Zukunft säen – Pflanzenforschung in der Sekundarstufe 2

In der Oberstufe gewinnt die Pflanzenforschung weiter an Komplexität und bereichert den Biologieunterricht durch faszinierende Themen wie Biotechnologie, Photosyntheseforschung oder globale Nahrungssicherheit der Zukunft. Viele in jüngeren Klassen bereits oberflächlich behandelte Aspekte der Pflanzenwissenschaft werden vertieft.

Pflanzenphysiologie 2.0

Leaflab, ein Online-Lernlabor zur Photosynthese, bietet die Möglichkeit, die pflanzliche Energieumwandlung in virtuellen Experimenten zu messen oder mithilfe anderer digitaler Laborprogramme am Computer zu pipettieren und Antikörper in Pflanzen herzustellen. Für den fortgeschrittenen Pflanzenforschungsunterricht bieten auch führende Forschungsinstitute aktuelle Materialien wie z.B. die Max-Planck-Gesellschaft zum Thema pflanzliche Abwehrstrategien.

Von Ökologie zu Ökonomie

Im Ökologieunterricht können auch Beispiele für angewandte Pflanzenforschung bearbeitet werden: Eine Unterrichtsidee zum selbst gesteuerten Lernen anhand einer Vegetationsanalyse mit Satellitenbildern präsentiert aktuelle Einsatzgebiete pflanzenökologischer Forschung. Und dass Pflanzenforschung nicht nur für reine Biologen interessant ist, zeigt die Einheit zur Ökonomie des Ökolandbaus.

Biotechnologie im Umweltschutz und in der Landwirtschaft

Der Themenkomplex Biotechnologie bietet in der Oberstufe eine ideale Gelegenheit, biologisches Fachwissen mit lebensweltlichen Anwendungen zu verknüpfen wie beispielsweise im Umweltschutz. Anhand von Beispielen zur Bioremediation und mikrobieller Stickstofffixierung werden in der Unterrichtsreihe Biotechnik und Umwelt einfache mikrobiologische Proben angesetzt und ausgewertet. Transgene Pflanzen sind ein häufig kontrovers diskutiertes Teilgebiet der Biotechnologie. Der Genetikunterricht kann den Schülern helfen, eine fachlich begründete Position in der Debatte zu beziehen. Unterrichtsideen wie Bt-Mais – Eine Pflanze schützt sich selbst und Zulassungsverfahren: Wer entscheidet über die Sicherheit von GVOs? vermitteln detaillierte Fakten über die Herstellung und Funktion von gentechnisch veränderten Organismen sowie deren Zulassung in der EU.

In der Sekundarstufe 2 gewinnt die Pflanzenforschung an Komplexität. Im Unterricht werden neue Technologien und globale Herausforderungen ebenso thematisiert wie gesellschaftliche Debatten kritisch reflektiert werden (Quelle: iStockphoto®).

Welternährung und Gesundheit

Genetik ist auch ein Thema, das den Alltag der Schüler berührt. Schließlich essen wir jeden Tag Gene. Ein anschaulicher Beweis dafür ist die Extraktion von DNA aus Bananen mit einfachen Haushaltsmitteln: In der englischsprachigen Versuchsanleitung "Find the DNA in a Banana" wird Schritt für Schritt erklärt, wie man mit Salz, Spülmittel, Alkohol und Filterpapier das Erbmaterial einer Banane sichtbar machen kann. Ein solcher Schulversuch oder auch ein Besuch im Schülerlabor zeigt die experimentelle Seite der Genomforschung. Die gesellschaftliche Debatte im Zusammenhang von Biotechnologie und Ernährung wird im Rollenspiel „Ich esse keine Gene“ aufgegriffen. Auf ähnliche Weise verbindet das Debattenspiel Future Food biotechnologische und ökologische Perspektiven und regt zur Diskussion über Nachhaltigkeit, Ethik und Bioökonomie an. Die Zukunft unserer Landwirtschaft und Ernährung greifen auch die Einheiten Ökolandbau und Nachhaltigkeit sowie Alles unter Kontrolle? auf. Methodisch attraktiv gestaltet erkunden die Schüler im Gruppenpuzzle, welche Rolle Essen in einer Risikogesellschaft spielt.

Eine besondere Chance eröffnen Materialien der großen naturwissenschaftlichen Journale für den Leistungskurs. Nicht nur im bilingualen Unterricht einsetzbar sind Texte, Audio- und Videomaterial wie beispielsweise das Food Special im Fachmagazin Nature.

Unterrichtsmaterial für die Sekundarstufe 2 - Übersicht:

LeafLab - Photosynthese als Simulation - Pflanzenphysiologie

Tricks gegen Schädlinge - Pflanzenphysiologie

Feuerspuren im Satellitenbild – Dynamik von Ökosystemen - Ökologie und Ökonomie

Mit Öko kann man rechnen - Ökologie und Ökonomie

Umweltanalyse - Biotechnologie

Transgene Pflanzen - Biotechnologie

Bt-Mais: Eine Pflanze schützt sich selbst - Biotechnologie

Zulassungsverfahren: Wer entscheidet über die Sicherheit von GVOs? - Biotechnologie 

Find the DNA in a Banana - Genetik, Welternährung und Gesundheit

Ich esse keine Gene! - Genetik, Welternährung und Gesundheit

Future Food - Welternährung und Gesundheit

Ökolandbau und Nachhaltigkeit - Welternährung und Gesundheit

Essen in der Risikogesellschaft - Welternährung und Gesundheit

Nature: Food Special - Welternährung und Gesundheit