Exkursionsbericht
Biologie-Leistungskurs in der Ökologischen Station am Sorpesee
Der Leistungskurs Biologie von Herrn Werneke unternahm vergangene Woche Mittwoch eine Exkursion zur Ökologischen Station am Sorpesee. Der Kurs, bestehend aus sechs Schülerinnen und einem Schüler, nahm dort an einem ganztägigen Workshop zum Thema Fotosynthese teil. Ziel war es, zentrale Inhalte aus dem Unterricht durch eigene Experimente praktisch zu untersuchen und moderne wissenschaftliche Arbeitsmethoden kennenzulernen.
Im Mittelpunkt standen mehrere Experimente, mit denen unterschiedliche Aspekte der Fotosynthese analysiert wurden. So untersuchten die Schülerinnen und Schüler zunächst die Pigmentausstattung verschiedener Algenarten. Mithilfe der
Dünnschichtchromatografie wurden Pigmente aus Grünalgen, Braunalgen und Kieselalgen getrennt und sichtbar gemacht. Dabei konnten die Lernenden nachvollziehen, dass unterschiedliche Algenarten verschiedene Pigmente
besitzen und dadurch unterschiedliche Lichtbereiche für die Fotosynthese nutzen können.
Ein weiteres Experiment beschäftigte sich mit der Lichtabsorption der Algenpigmente. Dazu wurde ein Pigmentextrakt im Fotometer untersucht. Dieses Messgerät analysiert, wie stark Licht verschiedener Wellenlängen von einer Probe absorbiert wird. Die Proben wurden dabei in Küvetten – kleine transparente Messgefäße – gefüllt und im Fotometer ausgewertet. So konnten die Schülerinnen und Schüler ein Absorptionsspektrum aufnehmen und erkennen, welche Lichtbereiche für die Fotosynthese besonders wichtig sind.
Anschließend bestimmten die Kursteilnehmerinnen und -teilnehmer sogenannte Wirkungsspektren. Dabei wurde gemessen, wie stark verschiedene Lichtfarben die Fotosyntheseleistung von Grünalgen und Kieselalgen beeinflussen. Mit Hilfe eines Oximeters, das den Sauerstoffgehalt im Wasser misst, ließ sich feststellen, wie viel Sauerstoff bei Beleuchtung mit blauem, grünem oder rotem Licht produziert wurde – ein direktes Maß für die Fotosyntheseaktivität. Außerdem auf dem Programm stand die Aufnahme von Fotosyntheselichtkurven bei Pflanzen. Hierbei wurde untersucht, wie sich die Fotosyntheserate bei unterschiedlichen Lichtintensitäten verändert. Dazu kam eine Messkammer mit verschiedenen Sensoren eines Raspberry-Pi-Systems zum Einsatz, die unter anderem den CO₂-Gehalt der Luft messen konnten. Die Schülerinnen und Schüler arbeiteten dabei mit einer sogenannten C3-Pflanze (Bohne) und einer C4-Pflanze (Mais) und konnten Unterschiede in der Anpassung dieser Pflanzen an Lichtbedingungen erkennen.
Ein weiteres Experiment diente dem Nachweis der Hill-Reaktion. Dabei wurde gezeigt, dass die lichtabhängigen Reaktionen der Fotosynthese auch außerhalb der intakten Pflanzenzelle stattfinden können. Hierfür wurden Chloroplastenbestandteile aus Wasserpest (Elodea) gewonnen und mit einem Farbstoff untersucht, dessen Entfärbung fotometrisch gemessen werden konnte.
Während der Experimente lernten die Schülerinnen und Schüler zahlreiche biologische Labor- und Messmethoden kennen. Sie arbeiteten unter anderem mit Mikropipetten zum exakten Dosieren kleinster Flüssigkeitsmengen, mit einer
Zentrifuge, die Proben durch schnelle Rotation in ihre Bestandteile trennt, sowie mit Kapillarröhrchen, Spektrometern und verschiedenen digitalen Sensoren. Diese Geräte gehören zur Standardausrüstung moderner biologischer Forschung
und ermöglichten den Lernenden einen authentischen Einblick in wissenschaftliche Arbeitsweisen.
Zwischenzeitlich konnten sich die Schülerinnen und Schüler bei herrlichem Sonnenschein und blauem Himmel mit einer Portion Pommes für den Nachmittag stärken und dabei den Blick über den Sorpesee schweifen lassen.
Besonders erfreulich war das engagierte und sorgfältige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler. Die Versuche erforderten präzises Vorgehen, genaues Messen und sorgfältige Dokumentation – Fähigkeiten, die für wissenschaftliches Arbeiten zentral sind. Dass nicht jeder Versuch die erwarteten Ergebnisse lieferte, ist ebenfalls Teil wissenschaftlicher Arbeit und erforderte eine kritische Fehleranalyse. Gleichzeitig wurde deutlich, wie eng die Experimente an die im Unterricht behandelten Inhalte des Kernlehrplans Biologie anknüpfen. Die Exkursion ermöglichte somit eine anschauliche Verbindung von theoretischem Wissen und praktischer Forschung.
Ein besonderer Dank gilt Herrn Schelte und Frau von Przewoski von der Ökologischen Station, die den Workshop fachkundig betreuten und den Schülerinnen und Schülern einen spannenden Einblick in die experimentelle
Fotosyntheseforschung ermöglichten.
Die Exkursion zeigte eindrucksvoll, wie lebendig und praxisnah Biologieunterricht sein kann, wenn wissenschaftliche Fragestellungen nicht nur im Klassenzimmer besprochen, sondern auch selbst experimentell untersucht werden.
