Biotechnologie im Alltag – Enzyme einsetzen

Biotechnologie im Alltag – Enzyme einsetzen

Biologie 5-10 | Ausgabe Nr. 22/2018

Biotechnologie umfasst eine Vielzahl von Verfahren, Produkten und Methoden. Sie ist aber keine neue Wissenschaft. Schon lange nutzen Menschen lebende Mikroorganismen, wie etwa bei der Herstellung von Bier, Wein und Brot.

Inhaltsverzeichnis
Foto: © sinhyu/adobe.stock.com
Biotechnologie Mikrobiologie, Bakterien, Lebensmittel
Biotechnologie im Alltag
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Fachwissen Schuljahr 5-10

Biotechnologie nutzt wissenschaftliche Erkenntnisse und Techniken, um biobasierte Prozesse zu steuern und Produkte herzustellen. In diesem Heft werden Unterrichtsbeiträge zu fast allen Zweigen der modernen Biotechnologie angeboten. Viele der unterrichtspraktischen Beispiele knüpfen vor allem an die traditionellen Verfahren an. Dabei wird das tradierte Wissen, dass sich zum Beispiel in Rezepten der Lebensmittelverarbeitung widerspiegelt, mit Erkenntnissen aus Wissenschaft und Technik verknüpft und vertieft.

© Swetlana Wall/stock.adobe.com
Wiese mit rotem Klee.
Die Fermentation von Gurken – eine alte Kulturtechnik nacherleben Gurken haltbar machen
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Unterricht (> 90 Min) Schuljahr 7-8

Ein Verfahren zur Konservierung von Gemüsen ist die Fermentation. Das Gemüse wird dabei weich, es verändert seine Farbe und riecht anders als die frischen Produkte.

Das ist der Ausgangspunkt für eine spannende Unterrichtseinheit mit theoretischen und praktischen Anteilen und einem konkreten Alltagsbezug. Bei Fermentationsversuchen zu Gurken können die SchülerInnen den Prozess gut beobachten und nachverfolgen.

© Somprasong/stock.adobe.com
Hand mit Laborhandschuhen hält eine Petrischale mit einer Bakterienkultur.
Nachhaltige Energiegewinnung oder ökologische Katastrophe? Biogasanlagen
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Unterricht (> 90 Min) Schuljahr 7-8

Schülerinnen und Schüler setzen sich kritisch mit dem Thema Biogasanlagen auseinander und gehen verschiedenen Fragestellungen nach, wie etwa: Warum sind in den letzten Jahren so viele Biogasanlagen gebaut worden? Welches Gas produzieren Biogasanlagen? Wie funktioniert so eine Anlage? Es wird zudem eine experimentelle Anordnung zur Biowasserstoff-Gewinnung vorgestellt.

© andreaobzerova/stock.adobe.com
Jugendliche arbeitet mit dem Mikroskop im Klassenzimmer.
Den Einsatz von Biotechnologie in der Zuckerherstellung kritisch hinterfragen Problem: Zuckerkonsum
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Unterricht (> 90 Min) Schuljahr 9-10

Die Zuckergewinnung aus Zuckerrohr und Zuckerrüben ist bekannt, weniger jedoch die großtechnische Herstellung von Zuckersirup aus pflanzlicher Stärke. Der Prozess der Stärkeverzuckerung verläuft in drei Schritten: Verflüssigung, Verzuckerung, Isomerisierung, jeweils unter Einsatz von Enzymen. Anhand dieses Verfahrens können SchülerInnen sich mit der biotechnologischen Anwendung von Enzymen an einem alltagsnahen Beispiel auseinandersetzen.

© vaclav/stock.adobe.com
Nebelwald in Südamerika.
Versuche zur Wirkung von Enzymen beim Wäsche waschen Fleckenlos rein
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Unterricht (> 90 Min) Schuljahr 9-10

Die Enzyme in Waschmitteln funktionieren genauso wie die im menschlichen Körper. Die langkettigen Moleküle Stärke, Eiweiß und Fett, die sich auf der Faser festgesetzt haben, werden in kleinere Bausteine aufgespalten und können dann von der Faser heruntergespült werden. Die Einsatzmenge ist gering und liegt im unteren Prozentbereich, da Enzyme als Katalysatoren wirken. Die Schülerinnen und Schüler vollziehen die Wirkung von Waschmittelenzymen in Experimenten nach.

© sveta/stock.adobe.com
3D Illustration von Salmonellen (Bakterien).
Ein Überblick zeigt Gemeinsamkeiten Von Whisky, Met und Wodka
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Unterricht (> 90 Min) Schuljahr 9-10

Die Herstellung alkoholischer Getränke gehört zu den ältesten biotechnologischen Verfahren, die Menschen entwickelt haben. Ob Bier, Wein, Met, Reiswein, Whisky, Wodka, Rum oder Grappa, sie sind uns wohlbekannt. Weniger bekannt ist, wie sie hergestellt werden. Die Schülerinnen und Schülern erarbeiten sich einen Überblick über alkoholische Getränke, indem sie die Gemeinsamkeiten im Herstellungsprozess und die Zusammenhänge zu geographischen und klimatischen Gegebenheiten herausarbeiten.

© Ugrum/stock.adobe.com
Durch grüne Blätter scheint Sonnenlicht.
Mit Enzymen Traubenzucker nachweisen Enzyme in der Medizin
Beitrag aus Zeitschrift Biologie 5-10 Methode & Didaktik Schuljahr 7-10

Für die Schule eignet sich als Beispiel für Enzyme in der Analytik der Nachweis von Glucose mit Teststäbchen.

In Apotheken sind Teststäbchen für die qualitative Harnzuckeruntersuchung erhältlich (Diabetes-Reihenuntersuchungen).

Sie können im Unterricht nicht nur unter dem Aspekt der biotechnologischen Nutzung von Enzymen eingesetzt werden, sondern auch beispielsweise im Bereich Ernährung zur Identifizierung von Glucose bei einer Auswahl von Fructose, Saccharose.