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Biologie

ab Klasse 7

Die ganzheitliche Betrachtung von Lebewesen, Lebensräumen und die Rolle des Menschen als Teil der Umwelt stehen im Fokus des Biologieunterrichts am Fichte-Gymnasium. Der verantwortliche Umgang mit der Natur aber auch mit dem eigenen Körper und der eigenen Gesundheit setzt Wissen voraus, das wir im Unterricht vermitteln wollen. Von gesunder Ernährung über biochemische Zellvorgänge und Prozesse in Ökosystem bis zum Einsatz für Artenvielfalt: die Kinder und Jugendlichen erhalten biologische Grundlagenkenntnisse die sie befähigen, sich mit gesellschaftspolitischen Fragestellungen ebenso auseinanderzusetzen, wie mit Fragen über die eigene Lebensplanung und –gestaltung.

Die Unterrichtseinheit „Lebensräume“, verankert im Curriculum für die zehnten Klassen, wird in Zusammenarbeit mit städtischen Institutionen erweitert. Eine Möglichkeit ist die Fließgewässeranalyse, thematisch vorbereitet im Unterricht, unter Anleitung der Mitarbeiter des Ökomobils Karlsruhe praktisch umzusetzen. Die professionelle Ausstattung dieses High-Tech-Labors auf Rädern ermöglicht eine umfassende Analyse, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter geben wertvolle Impulse für die Beurteilung der Gewässergüte.

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten dabei in vier Teams („Chemie, Physik, Fauna und Strukturgüte“) und erkunden nahe Fließgewässer, wie z.B. die Alb.

Das „Chemie-Team“ beschäftigt sich nach Entnahme einer Wasserprobe mit der Bestimmung von pH-Wert, Sauerstoff-, Ammonium-, Nitrat-, Nitrit- und Phosphat- Gehalt. Das“ Fauna-Team“ dagegen verbringt den Tag direkt am bzw. im Fluss zu, um im Wasser lebende Tiere zu fangen und diese mithilfe von Bestimmungs-schlüsseln zu identifizieren. 

Als physikalische Parameter werden Tiefe, Temperatur, Fließgeschwindigkeit und die elektrische Leitfähigkeit des jeweiligen Flusses aufgenommen und durch das Team “Strukturgüte“ ergänzt, welches den Verlauf des Flusses und die Beschaffenheit des Uferbereiches aufnimmt. Zum Abschluss treffen sich alle Teams wieder im Ökomobil um die einzelnen Ergebnisse vorzustellen und zu einer gemeinsamen abschließenden Einschätzung der Gewässergüte zu kommen.

„Der ganze Tag mit dem Ökomobil hat uns allen sehr viel Spaß gemacht und wir bekamen ein Lob von Herrn Baumgärtner: Er hatte kaum etwas zu tun. Es war toll, dass wir das in der Schule Gelernte auch einmal praktisch umsetzen konnten.“ (Schülerinnen, Klasse 10).

Im Rahmen des Biologie-Profilkurses nehmen die Schülerinnen und Schüler an einem Praktikum entweder im KIT-Schülerlabor oder an Stützpunktschulen im Kreis Karlsruhe teil. Diese Praktika vermitteln zum Beispiel das molekularbiologische Vorgehen bei einem genetischen Fingerabdruck oder einem Vaterschaftstest. Dazu isolieren die Schülerinnen und Schüler zunächst DNA aus ihren Mundschleimhautzellen, vervielfältigen die DNA dann mittels PCR (Polymerase-Kettenreaktion) und trennen die DNA-Fragmente anschließend durch Gel-Elektrophorese auf. Für die Schüler ist dabei eindrucksvoll, dass sie wirklich molekularbiologisch arbeiten dürfen, d.h. kleinste Mengen mit Mikroliter-Pipetten pipettieren, Zentrifugen be- und entladen, Gele beschicken - und natürlich hinterher auswerten. Damit wird ein sehr realistischer Eindruck vermittelt, wie in einem biologischen Labor gearbeitet wird, welche Fingerfertigkeiten benötigt werden und dass gute Versuchsplanung und durchdachte Durchführung die Ergebnisse entscheidend beeinflussen.

M. Schaeffer

"Am Ende der Klasse 10 sollen die Schülerinnen und Schüler die kognitiven und persönlichkeitsbezogenen Fähigkeiten und Voraussetzungen erworben haben, um auf der Grundlage ihres biologischen Basiswissens und im Abwägen von Wissen und Werten zur eigenen Meinungsbildung und zu verantwortlichem Handeln fähig zu sein." (Leitgedanken zum Kompetenzerwerb für Biologie, Bildungsplan 2004)

Ein wichtiges Thema im Rahmen des Bildungsplans ist daher die Untersuchung von Ökosystemen. Laut Bildungsplan sollen die Schülerinnen und Schüler im Rahmen dieser Unterrichtseinheit folgende Kompetenzen erwerben:

  • ein schulnahes Ökosystem erkunden und wichtige Daten erfassen;
  • die Wechselwirkung zwischen Lebewesen eines Ökosystems anhand von Nahrungsketten und Nahrungsnetzen darstellen und den Energiefluss erläutern
  • mit ihrem Wissen über Fotosynthese und Zellatmung die Bedeutung der Energieumwandlung in einem Ökosystem erläutern
  • an Beispielen erläutern, dass sich die Stabilität eines Ökosystems aus dem Zusammenwirken vieler Faktoren ergibt und dass Eingriffe bei einzelnen Faktoren weitreichende und unerwartete Folgen haben können;
  • Ursachen für das Aussterben von Lebewesen an Beispielen erläutern.

Karlsruhe bietet aufgrund seiner Lage in der oberrheinischen Tiefebene zahllose Fließ- und Stillgewässer, die sich zu ökologischen Exkursionen eignen.

Als Beispiel für die Umsetzung am Fichtegymnasium war 2017 der Besuch einer 10. Klasse im Naturschutzzentrum Rappenwört, um dort den Altrhein zu untersuchen. Dazu wurde die Klasse in zwei Gruppen geteilt, eine Gruppe untersuchte das Rheinwasser auf chemische Parameter, die andere Hälfte auf biologische Parameter, d.h. Wassertiere und -pflanzen. Ein Highlight war, dass einem Schüler ein gar nicht so kleiner Flusskrebs in den Käscher ging. Nach etwa der Hälfte der Zeit wurde gewechselt, so dass jeder beide Themengebiete untersucht hatte. Die Ergebnisse wurden zusammengetragen, um in eine abschließende Einschätzung der Gewässergüte des Rheins zu münden.

M. Schaeffer

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Das sind keine erfundenen, künstlich dramatisierten Geschichten aus dem Fernsehen.

Das ist der „Horror“, den Christoph Griener, der lange Zeit „undercover“ im Drogenmilieu ermittelt hat, und sein Kollege Steffen Michler, studierter Pädagoge und angehender Kommissar, als traurigen Alltag im Raum Karlsruhe kennen.

Heute sind sie als Fachreferenten an Schulen, Universitäten und in großen Unternehmen zu Gast, um junge Menschen vor unbekannten Gefahren des Drogenmissbrauchs zu warnen.

So erhielten die 10. Klassen des Fichte Gymnasiums am 19. und 20. Oktober 2011 einen spannenden und informativen Vortrag über die aktuellen Problemlagen.

Gleich das Einstiegsthema „Drogen und Führerschein“ stieß auf großes Interesse, denn den Führerschein will schließlich jeder haben. Und damit man nicht plötzlich das Dreifache für die Fahrerlaubnis zahlen muss, passt man lieber mal genau auf. So erfuhren die Schüler von dem seit März geltenden Führscheingesetz, das trotz vieler Verschärfungen noch immer eines der mildesten in Europa ist. Jedoch gilt ab jetzt: Wer wiederholt mit Drogen, Alkohol oder Gewaltdelikten in der Öffentlichkeit auffällt, macht in den nächsten Jahren keinen Führerschein! Um später eine Erlaubnis zu erhalten, sind viele aufwändige Tests und Überprüfungen, die mit hohen Gebühren verbunden sind, notwendig.

Hellhörig wurden die Schüler ebenfalls, als es um Zigaretten ging. „Wer heute anfängt zu rauchen, hat es fünf mal schwerer aufzuhören als jemand, der vor 50 Jahren damit angefangen hat“, so lautete eine Feststellung der Präventionsbeauftragten. Durch die vielen unnötigen, suchterzeugenden Stoffe, die nur aus Gründen der Suchtverstärkung beigemischt würden, würde der Körper noch stärker strapaziert.

Doch das Rauchen ist eigentlich nur ein Nebenthema des Vortrags. Welche Folgen Kiffen, das „Schumpfpissetrinken“ oder der Konsum von Crystal Meth haben, wird schonungslos an authentischen Fällen anschaulich gemacht. Oft reagieren die Schüler geschockt auf Statistiken und Fakten, was wiederum zeigt, wie wichtig Aufklärung ist.

Auch über das Vorkommen und die Wirkungsweise sogenannter K.O.-Tropfen wurden die Jugendlichen informiert.  Farb-, geruch- und geschmacklos sind die Stoffe, die auch unter den Abkürzungen „GBH“ und „GBL“ bekannt sind. Das brisante dabei: Die Stoffe sind frei für jedermann erhältlich.

Nicht nur in Discos, sondern auch auf Volksfesten oder Betriebsfeiern kommt es immer öfter zum Missbrauch dieser Substanzen. Die Flüssigkeit wird ahnungslosen Partygästen unbemerkt ins Getränk gemischt. Der Konsum bewirkt bei den Opfern einen wachkomaähnlichen Zustand. Dies macht es den Tätern leicht, die meist jungen Menschen, „an die frische Luft zu begleiten...“ um sich im Anschluss an ihnen zu vergehen.

Auch nach vier Stunden Gespräch zwischen den Fachreferenten und den Schülern war noch längst nicht alles gesagt. Doch beide Gruppen waren sehr zufrieden mit dem Vormittag, der wohl bei allen Zuhörern einen bleibenden Eindruck hinterlassen hat.

„Der Besuch von Herrn Griener und Herrn Michler in meiner Klasse war sehr eindrucksvoll, interessant und nachdenklich stimmend. Der Vortrag hat mir persönlich die Augen über dieses wirklich große Problemfeld in unserer Gesellschaft geöffnet.“

„Der Vortrag mit Herrn Griener und Herrn Michler war sehr, sehr interessant und auch abschreckend. Die beiden können das, was sie erzählen, sehr authentisch und glaubwürdig rüberbringen.“

„Der Vortrag war echt super, ich denke, dass jeder, der sich Herrn Griener und Herrn Michler anhören konnte, es sich in Zukunft mindestens zweimal überlegen wird, bevor er weiß Gott warum irgendwelche Suchtmittel zu sich nimmt. Sehr gut war, dass uns auch aktuellere Suchtmittel und die Wirkung der vorgestellten Drogen beschrieben wurden, damit wir wissen, wovor man sich heutzutage schützen sollte. Ich habe vieles erfahren, wovon ich wirklich noch keine Ahnung hatte.

Schüler der 10. Klassenstufe

Organisation + Bericht + Fotos: Katja Jakob (K2.4)

Das Lernlabor Explo-Heidelberg bietet Workshops in verschiedenen naturwissenschaftlichen Bereichen an, worunter sich auch der Schnupperkurs Gentechnik, der von Schülerinnen und Schülern ab Klasse 11 belegt werden kann, befindet. Wir, Benjamin und Beatrix Bold, nahmen vom 05.01 - 09.01.2009 am Schnupperkurs Gentechnik teil. Man bekommt dort einen Einblick in die Methoden der Molekularbiologie. Nachdem uns am Lernlabor Grundkenntnisse über die Gentechnik vermittelt wurden, lernt man, wie man einen bestimmten Genabschnitt aus dem Bakteriophagen Lambda (ein Virus, das auf Bakterien spezialisiert ist) kloniert und diesen in einen Plasmidvektor (ein Transportvehikel) einschleust. Außerdem untersucht man die Proteinexpression des Reportergens GFP (green fluorescent protein), welches aus E. coli-Kulturen isoliert wird. Die Bedeutung des GFP liegt darin, dass es bei Bestrahlung mit UV-Licht grün fluoresziert und somit Rückschlüsse auf den Aufenthaltsort des Proteins in einem Gewebe zulässt.

Man erhält während des Schnupperkurses zudem einen Überblick über die Laborarbeit und über die Sicherheitsmaßnahmen, die bei der Arbeit mit Bakterien und Viren einzuhalten sind. Insgesamt ist der Schnupperkurs eine gute Ergänzung zum Biologieunterricht der Oberstufe, da man hier das praktisch anwenden kann, was man im Biologieunterricht lernt.