Nichts motiviert Schülerinnen und Schüler mehr als das Experimentieren unter realen Laborbedingungen. Hier finden Lehrkräfte der Sekundarstufe II ein interessantes Seminarpaket für Ihre Kurse in den Bereichen der Biologie und Chemie. Mit den angebotenen Seminaren können Sie Ihren theoretischen Unterricht nicht nur praktisch ergänzen. Vielmehr kommen Sie so auch der Forderung nach mehr Beruflichkeit in den naturwissenschaftlichen Fächern nach. Durchgeführt werden die Seminare in den hochmodernen Laboren unseres Chemiekompetenzzentrums unter Anleitung erfahrener Fachpädagogen / -innen.
Code | Beschreibung | UE | |
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MIBI-004 | Sichtbarmachen von Mikroorganismen der Umwelt - vom Agar zur Kolonie - (Kurs Nr. MIBI - 004) | 4 | Details |
MOBI-007 | Herstellung gentechnisch veränderter Organismen (GvO) - Transformation von E.coli K12 durch pGLO - (Kurs Nr. MOBI-007) | 6 | Details |
MOBI-008 | Auf dem Pfad der Spurenleger I – Isolation von DNA aus der eigenen Mundschleimhaut (Kurs Nr. MOBI - 008) | 3 | Details |
MOBI-009 | Auf dem Pfad der Spurenleger II – Qualitätsanalyse der DNA mit Hilfe der Agarose-Gelelektrophorese (AGE) (Kurs Nr. MOBI- 009) | 6 | Details |
MOBI-010 | Auf dem Pfad der Spurenleger III – DNA-Fingerprint (Kurs Nr. MOBI- 010) | 6 | Details |
OC-002 | Haben Moleküle einen Fingerabdruck? - Identifikation von Molekülen mit Hilfe der IR-Spektroskopie (Kurs Nr. OC-002) | 3 | Details |
Sind Mikroorganismen überall? Sind Mikroorganismen in der Luft – oder im Wasser – oder auf unseren Händen?
In dieser Einheit lernen Sie, wo sich überall Mikroorganismen „verstecken“ und wie wir sie für unser Auge sichtbar machen können. Sie stellen Nährmedien her, auf denen Mikroorganismen wachsen können. Diese Nährmedien werden von Ihnen mit Mikroorganismen beimpft, um sie nach ihrem Wachstum für unser Auge als Kolonien auf den Agarplatten sichtbar zu machen. Im Anschluss werten Sie die bewachsenen Agarplatten aus.
Inhaltliche Schwerpunkte:
• Ansetzen von festen Nährmedien
• Sterilisation durch Autoklavieren
• Gießen von Agarplatten
• Animpfen mit Mikroorganismen aus der Umwelt (Wasser, Luft, Hände)
• Identifikation unterschiedlicher Mikroorganismen durch ihre Kolonieform
Eine Teilnahmebescheinigung wird ausgestellt.
Dieser Versuch bringt im wahrsten Sinne „Licht ins Dunkle“. Der Versuch veranschaulicht das Prinzip jener Methode, die Gentechniker sich zunutze machen, um Bakterien zum Beispiel menschliches Insulin produzieren zu lassen.
In dieser praktischen Einheit erlernen Sie die Technik der Übertragung und Anschalten von Genen mit Hilfe eines Vektors. Der Vektor ist hier das Plasmid pGLO, das zusätzlich das Gen für das grün-fluoreszierende Protein (GFP) einer Leuchtqualle enthält. Nach dem Sie die Coli-Bakterien durch einen Kälte- und Salzschock für die Aufnahme des Plasmids bereit gemacht haben, wird das Plasmid mit dem Gen übertragen. Die erfolgreiche Transformation wird durch ein Leuchten der Bakterienkolonien sichtbar.
Inhaltliche Schwerpunkte:
• Kompetent-machen der Bakterien (Vorbereitung für die DNA-Aufnahme)
• Technik der Übertragung von Genen (Transformation)
• Kontrolle der Genexpression über Antibiotikaresistenz
• Anschalten von Genen über einen Induktor
• Kultivierung von gentechnisch veränderten Bakterien
• Nachweis von grüner Fluoreszenz nach Beleuchtung mit UV-Licht
Eine Teilnahmebescheinigung wird ausgestellt
Jeder weiß, sobald die Polizei einen Täter sucht, macht sie sich auf den Weg und sammelt unzählige Mundschleimhautproben von allen Verdächtigen. Sie werden hier praktisch erfahren, was die forensische Abteilung der Polizei mit diesen Proben „anstellt“.
Das Experiment führt Sie ins Reich der Laborpraxis und zeigt Ihnen, welche Schritte nötig sind, um aus biologischen Tatort-Proben wie Speichel, Hautzellen oder Sperma etc. die Erbsubstanz DNA zu isolieren. Das gesamte Experiment mit der nötigen theoretischen Grundlage dauert ca. drei Unterrichtsstunden. Hierbei gewinnen Sie Ihre eigenen Zellen aus der Mundschleimhaut, lösen die DNA heraus und reinigen sie. Die DNA kann im Anschluss durch fotometrische Vermessungen identifiziert werden. Mit dieser Methode kann die Reinheit und Konzentration ermittelt werden. In einer Folgeeinheit (siehe „Auf dem Pfad der Spurenleger III“) können Sie Ihre DNA auf einem Gel sichtbar machen. Dies stellt den ersten Schritt in der Rechtsmedizin dar. Die so gewonnene DNA kann zur Identifizierung von Tatverdächtigen über ihren genetischen Fingerabdruck nutzbar gemacht werden.
Inhaltliche Schwerpunkte:
• Sammeln von Mundschleimhautzellen
• Zerstören (Lysieren) der Zellen
• Abbau der Proteine
• Ausfällen der DNA
• Lösen (Resuspendieren) der DNA
• Fotometrische Vermessung der DNA im UV-Bereich
Eine Teilnahmebescheinigung wird ausgestellt
In dieser Praxiseinheit, die auf den Kurs Nr. MOBI-008 –Auf dem Pfad der Spurenleger I – aufbaut, lernen Sie die wichtigste Auftrennungsmethode für geladene Makromoleküle kennen – die Elektrophorese. Hier werden negativ geladene DNA-Moleküle nach Anlegen von Strom zur Wanderung an die positive Anode veranlasst. Die Moleküle durchwandern dabei ein 3-dimensionales gelartiges Netz aus Agarose, wodurch sie nach ihrer Größe getrennt werden.
Sie werden lernen eine Gelkammer aufzubauen und das Agarosegel herzustellen. Die zu analysierenden DNA-Proben werden mit Ladepuffer und einem Fluoreszenz-Farbstoff versetzt und in die Geltaschen pipettiert. Hierbei werden Sie lernen mit einer Mikroliterpipette kleinste Volumina zu pipettieren. Nach dem Gellauf werden Sie das Gel unter UV-Licht betrachten und auswerten.
Inhaltliche Schwerpunkte:
• Aufbau einer Gelelektrophorese-Kammer
• Herstellen verschiedener Pufferlösungen
• Herstellen eines Agarosegels
• Erlernen des Umgangs mit der Kolbenhubpipette
• Beladen des Agarose-Gels
• Auswerten des Agarose-Gels unter UV-Licht
Eine Teilnahmebescheinigung wird ausgestellt.
Im Rahmen einer Mordfallermittlung wurden am Tatort und vom Opfer DNA-Proben gewonnen und anschließend im Labor analysiert. Hierbei macht man sich zunutze, dass sich jeder Mensch durch eine bestimmte Anzahl repetitiver Sequenzen in seiner DNA unterscheidet. Diese Anzahl ist eindeutig zu bestimmen und macht jeden Menschen unverwechselbar wie ein Fingerabdruck. Je nach Zahl der repetitiven Einheiten ist dieser Bereich unterschiedlich groß und die resultierenden DNA-Fragmente wandern bei einer Gelelektrophorese unterschiedlich schnell. Mit diesem Verfahren können nicht nur Personen eindeutig identifiziert und Verwandtschaftsbeziehungen überprüft werden. Vielmehr kann damit – in jeweils etwas abgewandelter Form – auch eine Herkunftsbestimmung von Tieren und Pflanzen oder die Identifizierung von Mikroorganismen erfolgen.
Inhaltliche Schwerpunkte:
• Theoretische Einführung in die PCR/Gelelektrophorese
• Durchführung einer PCR
• Durchführung einer Gelelektrophorese
• Arbeiten mit dem „Crime Scene Investigator Kit“
Dieses Seminarangebot für Schülerinnen und Schüler soll die Grundlagen der IR-Spektroskopie zur Identifizierung von unbekannten Stoffen bzw. zur Reaktionskontrolle vermitteln. „Maßgeschneiderte“ Moleküle sind Gegenstand vielfältiger Forschung und spielen in der künftigen Produktentwicklung eine besondere Rolle. Sie werden hier ein in der betrieblichen Praxis vielfach eingesetztes Verfahren der Spektroskopie kennenlernen und selber durchführen.
Inhaltliche Schwerpunkte:
• Messtechnik der Durchstrahl – FT-IR, ATR – Technik
• praktische Laborübung
• Interpretation selbst gemessener Spektren
Eine Teilnahmebescheinigung wird ausgestellt.
selbsthergestellte Präparate aus dem Chemieunterricht können nach Absprache mit der Dozentin (anke.siebrecht@hbbk-marl.de) mitgebracht und vermessen werden