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Medizinische Genetik
52
Min
Oberschule
Universität

Medizinische Genetik

Erfahre mehr über Mendelsche Genetik, Kopplungsanalyse, erblichen Krebs, Tumorsuppressoren, Onkogene und wie man ein defektes Gen in einer Familie identifiziert.

Lernziele
  • Die Mendelschen Genetik verstehen und wissen, wie man Kopplungsanalysen durchführt
  • Eine PCR und eine Gelelektrophorese durchführen
  • Die Grundlagen von Brustkrebs, Tumorsuppressoren, Onkogenen und BRCA1/2 verstehen
  • Das genetische Ereignis verstehen, das dem Brustkrebs zugrunde liegt
Techniken
  • Gelelektrophorese
  • PCR
  • DNA-Sequenzierung
  • Protein-Trunkierungstest
Meiose: Verstehen, wie Merkmale vererbt werden
36
Min
Oberschule
Universität

Meiose: Verstehen, wie Merkmale vererbt werden

Man begleitet ein Pärchen, das sich einer IVF-Behandlung unterzieht, um ein Baby zu bekommen. Versteht dadurch, wie Merkmale von einer Generation zur nächsten vererbt werden und wie die Zellteilung eine wichtige Rolle bei der Bildung, dem Wachstum und der Reparatur des menschlichen Körpers spielt.

Lernziele
  • Beschreiben, wie Merkmale vererbt werden
  • Das Mikroskop benutzen, um die Phasen der Meiose zu beobachten und ihre wichtigsten Merkmale zu verstehen
  • Die Phasen und Ergebnisse von Mitose und Meiose vergleichen
  • Beurteilen, wie Meiose und Mitose einen komplexen Organismus aufbauen und erhalten
  • Die Grundlagen der assistierten Reproduktionstechnologie verstehen
Techniken
  • Mikroskopie
  • Probenvorbereitung
Mendelsche Vererbung: Von Genen zu Merkmalen
30
Min
Oberschule
Universität

Mendelsche Vererbung: Von Genen zu Merkmalen

Die Grundsätze der Mendelschen Vererbung werden untersucht und man hilft einem Patienten, festzustellen, ob seine zukünftigen Kinder Farbenblindheit erben werden.

Lernziele
  • Erläutern, wie Merkmale von den Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben werden und was die Ursache für Unterschiede zwischen Geschwistern ist
  • Beschreibe die Mendelschen Vererbungsgesetze im Zusammenhang mit Farbenblindheit
  • Die Phänotypen von Nachkommen mit gegebenen Genotypen mithilfe von Punnett-Quadraten vergleichen und vorhersagen
  • Die dominanten und rezessiven Allele und ihrer Bedeutung für den biologischen Aufbau eines Menschen analysieren
Techniken
  • Punnett-Quadrate
  • Stammbäume
  • Zucht von Mäusen
Mikroskopie
45
Min
Oberschule
Universität

Mikroskopie

Durch eine Analyse der mikroskopischen Struktur des Dünndarms, lernt man die Vorteile und Grenzen der Licht-, Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopie kennen.

Lernziele
  • Verschiedene Mikroskopietechniken und ihre Grenzen kennen
  • Verschiedene Zelltypen und zelluläre Strukturen identifizieren
  • Zöliakie und Darmentzündung verstehen
  • Färbetechniken verstehen
Techniken
  • Fluoreszenzmikroskopie
  • Lichtmikroskopie: Verwendung von Immersionsöl und Arbeiten mit verschiedenen Objektiven
Zellteilung (Grundlagen): Mitose und Meiose
32
Min
Oberschule
Universität

Zellteilung (Grundlagen): Mitose und Meiose

Zusammen mit einer Forschungsgruppe für Zellbiologie, versucht man herauszufinden, wie eine giftige Verbindung aus einer Eibe in der Krebstherapie eingesetzt werden kann. Dabei taucht man mithilfe einer Animation in eine menschliche Zelle ein und verwendet Licht- sowie Fluoreszenzmikroskopie, um die Zellteilung zu untersuchen.

Lernziele
  • Die Rolle der Zellteilung bei Wachstum, Gewebereparatur und Reproduktion beschreiben
  • Das Prinzip der Regulierung und Kontrolle des Zellzyklus beschreiben
  • Zwischen den verschiedenen Phasen des Zellzyklus unterscheiden: Interphase (G1, S und G2) und Mitose/Meiose
  • Modellieren, wie die Meiose die genetische Vielfalt gewährleistet
  • Die wichtigsten Ereignisse zusammenfassen, die in den aufeinanderfolgenden Phasen der Mitose und Meiose stattfinden
  • Die Ergebnisse von Meiose und Mitose kategorisieren
Techniken
Mitose: Verwendung einer toxischen Verbindung der Eibe in der Krebstherapie
46
Min
Oberschule
Universität

Mitose: Verwendung einer toxischen Verbindung der Eibe in der Krebstherapie

Zusammen mit einer Forschungsgruppe für Zellbiologie, versucht man herauszufinden, wie eine giftige Verbindung aus einer Eibe in der Krebstherapie eingesetzt werden kann. Dabei taucht man mithilfe einer Animation in eine menschliche Zelle ein und verwendet Licht- sowie Fluoreszenzmikroskopie, um die Zellteilung zu untersuchen.

Lernziele
  • Die grundlegenden Konzepte eukaryontischer Zellen, wie z. B. die wichtigsten Zellbestandteile und die DNA-Verpackung, verstehen und anhand von Animationen visualisieren
  • Die wichtigsten Merkmale der verschiedenen Phasen des Zellzyklus verstehen: Interphase (G1, S und G2) und Mitose
  • Verschiedene Mikroskopietechniken anwenden, um die verschiedenen Phasen der Mitose (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase) zu beobachten und ihre wichtigsten Merkmale zu beschreiben
  • Die Kontrollpunkte des Zellzyklus erklären und die Moleküle, die diese kontrollieren (Cycline und Cyclin-abhängige Kinasen), sowie ihre Funktion benennen
  • Die wichtigsten Unterschiede zwischen Mitose und Meiose beschreiben
Techniken
  • Lichtmikroskopie
  • Fluoreszenzmikroskopie
  • Probenvorbereitung
Prüfung von Betonmaterialien: Die wichtigsten Eigenschaften von strapazierfähigem Beton
50
Min
Oberschule
Universität

Prüfung von Betonmaterialien: Die wichtigsten Eigenschaften von strapazierfähigem Beton

In diesem virtuellen Ingenieurlabor, geht es darum Beton-Materialien zu testen und dabei mit einem Ingenieur zusammenzuarbeiten. Im Labor befinden sich Proben von feinen und groben Aggregaten, Zement, Wasser und Zusatzmitteln. Es werden viele Kombinationen dieser Materialien getestet, um einem Team von Bauarbeitern das Rezept für einen dauerhaften Beton zu liefern.

Lernziele
  • Die Partikelgrößenverteilung feiner und grober Aggregate bestimmen
  • Ein Siebanalysediagramm auswerten
  • Betonmischungen und -proben vorbereiten
  • Einen Setzversuch durchführen
  • Den Einfluss von Wassergehalt und Beimischungen auf die Verarbeitbarkeit von Beton verstehen
  • Die Druckfestigkeit von Festbeton bestimmen
Techniken
  • Druckversuch
  • Setzversuch
  • Prüfung durch Siebanalyse
  • Verfahren der Betonmischung
Präparation von Krebsproben für die Massenspektrometrie
44
Min
Oberschule
Universität

Präparation von Krebsproben für die Massenspektrometrie

Man assistiert bei einer Biopsie an einem Krebspatienten und lernt, wie man die Probe für die Massenspektrometrie vorbereitet, indem ihre Phosphopeptide extrahiert werden. Ist es möglich, das Krebsstadium des Patienten anhand des Phosphorylierungsmusters zu bestimmen?

Lernziele
  • Den Zusammenhang zwischen Phosphorylierung und Krebs verstehen
  • Eine Biopsieprobe für die Massenspektrometrie vorbereiten
Techniken
  • Phosphopeptid-Anreicherung
  • Proteinaufreinigung
  • Enzymatische Verdauung
  • Zelllyse
Ökologische Nischen: Wähle den richtigen Kuppelfang, um ihn auf die Erde zu bringen!
71
Min
Oberschule
Universität

Ökologische Nischen: Wähle den richtigen Kuppelfang, um ihn auf die Erde zu bringen!

Es wird untersucht, warum die Kuppelfangs gestorben sind, als sie in den neuen Astakos IV-Biodom auf der Erde versetzt wurden. Dazu werden realisierte und fundamentale Nische quantifiziert und die Anpassungen, die sich auf die Grundlagen einer Nische auswirken analysiert.

Lernziele
  • Die von einer Art realisierte Nische quantifizieren
  • Ein Experiment durchführen, um die Auswirkungen einfacher Variablen auf die Nische einer Art zu vergleichen
  • Eine grundlegende Nische einer Art experimentell bestimmen
  • Nischen mithilfe eines n-dimensionalen Hypervolumens visualisieren
  • Das Ausmaß messen, in dem die Akklimatisierung die Nische einer Art erweitert
  • Bestimmen, wie Kompromisse die Grenzen einer Nische beeinflussen
Techniken
  • Biometrische Daten
  • Probenahme vor Ort
  • HPLC
  • Datenanalyse n-dimensionaler Hypervolumina
Die Bewegungsgesetze von Newton: Aktive und passive Sicherheit im Motorsport
21
Min
Oberschule
Universität

Die Bewegungsgesetze von Newton: Aktive und passive Sicherheit im Motorsport

Zusammen mit einem Team von Motorsportingenieuren, lernt man die Grundlagen der Newtonschen Bewegungsgesetze kennen. Die Grundprinzipien der passiven und aktiven Sicherheit, werden verdeutlicht, während man einen hochklassigen Rennwagen fahren darf.

Lernziele
  • Das erste Newtonsche Gesetz beschreiben
  • Trägheit und Bezugsrahmen definieren
  • Das zweite Newtonsche Gesetz ableiten
  • Die Aktions- und Reaktionskräfte in verschiedenen Situationen identifizieren
Techniken
Materialwissenschaft mit Neutronen: Beobachten, was im Inneren einer Batterie passiert
50
Min
Oberschule
Universität

Materialwissenschaft mit Neutronen: Beobachten, was im Inneren einer Batterie passiert

Führe in einer Forschungseinrichtung Experimente zur Neutronenstreuung und quasi-elastischen Neutronenstreuung durch und hilf einer Gruppe von Wissenschaftler/innen in der Arktis. Beobachte die Struktur der Atomschichten im Inneren einer Batterie und beobachte, wie sich einige Atome beim Entladen bewegen.

Lernziele
  • Die grundlegenden Komponenten einer wiederaufladbaren Li-Ionen-Batterie unterscheiden
  • Erkennen, in welchen Fällen Neutronen als Sonde in der Materialwissenschaft gegenüber Röntgenstrahlen bevorzugt werden können
  • Verstehen, wie und warum Neutronen in einer großen Materialforschungsanlage produziert, in der Wellenlänge abgeschwächt, transportiert und nachgewiesen werden
  • Die auf Neutronentransmission basierende Bildgebung und ihre Vorteile für die Materialwissenschaft verstehen
  • Anhand einer Probe die verschiedenen Formen der Neutronenwechselwirkung und die entsprechenden Neutronenquerschnitte unterscheiden
  • Den Atomgitterabstand in einer Pulverprobe mittels Bragg-Gleichung mit dem Neutronenstreuungswinkel in Beziehung setzen
  • Erklären, wie langsame Molekularbewegungen in einer Probe durch quasi-elastische Neutronenstreuung gemessen werden können
Techniken
  • Neutronenstreuung
  • Quasielastische Neutronenstreuung (QENS)
  • Neutronenradiographie (Bildgebung)
Next Generation Sequencing
48
Min
Oberschule
Universität

Next Generation Sequencing

Lerne die verschiedenen Schritte der Probenvorbereitung, Sequenzierung, Datenerfassung und Datenanalyse unter Verwendung der Next Generation Sequencing Technik kennen.

Lernziele
  • Die verschiedenen Schritte der Probenvorbereitung, Clusterbildung, Sequenzierung und Datenverarbeitung verstehen
  • Die Merkmale alter DNA verstehen
  • Verstehen, dass ein Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP) eng mit einem bestimmten körperlichen Merkmal korreliert werden kann
Techniken
  • Next Generation Sequencing
Kernspinresonanz (NMR): Analyse kleiner Proteinproben
33
Min
Oberschule
Universität

Kernspinresonanz (NMR): Analyse kleiner Proteinproben

In der Kernspinresonanz-Simulation lernst du, wie man die NMR zur Charakterisierung von Bindungsvorgängen zwischen Proteinen und Liganden einsetzt. Du wirst NMR-Experimente durchführen und die resultierenden Spektren interpretieren. Wirst du in der Lage sein, dabei zu helfen, ein bestehendes Antibiotikum zu verbessern, um seine Nebenwirkungen zu verringern?

Lernziele
  • Verstehen, wie man NMR-Experimente durchführt
  • Verstehen, wie man NMR-Spektren analysiert
Techniken
  • NMR
Energieerhaltung: Verbessere die Labster-Achterbahn
40
Min
Oberschule
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Energieerhaltung: Verbessere die Labster-Achterbahn

Nutze das Konzept der Energieerhaltung, um die Fahrt mit der Labster-Achterbahn schneller und aufregender zu machen. Berechne die potenzielle, kinetische und mechanische Energie mithilfe der Formeltafel, um zu ermitteln, wie die Achterbahnstrecke verbessert werden kann.

Lernziele
  • Die mechanische Energie eines isolierten Systems definieren
  • Konservative von nicht-konservativen Kräften trennen
  • Die mechanische Energie eines Körpers definieren
  • Die Erhaltung der mechanischen Energie erklären
  • Den Energieerhaltungssatzes zur Beschreibung der Bewegung eines Körpers anwenden
  • Die Gleichungen für kinetische und potentielle Energie bezogen auf Geschwindigkeit und Verschiebung anwenden
  • Quellen von Energie und Energieumwandlung ermitteln
Techniken
  • Formeln für potentielle, kinetische und mechanische Energie anwenden
Reaktivitätsregeln der organischen Chemie: Zeit zu reagieren!
49
Min
Oberschule
Universität

Reaktivitätsregeln der organischen Chemie: Zeit zu reagieren!

Man bestimmt das Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen zwei organischen Verbindungen, indem die grundlegenden Regeln für Reaktionen in der organischen Chemie angewendet werden.

Lernziele
  • Das Konzept der Elektronegativität erklären und erläutern, wie die Verteilung der Elektronen in einem Molekül seine Reaktivität bestimmt
  • Beschreiben, was ein Nukleophil, ein Elektrophil und eine Abgangsgruppe sind, und diese identifizieren
  • Eine organisch-chemische Reaktion und ihren Mechanismus unter Verwendung der korrekten Terminologie und Bezeichnungen (Freie Elektronenpaare, geschwungene Pfeile, Reaktanten, Reagenzien, Produkte, Katalysatoren, Zwischenprodukte, Übergangszustände) beschreiben
  • Reaktionsmechanismen unter Verwendung der korrekten Notationen zeichnen
  • Die Unterschiede zwischen den drei grundlegenden Reaktionstypen erklären: Addition, Eliminierung und Substitution
  • Die typische Reaktivität der wichtigsten funktionellen Gruppen beschreiben
Techniken
Parkinson-Krankheit
35
Min
Oberschule
Universität

Parkinson-Krankheit

Nutze die Flüssigchromatographie, um das an der Parkinson-Krankheit beteiligte Protein zu reinigen und mehr über die Ursachen der Krankheit zu erfahren und bewerte die Wirksamkeit eines vielversprechenden Moleküls zur Behandlung der Krankheit mit Hilfe der konfokalen Mikroskopie.

Lernziele
  • Die Rolle von Alpha-Synuclein bei der Parkinson-Krankheit beschreiben
  • Die verschiedenen Teile eines Flüssigchromatographiegerätes beschreiben
  • Die Ergebnissen von Flüssigchromatographie-Experimenten interpretieren
  • Den Unterschied zwischen Ionenaustauschchromatographie und Größenausschlusschromatographie beschreiben
  • Die Wirkungsweise von Epigallocatechingallat auf die Bildung von Lewy-Körperchen evaluieren
  • Die Vorteile der Verwendung großer unilamellarer Vesikel als In-vitro-Zellmembranmodell beschreiben
Techniken
  • Konfokalmikroskopie
  • Beschallung
  • Größenausschluss-Chromatographie
  • Ionenaustauschchromatographie
Pasteurisierung und Sterilisation
47
Min
Oberschule
Universität

Pasteurisierung und Sterilisation

Ein Biobauer braucht Hilfe, um die Haltbarkeit seines Pfirsichsaftes zu verlängern. Gelingt es, den Verderb des Pfirsichsaftes zu verhindern?

Lernziele
  • Das Konzept des Verderbens und der Haltbarkeit von Lebensmitteln verstehen
  • Die Prinzipien der Pasteurisierung und Sterilisierung verstehen
  • Die Parameter der Pasteurisierung durch Kurzzeiterhitzung (KZE) analysieren
  • Eine Dosenkonservierung als Sterilisationsmethode durchführen
  • Verstehen, wie Kunststoff und Metall als Verpackungsmaterial verwendet werden können
Techniken
  • Verwendung eines pH-Meters
  • Aerobe Keimzahlbestimmung
  • Pasteurisierung durch Kurzzeiterhitzung (KZE)
  • Eindosen
Nierenphysiologie: Erkunde die Wirkungsweise eines harntreibenden Medikaments
36
Min
Oberschule
Universität

Nierenphysiologie: Erkunde die Wirkungsweise eines harntreibenden Medikaments

Man erforscht die Struktur der Niere und entdeckt ihre verschiedenen Funktionen, indem versucht wird, die Wirkungsweise eines neuen harntreibenden Medikaments aufzudecken, das das Potenzial hat, Bluthochdruck zu verhindern.

Lernziele
  • Die morphologischen Beziehungen zwischen den Nierentubuli und dem Kreislaufsystem verstehen
  • Experimentelle Daten zur Berechnung der glomerulären Filtrationsrate analysieren
  • Eine Perfusion der Nierentubuli vorbereiten und durchführen, einschließlich der Berechnung der Flüssigkeitsabsorptionsraten
  • Den epithelialen Transportmechanismus in den Nierentubuli kennenlernen
  • Experimentelle Daten verwenden, um die Wirkungsweise eines harntreibenden Mittels zu bewerten
Techniken
  • Datenanalyse eines Tubulus-Resorptionsexperiments
  • Analyse der glomerulären Filtrationsrate
  • Perfusion und Entnahme einer Niere aus einer Ratte
  • Radioimmunoassay
  • Einen Abschnitt eines Nephrontubulus präparieren
Periodensystem (Grundlagen): Ordne das Periodensystem rechtzeitig!
38
Min
Oberschule
Universität

Periodensystem (Grundlagen): Ordne das Periodensystem rechtzeitig!

Dr. One braucht Hilfe, um das Periodensystem rechtzeitig fertigzustellen! Die Eigenschaften der Elemente müssen direkt beobachtet, ihre Flammenfarbe getestet und Tendenzen der atomaren Eigenschaften untersucht werden, um herauszufinden, wo die Elemente hingehören.

Lernziele
  • Die Struktur und den Aufbau des Periodensystems beschreiben
  • Die Elemente einer Familie auf der Grundlage ihrer Position im Periodensystem klassifizieren
  • Metalle anhand typischer Merkmale von anderen Elementklassen unterscheiden
  • Den Flammenfärbungstest verwenden, um Metalle anhand ihrer Position im Periodensystem zu identifizieren
  • Valenzelektronen und Oxidationsstufe eines Hauptgruppenelements mit seiner Position im Periodensystem in Beziehung setzen
  • Die wichtigsten Tendenzen der atomaren Eigenschaften in den Gruppen und Perioden beschreiben
  • Die Ursachen auf atomarer Ebene für die wichtigsten Tendenzen in den Gruppen und Perioden in Bezug auf Atomradien, Ionisierungsenergie und Elektronegativität erklären
Techniken
  • Flammenfärbungstest
Federn und Massen: Erfahre, wie Erdbeben erkannt und dokumentiert werden
30
Min
Oberschule
Universität

Federn und Massen: Erfahre, wie Erdbeben erkannt und dokumentiert werden

Werde zum Meister der Federschwingung und hilf dabei, die Stärke und das Epizentrum eines Erdbebens nur mit einer Masse und einer Feder zu bestimmen.

Lernziele
  • Die Bewegung einer Masse beschreiben, die an einer vertikalen Feder schwingt
  • Die Gleichgewichtslage eines vertikalen Oszillators bestimmen
  • Die grundlegenden Eigenschaften der einfachen harmonischen Bewegung erklären
  • Das Hookeschen Gesetzes auf ein Feder-Masse-System anwenden
  • Die Stärke und das Epizentrum eines Erdbebens anhand eines Seismogramms bestimmen
Techniken
  • Seismometer
Periodensystem der Elemente: Ordne das Periodensystem rechtzeitig!
30
Min
Oberschule
Universität

Periodensystem der Elemente: Ordne das Periodensystem rechtzeitig!

Dr. One braucht Hilfe, um das Periodensystem rechtzeitig fertigzustellen! Die Eigenschaften der Elemente müssen direkt beobachtet, ihre Flammenfarbe getestet und Tendenzen der atomaren Eigenschaften untersucht werden, um herauszufinden, wo die Elemente hingehören.

Lernziele
  • Die Struktur und den Aufbau des Periodensystems beschreiben
  • Die Elemente einer Familie auf der Grundlage ihrer Position im Periodensystem klassifizieren
  • Metalle anhand typischer Merkmale von anderen Elementklassen unterscheiden
  • Den Flammenfärbungstest verwenden, um Metalle anhand ihrer Position im Periodensystem zu identifizieren
  • Valenzelektronen und Oxidationsstufe eines Hauptgruppenelements mit seiner Position im Periodensystem in Beziehung setzen
  • Die wichtigsten Tendenzen der atomaren Eigenschaften in den Gruppen und Perioden beschreiben
  • Die Ursachen auf atomarer Ebene für die wichtigsten Tendenzen in den Gruppen und Perioden in Bezug auf Atomradien, Ionisierungsenergie und Elektronegativität erklären
Techniken
  • Flammenfärbungstest
Pigmentextraktion: Nutze Photosynthese, um Biokraftstoff zu erzeugen und die Umweltverschmutzung zu reduzieren
42
Min
Oberschule
Universität

Pigmentextraktion: Nutze Photosynthese, um Biokraftstoff zu erzeugen und die Umweltverschmutzung zu reduzieren

Man extrahiert Pigmente mit verschiedenen Lösungsmitteln und misst ihre Absorptionsspektren, um einer Gruppe von Ingenieuren dabei zu helfen, herauszufinden, ob eine geheimnisvolle dunkle Alge grünes Licht absorbieren kann. Die Forschungsarbeit wird dazu beitragen, einen nachhaltigen Plan für die Energieerzeugung zu erstellen, der Sonnenlicht, Wärme aus einem Kohlekraftwerk und Nährstoffe aus einer Fischzucht nutzt.

Lernziele
  • Die Bedeutung und den Nutzen der Photosynthese verstehen
  • Die Eigenschaften von Licht verstehen und wissen, warum Pigmente farbig sind
  • Die Absorptionsspektren und chemischen Eigenschaften von Pigmenten analysieren
  • Eine Hypothese entwickeln und ein Experiment durchführen, um diese zu testen
Techniken
  • Zentrifugierung
  • Spektralphotometer
  • Pigmentextraktion
Federn und Massen (Grundsätze): Erfahre, wie du Erdbeben erkennst und aufzeichnest
25
Min
Oberschule
Universität

Federn und Massen (Grundsätze): Erfahre, wie du Erdbeben erkennst und aufzeichnest

Werde zum Profi der Federschwingung und hilf dabei, die Stärke und das Epizentrum eines Erdbebens nur mithilfe einer Masse und einer Feder zu bestimmen.

Lernziele
  • Die Bewegung einer Masse verstehen, die an einer vertikalen Feder schwingt
  • Die Gleichgewichtslage eines vertikalen Oszillators bestimmen
  • Die grundlegenden Eigenschaften der einfachen harmonischen Bewegung verstehen
  • Das Hookesche Gesetzes in Bezug auf ein Feder-Masse-System verstehen
  • Die Stärke und das Epizentrum eines Erdbebens anhand eines Seismogramms bestimmen
Techniken
  • Seismometer
Pipettieren: Beherrsche die Technik
34
Min
Oberschule
Universität

Pipettieren: Beherrsche die Technik

Mikropipetten sind der verlängerte Arm eines jeden Biochemikers. In dieser Simulation erlernst du die Kunst des Pipettierens in einem praktischen Experiment, bei dem du versuchst, den Proteingehalt eines Maiskolbens zu bestimmen. Wirst du LabsterFood Inc. helfen können, eine Maissorte zu züchten, die genügend essenzielle Aminosäuren enthält, um den Tagesbedarf eines Menschen zu decken? Nach dieser Simulation bist du bereit, deine Pipettierfähigkeiten unter Beweis zu stellen, sobald du das Labor zum ersten Mal betrittst.

Lernziele
  • Die richtige Mikropipette für den jeweiligen Zweck auswählen
  • Die beiden Druckpunkte der Pipette verwenden
  • Die Pipettiertechniken erläutern
  • Eine serielle Verdünnung durchführen
  • Den Proteingehalt in einer Probe mit einem Bradford-Test quantifizieren
Techniken
  • Serielle Verdünnung
  • Bradford-Test
  • Pipettieren
Bevölkerungswachstum: Lass uns Goslins fangen!
30
Min
Oberschule
Universität

Bevölkerungswachstum: Lass uns Goslins fangen!

Hilf Ökolog/innen, eine Erhaltungsstrategie zu entwickeln, die die Goslin-Population auf dem neu entdeckten Exoplaneten Astakos IV schützt.

Lernziele
  • Die Populationsstruktur anhand von Rückfangmethode-Daten bewerten, um das durchschnittliche Sterbealter und die Fruchtbarkeit zu schätzen
  • Das Wachstum einer Population mithilfe eines mathematischen Modells vorhersagen
Techniken
  • Einfangen und Markieren
  • Rückfangmethode
Intestinaler Glucosetransport: Diagnose durch Untersuchung eines Mausdarms
35
Min
Oberschule
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Intestinaler Glucosetransport: Diagnose durch Untersuchung eines Mausdarms

Um herauszufinden, was mit einem Säugling los ist, stülpst du den Darm einer Maus um und untersuchst den Glukosetransport.

Lernziele
  • Das Epithelmodell für den Glucosetransport im Dünndarm von Säugetieren verstehen
  • Einen Glucose-Assay durchführen
  • Den Transport von Stoffen durch den Darm am Tiermodell untersuchen
  • Die Wirkung des Blockers Ouabain auf den Glucosetransport im Dünndarm beschreiben
  • Die Auswirkung von Manipulationen der Schleimhautkonzentrationen von Glukose und Natrium auf den Glucosetransport im Darm erklären
  • Physiologische Daten interpretieren und auf klinische Fälle anwenden
Techniken
  • Den epithelialen Glucosetransport zwischen Mukosa und Serosa anhand eines umgestülpten Darmsacks der Maus studieren
  • Einen umgestülpten Darmsack bilden
  • Glucosetest (Oxidase, Peroxidase, o-Dianisidin)
  • Kalibrierungskurve
Protein-Denaturierung
45
Min
Oberschule
Universität

Protein-Denaturierung

Man lernt die verschiedenen Arten der Denaturierung von Proteinen kennen und erfährt mehr über deren Bedeutung in der Lebensmittelwissenschaft.

Lernziele
  • Verstehen, was die Denaturierung von Proteinen ist
  • Verstehen, wie Wechselwirkungen zwischen Seitengruppen die Proteinstruktur beeinflussen
  • Die chemischen Ursachen der Denaturierung von Proteinen verstehen
  • Die physikalischen Ursachen der Denaturierung von Proteinen verstehen
  • Die Schritte bei der Denaturierung von Proteinen kennen
  • Die Folgen der Denaturierung von Proteinen kennen und verstehen, wie sich die Textur von Lebensmitteln dadurch verändert (Koagulation)
  • Verstehen, wie die Biotechnologie im täglichen Leben eingesetzt wird
Techniken
Proteinsynthese
47
Min
Oberschule
Universität

Proteinsynthese

Die Struktur von Proteinen wird untersucht und der Syntheseprozess in den Zellen wird erklärt. Man analysiert die Proteinsequenz, um die Unterschiede der Proteinsynthese in Prokaryoten und Eukaryoten zu verstehen.

Lernziele
  • Den Translationsprozess von der mRNA zur Aminosäure verstehen
  • Die posttranslationalen Modifikation verstehen
  • Den Prozess der Proteinsynthese im Ribosom verstehen
  • Die Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen verstehen
  • Die Grundprinzipien der Massenspektrometrie (MALDI-TOF) verstehen
Techniken
  • Proteinsynthese
  • Massenspektrometrie
Regenerationsbiologie
34
Min
Oberschule
Universität

Regenerationsbiologie

Erfahre, wie einige Wirbeltiere ganze Gliedmaßen nachwachsen lassen können, und erforsche die zellulären Mechanismen der Geweberegeneration bei niedlichen Axolotln mithilfe von Mikroskopie und fluoreszierenden Proteinen.

Lernziele
  • Verstehen, dass die Fähigkeit, Gewebe zu regenerieren, bei Wirbeltieren unterschiedlich ist
  • Beschreiben, was ein Blastem ist und welche Zelltypen diese Struktur bilden
  • Das Konzept der Positionsinformation in der Regenerationsbiologie verstehen
Techniken
  • Mikroskopie
  • Fluoreszierende Proteine
  • Dissektion
Redox-Reaktionen: So funktionieren Batterien!
35
Min
Oberschule
Universität

Redox-Reaktionen: So funktionieren Batterien!

Man baut sich seine eigene Batterie, um ein Elektroauto anzutreiben! Die chemischen Reaktionen, die Batterien möglich machen, werden veranschaulicht, indem Oxidationszahlen ermittelt, Redoxreaktionen ausgeglichen werden und mit Redoxreaktionen im Labor experimentiert wird.

Lernziele
  • Das Konzept der Oxidationsstufen beschreiben und die Tendenzen im Periodensystem erklären
  • Die Regeln zur Bestimmung der Oxidationsstufe anwenden
  • Die Rolle des Elektrons bei der Reduktion-Oxidation beschreiben
  • Die Richtung von Redoxreaktionen vorhersagen
  • Eine Redoxreaktion sowohl in saurem und als auch in alkalischem Milieu ausgleichen
Techniken
  • Galvanische Zelle
  • Wässrige Redoxreaktionen
RNA-Extraktion: Probenahme und Reinigung von mRNA aus Schweinen
35
Min
Oberschule
Universität

RNA-Extraktion: Probenahme und Reinigung von mRNA aus Schweinen

Erfahre, wie man RNA aus Schweinefettgewebeproben extrahiert und wie Boten-RNA mit magnetischen Beads gereinigt werden.

Lernziele
  • Verstehen, wie man die gesamte RNA aus einer Zelle extrahiert
  • mRNA-Moleküle gezielt vom Rest der RNA abtrennen
Techniken
  • Chloroform Extraction
  • Aufreinigung mit Magnetbeads
Elektrischer Widerstand: Anwendung des Ohmschen Gesetzes auf einfache Stromkreise
36
Min
Oberschule
Universität

Elektrischer Widerstand: Anwendung des Ohmschen Gesetzes auf einfache Stromkreise

Man bastelt sich seinen eigenen Widerstand, um ein kaputtes Radio zu reparieren.

Lernziele
  • Die Konzepte von Resistivität und Widerstand definieren
  • Erkläre, wie der Widerstand durch Länge, Breite, Materialart und Temperatur beeinflusst wird.
  • Das Ohmsche Gesetz auf einfache Schaltungen anwenden
  • Den Effekt kombinierter Widerstände in Reihe und parallel bestimmen
  • Die Grundsätze der Ladungs- und Energieerhaltung auf fortgeschrittene Schaltkreise anwenden
Techniken
  • Aufbau von Schaltkreisen
Elektrophile Addition: Erforsche Reaktionen von Kohlenwasserstoffen
39
Min
Oberschule
Universität

Elektrophile Addition: Erforsche Reaktionen von Kohlenwasserstoffen

Man begibt sich auf eine Erkundungsmission zur Reaktivität des Planeten Titan und erforscht die Welt der Kohlenwasserstoffe. Ist es möglich Wissen über die elektrophile Additionsreaktion zu nutzen, um Kohlenwasserstoffe zu identifizieren, die beim Aufbau einer außerirdischen Kolonie auf dem Planeten Titan verwendet werden können?

Lernziele
  • Die Reaktionen von einfachen Alkanen, Alkenen und Alkinen beschreiben
  • Die Reaktion einfacher Alkene mit Elektrophilen beschreiben
  • Ein detailliertes mechanistischen Verständnisses von Additionsreaktionen demonstrieren
  • Vorhersagen, in welche Richtung sich ein Elektrophil an ein Alken anlagert, unter Verwendung der Markownikow-Regel und eines Verständnisses der Carbokation-Stabilität
  • Das Hauptprodukt bei den verschiedenen Arten von Additionsreaktionen vorhersagen
Techniken
  • Bromtest auf ungesättigte Kohlenwasserstoffe
  • GC-Datenanalyse
  • Gas-Flüssig-Reaktion
Synthetische Biologie
62
Min
Oberschule
Universität

Synthetische Biologie

Schließe dich der Spitzenforschung am MIT an und entwickel einen biologischen Schaltkreis, der Krebszellen erkennen und zerstören kann.

Lernziele
  • Natürliche Systeme so gestalten, dass sie bestimmte Funktionen erfüllen
  • Die Grundlagen der Gateway-Klonierungstechnik beschreiben und einen eigenen biologischen Schaltkreis entwerfen
  • Die Bakterientransformation, Antibiotikaselektion und Plasmidaufreinigung erklären und durchführen
  • Den Restriktionsverdau deines Klonierungsproduktes erläutern und durchführen
Techniken
  • Gelelektrophorese
  • Rektifikationsaufschluss
  • Elektroporation
  • Auswahl der Antibiotika
  • Plasmidisolierung mit Reinigungssäulen
  • Gateway-Klonierung
  • Sterile Arbeitstechnik
Sensorische Transduktion: Erfahre, warum du Schmerzen empfindest, wenn du von einem Stein getroffen wirst
38
Min
Oberschule
Universität

Sensorische Transduktion: Erfahre, warum du Schmerzen empfindest, wenn du von einem Stein getroffen wirst

Lerne die grundlegenden Mechanismen der sensorischen Transduktion kennen, indem du In-vitro- und In-vivo-Experimente durchführst und finde heraus, welches Anästhetikum es deinem Freund ermöglicht, weiterhin auf einen Berg zu klettern, ohne dass die Muskeln beeinträchtigt werden.

Lernziele
  • Die Arten von sensorischen Neuronen und ihre Reaktionen auf verschiedene Reize verstehen
  • Die Reaktion eines Sinnesrezeptors auf chemische Reize auf zellulärer und organismischer Ebene beschreiben
  • Ein Spannungsklemm-Experiment einrichten und Stromänderungen als Reaktion auf chemische Stimuli messen und interpretieren
  • Patch-Clamp-Ergebnisse analysieren und interpretieren, um zu vergleichen, wie zwei Natriumkanalblocker die Capsaicin-induzierte Erregbarkeit hemmen
  • Sammeln und Analysieren von Daten über die Zeit des Rückzugsreflexes in einem akuten Schmerzmodell
Techniken
  • Latenzzeit bis zum Rückzug
  • Spannungsklemmen-Methode
Silo-Design
32
Min
Oberschule
Universität

Silo-Design

Man arbeitet mit einem Ingenieur zusammen und lernt, wie man riesige Konstruktionen, so genannte Silos, entwirft und bodenmechanische Tests durchführt, um die Eigenschaften von pulverförmigem Material zu ermitteln. Der Fluss von Schüttgut im Inneren eines Silos wird betrachtet, um zu verstehen wie das Prinzip einer pneumatischen Förderpumpe funktioniert.

Lernziele
  • Die Bedeutung der Lagerung von Schüttgütern in Silos verstehen
  • Zwischen Massenfluss und Trichterfluss des Schüttguts unterscheiden
  • Die grundlegenden Bodeneigenschaften kennenlernen, die durch bodenmechanische Tests ermittelt werden können
  • Lernen, wie man einen direkten Schertest durchführt
  • Lernen, wie man ein Silo für gegebene Materialeigenschaften konstruiert
  • Die grundlegenden Elemente des pneumatischen Fördersystems kennenlernen
Techniken
  • Direkter Schertest
Skelettmuskulatur: Lerne die Muskeln kennen, die wir zum Gehen und Rennen benutzen
48
Min
Oberschule
Universität

Skelettmuskulatur: Lerne die Muskeln kennen, die wir zum Gehen und Rennen benutzen

Untersuche die Eigenschaften zweier Arten der Skelettmuskeln und analysiere deren Faserzusammensetzung. Verwende Histochemie und Kraftübertragung, um Muskeln zu vergleichen, und erfahre, warum du bei langen Spaziergängen fit bist, aber bei einem kurzen Sprint müde wirst.

Lernziele
  • Das Längen-Spannungs-Verhältnis im Skelettmuskel erklären
  • Verstehen, wie sich Kontraktionen und Tetanus, das Kraft-Frequenz-Verhältnis und die Reaktion auf Ermüdung bei verschiedenen Muskeltypen unterscheiden
  • Die physiologischen Eigenschaften von isolierten EDL- und Soleus-Muskeln messen
  • Die Techniken der Enzymhistochemie kennenlernen und die damit verbundenen Schritte verstehen
  • Den Anteil der verschiedenen Fasertypen quantifizieren, die in beiden Muskeltypen vorkommen
Techniken
  • Kraftübertragung
  • - Kontraktionskinetik
  • - Kinetik von Tetanus
  • - Längenspannung
  • - Färbung/Mikroskopie
  • - Müdigkeit
  • - Kraftfrequenz
  • Histochemie
  • - Präparation von Objektträgern
Glatter Muskel: Lerne, wie sich dein Darm zusammenzieht!
35
Min
Oberschule
Universität

Glatter Muskel: Lerne, wie sich dein Darm zusammenzieht!

Nimm an einem Physiologielabor teil, um zu verstehen, wie sich die glatte Muskulatur zusammenzieht, indem du verschiedene In-vitro-Experimente durchführst, und hilft deiner Freundin, die Ursache für ihre Darmbeschwerden zu finden.

Lernziele
  • Die Merkmale der glatten Muskulatur beschreiben
  • Die Steuerung der glatten Muskulatur durch das autonome Nervensystem (Sympathikus und Parasympathikus) erklären
  • Identifizieren, welche Neurotransmitter und Rezeptoren an der Kontraktion der glatten Muskulatur beteiligt sind
  • Die Ausrüstung benutzen und die Ergebnisse der durchgeführten Experimente interpretieren
Techniken
  • Myographie
Nucleophile Substitutionsreaktion: Halogenalkane-Substrate
39
Min
Oberschule
Universität

Nucleophile Substitutionsreaktion: Halogenalkane-Substrate

Löse ein Craft-Bier-Rätsel, indem du deine Substitutionskünste einsetzt, um Reaktionen für eine einzigartige Palette von Geschmacksmolekülen zu entwickeln! Wirst du mit den neuen Getränkearomen, die du im Brauereilabor kreierst, ein hippes Publikum anlocken?

Lernziele
  • Ein detaillierten Verständnisses nukleophiler Substitutionsreaktionen, sowohl SN1 als auch SN2, demonstrieren und den Unterschied zwischen ihnen erklären
  • Die Mechanismen der beiden nukleophilen Substitutionsreaktionen SN1 und SN2 zeichnen
  • Die Variablen bei Substitutionsreaktionen und die Auswirkungen von Änderungen des Substrats (sterische Effekte), des Lösungsmittels, des Nukleophils und der Abgangsgruppe beschreiben
  • Die Stereochemie des Produkts berücksichtigen, um den mutmaßlichen Reaktionsmechanismus zu bestimmen
  • Die reaktiven Eigenschaften der Alkylhalogenidgruppe beschreiben
Techniken
  • Retrosynthese
  • Reaktionsenergie-Diagramme
Lösungsherstellung: Vom Salz zur Lösung
21
Min
Oberschule
Universität

Lösungsherstellung: Vom Salz zur Lösung

Begleite deinen fantastischen Laborleiter Dr. One bei der Herstellung einer kniffligen wässrigen Lösung von Ammoniumchlorid mit einer Analysenwaage, die deine Kollegen für eine wichtige Analyse benötigen.

Lernziele
  • Eine wässrige Lösung mit einer bestimmten Konzentration aus einem reinen Salz herstellen
  • Eine Analysenwaage, eine Messpipette, einen Messkolben und einen Messzylinder richtig verwenden
  • Die Beziehung zwischen Molarität und Massenkonzentration erläutern
Techniken
  • Korrekte Verwendung der analytischen Waage
Räumliche Ökologie: Lerne, wie die Umwelt die Verbreitung von Arten beeinflussen kann
28
Min
Oberschule
Universität

Räumliche Ökologie: Lerne, wie die Umwelt die Verbreitung von Arten beeinflussen kann

Hilf den Wissenschaftler/innen auf dem Exoplaneten Astakos IV bei der Wahl des Standortes für das neue Forschungszentrum, indem du herausfindest, wo es die geringsten Auswirkungen auf die ökologische Vielfalt der Gegend haben wird.

Lernziele
  • Die Verbreitung von Arten in einer Region kartieren und Hotspots der Biodiversität ermitteln.
  • Muster der Biodiversität mit abiotischen oder anthropogenen Bedingungen in Beziehung setzen.
  • Die Gradienten der abiotischen Faktoren in einem Gebiet beschreiben und erklären.
Techniken
  • Shannon-Index
  • Analyse der Kartenebenen
Sportphysiologie
50
Min
Oberschule
Universität

Sportphysiologie

In diesem sportwissenschaftlichen Labor erfährst du, wie du mit nur dreimal zehn Minuten supramaximalen Sprint-Intervalltrainings pro Woche deine körperliche Leistungsfähigkeit und dein Fitnessniveau steigern kannst.

Lernziele
  • Die physiologischen Reaktionen auf ein hochintensives Sprint-Intervall-Training (SIT) erklären
  • Verstehen, wie man einen Wingate-Sprint durchführt
  • Die Auswirkungen von wiederholten Wingate-Sprints auf die Gesundheit bestimmen
  • Die akuten und chronischen physiologischen Reaktionen während und nach einem Wingate-Sprint beobachten
  • Den Beitrag der verschiedenen Energiesysteme bei supramaximalen Übungen erklären
  • Eine Atemgasanalyse durchführen
  • Die Rolle von Laktat in der anaeroben Glykolyse definieren
  • Den Laktatspiegels im Blut messen
Techniken
  • Blutlaktat-Test
  • Wingate-Sprint
  • Messung des respiratorischen Austauschverhältnisses (RER)
Stereochemie: Von Stereozentren zu E/Z-Isomeren
18
Min
Oberschule
Universität

Stereochemie: Von Stereozentren zu E/Z-Isomeren

Man taucht in die Stereochemie ein und entdeckt, wie man Moleküle mithilfe interaktiver 3D-Modelle dreht, bricht und umordnet. Wissen über Isomere und Priorisierung wird erwitert und wissenschaftliche Fähigkeiten gestärkt, damit man sich anschließend in die organische Chemie stürzen kann.

Lernziele
  • Stereozentren in chiralen Molekülen identifizieren und die Definition von Enantiomeren verstehen
  • Zwischen chiralen und achiralen Molekülen unterscheiden
  • Zwischen cis/trans- und E/Z-Isomeren unterscheiden
  • Enantiomeren unter Anwendung der Cahn-Ingold-Prelog-Konvention eine R- oder S-Konfiguration zuschreiben
Techniken
Stöchiometrische Berechnungen: Identifizierung einer unbekannten Verbindung mithilfe der gravimetrischen Analyse
35
Min
Oberschule
Universität

Stöchiometrische Berechnungen: Identifizierung einer unbekannten Verbindung mithilfe der gravimetrischen Analyse

Mithilfe der gravimetrischen Analyse zur Identifizierung einer unbekannten Verbindung lernt man die Avogadrosche Zahl und die Beziehung zwischen Mol, Masse und Molekulargewicht kennen.

Lernziele
  • Die Beziehung zwischen Masse, Molekulargewicht und Anzahl der Atome oder Moleküle erklären und Berechnungen durchführen, die diese Größen voneinander ableiten
  • Stöchiometrische Berechnungen von Masse zu Masse durch die Umrechnung in Mol durchführen
  • Die begrenzenden und überschüssigen Reagenzien in einer chemischen Reaktion identifizieren
  • Die theoretische, die tatsächliche und die prozentuale Reaktionsausbeute berechnen
  • Die Avogadro-Konstante definieren und die molare Quantifizierung von Materie beschreiben
Techniken
  • Gravimetrische Analyse
Gewebezucht (Tissue Engineering)
38
Min
Oberschule
Universität

Gewebezucht (Tissue Engineering)

Hilfen einem verzweifelten Fußballspieler, der sich schwer verletzt hat. Kannst du dem Sportmediziner bei der Anwendung der Tissue-Engineering-Technik zur Wiederherstellung beschädigter Gelenkknorpel helfen?

Lernziele
  • Die Grundprinzips des Tissue Engineering erläutern
  • Die Verletzungen des Gelenkknorpels und ihre Behandlung beschreiben
  • Definiere die Vernetzungsarten für die Synthese von Hydrogelen:
  • Ionenvernetzung
  • Michael-Additions-Verknüpfung
  • Enzymatisches Crosslinking
  • Radikalische Vernetzung
  • Natürliche und synthetische Polymere identifizieren
  • Die mechanischen Eigenschaften der synthetisierten Hydrogele mithilfe der Rheologie analysieren.
Techniken
  • Rheologie
  • Ionenvernetzung
  • Michael-Additions-Verknüpfung
Dünnschichtchromatographie: Trenne ein Stoffgemisch und verfolge den Verlauf einer Reaktion
25
Min
Oberschule
Universität

Dünnschichtchromatographie: Trenne ein Stoffgemisch und verfolge den Verlauf einer Reaktion

Man erforscht die intermolekularen Wechselwirkungen in der Dünnschichtchromatographie. Das neu erworbene Wissen wird genutzt, um ein TLC-Experiment zusammenzustellen, durchzuführen und zu analysieren, und somit den Fortschritt einer Reaktion zu überwachen.

Lernziele
  • Ein eigenes DC-Experiment aufbauen, durchführen und auswerten
  • Die wichtigsten Prinzipien der Dünnschichtchromatographie verstehen und wissen, wie die mobilen und stationären Phasen mit einer Probe interagieren, um deren Trennung zu ermöglichen
  • Den Verlauf einer Reaktion mittels DC überwachen
  • Die Spots auf einer vollständigen DC-Platte quantifizieren und interpretieren
  • Migrationsabstände messen und sie zur Bestimmung der Rf-Werte verschiedener Verbindungen verwenden
Techniken
  • Dünnschichtchromatographie (DC)
Titration: Neutralisierung einer sauren Verunreinigung eines Sees
47
Min
Oberschule
Universität

Titration: Neutralisierung einer sauren Verunreinigung eines Sees

Die Konzentration einer Säure zu bestimmen, kann mühsam und langweilig sein. Lerne mit einem Wissenschaftsexperten, wie man die Base mit Stil bestimmen kann!

Lernziele
  • Die für die Titration benötigte Apparatur aufbauen
  • Die Funktion der einzelnen Teile der Titrationsapparatur beschreiben
  • Die allgemeinen Schritte einer kolorimetrischen Säure-Base-Titration und ihre Verwendung erklären
  • Ein Titrationsexperiment durchführen
  • Die Rolle der 3 wichtigsten Reagenzien beschreiben, die bei einer Titration verwendet werden: Probe, Titriermittel und Indikator
  • Erklären, was der Endpunkt einer Titration ist und welche Rolle der Indikator spielt
  • Erklären, warum die Verwendung von hochpräzisem Volumenmessgeräten für eine Titration unerlässlich ist
  • Die Konzentration der titrierten Lösung anhand der Ergebnisse des Titrationsversuchs berechnen
Techniken
  • Säure-Base-Titration
Einführung in die Echokardiographie: Verwendung verschiedener Projektionen zur Diagnose von Patienten
50
Min
Oberschule
Universität

Einführung in die Echokardiographie: Verwendung verschiedener Projektionen zur Diagnose von Patienten

Verschiedene Utraschallansichten der Herzanatomie müssen erfasst und verschiedene Doppler-Ultraschalltechniken müssen an einem riesigen virtuellen Herzen angewendet werden. Anschließend werden die neuen Fähigkeiten verwendet, um einen Patienten zu diagnostizieren.

Lernziele
  • Die verschiedenen Projektionen unterscheiden und anwenden, die bei einer grundlegenden echokardiographischen Untersuchung verwendet werden, ebenso wie die korrekte Platzierung des Schallkopfes, um diese zu erhalten.
  • Die Position und den Winkel des Wandlers sowie die Richtung seiner Anzeige auf bestimmte Projektionen beziehen
  • Anatomische Orientierungspunkte in den verschiedenen Projektionen indentifizieren
  • Sich einem Patienten mit Respekt nähern und sich vergewissern, dass es sich um die richtige Person handelt (Ausweiskontrolle)
  • Die physikalischen Grundlagen des Dopplers kennen und verstehen, wie und wann er richtig angewandt wird.
  • Verstehen, wie und wann man M-Mode anwendet.
  • Die gebräuchlichsten Messungen zur Beurteilung der systolischen Funktion des linken und rechten Ventrikels verstehen und bewerten
  • Die gebräuchlichsten Messungen zur Beurteilung der linksventrikulären diastolischen Funktion verstehen und bewerten.
  • Die Dimensionen der Herzkammern (linker und rechter Ventrikel, linker und rechter Vorhof, Aortenwurzel, Vena cava, Klappenfunktion) beurteilen und erkennen, was einen normalen Fall ausmacht.
Techniken
  • M-Mode
  • Gewebe-Doppler
  • Kontinuierlicher Doppler
  • Gepulster Doppler
  • Echokardiographie
  • Farbdoppler
Uracil-basierte Exzisionsklonierung (USER): Klonen leicht gemacht
33
Min
Oberschule
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Uracil-basierte Exzisionsklonierung (USER): Klonen leicht gemacht

Begleite Marie in das molekularbiologische Labor und wende dein Wissen über die ausgeklügelte Klonierungsmethode USER an, um eine Beta-Carotin-Zellfabrik zu erzeugen.

Lernziele
  • Die Grundsätze der USER-Klonierung verstehen
  • Primer für die USER-Klonierung entwerfen
  • Den molekularen Mechanismus hinter der USER-Klonierung beschreiben
  • Die kritischen Punkte bei der Planung eines USER-Klonierungsexperiments erläutern
Techniken
  • Uracil-Exzisions-basierte Klonierung (USER)
Vektoren und Skalare: Begleite zwei Astronauten auf einer Mission zum Mars
39
Min
Oberschule
Universität

Vektoren und Skalare: Begleite zwei Astronauten auf einer Mission zum Mars

Lerne, zwischen einer vektoriellen- und einer skalaren Größe zu unterscheiden und den Betrag und die Richtung eines Vektors zu bestimmen. Definiere die Vektorkomponenten und löse grundlegende technische Probleme mit dem kartesischen Koordinatensystem, während du zwei Astronauten bei ihrer außerplanetarischen Mission auf der Marsoberfläche unterstützt.

Lernziele
  • Den Unterschied zwischen vektoriellen und skalaren Größen beschreiben
  • Den Betrag und die Richtung eines Vektors bestimmen
  • Das Produkt zweier Vektoren bestimmen
  • Die Komponenten eines Vektors definieren
Techniken
Abwasserreinigung
27
Min
Oberschule
Universität

Abwasserreinigung

Die Aufbereitung von kommunalem Abwasser wird analysiert. Außerdem rettet man eine Fischpopulation, die unter der Verschmutzung leidet.

Lernziele
  • Die verschiedenen Schritte des Abwasseraufbereitungsprozesses verstehen
  • Verstehen, wie Mikroorganismen bei der Denitrifikation und Nitrifikation organische Verbindungen abbauen
  • Den Einfluss von interner Rezirkulation, Schlammrückführung und Belüftung auf die Abwasseraufbereitung verstehen
  • Verstehen, wie Mikroverunreinigungen aquatische Organismen beeinflussen können
  • Proben für die GC-MS vorbereiten
  • Das Grundkonzept der GC-MS verstehen
Techniken
  • Abwasseraufbereitung
  • Gaschromatographie
  • Massenspektrometrie
Osmose und Diffusion: Wähle die richtige Lösung für einen intravenösen Tropf
14
Min
Oberschule
Universität

Osmose und Diffusion: Wähle die richtige Lösung für einen intravenösen Tropf

Rette Franks Leben, indem du die richtige Kochsalzlösung für eine intravenöse Infusion auswählst. Entdecke mit Dr. One im Labor, was eine hypotonische, isotonische und hypertonische Lösung ist und wie Wasser bei der Osmose durch die Zellmembran transportiert wird.

Lernziele
  • Understand how solute concentration drives the movement of molecules across a semipermeable membrane
  • Zwischen Osmose und Diffusion unterscheiden
  • Die Begriffe Osmose sowie hypotone, hypertone und isotone Lösungen definieren
  • Die Osmose in hypotonen und hypertonen Lösungen vergleichen und gegenüberstellen
Techniken
  • Den isotonen Punkt bestimmen
  • Mikroskopie
Reaktionskinetik: Die Grundlagen
35
Min
Oberschule
Universität

Reaktionskinetik: Die Grundlagen

Man begleitet Dr. One in unserer außerirdischen Laboreinrichtung, wo wir Probleme haben, genügend Antrieb für unseren Transporter zu erzeugen. Wir brauchen Hilfe, um die Kinetik anzuwenden und die chemische Reaktion des von uns verwendeten Treibstoffs zu optimieren, damit wir unsere Experimente fortsetzen können.

Lernziele
  • Die wichtigsten Faktoren beschreiben, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen (Konzentration der Reaktanten, Temperatur, Lösungsmittel, Verwendung eines Katalysators) und Beispiele für ihre Auswirkungen nennen
  • Die Reaktionsgeschwindigkeit einfacher Reaktionen durch Untersuchung der Konzentrationsdaten im Zeitverlauf ermitteln
  • Den Zusammenhang zwischen Temperatur und Reaktionsgeschwindigkeit erklären
  • Die Beziehung zwischen Kollisionstheorie und Aktivierungsenergie beschreiben
  • Reaktionsenergie-Diagramme interpretieren und sie mit den Energieänderungen im Verlauf einer Reaktion in Beziehung setzen
  • Einen geeigneten Versuchsaufbau für die Messung der Kinetik einer Reaktion vorschlagen
Techniken
Nuklearchemie: Die Vorgänge im Atomkern verstehen
25
Min
Oberschule
Universität

Nuklearchemie: Die Vorgänge im Atomkern verstehen

Hast du dich jemals gefragt, was sich im Inneren eines Atomkerns befindet? Warum sind manche Elemente radioaktiv? Was ist Radioaktivität? In der Simulation Nuklearchemie erfährst du die Antwort auf diese und viele weitere Fragen!

Lernziele
  • Gängige subatomare Teilchen und Energien, die an Kernreaktionen beteiligt sind, identifizieren
  • Die häufigsten Arten des radioaktiven Zerfalls (Alpha-, Beta-, Gammazerfall) anhand der beobachteten Unterschiede im Massendefekt und/oder der Bindungsenergien im den Atomkernen erkennen
  • Das Konzept der Halbwertszeit erläutern
  • Die gängigen Anwendungen radioaktiver Isotope beschreiben (Nuklearmedizin, radiometrische/kohlenstoffbasierte Datierung, Kernenergie)
  • Beschreiben, wie die Kohlenstoffdatierung funktioniert
Techniken
Umkristallisation: Reinige deinen Feststoff
25
Min
Oberschule
Universität

Umkristallisation: Reinige deinen Feststoff

Hast du dich jemals gefragt, wie man Verunreinigungen aus einem Feststoff entfernt? Und wie kann man dann sicher sein, dass man sie auch wirklich entfernt hat? Komm in unser Umkristallisations-Labor und erfahre, wie du einen Feststoff reinigst und seinen Reinheitsgrad überprüfst!

Lernziele
  • Die Grundlagen der Umkristallisations-Theorie erläutern und den Prozess auf molekularer und betrieblicher Ebene beschreiben können
  • Die Umkristallisations-Technik nach bewährten Verfahren durchführen
  • In der Lage sein, häufige Probleme bei der Umkristallisation zu lösen und zu beheben
  • Erfolgreich ein Reaktionsprodukts durch Saugfiltration und Trocknung des kristallinen Feststoffs gewinnen
  • Den Schmelzpunkt einer reinen Feststoffverbindung bestimmen und mittels Vergleich den Unterschied zu den Daten einer Rohprobe erklären
Techniken
  • Saugfiltration
  • Schmelzpunkte
  • Umkristallisation
Flüssig-Flüssig-Extraktion: Extrahiere Koffein aus alltäglichen Getränken
35
Min
Oberschule
Universität

Flüssig-Flüssig-Extraktion: Extrahiere Koffein aus alltäglichen Getränken

Um eine wasserlösliche Verbindung, wie z. B. Koffein aus Tee oder Kaffee, zu extrahieren und zu trocknen, lernt man, wie ein Scheidetrichter verwendet wird. Kann vorhergesagt werden, in welchen flüssigen Phasen die Verbindung gefunden werden kann?

Lernziele
  • Das Extraktionsverfahren und seinen Zweck beschreiben und Beispiele für seine Anwendung anführen
  • Die Grundlagen der Extraktionstheorie erklären und den Prozess auf molekularer und operativer Ebene beschreiben
  • Die Verwendung von Trocknungsmitteln erklären und ein geeignetes Trocknungsmittel für eine Vielzahl von Lösungsmitteln auswählen
  • Zuverlässig vorhersagen, welche Flüssigkeitsschicht welche ist und die Schicht identifizieren, in der sich dein Produkt befindet
  • Schrittweise Einzel- und Mehrfachextraktionen für eine Vielzahl von Lösungsmitteln und Kombinationen durchführen
  • Praktischer Techniken, die speziell für die Lösungsmittelextraktion erforderlich sind, unter Anwendung bewährter Verfahren kompetent demonstrieren
  • Fehlersuche und -behebung bei häufigen Problemen, die beim Lösungsmittelextraktionsverfahren und bei der Rotationsverdampfung auftretenehlersuche und -behebung bei häufigen Problemen, die beim Lösungsmittelextraktionsverfahren und bei der Rotationsverdampfung auftreten
  • Die Arbeitsschritte, die sich an die Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Isolierung eines Produkts anschließen, kompetent durchführen (Filtrieren, Verdampfen des Lösungsmittels)
Techniken
  • Flüssig-Flüssig-Extraktion
  • Scheidetrichter
Protonen-NMR: Spektrenauswertung
50
Min
Oberschule
Universität

Protonen-NMR: Spektrenauswertung

Zusammen mit wird die Protonen-NMR-Spektroskopie genutzt, um die Struktur einer unbekannten organischen Verbindung aufzuklären. Man arbeitet mit den grundlegenden Konzepten und funktionellen Gruppen, die für den Einstieg in diese leistungsstarke Technik erforderlich sind.

Lernziele
  • Die Grundlagen der Gewinnung von Protonen-NMR-Signalen beschreiben
  • Die chemische Verschiebung und Peakaufspaltung definieren
  • Die Auswirkungen der Molekularstruktur auf die chemische Verschiebung und die Peakaufspaltung beschreiben
  • Das Konzept der äquivalenten und nicht-äquivalenten Protonen erläutern
  • Protonen in den folgenden Gruppenarten chemische Verschiebungen zuordnen: Alkane, Alkylhalogenide, Alkohole, Ketone
  • Die Peakaufspaltung und die Peakintegrale auswerten, um die Molekularstruktur aufzudecken
  • Protonen-NMR-spektroskopische Daten verwenden, um die vollständige Struktur einer einfachen organischen Verbindung abzuleiten
Techniken
  • Protonen-NMR
Homöostatische Regulation: Wie hält sich der menschliche Körper im Gleichgewicht?
35
Min
Oberschule
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Homöostatische Regulation: Wie hält sich der menschliche Körper im Gleichgewicht?

Wie reguliert sich der Körper, um gesund zu bleiben? Man besucht das Labor für homöostatische Kontrolle und erfährt alles über das Konzept der Homöostase und wie es auf eine Vielzahl von Systemen angewendet werden kann, vom Blutdruck bis zur Körpertemperatur.

Lernziele
  • Einige der wichtigsten physiologischen Variablen unter homöostatischer Kontrolle nennen
  • Angemessenes Vokabular verwenden, um die Prozesse und Konzepte der Homöostase zu diskutieren
  • Die Schritte eines homöostatischen Weges vom Stimulus zur Reaktion erläutern
  • Verschiedene Arten von Feedbackschleifen vergleichen
  • Anzeichen für eine Störung des Homöostats erkennen und den zugrunde liegenden Mechanismus bestimmen
Techniken
Das Muskelgewebe: Ein umfassender Einblick
50
Min
Oberschule
Universität

Das Muskelgewebe: Ein umfassender Einblick

Erforsche die Verteilung und Funktion der drei verschiedenen Muskelgewebe, die im menschlichen Körper vorkommen. Untersuchesie bis auf die zelluläre Ebene und tauche ein in ihre molekularen Strukturen, um die faszinierenden Mechanismen hinter den Muskelkontraktionen zu enthüllen.

Lernziele
  • Die wichtigsten Funktionen des Muskelgewebes grob beschreiben
  • Kritisch darlegen, wie Muskelkontraktion und -entspannung mit Thermoregulation, Verdauung, Kreislauf und Motorik zusammenhängen
  • Verschiedene Arten der Muskelkontraktion vergleichen
  • Die Beiträge der verschiedenen Muskeltypen zur Steuerung des Körpers und den Körperfunktionen vergleichen
  • Glatte Muskeln, Herzmuskeln und Skelettmuskeln anhand ihrer Mikrostruktur unterscheiden und mit den Organfunktionen in Verbindung bringen
  • Den allgemeinen Aufbau und die strukturellen Komponenten eines Skelettmuskels beschreiben und identifizieren
  • Die Filamentgleittheorie der Skelettmuskelkontraktion definieren
Techniken
Einführung in das Nervensystem: Teilbereiche des Nervensystems
18
Min
Oberschule
Universität

Einführung in das Nervensystem: Teilbereiche des Nervensystems

In Labsters Anatomie- und Physiologielabor lernt man etwas über das Nervensystem und seine Teilbereiche. Entdecke die verschiedenen Körperfunktionen, die das Nervensystem steuert.

Lernziele
  • Den Aufbau und die Funktion des zentralen und des peripheren Nervensystems vergleichen
Techniken
Einführung in das zentrale Nervensystem: Erforsche die Kommandozentrale deines Körpers!
28
Min
Oberschule
Universität

Einführung in das zentrale Nervensystem: Erforsche die Kommandozentrale deines Körpers!

Im Labor für Anatomie und Physiologie von Labster kannst du die Strukturen und Funktionen des Gehirns und des Rückenmarks, der beiden Hauptbestandteile des zentralen Nervensystems, erforschen. Kannst du unserem Laborassistenten, der mit Aphasie kämpft, helfen zu verstehen, welcher Bereich seines Gehirns beeinträchtigt sein könnte?

Lernziele
  • Die allgemeine Struktur des Zentralnervensystems beschreiben
  • Beziehungen zwischen Bereichen der Großhirnrinde und den Funktionen, die sie steuern, erkennen
  • Erkläre den inneren Aufbau des Rückenmarks
Techniken
Einführung in die Lungenventilation
36
Min
Oberschule
Universität

Einführung in die Lungenventilation

Begleite uns im Anatomie- und Physiologielabor von Labster, um die Physiologie der Lungenventilation zu erforschen und etwas über die Struktur, die Funktionen und die Beeinträchtigungen des Atmungssystems zu erfahren.

Lernziele
  • Beschreibe die Struktur und die Funktionsweise der Lungenventilation
  • Das Lungenluftvolumen und die Lungenkapazität definieren und berechnen
Techniken
  • Aufbau des Atmungssystems
  • Spirometrie
  • Lungenvolumina
  • Berechnung der Lungenkapazität
  • Analyse der Diagramme
Kohlenstoffvalenz, Hybridisierung und Winkel
25
Min
Oberschule
Universität

Kohlenstoffvalenz, Hybridisierung und Winkel

Man begleitet Dr. One auf einer Mission, um herauszufinden, wie die Orbitale der Valenzelektronen des Kohlenstoffs hybridisieren und wie dies die Bindungen, die Kohlenstoff eingehen kann, stark beeinflusst.

Lernziele
  • Beispiele für Verwendungsmöglichkeiten organischer Verbindungen nennen
  • Die Valenzelektronen des Kohlenstoffs und die Hybridisierung ihrer Orbitale identifizieren
  • Den Winkel kovalenter Bindungen in Kohlenwasserstoffen vorhersagen
Techniken
Nomenklatur und Darstellung von Kohlenwasserstoffen
25
Min
Oberschule
Universität

Nomenklatur und Darstellung von Kohlenwasserstoffen

Man begibt sich zusammen mit Dr. One auf eine Mission, um herauszufinden, wie man Kohlenwasserstoffe systematisch benennt und die verschiedenen Kernformeln für organische Verbindungen interpretiert und verwendet.

Lernziele
  • Die Nomenklatur einfacher Kohlenwasserstoffe auf vorgegebene 2D- und 3D-Strukturen anwenden
  • Die wichtigsten Formelarten für organische Verbindungen interpretieren
  • Entscheiden, welcher chemische Formeltyp für einen bestimmten Kohlenwasserstoff verwendet werden soll
Techniken
Funktionelle Gruppen und grundlegende chemische Tests
25
Min
Oberschule
Universität

Funktionelle Gruppen und grundlegende chemische Tests

Bei einer Mission mit Dr. One findet man heraus was in den mysteriösen Schmerzmitteln enthalten ist, die Timon in seine Hände bekommen hat. Man erfährt, welche funktionellen Gruppen diese chemische Verbindung enthalten sollte und führt chemische Tests durch, um ihre Existenz zu überprüfen.

Lernziele
  • Beispiele für funktionelle Gruppen von organischen Verbindungen und ihre Reaktionen nennen
  • Das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen durch einfache chemische Tests bestimmen
  • Die funktionellen Gruppen in der Salicylsäure mit Hilfe einer Reihe chemischer Tests ermitteln
Techniken
  • Bromtest auf ungesättigte Kohlenwasserstoffe
  • Cerammoniumnitrat-Test für Alkohole und Phenole
  • Natriumbikarbonat-Test
Lichtmikroskopie
25
Min
Oberschule
Universität

Lichtmikroskopie

Im virtuellen Raum für Mikroskopie schaut man sich eine Gewebeprobe an, erfährt wie ein Lichtmikroskop ein Bild vergrößert und wie biologische Fragestellungen beantwortet werden können.

Lernziele
  • Die grundlegenden Prinzipien und praktischen Aspekte der Lichtmikroskopie verstehen
  • Die Funktion der verschiedenen Teile des Mikroskops erklären
  • Die Begriffe „Vergrößerung“, „Kontrast“ und „Auflösung“ vergleichen
  • Die Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen der Lichtmikroskopie in der Biologie beschreiben
  • Die Notwendigkeit der Probenvorbereitung verstehen
Techniken
  • Lichtmikroskop
Fluoreszenzmikroskopie
25
Min
Oberschule
Universität

Fluoreszenzmikroskopie

Im virtuellen Mikroskopieraum, schaut man sich das Innere einer Gewebeprobe an, erfährt wie ein Fluoreszenzmikroskop ein kontrastreiches Bild erzeugt und wie biologische Fragestellungen beantwortet werden können.

Lernziele
  • Die grundlegenden Prinzipien und praktischen Aspekte der Fluoreszenzmikroskopie verstehen
  • Die Funktion der verschiedenen Teile des Fluoreszenzmikroskops erklären
  • Die Auswahl der Fluorophore optimieren
  • Die Anwendung und Grenzen der Fluoreszenzmikroskopie in der Biologie beschreiben
  • Die Notwendigkeit des Einfärbens verstehen
Techniken
  • Fluoreszenzmikroskopie
Spektralphotometrie: Lerne das Lambert-Beer’sche Gesetz mithilfe von Absorptionsversuchen kennen
25
Min
Oberschule
Universität

Spektralphotometrie: Lerne das Lambert-Beer’sche Gesetz mithilfe von Absorptionsversuchen kennen

Es wird ein eigenes Spektralphotometer gebaut, um die Absorption eines Reaktionsprodukts auf dem Mars zu messen!

Lernziele
  • Zusammenfassen, wie ein Spektralphotometer zur Messung von Absorptionsdaten verwendet wird
  • Die wichtigsten Komponenten eines Spektralphotometers mit ihren Funktionen innerhalb des Geräts in Verbindung bringen
  • Eine geeignete Wellenlänge für die Messung einer bestimmten Verbindung anhand der Daten des Absorptionsspektrums auswählen
  • Einen Arbeitsablauf für die Messung der Absorption einer bestimmten Substanz mit einem Spektralphotometer vorschlagen
  • Das Lambert-Beer’sches Gesetz auf Absorptionsdaten zur Bestimmung der Substanzkonzentration anwenden
Techniken
  • Spektralphotometer
Fermentation: Optimiere die Bioethanolproduktion
35
Min
Oberschule
Universität

Fermentation: Optimiere die Bioethanolproduktion

Man erfährt, wie die Alkoholproduktion in einem Fermenter optimiert werden kann und schafft die idealen Bedingungen für die Hefe Saccharomyces cerevisiae zur Herstellung von Bioethanol.

Lernziele
  • Eine Hefegärung simulieren
  • Die Prinzipien der Fermentation und ihre Anwendungsmöglichkeiten umreißen
  • Die wichtigsten Komponenten eines Fermenters und ihre Funktionen zusammenfassen
  • Mit den Auswirkungen von Temperatur, pH-Wert, Gas und Rühren auf die Gärung experimentieren
  • Wachstumskurven qualitativ analysieren, um optimale Wachstumsparameter zu ermitteln
Techniken
  • Sterile Arbeitstechnik
  • Bioreaktor oder Fermentierer
Aseptische Technik: Kultiviere deine Probe ohne sie zu kontaminieren
15
Min
Oberschule
Universität

Aseptische Technik: Kultiviere deine Probe ohne sie zu kontaminieren

Mithilfe eines Mikrobiologen bereitet man eine Reinkultur vor, die zur Identifizierung einer Mikrobe, die eine Infektion verursacht, verwendet werden kann! Dabei wird eine einwandfreie aseptischen Technik angewendet, um eine Kontamination der Probe zu vermeiden, die eigene Sicherheit zu gewährleisten und überraschende Brände im Labor zu verhindern.

Lernziele
  • Die Grundsätze der sterilen Arbeitstechnik zur Vermeidung von Infektionen und Kontaminationen verstehen
  • Einen sterilen Arbeitsbereichs schaffen und erhalten
  • Sterile Geräte und Verbrauchsmaterialien korrekt verwenden
  • Mögliche Quellen mikrobieller Kontamination benennen
  • Beurteilen, ob eine Probe kontaminiert wurde
Techniken
  • Kultivierung
  • Sterile Arbeitstechnik
Gelelektrophorese: Nukleinsäuren sichtbar machen und auftrennen
10
Min
Oberschule
Universität

Gelelektrophorese: Nukleinsäuren sichtbar machen und auftrennen

Ein Verbrechen muss aufgeklärt werden, indem mithilfe von DNA-Fingerabdrücken ein Dieb identifiziert wird. Durch Verwendung der Nukleinsäure-Gel-Elektrophorese, um DNA-Moleküle zu trennen und sichtbar zu machen, und mitgilfe einer Animation, kann man verstehen, was im Inneren des Geltanks passiert.

Lernziele
  • Die Visualisierung und Trennung von Nukleinsäuremolekülen durch Gelelektrophorese erklären
  • Zusammenfassen, wie Nukleinsäuremoleküle durch ein Agarosegel wandern
  • Die Grundsätze der Größentrennung und der Migrationsrichtung erklären
  • Ein Nukleinsäuregel mit Hilfe einer DNA-Leiter und Kontrollen analysieren und interpretieren
Techniken
  • Agarosegel-Elektrophorese
Umkristallisation: Den Feststoff lösen und die Kristalle umfällen
25
Min
Oberschule
Universität

Umkristallisation: Den Feststoff lösen und die Kristalle umfällen

Zieh deine hitzebeständigen Handschuhe an und leg los! In dieser Simulation erfährst du, wie du einen Feststoff mit Hilfe der Umkristallisations-Technik reinigst.

Lernziele
  • Die Grundlagen der Umkristallisations-Theorie erläutern und den Prozess auf molekularer und betrieblicher Ebene beschreiben können
  • Die Umkristallisations-Technik nach bewährten Verfahren durchführen
  • In der Lage sein, häufige Probleme bei der Umkristallisation zu lösen und zu beheben
Techniken
  • Umkristallisation
Umkristallisation: Filtere deine Kristalle und miss den Schmelzpunkt
25
Min
Oberschule
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Umkristallisation: Filtere deine Kristalle und miss den Schmelzpunkt

Wie können wir Flüssigkeiten von Feststoffen trennen? Wie können wir die Reinheit des Feststoffs bestimmen? In dieser Simulation lernst du, wie du die Saugfiltration und die Schmelzpunkttechnik anwenden kannst, um beide Fragen zu beantworten.

Lernziele
  • Die Grundlagen der Umkristallisations-Theorie erläutern und den Prozess auf molekularer und betrieblicher Ebene beschreiben können
  • Die Umkristallisations-Technik nach bewährten Verfahren durchführen
  • In der Lage sein, häufige Probleme bei der Umkristallisation zu lösen und zu beheben
Techniken
  • Saugfiltration
  • Schmelzpunkt
Einfache Destillation: Wiederverwertung von Abfällen aus der Biodieselproduktion
15
Min
Oberschule
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Einfache Destillation: Wiederverwertung von Abfällen aus der Biodieselproduktion

Nutze die Technik der einfachen Destillation, um deine Kolonie auf dem Mars bei der Reinigung der Abfälle zu unterstützen, die bei der Herstellung von Biodiesel aus Algen anfallen (Wasser, Glycerin und Methanol).

Lernziele
  • Die Anwendungsweise der Destillationstechnik erklären
  • Die Mol-%-Zusammensetzung eines Gemischs berechnen
  • Beschreiben, wie sich die Mol-%-Zusammensetzung des Gemischs im Verlauf der Destillation ändert
  • Ein einfaches Destillationsexperiment aufbauen und die Funktion der verschiedenen Komponenten beschreiben
  • Den korrekten Aufbau des Kühlsystems und den Standort des Thermometers rechtfertigen
  • Siedepunktskurven und Temperatur-Volumen-Diagramme interpretieren
  • Die Abhängigkeit der Siedetemperatur vom Atmosphärendruck verstehen
  • Erläutern, wann und warum die einfache oder die fraktionierte Destillation verwendet werden sollte
Techniken
  • Einfache Destillation
Bioinformatik: Eine Einführung
25
Min
Oberschule
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Bioinformatik: Eine Einführung

Man begibt sich auf die Suche nach dem Stoffwechselweg, der in einer seltenen Pflanze einen Wirkstoff gegen Malaria produziert. Kann mit der Entwicklung eines neuartigen Medikaments gegen Malaria begonnen werden?

Lernziele
  • Verstehen, wie ein Gen an der Synthese einer Verbindung beteiligt sein kann
  • Verstehen, wie das Next Generation Sequencing zur Messung der Genexpression eingesetzt werden kann
  • BLAST und die phylogenetische Analyse zum Screening von Genkandidaten verwenden
Techniken
  • BLAST
  • RNA-Seq
Spektralphotometer: Aufbau und Erkundung des Instruments
15
Min
Oberschule
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Spektralphotometer: Aufbau und Erkundung des Instruments

Man baut sich ein eigenes Spektralphotometer und findet heraus, wie Stoffe mit Licht gemessen werden können.

Lernziele
  • Zusammenfassen, wie ein Spektralphotometer zur Messung von Absorptionsdaten verwendet wird
  • Die wichtigsten Komponenten eines Spektralphotometers mit ihren Funktionen innerhalb des Geräts in Verbindung bringen
  • Eine optimale Wellenlänge für die Messung einer bestimmten Verbindung anhand von Absorptionsspektrum-Daten auswählen
Techniken
  • Spektralphotometer
Zellmembran und Transport: Arten von Transportproteinen
25
Min
Oberschule
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Zellmembran und Transport: Arten von Transportproteinen

Entdecke die Struktur und Funktion von Zellmembranen, indem du Frachtmoleküle auf eine virtuelle Zelle schießt.

Lernziele
  • Die relativen Durchlässigkeit von Lipiddoppelschichten für verschiedene Molekülklassen erkennen
  • Den aktiven und passiven Transport von Molekülen vergleichen
  • Die 3 Arten des aktiven Transports und die verschiedenen Klassen von Ionenkanälen und Trägermolekülen identifizieren
Techniken
Zellmembran und Transport: Modifizierung der Zellmembran
25
Min
Oberschule
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Zellmembran und Transport: Modifizierung der Zellmembran

Entdecke die Struktur und Funktion von Zellmembranen anhand des Flüssig-Mosaik-Modells. Wende das Gelernte an, um die Gesundheit von synthetischen Zellen zu verbessern, mit denen die Forschungsleiterin Insulin produzieren will.

Lernziele
  • Die Struktur der Plasmamembran anhand des Flüssigkeitsmosaikmodells beschreiben
  • Die relativen Durchlässigkeit von Lipiddoppelschichten für verschiedene Molekülklassen erkennen
  • Die Expression spezifischer Transportproteine mit der Rolle der Zelle in Beziehung setzen
Techniken
  • Auswertung von Daten
  • Präparation von Mikroskopieproben
  • Experimenteller Aufbau
  • Fluoreszenzmikroskopie
Evolution: Der Stammbaum des Lebens
20
Min
Oberschule
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Evolution: Der Stammbaum des Lebens

Erstelle einen phylogenetischen Baum, der das gesamte Leben auf der Erde vereint, indem du die Unterschiede zwischen den Organismen erforschst.

Lernziele
  • Die strukturelle und funktionelle Organisation der wichtigsten Reiche beschreiben und vergleichen
  • Die evolutionären Beziehungen, die die fünf Reiche miteinander verbinden und voneinander trennen, erklären
  • Die physiologischen und anatomischen Merkmale von Organismen innerhalb eines Reiches und einer Gruppe vorhersagen
  • Erklären, warum Viren zu keinem Reich gehören
Techniken
  • Taxonomie
  • Phylogenie
Evolution: Die Reise der Caniden
15
Min
Oberschule
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Evolution: Die Reise der Caniden

Verfolge die Millionen Jahre währende evolutionäre Reise einer Caniden-Kolonie, während du zufällige Mutationen in deren DNA erzeugst.

Lernziele
  • Kritisch beurteilen, wie evolutionäre Prozesse zum heutigen Leben beigetragen haben
  • Beschreiben, wie die Evolutionstheorie entstanden ist
  • Die Konzepte der natürlichen Selektion, der genetische Drift und der Mutation erklären
  • Das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht anwenden, um die genetische Varianz in der Evolution nachzuweisen
Techniken
  • Hardy-Weinberg-Gleichgewicht
  • Genetische Drift
Die Evolution: Identifizierung einer Tiefseekreatur
15
Min
Oberschule
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Die Evolution: Identifizierung einer Tiefseekreatur

Tauche in die Evolution der Wale ein: von der Sequenz von Nukleotiden zu einem 30 Meter langen Blauwal.

Lernziele
  • Die DNA-Sequenzierung und phylogenetische Bäume verwenden, um ein unbekanntes Lebewesen zu identifizieren
  • Mit weit verbreiteten Irrtümern über die Evolutionstheorie umgehen
Techniken
  • NGS
  • Phylogenetische Interpretation
Evolution: Generationen eines Allels
15
Min
Oberschule
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Evolution: Generationen eines Allels

Tauche ein in die Evolution der Wale! Verfolge den Weg eines Gens von einer seltenen Mutation bis zum Verbleib in einer Population durch Naturkatastrophen und Wettbewerb.

Lernziele
  • Erfahren, wie sich Populationen durch Anpassung an ihre Umwelt weiterentwickeln
  • Die grundlegenden Mechanismen der Evolution verstehen
  • Die Beweise für die Evolution als Grundlage der Biologie verstehen
  • Mit weit verbreiteten Irrtümern über die Evolutionstheorie umgehen
Techniken
  • Hardy-Weinberg-Gleichgewicht
  • Genetische Drift
Thermische Auswirkungen auf den Sauerstoffgehalt der Meere
15
Min
Oberschule
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Thermische Auswirkungen auf den Sauerstoffgehalt der Meere

Werde Umweltermittler/in und löse das Rätsel eines massiven Fischsterbens. Verwende ein Spektralphotometer, um den Sauerstoffgehalt im Wasser zu analysieren und das Geheimnis zu lüften.

Lernziele
  • Die grundlegenden Konzepte der Probenentnahme verstehen
  • Den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in Ihrer Wasserprobe mit einem Spektrophotometer analysieren
  • Die Konzepte der Kalibrierkurve, der linearen Regression und der Extrapolation kennenlernen
Techniken
  • Spektralphotometer
  • Stichprobenentnahme
Kalorimetrie: Verwendung eines Bombenkalorimeters
15
Min
Oberschule
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Kalorimetrie: Verwendung eines Bombenkalorimeters

Wende die Technik der Bombenkalorimetrie an, um die Herausforderung der Speicherung erneuerbarer Energie zu lösen. Lerne den ersten Hauptsatz der Thermodynamik, die Enthalpie, und die innere Energie kennen.

Lernziele
  • Die grundlegenden Schritte und kritischen Punkte bei der Durchführung eines Kalorimetrieexperiments verstehen
  • Das thermodynamische Konzept der Enthalpie und ihre Einheiten definieren
  • Den ersten Hauptsatz der Thermodynamik erklären
  • Die Beziehung zwischen innerer Energie und Enthalpie verstehen
Techniken
  • Kalorimetrie
Energieflächen und Spontanreaktionen
15
Min
Oberschule
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Energieflächen und Spontanreaktionen

Lerne die Kernkonzepte der Thermodynamik kennen und entdecke, wie chemische Reaktionen mit Energieflächen dargestellt werden können. Bestimme, welche chemischen Reaktionen spontan sind.

Lernziele
  • Die thermodynamischen Grundbegriffe „Entropie“, „Enthalpie“ und „Gibbs-Energie“ definieren
  • Den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik erklären
  • Das Konzept der Spontaneität von Reaktionen verstehen und anwenden
  • Die Unterschiede zwischen der Verbrennungsenthalpie und der Bildungsenthalpie erklären
  • Den Hess'schen Wärmesatz in Verbindung mit der Berechnung von Enthalpieänderungen präsentieren
  • Die Konzepte der exothermen und endothermen Reaktionen darlegen
Techniken
Zellzählung: Kontrolle der Epidemie
15
Min
Oberschule
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Zellzählung: Kontrolle der Epidemie

Arbeite als Pharma-Detektiv/in, um den Zusammenhang zwischen einem neuen Medikament und einer aktuellen Epidemie zu ermitteln. Wende die wissenschaftliche Methode an, um die verschiedenen Variablen zu definieren und führe einen Test mit fluoreszierenden Zellen durch, um die Wirkung des Medikaments auf die Zellen zu testen

Lernziele
  • Ein Experiment planen und eine Hypothese testen
  • Anomalien in Zellen finden
  • Proben vorbereiten und mit Zellkulturen arbeiten
  • Die richtigen Versuchskontrollen auswählen, um die eigenen Hypothesen zu überprüfen
  • Den Unterschied zwischen experimentellen Kontrollen verstehen
Techniken
  • Apoptose-Test
  • Färbung von Zellen
  • Mikroskop
  • Pipettieren
  • Zellkulturen
Die wissenschaftliche Methodik
15
Min
Oberschule
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Die wissenschaftliche Methodik

Als Pharma-Detektiv erforscht man den Zusammenhang zwischen einem neuen Medikament und einer aktuellen Epidemie. Unter Anwendung der wissenschaftlichen Methodik, wird eine Hypothese aufgestellt, um anschließend ein Experiment zu planen, mit dem die Gültigkeit der Hypothese überprüft wird.

Lernziele
  • Die wissenschaftliche Methode beschreiben
  • Wissen, was bei der Auswahl eines Versuchsmodells zu beachten ist
  • Ein Experiment planen und eine Hypothese testen
  • Die richtigen Versuchskontrollen auswählen, um die eigenen Hypothesen zu überprüfen
Techniken
  • Apoptose-Test
Durchführung eines Western Dry Blot
15
Min
Oberschule
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Durchführung eines Western Dry Blot

Es wird ein Western-Blot-Experiment durchgeführt, um Daten und Erkenntnisse zur Ermittlung einer vielversprechenden Behandlung für Brustkrebs zu gewinnen. Man untersucht den Zusammenhang zwischen Blutgefäßwachstum und Krebsentwicklung, indem die Signaltransduktion verwendet wird.

Lernziele
  • Erklären, wie ein Western Blot durchgeführt wird
  • Erläutern, wie Western-Blot-Ergebnisse zu interpretieren sind.
  • Die Rezeptor-Tyrosin-Kinase(RTK)-Signale in Zellen erklären
  • Die gestörte Signaltransduktion in menschlichen Krebszellen analysieren
  • Den Zusammenhangs zwischen Angiogenese und Tumorwachstum verstehen
  • Die Beteiligung des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor-Rezeptors (VEGFR) bei menschlichem Brustkrebs untersuchen
Techniken
  • Western Blotting
  • Behandlung mit Hemmstoffen
  • Histologie
  • Zellkultur
Signaltransduktion: Wie Zellen kommunizieren
25
Min
Oberschule
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Signaltransduktion: Wie Zellen kommunizieren

Untersuche den Zusammenhang zwischen dem Wachstum der Blutgefäße und der Entstehung von Krebs und nutze dieses Wissens, um die Pharmaindustrie dabei zu unterstützen, vielversprechende Medikamentenkandidaten für die Behandlung von Brustkrebs zu finden.

Lernziele
  • Die Prinzipien und die Bedeutung der intrazellulären Signaltransduktion erklären
  • Die Rezeptor-Tyrosin-Kinase(RTK)-Signale in Zellen erklären
  • Die gestörte Signaltransduktion in menschlichen Krebszellen analysieren
  • Den Zusammenhangs zwischen Angiogenese und Tumorwachstum verstehen
  • Die Beteiligung des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor-Rezeptors (VEGFR) bei menschlichem Brustkrebs untersuchen
Techniken
  • Western Blotting
  • Behandlung mit Hemmstoffen
  • Histologie
  • Zellkultur
Vererbung mit Stammbäumen
15
Min
Oberschule
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Vererbung mit Stammbäumen

Untersuche die Grundsätze der Vererbung und zeichne einen Stammbaum, um zu verstehen, wie Farbenblindheit vererbt wird.

Lernziele
  • Den Unterschied zwischen Phänotyp und Genotyp verstehen
  • Den Unterschied zwischen rezessiven und dominanten Allelen verstehen
  • Einen Stammbaum zeichnen
Techniken
  • Stammbäume
Vererbung mit Punnett-Quadraten
15
Min
Oberschule
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Vererbung mit Punnett-Quadraten

Untersuche die Grundsätze der Vererbung und hilf einer Familie, festzustellen, ob künftige Generationen Farbenblindheit erben werden.

Lernziele
  • Erklären, wie Merkmale von den Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben werden
  • Ein Punnett-Quadrat zeichnen
  • Die Phänotypen von Nachkommen mit gegebenen Genotypen mithilfe von Punnett-Quadraten vergleichen und vorhersagen
Techniken
  • Punnett-Quadrate
Meiose: Wie wird Farbenblindheit vererbt?
15
Min
Oberschule
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Meiose: Wie wird Farbenblindheit vererbt?

Untersuche die Grundsätze der Mendelschen Vererbung und entdecke, wie Farbenblindheit vererbt wird, indem du in einer Animation die Neuordnung der Chromosomen beobachtest.

Lernziele
  • Erläutern, wie Merkmale von den Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben werden und was die Ursache für Unterschiede zwischen Geschwistern ist
  • Beschreibe die Mendelschen Vererbungsgesetze im Zusammenhang mit Farbenblindheit
  • Die dominanten und rezessiven Allele und ihrer Bedeutung für den biologischen Aufbau eines Menschen analysieren
Techniken
Umweltauswirkungen von Kohlekraftwerken
15
Min
Oberschule
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Umweltauswirkungen von Kohlekraftwerken

Zusammen mit der Projektleiterin Marie, erforscht man die Umweltauswirkungen von Kohlekraftwerken und Fischzucht. Die Probleme unserer derzeitigen Brennstoffquelle werden analysiert, um Marie dabei zu helfen, eine umweltfreundlichere Lösung zu finden, um unsere Welt zu retten.

Lernziele
  • Die Auswirkungen der industriellen Kohlendioxidemissionen beschreiben
  • Zwischen globaler Erwärmung und Klimawandel unterscheiden
  • Treibhausgasemissionen mit dem Klimawandel in Verbindung bringen
  • Die Umweltauswirkungen von Algenblüten beschreiben
  • Die Verwendung von Biodiesel als Alternative zu fossilen Kraftstoffen bewerten
Techniken
Sicherheit in der Chemie: Gefahrensymbole
15
Min
Oberschule
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Sicherheit in der Chemie: Gefahrensymbole

Zusammen mit unserer Laborassistentin Marie erfährt man, wie beim Umgang mit gefährlichen Chemikalien die richtige Laborpraxis und persönliche Schutzausrüstung gewählt wird. Man lernt die Bedeutung der Gefahrensymbole kennen und wendet das Wissen für einige Beispielchemikalien an.

Lernziele
  • Die Gefahrensymbole für verschiedene Chemikalien interpretieren
  • Die Gefahrensymbole auf der Flasche oder dem Behälter identifizieren
  • Fähigkeiten zur Erkennung von Gefahren auf das sichere Arbeiten im Labor anwenden
  • Wichtige Informationen in einem Sicherheitsdatenblatt finden
Techniken
  • Persönliche Schutzausrüstung
  • Gefahrensymbole
  • Reinigung von Flecken / verschütteten Substanzen
Von Algen zur Bioenergie
15
Min
Oberschule
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Von Algen zur Bioenergie

Unterstütze Projektleiterin Marie in ihrem Ziel erfolgreich Biodiesel aus Algenöl herzustellen. Werde Teil an einer revolutionären wissenschaftlichen Entdeckung, welche die mit der Verbrennung von Kohle zur Energiegewinnung verbundenen Umweltauswirkungen beseitigen kann.

Lernziele
  • Die Reaktion, durch die Biodiesel aus Öl gewonnen wird, beschreiben
  • Das Verfahren zur Herstellung von Biodiesel aus Öl detailliert beschreiben
  • Fähigkeiten zur Erkennung von Gefahren auf das sichere Arbeiten im Labor anwenden
  • Beheizte Magnetrührplatten als Teil eines Arbeitsablaufs sicher einsetzen
Techniken
  • Magnetischer Rührstab
  • Experiment zur Biodieselherstellung in der Abzugshaube
  • Erhitzen von Reaktionsgemischen auf einer Heizplatte
  • Umesterung
Sicherheit in der Chemie: Entsorgung von chemischen Abfällen
14
Min
Oberschule
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Sicherheit in der Chemie: Entsorgung von chemischen Abfällen

Hilf der Laborassistentin Marie beim Reinigen des Dunstabzugs, nachdem einige Kursteilnehmer eine Sauerei im Labor hinterlassen haben. Erfahre, wie du dein Wissen über die für ein Experiment benötigten Chemikalien nutzen und anwenden kannst, um chemische Abfälle sicher zu entsorgen.

Lernziele
  • Die verschiedenen Abfallbehälter in einem Labor identifizieren und ihre Verwendung kennen
  • Für die Reinigung zwischen organischen und wässrigen Lösungsmitteln wählen
  • Chemische Abfälle sicher entsorgen und dabei die Gefahren kennen
Techniken
  • Umgang mit verschütteten Substanzen / Flecken
  • Verwendung von Abfallbehältern
  • Verwendung von organischen und wässrigen Lösungsmitteln
Zellatmung: Glykolyse
15
Min
Oberschule
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Zellatmung: Glykolyse

Man unterstützt Basketballspieler dabei zu verstehen, wie die Nahrung, die sie essen, in Energie umgewandelt wird, indem man die Glykolyse, die erste Stufe der Zellatmung, untersucht.

Lernziele
  • Glucose und ATP in den Kontext des glykolytischen Weges stellen
  • Den Blutzuckerspiegel von Sportlern vor und nach dem Training analysieren
Techniken
  • Messung und Analyse des Blutzuckerspiegels
Zelluläre Atmung: Der Krebs-Zyklus
15
Min
Oberschule
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Zelluläre Atmung: Der Krebs-Zyklus

Hilf einem Basketballteam dabei, mehr über den zweiten Schritt der Zellatmung, den Krebszyklus, zu erfahren, um ihre Ausdauer im Spiel zu verbessern!

Lernziele
  • Die Phasen und Reaktionen des Krebszyklus erklären
  • Die Produkte des Krebszyklus nennen
  • Die Reaktionen des Krebszyklus in der Zelle lokalisieren
Techniken
Zelluläre Atmung: Die Elektronentransportkette
15
Min
Oberschule
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Zelluläre Atmung: Die Elektronentransportkette

Tauche in das Innere eines Mitochondriums ein, um alles über die Elektronentransportkette (ETK) zu erfahren, und gib die Erkenntnisse an das Basketballteam weiter, damit auch sie etwas lernen können!

Lernziele
  • Die Bewegung der Elektronen durch die mitochondriale Elektronentransportkette beschreiben
  • Die Endprodukte der aeroben Atmung benennen
  • Beschreiben, wo sich die Elektronentransportkette und ihre Teilkomplexe in den Zellen befinden
Techniken
Zelluläre Atmung: Respirometrie
15
Min
Oberschule
Universität

Zelluläre Atmung: Respirometrie

Beobachte, wie wir die Atmung mit einer als Respirometrie bekannten Methode überwachen und besser verstehen können. Lerne die Auswirkungen von Bewegung auf die Atmung kennen, indem du den Glucosespiegel und den Sauerstoffverbrauch anhand eines Modellorganismus beobachten: der Maus.

Lernziele
  • Die Respirometrie in den Kontext der Untersuchung von Stoffwechselprozessen stellen
  • Die Schritte eines beispielhaften respirometrischen Experiments beschreiben
  • Die Atmung mit dem Blutzuckerspiegel und dem Sauerstoffverbrauch in Beziehung setzen
Techniken
  • Respirometrie

Sieht aus, als gäbe es hier nichts...

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