Genetik praktisch erleben

Eine lehrreiche Exkursion unternahmen der Biologie-Leistungskurs der Q2 sowie einige Schüler:innen des Biologie-Grundkurses zum CeBiTec (Centrum für Biotechnologie) an der Universität Bielefeld. Bereits um 9 Uhr morgens begann der Labortag, der thematisch eng an die aktuelle Unterrichtsreihe Gentechnik angebunden war und den Schüler:innen die Möglichkeit bot, theoretisch erlernte Inhalte in einem echten Forschungslabor praktisch umzusetzen.

Im Mittelpunkt des Besuchs stand die Tierartendifferenzierung mithilfe molekularbiologischer Methoden. Zur Vorbereitung und späteren Nachbereitung erhielten die Schüler:innen bereits einige Tage vor der Exkursion ein interaktives Skript, das nicht nur den theoretischen Hintergrund erklärte, sondern auch die einzelnen Arbeitsschritte verständlich darstellte. Dadurch konnten die Versuche im Labor gut nachvollzogen und die Ergebnisse im Anschluss ausgewertet werden.

Zu Beginn des praktischen Teils isolierte die Gruppe die DNA aus verschiedenen Fleischproben. Ziel war es, anhand der genetischen Information die enthaltene Tierart zu identifizieren. Anschließend wurde ein bestimmter Genabschnitt mithilfe der PCR-Methode (Polymerase-Kettenreaktion) vervielfältigt. Diese Methode ermöglichte es, selbst kleinste DNA-Mengen millionenfach zu kopieren und so für weitere Untersuchungen nutzbar zu machen.

Im nächsten Schritt erfolgte die Restriktionsspaltung der PCR-Produkte. Dabei wurden spezielle Restriktionsenzyme eingesetzt, die die DNA an bestimmten Sequenzen schneiden. Die entstandenen DNA-Fragmente wurden anschließend mittels Gel-Elektrophorese ihrer Größe nach getrennt und durch eine Anfärbung sichtbar gemacht. Auf diese Weise entstand ein charakteristisches Bandenmuster, das als genetischer Fingerabdruck diente und Rückschlüsse auf die jeweilige Tierart erlaubte.

Während der Wartezeiten zwischen den einzelnen Arbeitsschritten wurde die Zeit sinnvoll genutzt, um den Schülerinnen und Schülern offene Fragen zu beantworten und die zuvor durchgeführten Methoden gemeinsam zu reflektieren. Zudem erklärten die wissenschaftlichen Mitarbeiter jeweils die nächste anstehende Methode, sodass die Teilnehmenden gut vorbereitet in die folgenden Versuchsschritte gehen konnten. Auf diese Weise wurde das praktische Arbeiten im Labor mit theoretischem Wissen verknüpft und das Verständnis der genetischen Verfahren weiter vertieft. Die im Labor gewonnenen Ergebnisse wurden den Schüler:innen später zur Verfügung gestellt und im Biologieunterricht ausführlich nachbesprochen.

So konnte der gesamte Versuch noch einmal gemeinsam ausgewertet und in den fachlichen Zusammenhang der Unterrichtsreihe eingeordnet werden. Eine gemeinsame Mittagspause in der Mensa der Universität Bielefeld bot zudem Gelegenheit zum Austausch und gab einen kleinen Einblick in den studentischen Alltag. Ein besonderes Highlight war für viele das Arbeiten im Labor, vor allem der Umgang mit den Mikropipetten, sowie das eigenständige Durchführen von Methoden, die zuvor im Unterricht behandelt worden waren. Insgesamt stellte der Ausflug zum CeBiTec eine gelungene Ergänzung zum Biologieunterricht dar. Die Exkursion vermittelte nicht nur fachliche Kompetenzen, sondern weckte auch bei einigen Schüler:innen ein verstärktes Interesse an naturwissenschaftlicher Forschung und einem möglichen Studium im naturwissenschaftlichen Bereich.