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Phylogenetik - Erstellung von Stammbäumen

Erstellung phylogenetischer Stammbäume aus Protein- und DNA-Sequenz-Mustern verschiedener Fischarten | Jg. 12-13

Beschreibung

Die phylogenetische Klassifikation, die auf den Zoologen WILLI HENNIG zurückgeht, versucht die evolutionäre Entstehungsgeschichte von Lebewesen in Form von Stammbaumrekonstruktionen abzubilden.  Die rasante technische Entwicklung der DNA- Sequenzierung, durch die immer größere Datenmengen  für Sequenzvergleiche zur  Verfügung stehen, hat die Möglichkeiten der molekularen Verwandtschaftsanalyse außerordentlich erweitert und die bisher wenig beachtete  Systematik wieder in den Fokus der Wissenschaft gerückt.

Dies spiegelt sich auch in den curricularen Vorgaben zum Oberstufenunterricht wider, in dem wichtige Grundlagen zur Phylogenetik vermittelt werden sollen. Der Kurstag spricht daher Kompetenzen an, die mit dem niedersächsischen Kerncurriculum Bio QP konform gehen, insbesondere FW 8.1 und 8.2.

Im theoretischen Teil des Kurstages werden die Unterschiede zwischen  Taxonomie und Phylogenetik, die Stammbaumrekonstruktion und deren zugrundeliegenden heuristische Verfahren sowie neueste phylogenetische Erkenntnisse thematisiert. Den praktischen Teil bildet die Stammbaumrekonstruktion aus experimentell selbst ermittelten Proteinmustern  und in Datenbanken hinterlegten DNA-Sequenzen.

Methoden

  • Analyse von Muskel-Proteinen verschiedener Fischarten mit Hilfe der SDS-PAGE
  • Auswertung der gewonnenen Daten mit Hilfe einer Datenmatrix
  • Stammbaumrekonstruktion (Maximum Parsimony)
  • Sequenzsuche in Datenbanken
  • Aligment ähnlicher Sequenzen
  • Stammbaumrekonstruktion (Neighbour Joining) mit Hilfe von Softwaretools

Wünschenswerte Vorkenntnisse

  • Bau von Proteinen
  • Proteinbiosynthese
  • DNA (Aufbau, Sequenzen, Mutationen)
  • Konzept der Biologischen Art
  • Grundlagen der Taxonomie (binominale Nomenklatur, Klassifizierungsebenen)
  • Grundlagen zur Stammesgeschichte
  • Molekularbiologische Methoden (Gelelektrophorese)

Dauer

ca. 8 h (einschl. Mittagspause)

  • Fortbildung

    Unsere Fortbildungskurse für Lehrkräfte an allgemeinbildenden Schulen (Sekundarstufe II) finden ein- bis mehrmals im Jahr statt. mehr
  • Ferienkurse

    In den letzten Tagen der Niedersächsischen Sommerferien oder in den Herbstferien findet ein Ferienkurs statt. mehr
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