Groningen

Celbiologie practica
aan de Nederlandse universiteiten
Dit rapport is een inventarisatie van alle celbiologie practica die op andere Nederlandse
universiteiten in het eerstejaar biologie gedaan worden. De inventarisatie is uitgevoerd door
"De Praktijk, praktisch onderwijs in de natuurwetenschappen" in opdracht van de
Universiteit van Amsterdam, FNWI, afdeling Biologie.
A M S TER D A M (VU)
Op de VU geven ze geen echt practicum. Ze doen drie andere dingen. In de eerste plaats
maken de studenten vragen uit hun leerboek (The world of the cell van Becker). In de tweede
plaats zijn er vier werkcolleges waarin (andere) vragen behandeld worden. De studenten
krijgen deze vragen aan het begin van het blok. En in de derde plaats is er een
computerpracticum waarbij de studenten kijken waar wat zit in de cel. Dit wordt aan het
begin van het tweede jaar gegeven. Hierbij wordt gebruikt gemaakt van de CD rom The
dynamic cell van Springer (ISBN 3-540-14723-3), waarvoor de VU een licentie heeft. De
docent heeft zelf vragen bij de CD rom gemaakt. De CD werkt niet op de Mac.
G R O N IN G E N
Celbiologiepracticum: 1 studiepunt (36 uur)
Het practicum wordt gegeven in de tweede module, samen met een stuk theorie over
celbiologie. Studenten werken in koppels en schrijven samen een practicumverslag. Dit
practicum draait nu twee jaar.
Onderdelen:
1. subcellulaire fractionering van Hansenula polymorpha (enzymatische verwijdering van
de celwand; differentiële centrifugatie; eiwitbepaling m.b.v. spectrofotometrie)
2. Localisatie van cytochroom c oxidase activiteit in H. polymorpha (m.b.v.
spectrofotometrische enzym assay)
3. Localisatie van alcohol oxidase en hsp 70 eiwit in H. polymorpha (western blot)
4. Zuivering van het Pex1-eiwit van H. polymorpha (affiniteitszuivering d.m.v.
kolomchromatografie; SDS PAGE)
5. Celkweek, proliferatie en apoptose-inductie (celkweek; proliferatie assay; preparaten
maken en bekijken m.b.v. lichtmicroscopie)
6. Apoptose in HepG2 cellen (caspase 3 assay)
L E ID E N
Basispracticum: 22 dagen van 11.15 u tot 15.00 u.
In het basispracticum zijn vier verschillende practica samengevoegd van genetica,
microbiologie, laboratoriumvaardigheden en celfysiologie. Het onderdeel celfysiologie vormt
een aparte projectweek waarbinnen twee practicumdagen vallen (onderdeel 20 en 21). Het
basispracticum (3 studiepunten) en de projectweek (1 studiepunt) worden in het eerste
trimester gegeven.
Tijdens het hele practicum zitten de studenten in groepen van 14 in een grote labzaal waar in
totaal 8 groepen in kunnen. Elke groep heeft een eigen assistent. Studenten werken in koppels
en moeten van alle proeven verslagen schrijven en bijbehorende opdrachten maken. De
practica beginnen om 11.15 u en duren tot 15.00 u. Aan het eind van de dag is er tijd om aan
de opdrachten te werken en verslagen te schrijven.
De handleiding van het basispracticum bevat naast de praktische instructie veel theorie over
de stof en vragen. Sommige proeven zijn verdeeld over meerder practicumdagen.. Voor het
onderdeel recombinant DNA technieken (proef 15) is een aparte handleiding (zie beschrijving
verderop). De handleiding van de projectweek is nog niet klaar.
Onderdelen:
1. oplossingen en verdunningen
2. pipetten en balansen
3. luchtinfectie
4. steriel werken
5. vingerflora (de invloed van wassen en desinfecteren)
6. microscopie
7. gekoppelde genen (genetica: kruisingen)
8. mitose (worteltop tuinboon)
9. micro-organismen (E. coli en Azotobacter isloleren uit het milieu: ophopen en
reinkweken)
10. pH en buffers
11. transductie (overdracht DNA van wild type E. coli naar E. coli mutant m.b.v. een
bacteriofaag)
12. werking van penicilline
13. Mendelgenetica (maïskolven)
14. kruising haploid organisme (Aspergillus nidulans)
15. recombinant DNA technieken (zie beschrijving hieronder)
16. spectrofotometrie
17. structuur en functie van eiwitten (enzymkinetiek; eiwitbepaling in spierextract;
reactiesnelheden meten)
18. meiose (preparaten bekijken)
19. bacteriële groeicurve (experimenten in een virtueel laboratorium)
20. organisatie van cellen (preparaten bestuderen van plantaardige en dierlijke cellen)
21. celsuspensies en protoplasten (celsuspensies en protoplasten van Nicotiana tabacum
bekijken)
In het onderdeel recombinant DNA technieken (15) krijgen de studenten in groepen van 7 een
open opdracht (bv. maak op twee manieren een pUC18-Tcr.URA3-plasmide). In de
handleiding staat allerlei informatie over E.coli, plasmides, het pUC18 plasmide, restrictie
endonucleasen, DNA ligasen, het lacZ-gen, tetracycline resistentie (Tcr.) en over het URA3gen. Verder bevat de handleiding protocollen voor het knippen van DNA, het ligeren van
DNA fragmenten in een plasmide, het transformeren van E.coli, het selecteren van
getransformeerde E. coli cellen en het isoleren van plasmiden uit getransformeerde cellen. De
studenten moeten samen een proef ontwerpen, een planning maken en de proef uitvoeren.
N IJ M EG EN
Celbiologiepracticum: 20 uur
Het practicum maakt deel uit van een blok celbiologie van 4 studiepunten waarin naast het
practicum 28 uur hoorcollege, 8 uur werkcollege en 12 uur zelfstudie zit. Het practicum wordt
twee keer gegeven en omvat 5 dagdelen. Daarnaast is er een werkcollege enzymkinetiek.
Studenten werken in koppels en moeten verslagen inleveren. Achter in de klapper staan
uitgebreide richtlijnen voor het schrijven van verslagen.
Onderdelen:
1. a) specificiteit van het enzym saccharase (dunne laag chromatografie)
b) aantonen van amylase activiteit in speeksel (m.b.v. jodium)
2. eigenschappen van eiwitten (scheiding op grootte d.m.v. gelfiltratie; scheiding op lading
m.b.v. een ion-exchange-kolom; aantonen van eiwitten m.b.v. antilichamen;
oplosbaarheid van eiwitten; precipatie en denaturatie)
3. eigenschappen van enzymen (Vmax, Km en pH afhankelijkheid van alkalisch fosfatase
bepalen m.b.v. spectrofotometrie; denaturatie substraatspecificiteit en inhibitie bepalen
m.b.v. enzymreacties)
4. suikeropname door gistcellen (suikerconcentratie in de cel en in het medium bepalen
d.m.v. DOG bepaling: 1) suikeropname door cellen 2) cellen en incubatiemedium
scheiden d.m.v. centrifugatie 3) spectrofotometrie; mate van fosforylering bepalen d.m.v.
precipitatie gefosforyleerd suiker m.b.v. Ba(OH)2 en ZnSO4).
5. isolatie van celkernen en mitochondriën uit rattenlever (homogenaat bereiden;
differentiele centrifugatie; bepaling succinaat-dehydrogenase hoeveelheid d.m.v. een
ontkleuringsreactie; eiwitbepaling m.b.v. biuretreactie – spectrofotometrie).
U TR EC H T
Klapper niet ontvangen.
W AGE N IN G E N
Celbiologiepracticum: 7 dagdelen
De hele cursus celbiologie omvat 40 dagdelen en duurt 8 weken. De cursus vindt plaats in
periode 2 en is opgezet in de vorm van probleemgestuurd onderwijs. De studenten krijgen aan
het begin van iedere week en probleemtaak voorgelegd die ze in de loop van de week moeten
leren begrijpen en verklaren. Elke week zijn er twee tutorbijeenkomsten en één practicum.
Tijdens de eerste bijeenkomst op maandag worden aan de hand van een systematische
werkwijze (de zevensprong) de leerdoelen voor de week vastgesteld. De drie dagdelen die
daarop volgen zijn bedoeld voor zelfstudie en practicum. Tijdens de tweede tutorbijeenkomst
op vrijdag wordt de probleemtaak door de groep geanalyseerd. Daarnaast is er aan het einde
van iedere week een zelftoets op de computer beschikbaar, waarmee studenten kunnen kijken
of ze genoeg over het thema van de week geleerd hebben. Het blok wordt afgesloten met een
toets.
De 7 probleemtaken:
1. Leg uit aan een zwanger echtpaar met I-cell disease in de familie wat er aan de hand is en
waarom bepaalde testen uitgevoerd moeten worden.
2. Vingerhoedskruid stimuleert in juiste dosering de werking van de hartspier. Bij hogere
doseringen wordt het functioneren van het hele lichaam in de war gegooid en bij nog
hogere doseringen kan de plant dodelijk zijn. Leg uit hoe dit werkt.
3. Taxol is een goed werkend middel tegen bepaalde soorten kanker. Er kan momenteel
echter niet genoeg taxol geproduceerd worden om aan de vraag te voldoen. Men probeert
het werkingsmechanisme van taxol te ontrafelen en is hard op zoek naar alternatieve
moleculen. Kunnen we in de toekomst patiënten meer perspectief bieden?
4. Dr Fritzen wordt gevraagd een researchplan op te stellen om veroudering van de huid
tegen te gaan. Hij gaat onderzoek doen naar telomerase in primaire celcultures en
cellijnen. Collega Jansen bekritiseert zijn onderzoek. Neem een standpunt in.
5. Hoe kan een lerares haar klas goed voorlichten over stimulantia en hallucinerende
stoffen?
6. Er bestaat een vaccin tegen varkenpest, maar tijdens een epidemie kan men geen
onderscheid maken tussen geïnfecteerde en gevaccineerde dieren. Waarom niet? En
waarom kan de dierenarts geïnfecteerde dieren geen antibioticum voorschrijven? Probeer
antwoord te geven op deze vragen van boer Peters.
7. Wat is er precies gemodificeerd bij genetisch gemodificeerd voedsel en hoe? Wat is er
verbeterd en waar zijn de tegenstanders bang voor? Zou kleurenblindheid via genetische
manipulatie te behandelen en te voorkomen zijn?
De 7 practica:
1. bouw van cellen en organellen (vragen bij de website "The Biology Palace" in combinatie
met het boek The world of the cell – onderdeel Cell structure and function; preparaten
maken en bekijken m.b.v. lichtmicroscoop; vragen bij afbeeldingen van celorganellen)
2. celcompartimentalisatie en eigenschappen van macromoleculen van de cel (vragen bij de
website "The Biology Palace" in combinatie met het boek The world of the cell –
onderdeel Membrane structure; effect van pH op de activiteit van enzymen meten;
plasmolyse experiment met cellen uit een Rhoeo blad; de eencellige Paramecium
caudatum bestuderen en preparaten maken ; ICT module "DNA en eiwitstructuren")
3. celskelet, celdeling en celwand (vragen bij de website "The Biology Palace" in
combinatie met het boek The world of the cell – onderdeel Mitosis; preparaten bestuderen
van wortelcellen van Hyacinthus; ICT module "Cytoskelet"; bekijken en interpreteren van
foto's van cytoskeletonderdelen; CD "Mitosis and Meiosis")
4. differentiatie (ICT module "Meiose"; spermatogenese bestuderen in preparaten;
preparaten bestuderen van het ovarium van een kikker; regulatie van beta-galactosidase
expressie m.b.v. een ELISA reader)
5. signaalverwerking (theorie over signaaltransduktie systemen; ICT module "Signalen";
bestuderen van de pollenbuisgroei onder invloed van verschillende media; theorie over
het zenuwstelsel; ICT module "Zenuwen")
6. specialisatie van cellen binnen een geïntegreerd afweersysteem (vragen bij afbeeldingen
in de handleiding; preparaten bestuderen van de huid, bloeduitstrijkjes en levende
muizenmacrofagen; binding van gistcellen aan muizenmacrofagen; ICT module
"Integratie"; film over intercellulaire communicatie binnen het afweersysteem)
7. analyse van cellen in kweek (verschillende wel en niet gekleurde preparaten bestuderen
van B-lymfocyten en macrofagen; vragen bij afbeeldingen in de handleiding;
spectrofotometrische analyse van celactiviteit; film over embryotransplantatie bij het
rund)
De praktijk, november 2001