interaktive Lerneinheit aus dem Selbstlernprogramm für Klasse 8-10 

Entwicklung zum Erwachsenen, Fortpflanzung, Vererbung


© 2000-2007 Hans-Dieter Mallig

Karyogramme

(Wie arbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?)

Darstellung menschlicher Chromosomen

Gewinnung der Zellen: Menschliche Chromosomen kann man z.B. aus den weißen Blutkörperchen gewinnen, entsprechend präparieren und übersichtlich darstellen. Hierzu brauchen wir natürlich Blut. Das können wir erhalten, indem wir eine Fingerkuppe, nachdem wir sie mit einem Alkoholtupfer gereinigt haben, mit einer sterilen Hämostylette anstechen. Der austretende Blutstropfen wird mit einer Pipette aufgesaugt. Die Spitze der Pipette sollte man zuvor in eine Heparinlösung tauchen, da das Heparin die Calciumionen aus dem Blut bindet und so die Gerinnung des Blutes verhindert.

Ansetzen der Gewebekultur: Das isolierte Blut wird unter sterilen Bedingungen in etwa 5 ml Kulturmedium in ein Zentrifugenglas gebracht. Das Kulturmedium enthält Salze, Glucose, Aminosäuren, Nukleotide, fetales Kälberserum, Heparin zur Verhinderung von Gerinnung, Antibiotika zur Verhinderung von Infektionen und Phythämagglutinin. Diese Kultur wird für ca. 3 Tage im Brutschrank bei 37°C bebrütet. Unter dem Einfluß des Phythämagglutinins beginnen die kernhaltigen Lymphozyten zu quellen und führen Mitosen durch. Die kernlosen Erythrozyten bleiben unverändert.

Was ist der Sinn vom Bebrüten dieser Zellkultur

Stoppen der Mitosen: Der Kultur wird Colchicin, das Gift der Herbstzeitlose (Colchicum autumnale), zugesetzt und sie wird weitere 3 Stunden im Wärmeschrank aufbewahrt. Das Colchicin hemmt die Ausbildung des Spindelfaserapparates und folglich häufen sich jetzt Metaphasestadien der sich teilenden Lymphozyten an.

Trennung der Lymphozyten von den roten Blutkörperchen: Zunächst wird die Kultur 5 Minuten zentrifugiert. Dabei setzen sich die Blutkörperchen ab. Der Überstand wird anschließend abgesaugt und verworfen. Jetzt wird eine bestimmte Menge destilliertes Wasser dazu gegeben, das von den Blutzellen osmotisch aufgenommen wird. Dabei quellen die Zellen. Die roten Blutkörperchen platzen

dadurch, die weißen bleiben im gequollenen Zustand. Erneutes Zentrifugieren läßt die weißen Blutkörperchen Sedimentieren und die Reste der roten Blutkörperchen im Überstand. Dieser wird bis auf einen kleinen Rest abgesaugt. Dem Rest gibt man zum Fixieren vorsichtig ein Gemisch aus Methanol und Eisessig (3:1) dazu.

Verteilung der Chromosomen:  Aus einer feinen Pipette läßt man Tropfen mit einzelnen weißen Blutkörperchen auf einen Objektträger mit einem Wasserfilm fallen. Beim Aufprall des Tropfens platzt die Zelle und die Chromosomen breiten sich nebeneinander aus. Zur Fixierung der ausgebreiteten Chromosomen wird der Objektträger kurz durch eine Bunsenbrennerflamme gezogen und getrocknet.

Färben: Etwa 15 Minuten dauert die Färbung in verdünnter Giemsa-Lösung. Danach wird der Objektträger in zwei weiteren Küvetten kurz gewässert und anschließend getrocknet. Danach kann mikroskopiert werden.

Überlege, in welche Abschnitte man die Herstellung von einem Karyogramm gliedern kann und was für den jeweiligen Abschnitt wichtig ist.
 
  

Mikroskopieren und Fotographieren: Die Chromosomen, die offensichtlich aus einer Zelle Stammen, werden gesucht und bei einer Vergrößerung von ca. 800-fach mikroskopiert und fotographiert. 

Sortieren zu einem Karyogramm:  Von dem fotographierten Negativ wird eine Postiv-Vergrößerung im Format von mindestens 13x18 cm hergestellt. Aus dieser Vergrößerung schneidet man die einzelnen Chromosomen aus und sortiert sie nach Größe, Lage der Spindelfaseransatzstelle (des Zentromers) und je nach Färbemethode auch nach der Musterung. 


von stoch. uni-passau: Metaphasechromosomen 

verändert nach stoch. uni-passau: Metaphasechromosomen sortiert
Wie viele Chromosomen zählst du insgesamt
In wieviel Gruppen sind sie sortiert 

Das nebenstehende Karyogramm ist übrigens nicht, wie oben beschrieben, mit Schere und Kleber sortiert worden, sondern von einem Automaten. 

Und hier kannst du selbst am Bildschirm  Chromosomen einsortieren. (http://www.biology.arizona.edu/)

Du kannst dir aber auch ein Arbeitsblatt ausdrucken und selbst Chromosomen mit Schere und Kleber sortieren.



(Die folgenden Karyogramme sind zum Teil nur gezeichnet und/oder am Bildschirm manipuliert, um die gewünschte Chromosomenkonstellation darzustellen.)

Vergleiche die beiden folgenden Karyogramme.
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Karyogramm einer Frau verändert nach  stoch. uni-passau:
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Karyogramm eines Mannes verändert nach  stoch. uni-passau:

(Kopiervorlage für Folie oder Arbeitsblatt mit weiblichem und männlichem Karyotyp.)

Welchen Unterschied findest du?

 Man beschreibt den Karyotyp mit Hilfe einer Formel, in der zuerst die gesamte Anzahl der  Chromosomen (Autosomen und Gonosomen) genannt wird und dann die Geschlechtschromosomen (Gonosomen) einzeln aufgeführt werden. Der Karyotyp der Frau oben ist demnach: (46,xx).
Welchen Karyotyp hat der Mann im oberen rechten Karyogramm?


Hast du gut gelernt, kannst du dein Wissen mit dem

Trainer  oder mit dem Lückentext  überprüfen

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