19.04.2024 | Begabtenförderung, Berufsorientierung, Biologie, Kooperationen, MINT, News
Interessierte Schülerinnen und Schüler des Goethe Gymnasiums der Jahrgangsstufen 10-Q2 waren eingeladen zu einem Ferienkurs in den Osterferien im Schülerlabor von KölnPUB e.V. in Frechen, weil sie sich für Biologie interessieren und wissen wollten, wie sie konkret in der Forschung, in der Uni oder in einem Unternehmen angewendet wird. Außerdem wollten wir wissen, welche Berufsperspektiven uns später in dem Bereich erwarten, falls wir uns für eine Lehre oder ein akademisches Studium entscheiden.
In dem dreitägigen Praktikum verfolgten wir täglich von 09:00 bis 16:00 Uhr folgendes Projekt: Isoliere Plasmide (= Vektoren) aus Zellen nach dem Transformationsexperiment und analysiere mit Restriktionsenzymen, um welche Vektoren es sich handelt.
Auch die Polymerasekettenreaktion (PCR) sowie die Gelelektrophorese konnten wir selbst ausprobieren. Das Projekt eignete sich nicht nur hervorragend für Schülerinnen und Schüler, bei denen das Abitur vor der Tür steht, sondern für alle, die Interesse an Naturwissenschaften mitbringen. Zusätzlich bekamen wir alle Infos zu Ausbildungsberufen und Studiengängen im Bereich Biologie. Nach erfolgreicher Teilnahme erhielten wir eine Teilnahmebescheinigung.
Bewertung: das Praktikum ist nur weiterzuempfehlen, da man aus ihm großen Gewinn ziehen kann. Wir hatten die Möglichkeit wissenschaftliche Arbeit näher kennenzulernen und ein tieferes Verständnis der biologischen Prozesse zu gewinnen. Auch konnten wir an denselben Geräten üben, mit denen Wissenschaftler täglich arbeiten. Uns wurden Möglichkeiten für die Biologie im Studium oder in Berufen vorgestellt, wie z.B. als biologisch-technischer Assistent. Außerdem konnte ich dank des Praktikums ältere Unterrichtsinhalte nachholen und besser im Gedächtnis behalten.
(von Lin Abbas, Q1)
Dr. Michael Tech
19.04.2024 | Berufsorientierung, Biologie, Kooperationen, MINT, News
Als verlässlicher Partner der CEPLAS Labore der Universität Köln (Ceplas: Cluster of excellence on plant sciences) konnte das Goethe Gymnasium in diesem Schuljahr bereits zum zweiten Mal Schülerinnen und Schüler zu einem Ferienpraktikum entsenden.
Das Praktikum erstreckte sich vom 21. – 27.03.2024 jeweils von 09:00-16:00 Uhr im Institut für Pflanzenwissenschaften am Biozentrum der Universität zu Köln und begann am Donnerstag, den 21.03.2024 mit einer allgemeinen, thematischen Einführung und einer Sicherheitsbelehrung; diese einführende Veranstaltung fand per Videokonferenz statt.
Ziel des Praktikums ist es, die symbiotische Beziehung zwischen Pflanzen und Mikroorganismen beschreiben zu können sowie Erkenntnisse über die Ökologie, Morphologie, Physiologie und Genetik von Wurzelraumsymbiosen miteinander zu vernetzen.
Während des Praktikums sprechen die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen über wissenschaftliche Methoden und die Schüler und Schülerinnen aus drei verschiedenen Jahrgangsstufen leisteten viel praktische Arbeit auf makroskopischer (Vermessung von Pflanzen und Aufnahme verschiedener Parameter), mikroskopischer (Beobachtung von Wurzelproben) und molekularer Ebene (DNA-Isolierung, PCR, Gel-Elelektrophorese etc.).
Außerdem erstellten die Schülerinnen und Schüler eine Power Point Präsentation zu ihren Ergebnissen, die vor dem gesamten Kurs vorgestellt werden mussten.
In diesen insgesamt vier Tagen erhielten die Schülerinnen und Schüler umfangreiches Praxiswissen in verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen, zu Lehrberufen aber auch akademischen Studien.
Dr. Michael Tech
19.04.2024 | Biologie, Exkursionen, Kooperationen, MINT, News
Vom Klassenzimmer ins Labor – der europäische Aktionstag bot Schülerinnen und Schülern des Bio LK des Goethe Gymnasiums Stammzellforschung zum Anfassen.
Zum UniStem Day am 22. März 2024 empfingen 12 wissenschaftliche Einrichtungen (Universitäten und Unikliniken) aus ganz NRW 200 Schülerinnen und Schüler in ihren Laboren und boten direkte Einblicke in den Alltag der Stammzellforschung sowie Gelegenheit mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Dialog zu treten. Seit 2009 findet jährlich im März der „UniStem Day“, ein internationaler Aktionstag zur Stammzellforschung, statt. Ziel der Veranstaltung ist es, interessierten Jugendlichen die Thematik der Stammzellforschung näher zu bringen und das an den Schulen vermittelte Wissen zu vertiefen.
97 Forschungseinrichtungen in 13 Ländern auf zwei Kontinenten öffneten zum diesjährigen Aktionstag ihre Türen. Erneut fand der überwiegende Teil der Angebote aus Deutschland in Nordrhein-Westfalen statt und wurde von Mitgliedern des Stammzellnetzwerk.NRW ausgerichtet.
„Der UniStem Day ist wichtig, weil er jungen Menschen, die vor dem Eintritt in eine weiterführende Ausbildung stehen, einzigartige Einblicke in eines der zukunftsträchtigsten Gebiete der Biologie und Biomedizin bietet: der Forschung an und Arbeit mit menschlichen Stammzellen und den aus ihnen erzeugten Zellen und Gewebe“, erklärt z.B. Prof. Dr. Nilima Prakash von der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL).
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Universitätsklinikum Köln und Medizinische Fakultät, Zentrum für Physiologie und Pathophysiologie führten die Teilnehmenden des Bio LK des Goethe Gymnasiums in das Thema Stammzellen und ihre Anwendungsmöglichkeiten ein und boten bei Vorträgen Einblicke in die Forschungspraxis. Dabei wurden Stichworte wie humane induzierte pluripotente Stammzellen, Differenzierung in Dopamin-synthetisierende Nervenzellen oder Morbus Parkinson thematisiert. In Labor-Workshops der Kurs außerdem Gelegenheit selbst praktische Arbeiten wie etwa das Ansetzen einer quantitativen Echtzeit-PCR oder eine „Zellfütterung“ durchzuführen. Vorträge zum Berufsalltag von in der Wissenschaft tätigen Personen und anschließende Diskussionsrunden, bei denen Fragen zu Studium, Promotion oder dem Arbeiten in der Wissenschaft erörtert wurden, rundeten das Programm ab.
„Es war sehr interessant, aus erster Hand zu erfahren, wie der Arbeitsalltag eines Stammzellforschers aussieht und welche Berufsperspektiven sich in diesem Feld bieten. Jetzt bin mir noch sicherer als zuvor, dass ein Biologiestudium genau mein Ding ist!“ fasst eine Schülerin ihre Erkenntnisse aus dem Austausch mit einem der Experten zusammen.
Dr. Michael Tech
19.04.2024 | Biologie, Exkursionen, Kooperationen, MINT, News
Am 12. März 2024 nahm der Bio LK Q1 an einem digitalen Workshop der Universität Bielefeld teil.
In diesem Workshop wurde der Frage nachgegangen, warum uns koordinative Übungen so schwerfallen. Die Antwort auf diese Frage führt uns in die Tiefen unserer Schaltzentrale – zum Gehirn und den dort verborgenen exekutiven Funktionen. Der Ausdruck „Exekutive Funktionen“ ist ein Sammelbegriff aus der Hirnforschung und Neuropsychologie. Er bezeichnet jene geistigen Funktionen, mit denen Menschen, und im weiteren Sinne alle höheren Lebewesen mit einem Gehirn, ihr eigenes Verhalten unter Berücksichtigung der Bedingungen ihrer Umwelt steuern. Exekutive Funktionen wurden in vielen Studien untersucht. Dabei fand man heraus, dass sie womöglich eine größere Rolle für den Schulerfolg haben als die kognitive Intelligenz. Vielversprechende Gründe also, die exekutiven Funktionen näher kennen zu lernen und sich auf eine Reise in unser Gehirn zu begeben.
In diesem Workshop wurde Wissen rund um das Gehirn vermittelt. Es blieb aber nicht nur bei einer theoretischen Erarbeitung. In sportpraktischen Phasen lernten die Schülerinnen und Schüler Übungen kennen, die einen aus dem Konzept bringen, welche exekutiven Funktionen dabei trainiert werden und wie ganz einfach das Gehirn trainiert werden kann
I. Arbeitsgedächtnis
Informationen kurzzeitig merken, ggf. verändern und in einer Aufgabe anwenden
II. „Kognitive Flexibilität“
Gleichzeitige und/oder schnell aufeinanderfolgende Aufgabenbewältigung
III. Inhibition (Hemmung / Unterdrückung)
Störreize werden ausgeblendet und der Fokus auf eine Aufgabe gelegt.
Fazit der Schülerinnen und Schüler: man hatte eine Menge darüber erfahren, wie das Lernen überhaupt funktioniert und darüber, wie weit man tatsächlich für seinen Lernerfolg selber verantwortlich ist, da man das Lernen in entscheidenden Phasen beeinflussen kann.
Foto: C5 Studios
Dr. Michael Tech
04.09.2023 | Biologie, Exkursionen, Kooperationen, MINT, News
Im Rahmen des Inhaltsfeldes „Neurobiologie“ besuchten Schüler:innen des Biologie LKs und der Biologie GKs der Q1 im letzten Schuljahr das Schülerlabor BeLL-Bio der Bergischen Universität Wuppertal.
Im modern ausgestatteten Labor erhielten die Teilnehmenden unter professioneller Anleitung Einblick in verschiedenste neurophysiologische Methoden. Am Beispiel des motorischen Lernens erarbeiteten sie experimentell und selbstständig verschiedene Aspekte der Funktionsweise des Gehirns. Durch einen Lernversuch zum Cup-Stacking, die Aufnahme eines EEGs sowie die Herstellung mikroskopischer Präparate von corticalen Pyramidenzellen konnten so Beziehungen zwischen unterschiedlichen Systemebenen hergestellt und das Wissen aus dem Unterricht praktisch angewendet werden. Das besondere Highlight des Labortages war die Präparation und Untersuchung echter Schweinehirne, die bei allen, trotz anfänglicher Überwindung, große Faszination und Interesse hinterließ.
Nach einem arbeitsreichen Vormittag ging es schließlich zur Stärkung in die Mensa, bevor am Nachmittag die experimentell erhobenen Daten in einer abschließenden Besprechung gemeinsam ausgewertet und diskutiert wurden.
Anna-Lena Groß
20.03.2022 | Berufsorientierung, Biologie, Kooperationen, MINT, News
Im Rahmen des internationalen Stammzellentags fand am 11. März 2022 an der Heinrich-Heine-Universität der „Uni-Stem-Day“ statt. om Graduiertenkolleg 2578 hierzu eingeladen war der Biologie Leistungskurs der Q1 unter Leitung von Gregor Hiepler. Zunächst informierte eine kurze Vorlesung die Schülerinnen und Schüler über das Thema Stammzellen und dessen Zusammenhang mit der genetischen Toxikologie von Professor Fritz, Leiter der Fakultät für Toxikologie an der HHU. Im Anschluss konnte der Kurs unter Anleitung der Wissenschaftler verschiedener teilnehmenden Labore mit Stammzellen fachmethodisch arbeiten. So konnten z.B. Stammzellen unter dem Mikroskop angeschaut oder die Proliferation (Zellvermehrung) mittels Zugabe gefärbter Schadstoffe untersucht werden.
Darüber hinaus hatten die Schülerinnen und Schüler eine wunderbare Gelegenheit des Austauschs mit den Wissenschaftlern über ihre Beweggründe und Empfehlungen für das Studium. Während den Arbeitsphasen gab es viele Informationen zu Studienmöglichkeiten an der HHU und allgemein innerhalb der naturwissenschaftlichen Felder.
Alles in allem lieferte der Exkurs die perfekte Möglichkeit, das Unterrichtswissen über das Thema praktisch anzuwenden, zu erweitern und in Erfahrung zu bringen, wie die tägliche forschende Arbeit im Labor von statten geht.
Eine erneute Teilnahme im nächsten Jahr ist fest eingeplant.
Unabhängig von dieser Veranstaltung besuchten zwei Schülerinnen, Martha und Elena aus dem Bio-LK von Dr. Michael Tech, den Uni-Stem-Day. Was sie dort erlebten, können Sie hier nachlesen:
Anlässlich des UniStemDays 2022 haben wir, Elena und Martha, letzten Freitag, den 11.03.22, im Forschungslabor der translationalen UroOnkologie verbracht. Wir sind Schülerinnen des Biologie LKs von Herrn Dr. Tech, der mit uns bereits letztes Jahr Webinare und Exkursionen zum internationalen Stammzellentag durchgeführt hat. Dieses Jahr haben wir uns freiwillig noch einmal unabhängig voneinander beworben und hatten das Glück, gleich zwei der insgesamt acht verfügbaren Plätze belegen zu dürfen. Unter Leitung von Prof. Dr. Nettersheim konnten wir von 9-14 Uhr einen Einblick in die Arbeit und den Alltag des Forschungslabors gewinnen. Zuvor wurde uns ein Skript zur Vorabinformation und Vorbereitung zugesandt. Das Angebot war für uns besonders ansprechend, da wir neben allgemeinem Interesse an der Forschung, vor allem von dem Thema der Tumor-Stammzellen angetan waren, da dieses generell innerschulisch verhältnismäßig wenig behandelt wird. Wir konnten es also kaum erwarten! Nun aber zu unseren Erfahrungen, die wir an dem Tag gesammelt haben:
Der Tag hat um 9 Uhr (also zu einer sehr humanen Uhrzeit) auf dem Gelände der Heinrich-Heine- Universität gestartet. Begonnen wurde mit einer Vorlesung zu den „Molekularbiologische Methoden Heute und Gestern“ von Prof. Dr. Nettersheim, mit der er uns Schülern zunächst die Grundlagen zu DNA, RNA und Proteinen und deren Analysemethoden wiederholte. Von der Entdeckung der DNA bis hin zu modernen Methodiken wie das New Generation Sequencing oder der Optogenetik wurden uns viele wissenschaftliche Errungenschaften und Innovationen der letzten Jahre vorgestellt. Dabei ging er beispielsweise näher auf Methoden wie die PCR, die Senger Sequenzierung oder auch CRISPR/ Cas9 ein. Auch vergleichsweise ältere Editierungsverfahren wie ZFN oder TALEN wurden präsentiert und ihre Vor- und Nachteile gegenüber moderneren Techniken abgewogen. Neben der Gentechnik wurde auch das Themengebiet rund um Stammzellen mit Shinya Yamanaka und seiner Entdeckung von IPS Zellen angeschnitten. Im Anschluss daran klärte uns Dr. Margaretha Skowron über die Epidemiologie von Krebserkrankungen auf, um uns das Thema näher zu bringen, mit dem wir uns befassen sollten: Krebszellen.
mehr lesen
In dieser sehr interaktiv gestalteten Präsentation durften wir unsere Schätzungen zu Fragen wie „Was ist die häufigste Krebsursache?“, „Welche Krebsart ist die Häufigste?“ oder „Wie werden sich die Krebserkrankungen in Zukunft verändern?“ abgeben. Nebenbei lernten wir über das TNM Verfahren, die Auswertung bestimmter Analysemethoden in der Krebsforschung, Therapieansätze, die sogenannten „hallmarks of cancer”, sowie wie wir feststellen können, ob der Krebs angeboren oder erworben ist. Abgeschlossen wurde dieser Vortrag mit einer kleinen Fragerunde zu dem Studiengang Biomedizin, zu dem uns Dr. Skowron ausführlich Fragen beantwortete. Trotz der sehr fachlich ausgelegten Themen, haben sowohl Prof. Dr. Nettersheim als auch Dr. Skowron in einer sehr netten und lockeren Atmosphäre die Themen sehr verständlich näherbringen können. Das hat auch eine Teilnehmerin des Kurses bestätigt, die als einzige von uns acht Schülern den Bio GK in der Q2 besucht und meinte: „Ich hatte schon Angst, dass ich nichts verstehen werde, aber das ging echt voll klar!“
Nach diesen etwas theoretischeren Einheiten, sollte es nach einer kleinen Pause nun endlich ins Labor gehen!
Alexa und Christian, so hießen unsere beiden Betreuer im Labor, forschen beide an Krebszellen, insbesondere an testikulären Keimzelltumoren. Diese wurden uns auch sofort gezeigt. Dafür haben Alexa und Christian verschiedene Zellkulturen vorbereitet, die wir unter dem Mikroskop betrachten durften und anschließend beschreiben sollten. Beispielsweise sahen viele von uns in den Tumorzellen „ein Spiegelei“ oder „einen Donut“. Neben den verschiedenen Zelltypen wurden uns aber auch neue Methoden zur Analyse gezeigt. Mikroskopiert hatten die meisten von uns bereits; die „Hanging- Drop Zellkulturtechnik als 3D Modell“ war jedoch allen neu.
Statt den zweidimensionalen Monolayerkulturen, wird es durch diese sogenannten „Hanging Drops“ ermöglicht, die Zelle und ihre Entwicklungsprozesse dreidimensional zu verfolgen – und das in vitro. Wir Schüler beobachteten also beispielsweise wie durch Immunzellen die Apoptose (Zelltod) einer Tumorzelle eingeleitet wurde. Damit uns Begriffe wie „Seminom“ oder „GCNIS-Zellen“, die im Labor des Öfteren fielen, nicht unbekannt waren, hatten wir ja am Tag zuvor das Skript bekommen. Und selbst wenn man mal eine Frage hatte, war das auch kein Problem. Ganz im Gegenteil: Wir wurden regelrecht dazu animiert Fragen zu stellen und nachdem wir unsere anfängliche Hemmschwelle überwunden hatten, löcherten wir die Forscher nur so.
Als nächstes gingen wir zu Mara, die sich in erster Linie mit der Analyse des Tumor-Proteoms befasst. Sie hat uns erklärt, dass die Zusammensetzung der Proteine innerhalb einer Zelle je nach Kondition variiert und es sich genau deshalb anbietet, dieses bei Tumor- und Stammzellen zu untersuchen. Daher haben wir hier mithilfe einer Gelelektrophorese, Unterschiede zwischen behandelten und unbehandelten Proteinproben aufdecken wollen. Hierzu wurden zwei Trenngele in eine Konstruktion gespannt und mithilfe einer Art Kamm einzelne Taschen hineingestochen, sodass sich schmale Kammern zwischen den Gelen ergaben. In diese haben wir nacheinander verschiedene Proteinproben pipettieren dürfen. Es folgte die Auftrennung der Proteine durch das Aufbauen einer elektrischen Spannung. Je nachdem wie groß die Proteine sind und wie sie geladen sind, wandern sie weiter und schneller durch das Gel. So ergibt sich letztendlich durch das anschließende Einfärben der Proteinbanden ein Bandenmuster, welches Auskunft über die Zusammensetzung des Proteoms einer Zelle gibt.
Zuletzt begaben wir uns in den dritten Laborraum. Aaron hat uns hier die Zellzyklus-Analyse mit Hilfe der Durchflusszytometrie gezeigt. Klingt kompliziert, jedoch hat uns das sogenannte Durchflusszytometer die meiste Arbeit abgenommen. Zuvor durften wir uns erneut im Pipettieren beweisen, indem wir eine Lösung mit vielen Zellen in ein Reagenzglas überführt haben. Die darin enthaltene DNA war bereits angefärbt. Das Durchflusszytometer hat daraufhin mit einer feinen Kanüle alles eingesogen. Im Inneren des Gerätes wurde jede Zelle einzeln in einem Engpass per Laser gescannt und die Menge der DNA gemessen. So ließ sich letztendlich auf einem Display ablesen, wie viele Zellen sich in welcher Phase des Zellzyklus befanden und wie hoch dementsprechend ihr DNA-Gehalt war. Nach jedem Durchgang hat sich das Zytometer von selbst gereinigt – sehr praktisch! Daraufhin haben wir den Vorgang mit behandelten Tumorzellen wiederholt. Durch die Behandlung sollte ermöglicht werden, dass während der DNA-Replikation mehr DNA abgelesen und repliziert wird. Tatsächlich fielen die Ergebnisse der zweiten Probe höher aus und der gemessene DNA-Gehalt stieg an.
Dieser ereignisreiche Tag wurde von einer abschließenden Fragerunde abgerundet. Im Plenum hatten wir acht Schüler die Möglichkeit Prof. Dr. Nettersheim und seinem gesamten Team ganz persönlich(e) Fragen zu stellen. „Was macht Ihnen im Beruf am meisten Spaß?“, „Haben sich Ihre Erwartungen an Ihr Studium/Beruf erfüllt?“ und „Lohnt sich die ganze Mühe überhaupt?“ waren nur einige Fragen, die wir an diesem Nachmittag beantwortet bekommen haben. Dabei hat man durchgehend gemerkt, wie viel Begeisterung in dem Forscherteam gesteckt hat, was uns Schüler in unseren Interessen und Studienwahl selbst natürlich sehr bestärkt hat.
Ein großes Dankeschön an Professor Nettersheim und sein Team und ein großes Danke an Dr. Tech, der uns die Teilnahme möglich gemacht hat.
(von Elena Raber und Martha Beckmann)
Gregor Hiepler
Dr. Michael Tech
Liebe Eltern, liebe Kinder aus der Ukraine,
Дорогие родители, дорогие дети из Украины! 
Любi батьки, любі діти з України! 
Dear parents, dear students from the Ukraine,