Ökologieprojekte in der Toskana

Ökologieprojekte in der Toskana

Wie jedes Jahr fuhren die Kurse der Q2 im Rahmen ihrer Abschlussfahrten Ziele in ganz Europa an. Die Fahrt des Biologie-Leistungskurses im Oktober hatte dabei eindeutige naturwissenschaftliche Schwerpunkte.

Nach der Abfahrt am Sonntagabend erreichten die neunzehn Schülerinnen und Schüler mit ihren beiden Begleitlehrern, dem Kurslehrer Dr. Tech und der Biologielehrerin Frau Joos, nach einer Nachtfahrt den Ort Reggio in der Toskana. Das warme Wetter und der fußläufige Strand wurden von allen zur Entspannung nach der langen Fahrt genutzt.

Am nächsten Morgen ging es mit dem Bus, der dem Kurs die ganze Zeit für Ausflüge zur Verfügung stand, nach Vinci, dem Geburtsort des berühmten Universalgenies der Renaissance. Eine mittelalterliche Burg war als Ausstellungsort ausschließlich dem Leben und Werk von Leonardo da Vinci und seinen naturwissenschaftlichen Forschungen in den Bereichen der Mechanik, der Optik und der Anatomie gewidmet. Naturgetreue und zum Teil lebensgroße Modelle und Computeranimationen veranschaulichten seine Erfindungen eindrucksvoll. Eine deutschsprachige Museumsführerin präsentierte dem Kurs auch Originaldokumente, z.B. die biologischen Zeichnungen, die Leonardo im Rahmen seiner Forschungen angefertigt hatte. Nach einem kurzen Abstecher nach Pisa ging es wieder in die Unterkunft nach Reggio, einem kleinen Familienhotel, das den Kurs jeden Abend mit einem Drei-Gänge-Menü verwöhnte.

Der folgende Tag begann im größten Nationalpark der Region. Dort wurde der Kurs von einem fachkundigen Biologen begrüßt, der mit seinem Projekt „Pflanzenevolution – Anpassungserscheinungen mediterraner Pflanzen“ durch den Vormittag führte. Mit kleinen Arbeitsaufträgen konnten die Schülerinnen und Schüler evolutionäre Strategien der Pflanzen erkennen, z.B. in Abhängigkeit von Standorten, Bodenbeschaffenheiten oder klimatischen Einflüssen. Eine kleine Wanderung durch den Nationalpark führte den Kurs dabei von einem eher mitteleuropäischen Mischwald über Pinienwälder und Sanddünen bis zum Meer. Am Nachmittag stand dann ein Flussprojekt auf dem Programm. Auch hier führte ein Team von italienischen Biologen durch das Praktikum. Mit der entsprechenden Ausrüstung versehen wurde die Gewässergüte eines kleinen Flusses überprüft. Dabei wurde von den Schülerinnen und Schülern ein typisch biologisches Arbeitsverfahren eingeübt: die Analyse des Gewässers mit Hilfe sogenannter Bioindikatoren, also Organismen, die durch ihre An- oder Abwesenheit Aussagen über die Qualität des Wassers zulassen.

Der Abreisetag wurde schließlich ganz unterschiedlich genutzt. Während einige Schülerinnen und Schüler den Vormittag für einen Rundgang durch Florenz nutzten, erkundeten andere den Ort und die Strandpromenade von Reggio oder nutzten noch einmal die letzte Badegelegenheit. Abends ging es dann mit dem Bus wieder zurück zum Goethe-Gymnasium nach Düsseldorf.

 

 Michael Tech

Schnee und Sonne in Jochgrimm

Schnee und Sonne in Jochgrimm

Auch dieses Jahr fand wieder unsere Skifahrt statt. Ende März begaben sich 100 Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 8 mit dem Bus nach Jochgrimm (Südtirol, Italien).

Nach einer zwölfstündigen Nachtfahrt wurde das Hotel Schwarzhorn erreicht. Schon seit 1982 ist dieses Hotel, welches von Fabian Foppa in der zweiten Generation liebevoll geleitet wird, für eine Woche unsere Herberge.

Bevor die ersten Skistunden beginnen konnten, liehen wir Skimaterial aus und bezogen die Zimmer. In der Woche konnten die Schüler in kleinen Skigruppen das Skifahren lernen oder die Profis unter ihnen ihre Skitechnik verbessern. Wer es sich zutraute, konnte vom Weiß- und Schwarzhorn, den beiden Hausbergen, hinunterfahren. Auch war es möglich, einen zweitägigen Snowboard Schnupperkurs zu absolvieren.

Am Ende der Woche sollten die Schüler bei der Skirallye ihr neu erworbenes Können, u.a. an einer Slalomstation, beim Blindfahren oder beim Fangen der „surfenden“ Skilehrer unter Beweis stellen.

Am Abend gab es immer ein abwechslungsreiches Programm: Gruselige Werwolfnächte, spannende Tischtennisrunden, ein Discoabend oder die gemeinsame Nachtwanderung schafften schöne Gemeinschaftserlebnisse.

Auch dieses Jahr wurde wieder deutlich, dass die Skifahrt nach Jochgrimm ein wichtiger Teil unseres Schullebens ist, der es Lehrern und Schülern ermöglicht, den Anderen von einer neuen Seite kennenzulernen.

 

Stephan Preden

 

 

Sporthelferfahrt ins Erlebnis- und Feriendorf Hachen

Sporthelferfahrt ins Erlebnis- und Feriendorf Hachen

Am Mittwoch, den 15. November ging es für 13 Schüler der Jahrgangsstufe 9 und EF inklusive der Lehrkräfte Herrn Preden und Herrn Hiepler ins Erlebnis- und Feriendorf nach Hachen. Wir trafen uns am Hauptbahnhof in Düsseldorf, um mit dem Zug in der Stadt Sundern im Sauerland zu landen und von dort aus mit dem Bus nach Hachen weiterzufahren.

Nach einer kurzen Stärkung ging es direkt in die Sporthalle. Dort haben wir verschiedene Sportarten, wie zum Beispiel Tennis oder Tschukball ausprobiert und gleichzeitig die selbstständige Durchführung von Sporteinheiten gelernt.

Der kommende Tag fing früh an. Um 7.00 Uhr trafen sich alle zum Frühsport. Den Vormittag verbrachten wir in der Schwimmhalle. Wir sind um die Wette geschwommen und haben uns im Tauziehen gemessen. Das Beste kam zum Schluss, als Herr Preden nicht ganz freiwillig dem Wasser „Hallo“ sagte, da es die Schüler nach einigen Bemühungen doch geschafft haben, Herrn Preden ins Wasser hineinzuschubsen. Nach einer kurzen Pause ging es auf die große Rasenfläche. Wir lernten Baseball als neue Sportart kennen. Nach der Vorstellung der Ausrüstung und Spielregeln hatten sich schnell die Teams gebildet, um für das bevorstehende Baseballspiel zu üben, welches sich aufgrund der verschiedenen Schlagtechniken der Mannschaften als spannend erwies.

Die Mittagspause hatten wir dringend nötig, denn es erwartete uns eine neue Sportart, wofür wir die gesamte Kraft benötigten: Biathlon! Da noch kein Schnee lag, mussten wir anstatt des Skifahrens laufen. Die Aufgabe bestand darin, eine große Runde zu laufen und mit einem Lasergewehr fünf Zielscheiben so schnell wie möglich zu treffen. Pro Fehlschuss musste man zusätzlich eine Strafrunde laufen. Nach Absolvierung der Strafrunden folgte die zweite große Runde, mit dem abschließenden Liegenschießen. Das Team von Nils (9d) gewann den Biathlonwettbewerb mit einem unglaublichen Vorsprung.

Am Abend gingen wir wieder in die Sporthalle und spielten verschiedene Spiele. Das Lieblingssportspiel auf der Fahrt wurde definitiv ,,Capture the flag“. Ziel des Spieles war es, die Flagge des gegnerischen Teams zu ergattern. Der Tag wurde mit einem Lagerfeuer gekrönt, bei dem sich alle den Bauch mit selbstgemachten Burgern und Würsten vollschlugen. Nach dem Grillen spielten wir gemeinsam das beliebte ,,Werwolfspiel“. Der Tag ging viel zu schnell zu Ende.

Am nächsten Morgen mussten wir schon wieder unsere Zimmer räumen. Wir frühstückten und nutzten den Vormittag zum Tischtennis spielen. Es gab Einzelspiele und Rundlauf, bei dem fast alle immer mitgemacht haben. Nach dem Mittagessen ging es leider wieder zum Bus und von dort aus mit dem Zug zurück nach Düsseldorf. Trotz zweimaligen Umsteigens und der räumlichen Enge im Zug, nutzten wir die Zeit, um unser „Werwolfspiel“ weiterzuspielen. Die Zugfahrt war schnell vorbei und wir verabschiedeten uns voneinander.

Die Sporthelferfahrt war für uns Sporthelfer eine super Erfahrung, an die wir uns gerne zurück erinnern werden.

(von Wiki Speer, 9c)

 

Stephan Preden

 

 

 

Tierversuche verringern und alternative Testmethoden entwickeln: Wo stehen wir in NRW?

Tierversuche verringern und alternative Testmethoden entwickeln: Wo stehen wir in NRW?

Zu diesem Thema besuchte der Biologie Leistungskurs der Stufe 11 des Goethe-Gymnasiums in Begleitung ihres Fachlehrers, Dr. Michael Tech, eine Veranstaltung in Neuss.

Anwesend waren Forscher, Tierschützer, Schüler interessierte Bürger und Politiker, die sich mit dem Thema auseinandersetzen.

Tierversuche werden oft negativ dargestellt. Die Veranstaltung verdeutlichte, dass der Tierversuch nicht mit Tierquälerei gleichzusetzten ist. Beispielsweise zählen Zugvögel-Tracker ebenfalls zu Tierversuchen. In einer öffentlichen Diskussionsrunde konnten Fachleute einen Einblick in das Thema Tierversuche und Alternativen zu diesen geben. In der Diskussion, wurde nicht nur die ethische Seite der Tierversuche, sondern auch die ökonomische Seite beleuchtet.

Dabei wurde erwähnt, dass es den Labortieren weitaus besser geht als so manchem Tier, das alleine im Kinderzimmer verkümmert. So stehen im Jahre 2014 2.8 Millionen Tiere in Tierversuchen, 788 Millionen verzehrte Tiere gegenüber, die unter weitaus schlechteren Bedingungen gehalten und getötet werden. Labormäuse zum Beispiel haben Sozialpartner, können in ihrem Käfig klettern und bauen.

Außerdem könne man ohne einen einzigen Tierversuch durch das Studium kommen, so Dr. Thorsten Schäfer, Studiendekan an der Universität Bochum. Statt am toten Tier lernen die Studenten am Menschen, bzw. am Studenten. Sie messen sich zum Beispiel gegenseitig den Blutdruck.

Wirtschaftsministerin Svenja Schulze. (Foto: WDR)

Die anwesende Wirtschaftsministerin Svenja Schulze machte deutlich, dass Tierversuche ethisch fragwürdig seien und dass es elementar sei nach Alternativen zu forschen.

Um diese Alternativen zu erforschen gibt es Forschungseinrichtungen und Projekte, wie zum Beispiel CERST (Centrum für Ersatzmethoden zum Tierversuch).

Das Ziel dieser Forschungseinrichtungen ist es, alternative Testmethoden für die Forschung und Wissenschaft zu entwickeln, damit sich die Zahl der Tierversuche reduziert.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die Veranstaltung „Tierversuche verringern und alternative Testmethoden entwickeln: Wo stehen wir in NRW?sehr gelungen war und eine jede Seite der Tierversuche beleuchtet hat, denn nicht nur ethische Fragen drängen sich bei Tierversuchen auf, sondern auch ökonomische, wissenschaftliche und politische.

Der Kurs nahm aus dieser Diskussionsrunde als Fazit mit, dass der Tierversuch nicht gleichzusetzen sei mit der Tierquälerei und dass man viel mehr Geld benötige, um an der Entwicklung neuer alternativer Methoden zu arbeiten.

Auch der WDR hat über die Veranstaltung berichtet. Nachzulesen hier.

(von Tim Kuppetz und Paul Fritsche)

 

Michael Tech
Biologie Leistungskurs Q1 im Gen-Labor

Biologie Leistungskurs Q1 im Gen-Labor

Am 7. Juni machte sich der Biologie-Leistungskurs unter der Führung unseres Fachlehrers Dr. Tech auf den Weg nach Leverkusen. Unser Ziel war „Baykomm“, das Forschungszentrum des Unternehmens BAYER. Herr Tech hatte für uns einen Praktikumstag arrangiert, an dem wir in einem echten Profilabor unseren eigenen „genetischen Fingerabdruck“ herstellen konnten.  Zwei Mitarbeiter von BAYER standen den ganzen Tag zur Betreuung an unserer Seite und alles war sehr professionell vorbereitet; sogar Laborkittel mit unseren Namen standen schon bereit.

Obwohl wir den theoretischen Ablauf bereits aus dem Unterricht kannten, tat uns eine kurze Wiederholung zu Beginn ganz gut. Allerdings war es ein gutes Gefühl, dass wir mit den wissenschaftlichen Ausdrücken bereits recht sicher umgehen konnten und unser Wissen auf dem neuesten Stand war. Danach entnahmen wir aus unseren eigenen Zellen DNA Proben, wobei wir zwar auf Anleitung arbeiteten, aber alle Arbeitsschritte selbst ausführten.

 

Nachdem wir unsere DNA entnommen und gereinigt hatten, markierten wir bestimmte Gen-Abschnitte, die später für den genetischen Fingerabdruck vervielfältigt werden sollten. In einem speziellen Gerät (dem Thermocycler) wurden unsere DNA-Proben innerhalb einer Stunde millionenfach vervielfältigt, einem Verfahren, das man technisch als Polymerasekettenreaktion (PCR) bezeichnet.

Anschließend überführten wir diese Proben in ein Gel, an das eine elektrische Spannung angelegt wird. In diesem elektrischen Feld, der so genannte „Elektrophorese“ wandert die DNA, bis sich ein spezifisches Muster bildet: der genetische Fingerabdruck.

Zum Schluss konnte jeder aus unserem Bio-LK seinen eigenen einmaligen genetischen Fingerabdruck in geheimnisvoller Lumineszenz bewundern.

Der ganze Tag war nicht nur eine spannende und anschauliche Wiederholung des Stoffes, den wir bereits im Unterricht gelernt hatten, sondern bot uns darüber hinaus einen Einblick in die tägliche Arbeit im Labor. Besonders gefreut hat uns auch, dass wir von BAYER ein eindrucksvolles Zertifikat über unsere absolvierte Arbeit im Labor erhalten haben.

 

(von Nick Decius)

 

Michael Tech
Elektronenmikroskopie und Neue Technologien

Elektronenmikroskopie und Neue Technologien

Am 12. Mai machten wir, der Biologie Leistungskurs der Q1 von Dr. Tech, uns auf den Weg nach München, ins Zentrum „Neue Technologien“. Da das Thema „Elektronenmikroskop und andere Bild gebende Verfahren“ ohnehin im Lehrplan steht, entschied sich Herr Tech dazu, uns das am besten „life“ vorzuführen. Da Elektronenmikroskope sehr teuer und aufwändig sind, kann man diese nur in großen Universitäten oder Instituten zu Gesicht bekommen; im Unterricht hätten wir das Thema also nur theoretisch behandeln können. Hier bekamen wir jedoch eine sehr spannende Einführung am Gerät selbst. In einem Elektronenmikroskop werden anstelle von Licht Elektronen zur Abbildung verwendet.

Wie vielfältig das Fach Biologie tatsächlich ist, wurde uns erst jetzt bewusst, als wir uns mit den physikalischen Grundlagen vertraut machen mussten. Wir kannten zwar die plastisch erscheinenden Abbildungen aus dem Biobuch, hatten uns aber bisher keine Gedanken darüber gemacht, wie diese eigentlich zustande kamen. Wir starteten also mit dem Welle-Teilchen- Dualismus des elektromagnetischen Spektrums, wobei die Wellennatur folgendermaßen definiert ist:

(λ = Wellenlänge, h = Plank’sches Wirkungsquantum, M = Masse des Teilchens, v = Geschwindigkeit des Teilchens)

Aufgrund dieser Gleichung ist es leicht ersichtlich, dass eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Elektronen zu einer kürzeren Wellenlänge führt und somit auch zu einer höheren Auflösung. Letzteres wird auch in dieser Gleichung deutlich:

(d = Auflösungsvermögen, λ = Wellenlänge, n sin α = numerische Apertur (NA))

Je kleiner der Wert der Wert von d wird, umso feinere Strukturen können aufgelöst werden. Da Elektronen wesentlich kürzere Wellenlängen besitzen als sichtbares Licht, können sie auch wesentlich kleinere Strukturen auflösen. Die ursprünglich erhaltenen Bilder sind schwarz-weiß, da Elektronen anstatt von Licht zur Abbildung verwendet werden.

Zuerst muss jedoch erst einmal ein Elektronenstrahl erzeugt werden. Hierfür verwendet man eine Haarnadelkathode (z.B. aus Wolfram), die im glühenden Zustand Elektronen erzeugt, welche durch einen sogenannten Wehnelt-Zylinder gebündelt und in Richtung Anode auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Da allerdings die Anwesenheit reaktiver Gase (Luftsauerstoff) zu Wechselwirkungen mit dem aufgeheizten Elektronenemitter führen und der Wolframfaden infolge dessen durchbrennen würde, wird im EM ein Vakuum benötigt. Nun muss der Elektronenstrahl noch gelenkt und gebündelt werden. Dies erfolgt mit Hilfe inhomogener magnetsicher Felder (Linsen). Die meisten Proben müssen elektrisch leitend gemacht werden, indem sie beispielsweise mit Gold bedampft werden. Die Rasterelektronenmikroskope verfügen über einen ca. 30 bis 500 000fachen Vergrößerungsbereich und besitzen ein Auflösungsvermögen zwischen 2 und 6 nm. Besonders geeignet ist diese Art von Elektronenmikroskop, um die Oberfläche eines Gegenstandes plastisch und dreidimensional abzubilden.

Nach der Einweisung erhielten wir noch eine Führung durch weitere Ausstellungsstücke des Zentrums der Bio-, Gen- und Nanotechnologie. Besonders beeindruckend war dabei der Einblick von der Idee, über die Forschung bis hin zur industriellen Anwendung, wie z.B. die massenhafte Herstellung des für Diabetiker lebenswichtigen Insulins durch gentechnisch veränderte Bakterien, die mit Hilfe eines „eingebauten“ menschlichen Gens ein dringend benötigtes Medikament herstellen können uvm. Es ist leicht nachvollziehbar, dass wir nach zwei Tagen „Input“ und gedanklichen Ausflügen in die Physik, Biochemie, Neurobiologie und Genetik ziemlich erschlagen waren; dafür waren die Tage aber auch Wissenschaft zum Anfassen.

 

 

(von Nick Decius)

 

Michael Tech