Biologieunterricht 2016

Wer war am Tatort?

Ein Fall für Schüler des KvG

28.01.2016 Das Szenario erinnert an den Münster-Tatort: eine Leiche in den Rieselfeldern, offensichtlich Opfer eines Kapitalverbrechens. Und fünf Tatverdächtige, die abstreiten, sich am Tatort aufgehalten zu haben. Einer von ihnen lügt wahrscheinlich, aber wie kann man das beweisen?
Prof. Dr. Michael Hippler und Mitarbeiterinnen seiner Arbeitsgruppe am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen hatten sich diesen Fall ausgedacht, um mit Schülern aus zwei Biologie-Leistungskursen des Kardinal-von-Galen-Gymnasiums und ihren Lehrern Kirsten Cramer und Dr. Matthias Sauerland moderne molekulargenetische Verfahren praktisch kennenzulernen und auszuprobieren. Krimi-Fans ahnen schon: es geht um den „genetischen Fingerabdruck“. Winzige DNA-Mengen sollen zu Aufklärung des Falles beitragen. Dazu müssen sie aber erst vervielfältigt und anschließend der Größe nach sortiert werden. Kann schließlich eine DNA-Spur eindeutig einem Verdächtigen zugeordnet werden?
In diesem Fall war es noch komplizierter, denn aus dem „Polizeibericht“ ging hervor, dass offenbar keiner der Verdächtigen verwertbare DNA-Spuren am Tatort hinterlassen hatte. Aber in den Rieselfeldern gibt es seltene Moose und Bakterien, und an den Schuhen aller Verdächtigen hatten die Ermittler DNA gefunden …

Mit diesen Hinweisen gingen die Schüler unter fachkundiger Anleitung und hoch motiviert an die Arbeit. DNA-Proben wurden pipettiert, zentrifugiert und mit Hilfe der „Polymerase-Kettenreaktion“ (kurz: PCR) vervielfältigt. Für die Sortierung der aufbereiteten DNA-Proben nutzten die Schüler ein als Gelelektrophorese bekanntes Verfahren und hielten schließlich das mit Spannung erwartete Ergebnis in den Händen: Volltreffer! Die DNA-Probe vom Schuh eines Verdächtigen zeigte eindeutige Übereinstimmungen mit der DNA eines Mooses und eines Bakteriums vom Tatort. Damit war klar, dass dieser Verdächtige gelogen hatte und am Tatort gewesen sein muss – oder zumindest sein Schuh.

Strudelwürmern mit zwei Köpfen im Bio GK gesichtet!!

12.02.2016 Es hört sich an wie in einem Science Fiction Film – die Schülerinnen und Schüler des Q1-Biologie Grundkurses veränderten sog. Planarien (kleine Strudelwürmer) so, dass ihnen z.B. ein zusätzlicher Kopf wuchs. Das ging natürlich nur mit professioneller Unterstützung. Zwei Studenten der Biotechnologie der WWU Münster, darunter unser ehemaliger Schüler Steffen Israel, führten im Rahmen ihres Studiums ein Projekt zur Genregulation (sog. RNA-Interferenz) durch.
Zunächst wurden den Strudelwürmern jeweils der Kopf und der Schwanz abgetrennt. Normalerweise sind diese aufgrund ihrer natürlichen Regenerationsfähigkeit in der Lage, abgetrennte Körperteile wieder nachzubilden. Allerdings behandelten die Studenten unsere Organismen zuvor mit Molekülen, die dazu führten, dass verschiedene dafür zuständigen Gene abgeschaltet wurden. So konnten die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass durch die Behandlung z.B. das Gen ausgeschaltet wurde, welches festlegt, dass an der Schnittstelle ein Schwanz nachgebildet werden muss. Stattdessen wuchs hier ein zweites Kopfteil, was zu großem Erstaunen führte. Dieses Verfahren der RNA-Interferenz wird in der Grundlagenforschung angewendet und soll neue Therapien bei verschiedensten Krankheiten des Menschen ermöglichen.
Durch das Engagement der Studenten erhielten die Schülerinnen und Schüler so einen praktischen Einblick in aktuelle Forschungsmethoden.

Zoobesuch der 5. Klassen

02.09.2016 Am Ende der ersten vollen Schulwoche stand für die neuen Klassen 5 am Donnerstag (Klassen 5a und 5b) bzw. Freitag (Klassen 5c und 5d) ein Besuch im Zoo an. Zunächst ging es in die Zooschule, in der die Kinder in das Thema „Anpassung von Säugetieren an ihren Lebensraum“ eingeführt wurden, und so mancher Lehrer staunte nicht schlecht über das bereits vorhandene Wissen der Jungen und Mädchen. Anschließend wurden die Erkenntnisse in der Praxis überprüft, wobei vor allem die Kamele, Giraffen, Flughunde und Orang-Utans beobachtet wurden. Zum Abschluss trafen sich fast alle Klassen im Robbenhaven, um an der unterhaltsamen Robbenvorführung teilzunehmen, die mit viel Applaus bedacht wurde. Danach ging es zurück zum KvG und hinein in das wohlverdiente Wochenende!

MINT-EC: Gewässeranalytik und Felduntersuchungen am Großen Heiligen Meer

Der Natur auf der Spur

Von Freitag, 02.09.2016, bis Sonntag, 04.09.2016, nahm ich im Rahmen des MINT EC-Projekts am Workshop „Gewässeranalytik und Felduntersuchungen am Großen Heiligen Meer“ in Recke teil.
Als ich am Freitag dort ankam, lernte ich zuerst die anderen Schüler aus den verschiedenen Gymnasien kennen. Wir starteten offiziell mit einer Besprechung über die Inhalte des Wochenendes. Leiter waren Herr Dr. Trappmann, u. a. auch Leiter LWL Museum und Außenstelle Heiliges Meer, und Herr Essers vom Gymnasium Wolbeck. Danach bekamen wir alle Zimmerschlüssel. Geschlafen wurde immer zu dritt in einem Zimmer. Nach kurzer Eincheckphase besprachen wir allgemeine Regeln zur Bettruhe und den Essenzeiten. Dann machten wir auch schon den ersten Rundgang um das 11 ha große Naturschutzgebiet. Herr Dr. Trappmann erklärte uns, wie das ´Große Heilige Meer´ entstanden ist und welche Lebewesen im diesem See zu Hause sind. Als nächstes führte er uns zu einem großen Heidefeld und erklärte uns, warum hier ein so großes Heidefeld entstanden sei. Ein paar Meter weiter zeigte Herr Dr. Trappmann uns dann die Bewohner des Heidefeldes, wie einen Muffelschnucken und Fledermäuse, aber zum anderen auch Frösche, Grashüpfer und Libellen und noch viel mehr. Da es inzwischen schon spät geworden war und wir am Nächsten Morgen in aller Frühe starteten, traten wir den Rückweg an. Nach dem Abendessen durfte ich noch mit zwei anderen auf Fledermaussuche gehen. Herr Dr. Trappmann gab uns dafür eine Art Sonargerät, mit welchem man die Fledermäuse hören konnte. Hierbei wurden die Schallgeräusche der Fledermäuse umgewandelt. Wir mussten aber um 22 Uhr wieder am Hause sein. Aber an diesem Abend konnten wir schon drei bis vier Fledermäuse hören, welches eine super Erfahrung für mich war, da man ja nicht immer ein derartiges Gerät zu Hand hat. Leider verabschiedete sich Herr Essers vorerst, da er noch eine private Veranstaltung hatte.

Am Samstagmorgen führten wir unseren kleinen Rundgang dann weiter und erfuhren noch ein paar interessante Fakten über das Gebiet. Außerdem nahmen wir an mehreren Stellen Bodenprofile und durften auf der Heide ein paar junge Birken und Birkensetzlinge ausreißen, aber auch nur weil wir die Erlaubnis dafür bekamen! Nach dem schmackhaften Mittagessen fuhren wir dann das erste Mal mit dem Boot auf den See hinaus. Wir packten alle Sachen für die Wasseranalyse ein und gingen zu den Booten. An der tiefsten Stelle des Sees angekommen, bauten wir die kleine Winde auf und schalteten alle Geräte an, um die nötigen Wasserproben aus verschiedenen Tiefen zu nehmen; die tiefste Stelle war im Übrigen 10,7 m. Wir waren fast drei Stunden auf dem See bis wir dann fertig waren. Wir fuhren zurück zum Labor der Station, um die Gewässeranalyse auszuwerten Dann brachten wir erst einmal die Gerätschaften, die wir zuvor gebraucht hatten, wieder zum Haus zurück. Im Anschluss daran gingen wir mit Netzen zum nahe gelegenen „Erdfallsee“, um Libellen zu fangen, um sie zu bestimmen. Natürlich ließen wir die Libellen danach wieder frei! Wir konnten drei unterschiedliche Arten von Libellen bestimmen, die in dem großen Heidefeld heimisch sind. Dann ging es auch schon zum Abendessen zurück zum Haus. Nach dem Abendessen ging Herr Dr. Trappmann dann mit uns allen noch einmal zur Fledermausjagd ins Heidefeld. Diese Nacht war noch erfolgreicher als die letzte, und wir konnten vier verschiedene Arten und Rufe von Fledermäusen wahrnehmen. Später waren dann doch alle platt und gingen freiwillig und ohne mit der Wimper zu zucken ins Bett.
Am Sonntagmorgen frühstückten wir in aller Ruhe und packten schon mal unser Gepäck zusammen, da wir später nicht mehr so viel Zeit dazu hatten. Dann gingen wir nochmal raus auf den See und warfen ein Planktonnetz aus. Mit dem frisch gefangenen Plankton gingen wir zurück zum Labor und untersuchten das kleine Getier. Aber die Bestimmung war dann doch nicht so leicht wie zuerst gedacht. Aber auch das war eine sehr Interessante Aufgabe für mich. Nach dem Mittagessen versammelten wir uns alle noch einmal, um zusammen mit Herr Dr. Trappmann und Herr Essers eine kleine Feedbackrunde zu machen, da es das erste Mal gewesen war, welches die beiden organisiert hatten. Ich fand, dieses Wochenende war exzellent investiert und sehr informativ, aber es war auch sehr lustig, da die beiden Lehrer vom Gymnasium Wolbeck eine sehr gelassene Stimmung haben aufkommen lassen. Dann war dieses Mint-Projekt auch schon vorbei. SCHADE!