Qualitätskontrolle von Lebensmitteln

Oberstufe

Präsenz in Ihrer Schule

Bildquelle: Ellen Barzen

Dem Individuum auf der Spur - Der Genetische Fingerabdruck

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Hier finden Sie Details zu den Kursen und Angeboten.

GTG_01: Dem Individuum auf der Spur: Der genetische Fingerabdruck, 7 - 8h, Oberstufe

Kurs-Nr. GTG_01
MINT-Bereich(e) Biologie, Medizin
Berufs- und Studienfelder Biologielaborant*in, Biologisch-technische/r Angestellte/r (BTA), Biotechniker*in, Biologe/in, Humangenetiker*in, Forensiker*in, Bioinformatiker*in
Dauer (Zeitstunden) 7-8h (eintägig)
Format Präsenz (in der Schule)
Zielgruppe Oberstufe
empfohlenes Vorwissen Genetik Grundkenntnisse
Material nicht benötigt
Anzahl Teilnehmende 10 – 24
Kosten für die Schule keine Kosten für die Kursdurchführung (Förderung über BSO-MINT)
Sonstiges
Beschreibung Jeder Mensch ist anders, Individualität die sich auch im Erbgut widerspiegelt und auf verschiedensten Ebenen mit modernen biologischen Methoden analysiert werden kann, z.B. in Medizin und Forensik. GENETICS to GO rüstet einen Fachraum der Schule zu einem molekularbiologischen Labor auf.  Die von den DozentInnen mitgebrachten Geräte umfassen die Micropipetten und Materialien für individuelle Schüler-Arbeitsplätze sowie spezielles molekularbiologisches  Equipment zur Durchführung der experimentellen Arbeiten, z.B. Zentrifugen, Thermocycler für die Poymerase-Ketten-Reaktion (engl.Polymerase-Chain-Reaction:PCR), Gel-Elektrophorese und Dokumentation. Die Schüler*innen können so experimentieren, wie es auch in Forschung und Lehre derzeit üblich ist und lernen praktisch verschiedene Methoden eigenhändig durchzuführen und zu kombinieren.
Das Experiment, der „Genetische Fingerabdruck“  kombiniert vier einzelne Methoden:

  • Isolation von DNA aus  Mundschleimhautzellen
  • Analyse eines nicht-kodierenden Genlocus mittels PCR
  • Gelelektrophorese und Dokumentation sowie
  • abschließende Auswertung.
Alle diese Methoden sind fester Bestandteil des Kernlehrplans für die Gymnasiale Oberstufe in Biologie und  sehr häufig Abiturthema.
Im GENETICS to GO Kurs lernen die Schüler*innen wie eine Vielzahl und Abfolge von einzelnen experimentellen Schritten für eine Fragestellung kombiniert werden, um eindeutige Aussagen zu ermöglichen. In Lehrbüchern werden diese wichtigen Methoden zwar theoretisch beschrieben aber die praktische Durchführung bietet einen völlig anderen Erfahrungshorizont. Hinzu kommt, dass jede/r Schüler*in seine/ihre eigene Probe bearbeitet und ein individuelles Ergebnis erwartet, welches innerhalb der Gruppe abschließend diskutiert wird. Die beobachtete genetische Heterogenität erlaubt keine Aussagen über Eigenschaften der Kursteilnehmer*innen, führt im Ergebnis aber meist zu einer anregenden Diskussion über ethische Konsequenzen. Als Take-home Message realisieren die Schüler*innen, dass genetische Daten ähnliche Dimensionen besitzen wie Big Data im Internet. Aufbauend auf diese Diskussion schließt sich ein Themenblock über verschiedene Berufs- und Studienmöglichkeiten in den Biowissenschaften an. Thema hier ist auch die Vernetzung zwischen modernen biologischen Disziplinen und verwandten Gebieten aus dem MINT-Bereich und besonders der Medizin.
Die DNA-Proben verbleiben nach Ablauf der Maßnahme im Besitz der/s jeweiligen Schülerin bzw. Schülers oder werden vernichtet.

GTG_02: Qualitätskontrolle von Lebensmitteln, 7 - 8h, Oberstufe

Kurs-Nr. GTG_02
MINT-Bereich(e) Biologie
Berufs- und Studienfelder Biologe/-in, Molekularbiologe/-in, Lebensmitteltechniker/-in, Biologisch-technische/r Angestellte/r (BTA), Biologielaborant/-in
Dauer (Zeitstunden) 7-8h (eintägig)
Format Präsenz (in der Schule)
Zielgruppe Oberstufe
empfohlenes Vorwissen Genetik Grundkenntnisse
Material nicht benötigt
Anzahl Teilnehmende 10 – 24
Kosten für die Schule keine Kosten für die Kursdurchführung (Förderung über BSO-MINT)
Sonstiges
Beschreibung GENETICS to GO rüstet einen Fachraum der Schule zu einem molekularbiologischen Labor auf.  Die von den DozentInnen mitgebrachten Geräte umfassen die Micropipetten und Materialien für individuelle Schüler-Arbeitsplätze sowie spezielles molekularbiologisches  Equipment zur Durchführung der experimentellen Arbeiten, z.B. Zentrifugen, Thermocycler für die Poymerase-Ketten-Reaktion (engl.Polymerase-Chain-Reaction:PCR), Gel-Elektrophorese und Dokumentation.
Bei dem Experiment „Qualitätskontrolle von Lebensmitteln“ unterscheiden die SchülerInnen verschiedene Fleischsorten auf molekularer Ebene. Mittels PCR, eine der wichtigsten Methoden in der molekularen Biologie und Medizin, analysieren die Schüler*innen Lebensmittelproben, nachdem sie  DNA aus Fleisch- und Wurstproben bzw. Fertiggerichten isoliert und aufgereinigt haben.
Methodisch sind DNA-Struktur und -Extraktion, PCR sowie Gel-Elektrophorese  fester Bestandteil des Kernlehrplans für die Gymnasiale Oberstufe in Biologie und  sehr häufig Abiturthema. Im GENETICS to GO Kurs lernen die Schüler*innen wie eine Vielzahl und Abfolge von einzelnen experimentellen Schritten für eine Fragestellung kombiniert werden, um qualitative Aussagen zu ermöglichen. In Lehrbüchern werden diese wichtigen Methoden zwar theoretisch beschrieben aber die praktische Durchführung bietet einen völlig anderen Erfahrungshorizont. Hinzu kommt, dass jede/r Schüler*in eigene Proben bearbeitet und im Idealfall erwartet jede/r  ein individuelles Ergebnis, das am Kursende unter allen Teilnehmer*innen sowie mit positiven wie negativen Kontrollen verglichen werden kann und diskutiert wird. Obwohl das angebotene Thema aus der tierischen Lebensmittelanalytik stammt, sind die experimentellen Methoden mit leichten Anpassungen für pflanzliche Fragestellungen sowie die Humangenetik generalisierbar.
In Summe führt die praktische Durchführung eines eigenen Experiments, mit Analyse individueller Proben und die Auswertung aller erzielten Ergebnisse im Rahmen des Kurses  bei allen Schüler*innnen zu einem vertieften Verständnis theoretischer Grundlagen. Die DozentInnen ergänzen alle experimentellen Methoden durch Theoriebausteine, die neben allgemeinen Grundlagen auch methodische Unterschiede wie Gemeinsamkeiten in der experimentellen Vorgehensweise  herausarbeiten. Ein besonderes Anliegen der Dozent*innen von GENETICS to GO ist dabei, die partizipierenden Schüler*innen entsprechend ihres Wissenstandes abzuholen und Grundlagen zu schaffen, dass Kursteilnehmer*innen  sich weiterführende Inhalte selbstständig  erarbeiten können.
Die angewandten Methoden spielen nicht nur in der Nahrungsmittelkontrolle und Molekularbiologie eine bedeutende Rolle, sondern sind auch in Forensik, medizinischer Diagnostik, Mikrobiologie und Paläontologie unabdingbar. Ein spezieller Themenblock, der die Bandbreite von Berufen mit biologischer Fachrichtung ausführlich darstellt, ist Teil der Maßnahme.
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