Eine Schulklasse experimerntiert im life:labor der Kieler Forschungswerkstatt

Experimente zur Molekularbiologie und Medizin im life:labor

lifelabor

Aktuelle Themen aus der humanmedizinischen und biologischen Forschung

Im life:labor erhalten Schülerinnen und Schüler einen Zugang zu aktuellen Themen aus der humanmedizinischen und biologischen Forschung. Zudem können die Jugendlichen bei ihrem Laborbesuch typische Arbeitsmethoden dieser Disziplinen kennenlernen und ausprobieren.

Die Angebote beziehen sich auf die Fachanforderungen für das Fach Biologie. Eine besondere Ausrichtung liegt auf den Basiskonzepten „Struktur und Funktion“ sowie „Geschichte und Verwandtschaft“. Hierdurch eignen sie sich besonders als inhaltliche Ergänzung zum regulären Biologieunterricht.

Derzeit richten sich die Lernangebote im life:labor schwerpunktmäßig an Schulklassen der Sekundarstufe II (11. bis 13. Klassenstufe) sowie als Fortbildungsangebote an Lehrkräfte.


Angebote

Unsere Angebote richten sich an ganze Schulklassen. Je nach Klassenstärke wird die Lerngruppe in Kleingruppen aufgeteilt.

Epigenetische Veränderung bei Entzündungen? (Oberstufe)
Welche Rolle spielen DNA-Methylierungen bei Colitis ulcerosa?

Welche Rolle spielen DNA-Methylierungen bei Colitis ulcerosa?

Eine chronisch entzündliche Darmerkrankung (CED) beeinträchtigt eine erkrankte Person massiv. Ein großes Problem liegt darin, dass eine eindeutige Diagnose zwischen den beiden häufigsten CEDs Morbus Crohn und Colitis ulcerosa bislang schwierig ist. Die Zuhilfenahme der Epigenetik kann zukünftig die Diagnose erleichtern. Auch für die Therapie der Erkrankungen bieten sich neue Möglichkeiten.

Während ihres Labortages lernen die Jugendlichen am Beispiel der Colitis ulcerosa, dass bestimmte Gene durch vorhandene oder nicht-vorhandene DNA-Methylierungen verändert sein können. Auf diese Weise leisten sie einen Beitrag zur Diagnose der Erkrankung. In der Folge ist eine schnellere und zielgerichtetere Behandlung der Erkrankten möglich. 

Der Besuchstag im life:labor

Im Rahmen des Angebotes stellt das Team des life:labors den Schülerinnen und Schüler die DNA-Methylierung als einen Mechanismus der Epigenetik vor. Der Labortag beginnt mit einem Einführungsvortrag. Hier bekommen die Jugendlichen einen Versuch zur DNA-Methylierung zunächst theoretisch erläutert. Anschließend erproben sie ihn mittels Restriktionsverdau und Agarose-Gelelektrophorese im Labor auch praktisch. Zum Abschluss des Besuchstages stellen die Mitarbeiterinnen der Kieler Forschungswerkstatt verschiedene Möglichkeiten zur Auswertung der Agarose-Gele vor. Auch diskutieren sie gemeinsam mit der Schulklasse das Versuchsergebnis.

Escherichia coli – Facetten eines Darmbakteriums (Oberstufe)
Escherichia coli als Modellorganismus in der Forschung

Escherichia coli als Modellorganismus in der Forschung

Theodor Escherich beschrieb 1885 erstmals das "Bacterium coli commune". Das Bakterium lebt im menschlichen Darmtrakt und wurde seinem Entdecker zu Ehren später in Escherichia coli (E. coli) umbenannt. Als Erstbesiedler gehört E. coli zur menschlichen Darmflora. Durch seine Atmungsvorgänge verbraucht es den im Darm vorhandenen Sauerstoff und ermöglicht dadurch die Ansiedlung von obligat anaeroben Darmbakterien. Aufgrund seiner leichten Kultivierbarkeit und hohen Vermehrungsrate wurde E. coli schnell zu einem Modellorganismus in der Forschung.

Erkenntnisse und Experimente zu Escherichia coli

Im Rahmen dieses Angebotes stellt das Team des life:labors den Schülerinnen und Schülern bekannte und neueste Erkenntnisse über das Bakterium E. coli vor. Mit einem Vortrag, der einen Versuch zum Nachweis von E. coli zunächst theoretisch erläutert, startet des Besuchstag. Im Anschluss erproben die Jugendlichen diesen Versuch mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und Agarose-Gelelektrophorese im Labor praktisch. Abschließend stellen die Mitarbeiterinnen der Kieler Forschungswerkstatt verschiedene Möglichkeiten zur Auswertung der Agarose-Gele vor. Zudem diskutieren sie gemeinsam mit der Schulklasse das Versuchsergebnis.

Welchen Einfluss hat die Epigenetik auf das Leben? (Oberstufe)
Im Rahmen des Angebotes stellt das Team des life:labors den Schülerinnen und Schüler die Epigenetik sowie ihre Mechanismen vor.

Ein Angebot zur Epigenetik für Schulklassen der Oberstufe

Verändert bestimmte Nahrung das Erbgut von Bienen? Wie wird die Blütenbildung in Pflanzen gesteuert?
Antworten auf diese und ähnliche Fragen liefern Forschungsergebnisse aus einem aktuellen wissenschaftlichen Forschungsfeld, der Epigenetik.

Durch die Epigenetik wissen wir, dass der genetische Code eines Organismus zunächst nur dessen genetische Grundausstattung darstellt. Zusätzlich sorgen epigenetische Mechanismen für eine umweltbedingte Regulation des Genotyps zur Ausbildung des Phänotyps. Diese spielen bei allen die DNA betreffenden Prozessen eine wesentliche Rolle. Beispiele hierfür sind die Regulation der Transkription, der Erhalt der Genomstabilität und die DNA-Replikation.

Restriktionsverdau und Agarose-Gelelektrophorese im Labor

Im Rahmen des Angebotes stellt das Team des life:labors den Schülerinnen und Schüler die Epigenetik sowie ihre Mechanismen vor. Zu Beginn des Besuchstages hören die Jugendlichen einen Vortrag. Dieser erläutert einen Versuch zum Thema zunächst theoretisch. Im Anschluss erproben die Gruppen diesen Versuch mittels Restriktionsverdau und Agarose-Gelelektrophorese im Labor praktisch. Abschließend stellen die Mitarbeiterinnen der Kieler Forschungswerkstatt verschiedene Möglichkeiten zur Auswertung der Agarose-Gele vor. Zudem diskutieren sie gemeinsam mit der Schulklasse das Versuchsergebnis.

Was bedeutet Verwandtschaft? (Oberstufe)
Was bedeutet Verwandtschaft? Erstellung und Vergleich von Stammbäumen an einem Beispiel aus der Botanik

Erstellung und Vergleich von Stammbäumen an einem Beispiel aus der Botanik

Jeder Mensch hat eine Familie, also Verwandtschaft. Zur Betrachtung der Familienverhältnisse werd ein Stammbäum erstellt. Wie bei einem Baum stehen als Wurzel ganz unten die ältesten Verwandten und weiter nach oben wie die Astverzweigungen eines Baumes die Jüngsten.

Einen Stammbaum gibt es für jeden Organismus. Dieser beruht traditionell auf morphologischen Merkmalen. Aufgrund neuer Methoden in der Molekularbiologie und Bioinformatik erstellt man heutzutage Stammbäume, die auf genetischen Merkmalen beruhen.

Besuchstag beleuchtet die Unterschiede von morphologischen und genetischen Stammbäumen zum Verdeutlichen von Verwandtschaft

Im Rahmen des Angebotes beleuchtet das Team des life:labors gemeinsam mit den Jugendlichen die zugrundeliegenden Unterschiede von morphologischen und genetischen Stammbäumen. In einem Einführungsvortrag bekommen die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen zur Erstellung eines Stammbaums zunächst theoretisch erläutert. Anschließend erstellen sie selbstständig anhand von ausgewählten Blütenpflanzen einen morphologischen Stammbaum. Mittels Datenbankanalyse fertigen sie außerdem einen genetischen Stammbaum an, der die Verwandtschaft der Pflanzen verdeutlicht.

Im praktischen Teil erprobt die Schulklasse im Labor eine DNA-Isolierung, deren Erfolg sie mittels Agarose-Gelelektrophorese nachweist. Die Mitarbeiterinnen der Kieler Forschungswerkstatt stellen im Anschluss verschiedene Möglichkeiten zur Auswertung der Agarose-Gele vor. Abschließend werten die Jugendlichen die verschiedenen Stammbäume vergleichend aus und diskutieren gemeinsam alle Versuchsergebnisse.

Hinweis: Bei diesem Angebot handelt es sich um ein neukonzipiertes Modul. In den ersten Veranstaltungen findet daher eine entsprechende Evaluierung statt.

Schülerforschungszentrum Kieler Forschungswerkstatt
Im Schülerforschungszentrum besuchen Kinder und Jugendliche tolle Nachmittags- und Ferienangebote

Nachmittagsangebote im Schülerforschungszentrum Kieler Forschungswerkstatt

Im Schülerforschungszentrum Kieler Forschungswerkstatt können Kinder und Jugendliche in ihrer Freizeit alleine oder mit ihren Freundinnen und Freunden an eigenen Projekten frei forschen. Allen, die noch keine Forschungsidee mitbringen, bieten wir außerdem an, gemeinsam angeleitet zu forschen und sie beim Finden von Forschungsprojekten zu unterstützen. Unser Schülerforschungszentrum steht als Nachmittagsangebot allen Schülerinnen und Schülern ab Klasse 4 offen, unabhängig vom Wohnort oder der Schulform. Der Besuch und die Teilahme sind kostenfrei.

Weitere Informationen zu den Angeboten im Schülerforschungszentrum.

Die Kinder- und Schüleruni zuhause erleben
Mit tollen Video.Mitschnitten Wissenschaft vom Sofa aus erleben

Video-Mitschnitte der Veranstaltungsreihe online verfügbar

Leider kann auch die Kinder- und Schüleruni aufgrund der aktuellen Situation derzeit nicht im großen Hörsaal der Kieler Universität stattfinden. Wir haben aber eine tolle Alternative für Euch: alle Vorträge der vergangenen Jahre findet Ihr nämlich auch online auf den Webseiten des Future Ocean Netzwerkes. Hier könnt Ihr Euch unter dem Menüpunkt entdecken durch die verschiedenen Semester, Vorträge und Video-Mitschnitte klicken.

Warum kommt ein Bumerang zurück? Gibt es Leben auf anderen Planeten? Döner in der Steinzeit? Zu diesen und vielen weiteren Fragen haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Kinder- und Schüleruni bereits spannende Vorträge gehalten. Nun könnt Ihr Euch die Forschung direkt in Eure Wohnzimmer holen und es Euch dabei mit der ganzen Familie auf dem Sofa gemütlich machen.

Übersicht Vorträge und Video-Mitschnitte der Kinder- und Schüleruni 2018/2019

Warum kommt ein Bumerang zurück?
Prof. Dr. Dietmar Block
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Film-Mitschnitt

Der Flug des Bumerangs ist einfach faszinierend. Kaum geworfen zieht er die Blicke magisch auf sich, während er seine Runde dreht und alle Fragen sich, ob er zurückkommt. Ist das Zauberei oder kann die Wissenschaft das erklären? In seinem Vortrag geht der Physikprofessor Dietmar Block dem Rätsel des Bumerangfluges auf den Grund.

Gibt es Leben auf anderen Planeten?
Prof. Dr. Wolfgang Duschl
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Film-Mitschnitt

In den letzten 20 Jahren wurden fast 5.000 neue Planeten entdeckt, die nicht die Sonne, sondern andere Sterne umkreisen. Gibt es welche, auf denen einfaches Leben möglich ist? Der Astrophysiker Prof. Dr. Wolfgang J. Duschl zeigt, wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese fernen Planeten gefunden haben und wie man sie auf Leben untersuchen kann.

Mit Rennyachten den Ozean erforschen
Dr. Toste Tanhua, Boris Herrmann, Birte Lorenz
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Film-Mitschnitt

Rennyachten segeln in abgelegenen Gebieten der Weltmeere, in denen andere Boote selten zu sehen sind. Dieses Potenzial will die Wissenschaft für sich nutzen: Daher wurden bereits mehrere Hochseeyachten mit Sensoren ausgestattet, die nun entlang der Regattastrecken rund um die Welt Daten für die Forschung sammeln. Der Meereswissenschaftler Dr. Toste Tanhua berichtet mit zwei aktiven Segelnden von der neuartigen Kooperation zwischen Extrem-Segelsport und Meeresforschung.

Inseln, Felsen und Riffe – Warum streiten Staaten, wann eine Insel eine Insel ist?
Prof. Dr. Nele Matz-Lück
Walther-Schücking-Institut für Internationales Recht
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Film-Mitschnitt

In vielen Meeresteilen der Welt streiten die Menschen darüber, wer hier fischen oder Erdöl fördern darf. Oftmals kommt es sogar zu bewaffneten Auseinandersetzungen. Bei diesen Streitigkeiten spielen insbesondere Inseln eine wichtige Rolle. Die Seerechtsexpertin Prof. Dr. Nele Matz-Lück erklärt in ihrem Vortrag wann ein Stück Land, das aus dem Meer ragt, ein Fels oder eine Insel ist und welche Bedeutung das für die beteiligten Staaten hat.

Döner in der Steinzeit
Prof. Dr. Wiebke Kirleis
Institut für Ur- und Frühgeschichte
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Film-Mitschnitt

Heute essen wir Lebensmittel aus aller Welt. Doch ist das schon immer so? Wovon haben sich die Leute in der Steinzeit ernährt, und woher stammen eigentlich unsere Kulturpflanzen und Haustiere? Die Archäobotanikerin Prof. Dr. Wiebke Kirleis berichtet, wie 6.000 Jahre alte Getreidekörner und Wildäpfel auf archäologischen Ausgrabungen in Schleswig-Holstein entdeckt werden. Außerdem zeigt sie, welche Verbindung diese Funde zum Nahen Osten, in den Irak und die Südosttürkei haben.

Weitere Video-Mitschnitte auf den Seiten des Future Ocean entdecken

Über die Kinder- und Schüleruni

Der Exzellenzcluster „Future Ocean“ hat die Kinder- und Schüleruni vor zehn Jahren ins Leben gerufen, um Schülerinnen und Schülern einen Einblick in den Forschungsalltag zu gewähren. Deutschlands bekanntester Klimaforscher Professor Mojib Latif vom GEOMAR Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung Kiel eröffnete im Oktober 2008 die erste Vorlesungsreihe der Kinder- und Schüleruni „Ozean der Zukunft“ mit seinem Vortrag „Warum ist es auf der Erde so schön warm?“. Seitdem haben rund 20.000 Schülerinnen und Schüler die bisher mehr als 50 Vorlesungen besucht.

Die Kieler Forschungswerkstatt organisiert die Kinder- und Schüleruni zukünftig gemeinsam mit dem Future Ocean Netzwerk.

Über das Future Ocean Netzwerk

Das Future Ocean Netzwerk ist ein Zusammenschluss von Kieler Forschenden, die in der Nachfolge des Exzellenzclusters „Future Ocean" gemeinsam, interdisziplinär und über Institutsgrenzen hinweg Forschungsprojekte umsetzen, die zu einem nachhaltigen Umgang mit den Ressourcen aus dem Ozean beitragen. Dazu zählen insbesondere auch Aktivitäten zum gezielten Transfer von Forschungsergebnissen mit Stakeholdern unterschiedlicher Anspruchsgruppen aus Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft sowie gemeinsame Konzepte zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Organisatorisch ist das Future Ocean Netzwerk ein Teil des universitären Forschungsschwerpunktes Kiel Marine Science (KMS) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Informationen unter: www.futureocean.org

Aufnahme in den Mailverteiler Kinder- und Schüleruni

Gerne nehmen wir Sie in unseren Mailverteiler auf und informieren Sie, sobald es Neuigkeiten gibt. So erfahren Sie als erste, wann es weitergeht und Ihre Kinder verpassen keinen der spannenden Vorträge. Auch Informationen zum Kartenvorverkauf sowie zu den Themen der einzelnen Vorträge erhalten sie hier.

Um in den Verteiler aufgenommen zu werden schreiben Sie bitte eine E-Mail an info@forschungs-werkstatt.de mit dem Betreff "Kinderuni-Mailverteiler".

SFZ@Home – Forschen von zu Hause
Im SFZ@Home Angebot Science Research Club erforschen die Teilnemenden beispielsweise, wo auf dem Balkon die Pflanzen am besten wachsen.

Findet gemeinsam mit dem Schülerforschungszentrum Kieler Forschungswerkstatt Euer Projekt für zu Hause

Auch die Schülerforschungszentren des schleswig-holsteinischen Netzwerks sind aktuell geschlossen. Für alle Schülerinnen und Schüler, die sich für Mathematik, Naturwissenschaften, Informatik und Technik (MINT) begeistern, hat das SFZ Kieler Forschungswerkstatt deshalb zwei Angebote für zu Hause entwickelt. Hier können eigene Forschungsideen umgesetzt werden. Alle erforderlichen Materialien werden den Teilnehmerinnen und Teilnehmern vorab kostenfrei zu Verfügung gestellt. Außerdem unterstützt das Kieler SFZ-Team die Kinder und Jugendlichen bei ihren eigenen Projekten per Videokonferenz, Telefon, Mail oder auf Instagram. Die Anmeldung zu den SFZ@Home-Programmen „Code Your Day“ und „Science Research Club“ ist ab sofort möglich.

SFZ@Home: Angebot Code Your Day

Hat die Regenwassertonne noch genug Wasser zum Blumen gießen? Ist mein Schreibtisch ausreichend beleuchtet? Oder wie kann ich verhindern, dass ständig jemand in mein Zimmer hereinplatzt? In dem Angebot „Code Your Day“ suchen die Jungen und Mädchen nach eigenen technischen Lösungen für ihren Alltag zu Hause. Dazu erlernen 30 Teilnehmerinnen und Teilnehmer zwischen 11 und 15 Jahren zuerst die Grundlagen der Programmierung und Elektronik. Los geht es am 16. Juni mit einem vierwöchigen Fernkurs. Dieser findet immer dienstags von 14:00 bis 15:30 Uhr per Videokonferenz statt.

Im Anschluss arbeiten die Jugendlichen an ihren eigenen Projekten. Unterstützung erhalten sie dabei von den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des SFZ Kieler Forschungswerkstatt. Wöchentlich, bis mindestens zum Ende der Sommerferien, geben sie Hilfestellung per Videokonferenz, Telefon, Mail oder auf Instagram – und danach je nach Möglichkeit auch wieder vor Ort in den Räumlichkeiten im Botanischen Garten Kiel. Voraussetzungen für die Teilnahme an diesem Angebot sind ein Computer mit USB-Anschluss und Zugang zum Internet. Vorkenntnisse im Programmieren sind nicht notwendig, der geübte Umgang mit einem Computer ist aber wünschenswert.

SFZ@Home: Angebot Science Research Club

Im Angebot „Science Research Club“ stellt das das SFZ-Team den maximal 30 Teilnehmerinnen und Teilnehmerinnen regelmäßig kleine Forschungsaufträge. Hierbei kann es um die Qualität eines nahegelegenen Gewässers gehen oder auch darum, an welcher Stelle auf dem Balkon die Tomaten am besten wachsen. Die Aufgaben werden gemeinsam besprochen und zu einem eigenen Forschungsprojekt entwickelt. Zu Beginn findet am 19. Juni von 14:00 bis 15:00 Uhr ein Auftakttreffen per Videokonferenz statt. Die weitere Unterstützung erfolgt auch in diesem Angebot digital. Voraussetzung für das Angebot ist ein Zugang zum Internet. Teilnehmen können alle Schülerinnen und Schüler ab 10 Jahren.

Jetzt anmelden!

Für beide SFZ@Home-Angebote ist eine vorherige Anmeldung per E-Mail erforderlich. Im Text sollten die Kinder und Jugendlichen kurz verdeutlichen, warum sie bei dem entsprechenden Kurs mitmachen möchten. Als Betreff bitte den jeweiligen Angebotsnamen, also „Code Your Day“ oder „Science Research Club“, angeben. Wenn mehr Anmeldungen eingehen, als Plätze zur Verfügung stehen, entscheidet das Los. Organisatorische Details zum Ablauf erhalten die Teilnehmenden mit ihrer Teilnahmebestätigung. Anmeldeschluss ist der 10. Juni. Die Teilnahme ist kostenlos, erforderliche Materialien werden zur Verfügung gestellt.

Die Angebote im Überblick

SFZ@Home Code Your Day
Was: Angebot für zu Hause im Bereich Programmierung und Elektronik
Wann: vierwöchiger digitaler Fernkurs ab 16. Juni, immer dienstags von 14:00 bis 15:30 Uhr; anschließend wöchentliche Unterstützung bei eigenen Projekten per Videokonferenz, Telefon, Mail oder auf Instagram
Wer: Jungen und Mädchen von 11 bis 15 Jahre
technische Voraussetzung: Computer mit USB-Anschluss und Zugang zum Internet

Anmeldung erforderlich per E-Mail an info@sfz-sh.de (Betreff: Code Your Day)

SFZ@Home Science Research Club
Was: Forschungsaufträge für zu Hause und Finden eines eigenen Forschungsprojektes
Wann: Auftakttreffen (Videokonferenz) am Freitag,19. Juni, von 14:00 bis 15:00 Uhr; anschließend wöchentliche Unterstützung bei eigenen Projekten per Videokonferenz, Telefon, Mail oder auf Instagram
Wer: Jungen und Mädchen ab 10 Jahren
technische Voraussetzung: Zugang zum Internet

Anmeldung erforderlich per E-Mail an info@sfz-sh.de (Betreff: Science Research Club)

Weitere Informationen zum Netzwerk Schülerforschungszentrum Schleswig-Holstein sowie zu den Angeboten an den einzelnen Standorten gibt es hier.

Foto/Copyright: Julius Demant, Lichtbildnerei

In der Kieler Forschungswerkstatt bieten wir nicht nur Programme für Schülerinnen und Schüler an. Auch Lehrerinnen und Lehrer können bei uns neue Anregungen und Impulse für ihren Unterricht erhalten.

Durch unsere Lehrerfortbildungen bekommen Sie die Möglichkeit sich über aktuelle Forschungsthemen zu informieren. Sie erhalten wertvolle Tipps und Anregungen, wie Sie diese in den Unterricht integrieren und an Lehrplanthemen angliedern können.

Derzeit stehen im life:labor leider keine Angebote für Lehrkräfte zur Verfügung.

Was hat es eigentlich mit dem Thema der Antibiotikaresistenz auf sich? Welche Rolle spielt sie bei der Erkrankung Mukoviszidose? Und wieso ist es wichtig, sie unter dem Gesichtspunkt der Evolution zu verstehen? Unterrichtsmaterialien zum Thema „Den Resistenzen auf der Spur“ finden Sie hier zum Download.

Die Materialien lassen sich kombiniert als eine Unterrichtseinheit, aber auch einzeln einsetzen. Neben dem Regelunterricht bieten sie sich außerdem für die Verwendung im außerschulischen Lernbereich an.