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Artenvielfalt erkennen – Barcoding von Orchideen

 

Dieser Experimentierkurs zum Thema Artenbestimmung wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit entwickelt und wird seit 2012 regelmäßig angeboten.

An diesem Tag erfahren die Schüler, auf welche Weise verschiedene Pflanzenarten, die sich morphologisch zum Teil nicht sicher unterscheiden lassen, anhand der DNA-Sequenz eines Markergens identifiziert werden können → DNA Barcoding.

Jede Schülergruppe erhält zu Beginn des Tages Blattmaterial einer Orchideenart (Vanilla planifolia, Angraecum sesquipedale, Cattleya forbesii oder Dactylorhiza purpurella) und soll im Rahmen dieses Tagespraktikums herausfinden, um welche Orchideenart es sich gehandelt hat.

Dazu werden folgende Arbeitsschritte durchgeführt:

Extraktion der Orchideen-DNA (Auflösen der Pflanzenzellen, Abtrennung der Pflanzentrümmer, Chromatographische Isolierung der DNA).

Vervielfältigung eines für Barcoding geeigneten Abschnitts eines plastidären Gens mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR).

Überprüfung der erfolgreichen Vervielfältigung mittels DNA-Gelelektrophorese

Selbstständige Durchführung eines Datenbankabgleichs möglicher Sequenzierungsergebnisse (Basenabfolge des Genabschnitts) mithilfe des BLAST-Algorithmus (Basic Local Alignment Tool).

Exemplarisch werden mögliche Ergebnisse (Gelbilder) dieses Experimentierkurses besprochen. Die eigenen Gelbilder (Färben und Fotografieren erfolgt durch unsere Labormitarbeiter) werden den Schülern und Lehrkräften noch am selben Tag online zur Verfügung gestellt. Die Sequenzierung der PCR-Produkte erfolgt durch das Sequenzierlabor im CeBiTec (Zentrum für Biotechnologie).

Dieser Experimentierkurs bietet sich besonders als Ergänzung zum Genetik-Unterricht für Schüler der Q1 bzw. als Wiederholung für Schüler der Q2 an. Desweiteren liefert es Anknüpfungspunkte für die Unterrichtsthemen Ökologie und Evolution.

Das Ziel dieses Angebotes ist es, den Schülern die lehrplanrelevanten (häufig sehr abstrakten), molekulargenetischen Methoden erlebbar und begreifbar zu machen. Die Anwendung dieser Methoden ist dabei in einen alltagsnahen Kontext eingebettet.

Damit dies erfolgreich gelingt, ist es wünschenswert, dass die Schüler bereits über molekulargenetische Grundkenntnisse (s. Übersichtstabelle) verfügen und das Skript gelesen und verstanden haben.



 


Aktuelles

Angebote des teutolab-biotechnologie

für besonders MINT-interessierte Jugendliche
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8. CeBiTec-Schülerakademie
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