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Die Mischung aus Neugierde und Ekel steht einigen ins Gesicht geschrieben. Immer wieder schreit oder quietscht jemand im Biologie-Fachraum, während die Schülerinnen und Schüler der 8b das frische Laubstreu durchwühlen. Behutsam und mit wachem Auge werden Blätter angehoben und Ästchen umgedreht, um möglichst viele der versteckten Tiere zu finden.

Bodenlebewesen heißt diese Lebensgemeinschaft der kleinen und kleinsten Tiere, die auch als Destruenten bezeichnet werden. Im Wald und auf Wiesen übernehmen sie eine wichtige Aufgabe: Den Abbau abgestorbener Pflanzenteile und die Produktion von Humus. Hummus? Nein. Das ist eine Creme aus Kichererbsen! Humus bezeichnet die organischen Bestandteile des Bodens, der für neu wachsende Pflanzen eine wichtige Lebensgrundlage darstellt.

Die Tiere werden mit der nötigen Sorgfalt in ein Lupenglas überführt und dort gesichtet. Anhand der sog. Beinuhr lassen sich die gefundenen Krabbler dann einordnen: Tiere ohne Beine (Würmer, Schnecken), Tiere mit sechs Beinen (Insekten wie z.B. Käfer), die achtbeinigen Spinnentiere und Tiere mit vielen Beinen (Asseln, Hundert- und Tausendfüßer). Kennst du eigentlich den Unterschied zwischen den letzten beiden?!

Florian Herff

Vorsichtig am Hahn der Bürette drehen und schon tropft die Salzsäure ins Becherglas. Vorsicht! Nur zwei Milliliter jeweils! Der pH-Wert liegt bei ca. 13,5, dann 13,2 – plötzlich ein Sprung in der Kurve, die das neue digitale Messgerät „Cobra SMARTlink“ der Firma Phywe auf dem Display anzeigt. Die Temperatur wird erneut notiert. Das Optimum ist erreicht, die Temperatur fällt wieder ab. Die Neutralisationswärme kann nun berechnet werden.

Die quantitative Analytik im Themenfeld „Säuren und Basen“ findet in der aktuellen Q1 mithilfe modernster Labortechnik statt. Mehrere Messungen können gleichzeitig verfolgt und anschließend ausgewertet werden. Alles digital und vernetzt.

Die neu ausgestatteten Chemie-Fachräume am Georg-Büchner-Gymnasium bieten einen Einblick, wie analytische Chemie im Labor aussehen könnte. Nachdem nun der Umzug ins frisch renovierte NW Gebäude abgeschlossen ist, ist die Stimmung bei Schüler*innen und Lehrer*innen gleichermaßen gut. Endlich wieder experimentieren!

Florian Herff

Heute berichte ich von einem außergewöhnlichen Experimenttag, der kürzlich am Georg-Büchner-Gymnasium (GBG) in Köln im Rahmen des Biologie-Leistungskurses unter der fachkundigen Leitung von Herrn Förster stattfand.

Die Schülerinnen und Schüler begaben sich an diesem Tag auf eine spannende forensische Reise, um einen simulierten Mordfall mithilfe von Gelelektrophorese und Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zu lösen und im Anschluss einen Vaterschaftstest durchzuführen.

Die Gelelektrophorese (GE) ist eine etablierte Methode in der Molekularbiologie, die es ermöglicht, DNA-Fragmente anhand ihrer Größe zu separieren. In diesem Fall wurde sie genutzt, um DNA-Proben von potenziellen Tatverdächtigen zu analysieren. Die Schülergruppen luden ihre Proben in speziell präparierte Gelplatten und bewegten sie mithilfe eines elektrischen Feldes durch das Gel. Die leicht negativ geladenen DNA-Fragmente wanderten je nach Größe unterschiedlich schnell zum Pluspol, was eine Sortierung und Charakterisierung der genetischen Informationen anhand eines Bandenmusters ermöglichte.

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine weitere Schlüsseltechnologie in der Molekularbiologie. Sie erlaubt die exponentielle Vervielfältigung von DNA-Sequenzen und wurde hier eingesetzt, um die Menge des verfügbaren DNA-Materials zu erhöhen. Dies ist besonders relevant, wenn nur begrenzte Spuren am Tatort vorhanden sind, wie es in der realen forensischen Arbeit oft der Fall ist.

Herr Förster bereitete zunächst die Proben vor und beschriftete sie. Dann führten die Schülerinnen und Schüler die notwendigen Schritte zur Vervielfältigung der DNA mithilfe der PCR durch, was etwa zwei Stunden in Anspruch nahm. In dieser Zeit bereiteten sie auch das Gel für die Gelelektrophorese vor. Anschließend luden sie die Proben der Tatverdächtigen in das Gel und nach nur 20 Minuten konnten sie bereits charakteristische Merkmale zwischen den Proben feststellen und den simulierten Mordfall lösen.

Nach dieser erfolgreichen Aufklärung begann der zweite Teil des Experiments: der Vaterschaftstest. Die Schülerinnen und Schüler setzten erneut ihre Kenntnisse in der PCR ein, um ausreichend DNA-Material für die Gelelektrophorese zu gewinnen. Auch dieser Vorgang dauerte etwa zwei Stunden, und am Ende standen erstaunliche fünf Milliarden Kopien des genetischen Materials zur Verfügung. Die Proben wurden erneut in das Gel geladen, und die Schülerinnen und Schüler warteten gespannt auf die Ergebnisse, so haben sie einen Vaterschaftstest durchgeführt und die Verwandtschaft prüfen können. Ergebnis war: Es war der Vater.

Dieser Experimenttag war eine einzigartige Erfahrung für die Schülerinnen und Schüler, bei der sie nicht nur die theoretischen Grundlagen der Gentechnik erlernten, sondern sie auch praktisch an einem realistischen Fall anwenden konnten – mit Technologien, die auch in der forensischen Kriminalistik Anwendung finden.

Das Georg-Büchner-Gymnasium ist stolz darauf, dass es durch die Neuausstattung der Naturwissenschaften seinen Schülerinnen und Schülern solche einmaligen Lernerlebnisse bieten kann, und wir hoffen, dass auch in Zukunft viele weitere Mitschülerinnen und Mitschüler die Gelegenheit haben werden, an solchen spannenden Experimenten teilzunehmen.

Luka Dragicevic, Schüler des Bio-LK von Herr Förster