teutolab-biotechnologie

Dieser Experimentierkurs zum Bakterienwachstum wird seit dem Frühjahr 2020 angeboten. Er wurde in Orientierung an der regelmäßig in den Herbstferien stattfindenden teutolab-Akademie zur Systembiologie entwickelt und bietet die Möglichkeit, in einem Tageskurs das bakterielle Wachstum durch eine photometrische Messung zu untersuchen und die Daten mathematisch zu analysieren.

In diesem Workshop gehen die Schülerinnen und Schüler der Frage nach, wie lange das Bakterium Escherichia coli ( E. coli ) benötigen um sich in verschiedenen Medien zu teilen und wie der Abbau der Glucose aus dem Medium stattfindet. Ziel ist es die Wachstumsrate und die Generationszeit von E. coli in den verschiedenen Ansätzen zu bestimmen und die exponentielle Wachstumsphase zu modellieren.

Die Schülerinnen und Schüler messen dabei photometrisch die Trübung des Flüssigkulturen über einen Zeitraum von 4 Stunden. In der Zeitspanne kann die stationäre Phase der Wachstumskurve erreicht werden. Die experimentell gewonnenen Daten werden modelliert, indem mit dem Programm Excel unter Verwendung der entsprechenden mathematischen Formeln die exponentielle Wachstumsphase grafisch dargestellt wird sowie die Generationszeit und die Wachstumsrate ermittelt werden. Die Ergebnisse der einzelnen Ansätze werden anschließend verglichen und diskutiert. Zudem wird durch die Auswertung einer Bakterienauszählung mithilfe einer Zählkammer die Anzahl der Bakterien in der Flüssigkultur bestimmt.

Das Ziel dieses Angebotes ist es, den Schülerinnen und Schülern lehrplanrelevante Inhalte aus der Mathematik und Biologie erlebbar und begreifbar zu machen. Die Anwendung dieser Abläufe ist dabei in einen alltagsnahen Kontext eingebettet. Damit dies erfolgreich gelingt, ist es wünschenswert, dass die Schüler bereits über Grundkenntnisse zum Thema Bakterien und Exponentialfunktion verfügen und das Skript gelesen und verstanden haben.