… und sind dennoch einzigartig?
Diese oder ähnliche Fragestellungen werden gerade im Biologieunterricht der 11. Klasse zum Thema „Genetik“ bearbeitet. Das Wissen um die Erbsubstanz, der Aufbau der Chromosomen aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) und die Vorgänge bei der Zellteilung spielen dabei eine zentrale Rolle. Oftmals geht es um komplizierte Strukturen und Abläufe und kleinste Moleküle, die dem bloßen Auge und selbst vielen technischen Geräten verborgen bleiben.
Hier kommen in der Wissenschaft Modelle zum Einsatz. So entwickelten z.B. James Watson und Francis Crick, basierend auf den Forschungsergebnissen der Wissenschaftlerin Rosalind Franklin, 1953 ein Molekülmodell aus Karton und entschlüsselten damit die räumliche Struktur der DNA. Bis heute bildet dieses Modell die Grundlage zum Verständnis der menschlichen Erbinformation. 1962 erhielten Watson und Crick für ihre Erkenntnisse den Nobelpreis.
Auch unsere Schülerinnen und Schüler arbeiteten im Unterricht mit Modellen. So stellten sie aus Pfeifenputzern beispielsweise Chromosomen her. Chromosomen sind „Verpackungseinheiten“ des genetischen Materials. Wie bei einer Spule ist die DNA stark aufgewickelt und platzsparend in jeder Zelle des Körpers untergebracht.
Zur Veranschaulichung der Weitergabe der Chromosomen-DNA während der Zellteilung drehten die Schülerinnen und Schüler Erklärvideos. Dabei verfassten sie zunächst einen Text in der Fachsprache, das sogenannte „Storyboard“, um die einzelnen Schritte zu skizzieren. Fotos der Modellchromosomen erläuterten den Text. Diese Bilder wurden dann über Handy / Tablet zu einem Video kombiniert und digital bearbeitet.
Außerdem entwickelten die Schülerinnen und Schüler DNA Modelle aus „PlayMais“ um die molekulare 3D-Struktur der Erbsubstanz darzustellen. (s. Fotos)
Die Basenpaare und das Zucker-Phosphat-Rückgrat konnten dabei nach eigenen Ideen gestaltet werden.
Die Genetik ist ein sehr umfangreiches Sachgebiet, das ein von der Alltagssprache stark abweichendes Fachvokabular verlangt. Begrifflichkeiten wie Doppelhelix, Desoxyribose, Phosphat oder Nukleotid sind dabei nur ein Teil der Terminologie, die Schülerinnen und Schüler in diesem Zusammenhang kennen müssen.
Modelle helfen entscheidend dabei, komplexe Sachverhalte zu veranschaulichen, Details im Gedächtnis zu behalten und sprachsensiblen Fachunterricht zu ermöglichen. Beim gegenseitigen Vorstellen der selbst gebauten DNA-Helix wurden die neuen Fachbegriffe angewendet und gefestigt.
Aber welches Modell ist schon perfekt? Anhand einer kritischen Betrachtung kann schließlich die Aussagekraft und Eignung eines Modells überprüft werden. Auch das ist Teil der neu erworbenen Kompetenz.
Modellvorstellungen zu entwickeln, zu prüfen, und bei neuen Entdeckungen zu verändern, gehört heute zu den wichtigsten Erkenntnismethoden der Naturwissenschaften.
Verena Schiegl
