Dienstag - 2. April 2019

„Jugend forscht“: Biologie

Hyperakkumulatoren - unser Weg in eine grüne Zukunft?

v.l.: Patricia van Rüth, Hannah Hommers - Gymnasium Fabritianum, Krefeld
Hyperakkumulatoren sind Pflanzen, die auf mit Schwermetall belasteten Böden wachsen können. Unser Ziel war es herauszufinden, wo sie diese für Pflanzen normalerweise extrem schädlichen Schwermetalle speichern. Versuchspflanze dafür war die Hallersche Schaumkresse (lat. Arabidopsis halleri), welche auch in Deutschland, vor allem im Sauerland, zu finden ist.


Vergleich zweier Beckenarten für den Anbau von Nutzpflanzen in einem aquaponischen System

Willi Mroczowski - Friedrich-Wilhelm-Gymnasium, Köln
In diesem Projekt geht es um die Eignung zweier bekannter hydroponischer Becken für den Anbau von schwach- bis mittelzehrenden Nutzpflanzen in einem aquaponischen System. Hierbei wurden die Wachstumsraten in beiden Becken gemessen und gegeneinander verglichen um eine Eignung festzustellen um damit die Anbaumethoden von aquaponischen Systemen zu optimieren und damit die Effizienz dieser zu steigern. Hierbei hat sich gezeigt, dass das Floating-Raft System eine viel höhere Effizienz gegenüber dem Ebbe-Flut System aufweist und damit zukünftige Aquaponiksysteme mit einem anderen Aufbau höhere Erträge und geringere Kosten erzielen können.


Untersuchungen über die Libellenfauna des NSG Hanfteich

Meike Terlutter - Maximilian-Kolbe-Gesamtschule, Saerbeck
Seit 2011 untersuche ich die Libellenfauna des NSG Hanfteich. In meiner ersten Arbeit habe ich historische Daten mit den von mir erhobenen aktuellen Beobachtungen verglichen. In der zweiten Arbeit die Auswirkungen einer temporären Austrocknung erfasst. Ich wurde von Experten mehrfach darauf angesprochen, ob ich meine Arbeit am Hanfteich fortsetzen werde, da besonders Langzeitbeobachtungen über Libellen wichtig seien um die aktuelle Gefährdung durch anthropogene Veränderungen der Landschaft und des Klimas, besonders bei stenöken Arten, besser beurteilen zu können. In der aktuellen Arbeit liegt der Schwerpunkt auf den Vergleich verschiedener Erfassungsmethoden, der statistischen Auswertung der erhobenen Daten und der Vorstellung der neuesten Ergebnisse.


Reduktion von Stickoxiden durch biochemische Verfahren

Anna Karl - Gymnasium Adolfinum, Moers
Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, ein geeignetes Bakterium zu finden, das die Funktion der NOx - Minderung durch eingebaute SCR - (Selektive - Catalytic - Reduction) - Katalysatoren in den Abgasen von Dieselmotoren übernimmt. Folgende Fragestellung ergibt sich in diesem Zusammenhang: Ist eine Reduzierung der Stickoxide zu Stickstoff durch Bakterien möglich? Um diese Frage beantworten zu können, soll zunächst durch gezielte Internetrecherche ein solches Bakterium ausfindig gemacht werden. Gegebenenfalls wird nach einer Alternativ-Lösung, einer Umsetzung durch verschiedene Bakterien, gesucht. Ist ein geeignetes Bakterium gefunden, wird der ablaufende Mechanismus dokumentiert und in einem geeigneten Experiment die erstrebte Wirkungsweise des Bakteriums überprüft. Es wurde das Bakterium Paracoccus Denitrificans ausfindig gemacht, das Stickstoffmonoxid zu Stickstoff umsetzt. Das mit Stickstoffdioxid im Gleichgewicht stehende Dimer Distickstofftetraoxid wird durch Reaktion in Wasser zu Nitrit und Nitrat disproportioniert. Mit Hilfe der Nitrat Reductase und Nitrit Reductase werden diese über die Zwischenstufen Stickstoffmonoxid und Distickstoffmonoxid ebenfalls vom Bakterium Paracoccus Denitrificans zu Stickstoff reduziert. Die Durchführung eines Experimentes, mit dem Ziel, die Funktion der Enzyme zu überprüfen, war bis zur Erstellung des Manuskriptes nicht möglich. Ein Experiment zur Beurteilung der Effektivität von Abgasreinigungssystemen hinsichtlich NOx-Reduktion konnte durchgeführt werden.
Es zeigte sich, dass das Saltzmann-Verfahren für die quantitative Bestimmung mittels photometrischer Verfahren einsetzbar ist, um die Umsatzgrade des enzymatischen Abbaus von Stickstoffmonoxid zu ermitteln. Experimente sind am Karlsruher Institut (KIT) geplant und sollen in den kommenden Wochen durchgeführt werden.


'CRISPR/Cas9' - DER Einschnitt in die Zukunft?!

Jan Ahlemeyer - Gymnasium Brede, Brakel
In meiner Projektarbeit 'CRISPR/Cas9 - DER Einschnitt in die Zukunft?!' geht es um das gentechnische Verfahren CRISPR, welches erst 2012 entdeckt wurde und enormes Potential für die Zukunft der Gentechnik bietet. Mit dieser innovativen Technik ist möglich, die DNA-Sequenzen beliebiger Organismen an gezielten Stellen zu schneiden oder sogar durch künstlich entworfene Sequenzen zu ersetzen.
In der Arbeit stelle ich das Verfahren vor und erkläre es. Weiterhin erläutere ich eine Versuchsreihe, die ich zum Thema durchgeführt habe und stelle ihre Ergebnisse heraus. Abschließend beurteile ich das Verfahren aus mehreren Perspektiven und gebe einen Ausblick in die Zukunft.


Aluminium im Deo - Wie Aluminiumchlorid sich auf das Wachstum unserer Hautbakterien auswirkt

Fynn Stegelmann - Engelbert-Kaempfer-Gymnasium, Lemgo
In dieser Arbeit soll ermittelt werden, welchen Einfluss verschiedene Konzentrationen von Aluminiumsalzen auf das Wachstum von Bakterien haben.
Hierfür werden Nährlösungen mit unterschiedlichen beigefügten Mengen des Aluminiumsalzes vorbereitet, welche anschließend mit dem Wildtyp von Escherichia Coli als Modellorganismus geimpft und 24 Stunden bebrütet werden. Parallel wird eine mit Aluminiumsalzen unbehandelte Nährlösung ebenfalls mit E. coli geimpft, um später als Referenz zu dienen.
Um das Wachstum der Bakterien zu quantifizieren, werden über Verdünnungsreihen und Ausplattieren der jeweiligen Verdünnungen die Titer der jeweiligen Ausgangslösungen bestimmt.
So soll ein Zusammenhang zwischen der Konzentration von Aluminiumsalzen und dem Wachstum der Bakterien nachweisbar gemacht werden.


Kann jeder mit jedem? Kombinierbarkeit verschiedener Histonvarianten am Beispiel des Einzellers Stylonychia lemnae

v.l.: Julian Jonas Ring, Alina Juliana Wiß - Städt. Leibniz-Gymnasium Remscheid

Bei eukaryotischen Lebensformen wurde entdeckt, dass Histonbausteine in verschiedenen Varianten vorliegen. In vorangegangenen Untersuchungen wurde gezeigt, dass dies beim Menschen eine Rolle bei der Entstehung von Hodenkrebs spielt, da vermutlich nicht alle Histonvarianten miteinander kompatibel sind.
Dies veranlasste uns, die Kombinierbarkeit verschiedener Histonvarianten bei dem Modellorganismus Stylonychia lemnae zu untersuchen.
Hierzu werden wir diese Kombinierbarkeit mittels Fluoreszenzmarkern in eukaryotischen Zellen überprüfen


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