Krankheiten heilen mit Hilfe der Genschere oder Täterüberführung durch den genetischen Fingerabdruck sind Themen, die hochaktuell sind und Jugendliche interessieren. Lehrwerkstätten greifen moderne Life-Science-Themen leider nur begrenzt auf und an eine praktische Durchführung ist aufgrund der Komplexität und teuren Laborausstattung im Normalfall an Schulen nicht zu denken.
Die Fachschaft Biologie hat aus diesem Grund am 27. Januar 2023 am Dietrich Bonhoeffer Gymnasium Schweich einen Projekttag für die Biologiekurse der Stufe 12 veranstaltet, an dem mittels eines geliehenen mobilen Genlabors mit Experimentiermaterial für Schulen viele Facetten eines modernen ansprechenden nachturwissenschaftlichen Unterrichts geboten werden konnte. Dieser Projekttag fand zum ersten Mal am DBG statt und wurde von Herr Reifer, Herr Flauss und Herr Mesecke begleitet.
Zu Beginn des Tages wurden kleine Arbeitsgruppen gebildet, wobei jede mit einem IPad und den zum Labor gehörigen Materialien ausgestattet wurden. Danach gingen die Lehrer wiederholend auf das benötigte theoretische Wissen der Molekulargenetik ein und jeder Gruppe stand ein DNA-Modell zur Veranschaulichung zur Verfügung. Anschließend erhielten die Schüler*innen eine Einführung bezüglich der Arbeitsweise eines Labors und der Funktionsweise der Materialien, dazu gehörten unter anderem wissenschaftliches Pipettieren. Der Umgang mit den ungewohnt kleinen Flüssigkeitsmengen verlangte Fingerspitzengefühl und eine ruhige Hand, weswegen das Pipettieren mehrere Male geübt wurde, bevor es dann auch schon mit den eigentlichen Untersuchungen des Tages losging, wobei jede/r Schüler*in die Chance hatte, seine eigene DNA unter die Lupe zu nehmen.
Für die Untersuchung entnahm sich jede/r Teilnehmende Mundschleimhautzellen, die mithilfe spezieller Geräte mit einer präparierten Lösung vermischt wurden. Die enthaltene DNA jeder einzelnen Probe konnte nun durch die PCR-Technik in einem sogenannten Thermocycler über den Mittag vervielfältigt werden; währenddessen legten die Schüler*innen eine Mittagspause ein.
Bevor der nächste Arbeitsschritt erfolgte, besprach der Kurs das Grundlagenwissen bezüglich der Gelelektrophorese, durch welche die zuvor entstandenen DNA-Fragmente der Größe nach aufgetrennt werden. Um die Ergebnisse sichtbar zu machen, wurden diese mit einem speziellen Fluoreszenzfarbstoff angefärbt und erneut gründlich vermischt. Daraufhin wurde die Gelelektrophorese schließlich durchgeführt und alle Teilnehmende betrachteten ihre individuellen Ergebnisse. Dabei fielen in der anschließenden Besprechung deutliche Unterschiede zwischen den Resultaten auf: Wie beim Großteil aller naturwissenschaftlichen Experimente gab es sowohl erfolgreiche Versuchsdurchführungen als auch fehlerhafte bzw. ausbleibende Ergebnisse, was verdeutlichte, dass diese Verfahren eben nicht reibungslos wie in den Schulbüchern dargestellt verlaufen und genaustes und sorgfältigstes Arbeiten dabei unumgänglich sind. Diese Fälle wurden in der Nachbesprechung auf mögliche Fehlerquellen hin untersucht und die Versuchsergebnisse gedeutet und interpretiert.
Der Tag wurde schließlich mit einem Anwendungsbeispiel, der Auswertung eines Vaterschaftstests, abgerundet. Insgesamt war es ein lehrreicher und interessanter Tag, der einen gelungenen Einblick in die Laborarbeit geben konnte und viele Schüler begeisterte, da solch praktische Arbeit eben nicht alltäglich im Schulunterricht angeboten werden kann. Das Projekt soll in Zukunft dauerhaft in den Biologieunterricht der Stufe 12 eingebunden werden.