Versuch: Wirkung von UV-Strahlen auf Lebewesen

Schülerversuch; jeweils 15 min an mehreren Tagen.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Sicherheitshinweis
Zum Arbeiten mit lebenden Bakterien in Schulen gelten folgende Regeln:
- Während des Arbeitens darf man nicht essen, trinken oder rauchen.
- Schutzhandschuhe und Laborkittel müssen getragen werden.
- Die bei der Arbeit benötigten Geräte sind anschließend mit Ethanol (w = 70 %) (F) zu desinfizieren.
- Die Hände müssen mit Ethanol oder Sagrotan® desinfiziert werden.

a) Herstellung der Agar-Platten

Geräte
Magnetrührer, Becherglas (1 l), Aluminiumfolie, Messpipetten (1 ml und 10 ml), Dampfdrucktopf, 2 Petrischalen.

Chemikalien
Agar (z. B. Fa. Fluka), Dinatriumhydrogenphosphat (Dodecahydrat), Kaliumdihydrogenphosphat, Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Lösung von Calciumchlorid (c = 0,05 mol/l), Lösung von Magnesiumsulfat (c = 1 mol/l), Lösung von Glucose (w = 20 %).

Durchführung
In einem Becherglas gibt man unter Rühren zu 500 ml destilliertem Wasser 7,5 g Agar, 3 g Dinatriumhydrogenphosphat, 1,5 g Kaliumdihydrogenphosphat, 0,25 g Natriumchlorid und 0,5 g Ammoniumchlorid. Das Becherglas wird mit Aluminiumfolie abgedeckt und in einem Dampfdrucktopf 20 min lang sterilisiert. Dabei löst sich der Agar, und es entsteht eine schwach gelb gefärbte, klare Lösung. Man lässt auf ca. 50-60 °C abkühlen und fügt 1 ml Magnesiumsulfat-Lösung, 1 ml Calciumchlorid-Lösung und 5 ml Glucose-Lösung hinzu. Diese Lösungen müssen vorher ebenfalls sterilisiert werden. Danach füllt man die Petrischalen bis zur halben Höhe mit der Agarlösung und verschließt sie sofort mit dem Deckel. Die Schalen lässt man über Nacht ruhig stehen. In dieser Zeit härtet der Agar aus.

Falls man sie nicht sofort benutzt, können die Petrischalen mit den Agarplatten mit dem Deckel nach unten im Kühlschrank gelagert werden.

b) Bestrahlen der Agarplatten

Geräte
1 Petrischale mit Agarplatte, UV-Lampe (Wellenlänge = 254 nm), Glasstab oder Impföse, Bunsenbrenner, Pappe, Aluminiumfolie, Trockenschrank.

Bakterien
Escherichia coli K12 (Der Bakterienstamm kann bei der DSM - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen in Braunschweig bezogen werden; Adresse: DSM, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Mascheroder Weg 1b, 38124 Braunschweig.).

Durchführung
Man beimpft eine Agarplatte mit einer Kultur von Escherichia coli K12. Dazu taucht man eine zuvor ausgeglühte Impf-Öse oder einen Glasstab in die Bakterienkultur und streicht diese auf der Agarplatte aus. Eine Hälfte der Petrischale wird nun mit Pappe abgedeckt. In einem dunklen Raum wird die so vorbereitete Petrischale offen aus einem Abstand von ca. 10 cm mit UV bestrahlt. Die Bestrahlungszeit richtet sich nach der Intensität der UV-Lampe. Mit normalen Laborlampen (oder Briefmarkenleuchten, 4 Watt) muss man eine halbe Stunde bestrahlen. Anschließend wird die Pappe entfernt und die Petrischale mit dem Deckel verschlossen. Man wickelt sie in Aluminiumfolie ein, damit ab diesem Zeitpunkt kein Licht an die Kultur gelangen kann. Danach legt man sie in einen auf 35-37 °C temperierten Trockenschrank.

Ergebnis
Nach 1-2 Tagen ist auf der unbestrahlten Hälfte der Agarplatte Bakterienwachstum zu erkennen, auf der bestrahlten Hälfte dagegen kaum. Bei den wenigen Bakterienkulturen, die man auf der bestrahlten Seite erkennen kann, handelt es sich um eine natürlich vorkommende, UV-resistente Mutante des Bakteriums Escherichia coli.

Entsorgung
Die Petrischalen werden in einem verschlossenen Plastikbeutel erhitzt (autoklaviert) und anschließend in den Hausmüll gegeben.

Hintergründe zum Experiment


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Letzte Überarbeitung: 08. Februar 2005, Dagmar Wiechoczek