Industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe

Schülerkurs für die Sekundarstufe II

In den Ferien können Schüler der gymnasialen Oberstufe die Arbeit in Forschung und Entwicklung selbst erleben. Unter dem Motto "Bioraffinerie - Industrielle Nutzung Nachwachsender Rohstoffe (NaWaRo)" werden in einer Woche die verschiedenen Stationen einer umweltfreundlichen Prozessentwicklung verdeutlicht. Die Schüler werden in Zweierteams parallel zu den themenspezifischen Fachvorträgen folgende Versuche unter wissenschaftlicher Anleitung im Labor selbst durchführen:

  • Enzymatische Hydrolyse von Holz
  • Aufbau und Betrieb eines technischen Bioreaktorsystems (Fermentation mittels Saccharomyces cerevisiae)
  • Klonierung einer beta-Galactoidase von der PCR eines Gens bis zur Erstellung einer Rekombinate mit nachfolgender heterologer Enzymexpression durch Escherichia coli
  • Simulation einer Bioraffinerie unter Einbeziehung der praktischen Arbeiten mittels der Prozesssimulationssoftware SuperPro Designer (Link zur Homepage des Herstellers)


Um die Aufgabenbearbeitung abzurunden, präsentieren die Schüler ihre Ergebnisse am letzten Tag der Veranstaltung den übrigen Teilnehmern. Die eigenständige Arbeit in diesem interessanten Gebiet verspricht viel Spaß und jede Menge neue Eindrücke.

Pro Kurs können maximal 10 Schüler teilnehmen. Die Anmeldung zu den Kursen erfolgt über das Online-Formular. Dieser Anmeldung ist ein Motivationsschreiben des Schülers anzufügen (innerhalb des Anmeldeformulars möglich), aus dem hervorgeht, weshalb der Schüler an dem Kurs teilnehmen möchte. Das Motivationsschreiben dient als Auswahlkriterium der 10 Teilnehmer. Die Benachrichtigung über die Teilnahme erfolgt spätestens drei Wochen vor Kursbeginn. Die Teilnahme ist kostenlos!

Flyer zur Schülerfortbildung als pdf-Download.

Aktuelle Termine
  • Der nächste Schülerkurs findet vom 25. – 28. März 2013 (Osterferien) statt.


Kursstruktur:

Nachfolgend ist der zeitliche Verlauf des Kurses dargestellt - evtl. versuchsbedingte Abweichungen müssen berücksichtigt werden.
Tag 1
08:30 h - 10:00 hBegrüßung und Einführung in die Thematik "Bioraffinerie"
10:00 h - 10:15 hSicherheitsbelehrung
10:15 h - 10:30 hPause
10:30 h - 11:30 hVortrag "Gentechnik und heterologe Expression"
11:30 h - 12:30 hMittagspause
12:30 h - 14:45 hIsolierung von Plasmid-DNA
Gießen von Agarosegelen
Enzymatische Hydrolyse von Holz
14:45 h - 15:15 hAgarosegelelektrophorese
15:15 h - 16:45 hAufbau der Bioreaktoren
16:45 h - 17:15 hAnsetzen der Vorkulturen von S. cerevisiae
17:15 h - 18:00 hPolymerase-Kettenreaktion
  
Tag 2
08:30 h - 09:00 hAuswertung der enzymatischen Hydrolyse
09:00 h - 09:30 hAgarosegelelektrophorese der PCR
09:30 h - 11:00 hStart der Bioreaktoren
11:00 h - 12:00 hRestriktion von Plasmid und Amplifikat
12:00 h - 13:00 hMittagspause
13:00 h - 14:15 hEinführung in SuperPro Designer
14:15 h - 14:45 hEntwicklung von Fragstellungen (Industrie)
15:00 h - 16:00 hAufreinigung der Ligation
16:00 h - 16:45 hLigation
16:45 h - 17:15 hSDS-Gel gießen
17:15 h - 18:00 hTransformation
  
Tag 3
08:30 h - 09:30 hAnsetzen von Expressionskulturen
09:30 h - 11:00 hSterilfiltration aller Fermentationsproben
Glucose-Analytik: HPLC
Ethanol-Analytik: GC-MS
11:00 h - 11:45 hDiksussion mit Vertretern der Industrie
11:45 h - 12:45 hMittagspause
12:45 h - 13:00 hProzesssimulation: SuperPro Designer
13:00 h - 13:30 hInduktion der Expressionskulturen
13:30 h - 15:30 hAuswertung der HPLC/GM-MS Analytik
Erstellung einer Präsentationvorlage
15:30 h - 16:30 hSDS-PAGE der heterologen Expression
16:30 h - 18:00 hZellaufschluss der Expressionskulturen
Plattierung verschiedener Kulturverdünnungen
  
Tag 4
08:30 h - 09:15 hEntfärben der SDS-PAGE
Auswertung der Plattierung
BTM-Bestimmung der Fermentation
09:15 h - 10:00 hFluoreszenzspektroskopie der Zellaufschlüsse
10:00 h - 11:30 hAusarbeitung der Ergebnisse
Anfertigung einer Präsentation
11:30 h - 12:30 hMittagspause
12:30 h - 13:30 hAuswertung der Fluoreszenzspektroskopie
Auswertung der SDS-PAGE
13:30 h - 15:00 hFertigstellung der Ergebnispräsentastion
15:00 h - 15:45 hErgebnispräsentation und Diskussion
15:45 h - 16:00 hVergabe der Zertifikate
16:00 h - 16:30 hInformationen zum Studiengang BCI




Dieses Projekt wird gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt und das Land Rheinland-Pfalz.

Az. 29128-41