Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Didaktische Hürden in der 8. Jahrgangsstufe, Lösungsansätze und Zielsetzung der
Publikation 7
Vorschlag für eine Themenreihenfolge und Überblick zu den Materialien 9
Hinweise zum Aufbau der Publikation 10
Einfache Organisationsstufen von Lebewesen
Leben auf der Erde
Kennzeichen von Lebewesen 11
Reiche der Lebewesen 18
Vielfalt der Lebewesen 21
Aufbau der DNA 28
Von der Bauanleitung zum Merkmal 31
Bakterien
Wo seid ihr?! 36
Salmonellenvergiftung im Altenheim 47
Berauschende Bakterien 52
Entstehung der eukaryotischen Vielfalt
Endosymbiontentheorie 59
Was passiert im Heuaufguss? 67
Susi und Strolch gründen eine Familie 73
Übergang vom Wasser zum Landleben 80
Evolutionstheorie
Evolutionsforschung
Homologie 87
Analogie bei Geiern 91
Evolutionstheorien 97
Evolutionstheorie – Charles Darwin 103
„Duell“ Lamarck versus Darwin 108
Zahnlose Dickhäuter 112
Mäusespiel 117
Selektion am Beispiel des Menschen 122
Ergebnisse der natürlichen Selektion – wer entscheidet, was gut ist? 126

Einblick in die Biodiversität bei wirbellosen Tieren
Insekten
Ordnung ist das halbe Leben 131
Einteilung der Heuschrecken 132
Käferbestimmung 134
Einteilung der Libellen 136
Einheimische Tagfalter 139
Überlebensstrategien bei Käfern 141
Evolution der Insekten 146
Asiatischer Marienkäfer 148
Eine haarige Angelegenheit 151
Kolonie- und Staatenbildung
1 Siedler versus Superorganismus 152

Lehrerinformation Erstellt von Dörthe Jag
Aufbau der DNA
Lehrplanbezüge Bezug zu den Bildungsstandards
8.1
Einfache Organisationsstufen von Lebewesen
Basiskonzept/e:
Information
Vorwissen
der Schüler
Erforderliche
Kompetenzen
der Schüler
Materialien
Fachwissen
Erkenntnisgewinnung ---
Kommunikation
Bewertung ---
Abstraktionsvermögen, Einsatz von Strukturdiagrammen
F 1.5
II
K 1, K 4, K
5, K 10
I, II, III
Erfassen und Abstrahieren eines kompakten Textes und Verfolgen einer Modellvorstellung.
Anfertigen einer Schemazeichnung zur Veranschaulichung von Strukturen. Eigene
Organisation innerhalb einer Gruppe und Koordination einer Gruppe. Anfertigen eines
Strukturdiagramms mit neu erlernten Fachbegriffen
Schülerarbeitsblatt, Lösungsfolie, Material für Wettbewerb (siehe Power Point auf CD),
dreidimensionales DNA-Modell
Zeit Ca. 1 Schulstunde
Ziele des
Bausteins
Geförderte
Standards
Hinweise zur
Umsetzung
Die Schüler erfassen einen kompakten Text über den Aufbau der DNA (Leitermodell), in
welchem sie mit einigen neuen Fachbegriffen konfrontiert werden und deren strukturellen
Zusammenhang abstrahieren. Sie fügen sich in eine Schülergruppe (DNA) als Baustein
der DNA ein und stellen als Gruppe den Aufbau der DNA (Leitermodell) dar. Die Schüler
wandeln den vorherigen Infoext und ihr gegebenenfalls von der Lehrkraft korrigiertes
Gruppenstandbild in eine beschriftete schematische Zeichnung der DNA (Leitermodell)
um. Sie beschreiben anhand eines DNA-Modells die DNA als Doppelhelix und ihre Einteilung
in zwei Einzelstränge. Schließlich fertigen sie ein Strukturdiagramm über den
Aufbau der DNA als Doppelhelix mit den neu erlernten Fachbegriffen an.
Ferner erkennen die Schüler, dass sie sich durch das Anfertigen einer sauberen, beschrifteten
schematischen Zeichnung neu erlernte Fachbegriffe besser merken sowie
biologische Strukturen genauer vorstellen und einprägen können.
Sie erfahren, wie sie sich innerhalb eines Wettbewerbs konstruktiv und sozial verträglich
in eine Schülergruppe einfügen, um möglichst schnell ein festgelegtes Gruppenziel zu
erreichen.
Die Schüler wechseln zwischen Systemebenen (F 1.5). Sie kommunizieren und argumentieren
in verschiedenen Sozialformen (K 1), werten Informationen zu biologischen
Fragestellungen aus (K 4), stellen biologische Systeme sachgerecht, situationsgerecht
und adressatengerecht dar (K 5) und wenden idealtypische Darstellungen, Schemazeichnungen,
Diagramme und Symbolsprache auf komplexe Sachverhalte an (K 10).
AB erster Teil: Infotext über den Aufbau der DNA, Abbildung über die Bauteile der
DNA sowie Bearbeitung der A 1-4: Stillarbeit, Gruppenarbeit, SA, GA. Besprechung im
Plenum.
Veranschaulichen der DNA anhand eines dreidimensionalen DNA-Modells und Beschreiben
als Doppelhelix bestehend aus zwei Einzelsträngen im LS-Gespräch.
AB zweiter Teil: Erstellen eines Strukturdiagramms mit neu erlernten Fachbegriffen.
Anlage/n Schülerarbeitsblatt, Lösungsfolie und Material für Wettbewerb (nur auf CD)
28

Anlage/n
Informationstext (Aufbau der DNA):
Du kannst dir die DNA als Holzleiter vorstellen. Eine
Leiter, bestehend aus zwei seitlichen Holmen und vielen
quer liegenden Sprossen. Die Holme der Leiter bestehen
aus Desoxyribosen (Zucker) und Phosphatgruppen,
die sich abwechselnd aneinander reihen. Die Sprossen
der Leiter bestehen aus den Basen Adenin, Thymin,
Cytosin und Guanin, von denen für eine Sprosse jeweils
zwei miteinander verknüpft sind. Und wie halten die
Sprossen an den Holmen? Jede Base ist mit einer Desoxyribose
verknüpft.
Aufgaben:
Adenin Guanin
Thymin
Phos
phat
gruppe
Cytosin
Desoxy
ribose
Abb.: Bauteile der DNA
1 Lies den Informationstext aufmerksam durch.
Deine Klasse wird nun in zwei Gruppen eingeteilt.
Du erhältst ein Schild, auf welchem ein bestimmter Bauteil der DNA dargestellt ist. Identifiziere
dich mit dem Bauteil, indem du dir das Schild umhängst.
2 Stellt als Gruppe möglichst schnell den Aufbau der DNA (Leitermodell) dar.
Dein Lehrer stoppt die Zeit und kontrolliert Euer Gruppenergebnis. Präge es dir gut ein.
Gib das Schild wieder an deinen Lehrer zurück.
3 Zeichne in deinem Heft eine farbige und beschriftete Skizze mit dem Titel
„Aufbau der DNA (Leitermodell)“. Verwende dazu die oben dargestellten Symbole
und die oben genannten Fachbegriffe.
Du erhältst wieder ein Schild, auf welchem ein bestimmter Bauteil der DNA dargestellt ist. Identifiziere
dich mit dem Bauteil, indem du dir das Schild umhängst.
4 Stellt noch einmal als Gruppe möglichst schnell den Aufbau der DNA nach.
Dein Lehrer stoppt die Zeit und kontrolliert Euer Gruppenergebnis.
Hinweis für Lehrer: An dieser Stelle DNA anhand eines dreidimensionalen DNA-Modells veranschaulichen. Dabei auf die Fachbegriffe Doppelhelix und Einzelstrang eingehen.
Zweiter Teil des AB vorher abtrennen und den Schülern erst nach dem LS-Gespräch austeilen.
Ordne in das Strukturdiagramm folgende biologischen Fachbegriffe:
Adenin, Basen, Cytosin, Desoxyribose, Doppelhelix, Einzelstrang, Guanin, Phosphatgruppe, Thymin
29

Lösung:
Aufbau der DNA (Leitermodell)
P
P
Phosphatgrup-
D
A T
D
P
P
D
C G
D
P
P
D
A
T
D
P
P
Strukturdiagramm: Aufbau der DNA
Doppelhelix
Einzelstrang Einzelstrang
Basen Desoxyribose
Adenin Thymin Cytosin Guanin
30

Lehrerinformation Erstellt von Rainer Dieckmann
Mäusespiel
Lehrplanbezüge Bezug zu den Bildungsstandards
8.3
Evolutionstheorie
Selektion; Variabilität durch Bildung genetisch
verschiedener Nachkommen
Basiskonzept/e
Variabilität und Angepasstheit
Fachwissen
Erkenntnisgewinnung
Kommunikation
Bewertung
F 2.5, F 3.7
I
Vorwissen Die Schüler sollten in der Lage sein, die Überlebenswahrscheinlichkeit eines Lebewe-
der Schüler sens bei sich ändernden Umweltbedingungen vorher zu sagen.
Erforderliche ---
Kompetenzen
der Schüler
Materialien Spielkarten als Schülersatz, Arbeitsblatt im Schülersatz
Zeit 45 min
Die Schüler erfahren auf eine spielerische Art und Weise, dass durch die geschlechtliche
Fortpflanzung die Variabilität in der nachfolgenden Generation erhöht wird und leiten
Ziele des
die Überlebenswahrscheinlichkeit der Nachkommen unter sich ändernden Umweltbe-
Bausteins
dingungen ab. Aus dem Ablauf des Spiels sind sie in der Lage die Schritte des Selektionsprozesses
abzuleiten.
Die Schüler beschreiben und erklären die Angepasstheit ausgewählter Organismen an
Geförderte
die Umwelt (F 2.9).
Standards
Die Schüler erklären die Variabilität von Lebewesen (F 3.7).
Hinweise zur Spielkarten, Spieleanleitung, Arbeitsblatt mit Lösung
Umsetzung
Die Spielkarten müssen als Schülersatz kopiert und im Idealfall laminiert werden. Die
Kartenstapel der jeweiligen Farbe werden gemischt, bevor sie an die Schüler verteilt
Anlage/n werden. Jede Schülergruppe erhält zusätzlich eine Spielanleitung. Die Ereigniskarten
werden ebenfalls zugeschnitten und liegen als Stapel auf dem Lehrerpult.
Das abschließende Arbeitsblatt wird im Schülersatz kopiert.
117
---
---
---

Anlage/n
SPIELKARTEN
Haarlänge: lang
FELLFARBE:
SCHWARZ
HAARLÄNGE:
KURZ
OHRENLÄNGE:
LANG
(gutes Hörvermögen,
hoher Wärmeverlust
über Ohren)
118
Fellfarbe: weiß
Ohrenlänge: kurz
(geringes Hörvermögen,
geringer Wärmeverlust
über Ohren)

SPIELANLEITUNG:
Statte Dich genetisch aus.
Nimm dir von jeder Kartenfarbe zwei beliebige Karten.
Bestimme Dein Aussehen als Maus.
Als Merkmal setzt sich diejenige Informationsvariante durch,
bei der das Adjektiv groß geschrieben ist.
Bildet ein Mäusepaar.
Suche Dir einen Mitspieler.
Bildet spielerisch vier Keimzellen.
Jeder von euch legt alle seine sechs Karten verdeckt auf den Tisch, bildet daraufhin zwei Kartenstapel, wobei
pro Stapel jede Farbe nur einmal vorkommen darf.
Befruchtung.
Vermischt je einen Eurer Stapel mit dem Eures Partners.
Zwei befruchtete Eizellen → zwei Mäusebabys.
Ihr habt zwei Stapel zu je sechs Karten gebildet.
Jeder von Euch übernimmt einen der Stapel.
Bestimmt das Aussehen Eurer Mäusebabys.
Als Merkmal setzt sich diejenige Informationsvariante durch,
bei der das Adjektiv groß geschrieben ist.
Veränderung der Umweltbedingungen.
Der Lehrer zieht eine Ereigniskarte und liest sie vor.
Selektion.
Entscheide, ob dein Mäusebaby das Ereignis überlebt.
Wenn ja, so darfst du dir einen neuen Partner suchen und das Spiel beginnt von vorn.
Wenn nein, schade.
EREIGNISKARTEN
Es beginnt eine Eiszeit und die Temperaturen
beginnen langsam zu fallen.
Die Mäusebussarde vermehren sich explosionsartig.
Die jahreszeitliche Tagesverschiebung führt zu
einer Verkürzung der Tageslänge. Die vorwiegend
dämmerungsaktiven Mäuse gehen
nachts auf Nahrungssuche. In dieser Zeit sind
auch die Uhus aktiv.
Das Nahrungsangebot im Winter wird knapp,
so dass die Mäuse stark um Nahrung konkurrieren.
Schlecht getarnte Mäuse werden die
ersten Opfer von Greifvögeln.
Der Klimawandel schreitet voran und die Temperaturen
steigen. Dadurch kommt es zu einer
zusehenden Versteppung.
Eine neu gebaute Straße durchzieht den Lebensraum
der Mäuse. Es bedarf eines guten
Hörvermögens um neben den Autogeräuschen
die Fressfeinde zu hören.
Ein starker Winter hält Einzug. Es beginnt lange
zu schneien.
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Zusätzliche Aufgaben nach Spielende:
1. Mit dem Spiel habt ihr die Bildung der Keimzellen simuliert. Erläutere mit eigenen Worten, welche
Prozesse bei der Keimzellbildung ablaufen und welchen biologischen Sinn, die geschlechtlichen
Fortpflanzung für Lebewesen hat.
2. Fülle auf der Grundlage des Spielverlaufes die Begriffe in das Schema ein.
___________________________________________________________________
(ÜBER)PRODUKTION VARIABILITÄT(Unterschiedlichkeit im Aussehen)
an Nachkommen
ANGEPASSTHEIT VERERBUNG Informationen/Gene
KONKURRENZ SELEKTION/ „survival of the fittest“
GESCHLECHTLICHE FORTPFLANZUNG Mäuse zu Beginn
120

LÖSUNGEN
Mit dem Spiel habt ihr die Bildung der Keimzellen simuliert. Erläutere mit eigenen Worten, welche Prozesse
bei der Keimzellbildung ablaufen und welchen biologischen Sinn, die geschlechtlichen Fortpflanzung
für Lebewesen hat.
Halbierung des Informationssatzes, Keimzellen erhalten von jedem Gen eine Infovariante, Bildung genetisch
unterschiedlicher Keimzellen
Fülle auf der Grundlage des Spielverlaufes die Begriffe in das Schema ein.
___________________________________________________________________
(ÜBER)PRODUKTION VARIABILITÄT(Unterschiedlichkeit im Aussehen)
an Nachkommen
ANGEPASSTHEIT VERERBUNG Informationen/Gene
KONKURRENZ SELEKTION/ „survival of the fittest“
GESCHLECHTLICHE FORTPFLANZUNG Mäuse zu Beginn
Mäuse zu Beginn
Produktion an Nachkommen
Variabilität
Angepasstheit
Geschlechtliche Fortpflanzung
Konkurrenz
Selektion
Vererbung der Information/Gene
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