Spitze bei „Experimente antworten“

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von links: Hr. Böse, Hendrik, Marlene, David, Laurin, Robyn, Anija und Fr. Meyer (es fehlen Johanna und Isabelle )

Preisverleihung „Experimente antworten“

Der naturwissenschaftliche Wettbewerb „Experimente antworten“ hat wieder einmal am Fridericianum für Begeisterung gesorgt. Experimente, die Ausdruck von Neugierde und Entdeckungsfreude sind, bilden die Grundlage des Wettbewerbs. Das Ziel ist es, Schülerinnen und Schüler für das Experimentieren und die Naturwissenschaften zu begeistern und sie für weitere Wettbewerbe wie die naturwissenschaftlichen Olympiaden zu gewinnen.

Die Teilnahme am Wettbewerb „Experimente antworten“ hat am Fridericianum eine lange Tradition. In der ersten Runde des Landeswettbewerbs „Experimente antworten“ 2024/25 mit dem Thema „Solche Früchtchen!“ wurden 8 Schüler der Klasse 5a ausgezeichnet. Die spannende Aufgabe bestand darin, Versuche mit Früchten und Joghurt durchzuführen und zu dokumentieren. Dabei ging es vor allem um die in den Lebensmitteln enthaltenen Enzyme und deren Einfluss auf den Abbau von Gummibärchen. Zudem wurde der Einfluss von Fein- und Vollwaschmittel auf die Konsistenz von Joghurt untersucht.

Dreimal pro Schuljahr erhalten Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 5 bis 8 eine Experimentieraufgabe zu einem naturwissenschaftlichen Phänomen. Alle Teilnehmer, die die Aufgaben fristgerecht bearbeiten, sinnvoll auswerten und nachvollziehbar dokumentieren, erhalten eine Urkunde. Besonders herausragende Ausarbeitungen werden zusätzlich mit kleinen Sachpreisen gewürdigt. Schüler, die bei allen drei Runden eines Schuljahres sehr erfolgreich waren, werden zu einer Preisverleihung ins Deutsche Museum nach München eingeladen und erhalten den sogenannten Superpreis.

 

von links: Hr. Böse, Hendrik, Marlene, David, Laurin, Robyn, Anija und Fr. Meyer (es fehlen Johanna und Isabelle)

Herzlichen Glückwunsch an alle Teilnehmer und viel Erfolg bei den kommenden Runden!

(Bild: B. Leisgang, Text T. Böse)

Einblicke in die Welt der Genetik

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Exkursion des Brückenkurses Q11: Auf den Spuren des „Bitterschmecker-Gens“

Alles sei eine Frage des Geschmacks – das hört man in diversen Verkostungen und Kochsendungen. Und dennoch kann der Geschmack täuschen, denn Menschen haben durchaus unterschiedliche Geschmacksrezeptoren. Wissen Sie beispielsweise, ob Sie den Bitterstoff Phenylthiocarbamid (PTC) schmecken können oder ob Sie „geschmacksblind“ für PTC sind?

Diese Frage interessierte auch die Schülerinnen und Schüler des Brückenkurses Q11 des Gymnasiums Fridericianum. Um dem „Bitterschmecker-Gen“ auf die Spur zu kommen, besuchten sie das Genetik-Labor der Universität Erlangen und wurden in die vielschichtigen Verfahrensweisen der Bio-Analytik eingewiesen. Während eines sechsstündigen molekulargenetischen Kurses wollten die Schüler unter der Leitung von Frau Krüger und Herrn Böse herausfinden, ob sie zu den „Schmeckern“ oder den „Nicht-Schmeckern“ von PTC zählen und welche genetischen Unterschiede dafür verantwortlich sind.

Biochemie_01

Zunächst übten die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit den Eppendorf-Pipetten, einem der wichtigsten Hilfsmittel bei der DNA-Isolierung, denn schließlich arbeitet man mit sehr kleinen Mengen, die exakt abgemessen werden müssen.

Probenentnahme und DNA-Isolierung: Die Probenentnahme erfolgte durch das Ausspülen des Mundes mit einer 0,9-prozentigen Kochsalzlösung. Anschließend pipettierten die Schüler 1000 µl der Lösung, zentrifugierten sie und entfernten den Überstand. Das entstandene „Pellet“ wurde gelöst und zur DNA-Freisetzung im Heizblock inkubiert.

DNA-Vervielfältigung mittels PCR: Nun ging es an die Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Hierbei wird DNA mithilfe eines Proteins, der Polymerase, vervielfältigt. Die DNA-Probe wurde mit verschiedenen Zusätzen in eine PCR-Maschine gegeben, die durch ein spezielles Heiz- und Kühlprogramm die DNA vervielfältigte. Da die entstandene DNA für den nachfolgenden Schritt zu lang war, wurde sie mithilfe eines Enzyms „zerschnitten“. Während der Inkubationszeit stellten studentische Hilfskräfte ihre Studiengänge vor.

Biochemie_02

Während die Gel-Elektrophorese lief, erhielten die Schülerinnen und Schüler Einblicke in verschiedene Fach- und Forschungsbereiche wie die fluoreszierende Farbmarkierung von Muskeln und Nerven bei Tieren, die Verwendung von Agrobakterien zum Einbringen von DNA in Pflanzenzellen und die Erforschung von Pflanzeneigenschaften, wie z.B. Trockenresistenz oder die Züchtung von Kallus-Kulturen. 

Im Anschluss an die Auswertung der Gel-Elektrophorese fanden die Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums Fridericianum, dass der Vormittag spannend, abwechslungsreich und äußerst informativ war. Sie möchten sich ganz herzlich bei Frau PD Dr. Ruth Stadler und allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bedanken, die sie tatkräftig unterstützten und so das Praktikum zu einem Erfolg machten.

(Bilder und Bericht: Thomas Böse)

DNA-Isolation aus Obst und Gemüse (Beispiel: Tomate) Q12

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In der „neuen“ Oberstufe des G9 Lehrplans steht in Biologie die Genetik stark im Fokus.
Das wichtigste Element der Genetik ist dabei die DNA. Um diese jedoch besser verstehen und auch sehen zu können. hat der Biologiekurs der Q12 unter Leitung von Herrn Böse den Versuch unternommen, aus verschieden Obst- und Gemüseteilchen deren DNA zu isolieren. Dieser Bericht konzentriert sich auf das Beispiel der Tomate.

Um die DNA aus einem Obststück zu isolieren, werden natürlich bestimmte Geräte und Chemikalien benötigt:

  • 2 Reagenzgläser
  • Trichter
  • Filterpapier
  • Mörser
  • Obstmesser
  • Reifes Obst
  • Brennspiritus, 4°C
  • Protease
  • Spülmittel-Salz-Lösung:
    • 44g Natriumcitrat-Diyhdrat
    • 8,8g Natriumclorid
    • 100ml farbloses Spülmittel

Protease

Spülmittel-Salz-Lösung

Versuchsdurchführung:

Zu Beginn wurde die Tomate (sie stammte aus der privaten Zucht von Herr Böse) zerkleinert, die Kerne herausgenommen und die Haut abgeschält, sodass nur noch das zarte Fruchtfleisch übrigblieb.

 

Nun wurden diese Stückchen in den Mörser gegeben und zerdrückt. Das reißt die Zellen auseinander und bricht sie teilweise auf. Danach wurde der Brei mit der Spülmittel-Salz-Lösung versetzt und nochmals gut durchgemischt, bis sich eine Art Tomatensaft mit kleinen Teilchen gebildet hatte. Durch die Lösung werden die Zell- und Kernhüllen aufgelöst. Anschließend muss das Gemisch einige Minuten im Mörser ziehen.

Im nächsten Schritt gossen wir den Saft langsam durch den Trichter und das Filterpapier in ein Reagenzglas. Das Filterpapier sorgt dafür, dass nur etwas Flüssigkeit und die winzigen DNA-Stränge im Glas landen.

Nun kam das zweite Reagenzglas zum Einsatz.
Dieses füllten wir mit etwa 2cm Brennspiritus und tröpfelten nun langsam das Filtrat mit der DNA sowie die Protease hinein. Dabei schwamm dieses Filtrat auf dem Spiritus. Die Protease legte nun die DNA frei, sodass der Spiritus die DNA und Proteine ausfällen kann. Dadurch wird die DNA als weiße Knäuel im Filtrat sichtbar.

Weitere Impressionen

Herr Böse mit vorbildlicher Schutzbekleidung beim Mischen der Spülmittel-Salz-Lösung

Eifrige Schüler der “TomatenGruppe” beim Arbeiten

Fotos und Text: Alexander Hess

Sauerkraut: eine Zeitreise in die Welt der Fermentation

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Die Klasse 9a hat sich im Rahmen des Biologie-Lehrplan-Themas „Bedeutung von Bakterien für die Lebensmittelherstellung“ auf eine spannende Entdeckungsreise begeben und Sauerkraut selbst hergestellt! Dabei wurde nicht nur ein köstlicher Snack für den Wintervorrat kreiert, sondern auch ein tiefer Einblick in die faszinierende Welt der Fermentation gewonnen.

Denn Sauerkraut ist weit mehr als nur eine Beilage: In der Antike war Sauerkraut ein fester Bestandteil der Ernährung und wurde in Tonkrügen aufbewahrt. Auch in alten Kochbüchern finden sich detaillierte Anleitungen zur Herstellung.

Das Geheimnis hinter der Haltbarkeit von Sauerkraut liegt in den Milchsäurebakterien. Diese winzigen Helfer wandeln Zucker in Milchsäure um, wodurch ein saures Milieu entsteht, in dem andere schädliche Bakterien nicht überleben können. So entsteht ein natürlicher Konservierungsstoff, der das Sauerkraut über lange Zeit genießbar macht.

Gemäß der traditionellen Herstellung wurde Weißkohl mit Salz, Wacholderbeeren und Kümmel in Gläsern vergoren. Das Experiment hat gezeigt, dass die Herstellung von Sauerkraut nicht nur einfach und lecker ist, sondern auch eine tolle Möglichkeit bietet, die Zusammenhänge zwischen Naturwissenschaft und Alltag zu verstehen und dabei zu sehen, wie viele erstaunliche Möglichkeiten die Natur bietet, um Lebensmittel zu konservieren.

(Text  und Bilder: Thomas Böse)

Technikland – wir machen mit

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Auch wir machen mit bei der Mitmachausstellung „Technikland“ im Stadtmuseum: Unsere 5. Klassen befassen sich an 30 Experimentierstationen selbstständig mit einer Vielfalt an naturwissenschaftlichen und technischen Phänomenen.

Das spielerische Ausprobieren ist eine willkommene Ergänzung zu den Inhalten, die ansonsten im MINT-Unterricht vermittelt werden – und die Schülerinnen und Schüler (ebenso wie die Begleitlehrkräfte) haben sichtlich Spaß daran.

#BoostyourSkills meets Fridericianum

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Die Themen #Cybersecurity und Künstliche Intelligenz (#KI) sind nicht nur auf dem Arbeitsmarkt in aller Munde, sondern auch in der Bildung. Am 15.3.2023 ist #BoostYourSkills erstmalig im Großraum Nürnberg und besucht das Fridericianum Gymnasium in Erlangen. Unter der Leitung von OStR Böse trainierte die Q11 in Kleingruppen ihre IT-Skills. Diese sind gefragter denn je und technologienahe Berufe bieten ein riesiges Potential für Jobchancen, gerade auch für junge Menschen. Damit sie diese Chancen ergreifen können, wird es immer wichtiger, sich bereits in der Schule mit dem kompetenten Umgang auseinanderzusetzen. Mit der #BoostYourSkills Offensive bereitet IT-Fitness in Kooperation mit Schaeffler Technologies und Microsoft Deutschland Schüler:innen auf den zunehmend technologiebasierten Arbeitsmarkt vor und stärkt sie sowohl in ihrem technischen Knowhow zu #CyberSecurity und #KI als auch im Hinblick auf die notwendigen Zukunftskompetenzen. In praxisnahen Workshops beschäftigen sich die Schüler:innen mit neuesten Technologien, finden gängige Sicherheitslücken und diskutieren gemeinsam mit Expert:innen und Studierenden die Herausforderungen einer digitalisierten (Arbeits-)Welt. Am Ende geht es auch darum, Lust auf IT zu machen und die Jobs der Zukunft vorzustellen.

Thomas Böse

Foto: Natascha Pauls

Superpreisverleihung in München Glänzend gemacht – Forschernachwuchs sichert sich mit spannenden Experimenten rund um Farbe und Licht den Superpreis

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[Bilder: Andreas Gebert, Text: Thomas Böse]

Ministerialdirigent Adolf Präbst, Samuel Sauer (6a), Johannes Moritz (6a) und Sophie Klopfer (7a) freuen sich über den Superpreis im Landeswettbewerb „Experimente antworten“. Diesen konnten sie durch ihre erfolgreiche Teilnahme an den drei Experimentierrunden des vergangenen Schuljahres erreichen. Sophie durfte schon zum zweiten Mal diesen besonderen Preis entgegennehmen.

Im Deutschen Museum nahmen am 11. Oktober 2019 54 bayerische Schülerinnen und Schüler stolz ihren im Landeswettbewerb „Experimente antworten“ gewonnenen Superpreis entgegen. Vierzehn von ihnen erhielten diese Auszeichnung bereits zum zweiten Mal, sechs durften sich sogar über einen dritten Superpreis für ihre Forscherleistung freuen. Bei der Preisverleihung gratulierte Ministerialdirigent Adolf Präbst in Vertretung von Kultusminister Prof. Dr. Michael Piazolo den glücklichen Gewinnern: „Unsere jungen Forscherinnen und Forscher haben spannende Experimente rund um die Themen Farbe, Kristallisation und Licht durchgeführt. Ihre Begeisterungsfähigkeit und ihre Experimentierfreude verdienen höchste Anerkennung.“

Kultusminister Piazolo lobte bereits im Vorfeld das Engagement der Preisträger: „Die Auszeichnung motiviert junge MINT-Fans, sich weiter für naturwissenschaftliche Phänomene zu begeistern und ihnen mit Experimenten auf den Grund zu gehen. Die Erfolge unserer Schülerinnen und Schüler sind auch das Ergebnis einer aktiven MINT-Förderung an unseren Schulen – im Fachunterricht und in vielen fächer- und unterrichtsübergreifenden Projekten.“ Für ihre aktive und zuverlässige Unterstützung in diesen Projekten dankte
Piazolo allen Beteiligten der Schulfamilie. „Unseren Nachwuchsforscherinnen und -forschern wünsche ich, dass sie sich ihren Entdeckergeist beibehalten und auch in Zukunft offen sind, in Experimenten neue Antworten zu finden.“

Der naturwissenschaftliche Wettbewerb richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 5 bis 10 an den bayerischen Gymnasien. Er fand im Schuljahr 2018/2019 bereits zum 16. Mal statt und forderte den wissenschaftsinteressierten Nachwuchs dazu auf, in drei Wettbewerbsrunden zu den folgenden Themenfeldern zu forschen:

  • Ins Blaue hinein! – Versuche mit Zaubermalstiften und Zaubertinten
  • Eine glänzende Erscheinung – Herstellung von Salzkristallen
  • Ins rechte Licht gerückt! – Bau eines Polarimeters und Experimente mit polarisiertem Licht

Für ihre Experimente griffen die Schülerinnen und Schüler auf Alltagschemikalien und -geräte aus Apotheke, Drogerie und Baumarkt zurück.

Dabei gingen insgesamt rund 4.000 Einsendungen bei der Jury ein. Die 54 Superpreisträgerinnen und ‑träger erhalten auch in diesem Jahr Laborgeräte, gestiftet von der Firma
Hedinger. Diese fördert neben den Bayerischen Chemieverbänden, dem Verband der Chemischen Industrie und dem Deutschen Museum München den Wettbewerb seit vielen Jahren.

Die Fachschaften Natur & Technik und Chemie des Gymnasium Fridericianum gratulieren unseren Preisträgern ganz herzlich.

 

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