Talent med Bredde
talent ed d bredd bre e talent talen Afprøvning og tilpasning af en talentudviklende model med d t bred bre - Talent med Bredde de talen tale med edde AU m AARHUS UNIVERSITET SCIENCE AND TECHNOLOGY br tal Rapporten er udarbejdet i januar 2015 af: Pernille Maj Svendsen, ph.d. Centre for Science Education, Aarhus Universitet Projektet er støttet af: Region Midtjylland Layout: Elin Sørensen Centre for Science Education, Aarhus Universitet t a l e n t TALENT MED BREDDE INTRODUKTION Projekt Talent med Bredde har i sit første år udviklet og pilottestet en model for undervisning, der kombinerer et skræddersyet talentudviklingsprogram for særligt udvalgte elever med bredt rettet, talentmotiverende helklasseundervisning. Denne model er i projektets andet år blevet afprøvet, videreudviklet og optimeret frem mod en lancering i forankringsfasen. Herudover er der efter de tre afprøvningsrunder blevet fastsat et talentbegreb og kriterier for talentspotting gældende specifikt for projektet. Modellen er udviklet, afprøvet og efterfølgende tilpasset og optimeret i et samarbejde mellem flere typer ungdomsuddannelser og universitetet. Modellen har udgangspunkt i et konkret forskningsteam på AU Foulum. Derudover er der til projektet koblet følgeforskning for at undersøge modellen nærmere samt dens betydning for UFT-eleverne, klasserne, lærerne og forskerteamet. Projektet består af tre faser: En udviklingsfase, en afprøvningsfase og en forankringsfase og løber over tre år (2013-2015). Afprøvningsfasen består af tre runder. Der er til projektet udarbejdet en resultatkontrakt med Region Midtjylland bestående af otte måltrin samt tilhørende delmål: Mål 1 Mål 2 Mål 3 Mål 4 Mål 5 Mål 6 Mål 7 Mål 8 Udvælgelse/ansættelse af projektaktører Udvikling af undervisningsforløb til Ung-Forsker-Team (UFT) Udvikling af helklasseforløb Afprøvning og tilpasning af samlet model for inkluderende og talentudviklende undervisning Forankring og tilpasning af model til fremtidig driftsudgave med flere gymnasier Projektledelse og kommunikation Forskning i den inkluderende og talentudviklende undervisning og hvordan der bygges bro mellem den eksklusive talentudvikling og undervisning på klassen Videreførelse og formidling af resultaterne Nærværende evalueringsrapport gennemgår de, for hvert måltrin, relevante delmål i projektets andet år – bestående af de to sidste afprøvningsrunder i afprøvningsfasen (2014). med bredde -1- t a l e n t TALENT MED BREDDE MÅL 1: UDVÆLGELE/ANSÆTTELSE AF PROJEKTAKTØRER PH.D.-STUDERENDE Ph.d.-studerende Kristian Dethlefsen Høvinghoff på projektet valgte pr. 28/2 2014 at fratræde sit ph.d.-stipendiat. Det blev efter aftale med Region Midtjylland besluttet, at projektleder Pernille Maj Svendsen fremadrettet varetager følgeforskningen på projektet, om end i mindre omfang end først opslået. Der er for følgeforskningen på projektet udarbejdet en selvstændig resultatkontrakt. Foreløbige observationer og resultater fra følgeforskningen inddrages i nærværende evalueringsrapport. med bredde -2- t a l e n t TALENT MED BREDDE MÅL 2: UDVIKLING AF UNDERVISNINGSFORLØB TIL UNG-FORSKER-TEAM (UFT) DEFINITION AF OG KRITERIER FOR TALENTBEGREBET Der skal til projektet udvikles en specifik gældende definition af og kriterier for talentbegrebet og talentspotting. Tidligere har videnskaben været af den overbevisning, at talent stort set var noget, man var født med. Det har ændret sig, og talent er ikke længere for de få, men for de mange. I projektet arbejder vi med at stimulere det uopdagede eller potentielle talent og dermed motivere de elever, der virkelig har mulighed for at rykke sig langt. Disse elever udgør et vækstlag. Der er to strenge af talent i projektet, nemlig talent med bredde og at brede talent ud i klassen. Da vi i projektet arbejder med flere typer af talent og ikke kun de boglige, lever projektet op til sit navn og er desuden med til at flytte talentbegrebet. Talentbegrebet for projektet: Talenter er elever, der har potentiale og interesse både fagligt og personligt til at udvikle sig videre inden for naturfag, og som evner at formidle. Eleven er måske ikke fremtrædende i den daglige undervisning, men gennem projektet får eleven mulighed for at tage ejerskab og udvise et særligt talent og engagement. Udvælgelsesproceduren beskrives under Mål 4: Udvælgelse af UFT-elever. med bredde -3- t a l e n t TALENT MED BREDDE MÅL 4: AFPRØVNING OG TILPASNING AF SAMLET MODEL FOR INKLUDERENDE OG TALENTUDVIKLENDE UNDERVISNING I projektets indledende fase blev der udviklet en samlet model for et undervisningsforløb. Modellen blev afprøvet i første afprøvningsrunde og baseret på erfaringerne fra denne, blev indholdet videreudviklet og tilpasset i de følgende to afprøvningsrunder. Nye lærere blev introduceret for undervisningsforløbet og dets delelementer af både projektleder og kollegaer på de respektive deltagende skoler. Desuden netværkede og samarbejdede lærerne på tværs af skolerne. Model for undervisningsforløb i Talent med Bredde: Klassebesøg med introduktion til ”Nature of Science”, forskellige forskningsbaserede cases og besøg i cellelaboratoriet. Der udvælges 2-4 elever fra hver deltagende skole til deltagelse i UFT-forløb. Udvælgelsen baseres på en dialog med eleverne om talent og følger den procedure, der er beskrevet nedenfor. UFT-eleverne mødes to gange på AU Foulum, hvor de tilbringer en dag i cellelaboratoriet. Her gennemgår eleverne et særligt tilrettelagt forløb i tæt samarbejde med forskerteamet. Forløbene er tæt knyttet til klasseundervisningen, og det er UFTelevernes opgave at videreformidle de metoder, data og informationer, de får i laboratoriet, til resten af klassen. På den måde får UFT-eleverne en faglig udfordring, autenticitet i opgaven og arbejdsformen for en forsker. På den første UFT-dag er temaet ”Næringsstofoptagelse” og eleverne får en introduktion til celledyrkningsmetoder, analysemetoder og forsøgsdesign. De skal selv undersøge optagelsen af kortkædede fedtsyrer i humane tyktarmsceller i kultur i cellelaboratoriet. Den anden UFT-dag i cellelaboratoriet omhandler ”Tarmkræft” og bygger videre på den første UFT-dags emner. Dagens fokus er at give UFT-eleverne indsigt i celledyrkningsmetoder til undersøgelse af vækst i celler i kultur, som kan anvendes til både kræftceller og normale celler. Til hver klasse udvikles der desuden et individuelt tilpasset klasseundervisningsforløb. Dette forløb tager udgangspunkt i ”celleforsøg”, som er det overordnede emne. Klasseundervisningen ligger både før, imellem og efter UFT-dagene, hvormed UFTelevernes oplevelser og data kan integreres i klasseundervisningen. UDVÆLGELSE AF UFT-ELEVER Der er over projektets tre afprøvningsrunder indsamlet erfaringer med forskellige modeller for UFT-udvælgelsesproceduren. Disse erfaringer danner baggrund for en formaliseret med bredde -4- t a l e n t TALENT MED BREDDE udvælgelsesmodel, der bruges i projektets forankringsfase. Engagement og interesse hos eleverne er en forudsætning for at kunne deltage, endvidere at de kan deltage på begge UFTdage. Eftersom stoffet, der arbejdes med, er en del af eksamen, er det vigtigt, at UFT-eleverne kan formidle det faglige stof og deres oplevelser til klassen – og dermed brede talentet ud. Udvælgelsen har som omdrejningspunkt et skema designet af underviser Lene Hegelund, Holstebro Gymnasium (bilag 1). Rammerne for udvælgelsen er som følger: Præsentation af projektets både faglige indhold og talent-delen på klassen Gruppediskussion af talentbegreb og egenskaber Opsamling i plenum hvor læren supplerer Præsentation af opgaver forbundet med deltagelse i UFT Skema med mulige kandidater (andre + en selv) Udvælgelse baseret på elevernes input Det anbefales, at udvælgelsen først sker, efter eleverne har været på klassebesøg på AU Foulum, så alle har haft mulighed for at se stedet og møde forskerteamet. Alle elever udfylder, som et led i følgeforskningen, et spørgeskema omhandlende deres interesse for og holdning til naturvidenskab og landbrug, hvilket får dem til at reflektere over netop deres interesse for og holdning til naturvidenskab, landbrug og til dels projektet. AFPRØVNING OG TILPASNING AF UFT- OG KLASSEFORLØB Generelt gælder det, at forløbet fungerer bedst og hænger bedre sammen, når lærerne ved, hvad de går ind til. Baseret på første afprøvningsrunde blev der til lærerne udarbejdet en drejebog over forløbet med en kronologisk oversigt og en markering af, hvad og hvornår lærerne skulle gøre noget aktivt. Denne skal også fungere som en hjælp for de nye lærere, der fremadrettet vil være en del af projektet. I projektets anden afprøvningsrunde var der nye lærere med, men trods drejebogen og kontakt med projektlederen og erfarne kollegaer på egne deltagende skoler, tog de nye lærere ikke samme grad af ejerskab i projektet. Et uhyre vigtigt element er en kursusdag/workshop eller lignende for nye lærere, så de selv kan se og prøve de forskellige elementer i cellelaboratoriet og dermed bedre involvere sig og planlægge deres undervisning. Det blev derfor besluttet at bede Region Midtjylland om at allokere midler til workshops for nye lærere i projektet i tredje afprøvningsrunde og inden forankringsfasen samt til udvikling af supplerende materiale. Denne anmodning blev imødekommet. Et andet initiativ der blev sat i værk som en følge af erfaringerne, er at lade de nye lærere sparre med erfarne lærere med bredde -5- t a l e n t TALENT MED BREDDE i projektet på tværs af skoler, hvor de erfarne lærere har til opgave at hjælpe de nye i gang. Dermed opnås også samarbejde på tværs af skolerne og nye muligheder åbner sig fremadrettet. Et springende punkt i forhold til at få bredt talent ud i klassen er, at få klassekammeraterne til at tage ejerskab over projektet. Det er vigtigt, at klassekammeraterne også gør sig handson erfaringer og kan linke det, UFT-eleverne rapporterer, til klasseundervisningen. Desuden er det vigtigt, at UFT-eleverne ikke kun laver en mundtlig fremlæggelse af deres oplevelser, men at de integreres i undervisningen, eks. som ledere/ eksperter i gruppearbejde, fælles posterfremstilling eller som hjælpelærere ved øvelser på klassen. Lærere og forskerteam har i samarbejde gennem workshops udviklet og produceret et ”Inspirationskatalog” (bilag 2). Inspirationskataloget er tiltænkt erfarne så vel som nye skoler og lærer i projektet og giver information om forløbet og samler viden om, inspiration til og gode eksempler på, hvordan et undervisningsforløb kan tilpasses den enkelte skole og forslag til øvelser der kan virke som en samlende afrunding på projektet i klasseundervisningen. Der var bred enighed om i projektgruppen, at netop fleksibilitet i indholdet på klasseundervisningen er en fordel, så længe eleverne er klædt på til forløbet om næringsstofoptagelse og tarmkræft. I cellelaboratoriet har forskerteamet taget initiativ til en række forbedringer, baseret på egne erfaringer og input fra lærere og elever. Der lånes et ekstra mikroskop ind på de to UFT-dage for at nedsætte ventetiden; der er indkøbt og opsat en storskærm til visning af præsentationer og billeder fra mikroskoper, så alle kan se; GC-MS delen er taget ud; det materiale, eleverne får med hjem, er blevet optimeret; der er mere fokus på gruppearbejde, og øvelsesvejledningerne er passet til. Eleverne får også et rundstykke når de ankommer (flere har været længe undervejs) og kage om eftermiddagen. Herudover er der indkøbt en ekstra Lonza til udlån i projektet. Alle UFT-elever har modtaget et diplom for deres deltagelse i projektet. INSPIRATIONSDAG FOR DELTAGERSKOLER Deltagende skoler og nye skoler blev i efteråret inviteret til Inspirationsdag på AU Foulum, som optakt til forankringsrunden, forår 2015. Dagen bød på oplæg om ”Udfordringer og nye muligheder i ungdomsuddannelsernes talentudvikling” ved Berit Riis Langdahl, uddannelsesleder på Aurehøj Gymnasium og lærebogsforfatter mv. Et oplæg der satte gang i snakken om talentbegrebet. Denne blev med bredde -6- t a l e n t TALENT MED BREDDE konkretiseret i et oplæg om ”Undervisningsforløbet Talent med Bredde” ved projektlederen, der gennemgik projektet, talentbegrebet og talentspotting gældende specifikt for projektet. Efterfølgende gav uddannelsesleder og underviser Allan Kortnum og talentkoordinator og underviser Peter Videsen, begge Viborg Gymnasium, et oplæg om ”Talentudvikling”, og om hvordan man også kan gribe det an. Talentsnakken fortsatte over frokosten, og efterfølgende gik lærerne i cellelaboratoriet på workshop. Her fik de en introduktion til UFT-dagene og arbejdede selv med nogle af de metoder, deres elever skal afprøve. Både nye og erfarne lærere deltog i workshoppen, hvormed der blev erfaringsudvekslet og skabt gode relationer og netværk på tværs af skoler. De nye lærere i projektet fremhævede workshoppen som et absolut højdepunkt, og som noget de fik rigtig meget ud af fagligt, socialt og som forberedelse til undervisningsforløbet hjemme på deres respektive skoler. med bredde -7- t a l e n t TALENT MED BREDDE INTRODUKTION MÅL 5: FORANKRING OG TILPASNING AF MODEL TIL FREMTIDIG DRIFTSUDGAVE MED FLERE GYMNASIER ENGAGERING AF DELTAGENDE SKOLER Der blev taget kontakt til nye mulige deltagende skoler i regionen før sommerferien 2014 og opfølgende kontakt efter ferien med henblik på deltagelse i foråret 2015. De skoler, der blev rettet henvendelse til, udtrykte alle begejstring for projektet og gav tilsagn om at deltage. De nye skoler er Egå Gymnasium, Herning Gymnasium, Silkeborg Gymnasium og HTX-Tradium Randers. I forhold til engagering af nye skoler til forankringsfasen efteråret 2015 etableres kontakten, når en forankringsmodel er på plads, jf. nedenstående. FORANKRING AF FORLØB Forankring af forløbet blev drøftet på styregruppemødet i efteråret 2014. Flere modeller kom i spil og blev diskuteret. Det blev besluttet, at projektlederen undersøger og præsenterer forskellige muligheder på næste styregruppemøde i foråret 2015, hvor en forankringsmodel besluttes. med bredde -8- t a l e n t TALENT MED BREDDE MÅL 6: PROJEKTLEDELSE OG KOMMUNIKATION Organisering og fremdrift i projektet er dokumenteret gennem afholdelse af møder med styre- og projektgruppe, gennem afholdelse af 2. og 3. afprøvningsrunde i 2014 og gennem nærværende evalueringsrapport. med bredde -9- t a l e n t TALENT MED BREDDE MÅL 7: FORSKNING I DEN INKLUDERENDE OG TALENTUDVIKLENDE UNDERVISNING OG HVORDAN DER BYGGES BRO MELLEM DEN EKSKLUSIVE TALENTUDVIKLING OG UNDERVISNING PÅ KLASSEN Der er i 2014 indsamlet kvantitative og kvalitative data for de to afprøvningsrunder. Klasserne har svaret på et spørgeskema før og efter undervisningsforløbet. Der er foretaget observationer af eleverne på klassebesøgene og af UFT-eleverne på de to UFT-dage. Der er indhentet evaluering af klassebesøg og foretaget interviews med UFT-elever samt fokusgruppeinterviews med 3-4 elever på nogle af skolerne. En analyse af de i 2013 og 2014 indsamlede data påbegyndes i 2015. Der indsamles desuden kvantitative og kvalitative data i hele forankringsfasen. Igen benyttes spørgeskema før og efter undervisningsforløbet. Der foretages observationer af klasserne på deres klassebesøg på AU Foulum, der foretages evalueringer af klassebesøget, og UFT-eleverne bliver observeret på de to UFT-dage. Herudover vil der blive foretaget kvalitative interviews med de engagerede lærere, UFT-eleverne og fokusgruppeinterviews med 3-4 elever fra de deltagende skoler. Data fra forankringsfasen forventes analyseret i 2015-2016. med bredde - 10 - t a l e n t TALENT MED BREDDE MÅL 8: VIDEREFØRELSE OG FORMIDLING AF RESULTATERNE Projektet formidles og udbredes primært gennem projektets hjemmeside, via netværk og direkte kontakt til skoler i Region Midtjylland. Hjemmesiden holdes opdateret med aktiviteter i projektet og bidrag fra UFT-elever samt artikler i pressen, videnskabelige indlæg og deltagelse i konferencer. WWW.CSE.AU.DK/TALENT Projektet og foreløbige resultater blev præsenteret af projektlederen i et oplæg med titlen ”Talent med og i bredden” på den danske ”Big Bang – naturfag for fremtiden” konference i Vejle, marts 2014. Oplægget blev præsenteret på sporet ”Plej dine talenter”, hvor der blev udvekslet erfaringer og afholdt faglige oplæg og debat om talentindsatsen. En mindre undersøgelse foretaget af projektlederen af læreres opfattelse og udbytte af at deltage med klasser i brobygningsforløb blev desuden præsenteret som en poster med titlen ”Science teachers and scientific researchers perceived outcome of an outreach activity” ved den internationale IOSTE konference på Borneo, Malaysia, september 2014. I forbindelse med Inspirationsdagen blev Viborg Stifts Folkeblad inviteret med, hvilket resulterede i artiklen ”Undervisere skal nu ud og finde talenterne”, november 2014. Der forventes indsendt et indlæg til præsentation af foreløbige resultater fra følgeforskningen til ESERA konferencen, der afholdes i Helsinki, Finland, september 2015. med bredde - 11 - t a l e n t TALENT MED BREDDE KONKLUSION Projektet har i sit andet år (2014) gennemført yderligere to afprøvningsrunder, tre workshops for de deltagende lærere og en inspirationsdag. Der er på baggrund heraf udviklet en samlet model for undervisningsforløbet, og denne er præsenteret for de skoler, der deltager i forankringsfasen i foråret 2015, nye som gamle. Udvælgelsen af talenterne er fastlagt med fokus på de uopdagede talenter i en klasse. Det har vist sig, at det autentiske miljø på AU Foulum stimulerer dette vækstlag og styrker flere elever og dermed løfter faglighed og kompetenceudvikling. FREMADRETTET De skoler, der deltager i forankringsfasen i foråret 2015, har meldt ind med datoer for klassebesøg, og UFT-dage er koordineret med deltagende skoler og forskerteam. De deltagende lærere har ultimo 2014 modtaget et informationsbrev indeholdende drejebog for forløbet, inspirationskatalog samt anden praktisk information. Forankringsfasen for efteråret 2015 og fremadrettet er fortsat på udviklingsplan. Næste evalueringsrapport for projekt Talent med Bredde foreligger i januar 2016 og kigger nærmere på forløbet som helhed og forankringen af projektet. BILAG 1. Skema til udvælgelse af UFT-elever 2. Inspirationskatalog 3. Budget 4. Specificeret budget med bredde - 12 - TALENT-udvælgelse i klassen Talent med Bredde NAVN:……………………………………………………………………………………………… For hver kompetence skal du 1. vurdere dit eget niveau (marker på skalaen, hvor du selv ligger) 2. notere hvem du synes er det mest oplagte talent i klassen (skriv 1-3 navne) 3. notere hvem du tror, er det ’skjulte talent’ (skriv 1-3 navne) Vurder dit eget niveau Kompetence Samarbejde/åbenhed Analytisk Formidling mdl Formidling skr Engagement/interesse Lab-teknik Databehandling Biol. Viden/forståelse Kreativitet Overblik Fordybelse Omstillingsparathed 1 2 3 4 Oplagt talent (1= dårligst, 10 = bedst) 5 6 7 8 9 Skjult talent 10 Har du lyst til at indgå i projektet vel vidende at det tager lidt ekstra tid to dage, hvor du går glip af undervisningen (tilladt fravær) udarbejdelse af præsentation eller poster over første arbejdsdag på Foulum, i samarbejde med de andre elever i UFT og vi andre at det er tirsdag den 24/2 2015 og tirsdag den 10/3 2015? ja nej ”Næringsstofoptagelseogtarmkræft” –etinspirationskatalog Udarbejdetaf:UdviklingsgruppeniprojektTalentmedBredde–efteråret2014 Projektleder:PernilleMajSvendsen,ph.d.,CenterforScienceUddannelse,AarhusUniversitet Projekteterstøttetaf:RegionMidtjyllandogAarhusUniversitet InspirationskatalogtilundervisningsforløbiprojektTalentmedBredde Envigtigdelafvoresernæringernæringsstoffer,menudoverdisseindeholdervoresmadenlang rækkebioaktivestoffer.Næringsstofferogbioaktivestofferivorestarmharbetydningfor tarmsundhedogudviklingafsygdommesomf.eks.mave‐tarmsygdomme(kronisketarmsygdomme) ogkræft.Forskningindenfornæringsstofoptagelseogtarmkræftbidragerløbendemednyvidenom menneskers(ogdyrs)sundhed.Forskningenbliverbl.a.udførtpåcellekulturerogikkepåforsøgsdyr, hvormeddennyesteforskningpåområdetkangøres”spiselig”iundervisningen. TalentmedBreddeerettre‐årigtprojekt(2013‐2015)finansieretafRegionMidtjylland.Projektethar udviklet,afprøvetogtilpassetengenerelmodelforundervisning,derkombinereretskræddersyet talentudviklingsprogramforsærligtudvalgteelevermedbredtrettettalentmotiverende helklasseundervisning.Modellenbeskriverdenoverordnedestrukturietundervisningsforløb(boks nedenfor)indenforemnet”Næringsstofoptagelseogtarmkræft”,hvordennaturvidenskabelige metodeognaturvidenskabensnatur(NatureofScience–”NOS”)udgørenrødtråd.Medudgangspunkt imodellenkandeenkelteskolerdermedplanlæggeethelklasseundervisningsforløb,derertilpasset netopdem. Klassebesøg med introduktion til ”Nature of Science”, forskellige forskningsbaserede cases og besøg i cellelaboratoriet. Der udvælges 2 elever fra hver deltagende skole til deltagelse i UFT‐forløb. Udvælgelsen baseres på en dialog med eleverne om talent og følger en opstillet grovskitse. UFT‐eleverne mødes to gange på AU Foulum, hvor de tilbringer en dag i cellelaboratoriet. Her gennemgår eleverne et særligt tilrettelagt forløb i tæt samarbejde med et forskerteam. Forløbene er tæt knyttet til helklasseundervisningen og det er UFT‐elevernes opgave at videreformidle de metoder, data og informationer, de får i laboratoriet, til resten af klassen. På den måde får UFT‐eleverne en faglig udfordring, autenticitet i opgaven og arbejdsformen for et medlem af et forskerteam. På den første UFT‐dag er temaet ”Næringsstofoptagelse” og på den anden UFT‐dag er temaet ”Tarmkræft”. Begge dage indledes med en introduktion til celledyrkningsmetoder, analysemetoder og forsøgsdesign. Eleverne skal derefter selv i laboratoriet og gennemføre undersøgelserne. Til hver klasse udvikles der desuden et helklasseundervisningsforløb. Dette forløb tager udgangspunkt i ”celleforsøg”. Klasseundervisningen ligger både før, under og efter UFT‐dagene, hvormed UFT‐elevernes oplevelser og data kan integreres i klasseundervisningen. Fleksibiliteteretnøgleordogdenenkeltelærer/lærergruppekanfritplanlæggeogtilpasseetforløb udframodellenogsuppleremedteksterogmaterialer,somerrelevantefordenmåde,somdevil gribeforløbetanpåogdetniveau,deunderviserpå.Inspirationskatalogetsamlervidenom, inspirationtiloggodeeksemplerpå,hvordanetundervisningsforløbkantilpassesdenenkelteskole. 1 Inspirationskatalogetbeskriver: KlassebesøgetpåAUFoulum Ung‐Forsker‐TeamøvelsernepåAUFoulum Toeksemplerpåenforløbsplan Øvelserderkaninddragesihelklasseundervisningen Opgaverderkanbrugessomsupplementihelklasseundervisningen Enlangrækkelitteraturhenvisningerindenforforskelligeemner Godlæselyst! 2 Hvaderforskning?–Klassebesøg ‐ OplægomforskningogforskningsbaseretrundvisningpåAUFoulum Introduktion Klassebesøgetgiverenintroduktiontilhvadforskninger,herunder”NatureofScience”(NoS)og naturvidenskabeligemetoder.Eleverneintroduceresforforskelligeforskningsprojektersomcasespå forskelligeniveauer;fracelleniveauoverorganismetilklimaogmiljø. NoSrefererertilvidenogideeromhvadnaturvidenskaber.Etvigtigtelementer,atnaturvidenskab eretområdederløbendeudviklersigogerforanderligt,kreativtogdynamisk.Dethandlerom processerogikkekunresultater. ElevernevilbliveinddragetiensnakomNoSmedudgangspunkti: Hvaderenforsker? Hvadernaturvidenskab? Hvaderforskning?Herunderensnakomnaturvidenskabenisamfundetogatbasere diskussionerogbeslutningerpåetnaturvidenskabeligtgrundlag. Grundlæggendenaturvidenskabeligemetoderoganalyser Hvorforforskervi? Formål Atintroducereelevernetilaktuelforskning,NaturofScienceognaturvidenskabeligemetoder, sometudgangspunktforhelklasseforløbet. Fremgangsmåde Klassebesøgetindledesmedetoplægomforskningjf.ovenstående,efterfulgtafenforskningsbaseret rundvisning.RundvisningenstartericellelaboratoriethvorforskerteamettilUFT‐øvelsernetageri modogfortælleromderesarbejdeogintroducererlidtteoritilnæringsstofoptagelseogtarmkræft øvelserne.Hereftergårturentilkvægstaldendehvorførstforskningsprojekterpåorganismeniveau introduceresefterfulgtafforskningsprojekteriklimastalden.Besøgetsluttermedenfællesopsamling ogevaluering. Eleverneforventesatdeltageaktivtogvilbliveinddragetmedspørgsmålogenøvelseikvægstalden. 3 Varighed Klassebesøgetvarer2.5timeogkansuppleresmedfrokostikantinenførellerefterbesøget. Opgaver 1. Hvaderenteoriinaturvidenskab?Kommedeteksempelpåenhypotese,enteoriogen naturlov 2. Hvilkenrækkefølge:eksperiment–teoriellerteori–eksperiment? 3. Hvilkenaturvidenskabeligemetoder/fremgangsmåderfindesder?Kommedeksempler. 4. Hvaderenkontrolsfunktionietnaturvidenskabeligteksperiment? 5. Hvaderenmodel?Hvadkandebrugestil? 6. Hvilkeformerfordatafindesder?Giveksempler 7. Hvilkevariablefindesder?Ogerdersammenhængmellemdem? 8. Hvaderfremgangsmådenforetnaturvidenskabeligteksperiment? Litteratur NatureofScience:http://cse.au.dk/forskning/projekter/afsluttede‐projekter/nature‐of‐ science/hvad‐er‐nature‐of‐science/ Forskningvs.videnskab: http://videnskab.dk/sporg‐videnskaben/hvad‐er‐forskellen‐pa‐forskning‐ og‐videnskab Forskning:http://ufm.dk/forskning‐og‐innovation/statistik‐og‐analyser/hvad‐er‐forskning‐ innovation‐og‐udvikling Forsøgiklimastalden:http://www.dr.dk/Nyheder/Viden/Miljoe/2013/09/13221818.htm 4 Næringsstofoptagelse–1.UFTdagøvelse(medforbeholdformindre ændringer) ‐ Praktiskøvelsemedhumanetarmcelleriabsorptionsmodel Introduktion Kortkædede fedtsyrer som f.eks. acetat, propionate og butyrat (smørsyre) er vigtige energikilder for tarmepithelceller i tyktarmen. Fedtsyrerne produceres ved bakteriel forgæring (fermentering) af ufordøjedekulhydrater(kostfibre)ityktarmenogoptagesgennemtarmepithelet.Derharideseneste årværetstorfokuspåspecieltsmørsyre,somudoveratværedenvigtigsteenergikildefortarmceller, også kædes sammen med forskellige positive effekter både på tarmepithelets sundhed (integritet og barrierefunktion) og systemisk i kroppen i form af regulering af glukose metabolismen. Endvidere formodes smørsyre at være en vigtig faktor for forebyggelse af tarmsygdomme som f.eks. kræft og inflammatorisketarmsygdomme. Enabsorptionsmodel(2‐kompartmentmodel)bestårafetlagafceller(fxetassaymed tyktarmscellelinienCaco‐2),derefterdifferentieringorienterersigsåledesatdererenapikalsideaf epithelet(lumensiden)ogenbasolateralside(blodsiden).Dervedkanmanpådenapikalesidetilsætte kortkædedefedtsyrerogeftereninkuberingsperiodemåleindholdetaffedtsyrerpådenapikaleog basolateraleside.Forskellenvildafortællehvorstorendelaffedtsyrerne,dererblevetmetaboliseret elleroptagetovertarmepithelet. Formåletmedforsøgeteratundersøgeoptagelsenafkortkædedefedtsyrerihumane tyktarmsceller(Caco‐2)ikultur. Dagenstartermedenvelkomstogenpræsentationafdagensprogram.Elevernefårenintroduktion omforskningsteamet,baggrundfordagensøvelseoginformationomcelledyrkningsmetoder, analysemetoderogforsøgsdesignsamtenkortgennemgangafdagensøvelser,indendegåri laboratoriet.EleverneerpåforhåndinddeltitreUng‐Forsker‐Teams(UFT),blandetpåtværsafde deltagendeskoler. Icellelaboratorietfårelevernevistogfortaltomcellelagetsstruktur,hvorefterdetreUFTstartermed dagensøvelser. Hold1startermedatmålemodstandovercellelag(TEER)iabsorptionsmodel(2‐ kompartmentmodel). Hold2gårigangmedfremstillingogtilsætningafnæringsstofopløsningertilcellekultureri model. Hold3arbejdermedbilledoptagelserafCaco‐2tyktarmscellerikulturflaskeog2‐ kompartment‐model. Forsøg Materialer Reagenser: Fosfatbuffer(PBS)medcalciumogmagnesium Stamopløsningerafkortkædedefedtsyrer Mediemed10%føtaltkalveserum(FCS) 5 Apparatur: Flowbænk Inkubator(37ºC,5%CO2) MillicellERStilmålingaftransepithelmodstand(TEER)overtarmepithelet Cellekulturmedier: Mediemed10%føtaltkalveserum(FCS): Caco‐2Tarmcellemedie(DMEM) 86ml FCS 10ml Pen/Strep 1,0ml Glutamax100X 2,0ml Hepes1M 1,0ml KontrollératpHerca.7,4 MedieudenFCS: Caco‐2Tarmcellemedie(DMEM) 96ml Pen/Strep 1,0ml Glutamax100X 2,0ml Hepes1M 1,0ml KontrollératpHerca.7,4 Fremgangsmåde Nummerer5stk.50mlrørK1tilK5. OpløsningK6udleveres(denerblandetsomvistiskemaetdvs.blandingaf5mlafhverdeenkelte kortkædedefedtsyrer,5mlFCSsamt20mlmedieudenFCS). OpløsningK1tilK5fremstillesvedfortyndingafK6jf.nedenståendeTabel1. Tabel1.FremstillingaffedtsyrerblandingerneK1‐K5udfraopløsningK6. Propionat Butyrat Iso‐butyrat Iso‐valerat Acetat K6 5mlstam 5mlstam 5mlstam 5mlstam 5mlstam [mM] 140mM 36mM 16mM 4mM 4mM K5 5mlK6+5mlmediemed10%FCS K4 5mlK5+5mlmediemed10%FCS K3 5mlK4+5mlmediemed10%FCS K2 5mlK3+5mlmediemed10%FCS K1 5mlK2+5mlmediemed10%FCS FCS 5ml Medieu.FCS 20ml Opsætningafassayi6‐brøndspladermedindsats: VIGTIGT:Klargøringtilforsøgetstarter3ugerførkursusstart(pkt.1‐3herunder).Selveøvelsen starterderforvedPkt.4. 1. 3ugerindenkursusstarttrypsineresCaco‐2cellerneidyrkningsflaskerne,oguddelesmed 1.000.000cellerihverinsert.Cellerneskalbådeapikalt(indeiinserts;lumenside)og basolateralt(udenforinserts;indvendigsideafepithelet)væreomgivetaf3mlmediemed10 %FCS. 2. Pladernesættesiinkubatortilnæstedag. 6 3. Nuharcellernesatsigfastpåbundeniinserts.Medietsugesafogerstattesmednytmedie hver3.dagidenæstetreuger.Nårde3ugerergået,vilcellerneværedifferentieret.Dette checkesvedatmålemodstandenoverepithelet(trans‐epithelialresistance;TEER)påcellerne, hverdag,densidsteugeindencellerneskalbehandlesmeddekortkædedefedtsyrer. 4. STARTPÅØVELSEN:Pådagenfortilsætningafdekortkædedefedtsyrer,målesderTEERom morgenen. Derefter fremstilles de ønskede opløsninger af kortkædede fedtsyrer. Sæt opløsningernei37ºCvarmeskabsammenmedmedietmed10%FCS. 5. Når medierne er varme flyttes de i flowbænken sammen med pladerne med celler. Mediet sugesafbådeapikalt(indsats)ogbasolateralt(bund).Apikalttilsættes3mlafdekortkædede fedtsyreblandinger efter skemaet (Tabel 2). Basolateralt tilsættes 3 ml medie med 10% FCS. Færdiggørénpladeadgangen. 6. Efter 4 timer stoppes behandlingen. Celler med forskellige behandlinger betragtes i mikroskopet.Herefteropsamlesmedietfrabådedenapikaleogbasolateraleside,ogoverføres til de hertil mærkede rør. Disse kan fryses ved ‐80 ºC til senere analyse på GC‐MS, men det gøres ikke på de aktuelle plader. Der udleveres resultater fraGC‐MS analyse af fedtsyrer i et tidligeregennemførttilsvarendeforsøg. 7. Noterdinebetragtningerimikroskopet. Figur1: Opgaver–derudleveresoglavespåAUFoulum 1. Hvoroghvordandanneskortkædedefedtsyrerimave‐tarmkanalen? 2. Hvorforerdannelsenafkortkædedefedtsyrervigtig? 3. Hvadsvarerdenapikaleogbasolateralesideafepithel‐cellelagettilinvivo? 4. HvaderTEERoghvadbetyderdetatTEERøges? 5. ViserøvelsensresultateratTEERpåvirkesafdetilsattekortkædedefedtsyrer? 6. Hvadviserresultaterneafkortkædedefedtsyre‐koncentrationerpådenapikaleog basolateralesideafcellelaget? 7. HvaderFCSoghvorfortilsættesdettilcellekulturmediet? 8. Hvorforerdetnødvendigtatarbejdesteriltmedceller? 9. Hvorforerdertilsatantibiotika(Penicillin/Streptomycin)tilcellekulturmediet? 10. Derfindesmangeforskelligetarmcellelinjersomkankøbesicellebanker.HvorfortrorIatvi harvalgtCaco‐2cellertiløvelsen?Erdetetgodtvalg?(fordeleogulemper) 7 Litteratur Purup,S.ogPedersen,B.(2005):Fødevarerermereendmad.AktuelNaturvidenskabnr.2,side10‐12. Purup,S.andNielsen,T.S.(2012):Cell‐basedmodelstotesttheeffectofmilk‐derivedbioactives. Animal6(3),423‐432. 8 Tarmkræft–2.UFTdagøvelse(medforbeholdformindreændringer) ‐ Praktiskøvelsemedtarmcellerikultur Introduktion Hver 3. dansker bliver ramt af kræft inden de er blevet 75 år. Tyktarmskræft er den 3. hyppigste kræftform hos både mænd og kvinder hvor henholdsvis 7.3 og 8.4% af alle kræfttilfælde er i tyktarmen.Tyktarmskræft(coloncancer)erenkræftform,derudviklersigsomfølgeafforandringeri slimhindecellerneityktarmen.Kræftergenereltensygdomikroppensceller,deropstår,fordinogle cellerbegynderat vokseude afkontrolmedresten afkroppensceller.Dettekanske pågrundaf en genetiskforandring‐enmutation‐somfårdenormalecellertilatdelesigformeget.Derfindesover 200 forskellige kræftformer, og ofte er årsagen et samspil mellem miljø (kost, motion, mm) og arv. Mankanselvgøremegetforatforebyggekræftgennemsinlivsstil. Formålet med øvelsen er, at få indsigt i celledyrkningsmetoder til undersøgelse af vækst af cellerikultursomkananvendestilbådekræftcellerognormaleceller. Dagenstartermedenvelkomstogenpræsentationafdagensprogram.Elevernefårbaggrundfor øvelsenoginformationomcelledyrkningsmetoder,analysemetoderogforsøgsdesignsamtenkort gennemgangafdagensøvelser,indendegårilaboratoriet.EleverneerpåforhåndinddeltitreUng‐ Forsker‐Teams(UFT),blandetpåtværsafdedeltagendeskoler. Icellelaboratorietfårelevernevistogfortaltomcellelagetsstruktur,hvorefterdetreUFTstartermed dagensøvelser. Formiddag Hold1startermedsubkultiveringafcellerogopsætningafassayflowbænk1 Hold2startermedsubkultiveringafcellerogopsætningafassayflowbænk2 Hold3startermedatkiggepåmorfologiafnormalecellerogkræftcellervedmikroskop Eftermiddag Hold1+2startermedatiagttagecellerimikroskopogmålingpåfluorometer Hold3startermedatfremstillematerialetilklasseforsøg Forsøg Fremgangsmåde Førststuderesudseendet(morfologien)afkræftcellerognormalecellerimikroskop.Derefter undersøgeseffektenafføtaltkalveserum(FCS)ogetkemoterapeutikum,etoposide,ihumane tyktarms‐kræftceller.FCSindeholdermangeforskelligevækstfaktorer,derernødvendigeforatkunne dyrkecellerikulturerilaboratoriet.DeropsættesetassaymedCaco‐2cellerikultur,FCSogetoposide tilsættestilkulturmedietiforskelligekoncentrationer,ogvækstenafcellernebestemmesved fluorescensmåling. Materialer Reagenser: Phosphatebufferedsaline(PBS)buffermedcalciumogmagnesium PBSbufferudencalciumogmagnesium Trypsin‐EDTAopløsning 9 Føtaltkalveserum(FCS) AlamarBluefarveopløsning Cellekulturmedier: Mediemed0%FCS: Caco‐2Tarmcellemedie(DMEM) 96ml Pen/Strep 1,0ml Glutamax100X 2,0ml Hepes1M 1,0ml KontrollératpHerca.7,4 Mediemed10%FCS: Caco‐2Tarmcellemedie(DMEM) 86ml FCS 10ml Pen/Strep 1,0ml Glutamax100X 2,0ml Hepes1M 1,0ml KontrollératpHerca.7,4 Behandlingsmedier BehandlingsmediermedFCSfremstillesvedfortyndingafFCSimedieudenFCS(0%FCS). Fremstil2‐5mlafhverfortynding. Koncentrationer mlFCSellermediemedFCS mlmediemed0%FCS Mediem10%FCS mlFCS Mediem5%FCS mlmediem.10%FCS Mediem2,5%FCS mlmediem.5%FCS Mediem1,25%FCS mlmediem.2,5%FCS Mediem0,625%FCS mlmediem.1,25%FCS Mediem0%FCS ml Behandlingsmediermedetoposidefremstillesvedfortyndingafetoposideopløsningimedieuden FCS(0%FCS).Fremstilca.5mlafhveropløsning. Etoposide:MW588,6g/mol.Konc.20mg/ml(stamopløsning). Opl.A:30µletop.stam+270µlmedieudenFCSgiverenopløsningpå3,4mM Opl.B:200µletop.Opl.A+1800µlmedieudenFCSgiveropløsningpå0,34mM Fremstil2‐5mlafnedenståendeopløsninger. Koncentrationer mletoposideopløsning mlmediemed0%FCS Mediem40µMEtoposide mlOpl.B Mediem20µMEtoposide ml40µM Mediem10µMEtoposide ml20µM Mediem1µMEtoposide ml10µM Mediem0,1µMEtoposide ml1µM Medie0µMEtoposide ml Apparatur Flowbænk Inkubator(37°C) Fluorometer 10 Subkultiveringafceller DenudleveredeflaskemedCaco‐2cellersubkultiveres: 1. Iagttagcellerneimikroskop.Fyldercellernehelebundenafflasken?(hvorkonfluenteer cellernei%?) 2. Opvarmcellekulturmedie,Trypsin‐EDTA(1x)ogPBSudenCaogMgtil37°C 3. Afsugmedietvedcellernemedpipette 4. Vaskcellerne2gangemed5mlPBS 5. Tilsæt10mlTrypsin‐EDTAopløsning(trypsineringenstartes) 6. Inkubercellerneved37°C(inkubator)tilcellerneharløsnetsig.Holdøjemedcellernei mikroskopogtrypsinerkunligetilcellerneerløse(cellertagerskadeafforlangtids trypsinering).Caco‐2cellertrypsineresCA.5MIN 7. Tilsæt5mlmediemed10%FCStildyrkningsflasken(trypsineringenstandses) 8. Skylopognedmedenpipetteogoverførcellernetiletcentrifugerør 9. Centrifugercellerneved500xg(0.5rcf)i5minvedstuetemperatur 10. Hældmedietaf–cellernefindesibundenafrøret(pellet) 11. Tilsæt10mlmedietilcellerne.Detervigtigt,atmankenderdetnøjagtigeantalmlmedieder tilsættes,dakoncentrationenafcellernenuskalbestemmes(mantællerantalletafcellerog kanderefterbestemmeantalcellerpr.mlmedie) Bestemmelseafkoncentrationafceller 1. Lægdækglaspåtællekammer(hæmacytometer;Figur1) 2. Udtag20µlcelleopløsningtiltællekammeret 3. Tælantalletafcellerimikroskop(dertællesi4forskelligeområder) Figur1.Hæmocytometer 4. Indførtalleneitabellenogberegngennemsnittet Antalceller Gennemsnit 5. Beregnkoncentrationenafcellerogdettotaleantalceller: Antalceller/ml=gennemsnitx10.000= Antalcellerialt=antalceller/mlxantalml= Opsætningafassayi96‐brøndsplader 1. Tilhverbrøndskalvitilsætte2000celleroghverbrøndskalindeholde0,1mlmediedvs. koncentrationenafcellerskalvære20.000celler/ml. 11 2. Fremstil25mlcelleopløsningmed20.000celler/mldvs.500.000celleri25mlmedie. Xmlxantalceller/ml =500.000celler Xml=500.000 = antalceller/ml Detvilsigemlcelleblanding+mlmedie. 3. Tilsætsteriltvand(200μl)ihverafbrøndeneskraveretpåfigurenafcellekulturpladen. 4. UddelcellerneiNunc96‐brøndscellekulturplade(100µl/brønd)efterplanen(seFigur2og 3), 5. Pladernesættesiinkubatortilnæstedag.Davilcellernehavesatsigfastpåbundenafpladen. (NB:Dennepladeanvendesikketilbehandling). 6. Nuharcellernesatsigfastpåbundenafpladen,ogviskalskiftetilvoresbehandlingsmedier medFCSogetoposide.(NB:Dennepladeerforberedtindenøvelsen). 7. Detforegårpåfølgendemåde:Medietsugesafbrøndene,ogdertilsættes200µlafde fremstilledebehandlingsmediermedFCSogetoposide.Detteforegårrækkeforrække,da cellelagetellersviltørreud. 8. Pladensættesiinkubatori72timer.(NB:Denneplademålesefter72t): AlamarBluemetoden(544/596nm):(Seinfopånettet). (NB:Detteerikkeenpraktiskdelaføvelsen,mendererforberedtenplade,hvorAlamarBlue ertilsat,oghvorvækstenafcellernekanmålesfluorometrisk.) Efter72timerafsugesmediet,ogdertilsættesfarvestoffetAlamarBlueiopløsning.Dettestof skifterfarveafhængigafaktivitetenafcellerne.Dvs.brøndehvorcellernevokserkraftigsthar denstørstefarveændring(mestrøde). Procedurenfordetteerfølgende:Medietsugesafhalvdelenafpladen,ogdertilsættes110µl AlamarBlueopløsningperbrønd.Dereftergørmandetsammemedsidstehalvdelafpladen. AlamarBlueopløsningenfremstillespåfølgendemåde:Til20mlPBSmedCaogMg afpippeteretiet50mlcentrifugerørtilsættes2mlAlamarBlueopløsning.Denneopløsning opvarmestil37°Cindendentilsættestilpladen.Pladernesættesiinkubator.Vækstenaf cellernemålesfluorometrisk(EnVision)efter2timer. Figur2:Cellekulturplade1‐FCSkurvemed4gentagelserafhvertilsatkoncentration.Ibrøndene omkringdebehandledecellertilsættes200µlsteriltvand. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A 0% 0,625 1,25 2,5 5% 10 % % % % B _ _ _ _ _ _ C _ _ _ _ _ _ D _ _ _ _ _ _ E _ _ _ _ _ _ F G H 12 Figur3:Cellekulturplade2‐etoposidekurvemed4gentagelserafhvertilsatkoncentration.I brøndeneomkringdebehandledecellertilsættes200µlsteriltvand. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A 0µM 0,1 1µM 10 20 40µM µM µM µM B _ _ _ _ _ _ C _ _ _ _ _ _ D _ _ _ _ _ _ E _ _ _ _ _ _ F G H Betragtningerimikroskop Vækstenafcellernebetragtesimikroskopefter72timersbehandlingmedhenholdsvisFCSog etoposide. Materialetilklasseforsøg Formål FremstillingafcDNAfraCaco‐2kræftcellerbehandletmedhenholdsvisetoposideogbasalmedie(BM) med0,625%FCS(kontrol). Fremgangsmåde Caco‐2cellersubkultiveresogtælles.I6brøndspladertilsættes64.000cellerperbrøndimediemed 10%FCS.Efter72timerafsugesmediet,ogcellelagetvaskesmedbuffer(PBS). Dertilsættesnufølgendebehandlinger: 40µMetoposideimediemed0,625%FCStildenenebrønd. Mediemed0,625%FCStildenandenbrønd. Cellerneinkuberesherefteri72timeriinkubatorved37°C. Procedurevedstandsningafforsøg:(NB:iøvelsenprøvesprocedurenmedopsamlingafceller). Efter72timersbehandlingafsugesmediet,ogdervaskesmedPBS.Dertilsættesherefter400µlPBStil hverbrønd.Brøndeneskrabesmedcelleskraperogoverførestileppendorfrør,hvorefterdetfryses ved‐80°C. Lonza Der er mulighed for at låne en af to indkøbte Lonza incl geler til forsøg på skolen. Udlån af disse koordineres med projektlederen og udleveres på Foulum ved klassebesøget. Opgaver Hvordanpåvirkerføtaltkalveserum(FCS)vækstenafcellerne,oghvilkefaktoreriFCSkanværeårsag tildennevirkning? Hvordanpåvirkeretoposidcellernesvæks,oghvadermekanismenbagetoposidsvirkning? Hvordankanmanimikroskopetseforskelpåkræftcellerognormaleceller? Hvorforerdetnødvendigtatarbejdesteriltmedceller? 13 Hvorforerdertilsatantibiotika(Penicillin/Streptomycin)tilcellekulturmediet? Litteratur Purup,S.ogPedersen,B.(2005):Fødevarerermereendmad.AktuelNaturvidenskabnr.2,side10‐12. Purup,S.,Larsen,E.,andChristensen,L.P.(2009):Differentialeffectsoffalcarinolandrelatedaliphatic C17‐polyacetylenesonintestinalcellproliferation.JournalofAgriculturalFoodChemistry57,8290‐ 8296. 14 Supplerendeøvelser Defølgendesidergivereksemplerpåøvelser,derkanskaleresogudføresmedeleverne.Indenfordet overordnedeemne”Næringsstofoptagelseogtarmkræft”findesderenlangrækkeemnerderkan anvendesiundervisningen,herblotnoglefå: Næringsstofoptagelse Tarmanatomiogfysiologi Absorptionsmekanismer Metabolismeveje Metode/analyser,fxmatematikskemedkurver, hældningerogusikkerhederellerprincipvsGC‐ MS Modelovervejelser,begrænsningerog fordele/ulemper Kost–mikrobiota(CHOvs.protein)(probiotika, (bakterier),prebiotika(fibre)ogsynbiotika (bakterierogfibre) Enmavedevsdrøvtyggere Tarmkræft Cellecyklusogregulering Forskellemellemalmindeligecellerog kræftceller Kræft– arvvsmiljø,fxkostgenereltog delkomponenterafkostensompåvirker kræftrisiko(tarmellerandreformer) Behandlingafkræft‐ hvordanvirker kemoterapeutikum? Forskelligedyremodellerikræftforskning. Primærtmusogrotter–genetiskmodificerede, kemiskinducerede(fxbrystkræftirottersom følgeafpåvirkningmedetkemikalie)eller transplanterede(hvorcancercellerindsættes operativt) Mælkogkræft Økologiskmælk,sojamælkogplanteøstrogener 15 Fibresfunktionitarmsystemet Introduktion Fibreerendagligbetegnelseforcelluloseogandreufordøjeligekulhydrater(sukkerstoffer).Fibre findesiplanternescellevæggeoggørdemstive.Nårmanlaverpapir,brugestræernescellulosesom råmateriale.Derfindeskunganskefåorganismer,somkannedbydecellulosetilsukkerogbrugedet somenergikilde.Nogledyr,somf.eks.drøvtyggereogtermitter,kanudnyttecellulosenifødenpå grundafderesmikroorganismerifordøjelsessystemet,f.eks.harkøeretforgæringskammer,hvor dissemikroorganismerleverunderiltfrieforholdognedbrydercellulosenidetgræssomkoenhar ædt. Fibreharenstorvandbindingsevneogdetgør,atdeergodeforfordøjelsen.Menneskerkanikke nedbrydefibre,menharalligevelbrugfordem,idetethøjtfiberindholdimadfremmer tarmbevægelsenoggørafføringenblødog”luftig”(dvs.mindremassefylde).Fiberholdigafføring ”flyder”itoilettet.Fibrefindesisærigroftbrød,kålogandregrovegrønsager,menkanogsåkøbes somtilsætningsstof,hvismanikkekanlidekålhverdag.Etsådanrentfiberprodukthedder”HUSK”og kankøbespåapoteket,Matasogimangesupermarkeder(seproduktbeskrivelsen).NavnetHUSK kommerfraengelsk”husk”ogbetyder”frøskal”.Kostfibreervigtigefordenmikrobielledannelseafde såkaldtekortkædedefedtsyrerityktarmen.Smørsyre,dererenafdissekortkædedefedtsyrer,erden vigtigsteenergikildefortarmepithel‐cellerne,menharogsåharbetydningfortarmepitheletssundhed ogforkroppensreguleringafglukosemetabolismen.Smørsyreformodesderforatværevigtigfor forebyggelseaftarmsygdommesomf.eks.kræftoginflammatorisketarmsygdomme. Fibrebinderdesudenmangegiftstofferitarmen,f.eks.tungmetaller.Menneskeridentredjeverden spisermegetfiberholdigmadogernæringsforskeremener,atdetergrundentil,atderhosdemikke optrædersåmangetilfældeaftyktarmskræftsomidenvestligeverden. Enandenvigtigfunktionaffibreerderesgunstigevirkningpåmennesketsfedtstofskifte,især kolesterol.Herskalmanspiseenandenslagsfibre,såkaldteopløseligefibre(imodsætningtilde uopløseligefibreif.eks.HUSK).Dissefindesistoremængderihavreklid.I100gramhavreklidfindes 14gramopløseligefibre,i100gramhavregrynfindes8gramogiCornflakesfindes7gram.Æblerog bananerharderimodkunetindholdafopløseligefibrepå1g/100g.Grundentilatfibrenekansænke kolesterolmængdeniblodet,erderesevnetilatbindegaldesyren.Galdesyrendannesileverenudfra kolesteroliblodetogdetudskillesforatfindele(emulgere)detspistefedtitarmen.Normalt absorberesgaldesyrenigengennemtarmvæggenoggenbruges.Nårdeopløseligefibrebinder galdesyreoglederdenudgennemafføringen,skalleverenproduceremeregaldesyreogtildenne ekstraproduktionforbrugesmerekolesterol–ogdetmedførerenformindskelseafkolesteroliblodet. Detervigtigtathavesålidtkolesteroliblodetsommuligt,idetkolesterolermedansvarligtfor åreforkalkningenogmedfølgendehjertekarsygdomme. ForsøgA:Påvisningaffibresvandbindingsevne FormålforsøgA VedattilsætteforskelligemængdervandtilendefineretmængdeHUSKvilviundersøge: HvormegetvandHUSKkanoptage 16 HvordanvandmængdenpåvirkerHUSKklumpenskonsistens(formogevnentilatklistre sammen),samtdannelseafenslimetoverflade(manmågodtberøreHUSK) Hvilkenmængdevanderdenoptimalemængde(dannelseafengodsammenhængende konsistens)vedathældedeforskelligeklumperudpåpaptallerkner Omen(optimal)HUSKfiberklumpkanflydepåvandudenatsmuldrefrahinanden Materialer 100mLmåleglas,6styks250mLplastbægre(type”ølkrus”),plastikskeer,HUSKplantefibremed måleske,1målebægerá2cl(snapseglas). Fremgangsmåde 1. Tag1målebægerhalvfyldtmedHUSKogkomdetnedietstortplastbæger. 2. Afmål10mLvandogtilsætdettilHUSK.Rørgodtrundtmedtræpindellerplastskeogventi ca.10minutter. 3. Gørdetsammemedfølgendevandmængder:25,50,75,100og125mL. 4. EfterventetidenafprøveskonsistensenafHUSK‐blandingenideforskelligeglasvedathælde denudpåengangstallerken.Notéromdetløberud,elleromdetskalskrabesudmedske.Du mågernerøreveddetmedfingrene. Resultaterogbearbejdning 1. Beskrivkonsistensenide6bægre. 2. Nåraltvanderblevetoptaget,erHUSKblevettilenklistrendefastmasse.HUSK´smaximale vandsugningsevneernået,nårplastbægeretkanvendesomudenatHUSK‐blandingenløber ud.Beregnvandoptagelseni%,idetHUSKvolumensættestil100%. 3. Tagenstorskefuldafhverblandingogplacerdeniendybskålmedvand.Kandenflydeeller synkerdentilbunds?Forbliverdensammenhængendeellersmuldrerdenismåstykker? 4. TaggernebillederafHUSK‐blandingerne. ForsøgB:Påvisningaffibresmetalbindingsevne FormålforsøgB IforsøgBvilviundersøgeomHUSKkanbindetungmetaller.Vibrugerkobberioner(ikobbersulfat), dadisseionererfarvet(ivandigopløsningblå,bundettilfibreblågrøn).Pådenmådekanvifølge ionerneogfindeudafomdebindertilHUSK,oghvorfastdebindertilHUSK Materialer Måleglas(25mL),etantal250mLplastbægre(type”ølkrus”),HUSKplantefibremedmåleske,1 målebæger á 2 cl (snapseglas), 5 styks 250 mL plastbægre (et til HUSK blandingen og 4 til vaskevand), filtertragt og kaffefilter, plastske, 20 mL 0,10 M kobbersulfat‐opløsning Fremgangsmåde 1. 1måleskefuldHUSKblandesmedca.20mL0,10Mkobbersulfatopløsningogomrøresmeden plastske.VenttilHUSKerblevetstift(OBS:dettagernogetlængereendmedrentvand). Iagttagfarveændringen. 2. Formenfast,sammenhængendeklump/kuglevedatbrugeplastskeen. 3. Overførdenneklumptilkaffefiltretogsætfiltretmedindholdietplastbæger.Plastbægeret mærkesmednr.1 4. Afmål50mLvandoghælddetoverHUSKklumpen. 5. Venttilalvanderløbetigennem. 6. Flytkaffefiltrettilnæsteplastbæger(mærkesnr.2)oghældigen50mLvandoverklumpen. 17 7. Venttilogsådenneportionvanderløbetigennemogflytkaffefiltrettildetnæsteplastbæger… ogsåvidere,ialt4gange. Resultater 1. SammenlignHUSKklumpensfarvemedkobbersulfatopløsningen.Sammenlignfarvenaf vaskevandetmedfarvenafkobbersulfatopløsningen.SammenlignogsåHUSKklumpensfarve medvaskevandet.Hvadkandukonkludereudfradette?Ændrerklumpensfarvensiggennem vaskeproceduren? 2. Sammenlignvaskevandet1med2,3og4.Skerderenændringaffarven/farvestyrken?Hvis ja,hvordan? 3. SkæreventuelHUSKklumpmidtoverogseomoverfladenharenandenfarve/farvestyrke somklumpensindre. Opgaver(bådetilforsøgAogB) 1. AnalyserogforklarresultaternefraforsøgA 2. AnalyserogforklarresultaternefraforsøgB 3. Hvaderdetvigtigstestofifrøskaller?Hvordan(kandetvirkepå)erdetsfunktioniallede anvendelsesmuligheder,somståribilagetspunktI? 4. HvorforvirkerHUSKpositivtpåfordøjelsen?KanduforklareoplysningerneibilagetspunktII ogIIImeddetduhariagttagetiforsøgA? 5. Derståribilagetunder”dosering”punktIVnogetomvandmængderne,dertagessammenmed HUSK.HvordansvarerdettildineiagttagelseriforsøgA? 6. Hvaderårsagentilbivirkningerne,deromtalesibilagetspunktV? 7. HvaderårsagentilproblemernemedoverdoseringnævntibilagetspunktVI? 8. KommenterbilagetspunktVIIomopbevaringsregler.Hvadvilskehvismanikkefølgerdem? 9. KanmanogsåbrugeHUSKnårmanhardiaré?Begrundsvaret. ProduktbeskrivelseHUSK(tilpassetfraHUSKfølgeseddel) Fremstilletunderfarmaceutiskkontrolaf: W.RatjefrøskallerApS I.AnvendelsesmulighederforHUSk HUSKeret100%naturligttarmreguleringsmiddelbeståendeafhvideloppefrøskallerfraden indiskelægeplantePLANTAGOPSYLLIUM(loppefrøpådansk). HUSKervelegnetmodmidlertidigforstoppelseogirritabeltyktarmtilnormaliseringaf tarmfunktionen,tilblødgøringafafføringvedhæmoriderellerriftervedendetarmen. HUSKvirkerkolesterolsænkende. HUSKkananvendesafgravide. HUSKkananvendesafglutenallergikere. HUSKerheltudentilsætningsstofferogikkevanedannende. HUSKhjælpertilregelmæssigogubesværetafføring. II.HvordanvirkerHUSK? Fibreikostenervigtige.Somenslagsindvendigmassageaftarmvæggenesørgerdeforatbevare styrken og sammentrækningsevnen i tarmmuskulaturen, så affaldsstofferne kan transporteres let uden gener. HUSK frøskaller er som andre plantefibre vanskelige fordøjelige. Undervejs gennem mave og tarm opsuger frøskallerne væske og svulmer hermed op, samtidig med at de afgiver vegetabilsk slim som smører 18 og beskytter tarmvæggen. Tarmindholdet får derved en mere tilpas konsistens, som især tyktarmen bedre kan ” arbejde” med. III.HUSKihverdagen Deterforudsætningforetgodtvelbefindende,atmaveogtarmfungerubesværet.Ensundtarm kræveratman,hverdag,fårrigeligtmedfibreogvand.Indtagderfor,1til2gangedagligt,2teskefulde HUSKsammenmedmindst21/2dlvæske.Somkurmodirritabeltyktarmanbefalesdetatanvendes HUSKimindstenmåned.Hvismanhartendenstil,atmavennemtgåri”hårdknude”,kanman anvendeHUSKdagligttilatforebyggedette. IV.Dosering Voksne:1‐1½måleskefulde(2‐3teskefulde)3‐5g‐1‐2gangedagligtmorgenogaften. Børnover6år:½måleskefuld(1teskefulde)1,5g‐1‐2gangedagligtmorgenogaften. Frøskallerneudrøresi2dlvandellerjuice,derdrikkesstraks.Drikherefteryderligere½‐1dlvæske. Froskallernekanogsåtagessomdryspåymerellerlignende.Drikaltidmindst2½dlvæsketil. HUSKbørikkeanvendestilbørnunder6årudenlægensanvisning. HUSKerøkonomiskibrugogfåsi3forskelligestørrelser:200g,450gog1000g. V.Bivirkninger Allergiskereaktionerforekommerisjældnetilfælde.Fiberindholdetkanisærideførstedagegive mavesmerterogøgettarmluft. VI.OverdoseringStopimave‐tarmkanalen,specieltvedforringevæskeindtagelse. VII.OpbevaringTørtvedstuetemperatur.Opbevaresutilgængeligtforbørn. 19 Fødensnedbrydning Introduktion Deflestemåltiderindeholderbådefedt,proteinerogkulhydrateriformafstivelse.Nårmaden nedbrydesifordøjelseskanalen,omdannesdissetilmindrebestanddele,dernemmerekanoptagesi blodbanen.Viundersøgerførstetmåltid(enrejemad)forindholddetrenæringsstoffer.Derefterser vihvadderskermedfødennårdetkommerneditarmen. Formål Atundersøgehvordanfødennedbrydesifordøjelseskanalen. Materialer Rejemad(brød,rejer,mayonnaise).Kansuppleresmedfoderprøve,indholdfraenkosvom,tyndtarm ogengødningsprøve.Kontaktprojektledervedr.supplerendeprøver. Fremgangsmåde Stivelse:etlillestykkeafhverfødevareogtarmindholdfradetotypertarmgøresfugtigmed vandogdertilføjes1‐2dråberJJK.Hvistestmaterialetindeholderstivelse,vilfarvenbliveblå efter1‐60sekunder. Protein:opløs/mosca.1ghveraffødevarerneogtarmindholdfradetotypertarmi5mL vand.Tilsæt5mL0,1MNaOHtilglasset.Tilsæt0,1MCuSO4dråbevist,Hvisprøvenindeholder peptid‐bindinger,vilderfremkommeenblåligfarve. Fedt:opløs/mosca.1ghveraffødevarerneogtarmindholdfradetotypertarmi5mLethanol, ogrystgodt.Laddetståi2minutter,såfedtetkantrækkeud.Hældvæskenfraoveriet reagensglasmed2mLdemineraliseretvand.Hvisderkommerenuklarfaseiellerovenpå vandet,erdettegnpåatdererfedtifødevaren. Stivelse Fedt Protein Rejer Mayonnaise Brød Opgaver Varforekomstenafhhv.stivelse,proteinogfedtifødevarenogtarmindholdetfradetotypertarmsom forventet?Forklarhvorfor/hvorforikke. Koenerendrøvtyggerogfordøjerkulhydraterpåenanderledesmådeendmennesket.Diskuterjeres fund(ellermangelpåsamme)afstivelseifoderet,vomindholdetogtyndtarmenogforsøgatforklare jeresobservationer. Proteinblevpåvistialleprøvermeniforskelligmængde.Angivomifandtatindholdetfaldtellersteg frafodertilgødning.Forsøgatgiveenforklaringpåatindholdetafproteintilsyneladendeændres undervejs. Derfindesproteinigødningen.Prøvatgøreredeforhvordetteproteinstammerfra. 20 AlternativAmestest Introduktion Derfindesmangemetodertilatundersøgestoffers/strålingseventuellemutagenitet(evnetilat fremkaldemutationer).Amestesterénafmetoderne. Den"rigtige"Amestestanvenderbakteriersomforsøgsorganismer,menhervælgervienalternativ metode,hvorforsøgsorganismeneralmindeligtbagegær,Saccharomycescerevisiae.Ivejledningenher brugestørgær,men”vådgær”kanogsåanvendes. Ieksperimentetvilvivedpåvirkningmedfysiskeellerkemiskemutagenefremkaldemutationeri bagegærensgener,såderbl.a.opstårsåkaldteRD‐mutanter.Nårnormalegærcelleroptageretstof,der hedderTTC(2,3,5‐triphenyltetrazoliumchlorid)bliverdekraftigtrøde.Hvisgærcellernederimoder RD‐mutanter,forbliverdehvide. RDstårfor"Respiratoriskdeficiente",hvilketbetyder,atmutationenforekommerigener,der medvirkerigærcellernesstofskifte. Derkanselvfølgeliggodtopståandremutant‐former,nårgærcellernepåvirkesmedmutagener,men sådanneformervilikkeblivepåvistieksperimentet. Gærcellerenedyrkespåagarpladermednæringsstofferogviforventeratsefølgende: Nårvækstmedietikketilsættesnoglemutagenestofferognårcellerneikkeudsættesformutagen stråling,vildervoksehvidekolonierafbagegærfrempåagarpladen.Hvisdissekolonieroverhældes medentopagar,derindeholderTTC,vilcellerneblivemørkerøde. Nårvækstmediettilsættesmutagenestofferellercellerneudsættesforfysiskemutagener,vilcellerne stadigdelesigogdannekoloniermenideflestetilfældefærreendpå”kontrolpladen”.Hvisdet mutagenestofskoncentrationellerstrålingensintensitetermegethøj,vilderkunneskesåomfattende skadericellen,atdenikkeviloverleveogdelesig.Idissetilfældeforventervialtsåikkeatsenogen vækstpåagarpladen. Vedlaverekoncentrationer/strålingsintensitetervilderkunneopståetRD‐mutanterblandt gærcellerne.RD‐mutanternevilikkeblivemørkerøde,nårdeoverhældesmedTTC‐topager.De forbliveristedethvide. Formål Atundersøgestoffersellerstrålingskildersmutageneeffekt. Fremgangsmåde Derskalarbejdessterilt,forikkeatfåforureningermedandregærtyperellerbakterierpåvores agarplader. 1. Derfremstillesetantalflaskermedgærvækstmedium,somefterautoklaveringhældesi petriskåle 2. Hviseksperimentetskalbrugestilatundersøgeetellerflerestoffesmutagenitet,tilsættes dette/dissestoffertilnogleafflaskerne.Sørgforatkoncentrationenafstoffererpassende(se tabelnedenfor). 3. Hviseksperimentetskalundersøgemutagenitetenafstråling(f.eks.U.V.stråling),såtilsættes derikkeyderligeretilvækstmediet. 4. Påagarenipetriskålenepodesgærcelle‐opløsning(seopskriftpågærcelle‐opløsning nedenfor). 21 5. Depladerderønskesudsatforstrålingmedf.eks.U.V‐lys,skalbestrålesførdeplaceresi varmeskabet. 6. Skåleneinkuberesivarmeskabmedbundenivejretved30graderitodøgn. 7. Detobserveres,atderervoksetgærcellekolonierfremogatdisseerhvide. 8. SkåleneoverhældesforsigtigtmedTTCagar(seopskriftpådenneagarnedenfor).TTC‐agaren nedkølestil55⁰Cførdenhældesovergærcellerne. 9. NårTTCagarenerstørknet,inkuberesivarmeskabved30graderi1/2time.Ladpladernestå længeretidivarmeskabet,hvisdetersværtataflæseresultatet. 10. Detkonstateres,atgærcellekolonierneerblevetmørkerødeidepetriskåle,derikkeerblevet tilsatmutagenestofferellereksponeretforstråling. 11. Viundersøger,omkolonierneerblevetrøde(ikke‐muteret)ellererforblevethvide(muteret)i depetriskåle,hvorvitilsattemutagenestoffer/stråling. Resultater Forsøgetsresultaterblivernæppesåéntydige,atkolonierneentenblivermørkerødeellerhvide.Der vilkommebådemørkerødeoghvidekolonierpåénogsammeplade.Dervilsikkertværeenvariationi intensitetenafdenrødefarve. Resultaterneskalvurderesogdetskalbesluttes,hvilkekoloniervivilerklæreformutanter,oghvilke viikkevilerklæreforatværemutanter. Diskuteridenanledning,hvorgodmetodenertilatundersøgesfysiskeogkemiskemutagener. Mutagenepåvirkninger Dererfleremulighederforatundersøgemuligefysiskeogkemiskemutagener: a.Varme.Eftergærpodningkanskåleneinkuberesvedf.eks.30,32,34....40,42grader b.UV‐stråling.VikanbestrålegærcellernemedUVstrålerfraenhøjfjeldssol.Bestrålingstidenog afstandentilstrålingskildenkanvarieres. c.Radioaktivekilder.Vikanbestrålemedkilder,vilånerifysik d.Kemiskestoffer. 1. Detstof,derønskesundersøgtkantilsættesdetsmeltedegærcellemediumikendte koncentrationer,førdethældesopipetriskålene.F.eks.tilsættesNaNO2,natriumnitriti mængdesvarendetilslutkoncentrationpå2000,1000,500,250,125,63og31mg/L. 22 2. Etudvalgafstoffer,dermedsikkerhedfremkalderRD‐mutantersesnedenforitabellen. Mankantestestoffersmutagenitets‐og/ellergifteffekt. Opløsningerafdetaktuellestoftilsættespladerne,enteniencentralbrøndellerpådryppetensteril‐ filtrerpapirskive(sefigur1).Derinkuberesved30graderogpåvisesmedTTCagar,somveddeøvrige forsøg. Forskelligestofferseffektkansammenlignes,hvisenrækkeforudsætningereropfyldt:samme væskemængde,sammediffusionstid,sammetemperaturo.s.v. Etstof,derbådeertoksisk(giftigt)ogmutagentvilpåpetriskålenmedføreeninderstezoneuden gærkolonier,enringmedRD‐mutanterudenomogyderstnormalemørkerødegærcellekolonier,jvf figur2. 23 Opskrifter Gærvækstmedium: 1Ldem.vand 24gsucrose 8ggærekstrakt 32gagar Blandesogautoklaveres Medietkantilsættesstoffer,hvismutagenitetønskesundersøgt. Gærvækstmedietafkølestilca.60graderoghældesisterilepetriskåle Efterstørkningoghærdninganbringespetriskålenetiltørringivarmeskabved35grader TTCagar: 1Ldem.vand 500mgTTC 10grensetagarblandesogkoges(d.v.s.autoklaveresikke) Opbevaresmørkt(TTCerlysfølsomt) NårTTCagarenskalbrugessmeltesdenpåvandbadogafkølestil55graderoghældesderefteroven påpladerne.Gærcellerneoverlevernårtemperaturchokketikkebliverstørre. NB!MankanogsålaveTTC‐agarenumiddelbartførdenskalbruges,menhuskatderskalværetidtil kogningogafkøling. Gæropløsning: 2gryntørgæropslemmesi1mLsteriltvand.Eftergrundigomrøringfortyndesdenneopslemningi 24 forholdes1:1000medsteriltvand. 1dråbeafopslemningenoverføressterilttilenpetriskålmedvækstmediumogspredesmedensteril digralskispatel. NB!Hvisderbrugesfriskgær,opslemmesenmængdegærsvarendetiletknappenålshovediden sammemængdevandogderfortyndesefterfølgendepåsammemåde. UdgangspunktetforovenståendeøvelsesvejledningerenvejledningudarbejdetafJørnThostrupog præsenteretiForeningenafDanskeBiologersblad:Biofag.Billederneerfra http://mbbio.wikispaces.com/Ames+test 25 Kræft,apoptoseoggenregulering Introduktion Kræftcellerundgårselvmord Kræftcellererskadedeceller,mendeharaltsåopnåetenevnetilatundgåselvmord.Defårlovtilat overleveienkrop,somellersgernevilleafmeddem.Skadernebeståri,atcellerneharfåetnogle mutationerideresgener,somgørdemistandtilatoverleveellersdødbringendesignaler. Allecellerindeholderetsovendedødsprogram Cellers”selvmord”opstårikkevedentilfældighed.Allecellerindeholdernemligetdødsprogram,som, nårdettændes,fårcellentilatudslettesigselv.Derforbliverapoptosen(selvmordet)ogsåkaldt programmeretcelledød.Medprogrammeretmenes,atderiallecellerfindesproteiner,someristand tilatdræbecellen,nårdefårbeskedpådet.Detteprogramerslukketiennormalcelle,mentændesi encelle,someroverflødigellerskadet. Caspaser Cellens”dødsproteiner”bestårafsåkaldteproteaser,sombæreretsærligtnavn,nemligcaspaser. Proteaserersærligeenzymer,somiaktivformeristandtilatspaltedeproteiner,dekangenkende. Caspasernebliverogsåkaldtdødsproteaserne,fornårdeharudførtderesopgave,ercellensågodt somdød.Caspasernekunnebilledligttaltværeenstorsamlingafskarpeknive,somidennormale celleliggeriskeder,sådeikkegørnogenskade.Nårcaspasernebliveraktive(ligemegethvilken dødsknap,dererblevettrykketpå),fjernesskederne,ogdeskarpeknivbladevilkløve(spalte)andre proteiner,somisidsteendevilgøredetafmedcellen. Idenneøvelseundersøgesdetprotein,derheddercaspase3. Etoposide Etoposideeretlægemiddelmodkræft(”kemoterapi”).Etoposidvirkervedatopregulerecaspase‐3‐ produktionen. Genregulering–selærebog. cDNA Mankanilaboratorietlaveenomvendttranskription,somgårfraRNAtilDNA.Pådenmådekanman fåetøjebliksbilledeaf,hvilkeRNA‐molekylerderericellenpåetbestemttidspunkt. BestemtecDNA‐sekvenserkanudvælgesogopformeresmedPCR.Ivoresforsøgkanvi(forhåbentlig) målemængdenafcDNA(ogdermedindirekteafRNA)somintensitetenafDNA‐båndefter gelelektroforese. Fremgangsmåde Blandingafprøve BRUGHANDSKERforatundgåforureningafprøverne. 26 ViharfåettoprøvermedcDNA:enfraencelle,somerbehandletmedEtoposideogenubehandlet kontrol.IskalderforlavetoPCR‐rør,etforhverprøve. 1. 2. 3. 4. MærktoPCR‐rørmedjeresgruppenummer.MærkdeteneETOogdetandetKON. Tilsæt3Lvand(H2O)tilbeggerør. Tilsæt5LSYBRGreenPCR(S)mixtilbeggerør. Tilsæt0.5Lforwardprimer(FP)og0.5Lreverseprimer(RP)tilbeggerør.Huskatskifte spidserundervejs. 5. Tilsæt1LcDNA‐prøve:Etoposide‐prøven(ETO)tilrøretmærketETOogkontrollen(KON)til røretmærketKON. PCR SætprøverneiPCR‐maskinen. Maskinentændesoggennemløber40cyklusser. Gelelektroforese(fælles) ÅbnpakkenmedFiashGelCassette,fjernde2hvide stykkertape(etlilleogetstort). 1) Tilsætdemineraliseretvandtilbrøndenetildet løberover.Fjernoverskydendevand,undgåat sugevandopafbrøndene. 2) Placergelenidenlilladock. 3) Tilsæt5Lprøve(PCRprodukt)tildeønskedebrønde.ETOtilénbrøndogKONtildenanden. 4) Skrivpådenfællesseddel,hvadIharsatpåhvor. 5) Tilslutdock’entilstikkontaktenogtænddocklyset. 6) Sætstrømforsyningentil275V,sætrødogsortstikfradocktilstrømforsyning,trykrun. 7) Gelenkøresnogleminutter(prøvjerfrem),herefterslukkesstrømforsyningentagrødogsortstik fradock’enudafstrømforsyningen. 8) Vurderhvilkenafde2prøver,derlaverdetkraftigsteCaspase3bånd. Opgaver 1) Hvilketmutationstriniforholdtilcelleskadererpåvirket,nårencelleikkelængerekanbegå selvmord? 2) Vilencelle,somkanbegåselvmord,lave(mange)caspase‐proteiner,nårdenbliverskadet? 3) Vilencelle,somikkekanbegåselvmord,lave(mange)caspase‐proteiner,nårdenbliverskadet? 4) Påhvilketniveauforegårgenreguleringennormaltilevendeorganismer?Vælgénafnedenstående muligheder a) MængdenafDNAikromosometændresløbende. b) Detertransskriptionen(DNAmRNA)derpåvirkes.IntetmRNA,intetprotein. c) Detertranslationen(mRNAprotein)derpåvirkes.DerdannesoverflødigtmRNA,mendet translateresikke. 5) Vilencelle,somkanbegåselvmord,lave(meget)mRNA,somkoderforcaspase‐proteiner,nården bliverskadet? 27 6) Vilencelle,somikkekanbegåselvmord,lave(meget)mRNA,somkoderforcaspase‐proteiner,når denbliverskadet? 7) Hvilkenprøvegavdetkraftigstecaspase3bånd? 8) HvilkeneffektharlægemidletEtoposidehaftpågenreguleringen? 9) Hvilkeneffekthardetforhåbentligpåkræftcellerne? Litteratur Bogenomkræft: http://www.liv.dk/fileadmin/user_upload/Biologiside/Ny_biologiside/kap00‐011.pdf GrundbogiBioteknologis.68‐71. 28 Variableparametre ‐ Praktiskøvelsemedgær”Denstorebagedyst” Introduktion Dererfindesmangemåderatlaveforsøgmedvariableparametreoghernævnesbloten.Enafde pædagogiskeovervejelser,nårmanlaverforsøgmedvariableparametre,erikkeathaveformange fokuspunkter.Inedenståendeerderfokuspåevnentilatadministrereforskelligeparametre,hvor elevenselvskaludarbejdeenforsøgsprotokol. Nårmanbagerbrøderudfaldetikkealtiddetsamme,damangeforskelligeparametreharindflydelse påprocessen.Derdannesluftlommeribrødet,hævning,nårgærsvampeomsættermeletskulhydrater tilCO2.Afhængigtafmeltype,kankulhydraterneimeletværemereellermindretilgængeligeforgæret ogmeltypensproteinerharbetydningforstyrkenafluftboblernederdannes.Gærsvampenes omsætningsevnepåvirkesdesudenaftemperaturen.Saltkaniforstoremængderhæmmegærsvækst ogforlidtsaltgørdejenklistret.Amylaseermedtilatgøreglucosetilgængeligtforgærsvampene. Ascorbinsyreogkaliumbromatstyrkerluftboblerneibrødet,sådebedrekanudvidesafCO2.Æltning afbrødetermedtilatdanneluftbobler. Formål Atudarbejdeenforsøgsprotokolforpådenmådeatundersøgeogfastholdeforskellige variableparametre. Fremgangsmåde Duskalidinforsøgsprotokolkonstruere3(kanvarieres)delforsøg.Dukanentenvælgeforskellige parametre,ellerdukanvælgeatvarieredenenkelteparameter.Huskatlavekontrolforsøg.Gåudfra følgendegrundopskrift: ‐ 1gtørgær ‐ 75gmel ‐ 50mlvand Dukanhereftertilsætteogvarierepåenellerflereaffølgendeparametre: ½tsksalt 2mlamylase 2gascorbinsyre 50mlkaliumbromat 37°Cvandtemperatur Gærmængden Meltypen Antalletafæltninger Øvrigematerialer:bægerglas,termometer,spatel,vægtogstopur. Opgaver Opgave1:konstruerdinforsøgsprotokol.Denneskalindeholdehvilken/‐eparametreduvilvariere, hvorforoghvadduforventerdervilskemeddindej. 29 Opgave2:afprøvdinforsøgsprotokolilaboratoriet.Sørgforatafvejeogmålealleparametre undervejs,noterdisseognoterdineresultater.Fremgangsmåde: 1. 2. 3. 4. Opløsgærogalleingredienserivandetundtagenmel. Tilsætmeletogæltdetafgjorteantalgange. Formdejenogplacerdenietmåleglas. Hvert15.minutobserveresognoteresdejenshøjde.Fortsætca.75minutter. Dennemetodegentagesforhvertforsøgduharvalgtatlave. Opgave3:Evaluerdinforsøgsprotokoludfradineresultaterogerfaringerilaboratoriet.Gikforsøget somduforventede,ellererdernogetduvilgøreanderledesenandengang? 30 Stripsequence ‐ Praktiskøvelsetilorganiseringafprocesser Introduktion Strip sequence er en visuel måde at organisere information på. Det kan for eksempel være de forskelige trin i en sekventiel proces som en laboratorieøvelse eller en analyse. Ved at bruge en strip sequence aktiveres kendt information hos eleverne, de får hands‐on, man fanger deres opmærksomhed, hvilket kan hjælpe på indlæringen, og giver plads til at undersøge indhold og sammenhænge. Formål At kunne organisere en sekventiel proces. Fremgangsmåde Man udvælger en sekventiel proces, det kan fx være en proces i en laboratorieøvelse, opbygning af en videnskabelig artikel, trin i en biologisk proces eller problem løsning. Trinene udleveres til eleverne, klippet ud i papirstrimler, i tilfældig orden. Det er nu elevernes opgave at snakke sammen og få sat strimlerne sammen i den rigtige rækkefølge. Der samles op enten som elev præsentationer, i plenum eller peer review. Har du 4 i hver gruppe kan du få to fra hver gruppe til at gå over til en anden gruppe og sammenligne/stille spørgsmål og to bliver og forsvarer deres sekvens. Efterfølgende samles gruppen og reviderer deres sekvens. Eksempelpåforsøgsdesign Eksemplet er med udgangspunkt i oplægget om NoS på klassebesøget. Diskuter betydning af følgende elementer og organiser dem i den rigtige rækkefølge: Ny viden Test Metoder Valg Eksisterende viden Kreativitet Ide Litteratur http://www.education.com/activity/article/make_sequence_strips_third/ 31 OVERSIGT 2013 Projekt Udgiftsbudget 2013 2014 2015 2016 samlet Projektadministration 7000 7000 7000 0 21000 Milepæl 1 Ansættelse af projektaktører 1.1 Projektleder (50% stilling) 315200 327200 351800 994200 I alt 315200 327200 351800 0 994200 Milepæl 2 og 3 Udvikling af undervisningsforløb til ung-forsker-team (UFT) og klasseundervisnings Forskers deltagelse 14400 14400 Forskerteams deltagelse 10760 10760 Lærerdeltagelse 49000 49000 Transport 1500 1500 I alt 75660 0 0 0 75660 Milepæl 4 Afprøvning og tilpasning af samlet model for inkluderende og talentudviklende undervis 4.2 Inspirationsdag Faglige oplæg 25000 25000 Lærer- og lederdeltagelse (30 stk) 26250 26250 Materialer 2000 2000 Transport 2500 2500 4.3 Ungforskerteam-forløb Forskers deltagelse 3600 7344 10944 Forskerteams deltagelse 116481 184768 301249 Forskningsfaciliteter og materialer 35000 70000 105000 Materialer 20000 40000 60000 Lærerdeltagelse 27650 109200 136850 Kursusdag forplejning 1989 Evaluering (A-E)* 25295 47329 72624 4.4 Afprøvning og tilpasning af klasseforløb 0 Lærerdeltagelse 94500 94500 Materialer 6000 14000 20000 Forskerdeltagelse 7200 14976 22176 Evaluering (A-E)* 25295 47329 72624 I alt 363010 590696 0 0 953706 Milepæl 5 Forankring og tilpasning af model til fremtidig driftsudgave med flere gymnasier 5.2 Ungforskerteam-forløb Forskers deltagelse 3600 3600 Forskerteams deltagelse 89200 89200 Forskningsfaciliteter og materialer 35000 35000 Materialer 20000 20000 Lærerdeltagelse 54600 54600 Evaluering (A-E)* 27850 27850 5.3 Afprøvning og tilpasning af klasseforløb 0 Materialer 15000 15000 Forskerdeltagelse 18000 18000 Evaluering (A-E)* 27850 27850 5.4 Afsluttende arrangement Faglige oplæg (ex. Forskere og didaktikspecialist) 20000 20000 Lærerdeltagelse 17500 17500 Materialer 2000 I alt 0 0 330600 0 330600 Projektadministration - på tværs 11000 af talentprojekterne 9500 29500 50000 Revision 0 0 0 20000 20000 Samlede udgifter 771870 934396 718900 20000 2445166 *Fordelt jf. pkt. A-E i bilag 4 Finansieringsbudget 2013 2014 2015 Region Midtjylland tilskud 771.870 934.396 718.900 Egenfinansiering (deltagende skoler) 49.000 306.000 725.000 Ekstern finansiering (Aarhus Universitet) 531.484 568.698 628.228 Samlet finansering 1E+06 2E+06 2E+06 2016 20000 20000 Projekt samlet 2445166 1080000 1728410 5253576 Afrundet til hele 1000 Finansieringsbudget 2013 2014 2015 Region Midtjylland tilskud 771.000 935.000 719.000 Egenfinansiering (deltagende skoler) 49.000 306.000 725.000 Ekstern finansiering (Aarhus Universitet) 532.000 569.000 628.000 Samlet finansering 1E+06 2E+06 2E+06 2016 20000 20000 Projekt samlet 2.495.000 1080000 1729000 5254000 Bilag 4: Talent med bredde specificeret budget 2013 Budget fordelt på aktiviteter Milepæl/ Resultatkrav 1.1 2 og 3 4.2 4.3/5.2 4.4/5.3 A B C D E 5.4 Aktivitet 2013 2014 Administration Lønmidler projektleder 315200 50% stilling 327200 Medfinansiering af 266010 projektlederstilling (husleje 277285 m.v.) Projektadministration7000 ansøgerinstitution 7000 Lønmidler Forsker for 227240 en dag 236340 Ekstern revision af slutregnskab Administration deltagende 7000 skoler 7000 2015 351800 277290 7000 245960 20000 10000 Udgiftsholder RM AU RM AU RM Skole Idefasen: Udvikling af undervisningsforløb Forskers deltagelse 14400 Forskerteams deltagelse 10760 Lærerdeltagelse 49000 Transport 1500 Forplejning 3000 Didaktisk specialist (Hanne) 11880 RM RM RM RM AU AU Inspirationsdag 5 timer Faglige oplæg (ex. forskere og didaktikspecialist)25000 Lærer- og lederdeltagelse 30 stk 52500 Forplejning 7000 Materialer 2000 Transport 2500 RM RM/Skole_50/50 AU RM RM Ungforskerteamforløb Forskerdeltagelse 3600 Forskerteamdeltagelse 116481 Forskningsfaciliteter 35000 og materialer Materialer 20000 Lærerdeltagelse 6 lærere 27650 Kursusdag - forplejning 1989 Rundvisning 1 pr semester 2622 7344 184768 70000 40000 109200 3600 89200 35000 20000 54600 5349 2838 Klasseforløb Lærerdeltagelse 94500 189000 Materialer 1000kr/forløb 6000 14000 Forskerdeltagelse 7200 14976 Elevtransport, ekskursion 42000til Foulum 7000kr pr klasse 84000i gns Rundvisning 1 pr klasse 15732 32724 Evaluering, formativ og afsluttende Lærerdeltagelse 24500 Forskerteamdeltagelse 16140 Forskerdeltagelse 7200 Lærertransport 1750 Forskningsteam/forsker transport Forplejning 5000 472500 30000 18000 210000 85140 49000 25182 14976 3500 2500 10000 Afsluttende event Faglige oplæg (ex. forskere og didaktikspecialist) Lærerdeltagelse 20 stk Forplejning Materialer I alt 1341354 Projektadministration 11000 - på tværs Finansieringsoversigt RM Uddannelsespulje Deltagende gymnasier AU Total RM Uddannelsespulje Deltagende gymnasier AU Total RM 2013/Skole 14+15 RM 2013+14+F15/Skole E15 RM Skole AU 29400 14550 6500 3250 2500 10000 RM RM RM RM RM AU 20000 35000 7000 2000 RM RM/Skole_50/50 AU RM 1799844 2062628 5203826 9500 29500 50000 2013 2014 771870 49000 531484 1352354 934896 306000 568698 1809594 2015 I alt 739400 725000 628228 2092628 2446166 1080000 1728410 5254576 Afrundet til hele 1000 Finansieringsoversigt RM RM RM RM RM RM AU 2013 2014 771000 49000 532000 1352000 935000 306000 569000 1810000 2015 I alt 739000 725000 628000 2092000 2445000 1080000 1729000 5254000
© Copyright 2024