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Bil­dungs­pla­n­ar­beit Be­rufs­kol­legs As­sis­tenz

Che­mi­sches und bio­che­mi­sches Prak­ti­kum

Vor­be­mer­kun­gen

Fach­li­che Vor­be­mer­kun­gen
Im che­mi­schen Prak­ti­kum set­zen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Grund­kennt­nis­se des na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Ex­pe­ri­men­tie­rens, der Da­ten­er­fas­sung sowie der Do­ku­men­ta­ti­on in die Pra­xis um. Gän­gi­ge Grund­ar­beits­tech­ni­ken wer­den vor­ge­stellt und ein­ge­übt. Bei ge­ge­be­ner Pro­blem­stel­lung lösen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ex­pe­ri­men­tel­le Auf­ga­ben selbst­stän­dig, z. T. in Zwei­er­teams. Sie er­ler­nen hier­bei den si­che­ren und pro­fes­sio­nel­len Um­gang mit La­bor­ge­rä­ten und Che­mi­ka­li­en. Sie be­ach­ten die Vor­schrif­ten zur Ar­beits­si­cher­heit und die Re­geln der Ar­beits­hy­gie­ne. Hier­bei ge­währ­leis­ten sie ihre ei­ge­ne Si­cher­heit sowie die Si­cher­heit ihrer Mit­schü­le­rin­nen und Mit­schü­ler. Sie er­fas­sen Mess­da­ten, ar­bei­ten diese auf und do­ku­men­tie­ren die Er­geb­nis­se über­sicht­lich, auch mit­hil­fe von Com­pu­ter­pro­gram­men.
Die letz­te Bil­dungs­plan­ein­heit des ers­ten Schul­jah­res be­fasst sich mit quan­ti­ta­ti­ven ana­ly­ti­schen Me­tho­den. Hier kann eine ge­naue und re­pro­du­zier­ba­re Ar­beits­wei­se er­ar­bei­tet wer­den. Die me­tho­di­sche Stei­ge­rung ist weg­be­rei­tend für die an­spruchs­vol­len Auf­ga­ben im zwei­ten Schul­jahr.
Im bio­che­mi­schen Prak­ti­kum er­lan­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Kom­pe­ten­zen und er­ler­nen bio­che­mi­sche Me­tho­den, die sie für einen nach­fol­gen­den Be­rufs­ein­stieg qua­li­fi­zie­ren.
Ein the­men­zen­trier­tes, for­schend-ent­de­cken­des Ler­nen an ex­em­pla­ri­schen Fra­ge­stel­lun­gen er­mög­licht den Schü­le­rin­nen und Schü­lern eine gute Vor­be­rei­tung auf die Be­rufs­welt.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ar­bei­ten in ers­ter Linie auf dem Ge­biet der Pro­te­in­bio­che­mie. Sie füh­ren Ver­su­che zur Iso­la­ti­on, Auf­rei­ni­gung, Cha­rak­te­ri­sie­rung und Quan­ti­fi­zie­rung von Pro­te­inen durch.
Dabei wen­den sie in­stru­men­tell-ana­ly­ti­sche Ar­beits­me­tho­den ins­be­son­de­re spek­tro­sko­pi­sche, chro­ma­to­gra­fi­sche und elek­tro­che­mi­sche Ver­fah­ren an.
Die prak­ti­schen Lern­in­hal­te wer­den von den fach­theo­re­ti­schen In­hal­ten des Fachs „Che­mie und Bio­che­mie“ eng be­glei­tet.
Im „Che­mi­schen und bio­che­mi­schen Prak­ti­kum“ er­fas­sen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Mess­da­ten, ar­bei­ten diese auf und do­ku­men­tie­ren die Er­geb­nis­se über­sicht­lich, auch mit­hil­fe von Com­pu­ter­pro­gram­men. Ein be­son­de­rer Schwer­punkt liegt auf der Er­stel­lung von über­sicht­li­chen und nach­voll­zieh­ba­ren Pro­to­kol­len. Die Form die­ser Ver­suchs­do­ku­men­ta­tio­nen ist in An­leh­nung an die Form wis­sen­schaft­li­cher Pu­bli­ka­tio­nen ge­wählt.
Hier­bei wer­den die Durch­füh­rung, die Aus­wer­tung und die Er­geb­nis­se der ex­pe­ri­men­tel­len Ar­beit lü­cken­los und unter Ver­wen­dung einer ad­äqua­ten Fach­spra­che do­ku­men­tiert.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren ihre ei­ge­nen Ver­such­s­er­geb­nis­se kri­tisch und ver­glei­chen diese in Form einer Dis­kus­si­on mit Soll- bzw. Li­te­ra­tur­wer­ten auch im Hin­blick auf mög­li­che Feh­ler­quel­len.
Sie sol­len die Fä­hig­keit er­lan­gen, Mög­lich­kei­ten und Nut­zen von Me­tho­den zu er­ken­nen und deren Gren­zen zu re­flek­tie­ren.
Grund­sätz­lich wird bei allen Ex­pe­ri­men­ten und Me­tho­den Wert dar­auf ge­legt, dass die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen, im be­son­ders an­spruchs­vol­len mi­kro­ana­ly­ti­schen Be­reich quan­ti­ta­tiv sau­ber, exakt und re­pro­du­zier­bar zu ar­bei­ten.
Um der im Ar­beits­um­feld Tech­ni­scher As­sis­ten­tin­nen und As­sis­ten­ten ra­sant fort­schrei­ten­den Di­gi­ta­li­sie­rung ge­recht zu wer­den, sol­len zur För­de­rung di­gi­ta­ler Kom­pe­ten­zen in den Fach­prak­ti­ka di­gi­ta­le Mess­ge­rä­te ver­wen­det wer­den, wann immer sie ver­füg­bar sind.
Ein wei­te­rer Schwer­punkt der prak­ti­schen Aus­bil­dung liegt in der Schu­lung des nach­hal­ti­gen Um­gangs mit Res­sour­cen wie Che­mi­ka­li­en, Ver­brauchs­ma­te­ria­li­en und En­er­gie­trä­gern sowie der sach­ge­mä­ßen und damit um­welt­scho­nen­den Ent­sor­gung bzw. Ver­mei­dung um­welt­ge­fähr­den­der Che­mi­ka­li­en.
In den Prak­ti­ka sind Be­zü­ge zu an­de­ren Fä­chern wie Eng­lisch und Deutsch ge­ge­ben.
Im Eng­lisch­un­ter­richt kön­nen eng­li­sche Ver­suchs­vor­schrif­ten be­ar­bei­tet wer­den. Im Deutsch­un­ter­richt wird die zeit­ge­mä­ße und di­gi­tal un­ter­stütz­te Prä­sen­ta­ti­on ex­pe­ri­men­tel­ler Ar­bei­ten trai­niert.
Fer­ner ste­hen die Prak­ti­ka in Be­zie­hung zum Fach „Ma­the­ma­tik I“, da viele Ex­pe­ri­men­te und Sach­ver­hal­te ma­the­ma­tisch be­schrie­ben und quan­ti­ta­tiv er­fasst wer­den.
Die kom­pe­tenz­ori­en­tier­te Ge­stal­tung des „Che­mi­schen und bio­che­mi­schen Prak­ti­kums“ legt die Grund­la­ge für das Ver­ständ­nis und die In­ter­pre­ta­ti­on wis­sen­schaft­li­cher Er­kennt­nis­se und damit für den er­folg­rei­chen Ein­tritt in das Be­rufs­le­ben.
Das Ler­nen in be­rufs­vor­be­rei­ten­den Bil­dungs­gän­gen ist maß­geb­lich ge­prägt durch eine stark wech­seln­de Zu­sam­men­set­zung der Lern­grup­pen, aber auch durch die Viel­falt der Ler­nen­den selbst hin­sicht­lich ihrer Vor­er­fah­run­gen in ihrem so­zia­len Um­feld, ihren sprach­li­chen Fä­hig­kei­ten und durch ihre Vor­kennt­nis­se. Diese He­te­ro­ge­ni­tät in den ein­zel­nen Bil­dungs­gän­gen hat in den ver­gan­ge­nen Jah­ren spür­bar zu­ge­nom­men. Neben der fun­dier­ten Ver­mitt­lung und An­wen­dung von fach­spe­zi­fi­schen Me­tho­den und Ver­fah­rens­wei­sen ste­hen daher die ge­naue Be­ob­ach­tung und Dia­gno­se von fach­prak­ti­schen De­fi­zi­ten der ein­zel­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler im Fokus. Der zeit­li­che Um­fang der prak­ti­schen Lehr­ver­an­stal­tun­gen er­mög­licht es, auf Basis die­ser Daten ge­ziel­te Maß­nah­men zur in­di­vi­du­el­len För­de­rung der fach­prak­ti­schen Fä­hig­kei­ten und Fer­tig­kei­ten der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu er­grei­fen.
Die­ser Bil­dungs­plan wurde ver­fasst unter Be­rück­sich­ti­gung des Ka­ta­logs der Qua­li­fi­ka­ti­ons­be­schrei­bun­gen gemäß Rah­men­ver­ein­ba­rung über die Aus­bil­dung und Prü­fung zum/zur Staat­lich ge­prüf­ten tech­ni­schen As­sis­ten­ten/in: Be­schluss der KMK vom 30.09.2011 in der je­weils gül­ti­gen Fas­sung.

Hin­wei­se zum Um­gang mit dem Bil­dungs­plan
Der Bil­dungs­plan zeich­net sich durch eine In­halts- und eine Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung aus. In jeder Bil­dungs­plan­ein­heit (BPE) wer­den in kur­si­ver Schrift die über­ge­ord­ne­ten Ziele be­schrie­ben, die durch Ziel­for­mu­lie­run­gen sowie in je­weils einer In­halts- und Hin­weiss­pal­te kon­kre­ti­siert wer­den. In den Ziel­for­mu­lie­run­gen wer­den die je­wei­li­gen fach­spe­zi­fi­schen Ope­ra­to­ren als Ver­ben ver­wen­det. Ope­ra­to­ren sind hand­lungs­in­iti­ie­ren­de Ver­ben, die si­gna­li­sie­ren, wel­che Tä­tig­kei­ten beim Be­ar­bei­ten von Auf­ga­ben er­war­tet wer­den; eine Ope­ra­to­ren­lis­te ist jedem Bil­dungs­plan im An­hang bei­ge­fügt. Durch die kom­pe­tenz­ori­en­tier­te Ziel­for­mu­lie­rung mit­tels die­ser Ope­ra­to­ren wird das An­for­de­rungs­ni­veau be­züg­lich der In­hal­te und der zu er­wer­ben­den Kom­pe­ten­zen de­fi­niert. Die for­mu­lier­ten Ziele und In­hal­te sind ver­bind­lich und damit prü­fungs­re­le­vant. Sie stel­len die Re­gel­an­for­de­run­gen im je­wei­li­gen Fach dar. Die In­hal­te der Hin­weiss­pal­te sind un­ver­bind­li­che Er­gän­zun­gen zur In­halts­spal­te und um­fas­sen Bei­spie­le, di­dak­ti­sche Hin­wei­se und Quer­ver­wei­se auf an­de­re Fä­cher bzw. BPE.
Der VIP-Be­reich des Bil­dungs­plans um­fasst die Ver­tie­fung, in­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen sowie Pro­jekt­un­ter­richt. Im Rah­men der hier zur Ver­fü­gung ste­hen­den Stun­den sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler best­mög­lich un­ter­stützt und bei der Wei­ter­ent­wick­lung ihrer per­so­na­len und fach­li­chen Kom­pe­ten­zen ge­för­dert wer­den. Die Fach­leh­re­rin­nen und Fach­leh­rer nut­zen diese Un­ter­richts­zeit nach ei­ge­nen Schwer­punkt­set­zun­gen auf Basis der fä­cher- und bil­dungs­gang­spe­zi­fi­schen Be­son­der­hei­ten sowie nach den Lern­vor­aus­set­zun­gen der ein­zel­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler.
Der Teil „Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung“ des Bil­dungs­plans be­rück­sich­tigt die Zeit, die zur Vor­be­rei­tung, Durch­füh­rung und Nach­be­rei­tung von Leis­tungs­fest­stel­lun­gen zur Ver­fü­gung steht. Dies kann auch die not­wen­di­ge Zeit für die im Rah­men der Be­son­de­ren Lern­leis­tun­gen er­brach­ten Leis­tun­gen, Nach­be­spre­chung zu Leis­tungs­fest­stel­lun­gen sowie Feed­back-Ge­sprä­che um­fas­sen.

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

40

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Ein­satz ge­eig­ne­ter Trenn- und Auf­ar­bei­tungs­me­tho­den
Kon­zen­tra­ti­ons­be­stim­mun­gen über Rück­ti­tra­ti­on (in­di­rek­te Be­stim­mungs­me­tho­den)
HPLC
Fluo­ro­me­trie
Ga­sch­ro­ma­to­gra­fie
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Si­cher­heit und Ge­sund­heits­schutz im Labor

6
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­in­ner­li­chen die auf den Ar­beits­schutz­richt­li­ni­en ba­sie­ren­den vor­ge­schrie­be­nen Ver­hal­tens­re­geln in na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Fach­räu­men und wen­den alle Schutz­maß­nah­men si­cher an. Da­durch er­lan­gen sie Si­cher­heit für das Ar­bei­ten im la­bor­prak­ti­schen Un­ter­richt sowie für den Um­gang mit Ge­fahr­stof­fen, La­bor­ge­rä­ten und Ver­suchs­auf­bau­ten. Sie ent­wi­ckeln ein Ver­ständ­nis für einen res­sour­censcho­nen­den und nach­hal­ti­gen Um­gang mit Che­mi­ka­li­en.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den all­ge­mei­ne Re­geln für das Ar­bei­ten im Labor an. Sie dis­ku­tie­ren Ge­fah­ren aus­ge­hend von Ex­pe­ri­men­ten und Che­mi­ka­li­en und wen­den die per­sön­li­che Schutz­aus­rüs­tung an. Sie be­grün­den die Ver­wen­dung der Si­cher­heits­aus­stat­tung im Labor.
Fach­raum­ord­nung

Per­sön­li­che Schutz­aus­rüs­tung

  • Schutz­bril­le
  • Schutz­hand­schu­he
  • La­bor­man­tel
Haut­schutz­plan, Haut­pfle­ge­mit­tel
Si­cher­heits­aus­stat­tung

  • Au­gen­du­sche
  • Not-Aus-Knopf für Strom
  • Abzug

Not­ruf
Stand­ort Not­ruf­te­le­fon
Erste-Hilfe-Maß­nah­men
Stand­ort Ver­band­kas­ten, Erst­hel­fer­lis­te
Maß­nah­men zum Brand­schutz
Stand­ort Feu­er­alarm­knopf, Feu­er­lösch­de­cke und Feu­er­lö­scher
Ver­hal­ten bei Feu­er­alarm
Flucht­we­ge, Ret­tungs­plan

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler über­tra­gen die Be­deu­tung von Ge­fahr­stoff­pik­to­gram­men und Ge­fähr­dungs­hin­wei­sen auf die kor­rek­te Hand­ha­bung von Stof­fen und die zu­ge­hö­ri­gen Ver­suchs­auf­bau­ten. Sie er­läu­tern Re­geln zur Ver­mei­dung von Che­mi­ka­li­en­ab­fall und zur sach­ge­rech­ten Ent­sor­gung von Che­mi­ka­li­en und wen­den diese an.
Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung
Be­triebs­an­wei­sung gemäß §14 GefStoffV
Ge­fahr­stoff­kenn­zeich­nung
Si­cher­heits­da­ten­blät­ter
  • Ge­fah­ren­sym­bo­le
  • H-und P-Sätze

Vor­ga­ben zum Um­gang mit Ge­fahr­stof­fen
Kenn­zeich­nung von Ge­fahr­stof­fen, Abzug, Schutz­bril­le, Schutz­hand­schu­he
Ver­mei­dung von Che­mi­ka­li­en­ab­fall
Ver­mei­dung von Um­welt­be­las­tun­gen
Che­mi­ka­lien­ent­sor­gung
Schwer­me­tall­ab­fall, ha­lo­gen­hal­ti­ger Ab­fall

BPE 2

Ein­fa­che La­bor­ge­rä­te und che­mi­sche Grund­ar­beits­tech­ni­ken

44
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­hal­ten Ver­suchs­vor­schrif­ten. Sie ler­nen in ers­ten Ver­su­chen die Grund­ar­beits­tech­ni­ken und die Grund­aus­rüs­tung in einem che­mi­schen Labor ken­nen.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen die La­bor­ge­rä­te, er­klä­ren deren Funk­ti­on und füh­ren damit Ex­pe­ri­men­te durch. Sie ver­glei­chen Ge­rä­te be­züg­lich ihrer Ge­nau­ig­keit und un­ter­schei­den somit zwi­schen ver­meid­ba­ren und un­ver­meid­ba­ren Feh­lern. Sie for­mu­lie­ren Ver­such­s­er­geb­nis­se und be­ur­tei­len diese kri­tisch, hier­bei un­ter­schei­den sie zwi­schen zu­fäl­li­gen und sys­te­ma­ti­schen Feh­lern.

Bun­sen­bren­ner

Waa­gen
Ge­nau­ig­keit, Stand­ort­wahl, Wä­ge­be­reich, Pfle­ge
  • Ana­ly­sen­waa­gen
  • Fein­waa­gen

Vo­lu­men­mess­ge­rä­te
„in“ bzw. „ex“
  • Mess­kol­ben
  • Mess­zy­lin­der
  • Bü­ret­te

  • Pi­pet­ten
Pi­pet­tier­hil­fe, Voll­pipet­te, Mess­pipet­te, Au­to­ma­tik­pi­pet­ten
Rüh­rer

  • Heiz­rüh­rer
  • Ma­gnetrüh­rer

pH-Meter

  • Ka­li­brie­rung nach Vor­schrift
  • pH-Wert-Mes­sung

La­borspül­ma­schi­ne

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den gän­gi­ge Grund­ar­beits­tech­ni­ken im Zu­sam­men­hang mit kon­kre­ten Auf­ga­ben­stel­lun­gen an. Sie er­schlie­ßen Ar­beits­tech­ni­ken und ent­wi­ckeln prak­ti­sche Lö­sun­gen für ein­zel­ne Ar­beits­schrit­te.
Sie be­rech­nen Mas­sen und Ver­dün­nungs­fak­to­ren und stel­len an­schlie­ßend die er­for­der­li­chen Lö­sun­gen her.
Grund­ar­beits­tech­ni­ken

  • Wie­gen
  • Lösen, Mi­schen
  • Um­fül­len, Por­tio­nie­ren
  • Trock­nen
  • Fil­trie­ren
  • Pi­pet­tie­ren
  • Er­hit­zen
  • Ein­damp­fen
  • Be­schrif­ten
  • Ent­sor­gen
z. B. Dich­te­be­stim­mung von Was­ser, Hy­drat­was­ser­be­stim­mung von CuSO4 x 5H2O, Auf­rei­ni­gung bzw. Tren­nung von Stof­fen durch Um­kris­tal­li­sa­ti­on
Lö­sun­gen an­set­zen
spar­sa­mer Um­gang mit Che­mi­ka­li­en, Ver­mei­dung von Ab­fäl­len
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1.2)
  • Stoff­men­gen­kon­zen­tra­ti­on

  • Mas­sen­kon­zen­tra­ti­on

  • pro­zen­tua­ler An­teil
(w/v), (w/w)
  • Be­rück­sich­ti­gung von Kris­tall­was­ser
z. B. CuSO4-Lö­sung aus CuSO4 x 5H2O
  • Ver­dün­nun­gen
unter An­ga­be sämt­li­cher Ge­halts­grö­ßen

BPE 2.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­schlie­ßen Ar­beits­an­wei­sun­gen. Sie füh­ren Ex­pe­ri­men­te z. T. selbst­stän­dig oder im Team durch. Sie do­ku­men­tie­ren die Ver­su­che in Form eines Pro­to­kolls. Teil­wei­se ver­wen­den sie Com­pu­ter­pro­gram­me zur Struk­tu­rie­rung und Aus­wer­tung der ex­pe­ri­men­tel­len Daten. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­ur­tei­len ihre Er­geb­nis­se kri­tisch hin­sicht­lich num­me­ri­scher Werte, Ein­hei­ten, Re­pro­du­zier­bar­keit, Feh­lern und Soll­wer­ten.
Ver­suchs­vor­schrif­ten
Vor­schrif­ten in deut­scher oder eng­li­scher Spra­che
Pro­to­koll­form

  • Auf­ga­be
  • Me­tho­de
  • Re­ak­ti­ons­glei­chung
  • Ma­te­ria­li­en
  • tech­ni­sche Vor­be­rei­tung
  • Durch­füh­rung
  • Aus­wer­tung und Er­geb­nis­se
  • Me­tho­den‑, Er­geb­nis‑, Feh­ler­dis­kus­si­on








BPE 3

Ana­ly­sen­me­tho­den der Che­mie

50
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ma­chen sich mit den phy­si­ka­lisch-che­mi­schen Grund­la­gen ana­ly­ti­scher Me­tho­den im Labor ver­traut. Mit ein­fa­chen Mit­teln wird eine ge­naue und re­pro­du­zier­ba­re Ar­beits­wei­se ein­ge­übt und ver­tieft. Sie pla­nen den zeit­li­chen Ver­lauf der Ver­su­che sowie die Her­stel­lung der be­nö­tig­ten Re­agen­zi­en selbst­stän­dig.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die gute elek­tri­sche Leit­fä­hig­keit von Me­tal­len und Elek­tro­lyt­lö­sun­gen. Im Zu­sam­men­hang mit kon­kre­ten Auf­ga­ben­stel­lun­gen füh­ren sie Leit­fä­hig­keits­mes­sun­gen von Elek­tro­lyt­lö­sun­gen durch. Sie stel­len die Mess­er­geb­nis­se com­pu­ter­un­ter­stützt gra­fisch dar.

Leit­fä­hig­keit von Elek­tro­lyt­lö­sun­gen

  • Salz­lö­sun­gen
  • saure Lö­sun­gen
  • ba­si­sche Lö­sun­gen

  • Grenz­leit­fä­hig­keit von Ionen

Neu­tra­li­sa­ti­ons­ti­tra­ti­on

  • Kon­zen­tra­ti­ons-Leit­fä­hig­keits-Dia­gram­me
Na­tron­lau­ge als Maß­lö­sung, mög­li­che Säu­ren: Salz­säu­re, Es­sig­säu­re

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler über­prü­fen das Prin­zip der Maß­ana­ly­se am Bei­spiel der Vo­lu­me­trie. Sie füh­ren Ti­tra­tio­nen mit un­ter­schied­li­chen Maß­lö­sun­gen durch und stel­len die ent­spre­chen­den Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen auf. Sie geben den stö­chio­me­tri­schen Ver­lauf der Re­ak­ti­on an und be­rech­nen mit den er­fass­ten Daten die Kon­zen­tra­ti­on der Ana­ly­ten.
Neu­tra­li­sa­ti­ons­ti­tra­ti­on
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1.2)
Aci­di­me­trie, Al­kali­me­trie, End­punkt­an­zei­ge kon­duk­to­me­trisch oder durch den Far­bum­schlag eines In­di­ka­tors
  • Ti­ter­be­stim­mung der Maß­lö­sung
  • Kon­zen­tra­ti­ons­be­stim­mung einer Säure bzw. Base


Re­dox­ti­tra­ti­on
Iodo­me­trie, Ti­tra­ti­on einer Eisen(III)-Ionen-Lö­sung mit As­cor­bin­säu­re
  • Ti­ter­be­stim­mung einer KMnO4-Lö­sung
  • Man­ga­no­me­tri­sche Be­stim­mung von Eisen(II)-Ionen

  • kom­plexo­me­tri­sche oder Fäl­lungs-Ti­tra­ti­on
z. B. Was­ser­här­te­be­stim­mung, Chlo­rid­be­stim­mung nach Fa­jans

BPE 3.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Funk­ti­on eines Zwei­strahl­fo­to­m­e­ters. Sie er­läu­tern den Nut­zen von Ab­sorp­ti­ons­spek­tren und wen­den das Lam­bert-Beer'sche Ge­setz an. Sie be­rech­nen und zeich­nen Ka­li­bi­er­ge­ra­den zur quan­ti­ta­ti­ven Be­stim­mung von Ana­ly­ten. Zur Da­ten­er­fas­sung und -aus­wer­tung wen­den sie die ge­rä­te­spe­zi­fi­sche Soft­ware an.
Ab­sorp­ti­ons­spek­tren
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1.3)
  • Stoff­spe­zi­fi­tät
  • Rein­heits­kon­trol­le
  • Quan­ti­fi­zie­rung
Ab­sorp­ti­ons­spek­trum von KMnO4
  • Lam­bert-Beer'sches Ge­setz
keine Her­lei­tung
Quan­ti­fi­zie­rung von Stof­fen mit­tels einer Ka­li­bi­er­ge­ra­den

  • von far­bi­gen Lö­sun­gen

  • von nicht ge­färb­ten Lö­sun­gen durch Zu­ga­be von Kom­plex­bild­nern bzw. Puf­fer­lö­sun­gen
Eisen(II)-Ionen-Be­stim­mung über einen Phen­an­th­ro­lin-Eisen-Kom­plex, Phos­phat­be­stim­mung über Mo­lyb­dän­blau

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

20

140

160

Schul­jahr 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

70

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Fä­cher­über­grei­fen­des Pro­jekt: Ex­pres­si­on von GFP und des­sen Rei­ni­gung und Rein­heits­be­stim­mung
Be­triebs­be­sich­ti­gun­gen phar­ma­zeu­ti­sche In­dus­trie zum Ken­nen­ler­nen von upstream- und down­stream-Pro­zes­sen
Fir­men­be­su­che und/oder Vor­trä­ge ex­ter­ner Re­fe­ren­ten zur Ver­mitt­lung der Grund­la­gen der GLP und GMP und dem Ar­bei­ten mit SOPs
Be­ar­bei­tung eng­li­scher Ver­suchs­vor­schrif­ten
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 4

Si­cher­heit und Ge­sund­heits­schutz im Labor

5
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­in­ner­li­chen die auf den Ar­beits­schutz­richt­li­ni­en ba­sie­ren­den vor­ge­schrie­be­nen Ver­hal­tens­re­geln in na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Fach­räu­men und wen­den alle Schutz­maß­nah­men si­cher an. Da­durch er­lan­gen sie Si­cher­heit für das Ar­bei­ten im la­bor­prak­ti­schen Un­ter­richt sowie für den Um­gang mit Ge­fahr­stof­fen, La­bor­ge­rä­ten und Ver­suchs­auf­bau­ten. Sie ent­wi­ckeln ein Ver­ständ­nis für einen res­sour­censcho­nen­den und nach­hal­ti­gen Um­gang mit Che­mi­ka­li­en.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den all­ge­mei­ne Re­geln für die Ar­beit im bio­che­mi­schen Labor und Si­cher­heits­re­geln be­grün­det an.
Sie wen­den eben­falls die Re­geln der Ar­beits­hy­gie­ne an.
Sie über­tra­gen ihr Wis­sen auf po­ten­zi­ell mög­li­che Not­fall­si­tua­tio­nen.
Fach­raum­ord­nung

Per­sön­li­che Schutz­aus­rüs­tung

  • Schutz­bril­le
  • Schutz­hand­schu­he
  • La­bor­man­tel
Haut­schutz­plan, Haut­pfle­ge­mit­tel
Si­cher­heits­aus­stat­tung

  • Au­gen­du­sche
  • Not-Aus-Knopf für Strom
  • Abzug

Not­ruf
Stand­ort Not­ruf­te­le­fon
Erste-Hilfe-Maß­nah­men
Stand­ort Ver­band­kas­ten, Erst­hel­fer­lis­te
Maß­nah­men zum Brand­schutz
Stand­ort Feu­er­alarm­knopf, Feu­er­lösch­de­cke und Feu­er­lö­scher
Ver­hal­ten bei Feu­er­alarm
Flucht­we­ge, Ret­tungs­plan

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler über­tra­gen die Be­deu­tung von Ge­fahr­stoff­pik­to­gram­men und Ge­fähr­dungs­hin­wei­sen auf die kor­rek­te Hand­ha­bung von Stof­fen und die zu­ge­hö­ri­gen Ver­suchs­auf­bau­ten. Sie er­läu­tern Re­geln zur Ver­mei­dung von Che­mi­ka­li­en­ab­fall und zur sach­ge­rech­ten Ent­sor­gung von Che­mi­ka­li­en und wen­den diese an.
Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung
Be­triebs­an­wei­sung gemäß §14 GefStoffV
Ge­fahr­stoff­kenn­zeich­nung
Si­cher­heits­da­ten­blät­ter, Ge­fah­ren­sym­bo­le, H-und P-Sätze
Vor­ga­ben zum Um­gang mit Ge­fahr­stof­fen
Kenn­zeich­nung von Ge­fahr­stof­fen, Abzug, Schutz­bril­le, Schutz­hand­schu­he
Ver­mei­dung von Che­mi­ka­li­en­ab­fall
Ver­mei­dung von Um­welt­be­las­tun­gen
Che­mi­ka­lien­ent­sor­gung
Schwer­me­tall­ab­fall, ha­lo­gen­hal­ti­ger Ab­fall

BPE 5

Ar­beits­or­ga­ni­sa­ti­on und Ar­beits­all­tag in einem bio­che­mi­schen Labor

5
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler rich­ten einen La­bor­platz ein. Sie set­zen Ar­beits­platz­ein­rich­tun­gen und Ar­beits­mit­tel rich­tig ein, pfle­gen diese und hal­ten sie fach­ge­recht in­stand. Sie stel­len sich fle­xi­bel auf wech­seln­de Ge­rä­te ein und be­sit­zen die Fä­hig­keit, Ex­pe­ri­men­te ein­zeln oder in Zwei­er­teams durch­zu­füh­ren.
Sie pla­nen Ar­beits­ab­läu­fe an­hand von Ar­beits­an­wei­sun­gen und or­ga­ni­sie­ren diese.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren Ex­pe­ri­men­te durch und do­ku­men­tie­ren Ver­suchs­durch­füh­rung, Aus­wer­tung, Er­geb­nis­se und Dis­kus­si­on in An­leh­nung an die Do­ku­men­ta­ti­ons­richt­li­ni­en wis­sen­schaft­li­cher Pu­bli­ka­tio­nen.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen die Aus­rüs­tungs­ge­gen­stän­de ihres Ar­beits­plat­zes und be­grün­den deren Not­wen­dig­keit. Sie über­prü­fen vor jedem Prak­ti­kum deren Sau­ber­keit, Un­ver­sehrt­heit und Funk­ti­ons­tüch­tig­keit. Sie be­grün­den deren fach­ge­rech­te Aus­wahl je nach ex­pe­ri­men­tel­ler An­for­de­rung.
Sie er­mit­teln Be­zugs­quel­len für Re­agen­zi­en, Ge­rä­te und Ver­brauchs­ma­te­ria­li­en und ver­glei­chen deren Prei­se und Qua­li­tät.
Sie be­wer­ten che­mi­sche Me­tho­den im Hin­blick auf res­sour­cen­scho­nen­dem und nach­hal­ti­gem Um­gang mit Ver­brauchs­ma­te­ria­li­en und En­er­gie­trä­gern.
Ar­beits­platz­aus­rüs­tung

  • Ver­brauchs­ma­te­ri­al
wirt­schaft­li­cher Ein­satz von Ar­beits­mit­teln,
Be­zugs­quel­len von Re­agen­zi­en und Ver­brauchs­ma­te­ria­li­en
  • Ge­rä­te
Ver­mei­dung un­nö­ti­ger Ge­rä­telauf­zei­ten
  • Vo­lu­men­mess­ge­rä­te
vgl. BPE 2.1

BPE 5.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren als Teil einer Ge­mein­schaft or­ga­ni­sa­to­ri­sche und la­bor­re­le­van­te Auf­ga­ben durch.
Sie er­klä­ren den Zu­sam­men­hang zwi­schen Sau­ber­keit und Ord­nung im Labor und einem gut funk­tio­nie­ren­den Ar­beits­um­feld und über­tra­gen die­sen Zu­sam­men­hang auf ihr Han­deln.
Sie füh­ren tech­ni­sche und or­ga­ni­sa­to­ri­sche Auf­ga­ben ei­gen­ver­ant­wort­lich durch.
Ge­rä­te­diens­te
fach­ge­rech­te Be­die­nung und Rei­ni­gung von Ge­rä­ten und Vo­lu­men­mess­ge­rä­ten
La­bordienst
Ver­ga­be der La­borauf­sicht für einen Ver­suchs­tag

BPE 5.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen aus Ar­beits­an­wei­sun­gen einen Ar­beits­plan für die Durch­füh­rung eines be­schrie­be­nen Ex­pe­ri­ments.
Sie füh­ren das Ex­pe­ri­ment selbst­stän­dig oder im Team durch und do­ku­men­tie­ren Durch­füh­rung, Aus­wer­tung und Er­geb­nis­se in Form eines Pro­to­kolls.
Hier­zu wen­den sie di­gi­ta­le Me­di­en zur Auf­be­rei­tung und Aus­wer­tung der ex­pe­ri­men­tel­len Daten an.
Sie dis­ku­tie­ren ihre Er­geb­nis­se und do­ku­men­tie­ren Li­te­ra­turzi­ta­te aus der Fach­li­te­ra­tur ad­äquat.
Ver­suchs­vor­schrif­ten
Vor­schrif­ten in deut­scher oder eng­li­scher Spra­che
Pro­to­koll­form

  • Auf­ga­be
  • Me­tho­de
  • Ma­te­ria­li­en
  • tech­ni­sche Vor­be­rei­tun­gen, Lö­sun­gen an­set­zen, Ver­suchs­auf­bau
  • Durch­füh­rung, Aus­wer­tung und Er­geb­nis­se
  • Me­tho­den‑, Er­geb­nis‑, Feh­ler­dis­kus­si­on

  • Li­te­ra­tur
rich­ti­ge An­ga­be von Li­te­ra­turzi­ta­ten
Füh­rung eines La­bor­buchs

BPE 6

Aus­ge­wähl­te Me­tho­den der Bio­che­mie

165
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ar­bei­ten im Labor na­tur­wis­sen­schaft­lich-ex­pe­ri­men­tell im Sinne einer Be­rufs­aus­bil­dung.
Sie ler­nen den ver­ant­wor­tungs­vol­len und si­che­ren Um­gang mit Che­mi­ka­li­en und Ge­rä­ten.
Sie pla­nen den in­halt­li­chen und zeit­li­chen Ver­lauf der Ver­su­che sowie die Her­stel­lung der be­nö­tig­ten Re­agen­zi­en.
Sie ver­tie­fen Prin­zi­pi­en der Pro­te­in­bio­che­mie wie Iso­lie­rung, Tren­nung, Rei­ni­gung, Quan­ti­fi­zie­rung und Cha­rak­te­ri­sie­rung von Mo­le­kü­len. Sie be­schäf­ti­gen sich au­ßer­dem ex­pe­ri­men­tell mit der zen­tra­len Rolle von En­zy­men im Stoff­wech­sel. Hier­zu wen­den sie prä­pa­ra­ti­ve und ana­ly­ti­sche Ar­beits­me­tho­den, ins­be­son­de­re spek­tro­sko­pi­sche, chro­ma­to­gra­fi­sche und elek­tro­che­mi­sche Ver­fah­ren an.
Sie er­fas­sen Mess­wer­te mit ge­rä­te­spe­zi­fi­scher Soft­ware und wer­ten diese di­gi­tal aus.
Die Ex­pe­ri­men­te ori­en­tie­ren sich an In­hal­ten des Theo­rie­un­terrichts im Fach „Che­mie und Bio­che­mie“ und ver­an­schau­li­chen den Schü­le­rin­nen und Schülern die teil­wei­se abs­trak­ten Mo­dell­vor­stel­lun­gen.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler über­prü­fen die Va­li­di­tät ihrer Er­geb­nis­se. Sie füh­ren Feh­ler­be­trach­tun­gen durch, er­ken­nen mög­li­che Feh­ler­quel­len und dis­ku­tie­ren deren Ver­mei­dung.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler neh­men Stel­lung zu den durch­ge­führ­ten Me­tho­den und pla­nen die sys­te­ma­ti­sche Op­ti­mie­rung von Ar­beits­schrit­ten auch be­züg­lich des Zeit­ma­nagements.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben halb­quan­ti­ta­ti­ve und quan­ti­ta­ti­ve Ana­ly­se­me­tho­den. Sie be­grün­den je nach Auf­ga­ben­stel­lung die not­wen­di­ge Me­tho­de und die Aus­wahl der dafür be­nö­tig­ten Ap­pa­ra­tu­ren.
Sie füh­ren Ver­su­che unter sach­ge­rech­ter Be­die­nung von Ana­ly­se­ge­rä­ten und der da­zu­ge­hö­ri­gen Soft­ware durch.
Sie be­rech­nen Ein­waa­gen und Ver­dün­nun­gen und stel­len alle be­nö­tig­ten Lö­sun­gen selbst­stän­dig und mit der not­wen­di­gen Prä­zi­si­on her.
Sie füh­ren spek­tro­sko­pi­sche Ana­ly­sen durch und be­stim­men die Kon­zen­tra­ti­on von Stof­fen über ma­the­ma­ti­sche For­meln oder Ka­li­brier­ge­ra­den.
Sie zeich­nen mit ge­eig­ne­ter Soft­ware Ta­bel­len und Dia­gram­me und wer­ten die Er­geb­nis­se com­pu­ter­ge­stützt aus.
Sie zei­gen die Gren­zen der Me­tho­den auf und dis­ku­tie­ren deren Ein­satz­ge­bie­te im be­ruf­li­chen All­tag.
Ab­sorp­ti­ons­spek­trum von NADH+H+

  • Be­die­nung eines Spek­tral­fo­to­m­e­ters
UV- und VIS-Kü­vet­ten
  • Lam­bert-Beer'sches-Ge­setz
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1.3)
  • Kon­zen­tra­ti­ons­be­stim­mung
  • Be­stim­mung des mo­la­ren Extink­ti­ons­ko­ef­fi­zi­en­ten

Halb­quan­ti­ta­ti­ve Kon­zen­tra­ti­ons­be­stim­mung

  • Pro­te­in­ab­schät­zung nach War­burg und Chris­ti­an
E260/280-Me­tho­de
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 11.3)
UV- und VIS-Kü­vet­ten
Quan­ti­ta­ti­ve Kon­zen­tra­ti­ons­be­stim­mung
Ko­lo­ri­me­trie
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 11.3)
  • Pro­te­in­be­stim­mung nach Lowry
wei­te­re Bei­spie­le: Pro­te­in­be­stim­mung nach Brad­ford, BCA-Assay
  • Ein­fluss von Stör­sub­stan­zen
Ver­suchs­kom­pa­ti­bi­li­tät von Che­mi­ka­li­en
  • Ka­li­brier­ge­ra­de mit Pro­te­in­stan­dard
com­pu­ter­ge­stütz­te Aus­wer­tung unter Ein­satz eines Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­ons­pro­gramms

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben wich­ti­ge bio­che­mi­sche Trenn­ver­fah­ren.
Sie wen­den Me­tho­den zur Iso­lie­rung, Tren­nung, Rei­ni­gung und Iden­ti­fi­zie­rung von Pro­te­inen an.
Sie be­grün­den auf­grund der Stof­f­ei­gen­schaf­ten der zu tren­nen­den Pro­te­ine das je­wei­li­ge Trenn­ver­fah­ren und die Aus­wahl der dafür be­nö­tig­ten Ap­pa­ra­tu­ren.
Sie be­rech­nen Ein­waa­gen und Ver­dün­nun­gen und stel­len alle be­nö­tig­ten Lö­sun­gen zu­ver­läs­sig her. Sie stel­len ge­eig­ne­te Puf­fer her und ge­stal­ten Ver­su­che unter Be­ach­tung phy­si­ka­li­scher Ver­suchs­pa­ra­me­ter wie Tem­pe­ra­tur, Licht und In­ku­ba­ti­ons­zei­ten.
Sie wei­sen auf­ger­ei­nig­te Stof­fe nach, be­stim­men den Rein­heits­grad, die mo­la­re Masse, die Kon­zen­tra­ti­on sowie die Aus­beu­te. Sie prä­sen­tie­ren und be­ur­tei­len den Er­folg der Tren­nun­gen.
Sie zeich­nen mit ge­eig­ne­ter Soft­ware Ta­bel­len und Dia­gram­me und wer­ten die Er­geb­nis­se com­pu­ter­ge­stützt aus. Sie prä­sen­tie­ren Bild­do­ku­men­ta­tio­nen.
Sie zei­gen die Gren­zen der Me­tho­den auf und dis­ku­tie­ren deren Ein­satz­ge­bie­te im be­ruf­li­chen All­tag.
Quan­ti­ta­ti­ve Iso­lie­rung von Pro­te­inen

  • Her­stel­lung eines Zwei-Kom­po­nen­ten-Puf­fers
z. B. Phos­phat­puf­fer
  • Be­die­nung einer pH-Elek­tro­de und eines pH-Me­ters

  • Fäl­lung von Pro­te­inen aus Hüh­ner­ei­weiß mit Am­mo­ni­umsul­fat
frak­tio­nier­te Fäl­lung, re­ver­si­ble Fäl­lung, al­ko­ho­li­sche Fäl­lung
  • Zen­tri­fu­ga­ti­on und Auf­rei­ni­gung

Gel­per­mea­ti­ons-Chro­ma­to­gra­fie
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 11.1)
  • Ent­sal­zung und Um­puf­fe­rung
Ent­sal­zungs­säu­le
  • Pa­cken von Säu­len
z. B. Se­pha­dex G75
  • Be­stim­mung von Säu­len­pa­ra­me­tern (to­ta­les Vo­lu­men (Vt), äu­ße­res Vo­lu­men (Vo), Vo­lu­men der sta­tio­nä­ren Phase (Vst), Ver­tei­lungs­ko­ef­fi­zi­ent (Kav), Ver­dün­nungs­ef­fekt, Durch­fluss, Durch­fluss­ge­schwin­dig­keit, durch­fluss­wirk­sa­mer Druck, Elu­ti­ons­vo­lu­men)
z. B. mit Dext­ran­blau und Vit­amin B12
  • Be­stim­mung des Mo­le­ku­lar­ge­wichts über Ka­li­brier­ge­ra­de
z. B. von Hä­mo­glo­bin
Elu­ti­ons­dia­gramm, Bal­ken­dia­gramm,
  • De­tek­ti­on und Quan­ti­fi­zie­rung
Fo­to­me­trie
  • Kon­zen­tra­ti­ons- und Aus­beu­te­be­rech­nung

Io­nen­aus­tausch­chro­ma­to­gra­fie
z. B. mit CMP und UMP
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 11.1)
wei­te­res Trenn­ver­fah­ren: Af­fi­ni­tätsch­ro­ma­to­gra­fie
  • Pa­cken von Säu­len
z. B. Dowex 1x2
  • Be­stim­mung von Säu­len­pa­ra­me­tern
(Vt), Ver­dün­nungs­ef­fekt, Durch­fluss, Durch­fluss­ge­schwin­dig­keit, durch­fluss­wirk­sa­mer Druck, Elu­ti­ons­vo­lu­men
  • De­tek­ti­on, Iden­ti­fi­zie­rung und Quan­ti­fi­zie­rung
Fo­to­me­trie, Quo­ti­en­ten­ver­gleich der Nu­kleo­ti­de
  • Aus­beu­te­be­rech­nung
Elu­ti­ons­dia­gramm, Bal­ken­dia­gramm
SDS-Po­l­ya­cryl­amid-Ge­l­elek­tro­pho­re­se mit Wes­tern Blot
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 11.2)
wei­te­re Trenn­ver­fah­ren: iso­elek­tri­sche Fo­kus­sie­rung, zwei­di­men­sio­na­le Elek­tro­pho­re­se
  • Her­stel­lung der Elek­tro­pho­re­se­puf­fer

  • Her­stel­lung der Pro­te­in­pro­ben
z. B. Ex­trak­ti­on aus Fischmus­kel mit Laemm­li-Puf­fer
  • Pro­te­in­mo­le­ku­lar­ge­wichts­stan­dard

  • elek­tro­pho­re­ti­sche Tren­nung
Trenn­gel, Sam­mel­gel, Fer­tig­gel
  • Fär­bung von Gelen
z. B. Coo­mas­sie Bril­li­ant Blau, Sil­ber­fär­bung
Rein­heits­be­stim­mung
  • Mo­le­ku­lar­ge­wichts­be­stim­mung über Ka­li­brier­ge­ra­de
z. B. von Oval­bu­min, Rin­der­se­r­um­al­bu­min, Chy­mo­tryp­si­no­gen A, Car­boan­hy­dra­se
  • Wes­tern Blot
PVDF-Mem­bran, Ni­tro­zel­lu­lo­se-Mem­bran,
Semi-Dry-Blot
  • Ban­den­de­tek­ti­on
Im­m­un­fär­bung z. B. von Aktin, Pon­ceau S-Fär­bung, di­gi­ta­le Bild­do­ku­men­ta­ti­on der Gele und Mem­bra­nen

BPE 6.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren en­zym­ki­ne­ti­sche Un­ter­su­chun­gen durch.
Sie be­stim­men mit­hil­fe un­ter­schied­li­cher Ex­pe­ri­men­te die op­ti­ma­len Re­ak­ti­ons­be­din­gun­gen für die en­zy­mati­sche Ak­ti­vi­tät.
Sie be­rech­nen Ein­waa­gen und Ver­dün­nun­gen und stel­len alle be­nö­tig­ten Lö­sun­gen selbst­stän­dig und mit der not­wen­di­gen Prä­zi­si­on her. Sie stel­len ge­eig­ne­te Puf­fer her und ge­stal­ten Ver­su­che unter Be­ach­tung phy­si­ka­li­scher Ver­suchs­pa­ra­me­ter wie Tem­pe­ra­tur, Licht und In­ku­ba­ti­ons­zei­ten.
Sie füh­ren spek­tro­sko­pi­sche Ana­ly­sen durch.
Sie be­rech­nen mit­hil­fe von vor­ge­ge­be­nen Ver­suchs­pa­ra­me­tern und ex­pe­ri­men­tell er­mit­tel­ten Pa­ra­me­tern die spe­zi­fi­sche En­zym­ak­ti­vi­tät.
Sie zeich­nen mit ge­eig­ne­ter Soft­ware Ta­bel­len und Dia­gram­me und wer­ten Er­geb­nis­se com­pu­ter­ge­stützt aus.
Be­stim­mung der spe­zi­fi­schen En­zym­ak­ti­vi­tät der Al­ko­hol­de­hy­dro­ge­na­se mit Etha­nol als Sub­strat
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.4)
wei­te­res Bei­spiel: Lac­tat­de­hy­dro­ge­na­se
  • Be­die­nung einer pH-Elek­tro­de und eines pH-Me­ters


  • Her­stel­lung eines Ein-Kom­po­nen­ten-Puf­fers
z. B. Tris
  • Auf­zeich­nun­gen von En­zym­ki­ne­ti­ken

  • op­ti­scher Test mit NAD+
Fo­to­me­trie
  • Be­die­nung eines Spek­tral­fo­to­m­e­ters
  • Be­stim­mung von ΔEmin mit­tels Stei­gungs­drei­eck
  • Be­rech­nung der spe­zi­fi­schen En­zym­ak­ti­vi­tät μmolmin⋅mg bzw. Umg

Be­stim­mung der Sub­strat­spe­zi­fi­tät der Al­ko­hol­de­hy­dro­ge­na­se für die Al­ko­ho­le Me­tha­nol, Etha­nol, 1-Pro­pa­nol, 2-Pro­pa­nol, 1-Bu­ta­nol
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.3)
  • Nach­weis der Grup­pen­spe­zi­fi­tät der Al­ko­hol­de­hy­dro­ge­na­se über die Be­stim­mung der spe­zi­fi­schen En­zym­ak­ti­vi­tät

  • Be­grün­dung der un­ter­schied­li­chen Spe­zi­fi­tä­ten der Al­ko­ho­le auf­grund deren struk­tu­rel­ler Un­ter­schie­de
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.2 und 9.3)
Un­ter­su­chung der Ab­hän­gig­keit der Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit der Al­ko­hol­de­hy­dro­ge­na­se von ver­schie­de­nen NAD+-Kon­zen­tra­tio­nen
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.6)
wei­te­re Bei­spie­le: Ace­tyl­cho­li­nes­te­ra­se, Mal­at­de­hy­dro­ge­na­se
  • Be­stim­mung der Mi­chae­lis-Men­ten-Kon­stan­te KM-Wert)
  • Be­stim­mung von vmax
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.6)
  • Zeich­nen eines Mi­chae­lis-Men­ten-Plots
Zeich­nen eines Li­ne­wea­ver-Burk-Plots, Zeich­nen eines Eadie-Hofstee-Plots
Un­ter­su­chung der En­zym­ak­ti­vi­tät in Ab­hän­gig­keit des pH-Werts
z. B. al­ka­li­sche Phos­pha­ta­se mit para-Ni­tro­phe­nylp­hos­phat als Sub­strat
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.4)
  • Be­stim­mung der spe­zi­fi­schen En­zym­ak­ti­vi­tät bei ver­schie­de­nen pH-Wer­ten
  • gra­fi­sche Dar­stel­lung einer pH-Op­ti­mums­kur­ve

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

35

245

280

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Diese Ziel­for­mu­lie­run­gen legen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Regel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu einem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren einer Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che


An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form sowie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen sowie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lösen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
 II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
 II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für eine ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten eines Sach­ver­hal­tes oder eines Ob­jek­tes er­schlie­ßen und deren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
 II
an­wen­den, über­tra­gen
einen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder eine be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf einen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
 II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
 II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
 II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Daten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in einen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
 II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Daten oder Fak­ten ohne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
 I
be­ra­ten
eine Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
 III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Daten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
 II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten genau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, dabei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
 I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
 I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung einer Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, eine lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
 III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu einem Sach­ver­halt oder einer Aus­sa­ge eine ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen sowie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über deren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu einem Sach­ver­halt oder einer Aus­sa­ge eine ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über deren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. unter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
 II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. unter einer be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
 I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu einer Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
 III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu einem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
 I, II
durch­füh­ren
eine vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
 I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge unter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
 II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
 II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um eine ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf eine An­nah­me oder eine Lö­sung für eine Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
 III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge eines Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches eines Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
 II
er­mit­teln
einen Zu­sam­men­hang oder eine Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
 I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
 II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
 I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
 II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren und/oder Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen sowie et­wai­ge Re­geln in einem Sys­tem um­set­zen
 II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
 II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge einer be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
 III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen und/oder ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
 II
op­ti­mie­ren
einen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, einen Quell­code oder eine ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en unter einem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
 II, III
pla­nen
die Schrit­te eines Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und eine nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
 III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
 II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
 I
über­set­zen
einen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in einer an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
 II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung eines do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich eine Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zuvor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
 I
ver­all­ge­mei­nern
aus einer Ein­sicht eine Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
 II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach einem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
 I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len sowie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
 II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on und/oder deren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
 I
zeich­nen
einen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. unter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
 I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
 I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert sowie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

Amts­blatt des Mi­nis­te­ri­ums für Kul­tus, Ju­gend und Sport Baden-Würt­tem­berg

Stutt­gart, 07.09.2024
Bil­dungs­plan für das Be­rufs­kol­leg
hier: Be­rufs­kol­leg für bio­lo­gisch-tech­ni­sche As­sis­ten­ten Schwer­punkt Bio­lo­gie und Bio­tech­no­lo­gie
Be­rufs­kol­leg für tech­ni­sche As­sis­ten­ten (Bil­dungs­plan zur Er­pro­bung)
Vom
Ak­ten­zei­chen KM 41-6623-3/4/1

I.

II.

Für das Be­rufs­kol­leg gilt der als An­la­ge bei­ge­füg­te Bil­dungs­plan.
Der Bil­dungs­plan gilt
für das Schul­jahr 1 ab 1. Au­gust 2023.
für das Schul­jahr 2 ab 1. Au­gust 2024.

Che­mi­sches und bio­che­mi­sches Prak­ti­kum – Bil­dungs­plan zur Er­pro­bung
Bil­dungs­plan für das Be­rufs­kol­leg
Bio­lo­gisch-tech­ni­sche As­sis­ten­ten
Schwer­punkt BIB

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