Die Experimente decken ein weites Spektrum innerhalb der Biologie ab. Sie sind als Grundlagenversuche gedacht, die Ihre Kreativität zur Entwicklung eigener Experimente beflügeln sollen.


Allgemeines
Die langjährigen Erfahrungen mit diesem Projekt zeigen:

• Ohne Grundkenntnisse können Sie nicht erfolgreich experimentieren.
• Viele biologische Experimente benötigen Zeit: Die Organismen müssen sich erst entwickeln.
• Nutzen Sie das Ergebnis eines Experimentes für mindestens einen weiteren Versuch. Durch diese Organisation sparen Sie Vorbereitungszeit und Sie arbeiten dabei auch noch "wie ein Wissenschaftler".
• Nutzen Sie Bakterien für ihre Versuche. Die Mikroorganismen wachsen sehr schnell; daher sehen Sie auch rasch ein Ergebnis! Zum Beispiel können Sie mit ihnen gefahrlos viele wichtige Grundtechniken der Molekularbiologie "üben".
  
  
  

Warum ist Mikrobiologie auch für den gymnasialen Unterricht "wichtig"?

• Die meisten Bakterien sind ungefährlich. Dazu zählen die auf der NUGI-Webseite empfohlenen Bakterienstämme.
• In der Mikrobiologie wird das abstrakte Denken geschult, weil die Organismen so klein sind und ein einzelnes Bakterium nicht mit bloßem Auge gesehen werden kann.
• Kleine Organismen wachsen sehr schnell, weil sie im Vergleich zu ihrem Zellvolumen/Zellgröße eine große Oberfläche besitzen. Für die beiden Hauptformen der Bakterien, Kokken und Stäbchen, wird dieser Zusammenhang in den folgenden Diagrammen veranschaulicht:

• Über eine große Oberfläche können rasch viele Nährstoffe transportiert werden. Dies ist der Grund für ihr schnelles Wachstum. Sie erhalten die Ergebnisse Ihrer Versuche daher auch sehr schnell. Rasche Stoffumsätze führen bei aeroben Organismen sehr schnell zu Sauerstoffmangel. Unser Darm, der viele fakultativ anaerobe Bakterien enthält, ist daher sauerstofffrei.
• Es kommen viele Einzelorganismen pro Volumeneinheit vor: 109 bis 1010 Zellen pro Milliliter sind keine Seltenheit. Also befindet sich die Erdbevölkerung in einem Milliliter Kultur!
• Viele Individuen expremieren entsprechend viele Mutationen. Daher können sich Bakterienpopulationen sehr schnell an neue Umweltbedingungen anpassen. Beispiel: Antibiotikaresistenz, Resistenz gegenüber Phagen, etc.
• Bakterien können uns erkranken lassen (pathogene Keime), sie können uns aber auch helfen, in dem sie unsere Nahrungsmittel veredeln, die Umwelt von schwerabbaubaren Substanzen befreien, etc. Ohne Bakterien bräche der Stoffkreislauf in der Natur zusammen; unsere Lebensgrundlage wäre damit zerstört.
• Bakterien sind hervorragende Chemiker und Biochemiker. Es gibt kaum etwas, was sie nicht können. Vitamin B12 wird ausschließlich durch Bakterien hergestellt. Chemiker konnten das Molekül zwar synthetisieren, aber sie sind der Ansicht, dass eine großtechnische Produktion weder praktikabel noch rentabel ist.
• Restriktionsenzyme, die wichtigsten Handwerkszeuge der Molekularbiologie, wurden durch Bakterien "erfunden" und werden mit ihnen hergestellt.
• Sie lieben es heiß? Kein Problem, Bakterien wachsen an extremen Standorten: um 0°C bis über 113°C, in gesättigten Salzseen, in "reinem" Wasser, bei pH 0-2 und bei pH>10.
• Und noch ein "Superlativ" gefällig? Bakterien produzieren eines der gefährlichsten Gifte, die wir kennen, das Botulinum-Toxin. Dioxine werden als wesentlich ungiftiger eingeschätzt.
• Das wirkliche Potenzial dieser Organismengruppe ist fast unbekannt. Es wird geschätzt, dass erst 1% aller Bakterien bekannt sind. Der Rest wartet darauf von Ihnen erforscht zu werden.