SGG - Fachschaft Biologie

Das "Blue-Genes" Praktikum an der Fachhochschule Bingen

Vom 14.2 bis 15.2. 2006 hatten wir, 50 Schüler des Stefan- George Gymnasiums Bingen, die Möglichkeit, an einem Laborpraktikum an der Fachhochschule Bingen teilzunehmen.

So bekam jeder von uns Einblicke in den richtigen Umgang mit verschiedenen Geräten in einem naturwissenschaftlichen Labor, da wir jeden eizelnen Schritt in Zweiergruppen ausführen konnten.

Unser Experiment beruhte auf der Transformation von E.-Coli Bakterien mit einem Plasmid , welcher die Bakterien resistent gegen Amplicillin macht. Später konnten wir diese Transformation durch Selektion auf ampicillinhaltigen Platten überprüfen.

Bakterienkolonien mit weißlicher Färbung haben dabei nur die Plasmide ohne das LacZ-Gen aufgenommen. Durch die Aufnahme der Plasmide sind sie gegen das Amplicillin resistent geworden
Diejenigen Bakterien, die eine Blaufärbung aufwiesen, haben Plasmide mit einem LacZ-Gen aufgenommen. Sie sind ebenfalls gegen Amplicillin resistent, exprimieren aber zusätzlich den bläulichen Farbstoff X-Gal.
Bakterienkolonien, die keinen Plasmid aufgenommen haben, sind aufgrund fehlender Amplicillinresistenz abgestorben.

Außerdem wurde uns die Gelelektrophorese erklärt, sodass wir auch unsere eigens hergestellten Restriktionsansätze selbständig kontrollieren konnten.

Da wir das Thema Genetik bereits seit mehreren Monaten schwerpunktmäßig im Biologieunterricht erarbeiten, war es für uns besonders spannend, den theoretischen Stoff auf die Praxis übertragen zu können.

Besonders aufregend waren die beiden Tage natürlich für diejenigen von uns, die selber überlegen, später im naturwissenschaftlichen Bereich zuarbeiten. Jedoch ist sicher, dass auch in allen übrigen von uns das Interesse an Naturwissenschaften durch dieses Praktikum verstärkt wurde.

Betreut wurden wir über beide Tage hinweg von den netten Mitarbeitern der Fachhochschule Bingen, welche für alle unsere Fragen und Probleme ein offenes Ohr hatten.

Besonders bedanken möchten wir uns hierbei bei Mikrobiologie-Professorin Marianne Krefft, die uns die Möglichkeit gegeben hat, an diesem Praktikum teilzunehmen. Es war wirklich eine aufregende Erfahrung für uns alle.

Cyd Hergenröder

Crime Time: Genetischer Fingerabdruck
Exkursion des Biologie Grundkurses der Jahrgangsstufe 12 an das
Institut für Biochemie an der Universität in Mainz

Im Rahmen des Ada-Lovelace-Projektes bietet das Institut für Biochemie der Universität in Mainz eine Veranstaltung für Schüler/innen an, in welcher ihnen das Thema Genetik und hierbei vor allem der genetische Fingerabdruck nahe gebracht werden soll. Während dieser Veranstaltung haben die Schüler/innen die Möglichkeit ihren eigenen persönlichen genetischen Fingerbadruck herzustellen. Zu diesem Thema werden jährlich nur sieben Veranstaltungen abgehalten und so hatten wir sehr viel Glück an diesem Ereignis teilnehmen zu können. Das Erbgut jedes Menschen ist einzigartig. Es ist eine immer wieder neue Mischung aus Erbinformationen, die zur Hälfte vom biologischen Vater und zur Hälfte von der biologischen Mutter stammen. In Form von DNS werden diese Informationen im Kern einer jeden Körperzelle gespeichert. Aus einigen Mundschleimhautzellen (oder auch Blutzellen) kann die DNS dann isoliert und sichtbar gemacht werden. Das DNS-Muster was hierbei entsteht, bezeichnet man als genetischen Fingerbadruck. Dieses Verfahren wird bei Vaterschaftstests, in der Kriminaltechnik oder vielleicht auch bald in den neuen Personal- und Reiseausweisen angewandt.

Am 19. Oktober 2005 war es dann soweit. Fünfzehn Schüler/innen des Biologie Grundkurses der Jahrgangsstufe 12 machten sich auf den Weg nach Mainz um ihren genetischen Code zu entschlüsseln und in die Geheimnisse der Gentechnik eingeführt zuwerden. Die theoretischen Grundlagen hierfür waren schon im Unterricht gelegt worden, so dass wir viele Vorgänge in der Theorie schon kannten. Mit der Begrüßung durch einen Mitarbeiter des Institutes und einer kurzen Einführung in das Thema des genetischen Fingerabdruckes ging es los. Nach Einweisung in den Umgang mit verschiedenen Laborgeräten wurde jedem Schüler eine Probe Mundschleimhautzellen entnommen, aus welchen die DNS gewonnen werden sollte. Im nächsten Schritt musste diese isoliert werden. Hierzu wurden den Zellproben verschiedene Chemikalien hinzugefügt und diese dann mehrmals zentrifugiert. Nach gut 40 Minuten hatten wir so unsere eigene DNS in der Hand.

Als nächstes mussten unsere DNS Proben für die Polymerase Ketten Reaktion (PCR), die Vervielfältigung von DNS, vorbereitet werden. Die PCR wurde jedoch nicht von uns persönlich, sondern von einem Thermocycler durchgeführt, da hierbei die Proben immer wieder und immer für eine bestimmte Zeit auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden mussten, um die Vervielfältigung der DNS zu unterstützen. Dieser Vorgang dauerte ca. zwei Stunden. Während dieser Zeit gingen wir in die Mensa der Universität, um schon mal das Essen für unser hoffentlich späteres Uni-Leben testen zu können. Der nächste Schritt nach der PCR war nun die DNS sichtbar zu machen. Hierzu trugen wir unsere Proben auf ein Agarosegel auf, welches unter Strom gesetzt wurde. Durch den Stromfluss wurden die einzelnen DNS-Stränge nach Größe aufgetrennt und dann unter UV-Licht sichtbar gemacht. Jeder von uns konnte nun seine eigene DNS sehen und auch dank eines Fotos mit nach Hause nehmen. Nach einem kurzen Abschlussgespräch ging es wieder zurück nach Hause.

Der gesamte Tag war sehr schön und auch spannend gestaltet. Man kann jedem nur raten, dass, wenn wer die Chance hat an so einer Veranstaltung teilzunehmen, er diese auch nutzen sollte. Denn wer kann schon von sich behaupten seine eigene DNS gesehen zu haben?

Cathrin Puchert, GK bi2 Jg 12

Schülerprojekt "Fotosynthese" an der Universität Mainz
LK 11 Biologie 3 an der Universität Mainz - 9. März 2005

Bericht als PDF-Datei (372 KB) downloaden (per Rechtsclick)

Blue Genes - Im Reich der Gene
Labortage für Schüler des Stefan-George-Gymnasiums in der Fachhochschule Bingen

Im Labor DNA in Bakterien einbauen und genetisch veränderte Kulturen züchten, eine hoch präzise Arbeit, welche meist nur von professionellen Wissenschaftlern ausgeübt werden kann, ist für Binger Schüler realisierbar geworden.

Die 10 Schülerinnen und 4 Schüler des Biologie Stammkurses der Jahrgansstufe 12 des Stefan George-Gymnasiums und ihre Lehrerin Christine Brück konnten am 17. und 18. Februar 2005 in der Fachhochschule Bingen genau dieses Abenteuer erleben und einen tiefen Einblick in die Gentechnik bekommen. Pünktlich um 9 Uhr morgens trafen sich die angehenden Abiturienten in der FH Bingen zu einer gemeinsamen Entdeckungsreise im Reich der Gene. Dort wurden sie vom Präsidenten der FH persönlich begrüßt und danach von Prof. Dr. Marianne Krefft über den Ablauf der zweitägigen Laborarbeit informiert und in die Sicherheitsvorschriften des Projektes Blue Genes eingewiesen. Nach einer kurzen Anprobe der Laborkittel und Schutzbrillen wurde sofort losgelegt. Pipetieren war die erste Aufgabe, welche zunächst mit Wasser geübt werden sollte. Doch schon hier bemerkten die Schüler wie schwer es ist nur wenige Mikroliter mit Hilfe der Pipette in ein Gefäß zu übertragen. Sorgfalt, ein gutes Auge und eine ruhige Hand sind hier gefragt, was bei den knapp bemessenen Chemikalien und Enzymen sehr wichtig ist. Am ersten Tag erstellte der Biologiekurs die DNA Präparate, welche die Bakterien in ihre Erbinformation aufnehmen sollten.

Als nächstes mussten die Nährböden für die Bakterien vorbereitet werden. Dies war keine leichte Aufgabe, da alles steril geschehen musste. Mit Unterstützung und vielen Tipps von Prof. Dr. Maria Krefft und den Laborbetreuern Wilke Hack und Claudia Klüskens aber ließ sich auch dieser Arbeitsauftrag sicher ausführen. Auch die Transformation selbst, also die Verschmelzung der Bakterien DNA mit den neuen Genen, war eine zeitaufwendige Herausforderung für die frisch gebackenen Laboranten, da exakte Zeiträume eingehalten werden mussten.

Zum Schluss des ersten Tages wurden schließlich die genmanipulierten Bakterien auf die Nährböden ausplattiert. Den zweiten Tag verbrachten die Schüler damit eine gängige Methode der DNA-Analyse kennen zulernen, die Gelelektrophorese, welche u.a. auch Teil der Arbeit z.B. in Vaterschaftstests und DNA-Analysen in der Kriminalistik ist. Während die Gelelektrophorese lief, konnte der Stammkurs beginnen die Bakterien in den Petrischalen zu zählen. Überraschenderweise ist es allen einwandfrei gelungen ihre Bakterien zu transformieren, was davon zeugt, dass sehr genau gearbeitet wurde und die Arbeitsaufträge exakt ausgeführt wurden. Die erfolgreich veränderten Bakterien zeigten sich als blau wachsende Kolonien, da diese Bakterien einen künstlichen Bestandteil ihres Nährbodens derart spalten, dass dabei ein jeansblauer Farbstoff entsteht.

Die letzten 2 Stunden des Projektes wurden dem theoretischen Teil des Praktikums gewidmet, der Auswertung. Hier mussten die jungen Forscher ihre Ergebnisse zusammentragen und die sie vergleichen.

Im Abschlussgespräch wurde deutlich, dass der gesamte Kurs diesen Besuch im Biotechnologielabor der Fachhochschule Bingen als absolutes Highlight des Genetikkurses bewertet.

Stefan Wanning