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Membrane_OS - Der Sonderforschungsbereich im Klassenraum

Dauer: bis zu 6 Schulstunden

Jahrgänge: 11. - 13.

Durchführung mit Tablets und Druckversion möglich.

Der Sonderforschungsbereich als Gegenstand des Schülerlabors

Der an der Universität Osnabrück (und einzelne Projekte an der Universität Münster) verortete Sonderforschungsbereich 1557 mit dem Titel Functional plasticity encoded by cellular membrane networks handelt es sich um die Erforschung der funktionellen Plastizität in Membrannetzwerken eukaryotischer Zellen. Im Fokus des SFB 1557 steht die Frage, wie die Systemeigenschaften von Biomembranen und hier im genaueren die Lipidlandschaften und die damit einhergehenden Proteinfunktionen zur plastischen Anpassung von miteinander verbundenen und hochdynamischen Membransystemen beitragen. Hierbei werden vor allem die Mechanismen untersucht, durch die sich die Struktur und Funktion von Membranproteinen in Abhängigkeit der Membranumgebung verändern.

Das Schülerlabor

Mit Membrane_OS bietet die Universität Osnabrück ein einzigartiges Schülerlabor für die gymnasiale Oberstufe, das aktuelle Spitzenforschung in die Schule holt. Das Labor ist am Sonderforschungsbereich (SFB) 1557 „Functional plasticity encoded by cellular membrane networks“ angebunden und ermöglicht Schülerinnen und Schülern, zentrale Fragen der Membranbiologie durch eigene Experimente zu erschließen.

Inhalte und Stationen

Die Teilnehmenden arbeiten in kleinen Gruppen an sieben forschungsnahen Stationen, die theoretische Grundlagen mit praktischen Experimenten verbinden:

• Aufbau und Struktur von Biomembranen – Nachweis der Phospholipiddoppelschicht mit dem klassischen Gorter-Grendel-Experiment.

• Eigenschaften der Membran – Experimente zur Apolarität mit Neutralrot.

• Transportmechanismen – Modellexperimente zur Diffusion, kanal- und carriervermittelten Diffusion sowie aktivem Transport.

• Mikroskopie – Kennenlernen von Licht-, Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopie anhand authentischer Aufnahmen aus der Forschung.

• Gelelektrophorese – Durchführung einer Low-Cost-Variante zur Analyse von Molekülen.

• Projekte des SFB 1557 – Kreative Auseinandersetzung mit aktuellen Forschungsprojekten, bei der die Lernenden selbst zu Wissenschaftskommunikator*innen werden.

• CellNanOS – Einblicke in das interdisziplinäre Forschungszentrum und seine Arbeitsweisen.

Didaktisches Konzept

Das Schülerlabor setzt auf experimentelles Arbeiten, entdeckendes Lernen und eine enge Anbindung an aktuelle Forschung. Unterstützt werden die Experimente durch eine eigens entwickelte interaktive Web-App im App-Stil, die Aufgaben, Hintergrundinfos, Videos und Quizze bereithält. So können die Lernenden selbstständig durch die Stationen navigieren, Wissen individuell vertiefen und gleichzeitig moderne digitale Medienkompetenz aufbauen.

Innovation und Mehrwert

• Einmaliges Angebot: Schülerlabor mit direktem Bezug zu einem Sonderforschungsbereich.

• Kombination aus klassischen Experimenten, modernem Medieneinsatz und authentischen Forschungsinhalten.

• Förderung von Fachwissen, Methoden- und Bewertungskompetenz sowie Kommunikationsfähigkeit.

• Begegnung mit echter Wissenschaft: Bei Durchführung in der Universität Osnabrück ist eine Führung durch das CellNanOS und ein Austausch mit Forschenden integriert.

Zielgruppe

Das Angebot richtet sich an Kurse der Sekundarstufe II (Biologie, Chemie) und eignet sich hervorragend als Ergänzung zum Unterrichtsthema Biomembranen und angrenzenden Bereichen der Zellbiologie. Membrane_OS kann sowohl in den Räumen der Universität als auch mobil an Schulen durchgeführt werden.