Experimentiertag - DNA

Zielgruppe
Jahrgangsstufe: 10, 11, 12, 13, EF, Q1, Q2

Fachrichtung
Biologie

Worum geht es ?
An diesem Experimentiertag erfahren dieSchüler:innen die praktische Seite der Genetik! Jedes Team aus zwei Schüler:innen führt selbstständig eine Plasmidisolation und -Identifizierung durch. Dabei lernen Sie unter anderem den Umgang mit Mikropipetten und Laborzentrifugen. Die Theorie der gentechnischen Grundoperationen kommt dabei nicht zu kurz: Während der Laborarbeit besprechen sie die einzelnen Arbeitsschritte und verstehen so die wesentlichen Grundlagen wie beispielsweise die DNA-Restriktion oder die gelelektrophoretische Auftrennung von DNA-Fragmenten. Dieser Tag ist nicht nur ein Muss für alle Biologie-Leistungskurs- Schüler:innen, sondern auch für alle mit Interesse an einem Beruf in den Biowissenschaften.

Bezug zur FZJ-Forschung
In verschiedenen Instituten des Forschungszentrums wird mit DNA gearbeitet, so wird z.B. der Stoffwechsel von Bakterien dadurch untersucht (IBG-1) oder Genomkartierung durchgeführt (IBG-2).

Ablaufbeschreibung
Im JuLab machen die Schüler:innen die Desoxyribonucleinsäure "sichtbar": Anhand von molekularbiologischen Methoden wird ein Einblick in die Gentechnik vermittelt. Dabei isolieren die Schüler:innen Plasmide aus E. coli K12 und führen mit spezifischen Enzymen eine Restriktion durch. Anschließend erfolgt die Auftrennung der DNA-Fragmente mittels Gelelektrophorese. Das Ergebnis werten die Schüler:innen qualitativ aus.

Vorgesehene Experimente:
- Plasmidisolation aus E. coli K 12
- Restriktion der Plasmide
- Auftrennung der DNA Fragmente mittels Agarosegelelektrophorese
- Plasmididentifizierung

Lernvoraussetzungen

Die Schüler:innen sollen...

    1. zur Vorbereitung bereits in der Schule drei einfache Versuche zu folgenden Themen durchführen:
      - DNA-Isolierung, z.B. aus der Tomate
      - Einfluss von Spülmittel auf die Oberflächenspannung von Wasser
      - Löslichkeit einer Substanz in Abhängigkeit vom pH-Wert
    2. den Aufbau und die Funktion folgender Teilchen kennen:
      - der DNA (schematisch, molekular, Bedeutung der Basensequenzen)
      - der Biomembran mit dem Lipid als bifunktionales Teilchen (hydrophob/ hydrophil)
      - einer Bakterienzelle
    3. folgende chem. Grundbegriffe sowie deren Bedeutung bzw. Aufgabe kennen:
      - Molekül, Ion (Anion/Kation)
      - Säure-Base-Begriff nach Brönstedt, pH-Wert, Puffer
      - Enzyme
    4. das Aussehen und die Funktion sowie den Umgang mit nachstehenden Geräten (theoretisch) kennen:
      - richtiges Auffüllen und Ablesen von Glasgeräten (Meniskus)
    5. das wissenschaftspropädeutische Vorgehen kennen und wissen, warum man so vorgeht:
      - Problemstellung/Aufstellen von Hypothesen
      - Planen, Durchführen, Beobachten und Auswerten eines Versuches
      - Verifizieren bzw. Falsifizieren der Hypothesen
Anbindung an den Lehrplan
Mittelstufe (Biologie, Gymnasium)
Mittelstufe (Biologie, Realschule)
Mittelstufe (Lernbereich Naturwissenschaften, Hauptschule)
Mittelstufe (Biologie Gesamtschule)
Oberstufe (Gymnasium/Gesamtschule)

Lernform
arbeitsgleiche Gruppenarbeit (meist Dreiergruppen)

Anzahl der Teilnehmenden
min. 10 Personen
max. 30 Personen

Beginn - Ende
08:45 - ca. 16:00 Uhr

Kosten
10,00 € pro Person inklusive Mittagsverpflegung

Weitere Informationen und Anmeldung
Hier

Letzte Änderung: 07.09.2023