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Bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum

Vor­be­mer­kun­gen

 

Bil­dungs­plan­über­sicht

Schul­jahr Bil­dungs­plan­ein­hei­ten Zeit­rich­t-wert Ge­sam­t-stun­den
Schul­jahr 1 Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP) 30
1 Mi­kro­sko­pi­sche Tech­ni­ken
32
2 En­zy­matik und ELISA
14
3 Zell- und Ge­we­be­kul­tur­tech­ni­ken
29 105
Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung 15
120

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

30

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Prä­pa­ra­ti­on von Rie­sen­chro­mo­so­men aus Zuck­mü­cken­lar­ven
Iso­lie­rung der Al­ko­holde­hy­dro­ge­na­se aus He­fe­zel­len und Ak­ti­vi­täts­be­stim­mung
An­le­gen von Kal­lus­kul­tu­ren aus Möh­ren­wur­zeln
Pro­to­plas­te­ni­so­lie­rung aus Blät­tern des Weih­nachts­sterns
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Mi­kro­sko­pi­sche Tech­ni­ken

32

Der Um­gang mit bio­lo­gi­schem Ma­te­ri­al setzt die Kennt­nis mög­li­cher Ge­fah­ren und Schutz­maß­nah­men vor­aus. Da­bei grei­fen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler auf Kennt­nis­se aus an­de­ren Fä­chern zu­rück und kon­kre­ti­sie­ren sie für spe­zi­el­le An­wen­dungen im bio­lo­gi­schen Prak­ti­kum.
Das Mi­kro­sko­pie­ren ist ei­ne Stan­dard­tech­nik in bio­lo­gi­schen und his­to­lo­gi­schen La­bo­ren. Da­her er­ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler das rou­ti­nier­te Mi­kro­sko­pie­ren. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau und die Funk­ti­ons­wei­se ei­nes Licht­mi­kro­skops. Sie er­ken­nen, dass durch An­wen­dung des Mi­kro­skops Struk­tu­ren und zel­lu­lä­re Vor­gän­ge sicht­bar wer­den, die mit dem blo­ßen Au­ge nicht zu be­ob­ach­ten sind. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler fer­ti­gen un­ge­färb­te und ge­färb­te Prä­pa­ra­te an, da­bei stel­len sie fest, dass die ge­ziel­te An­wendung be­stimm­ter Fär­be­tech­ni­ken zur bes­se­ren Sicht­bar­ma­chung zel­lu­lä­rer Struk­tu­ren führt, aber auch in an­de­ren Kon­tex­ten ge­nutzt wer­den kann. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler do­ku­men­tie­ren ih­re Er­geb­nis­se als fach­ge­rech­te mi­kro­sko­pi­sche Zeich­nung oder als di­gi­ta­le Fo­to­gra­fie und set­zen sich kri­tisch mit ih­ren Er­geb­nis­sen aus­ein­an­der.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern Ge­fah­ren und Schutz­maß­nah­men beim Ar­bei­ten mit bio­lo­gi­schem Ma­te­ri­al und beim Um­gang mit Ge­fahr­stof­fen.

De­fi­ni­ti­on Bio­stof­fe nach Bio­S­toffV
z. B. Mi­kro­or­ga­nis­men, Zell­kul­tu­ren, Zell­ma­te­ri­al, Zell­se­kre­te, vgl. „Mi­kro­bio­lo­gie“
De­fi­ni­ti­on Ge­fahr­stof­fe nach Ge­fS­toffV, Kenn­zeich­nung nach GHS
vgl. „All­ge­mei­ne La­bor­me­tho­dik“
Tä­tig­keits­be­zo­ge­ne Ge­fah­ren
z. B. Um­gang mit Klin­gen, Glas, spit­zen Ge­gen­stän­den
STOP-Prin­zip
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gie“
Bau­li­che Schutz­maß­nah­men und Aus­stat­tung
z. B. Si­cher­heits­ein­rich­tun­gen, Au­to­klav, Ste­ril­bank
Or­ga­ni­sa­to­ri­sche Si­cher­heits­maß­nah­men, Ver­an­las­sung durch den Ar­beit­ge­ber
z. B. Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lun­gen, Ar­beits­schutz­maß­nah­men, Be­triebs­an­wei­sun­gen, Un­ter­wei­sun­gen
Ent­sor­gungs­kon­zept: Ver­mei­dung, Ver­wer­tung und Ent­sor­gung

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren Grund­be­grif­fe mi­kro­sko­pi­scher Tech­ni­ken und ord­nen Struk­tu­ren den Auf­lö­sungs­gren­zen un­ter­schied­li­cher Mi­kro­sko­pe zu.

De­fi­ni­ti­on Auf­lö­sungs­ver­mö­gen
Auf­lö­sungs­ver­mö­gen: Maß für ge­trenn­te Wahr­nehm­bar­keit zwei­er eng be­nach­bart lie­gen­der Punk­te
Ver­gleich der Auf­lö­sungs­gren­zen mit Ver­gleichsprä­pa­ra­ten bzw. Ab­bil­dun­gen
Vi­rus, Bak­te­ri­en, tie­ri­sche und pflanz­li­che Zel­le
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gie“
  • Au­ge
  • Lu­pe
  • Licht­mi­kro­skop mit Pha­sen­kon­trast, Fluo­res­zenz­mi­kro­skop
  • Elek­tro­nen­mi­kro­skop

Um­rech­nung von Grö­ßen­ord­nun­gen (m, cm, mm, µm, nm) und Ein­ord­nen von Bei­spie­len aus der Welt des Mi­kro­kos­mos
Mi­kro­kos­mos im Ver­gleich zum vom Men­schen di­rekt wahr­nehm­ba­ren Be­reich
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1)

BPE 1.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau und die Funk­ti­ons­wei­se ei­nes Licht­mi­kro­skops. Sie er­klä­ren das Prin­zip der schritt­wei­sen Ver­grö­ße­rung.

Bau­ele­men­te, Be­tei­li­gung an der Bild­ent­ste­hung

  • Leucht­feld­blen­de
  • Kon­den­sor
  • Aper­tur­blen­de
  • Kreuz­tisch
  • Ob­jek­tiv
  • Oku­lar
vgl. „Phy­sik“
Wei­te­re Bau­ele­men­te:

  • Leucht­mit­tel mit Dim­mer
  • Mi­kro­skop­fuß und ‑sta­tiv
  • Zen­trier­schrau­ben
  • Pha­sen­schie­ber
  • Fil­ter
  • Fein- und Grob­trieb
  • Ob­jek­tiv­re­vol­ver
  • Tu­bus
  • Di­op­trie­aus­gleich

Strah­len­gang, vir­tu­el­les Zwi­schen­bild
Sicht­bar­ma­chung mit­tels Lin­sen­pa­pier auf Tu­bus
Ver­än­de­rung des Bild­aus­schnitts bei Ob­jek­tiv­wech­sel

Be­rech­nung und De­fi­ni­ti­on der Ge­samt­ver­grö­ße­rung
\( V_{(Mikroskop)}=M_{(Objektiv)}\cdot V_{(Okular)}\)
\(V\): Ver­grö­ße­rung
\(M\): Maß­stabs­zahl
vgl. „Phy­sik“

BPE 1.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren ver­schie­de­ne Me­tho­den zur op­ti­ma­len Bild­ge­bung durch.

Köh­ler'sche Be­leuch­tung:
Bün­de­lung und Zen­trie­rung des Licht­strahls mit Kon­den­sor auf Prä­pa­rat, An­pas­sung des Seh­felds auf den be­leuch­te­ten Be­reich, Aper­tur­blen­de zur Er­hö­hung des Kon­trasts

Pha­sen­kon­trast
In­di­rek­te Be­leuch­tung von der Sei­te vor dunk­lem Hin­ter­grund, Wahl ei­nes Pha­sen­kon­trast­schie­bers pas­send zum Ob­jek­tiv, Zen­trie­rung des Pha­sen­kon­trast­schie­bers
Ver­wen­dung des Öl­im­mer­si­ons­ob­jek­tivs
Ein­satz bei Ob­jek­ti­ven mit gro­ßer nu­me­ri­scher Aper­tur auf­grund star­ker Beu­gung von Licht­strah­len durch klei­ne Struk­tu­ren, Er­hö­hung der Auf­lö­sungs­gren­ze

BPE 1.5

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­su­chen mi­kro­sko­pi­sche Prä­pa­ra­te auf ih­re zel­lu­lä­ren Struk­tu­ren. Sie do­ku­men­tie­ren die mi­kro­sko­pi­schen Bil­der und be­ur­tei­len ih­re Er­geb­nis­se.

Mi­kro­sko­pie­ren von Ver­gleichsprä­pa­ra­ten zur Ab­schät­zung der Ver­grö­ße­rung
z. B. Mil­li­me­ter­pa­pier ko­piert auf Fo­lie, z. B. Kopf­haar,
z. B. Grö­ßen­be­stim­mung von Struk­tu­ren mit­hil­fe von Oku­lar­ska­la und Ob­jekt­mi­kro­me­ter
Ein­fa­che Prä­pa­ra­ti­on
z. B. Was­ser­pest (Elo­dea), To­ma­te, wei­ße oder ro­te Zwie­be­le­pi­der­mis­zel­le
Sus­pen­si­ons­prä­pa­ra­te
z. B. ein­zel­li­ge Al­gen, Heu­auf­guss
Mi­kro­sko­pi­sche Zeich­nung: Blan­ko­pa­pier, Blei­stift, durch­ge­zo­ge­ne Li­ni­en, Be­ach­tung von Grö­ßen­ver­hält­nis­sen, Über­sichts- und De­tail­zeich­nung, ord­nungs­ge­mä­ße Be­schrif­tung mit End­ver­grö­ße­rung

Di­gi­ta­le Do­ku­men­ta­ti­on, als Er­gän­zung zur Zeich­nung
Fo­to­gra­fie mit­tels Mi­kro­skop-Ka­me­ra, Ta­blet oder Mo­bil­te­le­fon
Be­ur­tei­lungs­kri­te­ri­en

  • Dar­stel­lun­gen von Zel­len
  • Ver­gleich mit licht- und elek­tro­nen­mi­kro­sko­pi­schen Ab­bil­dun­gen
Lehr­bü­cher, In­ter­net
Ab­schlie­ßend sach­ge­rech­te Rei­ni­gung von Ob­jek­tiv und Ent­sor­gung des Prä­pa­rats
z. B. Mi­schung: 85 % n-He­xan, 15 % 2-Pro­pa­nol

BPE 1.6

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren ar­beits­tei­lig ver­schie­de­ne Prä­pa­ra­ti­ons­tech­ni­ken durch. Sie be­ur­tei­len und prä­sen­tie­ren ih­re Er­geb­nis­se un­ter Ver­wen­dung des mi­kro­sko­pi­schen Bil­des.

Quer- und Flä­chen­schnitt von Blät­tern und Spros­sen
Lin­de­n­äst­chen, Blät­ter von Al­pen­veil­chen oder Chris­tro­se, Mais­stän­gel, Ver­wen­dung Hand­mi­kro­tom
Quetsch­prä­pa­ra­te
Ba­na­ne, Ha­ge­but­te
Zu­pf­prä­pa­ra­te
Moos, Schwei­n­e­herz, ‑le­ber, Rin­der­mus­kel
Aus­strich­prä­pa­ra­te
Kar­tof­fel­saft, He­fe­sus­pen­si­on
Be­ur­tei­lungs­kri­te­ri­en

  • Ein­satz­mög­lich­keit der Me­tho­de
  • räum­li­che An­ord­nung der Zel­len
  • Ver­ein­ze­lung der Zel­len
  • Di­cke des Prä­pa­rats

BPE 1.7

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len un­ter­schied­li­che mi­kro­sko­pi­sche Fär­be­tech­ni­ken ge­gen­über und prä­sen­tie­ren ih­re Er­geb­nis­se. Sie ver­glei­chen tie­ri­sche mit pflanz­li­chen Zel­len an­hand der mi­kro­sko­pi­schen Bil­der vor und nach An­wen­dung ein­fa­cher Fär­be­me­tho­den.

Ar­beits­tei­li­ge Fär­bung von Or­ga­nel­len der wei­ßen Zwie­be­le­pi­der­mis­zel­le

  • Cy­to­plas­ma­mem­bran

  • Cy­to­plas­ma
Eo­sin
  • Zell­kern
Me­thy­len­blau, Io­d-Ka­li­umiodi­d-Lö­sung
  • Zell­saft­va­kuo­le
Neu­tral­rot­lö­sung
  • Mi­to­chon­dri­en
0,1 %ige Ja­nus­grün-B-Lö­sung
Ver­gleich Pflan­zen- und Tier­zel­le: Me­thy­len­blau-Fär­bung,
Io­d-Ka­li­umiodi­d-Fär­bung
Mund­schleim­haut­zel­le, Zwie­be­le­pi­der­mis­zel­le, Kar­tof­fel­zel­le, Elo­dea
Ver­gleichs­kri­te­ri­en hin­sicht­lich der Fär­be­me­tho­de

  • An­färb­bar­keit
  • Kon­trast­schär­fe
  • Ab­bil­dun­gen im Lehr­buch

Ver­gleichs­kri­te­ri­en hin­sicht­lich Zell­be­stand­tei­le

  • Zell­wand
  • Zell­saft­va­kuo­le
  • Plas­ti­den

BPE 1.8

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren spe­zi­el­le Prä­pa­ra­tio­nen und Fär­be­tech­ni­ken durch.

An­fär­bung von Li­gnin
Phlo­ro­g­lu­cin-Salz­säu­re-Fär­bung: z. B. Äst­chen der Lin­de, Spross­ach­se des Zy­pern­gra­ses, Ho­lun­der­spros­sen
Saf­ra­nin-As­trab­lau-Fär­bung: z. B. Mais­stän­gel
Dar­stel­lung un­ter­schied­li­cher Mito­se­sta­di­en durch Kar­min­es­sig­säu­re-Fär­bung
Wur­zel­spit­zen von z. B. Acker­boh­ne, Kü­chen­zwie­bel, Tul­pen­zwie­bel
Nach­weis des Barr­kör­per­chens
Car­bol­fuch­sin-Fär­bung: z. B. Mund­schleim­haut- oder Haar­wur­zel­zel­len

BPE 1.9

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler cha­rak­te­ri­sie­ren zel­lu­lä­re Re­ak­tio­nen auf äu­ße­re Ein­flüs­se.

Chlo­ro­plas­ten-Be­we­gung (Plas­ma­strö­mung) bei Elo­dea nach

  • Licht­reiz, Pho­to­di­ne­se

  • His­ti­din­reiz, Che­mo­di­ne­se
0,01 M L-His­ti­din
Plas­m­o­ly­se/De­plas­m­o­ly­se der Zwie­bel-Zel­le, Os­mo­se
1 M KNO3, 0,7 M Ca(NO3)2
Grenz­plas­m­o­ly­se: Be­stim­mung des os­mo­ti­schen Po­ten­zi­als des Zell­saf­tes
KNO3 und Ca(NO3)2, je­weils 0,2 M - 0,4 M

BPE 2

En­zy­matik und ELISA

14

En­zy­me ka­ta­ly­sie­ren che­mi­sche Re­ak­tio­nen. Die En­zym­ak­ti­vi­tät wird an­hand der ma­xi­ma­len Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit und der Af­fi­ni­tät des En­zyms zum Sub­strat cha­rak­te­ri­siert. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren ein ex­em­pla­ri­sches Ex­pe­ri­ment da­zu durch, er­stel­len di­gi­tal Dia­gram­me und er­mit­teln die ent­spre­chen­den Kenn­zah­len.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren ELISA-ba­sier­te Un­ter­su­chun­gen durch und ana­ly­sie­ren Un­ter­schie­de zwi­schen Schnell­tests und La­bor­tests.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren ei­nen bei­spiel­haf­ten Ver­such zur Mi­chae­lis-Men­ten-Ki­ne­tik durch und do­ku­men­tie­ren ih­re Da­ten di­gi­tal.

Mes­sung der Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit als zeit­li­che Än­de­rung der Pro­dukt­kon­zen­tra­ti­on
z. B. Urea­se­re­ak­ti­on als Än­de­rung der Leit­fä­hig­keit
Er­mitt­lung der An­fangs­ge­schwin­dig­kei­ten un­ter­schied­li­cher Sub­strat­kon­zen­tra­tio­nen

Di­gi­ta­le Er­fas­sung der Mess­wer­te
Ver­wen­dung ei­nes Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­ons­pro­gamms

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­ten mit­hil­fe di­gi­ta­ler Me­di­en Mess­ergeb­nis­se aus und stel­len die­se als Mi­chae­lis-Men­ten-Dia­gramm und Li­ne­wea­ver-Bur­k-Dia­gramm dar. Sie er­mit­teln vmax und den Km-Wert und ver­glei­chen die bei­den Dar­stel­lungs­for­men.

Er­stel­lung Mi­chae­lis-Men­ten-Dia­gramm und Li­ne­wea­ver-Bur­k-Dia­gramm
vgl. „Bio­lo­gie“
Er­mitt­lung von
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 4)
Mi­chae­lis Men­ten-Glei­chung,
Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­ons­pro­gramm
  • ma­xi­ma­le Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit (vmax)

  • Mi­chae­lis­kon­stan­te (Km-Wert)

Ver­gleichs­kri­te­ri­en: Ge­nau­ig­keit, Auf­wand

BPE 2.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren nach An­lei­tung ei­nen ELISA-ba­sier­ten Schnell­test durch, in­ter­pre­tie­ren das Er­geb­nis und dis­ku­tie­ren Feh­ler bei der An­wen­dung.

Prin­zip ei­nes ELISA, im­mu­no­lo­gi­sches Test­ver­fah­ren
z. B. Schwan­ger­schafts­test, Nach­weis hCG, vgl. „Bio­tech­no­lo­gie“
Auf­bau seit­li­cher Fluss­test: Test­strei­fen mit Kon­troll­re­gi­on, Test­re­gi­on, im­mo­bi­li­sier­te An­ti­kör­per

BPE 2.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren ei­nen ELISA-ba­sier­ten La­bor­test durch und ver­glei­chen die­sen mit dem Schnell­test­ver­fah­ren.

ELISA-Nach­weis, qua­li­ta­tiv, (hal­b)quan­ti­ta­tiv
Test­kit-Sys­tem z. B. Nach­weis Per­la­go­ni­um Flower Break Vi­rus (PFBV), Hüh­ner­ei­weiß
Auf­bau Test­sys­tem
vgl. „Bio­tech­no­lo­gie“
Ver­gleichs­kri­te­ri­en: Quan­ti­fi­zier­bar­keit, Auf­wand, Ein­satz­mög­lich­kei­ten

BPE 3

Zell- und Ge­we­be­kul­tur­tech­ni­ken

29

Zell- und Ge­we­be­kul­tu­ren sind Grund­vor­aus­set­zun­gen für die in vi­tro Ver­meh­rung so­wie die Er­zeu­gung trans­ge­ner Pflan­zen oder Zel­len. Au­ßer­dem die­nen tie­ri­sche Zel­len oft als Mo­dell­sys­te­me für bio­lo­gi­sche Un­ter­su­chun­gen. Das An­le­gen, La­gern, Sub­kul­ti­vie­ren und Über­prü­fen von ste­ri­len Zell- und Ge­we­be­kul­tu­ren sind so­mit un­er­läss­li­che Stan­dard­tech­ni­ken, die in vie­len La­bo­ra­to­ri­en an­ge­wen­det wer­den. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler eig­nen sich die in Ge­we­be­kul­tur­la­bors üb­li­chen Me­tho­den des ste­ri­len Ar­bei­tens an. Sie er­ken­nen die Not­wen­dig­keit und den Ein­fluss un­ter­schied­li­cher Kom­po­nen­ten der Nähr­me­di­en auf die Ent­wick­lung der Kul­tu­ren.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren Tech­ni­ken des ste­ri­len Ar­bei­tens durch. Sie be­ur­tei­len die Zu­sam­men­set­zung von Nähr­me­di­en, da­mit auf ih­nen Pflan­zen un­ter Be­din­gun­gen der In-vi­tro-Kul­tur ge­dei­hen. Sie er­schlie­ßen den Ein­fluss von Phy­to­hor­mo­nen auf die Ent­wick­lung der Pflan­zen.

Ste­ri­les Ar­bei­ten
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gie“ und „Mi­kro­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“
  • Ste­ril­werk­bank, Ste­ril­tun­nel
ste­ri­le Ar­beits­um­ge­bung

  • Bun­sen­bren­ner
Ab­flam­men von Prä­pa­ri­er-Be­steck
  • Au­to­klav

  • Hit­zes­te­ri­li­sa­ti­on
Tro­cken­schrank bei 180 °C
  • Des­in­fi­zie­ren
70 % Etha­nol, Ste­ril­li­um, Ch­lor­bleich­lau­ge
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“
Zu­sam­men­set­zung Kul­tur­me­di­en
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gie“
  • Koh­len­hy­dra­te
Man­gel- und Voll­me­di­en, MS-Me­di­um
  • an­or­ga­ni­sche Sal­ze: Ma­kro‑/Mi­kro-Ele­men­te
  • Vit­ami­ne

  • Phy­to­hor­mo­ne
Au­xin, Cy­to­ki­nin
  • pH-Wert

An­le­gen von Spross­kul­tu­ren aus ober­flä­chens­te­ri­li­sier­ten Sa­men oder Pflan­zen­tei­len
z. B. Spross­kul­tu­ren aus Kres­se Sa­men, Ge­we­be­kul­tur aus Or­ga­nen des Usam­ba­ra­veil­chens
Sub­kul­ti­vie­ren von Pflan­zen­kul­tu­ren
In vi­tro-Ver­meh­rung, Dif­fe­ren­zie­rung un­ter Ein­fluss von Phy­to­hor­mo­nen z. B. Be­wur­ze­lung

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren die La­ge­rung und Kul­tur von ad­hä­ren­ten Säu­ge­tier­zel­len durch und do­ku­men­tie­ren das Wachs­tum der Kul­tu­ren. Sie for­mu­lie­ren de­ren Kul­tur­be­din­gun­gen.

Kryo­kon­ser­vie­rung von Zel­len
z. B. HEK293-Zel­len, CHO-Zel­len, He­L­a-Zel­len
  • Ein­frie­ren
lang­sa­me Tem­pe­ra­tur­ab­sen­kung
  • La­ge­rung in flüs­si­gem Stick­stoff
al­ter­na­tiv: La­ge­rung bei - 80 °C
  • Ein­frier­me­di­um: Zu­satz von DMSO oder Gly­ce­rin
  • Auf­tau­en

Kul­tur­me­di­en

  • Me­di­um: Os­mo­ti­scher Druck, pH-Wert, Koh­len­hy­dra­te
Dul­bec­co’s Mo­di­fied Ea­gle Me­di­um
  • An­ti­bio­ti­ka: Pe­ni­cil­lin, Strep­to­my­cin
  • Se­ren: fe­ta­les bzw. Neu­ge­bo­re­nen­Käl­ber­se­r­um

Kul­tur­be­din­gun­gen

  • Brut­schrank: Tem­pe­ra­tur­kon­stanz, Be­ga­s­ung mit CO2, 100-%ige re­la­ti­ve Luft­feuch­tig­keit

  • be­schich­te­te Kul­tur­ge­fä­ße
Kul­tur­fla­schen, Mi­kro­ti­ter­plat­ten, Pe­tri­scha­len, Viel­fach­scha­len
Sub­kul­ti­vie­rung

  • durch Ab­klop­fen der Zel­len
  • mit Tryp­sin-ED­TA-Lö­sung

  • Aus­sä­en nach Ver­dün­nung
Ver­dün­nungs­fak­tor
Über­wa­chung der Kul­tu­ren

  • in­ver­ses Mi­kro­skop mit Pha­sen­kon­trast
Zell­wachs­tum, Kon­ta­mi­na­ti­on
  • Zell­zahl­be­stim­mung
Neu­bau­er­zähl­kam­mer vgl. „Mi­kro­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“
Fach­ge­rech­te Ent­sor­gung der Kul­tu­ren und Ma­te­ria­li­en

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Die­se Ziel­for­mu­lie­run­gen le­gen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Re­gel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu ei­nem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren ei­ner Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form so­wie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen so­wie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lö­sen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für ei­ne ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten ei­nes Sach­ver­hal­tes oder ei­nes Ob­jek­tes er­schlie­ßen und de­ren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
II
an­wen­den, über­tra­gen
ei­nen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder ei­ne be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf ei­nen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Da­ten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in ei­nen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Da­ten oder Fak­ten oh­ne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
I
be­ra­ten
ei­ne Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Da­ten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten ge­nau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, da­bei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung ei­ner Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, ei­ne lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen so­wie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. un­ter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. un­ter ei­ner be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu ei­ner Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu ei­nem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
I, II
durch­füh­ren
ei­ne vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge un­ter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um ei­ne ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf ei­ne An­nah­me oder ei­ne Lö­sung für ei­ne Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge ei­nes Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches ei­nes Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
II
er­mit­teln
ei­nen Zu­sam­men­hang oder ei­ne Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren un­d/o­der Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen so­wie et­wai­ge Re­geln in ei­nem Sys­tem um­set­zen
II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge ei­ner be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen un­d/o­der ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
II
op­ti­mie­ren
ei­nen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, ei­nen Quell­code oder ei­ne ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en un­ter ei­nem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
II, III
pla­nen
die Schrit­te ei­nes Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und ei­ne nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
I
über­set­zen
ei­nen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in ei­ner an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung ei­nes do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich ei­ne Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zu­vor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
I
ver­all­ge­mei­nern
aus ei­ner Ein­sicht ei­ne Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach ei­nem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len so­wie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on un­d/o­der de­ren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
I
zeich­nen
ei­nen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. un­ter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert so­wie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

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