2: Auflegen des Deckgläschens vermieden. 5. 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 Stressreaktionen hervorrufen. Außerdem entsteht desto weniger Hitze, je schwächer die Lichtquelle eingestellt ist. 6. Wählen Sie eine 80fache Gesamtvergrößerung und überprüfen Sie mit stark verengter Aperturblende, ob Sie einige Amöben unter dem Deckglas haben. Aufgrund der Störung durch das Übertragen auf den Objektträger sind die Tiere abgekugelt. Werden erneute Erschütterungen vermieden, sollten sie sich innerhalb 2 Unterrichtsreihe: Protisten Die Nahrungsaufnahme bei Amoeba proteus von 5 Minuten wieder am Untergrund anhaften und ihre Bewegung wieder aufnehmen. Starten Sie dann mit dem nächsten Schritt. 7. Verringern Sie den Flüssigkeitsanteil der Amöbensuspension, indem Sie mit einem Streifen Filterpapier vorsichtig etwas Flüssigkeit absaugen. Saugen Sie auf keinen Fall so viel Flüssigkeit ab, dass die Amöben im Trockenen liegen! 8. Bringen Sie etwas von der angereicherten Beutetiersuspension an eine Seite des Deckglases (s. Abb. 2). Diese sollte sich aufgrund der geringen Flüssigkeitsmenge unter dem Deckglas automatisch unter dieses ziehen. Abb. 3: Einziehen der Beutetiersuspension 9. Dichten Sie den Rand des Deckgläschens mit etwas Vaseline ab, um eine Verdunstung der Flüssigkeit und somit eine Schädigung der Amöben zu vermeiden. 10. Beobachten Sie mit weiterhin 80facher Gesamtvergrößerung und stark verengter Aperturblende, wie A. proteus reagiert, sobald sie auf ein Beutetier trifft. Beobachtungen und Auswertung 1. Beschreiben Sie, wie die Amöbe reagiert, wenn sie auf ein Beutetier trifft. Welche Vorgänge und 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) Zusammentreffen mit Beutetier: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 3 Unterrichtsreihe: Protisten Die Nahrungsaufnahme bei Amoeba proteus b) Ausbilden von Pseudopodien _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ c) Umfließen des Beuteorganismus: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ d) Verschlingen des Beuteorganismus: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 2. Die Beutetiere sind, ebenso wie die Amöben, beweglich. Wie könnte die Amöbe ihr Beutetier festhalten? Nutzen Sie hierfür bei Bedarf auch die in der letzten Stunde angefertigte Beschreibung des Zellaufbaus der Amöben und den entsprechenden Informationstext! Notieren Sie Ihre Überlegungen in 2-3 Sätzen. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 4 Unterrichtsreihe: Protisten Die Nahrungsaufnahme bei Amoeba proteus _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3. Welcher Mechanismus könnte dafür verantwortlich sein, dass die Amöbe ihre Beutetiere erkennen kann? Denken Sie hierbei zum Beispiel auch an die Immunabwehr des Menschen … _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 5
