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Die IdeenEXPOs 2007, 2009, 2011, 2013, 2015, 2017 und 2019 sind leider vorbei.

2007 waren wir zusammen mit dem Energie-LAB mit dem Thema "Treibhauseffekt" dabei.

• 2007: "Klimawandel und Treibhauseffekt"
• 2011: Energie-LAB: "MiniSolar" und "Solar-Haus" / LifeScienceLab: "DNA-Extraktion"
• 2013: "Raumschiff Erde"
• 2015: "Pflanzen und Klima" / Energie-LAB: "SimSolar" und "Smarthome"
• 2017: "Treechecker" (Bäume in der Stadt) / LifeScienceLab: "DNA, Proteinsynthese"
• 2019: LifeScienceLab: "DNA-Extraktion" / Energie-LAB: "Smarties und Fahrrad fahren"

Ob die Ideen-EXPOs die Schule nachhaltig verändern werden, wird sich zeigen.
Bis zur nächsten IdeenEXPO (und - wenn man uns lässt - darüber hinaus) liefern wir Ihnen hier auf www.schulbiologiezentrum.info
und natürlich im Schulbiologiezentrum selbst weiterhin viele...

Ideen und Experimente
für den Unterricht und für zu Hause

In diesem Forum möchten wir Ihnen in lockerer Folge Einfälle, Erfahrungen und hoffentlich
motivierende Ideen für den naturwissenschaftlichen Unterricht näher bringen.
Zu diesem "Markt der Ideen" haben viele Kolleginnen und Kollegen beigetragen, die das Schulbiologiezentrum z.T. seit Jahren nutzen und freundschaftlich begleiten.

Wenn Sie selbst etwas "zündendes" für dieses Forum haben, teilen Sie uns das bitte mit!

Kluge werden durch das Internet klüger,
Dumme dadurch dümmer...
(abgewandelt, Günther Jauch)

Ressourcen sind endlich...

Ausleihbar im Schulbiologiezentrum: Das "Gummi-Raumschiff"
Foto:Ingo Mennerich

...aber das merkt man nicht, wenn man am Sonnabend durch Hannovers Innenstadt läuft. Die Läden sind voll und nichts deutet darauf hin, dass das alles schon morgen vorbei sein könnte...
Aber: Nehmen wir mal an,morgen früh ginge die Welt unter und unsere einzige Chance, die Katastrophe unbeschadet zu überleben wäre ein zwei Meter großes Raumschiff.
Was würden wir mitnehmen auf diese Reise ohne Wiederkehr?

Schülerinnen und Schüler der Ludwig-Windthorst-Schule haben sich dazu Gedanken gemacht und sind in das "Gummi-Raumschiff" gestiegen.
Eine solches "Raumschiff" können sich Schulen in Hannover und Umgebung sich jetzt zu Unterrichtszwecken - nach einer kurzen Sicherheits- und Aufbaueinweisung - im Schulbiologiezentrum kostenlos ausleihen.

Was ist im Leben wirklich wichtig?

Medis, Louis und Mara in der "Gummisphäre" (einem "Water Walking Ball"). Der CO2-Gehalt der Raumluft wird ständig kontrolliert (Messgerät TESTO, im Schulbiologiezentrum ausleihbar!).

"Morgen früh wird die Erde untergehen:
Es wird keine Überlebenden geben...
Du hast die Möglichkeit, dich rechtzeitig mit einem Raumschiff zu retten, kannst aber wahrscheinlich niemals auf die Erde zurückkehren."

"Überleben" im "Raumschiff Erde":

Das Raumschiff ist eine Kugel mit zwei Meter Durchmesser.

Was nimmst du mit?

Schülerinnen und Schüler der Ludwig-Windthorst-Schule in Hannover haben sich auf die "Reise" gemacht und haben spontan notiert:

Handy, Kuscheltier, Sauerstoff, Freund(in), etwas zu essen, Klamotten, Pflanzensamen, Pflanzen (Photosynthese), Wasser, Familie, Navi, Lehrer, Bibel/Koran/Thora, Tampons, Astrononomiebuch...

Und wie sieht Deine / Ihre Liste aus?

Bei unserem Thema "Raumschiff Erde" (geeignet für 9.und 10.Klassen) geht es um Überlebenswichtiges:
Woher stammt die Luft, die Nahrung, das Wasser, die Wärme und im Dunkel des Alls auch das Licht?
Wohin mit dem Abfall?

Übrigens: Im Laufe der Zeit hat sich die Liste sehr verändert...

Arbeitshilfe 19.67 "Raumschiff Erde" , umfassende Dokumentation des Projekts

Präsentation "Raumschiff Erde" (2. Inquire Fortbildung und RUZ-Tagung in Syke)

Mehr dazu:

• Wie stark nimmt der Sauerstoffgehalt in geschlossenen Räumen ab?
• Wie stark steigt der CO2-Gehalt?
• Wie hängen diese Veränderungen von Raumvolumen, Atemvolumen und Atemfrequenz ab?
  

2 Berechnungsprogramme (EXCEL) geben genäherte Werte:

• CO2 und O2 in geschlossenen Räumen KURZVERSION
• CO2 und O2 in geschlossenen Räumen TABELLE

Makroaufnahmen mit dem Handy

Wer kleine Dinge mit der Kamera aufnehmen möchte sollte möglichst nah an das Objekt herangehen.

Leider setzen die Gesetze der Optik uns bestimmte Grenzen. Wenn wir unsere Nasenspitze auf die Zeitung legen werden wir sie nicht lesen können.

Eine Möglichkeit, den Nahpunkt auszutricksen, ist eine Lupe. Oder die Stereolupe (Binokular) und das Mikroskop.

Mit den heutigen allgegenwärtigen Handys kann man - etwas Geschick, Erfahrung eine ruhige Hand vorausgesetzt - gute Makro-Aufnahmen machen.
Die Lupe einfach über das Okular eines Binokulars oder eines Mikroskops halten, das Objekt finden, vielleicht etwas zoomen, klick und fertig.

Auf diese Art gelingen Schülern heute Bilder für die vor 20 Jahren noch teure Kameraadapter oder Speziallinsen nötig gewesen wären.

Hier zwei weitere Möglichkeiten:

Aufnahmen mit Handy, Adapter und Binokular

• Ein Adapter zwischen Handy und Okular ermöglicht es, der Kamera genug Zeit zum Fokussieren zu geben. Verwackeln ist nicht mehr möglich.
• Zu empfehlen ist ein Adapter der die Linse des Handys in allen drei Dimensionen (XYZ) optimal über das Okular bringt.
• Ein Binokular mit Zoom oder mehreren Vergrößerungsstufen ist natürlich besser als der nur die Pixel vergrößernde digitale Zoom der Kamera.
• Meistens ist es besser, ohne Kamerazoom zu arbeiten und sich nur auf die Optik des Binokulars bzw. Mikroskops zu verlassen.
• Meistens kann sich auch mit einem interessaten Bildausschnitt begnügen.

Moos Syntrichia ruralis mit Glashaaren an den Spitzen der Blättchen und Tautropfen
Ausschnitt Foto mit iPhone 5s, Stereolupe Olympus SZ51 und Adapter Celestron NexYZ

Aufnahmen mit Handy und Lupe

• Für Handys gibt es so genannte aufsteckbare Makrolinsen. Sie haben aber ihren Preis.
• Eine ganz einfache "Arme-Leute"-Alternative ist es, eine Lupe vor die Handylinse zu halten.
• Bei Einschlaglupen, 8 bis 10fach vergrößernd -im Gruppensatz ausleihbar in unserer Leihstelle - bietet sich an, das Gehäuse auf die Rückseite des Handys zu legen und die Lupe vor das Objektiv zu schwenken.
• Ganz Mutige befestigen die Einschlaglupe mit Klebeband.

Moos Syntrichia ruralis mit Glashaaren an den Spitzen der Blättchen und Tautropfen
Ausschnitt Foto mit iPhone 5s und vorgesetzter Einschlaglupe 8x

Wir finden: Das Ergebnis mit dem 5 Jahre alten iPhone kann sich sehen lassen!

Und die Foto-Qualität der Handys galoppiert steil nach oben...

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Fichtenkeimling zwischen Rotbuchenblättern
(Foto Ingo Mennerich)

"Waldkinder"...

Noch klein, unscheinbar, überhaupt nicht trittfest und nur von wenigen als solche erkannt:
"Baumbabies", hier zum Beispiel der Keimling eines "Weihnachtsbaumes" (der ja in den meisten Fällen kein Tannenbaum sondern eine Fichte ist). Ob aus diesem winzigen Wesen tatsächlich mal ein Baum wird?

Eine Fotosafari mit Schülern kann zu einer ungeahnten Ausbeute an zunächst unbekannten "Funden" und zum Wunsch nach "Baumpatenschaften" führen.
Aber nicht jedes kleine Pflänzchen ist ein Keimling und nicht jeder Keimling ist ein kleiner Baum.
Mit kleinen Hilfen bekommt man allerdings schon bald einen Blick für die "Kleinen".
Und wenn er erst einmal als "Baum" erkannt ist: Nicht jeder Baumkeimling wächst zu einem Baum heran.
Warum eigentlich nicht?

Leider gibt nur wenig Bestimmungsliteratur dazu.
Daher möchten wir Ihnen, an "Baumbabys" interessierten Menschen, eine kleine Bildersammlung als Hilfestellung an die Hand geben...

Mehr dazu...

Sonnen-Spektroskop aus einer CD und einem Schukarton
"Quarks & Co" verbessert unsere Version von 2003...

Spektroskope zur Untersuchung von Licht (Sonne, Glühlampen, Energiesparlampen) sind teuer, lassen sich aber mit etwas Bastelgeschick an einem verregneten Sonntagnachmittag aus einer CD und einem Schuhkarton selbst bauen.

2003 haben wir das "CD-Spektroskop" im Schuhkarton beschrieben (AH 19.56). Damit untersuchen Schüler in unseren Projekten "Licht & Farbe" und "Experimente zur Photosynthese"
z.B. die Absorptionseigenschaften von Chlorophyll und die Emissionslinien einer Energiesparleuchte.

Absorption einer ethanolischen Chlorophylllösung (Diaprojektor) dargestellt mit dem Schuhkarton-CD-Spektroskop:
Der blau-violette Spektralbereich wird nahezu vollständig absorbiert, auch m roten Bereich sieht man einen breiten dunklen Streifen (Foto: Ingo Mennerich)

Der WDR hat im Juni 2010 bei "Quarks & Co. " eine sehr interessante Version vorgestellt bei der das Licht von oben in den Schuhkarton einfällt. Das CD-Segment steht dabei auf einer schrägen Bühne. Das "Guckloch" ist - wie bei uns - vorne an der Stirnseite angebracht, das "Lichtfenster" allerdings oben im Deckel.
Empfehlen würden wir nach wie vor , den Spalt im "Lichtfenster" mit einem scharfen Teppichmesser und einem Lineal in Alufolie zu schneiden und den Spalt mit Transparentpapier (feinkörnigem Zeichenpapier) zu überkleben. Das sorgt für diffuses (gestreutes) Licht.
Je schmaler der Spalt, desto schärfer, d.h. desto höher auflösend ist das Spektrum. Leider wird es dadurch auch immer lichtschwächer. Welchen Kompromiss Sie finden müssen sie selbst entscheiden!
Und denken Sie daran: Wenn Sie die das Spektrum erzeugende CD direkt vor Ihren Augen haben sehen Sie ohne Lesebrille vielleicht nicht scharf genug um die berühmten Fraunhoferschen Linien im Sonnenspektrum zu erlkennen....

Sehr empfehlenswert, aber auch noch etwas, an dem man sich abarbeiten kann...
Vielleicht ein Facharbeitsthema?

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Fotos: Ingo Mennerich

CO2 und H20 in der Atmosphäre
und als praktisch erfahrbares Thema in der Schule:
Wie funktioniert der "Treibhauseffekt"?

CO2 ist ein "Klimakiller" weil es den "Treibhauseffekt" fördert - sagt man.
Mit einfachen Schul-Experimenten lässt sich untersuchen, was daran dran ist:
Das Schulbiologiezentrum Hannover arbeitet seit Jahren in enger Zusammenarbeit mit dem Schul-LAB der IGS Mühlenberg an der Entwicklung von schultauglichen Experimenten zu diesem Thema.

• Welche Folgen hat der "Treibhauseffekt" für die Erde?
• Wie funktioniert er und welche Rolle spielt CO2 dabei?
• Wie viel CO2 ist in der Atmosphäre enthalten?
• Woher stammt es?
• Welchen Anteil haben wir daran?
• Welche Wirkung hat der Wasserdampf?
• Was ist mit FCKWs, Lachgas, Methan und Ozon?

Das Thema "Wetterküche" bietet viele Experimente zur Physik des Wetters:
Wolken, Niederschlag, Temperatur, Wind u.v.a.m., von der Grundschule bis zur Uni!

Arbeitshilfe 19.43 
"CO2 und H2O in der Atmosphäre - Experimente zum Treibhauseffekt" (pdf 2 MB)

Mehr dazu:
Das Schulbiologiezentrum und das Schul-LAB auf der Ideen-Expo 2007

Wir bieten dieses Thema in Zusammenarbeit mit dem Schul-LAB auch als Kurs für Schüler ab Jg. 9 an.
Besonders spannend sind Experimente mit der Thermokamera (z.B. im Dunkeln!)...

Blick durch einen schwarzen (!) Ballon:
Eine straff gespannte Ballonhaut ist "undurchsichtig" für gewöhnliches Licht aber größtenteils "durchsichtig" für (langwellige) Wärmestrahlung.
Mit Mülltüten funktieriert das übrigens auch!

Licht und Wärmestrahlung sind elektromagnetische Strahlung.
Der Unterschied liegt allein in der Frequenz (bzw. der Wellenlänge) und im Energiegehalt.

Man beachte:
Die Brille ist undurchsichtig für Wärmestrahlung! Der Ballon nicht!

Me010610 / 220213

Im Schul-LAB:
Die Erde als von einer Scheinwerfer-Sonne beleuchteteter "Schwarzkörper", mit einer "Atmosphäre" die sich mit verschiedenen Treibhaus-gasen füllen lässt.
Eine Thermosäule mit Messverstärker misst den Rückgang der durch Absorption versursachten Wärmestrahlung.
Das Experiment wurde im Schul-LAB entwickelt und gebaut.

Im Schul-LAB:
Ein überzeugender und für Experimente in der Schule ausleihbarer "Klassiker" des Schulbiologiezentrums:
Eine gasdichte HT-Röhre (Baumarkt) mit einer regulierbaren Strahlungsquelle (Konstantanwendel mit Parabolspiegel) oder einer 12V Glühlampe und einer Thermosäule (mit Messverstärker). Wird z.B. CO2 oder Wasserdampf in die Röhre geleitet bricht die durch die Thermosäule erzeugte Spannung deutlich ein. Wird das Treibhausgas entlassen, steigt die Spannung wieder auf den "normalen" Wert.
Besonders eindrucksvoll: Die beiden "Fenster" am Ende des Rohrs dürfen gerne aus undurchsichtiger dunkler Plastikfolie (z.B. Müllsäcke) sein.

Im Schul-LAB:
Die Treibhauswirkung von Luft, CO2 und Wassserdampf im Vergleich.
Das Experiment wurde im Schul-LAB entwickelt und gebaut.

Wie viele Sterne können wir eigentlich sehen?

Grob gerechnet etwa 3000 im Laufe einer sternenklaren Nacht.
Im Laufe eines Jahres und bei wirklich klarem Himmel etwa 6000.
Mit einem Fernglas oder Fernrohr geht die Zahl in die hunderttausende...

Unser Stern, die Sonne, ist nur einer davon und dazu ein ganz normaler Stern.
Einer unter etwa 200 Milliarden anderen Sternen die zusammen unsere "Milchstraßen-Galaxis" bilden...

200 Milliarden ist eine sehr große Zahl:
Versuchen wir einmal mit einer Schulklasse eine Minute lang mit einem Bleistift so viele Punkte auf ein Blatt Papier zu "hämmern" wie möglich. Dann zählen wir die Punkte.

Wie lange müssten wir so weitermachen bis 200 Milliarden Punkte zusammenkommen?

Eine Unterrichtsstunde? Eine Doppelstunde? Einen Unterrichtstag? Eine Woche, einen Monat, ein Jahr?

Oder brauchen wir noch viel viel viel mehr Zeit?

Bei einem Besuch des Planetariums der Bismarckschule erleben Ihre Schüler nicht nur sternenklare Nächte von denen man in unseren lichtdurchfluteten Städen kaum noch etwas weiß. Man kann auch sehen, wie die Sonne im Winter, im Frühling, im Sommer und im Herbst über den Himmel zu ziehen scheint, man erlebt traumhaft schöne Sonnenauf- und untergänge und anschließend die ganze Schönheit des sich jahreszeitlich verändernden Nachthimmels...

Kommentar einer Besucherin:
"Das sollte jeder Hannoveraner mindestens einmal in seiner Schulzeit erlebt haben!"

Mehr dazu unter
www.planetarium-hannover.de

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Projektor im Planetarium Hannover in der Bismarckschule

Siehe auch unsere gemeinsame Idee
"7 Tage , 7 Nächte unter dem Sternenhimmel"

Arbeitshilfe 19.22:
"Weißt du, wie viel Sternlein stehen...?
Mit dem Astro-Zählrohr auf Standortbestimmung in der Milchstraße"

Blütenstaub lebt: Pollenschlauchwachstum bei der Rosskastanie

Die Rosskastanie (Aesculus hippocastanum) produziert im Frühjahr reichlich Pollen. Sie ist "vormännlich" (protandrisch), d.h. in den Blüten reifen zunächst die Staubblätter. Die weißen Blüten tragen dann ein gelbes so genanntes Saftmal. Später, nach dem Abwelken der Staubblätter, reift der weibliche Teil der Blüte, der Stempel. Das Saftmal färbt sich dann rot. Auf diese Weise kommt es selten zur Selbstbestäubung.
Die Rosskastanie eignet sich nach unseren Erfahrungen gut, Pollen keimen zu lassen. Normalerweise wächst der sich auf der zuckerhaltigen Narbe bildende Pollenschlauch durch das Narben- und Griffelgewebe hindurch bis zur Eizelle. Die mitgeführte männliche Geschlechtszelle befruchtet sie.
Unter dem Mikroskop kann man Pollen auch "überlisten": Einige wenige (!) Zuckerkristalle zu den im Wasser schwimmenden Pollen zugefügt, lösen nach wenigen Minuten das "Keimen" der Pollenkörner aus. Man kann zusehen, wie sie wachsen!
Manchmal platzen die Schläuche und der Zellinhalt tritt aus. Eine Gelegenheit, sich mit demThema "Osmose" auseinanderzusetzen...

So wird´s gemacht:

• "Junge" Kastanienblüten mit gelbem Saftmal pflücken.
• Staubbeutel mit Pinzette abziehen und auf Objekträger zerdrücken.
• Etwas Wasser und wenige (!) Zuckerkristalle hinzufügen.
• Deckglas aufsetzen um Verdunstung und Erhöhung der Zuckerkonzentration zu vermeiden.
• Der Pollen muss frisch sein!
  

Auf der (englischsprachigen) Webseite von SAPS finden Sie mehr solche Ideen!

http://www.saps.org.uk/

Me050510

Pollenschlauchwachstum in zuckerhaltigem Leitungswasser. Nach etwa 3 Stunden erreichen die Pollenschläuche das 30 -40 fache des Pollendurchmessers.


Foto: Ingo Mennerich

Überleben bei - 18°C!

Das Kissenmoos (Grimmia pulvinata) das im Schulbiologiezentrum Hannover z.B. auf aus Zement (Kalk!) gegossenen Frühbeetkästen lebt ist - was die Temperatur- und Trockenheitstoleranz angeht - ein Extremist:

Das Moos wächst (Name!) kissenförmig auf kalkigem Untergrund und ist im trockenen Zustand grau. Die Farbe ist den so genannten "Glashaaren", durchsichtigen haarförmigen Auswüchsen an den Spitzen der Moosblättchen geschuldet. Sie überziehen das Polster mit einem feinen, die Verdunstung herabsetzenden Flaum. Die Blätter sind im trocken Zustand eng spiralig zusammengelegt.

4 Wochen lang bei -18°C im Gefrierfach eines Kühlschranks in Dunkelheit gehalten zeigt es nach dem Auftauen sofort wieder die typischen Reaktionen: Benetzt man das graue Kissen so werden die feuchten Stellen grün. Unter dem Binokular zeigt sich warum: Die dem Stängel eng anliegenden Blätter öffnen sich mit fast atemberaubender Geschwindigkeit.

Taucht man das ganze Kissen ins Wasser "erwacht" die Pflanze und kann im Licht wieder Photosynthese betreiben.

Nur nass einfrieren sollte man sie nicht!

Übrigens: Wenn man Grimmia in einem verschlossenen Glas in die pralle Sonne stellt überlebt sie das auch...

Mehr zum Kissenmoos (Grimmia pulvinata)

Me130909

Grimmia pulvinata - Kissenmoos

Foto:Ingo Mennerich

Und noch ein Überlebenskünstler...

Legen Sie den Moosfarn auf einen mit Wasser gefüllten tiefen Teller. Nach einer halben Stunde hat er sich entrollt, nach drei bis vier Stunden werden lebende Exemplare grün (viele angebotene "Rosen von Jericho" sind biologisch tot und entrollen sich nur aufgrund physikalischer Eigenschaften).

Nach dem "Aufgehen" sollte man den Moosfarn in sandige, neutrale bis leicht alkalische (kalkige) Erde geben und ihn in Ruhe lassen, also auch nicht gießen. Er wird sich wieder einrollen und kann monate-, ja jahrelang in diesem Zustand verharren.

Moosfarne sind evolutionär hochinteressante, zwischen den Farnen und den (modernen) Blütenpflanzen stehende Pflanzen:
Sie bilden, anders als die Mehrheit der Farne bei denen die Sporen unter den Blättern (Wedeln) entstehen, unscheinbare "Blüten" aus. Diese enthalten im unteren Teil große, "weibliche" Makrosporen und oben kleine, "männliche" Mikrosporen. Die Makrosporen sind Urahnen der Samenanlagen moderner Blütenpflanzen, die Mikrosporen entsprechen den Pollen. Die in den Sporen auskeimendende, Eizellen bzw. Spermatozoen bildende Geschlechtsgeneration (Gametophyt) verbleibt in der Sporenhülle.

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"Geisterlicht" im Dunkeln:
Rote Fluorescein-Lösung leuchtet im UV-Licht grün

Foto: Ingo Mennerich

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Wenn Elektronen aus der Bahn gerissen werden:
Fluoreszenz mit "Schwarzlicht"

Zwei mit Fluorescein-Wasser-Gemisch gefüllte Probengläschen und ein handelsübliches Geldschein-Prüfgerät das UV-Strahlung abgibt:
Die kurzwellige energiereiche UV-Strahlung katapultiert Elektronen aus ihrer "normalen" in eine energetisch höhere Lage aus der sie unmittelbar danach wieder in den Grundzustand "herunterfallen" und die vorher aufgenommene Energie als längerwelliges grünes Licht abgeben. Ähnlich funktionieren die als Energiesparleuchten bezeichneten Leuchstoffröhren, sie geben rotes, grünes und blaues Licht ab dass wir in seiner Gesamtheit als Weiß wahrnehmen. Mit einem aus einer CD und einem Schuhkarton selbst gebauten Spektroskop lässt sich das gut nachweisen.
Fluoreszenz ist auch bei einer mit UV-Licht bestrahlten Chlorophylllösung zu beobachten die dann tiefrot leuchtet.

Fluorescein ist in der Leihstelle des Schulbiologiezentrums in kleinen Mengen kostenlos erhältlich

DNA aus Tomaten, Erdbeeren oder Bananen extrahieren.....

Das Experiment lässt sich in der Küche durchführen:
Sie brauchen

• Erdbeeren, Tomaten oder ähnliches
• Spülmittel
• Salz
• Eiskaltes Isopropanol (zur Not geht es auch mit Brennspiritus)
  

Das Rezept dazu hier zum Herunterladen!

In den vier Laboren des LifeScienceLABs können Schülerinnen und Schüler ab Klasse 10 unter fachkundiger Anleitung Experimente zur grünen Gentechnik durchführen

z.B. DNA-Extraktion z.B. aus dem Brutblatt, Aufspaltung der DNA und Nachweis der Bestandteile, Schneiden einer bakteriellen Plasmid-DNA mit Restriktions-Enzymen, Gel-Elektrophorese zur Auftrennung der Reaktionsprodukte, Polymerase-Kettenreaktion PCR, Übertragung von Genen auf andere Organismen (Agrobacterium tumefaciens), Prüfung genetisch veränderter Organismen und deren Produkte (z. B. Bt-Mais)
u. a. m.

Mehr zum LiSci auf http://www.lifesciencelab.de (hannover.de)

Lisci- Stützpunkte mit modernen gentechnischen Laboren

• IGS Garbsen (Garbsen)
• Gymnasium Helene-Lange-Schule (Hannover)
• Erich-Kästner-Gymnasium (Laatzen)
• Gymnasium Wilhelm-Raabe-Schule (Hannover)
  

Alle Angebote sind kostenlos!

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Mit Kittel, Schutzbrille, Mikropipette und viel Sachverstand: Zerschneiden von DNA-Plasmiden mit Restriktions-Enzymen
Foto: Lisci

Überraschungs-Ei:

Eine immer wieder gestellte Frage:
Wie passt eigentlich eine Gespenstschrecke in kleines Ei?

Die Antwort ist ganz einfach:
Aus einem alten Fahrradschlauch wird ein sechsbeiniges Insekt geschnitten und dieses in ein Überraschungsei gestopft.
Das Auspacken und Entfalten gibt den Schlupfprozess rcht gut wieder!

Die Idee haben wir von Volker und Cornelia Suchandtke, "Grüne Schule" im Botanischen Garten Dresden

Fotos: Ingo Mennerich

Me281009

Power von der Sonne:
Biodiesel (Rapsmethylester) in der Schule selbst hergestellt.....

Fotos: Ingo Mennerich

Im Rahmen unseres Projekts "Biogene nachwachsende Energieträger"
stellen Schüler aus Rapsöl kleine Mengen Biodiesel (Rapsmethylester) her.
Das Produkt, dessen Brennbarkeit z.B. durch Sprayen in eine Gasbrennerflamme demonstriert
wird, ist "Treckerkompatibel" und auch noch bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts
einsetzbar (Rapsöl nicht!)

Sie brauchen:

• 250 ml Rapsöl (Supermarkt)
• 67 ml Methanol
• 1 g Natriumhydroxid
• Erlenmeyerkolben mit Stopfen
  oder andere gut verschließbare und saubere Gefäße

Das Rezept finden Sie hier...

Siehe auch "Themen"...

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Vom Korn zum Korn: Bier brauen in Bierflaschen:
Das Gärröhrchen zeigt dass die Bierhefen Zucker als Nahrung finden.

Ist "Bio" wirklich Bio?
Wie weit fährt ein Auto mit einem Liter Bioethanol?
Wie groß ist die dafür notwendige Ackerfläche?
Ist es gut, Getreide oder Kartoffeln in Otto-Motoren zu verbrennen?

Das Rezept und unsere Erfahrungen gibt´s bei uns auf Anfrage...

Vom Bier brauen in der Schule
zum nachwachsenden Treibstoff für Autos
Bioethanol in der Schule selbst hergestellt.....

Im Rahmen unseres Projekts "Biogene nachwachsende Energieträger"
stellen Schüler aus Mais kleine Mengen Bioethanol her.
Im ersten Teil wird Mais (Maisstärke) durch die in gemältzem (angekeimten) Getreide gebildeten Amylasen bei optimalen Tempoeraturen und pH-Wert in Zucker verwandelt. Nach Prüfung des Zuckergehaltes (Jodprobe, Saccharometer, refraktorische Messung) wird die "Würze" mit Hefe vergoren, der Alkoholgehalt gemessen und schließlich unter Ausnutzung der unterschiedlichen Siedepunkte von Wasser und Alkohol zu "Hochprozentigem" gebrannt.

Wichtig dabei ist...

• die Einhaltung vorgegebener Mengenangaben und des Einmaischens
• Die Einstellung des korrekten pH-Werts des "Brauwassers"
• die genaue Einhaltung von Temperaturen und Rastzeiten (Verzuckerung)
• die Prüfung des Zucker- bzw. später des Alkoholgehaltes
• die Überwachung des Gärvorgangs
• und die Einhaltung der korrekten Temperaturen beim Brennvorgang

Der (wasserfreie!) Bioalkohol (Ethanol) kann Benzinmotoren beigemischt werden oder in schwach konzentrierter Lösung in einer Brennstoffzelle Strom produzieren. Bei der Destillation bleibt ein Restwasser von etwa 6% das (unter Schulverhältnissen) mit Kupfersulfat (CuSO4) herausgewaschen werden kann.

Unser Projekt "Bioethanol: Vom Acker in den Tank?"
können Sie hier herunterladen:

Arbeitsblätter "Bioethanol"
(Stand 27.11.10)

Mehr zum Bier brauen in der Schule finden Sie in der
Arbeitshilfe 19.37 "Vom Korn zum Bier"

Einmaischen: Mais-, Kartoffelmehloder Polenta und Braumalz

Energiesparend:
Rasten bei fast konstanter Temperatur in der Thermos-kanne

Jodprobe: Blau heißt, noch viel Stärke, braun heißt, Verzuckerung abgeschlossen

Selbst gebautes einfaches Aräometer aus Glasröhrchen mit Deckel (Vanilleschote), 2 Schrauben und kariertem Papierstreifen (oder Millimeterpapier)

Zuckergehalt messen (Dichte, Auftrieb des Aräometers)

Unter einem Baum kann man vieles entdecken.

• Vieles, was zum Baum gehört(e) und vieles, was nicht.
• Vieles aber auch, was zu anderen Bäumen gehört, die man auf diese Weise gleich mit kennenlernt.
• Unter einer Tanne (einer richtigen!) liegen z.B. Tannennadeln (vielleicht auch einige Nadeln von den „Nachbarn“ Fichte und Kiefer). Zapfen, selten von der Tanne, aber viele von der Fichte und der Kiefer, Samen (mit Flügel!) und vieles anderes mehr, so auch „Baby-Bäume“, die noch gar nicht so aussehen wie ihre Eltern.
• Manches erkennt man am Geruch: Tannen riechen anders als Douglasien.
• Das aufgelesene Material lässt sich auf einem Teller hin- und herschieben, ordnen, und auf weitere Teller verteilen.
• Dabei lernt man eine Menge Bäume kennen.
• Der Tellerinhalt wird zu jeder Jahreszeit anders aussehen!

Mehr zu Tannen:

Kurzinformation Pflanzen im Schulbiologiezentrum (Tannen, Abies)

Me300909

Noch mehr Ideen...

Herabgefallene Samenschuppen (Tanne)

Foto:Ingo Mennerich

Geflügelter Tannensamen

Foto:Ingo Mennerich

Jogurt aus der Hosentasche...
Experimente mit Milchsäurebildenden Bakterien

• Etwas Milch kurz aufkochen (Achtung: Läuft leicht über!)
• Auf 37°C abkühlen lassen
• In ein kleines verschließbares Glas geben
• 1 - 2 Teelöffel Jogurth dazugeben
• Deckel schließen
• Bei 37° C (z.B. in der Hosentasche) 3 - 4 Tage lang reifen lassen
• Ergebnis: Schnittfester, säuerlicher Jogurt

Abgekochte Milch und Jogurt mikroskopieren:
Milch enthält kaum, Jogurt viele Bakterien, z.B. Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus. Diese vermehren sich bei 37°C sehr schnell

Vorher und nachher pH-Wert messen:
Milchsäurebakterien senken den pH-Wert ab und schaffen ein für sie günstiges, für andere Bakterien ungünstiges Klima

• Verschiedene Jogurts vergleichen (nicht alle enthalten lebende Kulturen)
• Bei 4°C im Kühlkrank halten (Jogurt gelingt nicht, die Bakterien entwickeln sich nur in warmer Umgebung)
• Jogurt mit ausgeglühter Impföse auf sterilen Chinablau-Lactose-Agar (auf Bestellung im Schulbiologiezentrum Hannover erhältlich) übertragen und bei 37°C bebrüten (Wärmeschrank): Milchsäure färbt den Agar blau

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Bakterien im Jogurt (Lünebest)

Foto:Ingo Mennerich

Überleben auf der Insel:
Wie aus Meerwasser Trinkwasser wird oder:
So entsteht Regen...

Ein Schiffbrüchiger (aus Pappe ausschneiden) rettet sich auf eine mitten im Ozean (Suppenteller mit Salzwasser) gelegene Insel (Kaffeetasse mit Sand gefüllt). Darauf steht eine Palme (Eisschirmchen).
Meerwasser gibt es genug, nur man kann es nicht trinken.
Was also tun?
Wir warten auf Regen.
Über der Insel nichts als Himmel (Glasschüssel) und die Sonne.
Und tatsächlich: Nach einiger Zeit hängen Tropfen am Himmel, werden größer und fallen als Regen herab. Und, der Regen ist nicht salzig.

Dieser Versuch gehört zu unserer "Wetterküche". Sie führt in 35 Experimenten und mit einfachen Materialien ein in die Physik der Wetters.

Mehr zur "Wetterküche"

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Den Regen kann man trinken...
Meerwasser nicht!

Foto:Ingo Mennerich

Griffige Zahlen für "Umweltrechner":

Wie viel CO2 ist in Kalkgesteinen versteckt?

Beim klassischen Kalktest geben wir im GeoGarten Salzsäure auf das möglicherweise Calciumcarbonat(CaCO3)-haltige Gestein. Braust es auf, ist Kalk enthalten.
Der Schaum enthält Kohlenstoffdioxid (CO2). Löst man fein zermahlenen Kalk mit Säure auf, entsteht Calciumoxid (CaO) und eine Menge CO2...

Kalkgesteine stellen gewaltige CO2-Speicher dar.
Mit einer einfachen Überschlagsrechnung lässt sich bestimmen, wie viel CO2 und wie viele mit dem Auto gefahrene Kilometer im Kalkstein stecken.
Dazu muss man einen Blick ins Periodensystem der Elemente werfen und die Werte in denTaschenrechner geben:

1 Molekühl CaCO3 enthält 1 Atom Calcium (Ca) mit der atomaren Masse u = 40,
ein Atom Kohlenstoff (C mit u = 12) und drei Atome Sauerstoff (O mit u = 16).
Daraus resultiert CaCO3 mit u = 40 + 12 + 3x16 = 100 g/mol(gerundet)
und CO2 mit u = 12 + 2x16 = 44g/mol.
Kalkstein besteht damit bezogen auf die Masse zu maximal 44% aus CO2.
Kalkstein hat eine Dichte von 2,73g/cm3, ein Kubikmeter "wiegt" also 2,73 Tonnen.
44% davon kann als CO2 entweichen, dass sind 1,2 Tonnen.
Für ein Fahrzeug mit einem CO2-Ausstoß von 120g/km gilt demnach:

1 Kubikmeter Kalkgestein enthält - chemisch gebunden -
etwa 1,2 Tonnen CO2, also die Menge, die durch 10000 km Autofahren entstehen...

1,2 t Gas, das ist schwer vorstellbar. Greifbarer wird das, wenn man es als Gasvolumen ausdrückt: 1 mol CO2 enstpricht 44g (s.o.) und ein mol eines Gases bei 25°C ergibt (nach Boyle) ein Volumen von 24,47 l.
In 1,2 t CO2 stecken folglich 1200000 : 44 = 27272,7 mol oder 667363,6 l C02.
Das sind 667,4 m3 oder ein Quader mit der Seitenlänge 8,4 m!
(1 t CO2 entspricht 556,2 m3)

Übrigens: Tafelkreide besteht aus Gips (CaSO4) und gibt damit kein CO2 ab...

Me010110

Eine nicht ganz alltägliche Frage:
Wie viele Kilometer stecken in Kalkgestein?

Tonnenweise Kalkgestein an der Kreideküste auf Rügen:
Was geschähe eigentlich , wenn sich alles Kalkgestein auf der Erde auflösen würde?

Fotos:Ingo Mennerich

Der "Engelmann´sche Bakterienversuch" *
einmal ganz anders

*) Beim Engelmann'sche Bakterienversuch wird ein Spektrum auf eine Fadenalge projiziert. Im blau-violetten und im roten Bereich siedeln sich sauerstoffliebende (aerophile) Bakterien an. Die praktische Ausführung des Originalversuchs ist schwierig!

Diese Idee zu diesem Experiment ("Alt gegen jung") übermittelte uns Hendrika van Waveren, wir haben den Versuch etwas abgewandelt)

• Aus Efeublättern mit dem Locher Plättchen stanzen.
• Wasser mit etwas Backpulver versetzen
• Wasser und Plättchen in drei Einmal-Spritzen geben.
• Nicht gelöstes CO2 durch Ziehen des Kolbens entfernen
  (Dabei den Daumen auf der Öffnung halten!)
• Spritzen umgekehrt aufstellen
• Sonnenlicht mit Farbfolien (blau, grün, rot) filtern

Ergebnis: Die blau und rot beleuchteten Plättchen steigen durch O2-Bildung auf, die grün beleuchteten bleiben am Boden liegen...

Alternativ kann man auch 7 Spritzen vorbereiten und die Reihe mit einem Spektrum (Diaprojektor oder eingespiegeltes Sonnenlicht) beleuchten.

Panaschierte Efeublätter zeigen, dass Chlorophyll notwendig ist. Ohne Backpulver funktioniert der Versuch nicht, weil kein CO2 angeboten wird.

Mehr Versuche zur Photosynthese...

Me130909

Mehr zu diesem Versuch unter http://www.elbiology.com/labtools/Leafdisk.html

Wer gewinnt?
Blau, grün oder rot?
Warum sind Pflanzen grün?

Foto und Durchführung des Experiments:
Constantin Riekeberg, Universität Hannover

Keine Angst vor "Würmern" (?):
Ein ausgefallener Einstieg in die Welt der Sporenpflanzen

Ein erster Blick durch die Lupe zeigt braune, gegliederte und Würmer mit großen Köpfen und meist weit aufgerissenen Mäulern… doch halt? Reißen Würmer das Maul auf?

Nimmt man das Binokular mit stärkerer Vergrößerung zu Hilfe erkennt man tausende zuckender Gestalten die sich aber offenbar nicht von der Stelle rühren.

Dieses könnte Ihr prüfungstauglicher Einstieg in die Welt der Sporenpflanzen sein: Das Blatt gehört zu einem Farn mit dem zur Blattform passenden Namen "Hirschzunge" (Phyllitis scolopendrium). Die Unterseite der Hirschzungenblätter ist bedeckt mit Streifen von tausenden kleiner Sporenbehälter (Sporangien). Sie sehen oberflächlich betrachtet aus wie Würmer. Bei Trockenheit schleudern sie tausende winziger Sporen aus was unter dem Binokular gut zu beobachten ist.
Aus den Sporen werden kleine grüne Vorkeime (Prothallien) mit männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen (Antheridien und Archegonien).
Legt man ein Hirschzungenblatt - oder Stücke davon - in ein mit etwas torfigen Boden gefülltes Marmeladenglas, bildet sich nach einiger Zeit ein grünlicher Überzug. Schon bald sind die den Lebermoosen ähnlichen Prothallien zu erkennen aus denen nach der Befruchtung kleine Farnpflanzen hervorgehen.
So schaffen Sie sich ein kleines "Farnarium" das nach dem Ansetzen praktisch keine Arbeit mehr macht.
Bitte nicht in die pralle Sonne stellen, das mögen Farne nicht.

Der komplizierte Entwicklungsprozess der Farne (Generationswechsel mit Sporo- und Gametophyten) lässt sich heute im Unterricht praktisch erleben und mit dem Binokular oder Mikroskop verfolgen. Früher erfuhr man das nur aus Büchern und es war langweilig!
Das Schulbiologiezentrum kultiviert seit vielen Jahren Farne für den Unterricht, sowohl für den Garten als auch für den Klassenraum. Auch Prothallien erhalten Sie bei uns.

Mehr zu Farnen:

Pflanzenlieferung "Sporenpflanzen - Farne"

Arbeitshilfe "Sporenpflanzen - Farne"

Kennst du dich aus mit Farnen? (Lernspiel für den Computer)

Kurzinformation Dryopteris / Wurmf

Me290909

Blattunterseite von Phyllitis (Hirschzunge) -
Würmer" unter dem Mikroskop?
Foto: Ingo Mennerich

Blattunterseite von Phyllitis scolopendrium (Hirschzungenfarn):
Sporangien
Foto: Ingo Mennerich

Die "Biobatterie": "Sauberer" Strom aus der Zitrone?

Um es gleich zu sagen: Die "Kraft" liegt nicht in der Zitrone und mit "Bio" hat das überhaupt nichts zu tun! Die "Zitronenbatterie" (der Name ist schon falsch!) lebt von der unterschiedlichen Bereitschaft der Metalle, Elektronen abzugeben. Die Zitrone, eigentlich nur die Säure, ist nur der "Mittler" der die Elektronen leitet!

Mit Zitronen (oder mit Kartoffeln), Zink- und Kupferblechstreifen (oder anderen Metallen, z.B. Magnesium und Eisen) und daran befestigten Kabeln können Sie eine Schaltung aufbauen die - wie im abgebildeten Fall - mehr als 5 Volt Spannung erzeugt. Mehrere hintereinander geschaltete "Zitronenbatterien" können Sie dazu bringen, eine kleine Leuchte (Leuchtdiode) zu betreiben.

Eine Reihenschaltung erhöht die Spannung.
Eine Parallelschaltung lässt mehr Strom (Ampere) fließen.

Im einfachsten Fall stecken Sie ein kupferüberzogenes 1-Cent-Stück und einen verzinkten Nagel (oder eine Unterlegscheibe) in die Zitrone. Das könnte einen (hochohmigen) Ohrhörer schon zum Knacken und ein Voltmeter geringfügig ausschlagen lassen. Für eine Leuchtdiode reicht das leider noch nicht!

Eine Reihenschaltung aus mehreren solchen Elementen erhöht die Spannung!

• Schneiden Sie aus Zink- und Kupferblech kleine Streifen aus
• Stecken sie je ein Zink-und ein Kupferblech in eine Zitrone
• Messen Sie die Spannung
  (Einstellung des Messgeräts: Gleichspannung DCV - 20V),
  der Kupferblechstreifen ist der Pluspol, der Zinkblechstreifen der Minuspol
• Reihenschaltung:
  Löten Sie rote Kabel an die Kupferstreifen (Pluspol)
  Löten Sie schwarze Kabel an die Zinkstreifen /Minuspol)
  Verbinden Sie die freien roten Kabelenden mit den schwarzen
  
• Verbinden Sie immer ein Kupfer- mit einem Zinkblech

Leider lässt die "Zitronenbatterie" auch bei höheren Spannungen nur geringe Ströme fließen. Die Blechstreifen (besonders der "unedlere" Zinkstreifen) werden durch Korrosion schnell unbrauchbar und müssen immer wieder gereinigt werden.
Daher kann man die "Biobatterie" nicht in Taschenlampen benutzen.

Es sein denn, man stellt mit vielen, vielen Zitronen eine kombinierte Reihen- (für die Spannung) und Parallelschaltung (für den Strom) her...

Me200909

Foto:Ingo Mennerich

Erklärung:
Die Zitronenbatterie ist ein "galvanisches Element". Sie besteht aus zwei Metallen, einem edleren (Kupfer) , einem unedleren (Zink) und einer, Ionen und Elektronen leitenden Flüssigkeit, der Zitronensäure.
Das unedlere Metall Zink gibt leichter Elektronen ab als das edlere Kupfer.
Es entstehen positiv geladene Zinkionen (Zinkatome, denen Elektronen "verloren" gegangen sind): Durch Abwandern der positiv geladenen Zinkionen (Zn2+) wird der Zinkstreifen zum Minuspol. Nur: Er löst sich langsam auf (Korrosion).
Das edlere Kupfer zieht die freien, durch das Elektrolyt fließenden Elektronen zu sich hinüber, dort reagieren sie nicht mit dem Kupfer sondern mit positiv geladenen Protonen aus der Säure zu Wasserstoff (H2). Es wird zum positiv geladenen Pluspol.
Wird nun ein Verbraucher, z.B. eine Leuchtdiode zwischen die Elektrode mit Elektronenüberschuss (Minuspol, Zink) und Elektronenmangel) Pluspol, Kupfer) geschaltet fließt Strom.

Hinweise:
Zum Betrieb einer Leuchtdiode (LED) drei oder mehrere Zitronen verwenden (in Reihe schalten)
* Kupfer- und Zinkbleche statt nur mit Kupfer überzogene Centstücke und verzinkte Unterlegscheiben benutzen
* große Kupfer- und Zinkbleche verwenden
* diese ganz dicht beieinander und ganz tief in die Zitronen stecken
* und natürlich auf die Polung der LED achten! Dabei gilt: Langes "Bein" der LED = "+"(Kupfer), kurzes "Bein" = "-" (Zink)
* Da die Säure die Metalle angreift, sollten die Elektroden ab und zu mit Schleifpapier gereinigt werden.

Statt Zitronen kann man auch Essig oder besser Essigessenz benutzen. Hier reichen zwei kleine Glasgefäße (50 ml). Die möglichst großen Bleche sollten ganz mit Essig bedeckt sein, möglichst dicht nebeneinander liegen (sich aber nicht berühren)
Mit drei in Reihe geschalteten Zitronen haben wir über 2 Volt Spannung und etwa 0,7 mA Strom gemessen, mit zwei Essigbatterien in Reihe ebenfalls 2 Volt bei deutlich mehr als 1 mA.
Die speziellen "Low Current Dioden" sind für Ströme ab 2 mA ausgelegt, leuchten aber auch mit 1 - 1,5 mA.

Ein Regenbogen für das Wohnzimmer...

Sie brauchen:
Einen tiefen Teller, einen Spiegel (Spiegelkachel o. ä. ) und etwas Wasser.

Gießen Sie den Teller mit Wasser auf und legen Sie den Spiegel schräg hinein.
Er sollte zur Hälfte eingetaucht sein.
Stellen Sie den Teller so ans Fenster, dass der Spiegel voll beleuchtet wird und das gespiegelte Sonnenlicht auf eine möglichst weiße Wand fallen kann. Jetzt drehen Sie den Teller langsam hin und her und verändern die Lage des Spiegels.

Mit etwas Geduld und Geschick bringen Sie alle Regenbogenfarben auf die Wand...

Arbeithilfe "Regenbogen-Werkstatt"

Arbeitshilfe "Licht und Farbe"

Me130909

Regenbogen (Spektrum)
auf eine innen feuchte Flasche projiziert

Foto:Ingo Mennerich

Die Idee zu diesem Experiment wurde uns von Hendrika van Waveren
(Erich-Kästner-Gymnasium, Laatzen) und Jutta Pax (GY Lutherschule, Hannover) übermittelt:

Jogurtbakterien, in jedem "lebenden" Jogurt (z.B. Lünebest) massenweise vorhanden sind Milchsäurebildner. Auf einem speziellen, auf pH-Änderungen reagierenden Bakteriennährboden (Chinablau-Lactose-Agar) färben sie ihre zunächst nahezu farblose Umgebung blau.

• Sterilen Bakteriennährboden (Chinablau-Lactose-Nähragar) herstellen.
  Das pulverförmige Nährbodenkonzentrat, den passenden Autoklaven und Petrischalen (max. 20 Stück) erhalten Sie auf Bestellung bei uns.
• Für kleinere Anwendungen (das ist der Regelfall) bestellen Sie bitte von uns gegossene sterile Nährböden (max. 8 Schalen)
  

"Händeschüttel-Kette"

• Hände gründlich waschen
• Hand mit etwas Jogurt einreiben
• Dem Nächsten die (gewaschene!) Hand geben, dann dem Nächsten usw.
• Der letzte in der "Händeschüttelkette" drückt einen Finger auf den Nährboden
  
  Nährboden einige Tage an geschütztem Ort in die Wärme stellen
  (oder Wärmeschrank, 37°C)

Ergebnis:
Es bilden sich blaue Höfe um die Bakterienplaques
Da sich alle Testpersonen vorher gründlich die Hände gewaschen haben können nur (harmlose) Jogurt-Bakterien weitergegeben worden sein.
Wie lang kann die Händeschüttel-Kette sein

Me240909

• zunächst Hände gründlich gewaschen
• dann mit Jogurt bestrichen
• danach nur flüchtig abgespült
• Finger auf Chinablau-Lactose-Agar gedrückt
• 24 Stunden bei 37°C im Wärmeschrank gehalten

Um die Fingerabdrücke herum wachsen Milchzucker abbauende, hier Jogurt erzeugende Bakterien

(Test mit Danone LC1 Jogurt)

Fotos: Ingo Mennerich

Volvox: Zum Licht rollende grüne "Fußbälle"...

Die Wimperkugel Volvox ist ein aus tausenden von einzelligen Grünalgen bestehendes kugelförmiges und etwa 1 - 2 mm großes Lebewesen. Volvox kommt von August bis Oktober massenhaft in einigen unserer Teiche vor und färbt das Wasser satt grün.

• Volvox mit Netz käschern und in verschließbares Glas geben
• Glas mit schwarzer Pappe umhüllen. Pappe mit Loch versehen.
• Versuch in die Sonne stellen. Nach etwa einer Stunde haben sich fast alle Wimperkugeln hinter dem Fenster versammelt! (Das tut das "Augentier" Euglena auch, dieses ist ganzjährig bei uns verfügbar)
  
  Oder Volvox in eine Petrischale geben, gut verteilen und an einen hellen Platz (nicht in die Sonne) stellen: Nach 10 Minuten sind alle Wimperkugeln zum lichtzugewandten Rand hinübergerollt!
• Dann dreht man die Schale um 180° und wartet ab...
• Auch hier kann man mit verschiedenen Farben experimentieren!
• Zum Beispiel mit der "Volvox-Disco": Schuhkarton mit Fenstern versehen, Farbfolien (blau, grün, rot) vor die Fenster kleben, Petrischalen mit Volvox einsetzen (gut verteilen), Deckel aufsetzen und an hellen Platz stellen.
  Nach etwa 10 Minuten hat sich Volvox für "blau" entschieden, "rot" ist zweitplatziert und "grün" wird völlig ignoriert.
  Das phototaktische Verhalten entspricht den Absorptionseigenschaften des Chlorophylls, vergl. auch "Engelmann´scher Bakterienversuch einmal ganz anders"!

Mehr zu Volvox

Me140909

Noch mehr Ideen...

Volvox "rollt" auf die lichtzugewandte Seite der Petrischale (links oben)

Experimente und Fotos
Constantin Riekeberg, Universität Hannover

Nahrungskette unter dem Mikroskop...

Euglena ("Augentierchen") lebt vom Sonnenlicht, ist also ein "Produzent". 
Gibt man Wasserflöhe, die etwa einen Tag ohne Nahrung leben mussten, in eine grüne Euglenakultur, dann färbt sich der vorher fast farblose Darm schnell grün. Die Euglena Kultur entfärbt sich in gleichem Maße. Der Wasserfloh wird so zum "Konsumenten 1. Ordnung". Ob Sie ihn dann ins Aquarium geben und den "Konsumenten 2. Ordnung" überlassen müssen Sie selbst entscheiden.

• Euglena stellen wir Ihnen auf Anfrage (2 Werktage vorher) zur Verfügung

Me200909

Im grünen Darm des Wasserflohs steckt Sonnenenergie!

Foto:Ingo Mennerich

Mit Weingläsern Feuer machen?

Immer wieder wird vor herumliegenden Flaschen und Scherben gewarnt durch die Brände entfacht werden könnten. Tatsächlich kann Sonnenlicht durch Glas in einem Punkt gebündelt werden. Ob dieser Punkt ein "Brennpunkt" ist, ist abhängig von der Form und - ganz entscheidend - von der Größe des Glases, denn selbst das beste Brennglas kann nicht mehr Sonnenlicht konzentrieren, als es auffangen kann.
Fällt der Brennpunkt auf dunkles, trockenes und brennbares Materialien kann es so heiß werden dass es brennt.
Mit einem Weinglas, etwas Wasser und einer Zeitung, die viel Druckerschwärze enthält, lässt sich mit etwas Geschick und Geduld Feuer machen oder zumindest Loch ins Papier brennen. Das Glas und das Wasser bilden eine "einbäuchige" (plan-konvexe) "Sammellinse".

Wichtig ist, dass das Glas die passende Rundung hat und dass die Wassermenge dazu passt. Wer genau hinsieht, wird erkennen, dass diese "Weinglas-Lupe" auch Bilder erzeugt:
Seitenverkehrt und auf dem Kopf stehend, so wie es sich für eine Sammellinse gehört…
Man kann das Weinglas dann natürlich auch als Vergrößerungsglas benutzen.

Me280909

Funktioniert nur bei viel Sonne:
Feuer machen mit der "Weinglaslupe"

Foto: Jan Haupt

Wie viel Geld lässt die Sonne vom Himmel fallen?

Ein einfaches Gerät zum Messen der Sonnenergie...

Die Idee:
Die maximale Energie (Leistung), die das Sonnenlicht auf einen Quadratmeter unserer Erde bringt ist abhängig von der "Höhe" (also dem Horizontwinkel) der Sonne.
Je höher die Sonne steht, desto mehr Energie "fällt vom Himmel", im Sommer und Mittags also mehr als im Winter bzw. morgens und abends.
Bei senkrechter Einstrahlung sind das rund 1000 W, in einer Stunde also eine Kilowattstunde.

Das Messgerät fußt auf der Überschlags-Formel
Leistung/m2 (max) = Sinus des Horizontwinkels x 1000W

Es besteht aus einem Winkelmesser und einem, die Schwerkraft nutzenden Zeiger. Zwei Nägel werfen Schatten die bei richtiger Ausrichtung zur Sonne in die "in Linie" liegen.An der Skala kann der Horizontwinkel und die aktuelle maximale Strahlung abgelesen werden.

Achtung: Niemals beim Anpeilen der Sonne direkt in die Sonne schauen!!!
Das Messgerät stehts von der Seite her betrachten!

Mehr dazu...

Mustervorlage zum Laminieren

Mehr zur Messung der Sonnenenergie

Me140909

Mustervorlage zum Laminieren

Das Projekt eignet sich auch hervorragend zur Einfügung oder Festigung des Themas "linare Gleichungen":

Mit Taschenrechner (Sinus-Taste oder Sinustabelle) berechnen, Wertetabelle aufstellen, Graphen zeichnen oder (bequemer) mit EXCEL lösen (Tabellenkalkulation)

Die "Verdunstungsorgel"
(Funktionsweise eingesenkter Spaltöffnungen)

Pflanzen in trockenen Gebieten haben meist eingesenkte Spaltöffnungen.
Mit der "Verdunstungsorgel" lässt sich der die Verdunstung herabsetzende Effekt leicht zeigen:

Benötigt werden 2 - 3 transparente Trinkhalme, etwas Knetmasse, eine (Petrischale (öder ähnliches), eine Schere, eine Pipette und etwas Wasser.

• Schneiden Sie die Trinkhalme in etwa 10 unterschiedlich lange Stücke.
• Füllen Sie die den Boden der Petrischale mit Knetmasse aus.
• Drücken Sie die Trinkhalmstücke der Größe nach wie "Orgelpfeifen" in die Knetmasse.
• Geben Sie mit der Pipette gleich viel Wasser in die "Orgelpfeifen".

Nach einiger Zeit werden Sie beobachten, dass in den kurzen "Pfeifen" mehr Wasser verdunstet ist als in den langen.
Erklärung: Die Lüftsäule über der Wasseroberfläche ist unterschiedlich lang und reichert sich unterschiedlich stark mit Wasserdampf an.
Ist die Luftsäule lang, so treten nur wenige Wassermoleküle aus der Wasseroberfläche aus da die Luftsäule bald wasserdampfgesättigt ist.
Ist die Luftsäule kurz, wird sie leichter von außerhalb durch trockene Luft ersetzt: Der Wasserverlust ist größer.

Me150909

Die "Haupt'sche Verdunstungsorgel" aus Trinkhalmen, Knetmasse und einer Petrischale
(Ausgedacht hat sich das Jan Haupt,
Praktikant im Schulbiologiezentrum 2008)

Foto:Ingo Mennerich

Kondom-Auge zum (leichten) Nachbau

Kondom-Auge mit "Zonulafasern"

Von Marco Nicolai (IGS Mühlenberg, Hannover) stammt folgende Idee die Ihre Schüler mit Begeisterung nachbauen werden!
Gezeigt wird, dass der Krümmungsradius der Augenlinse darüber entscheidet, ob das Auge "fernsichtig" oder "nahsichtig" ist.
Analog zu (sehr teuren) Funktionsmodell wird die "Linse" hier mit Wasserdruck verformt.

Bohren Sie eine kleine Kunststoff-Petrischale seitlich an..
In die Bohrung wird mit Zwei-Komponentenbkleber ein kurzes Kunststoffansatzstück (abgezwackt von einem Dreiwegehahn aus dem Klinikbedarf) eingesetzt auf das eine Einweg-Spritze geschoben wird.
Das ganze wird später mit Heiskleber fixiert, um der mechanischen Beanspruchung durch die Schüler entgegen zu wirken.
Sobald die Klebeverbindungen abgetrocknet sind können sie ein passendes Stück eines farblosen, durch Waschen von Gleitmittel befreiten Kondoms über die Petrischale ziehen. Die "Augenlinse" wird über die Spritze (blasenfrei) mit Wasser gefüllt und kann jetzt auf Nähe oder Ferne akkomodieren.

Dieses (einfache) Modell "hinkt" natürlich, denn...
Die Krümmung der Augenlinse wird nicht über den Innendruck der Linse sondern reflektorisch über die Ziliarmuskeln und die Zonulafasern reguliert.
Dies zeigt ein weiteres, von Marco Nicolai entwickeltes Modell, das ein, in einem Holzrahmen mit Bändern aufgehängtes und wassergefülltes Kondom verwendet (Abbildung unten links).

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Unser "Tennisauge", ein bilderzeugendes Augenmodell aus einem Tennisball, einer kleinen Sammellinse und einer Retina aus Transparentpapier leidet häufig unter Kurzsichtigkeit.
Nur ganz nahe Gegenstände werden scharf abgebildet.
Der Grund dafür ist, dass bei der Herstellung der Abstand zwischen Linse und "Retina" (die Bildweite") oft größer ausfällt als die Brennweite der Linse (bei uns 30 mm). Nur wenn die Brennweite eingehalten wird bildet das Auge weit entfernte Objekte scharf ab. Nun ist es nicht ganz leicht, den Tennisball so exakt mit der Säge zu bearbeiten.

Was tun?
Eine Brille muss her!
Verschiedene bikonvexe, also "zweibäuchige" Lupen (Sammellinsen) vor das Tennisauge gehalten, bringen keinen Erfolg.
Es gibt aber auch bikonkave Zerstreuungslinsen.
Eine solche bikonkave Linse mit der (negativen) Brennweite -10 macht auch dem kurzsichtigen, weil mit 35 mm Bildweite zu langen Tennisauge ein weitsichtiges.

Die Funktionsweise der Brille kann man an "optischen Bänken" studieren und damit sogar die passende Brillen für kurz- und weitsichtige Augen finden.

Das Energie-LAB an der IGS Mühlenberg bietet Kurse zum Thema "Von der Lochkamera zum Tennisauge" an. Sie vermitteln ganz anschaulich mit viel Material und Experimenten wie Bilder in Photohandys. Digital- und Videokameras aber auch im Auge entstehen.

Mehr zum Tennisauge

Mehr zum Energie-LAB

Me160909

Noch mehr Ideen...

Foto:Ingo Mennerich