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LAB RULES - Dua Lipa "New Rules" Parody | SCIENCE SONGS

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einige infos kommen aus diesem tollen padlet

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Diffusion und Osmose sind fundamental wichtige Prozess die das auf Zellen basierende Leben erst ermöglichen. In diesem Tafelbild werden dir die Prozesse gezeigt und die Konsequenzen für die Zellen erklärt.

Diffusion

Als Diffusion wird der Prozess der gleichmässigen Verteilung eines Stoffes in einer Flüssigkeit von einem Ort der höheren Konzentration zu einem Ort der tieferen Konzentration verstanden. Diffusion findet statt, weil sich im flüssigen und gasförmigen Aggregatzustand alle Teilchen in Bewegung befinden und sich gegenseitig abstossen. Diese Bewegung wird als Brown'sche Molekularbewegung bezeichnet. Dank dieser Bewegung verteilen sich nach einer gewissen Zeit Teilchen, die an einem Ort konzentriert vorkommen, über das ganze zur Verfügung stehende Volumen gleichmässig.

Osmose

Die Osmose findet an einer semipermeablen Membran statt, also an einer Membran, die gewisse Stoffe wie etwa H2O (Wasser) durchlässt, während andere Stoffe wie beispielsweise NaCl (Kochsalz) zurückgehalten werden. Ein gutes Beispiel für eine solche semipermeable Membran ist die Zellmembran, die eine Zelle umgibt. Bei der Osmose wird wie bei der Diffusion ein Konzentrationsausgleich angestrebt. Da NaCl jedoch nicht über die semipermeable Membran hinweg diffundieren kann, besteht die einzige Möglichkeit darin, dass das Wasser vom Ort der niederen Konzentration zum Ort der höheren Knonzentration diffundiert und so ein Konzentrationsausgleich angestrebt wird. Der durch die unterschiedliche Wasserstandshöhe entstehende Druck, wird "osmotischer Druck" genannt.

Konsequenzen für die Zellen

Diffusion und Osmose stellen wichtige Grundlagen für das Funktionieren von Lebewesen dar, da die gleichmässige Verteilung von Stoffen in einer wässrigen Lösung wie etwa dem Cytoplasma fundamental wichtig für das Funktionieren einer Zelle ist. Wenn nun jedoch einzelne Zellen unterschiedlichen Bedingungen in Bezug auf die Stoffkonzentrationen (NaCl) ausserhalb der Zelle ausgesetzt werden, führt dies zu Ein- oder Ausstrom von Wasser.

Wenn eine Zelle einem hypertonen Medium, also einem Medium mit einer höheren NaCl-Konzentration als die Zelle selbst ausgesetzt wird, findet eine Plasmolyse statt. Dabei verliert die Zelle durch Osmose Wasser und wird kleiner. Wenn eine Zelle einem hypotonen Medium, also einem Medium mit einer tieferen NaCl-Konzentration als die Zelle selbst ausgesetzt wird, findet eine Deplasmolyse statt. Dabei diffundiert Wasser im Zuge der Osmose in die Zelle hinein, was zu einem anschwellen der Zelle führt. Unter isotonischen Bedingungen, also wenn die Konzentration in der Zelle und ausserhalb der Zelle gleich sind, diffundiert das Wasser gleichermassen in die Zelle hinein wie auch hinaus, weshalb die Zellgrösse konstant bleibt.

Die in diesem Tafelbild beschriebenen Eigenschaften der Zellmembran als passive semipermeable Membran sind stark vereinfachend. Neben der blosen passiven Diffusion durch die Membran gibt es abhängig von den zu transportierenden Teilchen auch aktive Formen des Transports, welche durch Membranproteine unterstützt werden und insbesondere für die Versorgung der Zelle mit energiereichen Verbindungen oder die Entsorgung der Abfallstoffe der Zelle wichtig sind.

Voet et al.; Grundlagen der Biochemie

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Diffusion und Osmose sind fundamental wichtige Prozess die das auf Zellen basierende Leben erst ermöglichen. In diesem Tafelbild werden dir die Prozesse gezeigt und die Konsequenzen für die Zellen erklärt. Diffusion Als Diffusion wird der Prozess der gleichmässigen Verteilung eines Stoffes in einer Flüssigkeit von einem Ort der höheren Konzentration zu einem Ort der tieferen Konzentration verstanden.

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Leitfrage:
Hauptintention:
Kompetenz:
Basiskonzept:
Lernprodukt:
lerprozessanregende Aufgabenstellung:

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Pubertät - Warum sind Teenager so seltsam? 

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Pubertät - Warum sind Teenager so seltsam? 

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Quelle:

https://www.ardmediathek.de/video/quarks/warum-sind-teenager-so-seltsam/wdr/Y3JpZDovL3dkci5kZS9CZWl0cmFnLTliMWIxODQ0LWJiOGItNGE3Yy1hYzY2LWRlZGI3YTZhNDNkZg/ (letzter Zugriff: 09.01.22)

Verwendung:  Einstieg
Klassenstufen:  SEK I

Ideen für den Einsatz: Veränderungen in der Pubertät, Hormone in der Pubertät

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Warum sind Teenager so seltsam?

Bei Teenagern verändert sich ab einem bestimmten Zeitpunkt plötzlich ihr Aussehen - und ihr Verhalten. Denn während der Pubertät wird der Körper mit Hormonen geflutet. Auch im Gehirn kommt es zu Veränderungen. Autor/-in: Ingo Knopf

Bild: wdr

bis 04.09.2023 ∙ 19:00 Uhr

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Warum sind Teenager so seltsam? | Video | Bei Teenagern verändert sich ab einem bestimmten Zeitpunkt plötzlich ihr Aussehen - und ihr Verhalten. Denn während der Pubertät wird der Körper mit Hormonen geflutet. Auch im Gehirn kommt es zu Veränderungen. Autor/-in: Ingo Knopf

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Quelle: https://www.yumpu.com/de/document/read/8649777/kochsalz-fall-fall-des-monats-humboldt-universitat-zu-berlin

Verwendung: Einstieg (Problematisierung)
Klassenstufen: SEK II

Ideen für den Einsatz: Osmose und Diffusion - z.B. Anwendungsaufgabe

weitere Infos: https://www.n-tv.de/panorama/Bewaehrung-fuer-Stiefmutter-article175246.html
https://www.stern.de/panorama/stern-crime/prozessende-urteil-im-salz-mordfall-3298220.html

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Kochsalz-Fall - Fall des Monats - Humboldt-Universität zu Berlin

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Kochsalz-Fall - Fall des Monats - Humboldt-Universität zu Lies mehr über Monats, Berlin und Famos.rewi.hu-berlin.de.

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Visuelles Biologie-Buch für Schüler*innen
Ein spannender Einstieg in die faszinierende Welt der Lebewesen und Pflanzen! Dieses Wissensbuch für Schüler*innen ab 12 Jahren beantwortet klar und verständlich die wichtigsten biologischen Fragen: Wie funktioniert unser Lymphsystem? Was versteht man unter Abundanz? Warum verändern sich Ökosysteme? Anschauliche Doppelseiten führen mit klaren Grafiken und Erläuterungen durch zentrale Themen der Biologie - von pflanzlichen und tierischen Zellen über Hormone, Genetik bis zur Ökologie.

Umfangreiches Biologie-Wissen für Schüler*innen in einem Buch
Naturwissenschaften für Schüler*innen so simpel und lebendig wie nie! Die DK-Reihe "Visuelles Wissen" unterstützt Schüler*innen mit ansprechenden Illustrationen und kompakten Erklärungen beim einfachen und schnellen Verständnis wissenschaftlicher Sachverhalte. Dieses Biologie-Buch ist der perfekte Begleiter für den Schulunterricht, die Hausaufgaben oder für die Prüfungsvorbereitung.

* Biologie einfach visualisiert: Was ist Homöostase? Wie ist unsere DNA aufgebaut? Wodurch entsteht saurer Regen? Prägnante Erläuterungen und grafische Darstellungen beleuchten selbst komplexe wissenschaftliche Sachverhalte gut verständlich.
* Alle wichtigen Themen und Abläufe der Biologie: Anschauliche Doppelseiten erwecken die Wissenschaft zum Leben und erleichtern Schüler*innen den Einstieg in die Materie - von der Definition von Leben über das Nervensystem und die Evolution bis zur Gesundheit und den Einfluss des Menschen auf die Umwelt.
* Idealer Lernbegleiter: Didaktisch geprüft und an die Terminologie in deutschen Schulen angepasst eignet sich dieses tolle Wissensbuch optimal zum Selbstlernen für Schüler*innen der Sek II.

Die perfekte visuelle Begleitung für den Biologie-Schulunterricht! Dieses umfassende Biologie-Buch macht Wissenschaft für Schüler*innen lebendig und erleichtert ihnen den Zugang.

ISBN 978-3-8310-4290-6
Juli 2021
288 Seiten, 193 x 232 mm, Einband - flex.(Paperback)
Über 500 farbige Fotos und Illustrationen
ab 12 Jahre

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Visuelles Biologie-Buch für Schüler*innen Ein spannender Einstieg in die faszinierende Welt der Lebewesen und Pflanzen! Dieses Wissensbuch für Schüler*innen ab 12 Jahren beantwortet klar und verständlich die wichtigsten biologischen Fragen: Wie funktioniert unser Lymphsystem? Was versteht man unter Abundanz? Warum verändern sich Ökosysteme?

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Leitfrage: Wie ist eine Zelle aufgebaut?
Hauptintention:
Kompetenz: Erkenntnisgewinnung
Basiskonzept: Struktur und Funktion
Lernprodukt: Modell einer Zelle
lerprozessanregende Aufgabenstellung: Problem

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Um sich die Strukturmerkmale von Zellen und Zellorganellen besser vorstellen zu können, bot die Biologielehrerin Frau Rasch-Vogl den Schülerinnen und Schülern ihres Biologiekurses an,

von diesen mikroskopisch kleinen Strukturen vergrößerte zwei- und dreidimensionale Modelle anzufertigen. Fast alle Teilnehmer des Kurses beteiligten sich zusammen mit Partnern hoch motiviert und sehr eifrig an dieser Herausforderung.

Nach der Erstellung der Modelle wurden die einzelnen Teams von ihrer Mitschülerin Christina Ebner unter verschiedenen Gesichtspunkten zu dieser besonderen Aufgabe, ein Modell zu bauen, befragt:

1. Welchen Zweck habt Ihr mit Eurem Modell verfolgt?

Anschauliche Gestaltung des Zellorganells / Unterrichtsstoffes (auch für nachfolgende Klassen)

Bessere Vorstellung (dreidimensional)

Herausheben einzelner Bestandteile

2. Welche Grenzen weist Euer Modell auf? In welchen Punkten weicht es von der Realität ab? (Modellkritik)

Keine detailgetreue Darstellung möglich → bestimmte Details lassen sich in einem Modell nicht verwirklichen

Modelle entsprechen nur der eigenen Vorstellung / Interpretation, da man die Zellorganellen nur selbst von anderen Modellen und Darstellungen kennt und nie selbst gesehen hat.

3. Für welches Material habt Ihr Euch entschieden und warum? Gab es Probleme mit dem Material? (Materialeigenschaften)

Styropor

Vorteile: 1) Leichte Bearbeitung möglich (Herausschneiden / Ausstechen) 2) Bei Zellkern: Form bereits vorhanden (Kugel) 3) Lässt sich gut bemalen

Nachteile: 1) Styroporkügelchen sind überall im Raum verteilt 2) Keine glatte Oberfläche möglich 3) Großer Zeitaufwand

Bauschaum

Vorteile: 1) Trocknet schnell 2) Lässt sich leicht bearbeiten (schneiden) und anmalen

Nachteile: Bildung von Luftblasen à Löcher im Modell

Darstellung von Zelldetails aus Alltagsgegenständen, wie z.B. Stoff, Fäden, Kugeln usw., die in Form und Struktur dem darzustellenden Bestandteil ähnlich sind

Papier

4. Welche Anforderungen hattet Ihr an Euer Modell?

Gute Veranschaulichung

Möglichst nah an der Realität, dem Original ähnlich > Details nicht immer möglich

Groß genug, damit Modell auch „begreifbar" ist

5. Was ist Eure persönliche Meinung zum Einsatz von Modellen im Unterricht?

Sehr gute Idee, da besserer Einblick in das Zellorganell z.B. Struktur und Funktion

Besseres Verständnis und Vorstellung möglich

Sehr interessant

6. Was nehmt Ihr aus der Modellarbeit mit? Hat es Euch etwas gebracht?

Neue Erfahrung

Gelernt, wie viel Arbeit es macht, ein Modell zu erstellen und wie viel Zeit man dafür investieren muss

Sehr aufwendig → lohnt sich letztendlich aber

Man lernt mehr über den Stoff

Die erstellten Modelle wurden in einem der Schaukästen im Biologiebereich des Ludwigsgymnasiums ausgestellt, wodurch auch andere Schüler die Möglichkeit haben, ihre eigenen Vorstellungen vom Aufbau der Strukturen einer Zelle oder von Zellorganellen zu überprüfen und fehlerhafte Vorstellungen zu korrigieren.

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Um sich die Strukturmerkmale von Zellen und Zellorganellen besser vorstellen zu können, bot die Biologielehrerin Frau Rasch-Vogl den Schülerinnen und Schülern ihres Biologiekurses an, von diesen mikroskopisch kleinen Strukturen vergrößerte zwei- und dreidimensionale Modelle anzufertigen. Fast alle Teilnehmer des Kurses beteiligten sich zusammen mit Partnern hoch motiviert und sehr eifrig an dieser Herausforderung.

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leitfrage: (warum) ist die zelle wie eine fabrik?
hauptintention:
kompetenz: fachkompetenz, kommunikation
basiskonzept: struktur und funktion
lernprodukt: mosaik-vortrag
lerprozessanregende aufgabenstellung: problem

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Zellen sind komplexe Strukturen, die für die Existenz mehrzelliger Organismen unerlässlich sind. Die Organelle einer Zelle haben verschiedene Funktionen, welche in diesem Tafelbild in vereinfachender Art und Weise zusammengefasst werden.

In der Beschreibung dieses Tafelbildes wird ein stark vereinfachter Überblick über die Aufgaben der einzelnen Organelle einer tierischen eukaryotischen Zelle gegeben. Genauere Aspekte zu den Funktionen der jeweiligen Organelle findest du bei den dazugehörenden verlinkten Tafelbildern. Die Zellorganelle und Bestandteile werden im Uhrzeigersinn beginnend beim Zellkern beschrieben.

Cytoplasma, Zellplasma oder Cytosol (weiss)

Das Cytoplasma, also die Flüssigkeit, in der die Zellorganelle sitzen, macht etwas mehr als die Hälfte des Volumens einer durchschnittlichen Zelle aus. Hier werden Proteine auf und abgebaut, daneben findet ebenfalls ein grosser Teil der zellulären Stoffwechselprozesse im Cytoplasma statt. Dazu gehören die ersten Schritte des Energiestoffwechsels genauso wie der Um- und Aufbau verschiedenster Moleküle.

Zellkern oder Nucleus (violett)

Der Zellkern ist der Speicherort der Erbinformation in Form der DNA. Daneben werden hier auch die unterschiedlichen Formen der RNA synthetisiert. Der Nucleolus (Kernkörperchen) befindet sich ebenfalls im Zellkern und gilt als Ort der rRNA Synthese. Die Membran des Zellkerns ist dank grosser Kernporen durchlässig für Makromoleküle, wodurch die RNA-Typen leicht ins Cytoplasma gelangen können.

Endoplasmatisches Retikulum (ER) (grün)

Etwa die Hälfte der gesamten Membranfläche einer Zelle umschliesst die Kompartimente des endoplasmatischen Retikulums. Die Membran des rauen endoplasmatischen Retikulums (rER) ist mit Ribosomen besetzt, die Proteine ins Innere des rER oder direkt in die Membran synthetisiert. Anschliessend werden diese entweder exportiert, in eine Membran eingebaut oder in ein membranumhülltes Organell transportiert.

Das glatte endoplasmatische Retikulum ist der Bildungsort der Lipide die für den Membranaufbau gebraucht werden.

Golgiapparat oder Dictiosom & Vesikel (gelb)

Der Golgiapparat dessen Kompartimente oft gestapelt erscheinen, bekommt die Proteine und Lipide vom ER und fungiert als Lager und Verteilzentrum in der Zelle. Für den Empfang und Versand der Proteine werden kleine membranumhüllte Kompartimente, die als Vesikel bezeichnet werden, verwendet. Da diese aus den gleichen Bestandteile wie die Zellmembran bestehen, können sie mit dieser fusionieren und so ihren Inhalt aus der Zelle oder in ein von einer Membran umhülltes Organell abgeben.

Lysosom & Peroxisomen (orange)

Das Lysosomen funktioniert als Verdauungsapparat der Zelle. Dank der darin enthaltenen Verdauungsenzyme können darin defekte Moleküle und sogar ganze Organellbestandteile verdaut und somit recycelt werden. Auch von aussen durch Endocytose aufgenommene Bestandteile können hier verdaut werden. Neben dem Lysosome gibt es auch Peroxisome, welche zur Durchführung oxidativer Reaktionen dienen und den Lysosomen äusserst ähnlich sehen. Lysosome und Peroxisome kommen entgegen vielen anders lautenden Aussagen im Internet sowohl in tierischen als auch in pflanzlichen Zellen vor. (1)

Ribosome (hellblau)

Der Prozess der Proteinbiosynthese findet am Ribosom statt. Ribosome sitzen entweder auf der Membran des rER oder kommen frei im Cytoplasma vor. Dieser komplexe Prozess findet mithilfe der ribosomalen RNA (rRNA) und mehr als 50 Proteinen statt und wird auf anderen Tafelbildern detailliert erklärt.

Mitochondrien (rot)

Mitochondrien kommen je nach Zelltyp in grosser Anzahl vor und können einen substanziellen Anteil des Zellvolumens einnehmen. Im Gegensatz zum Cytoplasma findet hier der aerobe (sauerstoffabhängige) Teil des Energiestoffwechsels statt, wobei 15-mal mehr Energie umgesetzt werden kann. Dabei wird die Energie in Form der energiereichen Verbindung ATP (Adenosintriphosphat) aus den Mitochondrien exportiert. ATP kann nun überall dort in der Zelle zu ADP umgesetzt werden, wo Energie benötigt wird.

Membran, Biomembran oder Zellmembran (schwarz)

Membranen kommen bei den meisten Organellen zur Abgrenzung von Kompartimenten vor und bestehen aus Phospholipiden und darin sitzenden Proteinen. Dank der Anordnung der Phospholipide in Form einer Lipiddoppelschicht können Membranen zwei wässrige Bereiche voneinander trennen. Phospholipide bestehen aus einem hydrophilen Köpfchen und hydrophoben Schwänzen, wodurch sie für die meisten Moleküle nicht durchlässig und somit semipermeabel sind. Damit haben Membranen eine wichtige Funktion in der Regulation von Konzentrationen verschiedener Stoffe in der Zelle und ihren Kompartimenten.

Andere Eukaryoten

Neben den hier beschriebenen Organellen verfügen andere eukaryotische Zellen, wie etwa Pflanzenzellen, über weitere spezialisierte Organelle, die hier der Vollständigkeitshalber ebenfalls kurz erwähnt werden:

- Chloroplasten: Ort der Photosynthese.

- Vakuole: Speicherorganell, sowie für den Wasserdruck verantwortlich.

- Zellwand: Starre Abgrenzung zwischen den Zellen, die zur Stabilität der Pflanzen beiträgt.

- B. Alberts et. all; Molecular Biology of the Cell, 5th Edition

(1) British Society of Cell Biology; https://bscb.org/learning-resources/softcell-e-learning/lysosome/

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Zellen sind komplexe Strukturen, die für die Existenz mehrzelliger Organismen unerlässlich sind. Die Organelle einer Zelle haben verschiedene Funktionen, welche in diesem Tafelbild in vereinfachender Art und Weise zusammengefasst werden. In der Beschreibung dieses Tafelbildes wird ein stark vereinfachter Überblick über die Aufgaben der einzelnen Organelle einer tierischen eukaryotischen Zelle gegeben.

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Leitfrage: Wie wurden aus Einzellern Vielzeller?
Hauptintention:
Kompetenz:
Basiskonzept: Varbiabilität und Angepasstheit//Geschichte und Verwandtschaft
Lernprodukt: Mystery? Zeitstrahl?
Lerprozessanregende Aufgabenstellung: Problem

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Entwicklung von Einzeller zu Vielzellern: einfach erklärt - Biologie | Duden Learnattack

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Quelle: https://www.instagram.com/p/CYhZhAbvQTw/?utm_source=ig_web_copy_link
(letzter Zugriff: 09.01.21)

Verwendung:   Einstieg
Klassenstufen: SEKI/II

Ideen für den Einsatz: Was ist Evolution?; Kreationismus vs. Evolution

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Quelle: https://www.tagesspiegel.de/wissen/mensch-beeinflusst-evolution-der-dickhaeuter-immer-mehr-elefanten-werden-ohne-stosszaehne-geboren/27727402.html

Verwendung: Einstieg (Problematisierung) oder Anwendung
Klassenstufen: SEK II

Ideen für den Einsatz:  Evolutionsfaktor Selektion (Mutation)

weitere Infos: https://www.wissenschaft.de/erde-umwelt/stosszahnlos-evolution-durch-wilderei/
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe7389

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Mutation und Selektion sind die Triebfedern der Evolution. Am - traurigen - Beispiel Afrikanischer Elefanten in Mosambik lässt sich dieses, von Charles Darwin einst erkannte Phänomen, aktuell erneut beobachten. Schon immer gab es in der Population der dort lebenden Dickhäuter einige, die aufgrund einer Genmutation von Geburt an keine Stoßzähne hatten.

In einer Welt ohne Wilderei ist das eher ein Überlebensnachteil. Die Zähne dienen den Tieren zur Verteidigung ebenso wie als Werkzeug. Und Männchen, die die Mutation erben, sterben bereits als Embryos ab, sodass nur zahnlose Weibchen geboren werden.

Doch der Selektionsfaktor Mensch veränderte den Nachteil in einen Überlebensvorteil: Den blutigen Bürgerkrieg in Mozambik in den Jahren 1977 bis 1992 finanzierten die gegnerischen Lager mit Wilderei und Elfenbeinverkauf.
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Der Selektionsdruck auf Elefanten mit Stoßzähnen war so groß, dass sich die Zahl der Dickhäuter im Gorongosa-Nationalpark massiv verringerte. Verschont wurden nur die zahnlosen Weibchen, sodass nach dem Krieg die Hälfte der weiblichen Tiere keine Stoßzähne mehr hatte. Das berichtet ein Forschungsteam um Shane Campbell-Staton von der Universität Princeton in New Jersey im Fachblatt „Science".

Keine Stoßzähne zu haben erhöht die Überlebenschancen

„Wir beobachten auch in der Serengeti schon länger, dass häufiger als früher Elefanten mit kleineren oder gar keinen Stoßzähnen durch die Savanne laufen", erzählt Dennis Rentsch, der 15 Jahre lang für die Zoologische Gesellschaft Frankfurt (ZGF) in Tansania arbeitete und seit Anfang 2021 stellvertretender Afrika-Leiter der ZGF in Frankfurt ist. „Elefanten mit großen Stoßzähnen leben heutzutage vor allem in den am besten geschützten Gebieten".

Bisher aber fehlten umfangreiche harte Daten und Hintergründe für einen Zusammenhang zwischen Wilderei und den Elefanten ohne Stoßzähne, sagt ZGF-Geschäftsführer Christof Schenck. Diese habe jetzt das US-Team geliefert. Lebten vor dem Bürgerkrieg 1972 im Gorongosa-Nationalpark noch 2542 Elefanten, war nach dem Abflauen der kriegsbedingten Wilderei mit 242 Tieren nicht einmal ein Zehntel dieses Bestandes übrig. Gleichzeitig verdreifachte sich der Anteil der Elefantenkühe ohne Stoßzähne von 18,5 Prozent auf 50,9 Prozent.

Da Elefanten ohne Elfenbein für die Wilderer nicht interessant waren, lag ihre Überlebenswahrscheinlichkeit im Bürgerkrieg rund fünfmal höher als bei ihren Artgenossen mit Stoßzähnen, ermittelten Campbell-Staton und sein Team. „Damit hatte sich eine wichtige Grundlage für die Evolution der Elefanten geändert", sagt Schenck.

Der mutationsbedingte Überlebensnachteil der Stoßzahnlosigkeit wurde vom massiven Überlebensvorteil in einer von Wilderei geprägten Umwelt aufgewogen - obwohl die Stoßzähne durchaus ein wichtiges Werkzeug für die Tiere sind: So graben sie damit etwa Löcher, um an Grundwasser heranzukommen, erzählt Rentsch, und schälen in Mangelzeiten die Rinde von Baobab-Bäumen ab oder holen nahrhafte Blätter und Zweige herunter, um an Nahrung zu kommen. Auch für Kämpfe gegen konkurrierende Artgenossen brauchen Elefanten-Bullen Stoßzähne.

Doch durch die Wilderei wurden all diese Eigenschaften, die die Tiere über Jahrmillionen entwickelt hatten, bedeutungslos vor dem Hintergrund des puren Überlebens. Plötzlich hatten die Mutanten, die Minderheit der Elefanten ohne Stoßzähne, einen Vorteil und ihr Anteil an der Gesamtpopulation stieg.

Ein Stück vom X-Chromosom fehlt

Eine zentrale Rolle spielen dabei offenbar die Gene AMELX und MEP1a, hat Campbell-Statons Team durch aufwendige Erbgutanalysen herausbekommen. Beide Gene steuern bei Säugetieren die Entwicklung von Zähnen. Während sich MEP1a auf dem Elefanten-Chromosom 1 befindet, liegt AMELX auf dem X-Chromosom, von dem weibliche Säugetiere normalerweise zwei besitzen, während männliche Säugetiere nur ein X-Chromosom haben, das von einem Y-Chromosom ergänzt wird - ganz wie beim Menschen.

Bei dem gibt es ein Krankheitsbild verkleinerter und wegen schlecht entwickeltem Schmelz kariöser Zähne, das dadurch ausgelöst wird, dass bei den betroffenen Frauen eben jener Abschnitt des X-Chromosoms fehlt, in dem das AMELX-Gen liegt. Da sich in dem fehlenden Abschnitt auf dem X-Chromosom auch noch andere, lebenswichtige Gene befinden, sterben männliche Embryonen, denen anders als den weiblichen ein zweites intaktes X-Chromosom mit diesen lebenswichtigen Genen fehlt, schon während der Embryonalentwicklung. Sie können den Genverlust nicht ausgleichen. Das ist wahrscheinlich auch bei Elefanten so und könnte erklären, weshalb nur Elefantenkühe, aber keine Bullen ohne Stoßzähne beobachtet werden.

Auch Fische werden kleiner und Dickhornschafe schrumpfen die Hörner

Die Studie bestätigt, was Naturschützer beobachten: Wilderei und andere menschliche Einflüsse dezimieren Arten nicht nur, sondern verändern auch deren Evolution - mitunter in atemberaubender Geschwindigkeit.

Und nicht nur bei Elefanten. So sind etwa Fisch-Arten, die stark befischt werden, in den vergangenen Jahrzehnten kleiner geworden, hat der Biologe Robert Arlinghaus vom Berliner Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei beobachtet: Kleine Fische entkommen eher durch die Maschen der Fischernetze als größere. Auch bei stark bejagten Dickhornschafen in Kanada haben Forscher der Universität Victoria ein allmähliches Schrumpfen der Hörner beobachtet, wie sie bei „Science" schreiben.

„Solche von uns Menschen in wenigen Jahren ausgelösten Evolutionsschritte rückgängig zu machen, kann viele Jahrzehnte oder Jahrhunderte dauern", sagt Christof Schenck, „oder aber der Ausgangszustand kann nie wieder erreicht werden." Darauf zu hoffen, dass sich bedrohte Arten mit „rettenden" Mutationen selbst vor dem Aussterben bewahren könnten, wäre indes verfehlt. Bei Nashörnern etwa, die auch stark von Wilderei bedroht sind, sind keine hornlosen, Wilderer abschreckenden Mutanten bekannt.

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Immer mehr Elefanten werden ohne Stoßzähne geboren

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Mutation und Selektion sind die Triebfedern der Evolution. Am - traurigen - Beispiel Afrikanischer Elefanten in Mosambik lässt sich dieses, von Charles Darwin einst erkannte Phänomen, aktuell erneut beobachten. Schon immer gab es in der Population der dort lebenden Dickhäuter einige, die aufgrund einer Genmutation von Geburt an keine Stoßzähne hatten.

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Dieses Spiel ermöglicht die Beobachtung der Anpassung durch natürliche Selektion und Vererbung. Die Spielenden agieren als Beutegreifer und lesen aus. Selektiert wird nach den Farbeigenschaften der Käfer. Einfach mal ausprobieren... 😊

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So wird gespielt

Klick mit der Maus oder am Tablet mit dem Finger möglichst rasch auf möglichst viele bunte Käfer. Nach 30 Sekunden oder wenn nur noch 12 Käfer übrig sind, vermehren sich die überlebenden Käfer bis insgesamt wieder 60 Käfer da sind. Die Jungen haben übrigens nur einen Elternteil und von dem erben sie ihre Farbe.

Nach drei Generationen ist das Spiel zu Ende und es wird dir angezeigt, welche Käfer in jeder Generation überlebt haben.

Was lernen wir daraus?

Bei diesem Spiel kannst du beobachten, wie Anpassung durch natürliche Auslese (Selektion) und Vererbung vor sich geht. Dabei bist du oder vor allem deine Augen für die Auslese zuständig. Vererbt werden dann immer die Eigenschaften der Überlebenden, also ihre Farbe.

Du hast vielleicht schon mal "Survival of the Fittest" gehört, was gerne falsch als das Überleben des Stärksten übersetzt wird. Beim Überleben geht aber weniger um Stärke, sondern um die bestmögliche Anpassung. So haben die roten Käfer auf den roten Erdbeeren bessere Überlebenschancen als die gelben, obwohl sie kein bisschen stärker sind.

Beim Überleben spielt natürlich auch Glück eine Rolle. Ein roter, auf reifen Erdbeeren fast unsichtbarer Käfer wird sofort entdeckt, wenn er unglücklicherweise auf einem grünen Erdbeerblättchen sitzt.

Durch die immer bessere Tarnung wird es für dich Insektenfresser von Generation zu Generation schwieriger satt zu werden. Die Anpassung der Beutetiere wirkt sich also auch auf die Räuber aus: Räuber mit schärferen Augen kriegen mehr ab, überleben eher und können dadurch auch mehr scharfäugigen Nachwuchs erzeugen.

Für alle, die es genau wissen wollen ...

Vor einem markanten Hintergrundbild erscheint eine Anfangspopulation von Käfern in zehn Farben; von jeder Farbe gibt es gleich viele Käfer. Der Spieler hat eine gewisse Zeit um Käfer durch Anklicken zu "fressen". Danach reproduzieren sich die verbliebenen Käfertypen proportional ihrer Häufigkeit bis zur Anfangspopulationsstärke. Die Reproduktion erfolgt asexuell und mit identen Nachkommen. Die Eltern werden eliminiert und ihre Nachkommen verteilen sich wieder zufällig auf dem gleichen Hintergrundbild.

Nach drei Generationen ist das Spiel zu Ende. In der Auswertung werden die Abundanzen in jeder Generation in Form der Käfergrößen veranschaulicht.

Neue Spiele, auch über die Neustart-Taste, starten mit einem anderen Hintergrundbild. Momentan wechseln sich vier Hintergrundbilder ab.

Dieses Programm führt vor Augen, dass es beim Schlagwort "Survival of the Fittest" weniger um Kraft und Stärke geht, sondern darum, wie gut ein Lebewesen an seine Umwelt angepasst ist. Oft zeigt sich auch, dass Glück eine Rolle spielen kann. Gerade bei so kleinen Populationen ist auch die bestangepasste Varietät mit etwas Pech rasch ausgelöscht, wenn die Individuen zufällig gerade am falschen Platz sind (Schlagwort: Gendrift).

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Klick mit der Maus oder am Tablet mit dem Finger möglichst rasch auf möglichst viele bunte Käfer. Nach 30 Sekunden oder wenn nur noch 12 Käfer übrig sind, vermehren sich die überlebenden Käfer bis insgesamt wieder 60 Käfer da sind. Die Jungen haben übrigens nur einen Elternteil und von dem erben sie ihre Farbe.

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Bei einer Aufgabe mit Gummibärchen wurden reinrassig orangene Gummibärchen miteinander gekreuzt und dabei kamen auch orangene raus. Rätselhaft war aber, dass auch rote und gelbe Gummibärchen rauskamen, jedoch keine reinrassigen orangenen.

Liegt das daran, weil orange die Farbe rot und teilweise gelb enthält, weil daraus ja orange wird? Oder woran liegt das ?

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Bei einer Aufgabe mit Gummibärchen wurden reinrassig orangene Gummibärchen miteinander gekreuzt und dabei kamen auch orangene raus. Rätselhaft war aber, dass auch rote und gelbe Gummibärchen rauskamen, jedoch keine reinrassigen orangenen. Liegt das daran, weil orange die Farbe rot und teilweise gelb enthält, weil daraus ja orange wird?

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https://www.ipnoze.com/wordpress/wp-content/uploads/2017/03/france-1950-rene-maltete-01.jpg

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Quelle: https://www.instagram.com/p/B4hmI-PoT5y/?utm_source=ig_web_button_share_sheet
(letzter Zugriff: 08.01.21)

Verwendung: Einstieg (Bildimpuls mit Text des Beitrags)
Klassenstufen: SEK I

Ideen für den Einsatz: Schwangerschaft, ungewollt Schwanger, Diskussion Schwangerschaftsabbruch?

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Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=p6ybJjrRmvs (letzter Zugriff: 09.01.22)

Verwendung:  Einstieg
Klassenstufen:  SEK I

Ideen für den Einsatz: Verlauf einer Schwangerschaft, Entwicklung des Babys im Mutterleib

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40 weeks of pregnancy timelapse // 40 Wochen Schwangerschaft Zeitraffer

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Quelle: https://m.faz.net/aktuell/rhein-main/ironman-frankfurt-hobby-triathlet-gestorben-13690525.amp.html

Verwendung: Einstieg (Problematisierung)
Klassenstufen: SEK II

Ideen für den Einsatz: Osmose und Diffusion - z.B. Anwendungsaufgabe

weitere Infos: https://www.daserste.de/information/wissen-kultur/w-wie-wissen/sendung/2008/wasservergiftung-102.html#:~:text=Zu%20viel%20Wasser%20ist%20gef%C3%A4hrlich,Haushalt%20und%20%C3%BCberfordert%20den%20K%C3%B6rper.

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Ein Amateur-Sportler ist wenige Tage nach dem Ironman-Rennen in Frankfurt gestorben. Er war kurz nach dem Zieleinlauf zusammengebrochen und erlag nun einem Hirnödem.

Nachdem die Ärzte den Angehörigen bereits jegliche Überlebenshoffnungen genommen hatten, ist der Tod des Hobby-Sportlers nun traurige Gewissheit. Der Anfang 30-Jährige starb am Mittwoch Vormittag. Das bestätigte Professor Leo Latasch, Ärztlicher Rettungsdienstleister beim Gesundheitsamt Frankfurt. Kurz nach dem Zieleinlauf beim Ironman war der Mann zusammengebrochen.

Als Todesursache nannte Latasch ein Hirnödem. Der Hobby-Sportler trank zu viel Leitungswasser. Dadurch wurde sein Natrium-Wert im Blut massiv verdünnt, was er durch Salz-Aufnahme hätte ausgleichen können. Entsprechende Salzlutscher gab es an den Verpflegungsständen. „Ich bin wirklich fassungslos, wie sich ein Sportler ein Jahr lang auf einen Ironman vorbereitet, aber es dann versäumt, genügend Salz zu sich zu nehmen und dazu Leitungswasser zu trinken", sagte Latasch.

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Ironman Frankfurt: Hobby-Triathlet gestorben - Rhein-Main - FAZ

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Ein Amateur-Sportler ist wenige Tage nach dem Ironman-Rennen in Frankfurt gestorben. Er war kurz nach dem Zieleinlauf zusammengebrochen und erlag nun einem Hirnödem. Nachdem die Ärzte den Angehörigen bereits jegliche Überlebenshoffnungen genommen hatten, ist der Tod des Hobby-Sportlers nun traurige Gewissheit. Der Anfang 30-Jährige starb am Mittwoch Vormittag.

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"Das Zusammenleben von Arten und die Dynamik von Populationen werden maßgeblich durch Räuber-Beute Beziehungen und Konkurrenz von Organismen untereinander geprägt. Dabei sind die biotischen Interaktionen innerhalb einer Biozönose außerordentlich komplex. Im Unterricht ist es daher sinnvoll sich der Komplexität schrittweise zu nähern.

Im vorliegenden Spiel wird der Frage nachgegangen, wie sich die Dichte der Populationen einer Beuteart, und damit zusammenhängend die ihrer Prädatoren, in einem begrenzten Habitat verändert. Die Hauptakteure sind Blattläuse und einige ihrer natürlichen Gegenspieler" (entnommen aus:  https://blogs.uni-bremen.de/blattlausspiel/)

Quelle: https://blogs.uni-bremen.de/blattlausspiel/

Verwendung: Übung / Anwendung
Klassenstufen: SEK II; SEK I

Ideen für den Einsatz: Räuber-Beute-Beziehungen; Populationsökologie

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Spielfeld Auswertung Spielregeln Spielvarianten

Grundregeln

Mit Hilfe eines Simulations-Spiel kann getestet werden, welche Folgen der Einsatz verschiedener Organis-men zur Blattlausbekämpfung hat. Das Spielbrett modelliert Gemüseblätter. Es enthält 6x6 Blattkästchen, auf denen jeweils eine Läusekolonie (50 Läuse) sitzen und fressen kann. Doch dieses Vergnügen währt nicht lang, denn schon bald kommen die natürlichen Feinde dazu.

Spielvorbereitung

Zu Beginn werden 12 Blattlauskolonien und sechs 6 Gegenspieler (je nach Variante) auf das Spielfeld gesetzt. Folgende Spielphasen müssen immer eingehalten werden!

1. Aktionen der Gegenspieler:
Die Aktionen variieren je nach Spielvariante und sind entsprechend dort nachzulesen. Allen gleich ist aber, dass zuerst ausgewürfelt wird, auf welchem Feld der Gegenspieler landet. Wird beispielsweise mit zwei Würfeln eine 3 und eine 5 gewürfelt, landet der Gegenspieler wahlweise auf Feld 3/5 oder 5/3. Findet er dort eine Blattlauskolonie, so wird diese gefressen bzw. parasitiert. Dadurch kann sich der Gegenspieler vermehren oder später weiter entwickeln. Für alle auf dem Feld vorhandenen adulten Gegenspieler wird nacheinander von oben links nach unten rechts jeweils einen Wurf mit zwei Würfeln durchgeführt.

2. Zählphase:
Alle vorhandenen Blattläuse und Gegenspieler (Larve, Puppe, parasitierte Laus oder Mumie, erwachsenes Tier) werden getrennt nach Arten nach jeder Aktionsphase gezählt und in einer Tabelle erfasst. Eigelege werden nicht gezählt.

3. Generationswechsel:
In dieser Reihenfolge erfolgt der Generationswechsel:
1. Alle vorhandenen Puppen verwandeln sich in erwachsene Tiere.
2. Marienkäferlarven werden zu Puppen.
3. Als letztes werden Eigelege ins Larvenstadium überführt.

4. Vermehren der Läuse:
Wenn die Läuse ausreichend Platz auf dem Blatt haben, können sie fressen und sich gut vermehren, dennoch sterben einige. Die Wachstumsrate beträgt 50 %, also werden bei 7 oder 8 gezählten Läusekolonien 4 neue dazu gelegt (bei ungeraden Zahlen aufrunden). Neue Kolonien werden neben den bereits vorhandenen platziert. Ist dort kein Platz mehr, werden die Kolonien frei auf dem Feld verteilt. Läuse können sich so lange vermehren, wie freie Felder vorhanden sind. Sind keine freien Felder da, vermehren sich die Läuse in dieser Runde nicht. Gibt es nur wenige Kolonien (unter 6), ist so viel Nahrung vorhanden, dass die Blattläuse sich schneller vermehren. Bei weniger als 6 gezählten Kolonien werden daher immer 3 neue dazu gelegt.

Jetzt beginnt die nächste Runde, mit den Aktionen der Gegenspieler (1). Das Spiel sollte möglichst über 15 Runden hinweg gespielt werden.

Variante 1 - Marienkäfer als Beutegreifer

1. Fressphase
Es werden 6 Marienkäfer als Gegenspieler eingesetzt. Marienkäfer würfeln. Nach dem Fressen einer Blattlauskolonie (Blattläuse werden entfernt) legt ein Marienkäfer ein Eigelege ab (Eier neben dem Käfer legen). Findet ein Käfer anstelle einer Blattlaus Larven oder Puppen vor, so werden diese gefressen. Findet er nichts zu fressen, verlässt er das Spielfeld, ohne ein Eigelege zu produzieren.
Jetzt sind die Larven dran. Larven werden nicht ausgewürfelt, sondern fressen, wenn sich neben ihrem Feld Fressbares findet (ein Feld waagerecht oder senkrecht ziehen). Findet die Larve nichts zu fressen, stirbt sie. Die Puppen ruhen und fressen daher nicht. Käfer als auch Larven fressen bevorzugt Blattläuse. Nur wenn keine erreichbar sind, werden auch Larven oder Puppen von Marienkäfern gefressen.
2. Zählrunde
3. Generationswechsel
Aus allen gelegten Eiern schlüpfen Larven (neben dem Käfer legen), welche eine Runde später zu Puppen werden und eine darauf zu erwachsenden Tieren.
4. Vermehren der Läuse!

Variante 2 - Schlupfwespe als Beutegreifer

1. Parasitieren
Es werden 6 Schlupfwespen als Gegenspieler eingesetzt. Die Schlupfwespen würfeln. Aufgrund ihres guten Wirtsfindungsvermögens sind die Schlupfwespen auch dann erfolgreich, wenn sich rechts oder links neben dem ausgewürfelten Landungsfeldes eine Blattlauskolonie befindet. Sie zieht auf das ausgewürfelte Feld oder auf das rechte bzw. linke Feld daneben. Dort wird die Blattlauskolonie parasitiert (Laus durch parasitierte Laus ersetzen und neben die Schlupfwespe legen). Wenn das ausgewürfelte Feld und die waagerechten Nachbarfelder frei von Blattläusen sind, wandert die Schlupfwespe aus dem Spiel ab.
2. Zählrunde
3. Generationswechsel
1. Aus Eigelegen (parasitierte Blattläuse) werden Blattlausmumien (braune Blattlaus mit Larve).
2. In der nächsten Runde schlüpft dann bereits eine neue Schlupfwespe aus der mumifizierten Laus heraus.
4. Vermehren der Läuse!

Variante 3 - Zwei Varianten des Marienkäfers als Beutegreifer

Es werden 3 rote und 3 gelbe Marienkäfer als Gegenspieler eingesetzt. Beide unterscheiden sich nicht in ihren Eigenschaften und werden daher nach den Regeln der Variante 1 gespielt. In jeder Runde fressen rote und gelbe Marienkäfer abwechselnd, so dass nicht eine Farbe dadurch bevorzugt wird, dass sie immer zuerst fressen darf. Hat der Käfer die Wahl, dann frisst er vorrangig Blattläuse und in zweiter Priorität artfremde Organismen (Larven oder Puppen).

Variante 4 - Heimischer Marienkäfer und Asiatischer Marienkäfer als Beutegreifer

Es werden 3 rote und 3 gelbe Marienkäfer als Gegenspieler eingesetzt. Gibt es auf den Nachbarfeldern keine Blattläuse, so werden auch artfremde Marienkäfer-Eier, Larven oder Puppen verspeist, in 2. Priorität auch arteigene. Auf jedes leergefressene Feld wird dann ein Eigelege platziert.
Die asiatischen Larven sind gefräßiger als die des Siebenpunkts. Daher dürfen sie bis zu 3 benachbarte Felder leer fressen, je nach Nahrungsverfügbarkeit. Die Larve verhungert nur, wenn gar nichts auf einem benachbarten Feld vorhanden ist.
Haben ein roter Marienkäfer oder seine Larve keine Möglichkeit, eine Blattlaus zu fressen, so werden auch sie sich über die Nachkommen anderer Marienkäfer hermachen. Wird dabei jedoch Nachwuchs eines gelben Käfers gefressen, so gehen der rote Käfer oder seine Larve daran zugrunde und werden vom Spielfeld entfernt. In jeder Runde fressen rote und gelbe Marienkäfer abwechselnd, so dass nicht eine Farbe dadurch bevorzugt wird, dass sie immer zuerst fressen darf.

Variante 5 - Schlupfwespe und Marienkäfer als Beutegreifer

Es werden 3 Marienkäfer und 3 Schlupfwespen als Gegenspieler eingesetzt. Die Schlupfwespe wird nach den Regeln der Variante 2 gespielt, der Marienkäfer nach den Regeln der Variante 1. Dabei können Marienkäfer auch parasitierte Läuse und Blattlausmumien fressen. Landet ein Marienkäfer auf einem Feld mit einer erwachsenen Schlupfwespe, vertreibt er sie aus dem Spiel. In jeder Runde fressen bzw. parasitieren Marienkäfer und Schlupfwespen abwechselnd, so dass nicht eine Art dadurch bevorzugt wird, dass sie immer zuerst fressen bzw. parasitieren darf.

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Spielfeld Auswertung Spielregeln Spielvarianten Mit Hilfe eines Simulations-Spiel kann getestet werden, welche Folgen der Einsatz verschiedener Organis-men zur Blattlausbekämpfung hat. Das Spielbrett modelliert Gemüseblätter. Es enthält 6x6 Blattkästchen, auf denen jeweils eine Läusekolonie (50 Läuse) sitzen und fressen kann. Doch dieses Vergnügen währt nicht lang, denn schon bald kommen die natürlichen Feinde dazu.

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Umweltfaktor Temperatur - Einfluss auf Tiere

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Umweltfaktor Temperatur - Einfluss auf Tiere

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Einstiegsidee Umweltfaktor Temperatur; Temperaturorgel; Erstellen / Auswerten von Toleranzkurven

Quelle:
https://www.gutefrage.net/frage/was-kann-ich-mit-einem-marienkaefer-im-winter-tun (letzter Zugriff: 09.02.22)

Verteilung Marienkäfer (auf Temperaturorgel)
http://www.williswissensweb.homepage.t-online.de/Bio14/Nahrungskette-Dateien/image012.png

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Hinweis

Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.

Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de

Vorbemerkung

Neben den Untersuchungen der abiotischen Faktoren der Pflasterfugen bieten Keimungsversuche mit Kressesamen den SuS die Möglichkeit, sich mit ausgewählten Umweltfaktoren (pH-Wert, Salzgehalt, Nitratgehalt) näher zu befassen.

Diese Versuche können zum einen als Zusatzangebot - für schnellere SuS - oder z.B. im Rahmen einer GFS, zum anderen als Praktikum für die ganze Klasse eingesetzt werden. Neben der Anleitung für den Kontrollansatz liegen die Arbeitsblätter zu den Themen „pH-Wert" und „Salzgehalt" in zwei Versionen (A: Experimente mit fertiger Anleitung, B: Forscherfrage, Planung eines Experiments) vor. Zusätzlich gibt es für Variante B Hilfekärtchen.

Die bei den Versuchen (pH-Wert, Salzgehalt) eingesetzten Chemikalien sind auch für den menschlichen Verzehr geeignet. Beim Versuch zum Einfluss eines Düngers wird ein handelsüblicher Dünger benutzt. Die Erstellung einer schriftlichen Gefährdungsbeurteilung ist für die Versuche deshalb nicht erforderlich.
Hinweise zu den Versuchen Sonstige Materialien Keimungs- und Wachstumsversuche Auswertung
Keimungsversuche: Herunterladen [doc][2 MB]

Keimungsversuche: Herunterladen [pdf][924 KB]

Weiter zu Hinweise zu den Versuchen

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Hinweis Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.

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https://lehrerfortbildung-bw.de/u_matnatech/bio/gym/bp2004/fb3/index.html

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Vermutungen/Hypothesen :

Zur Keimung benötigten Samen Wasser, Licht, Erde, Wärme und Luft (Sauerstoff).

Arbeitsauftrag :

Plant ein Experiment, mit dem ihr diese Hypothesen überprüfen könnt. Versucht für jeden einzelnen Schritt zu begründen, warum ihr ihn so durchführen wollt. Notiert die geplante Versuchsdurchführung und erstellt eine Liste der benötigten Materialien.

Hilfe 1

Was genau ist eure Aufgabe? Formuliert den Arbeitsauftrag nochmals mit eigenen Worten.

Antwort 1

Wir vermuten, dass Samen zum Keimen Wasser, Erde, Licht, Luft oder Wärme benötigen. Wir sollen nun ein Experiment planen, das uns zeigt, welche dieser fünf Bedingungen für das Keimen von Samen wirklich notwendig sind und welche nicht.

Hilfe 2

Holger sät Senfsamen in einen Topf mit feuchter Erde und stellt sie auf das Fensterbrett über die Heizung. Nach wenigen Tagen keimen die Samen.

Überlegt zunächst, welche der fünf Bedingungen Wasser, Erde, Licht, Luft und Wärme erfüllt sind.

Was hat Holger mit seinem Experiment gezeigt und was konnte er mit seinem Experiment nicht zeigen?

Antwort 2

Unter diesen Voraussetzungen sind alle fünf Bedingungen erfüllt. Holger konnte also zeigen, dass Senfsamen mit ausreichend Wasser, Erde, Licht, Luft und Wärme keimen. Was er aber nicht beweisen kann, ist, dass alle diese fünf Faktoren für die Keimung auch wirklich notwendig sind. Denn vielleicht würden die Samen ja auch ohne Licht keimen.

Mit welchen Versuchsansätzen muss Holger sein Experiment erweitern, um zu klären, welche der fünf Bedingungen für die Keimung wirklich notwendig sind?

Hilfe 3

Paula sät Senfsamen in zwei Töpfe mit feuchter Erde. Den ersten stellt sie auf das Fensterbrett über die Heizung, den zweiten in den dunklen, kalten Keller.

Überlegt zunächst, welche der fünf Bedingungen Wasser, Erde, Licht, Luft und Wärme jeweils erfüllt sind.

Was kann Paula mit ihrem Experiment zeigen und was kann sie mit ihrem Experiment nicht zeigen?

Antwort 3

Für die Samen im ersten Topf auf dem Fensterbrett sind alle fünf Bedingungen Wasser, Erde, Licht, Luft und Wärme erfüllt. Im dunklen Keller fehlen Licht und Wärme. Wenn die Samen im ersten Topf keimen, hat Paula gezeigt, dass Kressesamen mit ausreichend Wasser, Erde, Licht, Luft und Wärme keimen. Wenn die Samen im zweiten Topf nicht keimen, weiß sie nicht, ob Licht oder Wärme für die Keimung notwendig sind oder ob beide Bedingungen erfüllt sein müssen.

Hilfe 4

Wie muss ein Experiment aussehen, mit dem ihr untersuchen könnt, ob ein bestimmter Faktor, zum Beispiel Licht, zur Keimung unbedingt notwendig ist oder nicht?

Antwort 4

Man benötigt zwei Versuchsansätze: Man sät Senfsamen in zwei Töpfe mit feuchter Erde und stellt beide nebeneinander auf das Fensterbrett über die Heizung. Einer der beiden Töpfe wird jedoch verdunkelt, indem man ihn zum Beispiel unter eine Pappschachtel stellt (die man täglich zum Lüften kurz anhebt). Wenn die Senfsamen im abgedunkelten Topf nicht keimen, weiß man, dass Licht zum Keimen unbedingt notwendig ist. Keimen sie auch im Dunkeln, hat man gezeigt, dass Licht nicht notwendig ist.

Hilfe 5

Welche Versuchsansätze sind notwendig, um für jede der fünf Bedingungen herauszufinden, ob sie zur Keimung unbedingt notwendig ist oder nicht?

Antwort 5

Insgesamt sind sechs Versuchsansätze notwendig: Ein Ansatz, bei dem alle fünf Bedingungen erfüllt sind, und dann fünf weitere, bei denen jeweils eine der fünf Bedingungen nicht erfüllt ist. Nur dann weiß man von jeder Bedingung, ob sie für das Keimen der Kressesamen notwendig ist oder nicht.

Hilfe 6

Um zu untersuchen, welche Bedingungen für die Keimung notwendig sind, verwendet Anja Senfsamen und setzt diese verschiedenen Bedingungen aus. Das genaue Vorgehen hat sie in Form einer Tabelle notiert.

+ bedeutet vorhanden, - bedeutet nicht vorhanden.

Beschreibe Anjas Versuchsansätze und erstelle eine Liste der benötigten Materialien.

Überprüfe, ob man mit diesen sechs Ansätzen herausfinden kann, welche Bedingungen zur Keimung notwendig sind und welche nicht.

Erkläre die Bedeutung von Ansatz 1.

Antwort 6

Ansatz 1: Die Samen werden in einen Topf mit feuchter Erde gesät und an einen hellen, warmen Ort gestellt, z. B. ans Fensterbrett über die Heizung.

Ansatz 2: Die Samen werden in einen Topf mit feuchter Watte oder feuchtem Sand gesät und an einen hellen, warmen Ort gestellt.

Ansatz 3: Die Samen werden in einen Topf mit trockener Erde gesät und an einen hellen, warmen Ort gestellt.

Ansatz 4: Die Samen werden in einen Topf mit feuchter Erde gesät, an einen hellen, warmen Ort gestellt und mit einer Pappschachtel verdunkelt.

Ansatz 5: Die Samen werden in einen Topf mit feuchter Erde gesät und an einen hellen, aber kalten Ort gestellt, z. B. ans Kellerfenster oder ins Freie.

Ansatz 6: Die Samen werden in einen Topf mit feuchter Erde gesät und an einen hellen, warmen Ort gestellt. Über den Topf wird eine Plastiktüte gestülpt, die Luft abgesaugt und die Tüte fest verschlossen.

Material: Senfsamen, sechs Blumentöpfe, Erde, Watte oder Sand, Pappschachtel, Plastiktüte, Gummiring

Anjas Versuche sind aussagekräftig. Gegenüber dem ersten Ansatz, bei dem alle Bedingungen erfüllt sind, wird jeweils nur eine der Bedingungen verändert. Keimen die Samen ohne diese Bedingung nicht mehr, ist die Bedingung für die Keimung unbedingt notwendig. Keimen die Samen trotzdem, kann man daraus schließen, dass diese Bedingung nicht notwendig ist.

Der erste Ansatz dient als Kontrollansatz. Er „kontrolliert" die Untersuchungsmethode, hier wird geprüft, ob die Samen überhaupt keimfähig sind.

Hilfekärtchen (Druckvorlage)

Keimung und Wachstum: Herunterladen [doc] [760 KB]

Keimung und Wachstum: Herunterladen [pdf] [3,8 MB]

Weiter zu Mögliche Versuchsansätze

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Hilfekärtchen: - Unter welchen Bedingungen können Samen keimen?

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Vermutungen/Hypothesen : Zur Keimung benötigten Samen Wasser, Licht, Erde, Wärme und Luft (Sauerstoff). Arbeitsauftrag : Plant ein Experiment, mit dem ihr diese Hypothesen überprüfen könnt. Versucht für jeden einzelnen Schritt zu begründen, warum ihr ihn so durchführen wollt. Notiert die geplante Versuchsdurchführung und erstellt eine Liste der benötigten Materialien.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Die Geschichte des Lebens ist schwer zu beschreiben und noch viel schwerer verständlich zu machen. Die Zeiträume mit denen sich die Evolution und mit ihr die Geschichte des Lebens befasst, sind schlicht zu gross, um sie einfach verstehen zu können. Einen Versuch dieses Verständnis zu fördern macht dieses Tafelbild in dem es die wichtigsten evolutionären Schritte im Verhältnis zur Zeit visualisiert.

Masseinheiten

[G] = Giga = Milliarde = 1'000'000'000

[M] = Mega = Million = 1'000'000

[K] = Kilo = Tausend = 1'000

[a] = Jahre

Neben den grossen Dimensionen der Zeiträume bildet das Finden von Hinweisen auf die Vergangenheit ein weiteres Problem. Nichts auf der Welt ist sichererer, als dass sie sich in einem stetigen Wandel befindet, dass sich Umweltbedingungen laufend verändern und sich Kontinente über evolutionäre Zeiträume verschieben, teilen und ganze Gebirge entstehen und verschwinden.

Einige der wichtigsten Schritte auf dem Weg zur heutigen Vielfalt des Lebens werden hier visualisiert und mit ungefähren Zeitangaben versehen:

Prokaryoten: Während den ersten 1.8 Ga waren die einzigen Lebewesen Prokaryoten. Sie hinterliessen nicht viele Spuren, die noch heute erkennbar sind, doch mit der Entstehung derPhotosynthese vor rund 2.5 Ga wurde bereits damals die Erdatmosphäre mit Sauerstoff angereichert, den wir heute mit derZellatmung zum Leben brauchen.

Eukaryoten: Erste Hinweise auf Eukaryoten, also Organismen, die über einen komplexeren Aufbau der Zelle verfügen, gibt es bereits seit 2.2 Ga, allerdings handelte es sich hier zu Beginn noch um einzellige Eukaryoten. Heute wird davon ausgegangen, dass einer der wichtigsten Schritte auf dem Weg von Pro- zu Eukaryoten in der Endosymbiose liegt.

Mehrzeller: Vor rund 1.5 Ga Jahren haben sich Eukaryoten zu Verbänden mehrerer Zellen zusammengeschlossen und haben mit der Teilung ihrer Aufgaben begonnen. Damit wurde die Grundlage für die Komplexität aller heutigen makroskopischen Lebewesen gelegt. Ein sehr einfaches Beispiel eines tierischen Mehrzellers ist ein Schwamm.

Tiere: Tiere sind Organismen mit einem heterotrophen Stoffwechsel und innerer Verdauung. Das heisst, sie müssen zur Energiegewinnung Nahrung zu sich nehmen und zersetzen. Diese Fähigkeiten erlangten einige Lebewesen vor gerade einmal 750 Ma. Ebenfalls anzumerken ist, dass zu Beginn alle Tiere im Wasser lebten und erst nach und nach auch das Land eroberten.

Landpflanzen: Im Gegensatz zu Tieren produzieren Pflanzen durch den Prozess der Photosynthese mit Hilfe des Sonnenlichtes energiereiche Verbindungen, welche sie zum Leben benötigen. Der Prozess der Photosynthese geht zwar bereits auf prokaryotische Organismen zurück, die klassischen Pflanzen, die am Land wachsen, traten jedoch erst vor 450 Ma auf.

Säugetiere: Siebilden eine Klasse innerhalb der Tiere, welche sich durch den speziellen Mechanismus der Milchbildung (Laktation) auszeichnet und der Aufzucht von Jungtieren dient. Erste Indizien für das Auftreten dieses Mechanismus sind 250 Ma alt.

Dinosaurier: Die Zeit während der Dinosaurier die Erde bewohnten dauerte keine 200 Ma und endete vermutlich durch rasche klimatische Veränderungen auf der Erde im Zusammenhang mit einem Meteoriteneinschlag vor 65 Ma. Die Klasse der Vögel stellen die Nachfahren eines Astes von Dinosauriern dar, welche diese Klimakatastrophe überlebten.

Hominiden: Als Hominiden werden alle Menschenaffen bezeichnet, die zur Gattung Homo gezählt werden. Es sind mehr als 15 verschiedene Hominidenarten bekannt, wovon nur noch eine zum heutigen Zeitpunkt existiert. Während es Hinweise auf Hominiden bis vor 2 Ma Jahre gibt, so entstand der heute noch existierendeH. sapiens vor lediglich 300 Ka.

Die Information die in den Abschnitten zu den wichtigsten Schritten der Evolution gegeben werden, sind oberflächlich und kurz verfasst und sollen lediglich einen kurze Begriffserklärung darstellen, um gegebenenfalls zur weiteren Recherche anzuregen.

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Geschichte in der Evolution des Lebens in acht Schritten

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Die Geschichte des Lebens ist schwer zu beschreiben und noch viel schwerer verständlich zu machen. Die Zeiträume mit denen sich die Evolution und mit ihr die Geschichte des Lebens befasst, sind schlicht zu gross, um sie einfach verstehen zu können.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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In der Natur leben die unterschiedlichsten Lebewesen in den verschiedensten Ökosystemen zusammen. Über evolutionäre Zeiträume konnten sich, durch Koevolution, enge Beziehungen herausbilden. Die zwei wichtigsten dieser Beziehungen, die Symbiose und der Parasitismus werden auf diesem Tafelbild einander gegenübergestellt.

In einer Symbiose leben zwei artverschiedene Organismen so zusammen, dass beide einen Gewinn aus der Beziehung ziehen. Der grössere Organismus wird hier als Wirt, der kleinere als Symbiont bezeichnet. Wie die beiden Organismen voneinander profitieren, ist oft verschieden, jedoch geht es im meist um das erschliessen von Ressourcen, um Stoffwechselprodukte, um Unterstützung bei der Fortpflanzung oder um Schutz vor Frassfeinden.

Beim Parasitismus leben zwei artverschiedene Organismen so zusammen, dass nur einer der beiden Organismen profitiert. Der Profiteur, der meist kleiner ist, wird als Parasit bezeichnet, während der geschädigte Organismus als Wirt bezeichnet wird. Da der Wirt die Lebensgrundlage eines Parasiten darstellt, tötet ein gut an seinen Wirt angepasster Parasit seinen Wirt nicht, um möglichst lange von ihm profitieren zu können. Organismen, die ihren Wirt während einem bestimmten Entwicklungsschritt töten, werden als Parasitoiden bezeichnet und bilden eine spezielle Form des Parasitismus. Anzumerken ist, dass Parasitismus in der Natur keine Seltenheit ist und beispielsweise in allen Tierstämmen vorkommt.

Sowohl bei der Symbiose als auch beim Parasitismus wird zwischen zwei Typen unterschieden. Die aus dem altgriechisch stammenden Präfixe Endo- für innen und Ekto- für aussen beschreiben wie der Parasit und der Symbiont mit ihrem Wirt interagieren. So sitzen sowohl Ektoparasiten wie auch Ekotsymbionten auf dem Wirt, während Endoparasiten genauso wie Endosymbionten im Wirt zu finden sind. Mit Hilfe der Endosymbiontentheorie kann die Entstehung komplexer eukaryotischer Zellen erklärt werden, aber dass ist ein Thema für ein anderes Tafelbild.

https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/parasiten/49484

https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/symbiose/64929

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In der Natur leben die unterschiedlichsten Lebewesen in den verschiedensten Ökosystemen zusammen. Über evolutionäre Zeiträume konnten sich, durch Koevolution, enge Beziehungen herausbilden. Die zwei wichtigsten dieser Beziehungen, die Symbiose und der Parasitismus werden auf diesem Tafelbild einander gegenübergestellt. In einer Symbiose leben zwei artverschiedene Organismen so zusammen, dass beide einen Gewinn aus der Beziehung ziehen.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Impfstoffe gehören zu den grössten Errungenschaften, welche die Forschung im Bereich der Immunologie hervorgebracht haben. Doch was macht eine Impfung eigentlich und welche Typen von Impfstoffen können dabei unterschieden werden? Dieses Tafelbild gibt dir einen einfachen ersten Überblick über die ve…

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Viele Menschen leiden unter einer Allergie, doch weshalb lösen Allergene bei einigen Menschen Symptome aus, während andere verschont bleiben? Dieses Tafelbild erklärt dir, was unser Immunsystem damit zutun hat.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Die Zellatmung ermöglicht es allen eukaryotischen Zellen aus Verbindungen wie etwa Glukose die Energie freizusetzen und in einer für Zellen brauchbaren Form (ATP) nutzbar zu machen. Was dabei Schritt für Schritt passiert zeigt dir dieses Tafelbild.

Normalbetrieb

Die Zellatmung wird klassischerweise in drei Schritte unterteilt:

Gkykolyse: In der Glykolyse wird Glucose zu Pyruvat (Brenztraubensäure) umgebaut. Dabei werde netto 2 ATP / Glucose (bruto 4, jedoch werden 2 davon gleich verbraucht), sowie 2 NADH+H+ aus ihren oxidierten Equivalenten (ADP & NAD+) gebildet. Die Glycolyse findet im Cytoplasma statt.

Citratcyclus: In diesem Schritt wird Pyruvat so umgebaut, dass insgesamt 6 CO2 abgegeben werden und wiederum 2 ATP, 8 NADH+H+, sowie 2 FADH2 gebildet werden. Der Citratcyclus findet in der mitochondrialen Matrix statt.

Atmungskette / Endoxidation: In diesem Schritt werden die Elektronen der reduzierten Elektronentransportmolkeüle (NADH+H+ & FADH2) an Proteinkomplexe in der inneren mitochondrialen Membran abgegeben, welche diese an Sauerstoff weitergeben und gleichzeitig einen Protonengradienten im Intermembranraum zwischen der äusseren und der inneren mitochondrialen Membran erzeugen. Dieser Konzentrationsunterschied von Protonen wird durch die ATP-Synthease (Membranprotein) dazu genutzt um in der mitochondiralen Matrix insgesamt weitere 34 ADP zu 34 ATP umzuwandeln.

In der Summe werden pro Glucose Einheit durch die Zellatmung 38 ADP zu 38 ATP umgewandelt.

Ohne Sauerstoff?

Die Pinken Notizen visualisieren darüber hinaus, was passiert, wenn kein Sauerstoff zugegen ist und es aufgrund der fehlenden Reduktion von NADH+H+ durch den Sauerstoff zu einem Elektronenstau in der Atmungskette kommt und diese sowie der Citratzyklus nicht mehr weiter ablaufen können. Als Konsequenz findet die anaerobe Milchsäuregärung statt, welche eine Variation der Glykolyse darstellt.

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Die Zellatmung ermöglicht es allen eukaryotischen Zellen aus Verbindungen wie etwa Glukose die Energie freizusetzen und in einer für Zellen brauchbaren Form (ATP) nutzbar zu machen. Was dabei Schritt für Schritt passiert zeigt dir dieses Tafelbild. Normalbetrieb Die Zellatmung wird klassischerweise in drei Schritte unterteilt: Gkykolyse: In der Glykolyse wird Glucose zu Pyruvat (Brenztraubensäure) umgebaut.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Mit Hilfe von Chloroplasten ist es den Pflanzen möglich, die Energie des Sonnenlichtes in Glukose umzuwandeln und dabei Kohlenstoffdioxid aufzunehmen und Sauerstoff abzugeben. Dieser Prozess wird als Photosynthese bezeichnet und bildet die Grundlage für das Überleben der pflanzlichen Zellen. Doch auch alle anderen heterotrophen Lebewesen sind auf die Produkte der Photosynthese angewiesen. Denn ohne energiereiche Verbindungen wie Glucose gibt es keine Nahrung und ohne Sauerstoff keine Zellatmung.

Die Photosynthese findet in den Chloroplasten statt, welche wiederum dank dem für die Photosynthese essenziellen Molekül "Chlorophyll" für den grünen Blattfarbstoff verantwortlich sind. Rein chemisch gesehen, ist die Photosynthese eine endergonische Reaktion. Das bedeutet, die Reaktion kann nur dann stattfinden, wenn ständig Energie zugeführt wird. Die Energie für die Photosynthese wird in Form von Sonnenlicht zugeführt, so dass der erste Schritt davon abhängig ist und als Lichtreaktion bezeichnet wird. Ein zweiter Schritt der Photosynthese ist unabhängig vom Sonnenlicht und wird daher als Dunkelreaktion bezeichnet.

Lichtreaktion

Die lichtabhängige Reaktion findet an der Membran der Thylakoidstapel in den Chloroplasten statt. Die Energie des Sonnenlichts wird von spezialisierten Membranproteinen (Photosystemen) akkumuliert und dazu genutzt Wasser zu spalten, um Protonen und elementaren Sauerstoff zu generieren. Die Protonen, sowie weitere Protonen, die aus dem Stroma in die Thylakoidstapel hineingepumpt werden, sind dazu bestimmt einen Protonengradienten aufzubauen, welcher wiederum zur Synthese von ATP aus ADP genutzt wird. Die bei der Spaltung von Wasser frei werdenden Elektronen wiederum, werden auf die Elektronentranspormoleküle NAD+ aufgeladen, damit diese in ihrer reduzierten Form (NADH+H+) die Elektronen transportieren können. In diesem Schritt wird also mit Hilfe von Sonnenlicht Wasser verbraucht und Sauerstoff freigesetzt, um energiereiche Verbindungen wie ATP zu bilden und um die Elektronentransporter zu beladen.

Dunkelreaktion

Die Dunkelreaktion ist zwar nicht abhängig vom direkten Sonnenlicht, jedoch braucht dieser Teil der Photsynthese ATP sowie beladene Elektronentransporter und ist damit indirekt von den Produkten der Lichtreaktion abhängig. In diesem Teilschritt werden im Calvinzyklus die Kohlenstoffatome aus dem CO2 unter Energieaufwand so umgebaut, dass pro 6 CO2 Moleküle ein Molekül Glucose gebildet werden kann. Die dafür nötige Energie und die Elektronen wiederum stammt aus dem ATP sowie den beladenen Elektronentransportern aus der Lichtreaktion. Glucose ist eine energiereiche organische Verbindung, welche die Grundlage vieler Stoffwechselvorgänge in den unterschiedlichsten Organismen darstellt und ist insbesondere als Edukt der Zellatmung ein wichtiger Energiespeicher und im Gegensatz zu ATP auch für den zellulären Export und die Verteilung im gesamten pflanzlichen Organismus geeignet.

Da Glucose in Pflanzenzellen mitunter in hohen Mengen produziert wird und diese auch osmotisch aktiv ist, wird die Glucose in weiteren Schritten die hier nicht dargestellt werden, vom Monomer zum Polymer verknüpft und in dieser Form als Stärke in Pflanzen gespeichert. Daneben stellt Glucose selber den Ausgangspunkt für viele weitere Stoffwechselwege oder etwa die Bildung von Zellulose dar.

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Mit Hilfe von Chloroplasten ist es den Pflanzen möglich, die Energie des Sonnenlichtes in Glukose umzuwandeln und dabei Kohlenstoffdioxid aufzunehmen und Sauerstoff abzugeben. Dieser Prozess wird als Photosynthese bezeichnet und bildet die Grundlage für das Überleben der pflanzlichen Zellen. Doch auch alle anderen heterotrophen Lebewesen sind auf die Produkte der Photosynthese angewiesen.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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In diesem Tafelbild werden dir die wichtigsten Eigenschaften der Moleküle erklärt, die das Leben erst möglich machen. Dazu werden im Tafelbild drei Kategorien vorgestellt.

Kohlenhydrate

Wie der Name bereits beschreibt, handelt es sich bei Kohlenhydraten um Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasser, chemisch gesehen also C, H, und O. Ein biologisch zentrales Kohlenhydrat ist der Einfachzucker Glukose C6H12O6, da dieser neben Wasse, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid ein Bestandteil der Zellatmung wie auch der Photosynthese darstellt. Im Tafelbild wird ein solcher Einfachzucker symbolische als Sechseck dargestellt, wobei die Glukose keineswegs der einzige Einfachzucker ist. Zweifachzucker bestehen aus zwei Einfachzuckern. Ein bekannter Vertreter wäre hier die Lactose, welcher in Milch enthalten ist und unter gewissen Umständen zur Lactoseintoleranz führen kann. Während einfach und Zweifachzucker für unser Geschmacksempfinden als süss wahrnehmbar sind, ist dies bei Mehrfachzuckern nicht der Fall. Mehrfachzucker dienen vor allem als Energiespeicher wie etwa als Glykogen in Tieren oder als Stärke in Pflanzen. Der grosse Vorteil an diesen Molekülen ist, dass so grosse Mengen an Einfachzuckern gebunden werden können ohne das Auftreten osmotischer Aktivität und der damit einhergehenden Deplasmolyse der Zellen.

Lipide

Lipide die Umgangssprachlich auch einfach als Fette bezeichnet werden, haben im Gegensatz zu den Kohlenhydraten und Polypeptiden einen sehr variablen Bauplan. Ihnen allen ist jedoch gemein, dass sie über einen hydrophoben, also einen nicht wasserlöslichen, Teil verfügen. Genau dieser hydrophobe Teil ermöglicht es ihnen, ihrer Funktion nachzukommen. So bilden beispielsweise Phospholipide alleine aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften selbstständig ein Doppelschicht, die in sämtlichen Lebewesen als Zellmembran oder internenr Membran zur Kompartimentierung der Zelle unerlässlich ist. Triglicerinde wiederum werden als langfristiger Energiespeicher etwa im Fettgewebe des Menschen eingesetzt, während Steroide wichtige Funktionen in Zellmembranen oder als Hormone im tierischen Körper übernehmen. Die verschiedenen Baupläne werden vereinfacht im Tafelbild dargestellt.

Polypeptide

Diese Kategorie von Biomolekülen wird umgangssprachlich auch als Proteine bezeichnet. Der Fachbegriff erklärt jedoch bereits, wie der Bauplan aussieht. Wie im Tafelbild dargestellt, handelt sich um eine lange Kette von Peptidbindungen. Solche Bindungen kommen zwischen verschiedenen Aminosäuren zustande, wobei 20 immer gleiche Aminosäuren die Grundlage aller Proteine in den allermeisten Lebewesen darstellen. Obwohl Proteine somit blosse Ketten von Aminosäuren sind, können sie die unterschiedlichsten Formen und Funktionen haben und in der Zelle etwa als Enzyme funktionieren. Dafür verantwortlich ist einerseits die Sequenz der Aminosäuren, andererseits jedoch vor allem die Struktur, also die Faltung der Ketten, welche zu einem grossen Teil automatisch aufgrund der chemischen Eigenschaften der Aminosäuren stattfindet. In Abhängigkeit der Betrachtungsebene werden dabei vier Strukturtypen unterscheiden:

1°-Struktur ➞ Die Abfolge der Aminosäuren

2°-Struktur ➞ Kleine Faltungsmuster wie etwa Alpha-Helices oder Beta-Faltblätter

3°-Struktur ➞ Die Abfolge aller 2° Strukturen eines Polypeptids

4°-Struktur ➞ Die Interaktion verschiedener Polypeptidketten und und ihrer Strukturen zu einer funktionellen Einheit.

Mit nur 20 verschiedenen Aminosäuren ist es also möglich eine fast endlose Vielfalt an Proteinen zu erstellen, die von den jeweiligen Organismen für die unterschiedlichsten Zwecke eingesetzt werden können. Ein konkretes Beispiel dafür welchen Einfluss die Faltung eines Proteins auf seine Funktion hat, findest zu im Tafelbild über Prione.

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In diesem Tafelbild werden dir die wichtigsten Eigenschaften der Moleküle erklärt, die das Leben erst möglich machen. Dazu werden im Tafelbild drei Kategorien vorgestellt. Kohlenhydrate Wie der Name bereits beschreibt, handelt es sich bei Kohlenhydraten um Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasser, chemisch gesehen also C, H, und O.

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Nukleotide sind die Bausteine der DNA. Doch wie sind diese Bausteine aufgebaut und welche Funktion haben sie in einer eukaryotischen Zelle? Dieses Tafelbild zeigt dir, wie die Nukleotide den Code des Lebens schreiben.

Alle Lebewesen verfügen über den gleichen genetischen Code und verwenden die gleiche Programmiersprache des Lebens. Diese Programmiersprache basiert auf 4 Buchstaben A, T, G, C. Die Buchstaben wiederum stehen für die vier Nukleotide, oder genauer genommen für die Base, die einen Teil eines Nukleotids ausmachen. Neben der Base besteht ein Nukleotid jedoch noch aus einer Ribose, sowie einer Phosphatgruppe.

Die DNA wird vereinfachend als Doppelhelix dargestellt, dabei bilden die Ribose und Phosphatgruppen abwechslungsweise das Rückgrat der Helix mittels Elektronenpaarbindungen, während die Basen sich jeweils als Sprossen der Helix über Wasserstoffbrücken miteinander Verbinden. Dabei ist es jeweils so, dass immer A und T, respektive C und G miteinander kompatibel sind.

In der Zelle findet man die grösste Menge an DNA im Nukleus, wo sie ähnlich einer Bibliothek die Informationen zum Bau und Betrieb einer Zelle sowie des ganzen Organismus enthalten. Soll nun ein Teil der DNA abgelesen werden und vom Ribosom in ein Protein übersetzt werden, so wird eine mRNA gebildet. Die mRNA, die ebenfalls aus Nukleotiden eines anderen Typs besteht und als Einzelstrang aufgebaut ist, transportiert daraufhin die Information aus dem Nukleus zum Ribosom, wo die Sprache der Nukleotide in die Sprache der Proteine übersetz wird.

Die Proteine bestehen aus einer langen Aminosäurekette, die vom Ribosom aufgrund der Informationen aus der mRNA gebildet wird. Darin unterscheidet man vier Strukturebenen:

Die Primärstruktur (1°) gibt die Abfolge der Aminosäuren an.

Die Sekundärstruktur (2°) beschreibt speziell gefaltete Lokale Bereiche (𝛼-Helices oder 𝛽-Faltblätter).

Die Tertiärstruktur (3°) beschreibt die Summe aller 2°-Strukturen einer Aminosäurekette.

Die Quartärstruktur (4°) beschreibt die Art und Weise wie mehrere Gefaltete Aminosäureketten zu einer Funktionseinheit interagieren (Bsp. Hämoglobin).

Die Art und Weise, wie die Proteine gefaltet werden, hängt dabei von den biochemischen Eigenschaften der einzelnen Aminosäuren in der 1°-Struktur ab.

Die Nukleotiden bilden also nicht nur den Speicher sämtlicher Information eines Organismus in Form der DNA im Nukleus, sondern ermöglichen durch die mRNA auch die Biosynthese von Proteinen in den Ribosomen.

Das Vorliegende Tafelbild wurde frei anhand der Inhalte des Lehrmittels Natura, Biologie für Gymnasien (Klett Verlag) zusammengestellt..

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Nukleotide sind die Bausteine der DNA. Doch wie sind diese Bausteine aufgebaut und welche Funktion haben sie in einer eukaryotischen Zelle? Dieses Tafelbild zeigt dir, wie die Nukleotide den Code des Lebens schreiben. Alle Lebewesen verfügen über den gleichen genetischen Code und verwenden die gleiche Programmiersprache des Lebens.

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Die Rekombination ist ein wichtiger Faktor, der zur genetischen Variabilität beiträgt und somit sicherstellt, dass sich Organismen an sich ändernde Umweltbedingungen anpassen können. Doch was ist genetische Rekombination überhaupt und wie funktioniert sie? Dieses Tafelbild zeigt es dir.

Unter Rekombination wir die Neumischung der genetischen Information, die häufig im Zuge der Bildung einer neuen Generation entsteht, verstanden. Bei der Sexuellen Fortpflanzung von Eukaryoten kann der Prozess in drei Bereiche unterteilt werden, welche während der Meiose sowie bei der Befruchtung der Eizelle stattfinden. Hier werden die drei Möglichkeiten der Rekombination gezeigt und deren Konsequenzen für den Organismus anhand der menschlichen Genetik erklärt.

Crossing-Over

Während der Metaphase I der Meiose lagern sich die homologen Chromosomenpaare auf der Äquatorialebene an. Dabei kann es zur Tetradenbildung kommen, wobei ganze Abschnitte eine Chromosoms mit jenen seines homologen Partners ausgetauscht werden. Bei der Bildung von Spermazellen finden im Schnitt 26 Crossing-over Ereignisse statt, während bei der Bildung von Eizellen rund 45 Corssing-over Ereignisse stattfinden. Das bedeutet, dass im Schnitt rund 71 Crossingover Ereignisse einer Befruchtung und somit einer neuen Generation vorausgehen, wodurch die Genome von Generation zu Generation zersückelt, was Auswirkungen auf die Vererbung hat. Diese Version der Rekombination wird auch als intrachromosomale Rekombination bezeichnet.

Zufällige Chromosomenverteilung

Ebenfalls während der Meiose werden im Anschluss an die Metaphase I die homologen Chromosomenpaare getrennt und zu den beiden Polen gezogen. Diese Aufteilung des Chromosomensatzes findet völlig zufällig statt und sorgt dafür, dass die daraus hervorgehenden haploiden (1n) Keimzellen, sich genetisch unterscheiden. Durch Crossing-over Ereignisse und die zufällige Chromosomenverteilung in der Meiose entsteht ein neu gemischter haploider (1n) Chromosomensatz, der eine zufällige Hälfte derErbinformation des Individuums enthält, in welchem die Meiose stattfindet.

Zufällige Verschmelzung der Keimzellen

Im Zuge der Befruchtung verschmelzen zwei haploide (1n) Keimzellen, namentlich eine Spermazelle und eine Eizelle miteinander und bilden in der daraus hervorgehenden diploiden (2n) Zygote ein neu gemischtes Genom. Da aufgrund von Crossing-over Ereignissen und der zufälligen Chromosomenverteilung während der Meiose jedes Individuum unzählige verschiedene Keimzellen hervorbringt, stellt die zufällige Verschmelzung von Keimzellen ebenfalls eine Möglichkeit dar, wie die Genetik weiter gemischt wird. Der Zufall besteht darin, dass pro Befruchtung nur einer von vielen möglich neuen Chromosomensätzen zu einem neuen Individuum heranwächst. Darüber hinaus kann dadurch auch erklärt werden, weshalb Geschwister sich aufgrund der gleichen Eltern genetisch ähnlich sind und sich trotzdem auf genetischer Ebene deutlich voneinander unterscheiden. Die zufällige Chromosomenverteilung in der Meiose sowie die zufällige Verschmelzung zweier Keimzellen werden auch als Interchromosomale Rekombination bezeichnet.

Konsequenzen für die Genetik

Die drei beschriebenen Aspekte der Rekombination stellen sicher, dass nicht nur die Chromosomen von Generation zu Generation neu gemischt werden, sondern im Zuge von Crossing-over Ereignissen auch Chromosomenstücke zwischen den homologen Chromosomenpaaren ausgetauscht werden. Dies bedeutet, dass das Genom eines jeden Menschen aus einem Mosaik von Chromosomenstücken besteht, was ein Zurückverfolgen der eigenen genetischen Herkunft über mehrere Generationen hinaus sinnlos erscheinen lässt, da die Herkunft der eigenen Genetik, in der Vielzahl der Vorfahren (verdoppelt sich von Generation zu Generation) und Genomfragmentierungen (71 Crossing-over Ereignisse pro Generation) unterzugehen droht. Denn bereits vor 15 Generationen hat jeder von uns 32'768 Vorfahren und unser Genom besteht dann im Schnitt aus über 1112 Chromosomenstücken, womit nur ~3% unserer Vorfahren vor 15 Generationen überhaupt etwas zu unserer Genetik beigetragen haben.

Genau diese evolutionär gesehen rasche Durchmischung der DNA ist es jedoch, was es einer Art ermöglicht, sich ändernden Umweltbedingungen anzupassen. Denn es ist die Rekombination, die zusammen mit Mutationen die Grundlagen der genetischen Variabilität und somit der Anpassungsfähigkeit einer Art bildet.

Quellen:
- D. Reich; Who we are and where we came from, 2018

- B. Alberts et. all; Molecular Biology of the Cell, 5th Edition

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Die Rekombination ist ein wichtiger Faktor, der zur genetischen Variabilität beiträgt und somit sicherstellt, dass sich Organismen an sich ändernde Umweltbedingungen anpassen können. Doch was ist genetische Rekombination überhaupt und wie funktioniert sie? Dieses Tafelbild zeigt es dir. Unter Rekombination wir die Neumischung der genetischen Information, die häufig im Zuge der Bildung einer neuen Generation entsteht, verstanden.

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Die Teilung von Zellen erfüllt zwei wichtige Aufgaben. Einerseits geht es darum, Zellen eines Organismus laufend durch identische zu ersetzen, um so die Maschinerie des Lebens aufrecht zu erhalten. Andererseits Werden Zellen auch geteilt, um Keimzellen zu bilden, welche für die geschlechtliche Fortpflanzung unersetzlich sind.

Mitose - Bildung identischer Tochterzellen

Die grundlegende Form der Zellteilung, die gleichermassen bei einzelligen Organismen vorkommt, um sich vegetativ zu vermehren, und auch beim Zellersatz von mehrzelligen Organismen eine zentrale Rolle spielt, ist die Mitose. Hier entstehen aus einer Vorläuferzelle zwei genetisch identische Tochterzellen, indem jedes Chromosom in Form zweier Chromatiden auf die Tochterzellen verteilt wird.

Die Mitose wird in vier Phasen aufgeteilt:

Prophase
Während der Prophase wird das Chromatin zu Chromosomen kondensiert, dadurch werden die Chromosomen sichtbar. Darüber hinaus, wird die Kernmembran die den Zellkern vom Rest der Zelle trennt, aufgelöst.

Metaphase
Während der Metaphase bindet der nun gebildete Spindelapparat am Centromer der Chromosomen und ordnet diese auf der Äquatorialebene der Zelle an.

Anaphase
Zu Beginn der Anaphase werden die Chromatiden am Centromer voneinander getrennt, so dass sie zu den jeweiligen Polen gezogen werden.

Telophase
Die Telophase markiert das Ende der Mitose, der Spindelaparat löst sich auf nachdem die Chromatiden auf die beiden Pole der Zelle verteilt wurden. Die Zelle beginnt sich einzuschnüren

Direkt nach der Mitose, die der Teilung des Zellkerns entspricht, findet die Cytokinese statt, also die Teilung Ger Zelle selbst. Danach verfügt jede der entstandenen Tochterzellen über einen diploiden Chromosomensatz (2n) mit zwei Chromatiden (2c) pro Chromosomenpaar.

In der Grundstruktur läuft die Meiose ähnlich ab, einige wichtige Unterschiede führen jedoch dazu, dass dabei vier haploide Keimzellen entstehen, die sich genetisch alle unterscheiden. Die Meiose läuft dabei in zwei Schritte unterteilt, die wiederum in die gleichen Abschnitte unterteilt werden wie die Mitose.

Meiose I - Halbierung des Chromosomensatzes.

Der grösste Unterschied zwischen der Meiose I, der Meiose II sowie der Mitose, findet sich in der Metaphase und Anaphase. Während der Meiose I werden die Chromosomen paarweise (nicht einzeln) auf der Äquatorialebene angeordnet, während der Anaphase wird jeweils ein ganzes Chromosom pro homologem Chromosomenpaar zum jeweiligen Pol gezogen. Das Resultat Meiose eins sind zwei Haploide (1n) Zellen die jeweils über zwei Chromatiden pro Chromosomenpaar verfügen (2c).

Meiose II - Bildung haploider Keimzellen

Die Meiose II wiederum schliesst direkt an die Meiose I an und startet daher mit zwei Haploiden (1n) Zellen die über zwei Chromatiden pro Chromosomenpaar verfügen (2c). Der Ablauf in den Phasen entspricht dabei jenem der Mitose mit dem einzigen Unterschied, dass die Zellen haploid (1n) und nicht diploid (2n) sind. Es resultieren vier haploide Zellen, die jeweils über ein Chromatid pro Chromosomensatz verfügen.

Spermatogenese und Oogenese

Die Meiose dient der Bildung von Keimzellen, dabei wird in tierischen Organismen die Bildung von Spermien (Spermatogenese) sowie die Bildung von Eizellen (Oogenese) unterschieden. Zur Meiose ist anzumerken, dass in männlichen Individuen im Zuge der Spermatogenese 4 Spermien entstehen, während bei weiblichen Individuen eine verhältnissmässig grössere Eizelle und 3 kleine Pollkörper gebildet werden. Die Pollkörper enthalten fast kein Cytoplasma und werden im Zuge der Eizellreifung abgebaut.

Rekombination und Crossing-over

Die der genetischen Information ist eine wichtige Triebfeder der Evolution. Die Grundlage dafür wird während der Meiose gelegt. Einerseits indem die Chromosomen zufällig auf die entstehenden Tochterzellen verteilt werden, andererseits jedoch auch durch Crossing-overs. Diese finden während der Prophase der ersten Reifeteilung der Meiose statt. Dabei lagern sich zwei Schwesterchromatiden nebeneinander an, wobei eine aus vier Chromatiden bestehende Tetrade entsteht. Dabei kommt es zum Austausch von ganzen Chromosomenstücken von einem Chromosom zum anderen, so dass bereits vor der Metaphase I Bestandteile homologer Chromosomenpaare ausgetauscht worden sind.

Diese Crossingovers sind sehr häufig und finden Pro Meiose und somit pro Generation im Schnitt 71 mal statt und durchmischen die DNA regelrecht von Generation zu Generation. Die Rolle der Rekombination und des Crossing-over werden im Tafelbild " Rekombination" genauer erklärt

- B. Alberts et. all; Molecular Biology of the Cell, 5th Edition

- D. Reich; Who we are and where we come from, 2018

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Die Teilung von Zellen erfüllt zwei wichtige Aufgaben. Einerseits geht es darum, Zellen eines Organismus laufend durch identische zu ersetzen, um so die Maschinerie des Lebens aufrecht zu erhalten. Andererseits Werden Zellen auch geteilt, um Keimzellen zu bilden, welche für die geschlechtliche Fortpflanzung unersetzlich sind.

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Das präzise Zerschneiden von DNA ist für viele Anwendungen in der Gentechnik essenziell. Egal ob es darum geht Gene zu inaktivieren oder neue Gene einzufügen, in beiden Fällen muss die DNA-zerschnitten werden. Das molekulare Werkzeug das hierfür angewandt wird heisst CRISPR/Cas9. Was das ist und wie es funktioniert, erklärt dir dieses Tafelbild.

In vivo - in lebenden Organismen

Das CRISPR-Cas9 System stammt aus dem ältesten Konflikt der Erde. Jenem zwischen Viren und Bakterien. Dabei versuchen die Bakteriophagen (Bakterien infizierende Viren) Bakterien zu infizieren und diese dabei zur Virusproduktion umzuprogrammieren. Die Bakterien wiederum versuchen, diese genetische Umprogrammierung zu umgehen indem fremde virale DNA abschnitte zerschnitten und abgebaut werden. Dafür braucht die Bakterie ein Enzym namens Cas9 sowie eine Bibliothek an viralen DNA-Motiven die CRISPR:

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) sind Abschnitte die in repetitiver Art und weise immer wieder im Erbgut von Bakterien vorkommen. Darin sind zum einen Gene für die Ausbildung von Caspasen wie etwas der Caspase 9 enthalten, sowie Abschnitte viraler Genome (Spacer) die von Bakterien mit Hilfe der Cas9 zur Erkennung und Abwehr von Viren eingesetzt werden und somit eine Art bakterielles Immunsystem bilden. Nach der Infektion mit einer Bakteriophage können dem CRISPR sogar neue Sequenzen hinzugefügt werden, um eine Immunität gegenüber diesen Bakteriophagen zu generieren.

Cas9
Die Caspase 9 (Cas9) ist ein Protein welches eine wichtige Rolle in der Abwehr viraler Genome in Bakterien spielt. Dafür werden die in den CRISPR gespeicherten DNA Abschnitte mit jenen der Viren verglichen und im Falle eines Matches von der Caspase zerschnitten. Neben der Cas9 werden in den CRISPR weitere Caspasen codiert, die für die Funktion der bakteriellen Virusabwehr von Bedeutung sind, für die Verwendung in vitro aber aktuell keine wichtige Rolle spielen.

Dank der Erforschung der Bakteriellen Virusabwehr ist Forscherinnen bewusst geworden, dass mit Hilfe künstlicher DNA Sequenzen nahezu jede X-beliebige DNA-Sequenz zerschnitten werden kann.

Aufbau des Systems

Aus den CRISPR wird zum einen das Protein Cas9 gebildet und andererseits zwei RNA Stücke (crRNA und tracrRNA). Zusammen bilden diese den CRISPR/Cas9 Komplex der in vivo virale DNA zerschneidet und in vitro jede andere DNA an beliebigen Stellen schneiden kann.

Die Caspase 9 ist das Enzym, welches von der Zelle anhand des Genes aus dem CRISPR gebildet wird und mit Hilfe der crRNA und tracrRNA DNA-Doppelstränge zerschneiden kann.

crRNA
Die crRNA setzt sich im Wesentlichen aus den Protospacer und einem Repeat zusammen. Der Protospacer ist das Auge der Cas9 und fungiert als primäre Erkennungssequenz der an der zu schneidenden DNA bindet. Je nach dem welche DNA geschnitten wird variiert er, während der Repeat konstant ist und die crRNA mit der tracrRNA verbindet. Er heftet die beiden RNA-Moleküle zusammen.

tracrRNA
Die tracrRNA bindet am Repeat der crRNA und bildet aufgrund einer palindromischen Basenabfolge eine harnadelförmige Struktur mit sich selber. Sie fungiert als Schlüssel der es der crRNA erlaubt in die Cas9 eingebaut zu werden.

Die zur crRNA passende Erkennungssequenz alleine reicht jedoch nicht, damit Cas9 an die DNA binden kann. Zusätzlich wird auf der zu schneidenden DNA ein kurzer Abschnitt namens PAM (proto-spacer adjacent motif) benötigt.

Ein PAM signalisiert der Cas9, dass eine DNA zu bearbeiten ist. Nur wenn ein solcher drei Buchstaben langer Abschnitt (5'-NGG-3' / eine beliebige Base und 2 Guanin) neben der Erkennungssequenz liegt, kann Cas9 an die DNA binden und die zum Repeat passende Stelle erkennen. Bei diesem Prozess wird die DNA entspiralisiert und das crRNA-tracrRNA-Molekül kann sich an der passenden Stelle anlagern.

Damit Cas9 ein DNA Abschnitt schneiden kann muss dadrauf also sowohl die Erkennungssequenz liegen, die zum Protospacer auf der crRNA passt, als auch ein PAM um diese erst zu erkennen. Da das Erbgut des Bakteriums selbst wiederum besitzt keine PAMs, somit ist es vor der Zerstörung durch das eigene Abwehrsystem geschützt.

In Vitro - im Reagenzglas

Forscherinnen, die sich mit der Erforschung der bakteriellen Virusabwehr beschäftigten, haben herausgefunden, dass die Spacer Bereiche in den CRISPR welche für die Erkennungssequenz in der crRNA codieren künstlich verändert werden können. Damit wurde es möglich, ein System zu kreieren mit dem fast jede beliebige DNA Sequenz ganz präzise geschnitten werden kann. Wird der Protospacer einer crRNA durch einen künstlich erzeugten ersetzt, so wird die resultierende RNA gRNA (guideRNA) genannt, da sie der Cas9 zeigt, wo die DNA geschnitten werden soll. Das System das in Vitro Anwendung findet, besteht folglich aus einem modifizierten CRISPR (tracrRNA & gRNA) und der Cas9.

Je nach dem wie nach dem Schneiden einer DNA im Labor verfahren wird, kann mit dem CRISPR/Cas9 System eine Deletion verursacht werden, um so Gene gezielt auszuschalten. Daneben gibt es auc hdie Möglichkeit mittels anderer gentechnischer Werkzeuge ein neues Gen präzise an der Schnittstelle einzusetzen.

Im Vergleich zu früheren Verfahren wo die DNA zufällig ins Genom integriert wurde, ist CRISPR/Cas9 deutlich präziser und verringert das Risiko für off-target-Effekte wie etwa zufällige Mutationen massiv.

- https://www.mpg.de/11018867/crispr-cas9

- https://www.spektrum.de/thema/crispr-cas9/1408852

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Das präzise Zerschneiden von DNA ist für viele Anwendungen in der Gentechnik essenziell. Egal ob es darum geht Gene zu inaktivieren oder neue Gene einzufügen, in beiden Fällen muss die DNA-zerschnitten werden. Das molekulare Werkzeug das hierfür angewandt wird heisst CRISPR/Cas9. Was das ist und wie es funktioniert, erklärt dir dieses Tafelbild.

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Um mehr über das Erbgut der verschiedensten Lebewesen herauszufinden wird, deren DNA sequenziert. Dabei wird die Abfolge der Nukleotiden ermittelt, um die daraus resultierende Sequenz genauer untersuchen oder analysieren zu können. Wie die Technik der DNA-Sequenzierung funktioniert, erfährst du in diesem Tafelbild.

Bildung der DNA-Fragmente

Im ersten Schritt der DNA-Sequenzierung werden Prinzipien der DNA-Replikation ausgenutzt um, möglichst viele DNA-Fragmente unterschiedlicher Länge zu erhalten. Die DNA wird einzelsträngig gemacht (denaturiert), der Primer wird gebunden und die Polymerase startet mit der Polymerisation des Gegenstrangs. Das Vorgehen ist dabei jenem der PCR sehr ähnlich. Wobei abgesehen von den ddNTPs auch die gleichen Bestandteile benötigt werden.

ddNTPs
Di-deoxinukleotidtriphosphate (zweifach deoxidierte Nukleotide) im Gegensatz zu den "normalen" dNTPs welche von der Polymerase zur Verlängerung der DNA-Sequenz gebraucht werden, verfügen ddNTPs über keine Hydroxygruppe (-OH) am 3'C-Atom des Riboserings. Dies führt dazu, dass nach deren Einbau keine weitere Nukleotide von der Polymerase mehr angehängt werden kann und der DNA-Strang an dieser Stelle endet. Zusätzlich sind die ddNTPs je nach angehängter Base mit einer unterschiedlich fluoreszierenden Chemikalie markiert welche in einem späteren Schritt vom Detektor erkannt wird.

Alle weiteren Bestandteile des ersten Schrittes, sowie deren Funktion werden im Tafelbild PCR erklärt.

Dank den ddNTPs werden also viele unterschiedlich lange DNA-Fragmente erzeugt, die alle eine fluoreszierende Markierung auf ihrer letzten Nukleotide tragen. Damit die Fragmente nicht alle zu kurz werden, ist das Verhältnis zwischen dNTPs und ddNTPs etwas 100:1.

Gelelektrophorese

Um die Fragmente unterschiedlicher Länge zu untersuchen, werden diese auf 96°C erhitzt damit sie denaturieren und sie als Einzelstrang vorliegen. Die Probe wird nun auf ein Gel geladen, an dem eine elektrische Spannung angehängt ist. Da die DNA aufgrund ihres Zucker-Phospat-Gerüstes über eine negative Ladung verfügt, wandern die DNA-Fragmente im Gel zum positiven Pol. Die DNA kann das Gel jedoch nicht einfach passieren und wird gebremst. Dieser Effekt ist bei grossen DNA-Fragmenten stärker, so dass kleinere Fragmente in einer bestimmten Zeit mehr Strecke zurücklegen, als grössere. Als Konsequenz daraus werden die DNA-Fragmente auf dem Gel anhand ihrer Grösse sortiert

Lesen der Sequenz

In der Reihenfolge vom kleinsten zum grössten DNA-Fragment passieren diese nun einen Laser und einen Detektor. Der Laser regt die fluoreszierende Markierung an, welche wiederum Licht einer gewissen Wellenlänge emittiert, welches vom Detektor empfangen und von einem Computer in ein Resultat umgewandelt wird. Als Resultat wird die Reihenfolge der detektierten Farben, sowie der entsprechenden Basen angegeben. Mit dieser Methode können Sequenzen von einigen Hundert Basenpaaren länge analysiert werden.

Um längere Abschnitte zu sequenzieren, muss der Vorgang für verschiedene Abschnitte der DNA wiederholt werden, so dass die resultierenden Sequenzen i. d. R. von einem Computer überlappt und zusammengefügt werden.

Die hier gezeigte Methode ist nicht mit der aus den 70er Jahren Stammenden Methode nach Sanger identisch, die leider noch immer in vielen Lehrbüchern als Beispiel für die Sequenzierung vermittelt wird, in der heutigen Forschung jedoch kaum noch Anwendung findet. Das Sequenzieren der DNA läuft heute in den wesentlichen Schritten automatisiert ab und wird hier deshalb auch so erklärt.

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DNA - Sequenzierung in drei Schritten erklärt

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Um mehr über das Erbgut der verschiedensten Lebewesen herauszufinden wird, deren DNA sequenziert. Dabei wird die Abfolge der Nukleotiden ermittelt, um die daraus resultierende Sequenz genauer untersuchen oder analysieren zu können. Wie die Technik der DNA-Sequenzierung funktioniert, erfährst du in diesem Tafelbild.

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PCR - Polymerase Kettenreaktion in drei Schritten erklärt

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Die Untersuchung von DNA gehört mitlerweile zum Standard in der Forschung, der Medizin, der Forensik oder auch zur Stammbaumanalyse. Doch wie kann ein Stück DNA vervielfältigt werden, damit es untersucht und analysiert werden kann? Der Prozess dahinter wird dir in diesem Tafelbild erklärt.

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Viren sind anders als alles andere, was der Stammbaum des Lebens zu bieten hat. Trotzdem scheint es für alle Lebewesen auch Viren zu geben, die diese infizieren. Dadurch sind sie mit allen Lebewesen untrennbar vernetzt. Doch was sind Viren eigentlich genau, wie sind sie aufgebaut und wie vermehren sie sich? Dieses Tafelbild gibt dir einen Überblick über die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Viren.

Grösse

Viren sind klein, sehr klein sogar. Ihre Grösse beträgt je nach Art zwischen 16 und 300nm. Ein Nanometer entspricht dabei einem Millionstel eines Millimeters. Dies wiederum bedeutet, dass auf die Länge eines Millimeters je nach Grösse 3'333-62'500 Viren in einer Linie aufgereiht werden können.

Aufbau

Viren bestehen minimal aus Proteinen und einer Form der Erbinformation die sich von Virus zu Virus unterscheiden kann. Das ist dann bereits häufig alles. Einige Viren besitzen darüber hinaus noch eine Membran welche Proteine und Erbinformation einschliesst. Die Membran ist dabei mit jener der zu infizierenden Zellen identisch, so dass Viren leichter mit ihnen fusionieren können. Ob ein Virus mit einer Membran umhüllt ist oder ein nacktes Kapsid seine Aussenhülle bildet beeinflusst auch wie lange Viren auf Oberflächen überleben können und ob sie leicht durch Seife zerstört werden können oder nicht.

Modrov, Molekulare Virologie, 3. Auflage, Spektrum Verlag

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Viren sind anders als alles andere, was der Stammbaum des Lebens zu bieten hat. Trotzdem scheint es für alle Lebewesen auch Viren zu geben, die diese infizieren. Dadurch sind sie mit allen Lebewesen untrennbar vernetzt. Doch was sind Viren eigentlich genau, wie sind sie aufgebaut und wie vermehren sie sich?

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Viren gehören zum Leben dazu, sie kommen in allen bekannten Lebewesen vor und manchmal wie im Fall von SARS-CoV-2019 springen sie auch von einer Art auf eine andere. Doch woher kommen Viren überhaupt? Dieses Tafelbild erklärt anhand von drei Hypothesen Möglichkeiten ihrer Herkunft.

Der Stammbaum des Lebens hat nach heutigem Wissensstand drei grosse Äste: Bacteria, Archaea und Eukaryota. Viren werden klassischerweise nicht diesem Stammbaum des Lebens zugeordnet. Doch woher kommen sie, wenn sie nicht so einfach zugeordnet werden können? Zu dieser Frage gibt es aktuelle mehrere Erklärungsversuche. Die drei bekanntesten werden an dieser Stelle vorgestellt.

A - Escape-Hypothese

Nach dieser Hypothese stammen Viren von DNA oder RNA einer modernen Zelle ab. Gestützt auf die Tatsache, dass es in Zellen Transposons gibt, also sich selbst replizierende DNA Stücke, die von einem Ort in der DNA an einen anderen springen können, wird diese Hypothese postuliert. Dabei wird davon ausgegangen, dass eben ein solches Transposon der Zelle entfliehen konnte, indem durch asymmetrische Zellteilung kleine Vesikel geformt wurden, in denen eine selbstreplizierende RNA sowie für Hüllproteine codierende RNA vorhanden sind.

B Virus-First-Hypothese

Diese Hypothese setzt eine RNA-Welt voraus in der es einfache Formen von selbstreplizierenden Molekülen in Form von RNA gab welche auch als Replikone bezeichnet werden. Zellen gab es noch keine. Wie der Name bereits postuliert, geht die Hypothese davon aus, dass Viren eine Vorstufe des modernen Lebens darstellen. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich in der RNA-Welt einige der selbstreplizierenden Moleküle zusammenschlossen und mit zunehmender Komplexität Protozellen bildeten, während andere ihre simple und reduzierte Form behielten und sich dank der entstehende Protozellen besser vermehren konnten.

C Reduktions-Hypothese

Gemäss dieser Hypothese sind Viren aus kleinen Protozellen entstanden, welche einen parasitären Lebensstil eingingen und durch evolutionäre Prozesse ihre zellulären Elemente weitestgehend verloren haben. Sie behielten einzig ihr genetisches Material und gewisse Elemente, die sie für ihre eigenen Replikation brauchen. Diese Hypothese stellt die Viren also als besonders effiziente Organismen dar, die sich in ihrer Ausstattung auf das absolute Minimum beschränken.

Welche dieser Hypothesen zutrifft, kann zum heutigen Zeitpunkt nicht genau gesagt werden. Die Tatsache, dass sich Viren untereinander jedoch stark unterscheiden und daher wohl mehrere Male unabhängig voneinander entstanden sind, lässt zumindest den Schluss zu, dass auch mehrere dieser Varianten für die unterschiedlichen Viren und ihre Entstehung zutreffen können.

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Viren gehören zum Leben dazu, sie kommen in allen bekannten Lebewesen vor und manchmal wie im Fall von SARS-CoV-2019 springen sie auch von einer Art auf eine andere. Doch woher kommen Viren überhaupt? Dieses Tafelbild erklärt anhand von drei Hypothesen Möglichkeiten ihrer Herkunft.

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Lebewesen werden klassischerweise anhand von sechs Merkmalen charakterisiert. Doch für Viren treffen diese Merkmale überhaupt nicht zu. Was dies für die Stellung der Viren im Stammbaum der Lebewesen bedeutet, wird dir in diesem Tafelbild gezeigt.

Was ist ein Lebewesen?

Klassischerweise werden in der Biologie 6 Merkmale des Lebens verwendet, um Organismen als Lebewesen zu klassifizieren:

Zellen: Alle Lebewesen sind aus einem oder mehreren Zellen aufgebaut. Diese Strukturierung und Kompartimentierung ist wichtig, um die biochemischen Prozesse des Stoffwechsels die für das Leben essentiell sind aufrecht zu erhalten.

Fortpflanzung: Alle Lebewesen sind in der Lage sich durch einfache Zellteilung oder aber durch geschlechtliche Reproduktion zu vermehren und fortzupflanzen.

Wachstum: Alle Lebewesen wachsen oder regenerieren zumindest die Zellen, die sie ausmachen, welche wiederum wachsen müssen, um sich teilen zu können.

Stoffwechsel: Leben bedeutet eine gewisse Ordnung aufrecht zu erhalten. Um dies zu ermöglichen, muss ein Lebewesen Energie investieren, welche es durch unterschiedliche biochemische Reaktionen des Stoffwechsels nutzen kann.

Reizbarkeit: Alle Lebewesen können auf äussere Reize reagieren und so mit ihrer Umwelt interagieren.

Bewegung: Damit Leben möglich ist, müssen Organismen Dinge bewegen. Angefangen bei zellinternem Transport, über das Fliessen von Flüssigkeiten in einem Gefässsystem, bis hin zur Bewegung eines gesamten Organismus ist ein grosses Spektrum an Bewegungsformen anzutreffen.

All diese Merkmale werden von sämtlichen Lebewesen erfüllt. Einzig unter parasitisch lebenden Organismen gibt es einige Ausnahmen, welche nicht alle dieser Kriterien eigenständig erfüllen können und trotzdem zum Stammbaum des Lebens gezählt werden. Viren auf der anderen Seite erfüllen keines der oben beschriebenen Kriterien.

Sind Viren also keine Lebewesen?

Ganz so einfach ist es dann doch wieder nicht. Viren bestehen zwar nicht aus Zellen, pflanzen sich nicht selber fort, wachsen nicht, haben keinen Stoffwechsel, keine Möglichkeit auf Reize zu reagieren und bewegen sich nur passiv durch Vektoren oder die braunsche Molekularbewegung, nichtsdestotrotz ist die Virologie eine Teildisziplin der Biologie und das mit gutem Grund.

Was Viren mit allen anderen Lebewesen gemeinsam haben, ist die Tatsache, dass ein Erbgut vorhanden ist. Im Gegensatz zu allen klassischen Lebewesen verfügen jedoch nicht alle Viren über ein DNA-Genom, sondern es gibt eine grosse Vielzahl verschiedener Organisationsformen des Erbgutes, welche in der Baltimore-Klassifizierung zusammengefasst wird.

Wenn Viren einen Organismus infizieren programmieren sie die Wirtszellen mit Hilfe des eigenen Erbgutes zur Virusproduktion um. Dabei wird das Erbgut des Virus repliziert, wobei die Replikationsmaschinerie der Wirtszelle ausgenutzt wird. Dabei entstehen auch Fehler, also Mutationen, die dazu führen, dass sich das Virus verändert. Diese Veränderbarkeit ist ebenfalls ein wichtiges Kriterium des Lebens und legt den Grundstein der Evolution. Jeder Organismus, der sich verändern kann, kann sich über mehrere Generationen seiner Umwelt anpassen und so evolvieren.

Im Falle eines Virus bedeutet dies, dass ein Virus durch Evolution in einer Wirtszelle sich so verändern kann, dass seine Rezeptoren plötzlich Zellen zugänglich machen, die ihm zuvor verschlossen waren und er so sein Wirtsspektrum erweitern kann. Wie die Evolution eines Virus dieses während einer Pandemie verändert, wird dir im Tafelbild zu SARS-CoV-2 gezeigt.

Die Tatsache, dass Viren über ein Erbgut verfügen, welches den Gesetzmässigkeiten der natürlichen Selektion über den Prozess der Evolution unterworfen ist, zeigt folglich, dass die Stellung der Viren im Stammbaum des Lebens gerechtfertigt ist. Weil jedoch die 6 klassischen Kriterien des Lebens für Viren nicht zutreffen, herrscht über die Definition der Viren noch kein wissenschaftlicher Konsens.

Ethan B. Ludmir and Lynn W. Enquist; Viral genomes are part of the phylogenetic tree of life, Nature Reviews Microbiology, 2009

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Lebewesen werden klassischerweise anhand von sechs Merkmalen charakterisiert. Doch für Viren treffen diese Merkmale überhaupt nicht zu. Was dies für die Stellung der Viren im Stammbaum der Lebewesen bedeutet, wird dir in diesem Tafelbild gezeigt. Was ist ein Lebewesen?

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Gene codieren für Proteine und Proteine spielen eine zentrale Rolle für die Funktion einer Zelle. Doch wie entsteht aus einem Gen, das als DNA in der Sprache der Nukleotiden gespeichert wird, ein Protein aus Aminosäuren? Dieses Tafelbild hilft dir, bei allen involvierten Prozessen den Überblick nicht zu verlieren.

Transkription (blau)

Im ersten Schritt auf dem Weg vom Gen zum Protein wird die DNA im Zellkern von der RNA-Polymerase zur mRNA umgeschrieben. Dabei wird der Doppelstrang der DNA getrennt und die mRNA als Gegenstück des antisens-Strangs synthetisiert. Während die RNA-Polymerase die DNA in 3'-5' Richtung liest, wird die mRNA folglich in 5'-3' Richtung geschrieben. Detaillierte Informationen und Visualisierungen zur Benennung und Orientierung der DNA Stränge während der Transkription findest du im Tafelbild zu den Grundbegriffen der Genetik.

Modifikation (gelb)

Bevor die mRNA am Ribosom in die Sprache der Aminosäuren übersetzt werden kann, wird sie modifiziert. Dazu gehört das Splicing, wobei einzelne nicht codierende Abschnitte (Introns) aus der mRNA ausgeschnitten werden und andere codierende Abschnitte (Exons) miteinander verbunden werden. Im Zuge des alternativen Splicings können auch unterschiedliche Exonkombinationen gebildet werden, was die Anzahl möglicher Proteine pro Gen erhöht.

Neben dem Splicing wird der mRNA am 5'-Ende ein modifiziertes Guanin Nukleotid (5'-Cap) und am 3'-Ende ein Poly-Adenin-Schwanz angehängtach aktuellem Wissensstand wird dadurch einerseits die Haltbarkeit der mRNA im Cytoplasma erhöht und andererseits anscheinend die Initiierung der Translation am Ribosom begünstigt. Diese Prozesse kommen nur bei Eukaryoten vor und werden im Tafelbild zur Proteinbiosynthese weiter erklärt und visualisiert.

Translation (grün)

Im Gegensatz zur DNA kann die mRNA nun den Zellkern verlassen und die Information zur Proteinbiosynthese zum Ribosom bringen. Wenn das Protein für den Verbleib im Cytoplasma bestimmt ist, gelangt es direkt zu einem darin vorhandenen Ribosom, soll das Protein exportiert, in eine Membran eingebaut oder auch in ein membranumhülltes Organell gebracht werden, so wird es auf einem Ribosom translatiert, dass auf dem rauen endoplasmatischen Retikulum sitzt. Das Ribosom liest dabei von 5'- 3', während das Protein vom N zum C Terminus gebildet wird. Die Leserichtung macht insbesondere für Prokaryoten Sinn, da hier die Translation noch während der Transkription startet, da beide Prozesse im Cytoplasma stattfinden. Neben der mRNA und einem Ribosom braucht es für die Translation auch tRNA.

Die tRNA bringt dank ihrem Anticodon die richtige Aminosäure zum passenden Codon im Ribosom, damit dort das Protein fortlaufend gebildet werden kann. Das Beladen der tRNA mit der zum Anticodon passenden Aminosäure, wird von einer Aminoacyl tRNA-Synthetase durchgeführt. Dieses Enzym, in dessen aktive Zentren wie Schlüssel und Schloss nur die richtige tRNA zur richtigen Aminosäure passt, übersetzt damit die Sprache der Nucleotiden (Codone) in die Sprache der Aminosäuren, bevor diese am Ribosom aneinandergereiht und verbunden werden. Die Proteine können nun gefaltet- und an ihren Bestimmungsort gebracht werden.

(Export) (rot)

Proteine, die für den zellulären Export, den Einbau in eine Membran oder für die Verwendung in einem membranumhüllten Organell vorgesehen sind, werden von Ribosomen am rauen endoplasmatischen Retikulum und nicht von jenen im Cytoplasma gebildet. Danach gelangen die Proteine in Vesikeln zum Golgiapparat, wo sie bis zu ihrer endgültigen Verwendung konzentriert und gelagert werden. Für den weiteren Versand der Proteine werden wiederum Vesikel verwendet. Da diese aus den gleichen Bestandteilen wie die Zellmembran bestehen, können sie mit dieser fusionieren und so ihren Inhalt aus der Zelle exportieren oder in ein von einer Membran umhülltes Organell einschleusen.

- B. Alberts et. all; Molecular Biology of the Cell, 5th Edition

- Natura Biologie für Maturitätsschulen, Klett & Balmer

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Gene codieren für Proteine und Proteine spielen eine zentrale Rolle für die Funktion einer Zelle. Doch wie entsteht aus einem Gen, das als DNA in der Sprache der Nukleotiden gespeichert wird, ein Protein aus Aminosäuren? Dieses Tafelbild hilft dir, bei allen involvierten Prozessen den Überblick nicht zu verlieren.

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https://lehrerfortbildung-bw.de/u_matnatech/bio/gym/bp2016/fb10/

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Stunde 3: Fische können schweben

Prozessbezogene Kompetenzen:

2.1 (1,2,4,5,6,7,8), 2.2 (1,2,4,6,7,8)

Inhaltsbezogene Kompetenzen:

3.1.1. (2,5,9); 3.1.3 (4,5,6)

Vorbemerkungen:

Um die Unterrichtsthematik sinnvoll einbetten zu können und bereits bekanntes Vorwissen der SuS zu vernetzen, ist die Behandlung der Dichte sowie die Aspekte des Schwebens, Schwimmens und Sinkens aus physikalischer Sicht Voraussetzung für den Erkenntnisprozess der SuS. Die Funktionsweise des U-Boots kann als Vergleich im Anschluss oder ebenfalls vorab vermittelt werden.
Hierbei würde der Einstiegstext (Variante A) an die Funktionsweise des U-Boots anknüpfen und bereits Bekanntes wiederholen. Gleichzeitig wird dadurch der Spannungsbogen aufgegriffen und Aufmerksamkeit bei den SuS erzeugt. Durch Clicker-Fragen ( Variante B ) ist ebenfalls die Möglichkeit gegeben, Vorwissen zu aktivieren und im Rahmen der Unterrichtsstunde anzuwenden und zu vertiefen. Die Erarbeitungsphase I dient dem Übertragen des Sachverhaltes auf die Lebensweise der Fische.
Methodisch kann dieser Aspekt in einer experimentellen Erarbeitung vermittelt werden. Hierbei steht die Forscherfrage „Wie kann der Fisch im Wasser schweben?" im Zentrum des Unterrichtsgeschehens. Je nach Klasse und zeitlichen Möglichkeiten kann dabei die Erarbeitung fragend-entwickelnd mit Modellversuch (LDE) oder auch in Gruppenarbeit mit Schülerpraktikum umgesetzt werden.
Dabei bietet sich auch die Möglichkeit eines binnendifferenzierten Vorgehens mittels gestufter Hilfen an.
Die Lage und Funktionsweise der Schwimmblase kann dann gemäß eines Medien- und Methodenwechsels im LV (mit PPP) oder auch in EA / PA mit geeigneten Schulbuchtexten in der Erarbeitungsphase II organisiert werden.
Hierbei muss allerdings deutlich unterschieden werden, dass die Schwimmblase lediglich das Schweben in unterschiedlichen Wassertiefen ermöglicht, das Erreichen der jeweiligen Wassertiefen allerdings nicht auslöst/ bewirkt. Dies ist nur durch aktive Schwimmbewegung der Fische möglich.

Materialien:

Eventuell: Text aus „20 000 Meilen unter dem Meer"

Skelettmodell eines Fisches mit Lage der Schwimmblase oder Somso-Modell

Forscherkiste mit: Gefriertüte oder PET-Flasche, Sand, Aquarium; Ü-Eier, Filmdöschen oder
Tischtennisbälle;

AB „Schweben wie ein Fisch im Wasser"

gestufte Hilfen 1-4

PPP „Schwimmen, Schweben, Sinken"

Schulbuchtexte: z. B. Netzwerk Bio 1, 2004 (S.99); Linder Biologie 1, 2011 (S.106); Bioskop 1, 2011 (S.138); Natura 1, 2013 (S.117); Fokus Biologie, Naturphänomene und Technik, Cornelsen Schulbuchverlag, Berlin 2015; S. 73

Abbildung vom Tauchgang: Bioskop 1; 2011 (S. 139, Abb.7)

Tauch-Jacket oder Abbildung als Folie

Variante A: (Wenn U-Boot vorab behandelt wurde)

* Text „20 000 Meilen unter dem Meer" (+ Sonar-Ton )
Wie ist es mit dem U-Boot möglich, unterschiedliche Tiefen im Wasser zu erreichen und in diesen dann zu schweben?
mit Textbausteinen belegen

Variante B: Clicker-Fragen

- Aktivierung von Vorwissen zum Thema Dichte, Schweben; Schwimmen, und Sinken
- Präparationsstunde muss davor stattgefunden haben !!!!
Überleitung / Anknüpfen an Präparationsstunde:

Auch Fische können im Wasser schweben.
Bei der Präparation haben wir im Fischkörper ein luftgefülltes Organ gefunden - die Schwimmblase
→ TA: Schweben wie ein Fisch im Wasser

Erarbeitung 1 : Funktionsweise der Schwimmblase

Modellversuch: Materialien der Forscherkiste; AB „Schweben wie ein Fisch im Wasser"

AA: Bringt den Modell-Fisch (Tüte mit Sand = Fisch mit kompakter Masse) im Wasser zum Schweben.

Variante A: fragend-entwickelnd mit Modellversuch als LDE

Variante B: Schülerpraktikum in Kleingruppen ; Einsatz binnendifferenziert gestalteter Arbeitsaufträge * (= gebundener AA) bzw. ** offener AA bzgl. der auszuwählenden Materialien

hier bietet sich die Möglichkeit der Binnendifferenzierung mit gestuften Hilfen an (1-4)

anschließend werden Bau + Lage der Schwimmblase am Fischskelett gezeigt

→ Um im Wasser schweben zu können, besitzen die Fische ein besonderes Organ - die Schwimmblase.

AB „Modellversuch: Schweben wie ein Fisch im Wasser" */**

Materialien der Forscherkiste

Hilfekärtchen

Skelett

Textarbeit:

SuS lesen erst in Einzelarbeit den Informationstext im Lehrbuch, z.B. Netzwerk Bio 1, 2004 (S.99); Linder Biologie 1, 2011 (S.106); Bioskop 1, 2011 (S.138); Natura 1, 2013 (S.117); Fokus

in PA wird Aufgabe 3 des AB gelöst

→ Schlussfolgerung:
Da die Luftmenge in der Schwimmblase veränderbar ist, können die Fische den Schwebezustand in allen Tiefen erreichen.

PUFFER: (wäre auch als Transferaufgabe in Klassenarbeit denkbar)

Variante A:
Filmsequenz „Tauchgang" (eigenes Tauchvideo): ruhiges Schweben am Riff, dabei leichter Höhenwechsel oder

Variante B:
Folie z.B. Abb.7 S.139 aus Bioskop 1

1. Beobachte, wie sich der Taucher im Wasser bewegt.

2. Formuliere eine begründete Hypothese, wie es dem Taucher gelingt, unterschiedliche Tauchtiefen zu erreichen und dort zu schweben.

S. erkennen, dass der Taucher durch aktive Schwimmbewegung oder Ablassen von Luft aus dem Jacket sinkt und durch erneutes Einblasen von Luft in das Jacket auf der erreichten Tiefe schweben kann

durch aktives Schwimmen oder Einblasen von Luft ins Jacket steigt der Taucher nach oben, durch Ablassen von Luft aus dem Jacket erreicht der Taucher den Schwebezustand in der neuen Höhe

Folie „Taucher-Jacket"

Erarbeitung 3 oder als HA:

Artikel „Fisch mit künstlicher Schwimmblase"

http://www.dailymail.co.uk/news/article-2313439/Disabled-fish-swim-right-way-owner-makes-LIFE-JACKET-stop-sinking-tank.html

Erläutere, welche Konsequenzen würde es haben, wenn die Fische keine Schwimmblase hätten?

SuS erkennen die ständige Bewegung (z. B. Hai) als Notwendigkeit oder das Vorkommen mancher Fischarten (Scholle) auf dem Meeresgrund

→ Es gibt auch Fische, die keine Schwimmblase besitzen. Dazu gehören der Hai, der sich ständig bewegen muss, um nicht auf den Meeresboden zu Sinken und die Scholle, die im Sand auf dem Meeresgrund lebt.

LSG

* Schwierigkeitsstufe leicht, ** Schwierigkeitsstufe mittel

Fische können schweben: Herunterladen [docx] [20,7 MB]

Fische können schweben: Herunterladen [pdf] [1,4 MB]

Weiter zu Arbeitsblatt *

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Prozessbezogene Kompetenzen: 2.1 (1,2,4,5,6,7,8), 2.2 (1,2,4,6,7,8) Inhaltsbezogene Kompetenzen: 3.1.1. (2,5,9); 3.1.3 (4,5,6) Vorbemerkungen: Um die Unterrichtsthematik sinnvoll einbetten zu können und bereits bekanntes Vorwissen der SuS zu vernetzen, ist die Behandlung der Dichte sowie die Aspekte des Schwebens, Schwimmens und Sinkens aus physikalischer Sicht Voraussetzung für den Erkenntnisprozess der SuS.

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Synopsis

Predators eat preys. But the scarcer the prey, the hungrier the predator. Empty stomach kills. But if predators die, there is nobody left to hunt down preys, which lets them procreate happily! Which makes them easier to hunt. More information at Lotka-Volterra.

Predators eat adjacent preys and procreate after their meal. If they haven't had a meal, they die.

Preys get pregnant if adjacent to bare ground.

If adjacent to bare ground, predators and preys will move.

Parameters

Note: you need html5 to run this.

© 2010 Thaddée Tyl. All rights reserved.

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Predators eat preys. But the scarcer the prey, the hungrier the predator. Empty stomach kills. But if predators die, there is nobody left to hunt down preys, which lets them procreate happily! Which makes them easier to hunt. More information at…

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Jeder Schüler erstellt eine Seite - am Ende werden die Seiten eingescannt und kombiniert

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botanischer Name: Artemisia vulgaris

Familie: Korbblütler

Blüte: Juli- November

Blütenfarbe: gelb, rotbraun

Standorte: Wege, Ufer, Auen, Ödland

Die Mutter der Heilkräuter

Erkennungsmerkmale

Artemisia vulgaris (Gewöhnlicher Beifuß) zählt zu den Korbblütengewächsen, genauer gesagt zur Familie Artemisia, wozu auch Wermut und Estragon gehören. Die Staude kann eine Wuchshöhe von 50 bis 180 cm erreichen. Die 3 bis 4 mm langen Blütenkörbchen sitzen rispenartig an den Stängelspitzen und bestehen nur aus Röhrenblüten mit gelblich brauner Farbe. Blütezeit ist von Juli bis November wobei die Blüten vom Wind bestäubt werden. Der Stängel ist kantig, starr, oft rotbraun überlaufen und aufrecht.

Die Blätter sind fiederspaltig mit gesägten Abschnitten. Ein besonderes Erkennungs- beziehungsweise Unterscheidungs-merkmal zu anderen Pflanzen aus der Familie ist die Farbe der Blätter. Die Blattoberseite ist dunkelgrün, die Blattunterseite weißgrau und beharrt. Beim Zerreiben entsteht ein schwacher Geruch.

Verwechslung mit anderen Pflanzen

Der Beifuß wird gelegentlich mit dem Wermut verwechselt. Hier sind beide Blattseiten silbergrau und filzig beharrt. Vor der Blüte besteht auch Verwechslungsgefahr mit dem Rainfarn, dessen Blattunterseite grau und nicht raufilzig behaart ist oder dem Jakobs-Greiskraut, dessen Blattabschnitte rundlich gelappt und nicht spitz gezähnt sind. Beide blühen gelb und sind schwach giftig.

Namensgebung und Mythologie

Artemis ist der Name der Göttin der Jagd und des Mondes. Sie schützte Tiere und war die Geburtshelferin der Frauen. Sie brachte Artemisia, das Mutterkraut, als Geschenk auf die Erde. Vulgaris bedeutet „gewöhnlich". So wächst das Kraut gewöhnlich „bei Fuß".
Andere Namen, die ebenfalls mit Beifuß in Verbindung gebracht werden sind: Hebammenkraut, Frauenkraut, Mutterkraut, Weiberkraut, Wilder Wermut, Fliegenkraut und Besenkraut. Beifuß ist einerseits eine Gewürzpflanze, anderseits eine Heilpflanze, der auch magische Kräfte zugeschrieben werden.

Nachgewiesen ist, dass Beifuß schon immer Begleiter des Menschen war. An Hand der Pollen kann man den Weg der Pflanze nachvollziehen. Von Afrika aus eroberte sie Europa und Sibirien, gelang über die Behringstraße nach Alaska und von dort über Nordamerika bis in die Anden von Peru. (Storl: Ur-Medizin) Bereits Mammut- und Rentierjäger vertrieben mit seinem Rauch bösartige Geister, legten ihre Kultsstätten damit aus oder nutzten es als Hebammen- und Frauenheilpflanze. Um sich von Krankheiten zu entledigen, wurden früher aus den Zweigen Sonnenwendgürtel geflochten. Mit ihnen wurde zunächst um das Feuer getanzt bis sie hineingeworfen wurden. Heute werden mit Beifuß als Schutz- und Reinigungskraut noch Häuser und Ställe ausgeräuchert.

Inhaltsstoffe und Heilwirkung

Im Beifuß sind ätherische Öle (Cineol), Bitterstoffe, Gerbstoffe, Inulin und Vitamine enthalten. Eigenschaften dieser Inhaltsstoffe nutzt man für innere und äußere Anwendungen. Die Blätter sind reich an Vitaminen und wirken blutreinigend, unterstützen also hervorragend den Frühjahrsputz des Körpers. Ein Tee aus dem blühenden Kraut bringt Wärme in Körper und Knochen, steigert die Abwehrkraft in Erkältungszeiten und wirkt verdauungsfördernd. Aufgrund dieser Wirkung ist Beifuß auch Bestandteil der meisten Magenbitter.

Beim Zerreiben der Blätter und Blüten treten ätherische Öle hervor. Sie verteiben Insekten. Bereits in frühzeitlicher und mittelalterlicher Frauenheilkunde fand der Beifuß als Frauen- und Hebammenkraut vielfältige Verwendung. Als Tee getrunken, wirkt er während der Menstruation entspannend und entkrampfend. Zudem hilft er bei der Einleitung der Geburt, als Sitzbad gegen Unfruchtbarkeit oder auch als Abtreibungsmittel (blutungsförderne Eigenschaft). Daher ist in der Schwangerschaft von Beifuß abzuraten.

Bei Eisfüßen ein wärmendes Beifuß-Fußbad

Zutaten

3 Handvoll Beifuß (frisch oder getrocknet) 250 ml kaltes Wasser

Zubereitung

Das Kraut mit kaltem Wasser ansetzen und im geschlossenen Topf erhitzen und etwa fünf Minuten köcheln lassen. Dann durch ein Sieb in eine Schüssel gießen und mit Wasser aufgießen bis eine angenehme Temperatur erreicht ist. Das Fußbad hilft bei kalten, ermüdeten Füßen und Kopfschmerzen, die durch Verkrampfungen entstanden sind.

Ein weiteres Rezept gegen kalte Füße ist der Warme Socken-Balsam aus natürlichen Zutaten wie Ingwer, Orange, Zimt und Vanille.

Der Beifuß in der Wildkräuterküche

Traditionell findet Beifuß in der Küche als Gewürz bei Gänse- oder Schweinebraten und Wildgerichten Verwendung. Die Pflanze unterstützt die Fettverbrennung. Dabei werden der Speise frische oder getrocknete Blätter und Blütenknospen der oberen Triebe beigemengt. Sein bestes Aroma entfaltet der Beifuß, wenn die Blütenknospen noch geschlossen sind. In den meisten Gegenden ist das im Juni. Je mehr die Pflanze in Blüte steht, um so bitterer wird ihr Geschmack. Junge Blätter im April und Mai geerntet, sind beispielsweise ein Bestandteil der Neunkräutersuppe. Junge frische Blätter würzen auch Salate, Suppen, Bratkartoffeln und Eierspeisen.
Achtung auch bei Pollenallergiker: Sie sollte Beifuß nicht beziehungsweise nur in Maßen als Gewürz verwenden.
Hinweis

Alle in diesem Artikel genannten Vorschläge und Rezepte sind ohne Gewähr. Es handelt sich hierbei um überlieferte Empfehlungen aus der Volksheilkunde. Die Anwendung von Wildkräutern und Heilpflanzen ersetzt keinen Arztbesuch und sollte gegebenenfalls vorab mit einem Arzt oder Apotheker geklärt werden.

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Beifuß - Artemisia vulgaris - die Mutter der Heilkräuter

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botanischer Name: Artemisia vulgaris Familie: Korbblütler Blüte: Juli- November Blütenfarbe: gelb, rotbraun Standorte: Wege, Ufer, Auen, Ödland Artemisia vulgaris (Gewöhnlicher Beifuß) zählt zu den Korbblütengewächsen, genauer gesagt zur Familie Artemisia, wozu auch Wermut und Estragon gehören. Die Staude kann eine Wuchshöhe von 50 bis 180 cm erreichen.

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Bezeichnungen sind auch Nisthilfe, Insektenhaus, Insektenwand, Insektenkasten, Nützlingshotel. Mit geringem Aufwand kann man ein Häuschen oder eine ganze Wand mit verschiedenen Röhrchen und Schutzgitter so gestalten, dass Insekten sich dort ansiedeln. Es begann in England um 1840 mit Wildbienenkästen zu Beobachtungszwecken. Das Wort "Insektenhotel" kam durch den Ausbau mehrstöckiger, freistehender Bauwerke für Insekten mit Dachkonstruktion zum Schutz vor der Witterung [web01].

Bei der Analyse kamen viele untaugliche Beispiele OHNE grosses Vordach ans Licht. Man kann nicht einfach ein paar Röhrchen in eine Konservendose schieben und an einem Baum aufhängen und so eine "Hilfe" für Insekten vorspielen. Da braucht es wirklich mehr dazu. Ein "Insektenhotel" braucht eine absolut GESCHÜTZTE LAGE an einem Haus angebaut, an der vom Wind abgewandten Seite, oder ein grosses Vordach mit Windschutz.

Die Grundstrukturen bei Bienenhäusern ("Bienenhotel")

Der Standort eines Insektenhotels bzw. Bienenhotels muss sonnig (Wärme für die Brut) und gleichzeitig witterungsgeschützt sein (Schutz vor Wind und Regen). So hält das Insektenhotel auch länger. In der Nähe sollten Kräuter, blütenreiche Wildpflanzen [Magerwiese], sowie einheimische Sträucher und Bäume vorkommen. Die Einfluglöcher und Schlitze sollten zur windabgewandten Seite liegen. Lehm, Sand und Wasser am Boden sind für gewisse Insekten ebenfalls Voraussetzung [web01].

Ein Bienenhaus für Wildbienen sollte nicht mehr als 200 bis 300m von den Nahrungspflanzen entfernt sein, sonst wird weniger Pollen gesammelt, die Bienen sind mehr abwesend, und Parasiten können sich vermehrt einnisten [web01].

2. Natürliche Bienen-Nistplätze

In einem intakten Ökosystem suchen sich Wildbienen bestimmte Stellen als Nistplatz aus:
-- markhaltige Pflanzenstängel
-- Totholz [web01]
-- Schneckenhäuser [web01, web20]
-- Erdhöhlen [web11,13,14,15]
-- vergrautes Holz [web18]
-- Trockenmauern [web18]
-- Trockenhalme [web18]
-- Reisigkahufen [web18]
-- Lesesteinhaufen [web18]
-- verlassene Gallwespenblasen [web18].

Wildbienen-Nistplatz: Markhaltige Pflanzenstängel (Markstängel, Markstiele, markhaltiger Pflanzenhalm)

In einem intakten Ökosystem fallen immer wieder abgebrochene Pflanzenstängel auf. Die werden von den Wildbienen genutzt, um sich ein "Haus" zu bauen, 7 bis 20cm lang, Durchmesser 2 bis 9mm, und mit einem Abschluss [web01]. Einige Wildbienenarten suchen sich markhaltige Pflanzenstängel, die senkrecht oder schräg einzeln stehen, und die sie dann aushöhlen und darin nisten: Beifuss, Disteln, Heckenrosen, Himbeeren, Brombeeren (besonders beliebt), Holunder, Kletten, Sonnenblumen [web01].

Beim Versuch mit einzeln fixierten Markstängeln (50cm bis 1m lang und an einem Spalier, Zaun, Leiste etc. fixiert) wurden die Brombeerstängel immer vor dem Holunder besiedelt. Aufgehängte Markstängel werden auch von BEIDEN Seiten her besiedelt (!). Direkt in die Erde gesteckt ohne Wurzeln verrotten die Stängel bald und zerstören die Brut [web01].

Markstängel (Markstiele, markhaltiger Pflanzenhalm) werden von Wildbienen nur angenommen, wenn sie einzeln und senkrecht befestigt sind [36] Gescheiter wäre wirklich, die Erde mit Permakultur als Garten wiederherzustellen, so wie es noch um 1850 war [Schlussfolgerung Palomino].

Totholz und vergrautes Holz als Nistplatz für viele Insekten

Totholz, Holzstapel [38]

Totholz am Boden wird von einigen wilden Bienenarten und anderen Insekten als Nistplatz verwendet, die ihre Nistgänge selber nagen. Das Holz soll von Laubbäumen stammen, soll leicht morsch, aber noch relativ fest sein. Nadelhölzer faulen schneller und sind ungeeignet. Insekten zu fördern ist also keine Kunst, man belässt einfach tote oder absterbende Laubbäume am Ort im Wald oder auf dem Feld (Esche, Eiche, Ahorn, Pappel, Weide), auch alte Obstbäume. Die Nistgänge im Totholz sind bis über 30cm lang. Auf einem Bauernhof oder in einem Park kann man dicke Laubholzäste oder Stammteile aufschichten, oder Balken oder Holzklötze, an einem halb überdachten Standort, auf trockenem Boden, auf Steinen, Kies oder Wegplatten, um ein schnelles Verfaulen zu verhindern [web01].

Vergrautes, von der Sonne ausgebleichtes Holz, Nistplatz für Wildbiene [74]

Wenn in der Umgebung Magerwiesen, blühendes Gemüse oder Fruchtbäume stehen, kann es sein, dass Wildbienen im Grauholz nisten [These Palomino]. Wildbienen nutzen Ritzen und Löcher im vergrauten Holz als Nistplatz, im frischen Holz nisten sie nicht [web18].

Erdhöhlen als Nester bei Hummeln und Wespen

Hummeln suchen sich Erdhöhlen, um ihre Nester anzulegen [web13], ebenso viele Wespenarten [web14], die sehr gut graben können [web16]. Ausserdem legen einige Arten der Schwebfliege (Stehfliege) ihre Eier in die Nester von Hummeln, Hornissen und Wespen [web11]. Hornissen besiedeln Baumhöhlen, Vogelnistkästen, Dachböden oder Geräteschuppen [web15].

Trockenmauern als Niststätte für Wildbienen (Bienenhotel) u.a.

Trockenmauer im Garten, hier können Wildbienen nisten [75]. Trockenmauer im Bau, Grüsch (CH) [76]

Im Sommer nach langer Sonnenbestrahlung geben Trockenmauern noch lange Wärme ab und verringern so die Kälte in der Nacht. Durch die Wasserdurchlässigkeit haben Trockenmauern eine zigfach höhere Lebensdauer als Betonmauern oder gemörtelte Mauern [web19].

In Trockenmauern siedeln Pflanzen und Tierarten, die die Wärme lieben: Eidechsen, Erdkröten, Wildbienen, Laufkäfer etc. [web19]. Laufkäfer fressen u.a. Schnecken, Springschwänze, Ameisen [web20].

Um eine Besiedelung einer Trockenmauer zu erreichen, muss das Ökosystem ursprünglich sein, also mit Magerwiesen (Blumenwiesen), mit blühenden Gemüsebeeten, Reben oder blühenden Fruchtbäumen in der Umgebung OHNE Pestizide. Man muss die Ökosystem wiederherstellen, so wie sie um 1850 noch waren, und mit der Permakultur kann man Flächen einsparen, so dass Flächen für Blumenwiesen, Sträucher, Waldränder und Laubwälder freiwerden. Eine Trockenmauer mit sterilem Rasen kombiniert bringt sicher keine Besiedelung der Trockenmauer [These Palomino].

Schneckenhaus als Wildbienen-Nistplatz (Bienenhotel)

Schneckenhaus einer Weinbergschnecke [39] - Schnecke mit Schneckenhaus [40]

Schneckenhaus am Boden als Bienenhaus: Einige Mauerbienen (Gattung Osmia) benutzen leere Schneckenhäuser, die frei am Boden liegen. Bei einigen Arten muss der Boden sandig sein, oder feuchter Humus sein, oder es muss ein Weinbergschneckenhaus auf Kalkboden (Osmia bicolor) sein, oder das Schneckenhaus muss versteckt liegen im Gras, im Gestrüpp, oder in Hecken [web01].

Wildbienen-Nistplätze: Trockenhalmen, Reisighaufen, Lesesteinhaufen, verlassene Gallwespenblasen

Trockenhalmen, Reisighaufen und Lesesteinhaufen ,verlassene Gallwespenblasen [web18]

3. Künstliche Insektenhotels

Man kann den Insekten neue Unterschlüpfe basteln, mit Bambus, rohrartigen Stängeln, Pappröhrchen, oder man stellt Nistblocks aus Holz oder gebranntem Ton mit Löchern her.

UNTAUGLICHES Insektenhotel OHNE Wetterschutz-Vordach in Form einer Blume für Hummeln, holzbohrende Insekten, Marienkäfer, Florfliegen (ist irreal), Schwebfliegen, Bienen, ist ABSOLUT UNTAUGLICH [9]

Entwicklung und Besiedelung

1. Für Hummeln (Bestäuber): ein Loch von 10 mm Durchmesser und eine Versandtafel.
2. Für holzbohrende Insekten (Holzrecycling): altes Stapelholz.
3. Für Marienkäfer (Blattlausvernichter): gestapelte Holzstreifen.
4. Für Florfliegen (Chrysope) und Ohrwurm (Forficula) (wie oben): Box mit Holzfaserfüllung.
5. Für Schwebfliegen (Syrphiden, Bestäuber, und ihre Larven ernähren sich von Blattläusen): Markstängel (Brombeere, Rosenstock, Himbeere, Holunder, Buddleia).
6. Für Einzelbienen (Bestäuber): Hohlziegel, gefüllt mit einer Mischung aus Ton und Stroh.

Einzelne Häuser
Diese Insektenblume ist eher für Lernzwecke da, denn man sollte die verschiedenen Typen von Unterschlüpfen doch getrennt aufstellen, also ein Hummelhaus, ein Wildbienenhaus, ein Marienkäferhaus, ein Florfliegenhaus, ein Schwebfliegenhaus etc. [These Palomino].

Das Insektenhotel für Wildbienen mit Niströhrchen

Es ist möglich, den Wildbienen solche Nistmöglichkeiten selbst anzubieten mit Röhrchen
-- aus Holz in Form eines Holzklotz - ein Holz-Nistblock
-- aus Ton in Form eines Tonklotz - ein Ton-Nistblock
-- aus Pappröhrchen zusammengeklebt
-- aus Bambus zusammengeklebt (ist sehr gut mit vielen Zwischenwänden, ist hart und kaum jemand kann das aufpicken) [web01].
-- aus weicheren, rohrartigen Stängeln: Schilfrohr, Schilfmatten, Stroh (v.a. Roggenstroh ist geeignet), Japanischer Knöterich etc., die Röhrchen müssen aber mit scharfen Sägen oder scharfen Gartenscheren perfekt geschnitten sein. Zerquetschte oder ausgefranste Halme werden nicht besiedelt [web01].

Der Bau des Insektenhotels mit einzelnen Röhrchen
Einzelne Röhrchen werden in einer kleinen, quergelegten Holzkiste oder Schublade etc. mit Gips, Spachtelmasse oder Wachs befestigt. Das Gebilde wird mit einemgrossen Dach versehen und mit einem Kleintier-Maschendraht gegen Fressfeinde gesichert, denn bestimmte Vögel könnten sonst die Röhrchen zerstören und die Larven fressen [web01].

Diese Röhrchen-Insektenhotels werden in der Regel innerhalb von zwei Saisons besiedelt, wenn die Bauweise stimmt: Die Röhrchen müssen am Ende zu sein, und der Standort muss geschützt sein [web01].

Wildbienen nisten auch in verlassenen Käferfrassgängen, in abgeknickten Schilfhalmen mit Hohlkammern etc. [web01].

Der Nistblock für Wildbienen aus gutem Hartholz, 10cm Bohrtiefe

Mit Nistblöcken aus Hartholz mit Löchern kann man Totholz imitieren, das ebensolche Lochgänge hat, so dass die Insekten auch da reingehen.

Bienenhotel Materialien: Röhrchen, Holzblock, Tonblock, markhaltige Stängel etc.

Ein Holzblock aus Hartholz mit säuberlich gebohrten Löchern wird zum Nistblock für Bienen. Der Nistblock sollte aus gutem, unbehandelten Hartholz bestehen (mit einer Darrdichte von über 550 kg/m3 bei 0% Luftfeuchtigkeit). Das Holz darf nicht reissen, nicht splittern und keine Spriessen bilden, sollte 2 Jahre gelagert und sorgfältig getrocknet sein, für mindestens 10cm tiefe Bohrlöcher. Dafür können auch alte Balken dienen, die frisch zubereitet werden. Die Länge und Breite des Nistblocks ist beliebig [web01].

Weichhölzer [z.B. Linde, Pappel] oder Nadelhölzer von Tannen, Fichten, Föhren etc. sind wegen Harzbildung und Splitterbildung für Insekten absolut tödlich, denn Spriessen und Splitter reissen die Flügel kaputt [web01].

Besonders geeignet ist Eschenholz (640) mit sehr geringer Rissbildung, aber auch

Hartholz-Nistblöcke werden im handel angeboten, mit oder ohne Bohrlöcher [web01].

Der Nistblock muss an einem absolut sicheren Ort montiert sein, ohne Witterungseinflüsse, ohne Regen oder Spritzwasser,
-- damit die Nistverschlüsse unversehrt bleiben und nicht aufweichen können
-- damit keine Verpilzung möglich ist [web01].

Die Löcher

Löcher im Nistblock sind am besten mit 8 bis 10cm Tiefe, bei Nistbrettern 16x16x1,8cm auch bis 15cm [web01]. Manche Wildbienenarten (z.B. Mauerbiene) ziehen mehr Weibchen auf, je tiefer der Gang ist [web01]. Da Wildbienen und Wespen verschieden gross sind, nisten sie in verschieden gross gebohrten Löchern:

2-4 mm Durchmesser: Maskenbienen und solitäre Wespen

3-5 mm Durchmesser: Löcherbienen

5-7 mm Durchmesser: Mauerbiene

5-7 mm Durchmesser: Blattschneiderbienen

6-9 mm Durchmesser: Gehörnte Mauerbiene [web01]

10mm Durchmesser: Hummeln [web02]

Löcher mit 3 bis 6mm Durchmesser werden von 75% der Wildbienenarten und "solitären" Wespen besiedelt, Löcher 6 bis 9mm von 25%. Sind alle kleineren Löcher schon besetzt, weichen die kleineren Bienen auch auf die grösseren Löcher aus. Löcher mit über 10mm Durchmesser werden von anderen Insekten als Ruheplatz genutzt, von Bienen NICHT [web01].

Der Nistblock für Wildbienen aus gebranntem Ton

Dachziegel [aus Ton gebrannt] mit röhrenförmigen Hohlkammern (Strangfalzziegel) dienen Wildbienen ebenfalls als Unterschlupf [web01].

Tonblock mit Löchern: Diplombiologe Volker Fockenberg entwickelte ab 1998 seine "Bienensteine". Es begann mit einem aus Ton gebrannten Lochziegelstein mit 180 Löchern mit 2 bis 11mm Durchmesser als Nistgänge, mit dem Namen "Hotel zur Wilden Biene" [web01].

Der Tonziegel muss langsam trocknen, um Risse zu vermeiden, sonst wird die Brut der Insekten vernichtet. Das Brennen erfolgt bei ca. 996ºC. Der Ton wird offenporig, atmungsaktiv und verhindert so die Verpilzung der Brutkammern. Dieser Ton-Nistblock hält fast ewig, verwittert nicht und Vögel haben keine Chance, auch Spechte nicht. Nistblöcke aus gebranntem Ton sind inzwischen auch in der Künstlerszene ein beliebter Standard [web01].

Insektenhotel für Wildbienen: Gebrannter Tonblock mit Löchern von Herrn Fockenberg [13]

Nistbretter: Nistblock für Wildbienen

Nistblock mit Nistbrettern mit Spanngurt für Mauerbienen [55]

Quadratische Holzfaserplatten mit eingefrästen Gängen werden mit Spanngurten so zusammengehalten, dass sie Nistgänge bilden. Der Standard sind Nistbretter 16x16cm mit Nistgängen mit 8mm Durchmesser. Diese Nisthilfe wird u.a. bei Obstplantagen an windabgewandten, geschützten Standorten eingesetzt, und die Rostrote Mauerbiene besiedelt dann die Bretter und bestäubt die Blütenpracht. Am Ende werden die Holzfaserplatten wieder auseinandergenommen und gereinigt, seien es Kokons oder Larven von Bienenschädlingen etc. [web01].

Zur wissenschaftlichen Beobachtung kann man auf ein Nistbrett auch eine Plastikfolie oder Acrylglasplatte (Plexiglas) montieren [web01].

Hummelhaus und Hummelburg

Hummelnest selber bauen [42-53]

Schritt 1: Mit einer Bohrmaschine (nicht mit Hammer und Nagel) wird im Bodenbereich des Blumentopfs ein Luftloch gebohrt. [Man könnte den Blumentopf ausserdem blau streichen].

Schritt 2: Die beiden Löcher im Topf werden mit schwarzem Stoffgewebe überkleben, damit andere Insekten und Ameisen nicht durch die Luftlöcher eindringen können.

Schritt 3: Mit Hühnerdraht formt man eine Krippe, die in den Topf passt. Im Zentrum kommt das Nestmaterial hin.

Schritt 4: Der Schlauch (Durchmesser ca.15mm) wird an einer Seite mit Löchern versehen, damit er im Fall von Wassereinbruch entwässern kann.

Schritt 5: An einem Schlauchende wird ein Nagel angebracht, eine Schneckensperre, aber die Hummeln sollen durchkommen.

Schritt 6: Man gräbt an einer trockenen, überdachten Stelle einen Graben mit einem Abhang. Am einen Ende setzt man etwas Kies zur weiteren Belüftung, und der Schlauch wird gesetzt, das Nagelende am Beginn des Abhangs.

[Man kann am Eingangsbereich ein eigenes Eingangshäuschen bauen mit einem Schneckenschutz].

Schritt 7: Nun wird die Krippe auf den Kies gesetzt und in die Erde gedrückt. Der Schlauch geht durch das Gitter.

Schritt 8: Nun wird loses Nestmaterial (Laubmoos) (oder ein altes Mausnest) auf die Krippe gelegt, etwa so gross wie ein Tennisball.

Schritt 9: der Blumentopf wird kopfüber über die Krippe gestülpt. Der Schlauch darf nicht mit Erde verstopfen.

Schritt 10: Die ausgehobene Erde wird um den Blumentopf gelegt. Vom Schlauch sieht man nur ein kurzes Ende. Der Schlaucheingang darf nicht mit Erde blockiert werden.

Schritt 11: Ein Ring mit kleinen Steinen wird auf den Topf gelegt.

Schritt 12: Der Topfuntersetzer wird kopfüber auf den Blumentopf gelegt und mit Steinen markiert, damit niemand das Hummelnest zerstört (besser mit einer Holzkiste oben drüber schützen, die Luftlöcher hat).

[Man kann nun noch ein Eingangshäuschen machen, mit blauer Bemahlung].

Hummelhaus und Hummelburg

Hummelburg im Halbschatten auf Blumentöpfen gegen Feuchtigkeit [17] -- Hummelburg im Bau mit Eingangsrohr, Kartonauskleidung und Nistwolle [18]

In die Hummelburg kann man Nistwolle reingeben [web04]. Der Eingang ist blau gestrichen, weil blau die Hummeln anzieht [web03]. Das Eingangsloch hat 10mm Durchmesser [web02]. Die grosse Hummelburg steht auf Blumentöpfen gegen Feuchtigkeit von unten, ist mit einem Eingangsrohr versehen und mit Karton ausgekleidet [web05].

Wer es will: Marienkäferhaus frei nach Fantasie

Man kauft Marienkäferlarven (sind sehr teuer). Die Marienkäfer bleiben dann am Ort und vermehren sich am Ort [web08 - 1min.]. Marienkäfer überwintern an Südfassaden und Südseiten von Bäumen [web07].

Wer will, kann ein Marienkäferhaus aufstellen:

Florfliegenhaus mit Lamellen mindestens 30x30x30cm

Florfliege [57] - Roter Florfliegenkasten mit Lamellen und Stroh drin [24] - Video: Florfliegenkasten ganz einfach selber bauen (8'22'')

Man kauft Florfliegenlarven. Die Marienkäfer bleiben am Ort, die ausgewachsenen Florfliegen aber wechseln den Standort (1'0''). Um die Florfliegen vor Ort zu halten, (so dass sie am Ort auch überwintern [web12]), kann man sich Florfliegenkisten bauen, eine rote Holzkiste mit Lamellen und Stroh drin, da sollen die Florfliegen nisten (1'15''). Die Florfliegen werden von Rot angezogen, also soll die Florfliegenkiste rot sein (1'20'') [web08]. Die Mindestgrösse ist dabei 30x30x30cm [web01]. Die Florfliegen werden vor allem von roten und braunen Florfliegenkästen angezogen, so der Feldversuch, zitiert bei CIA-Wikipedia [web01].

Einen Florfliegenkasten bauen

Die Florfliegen legen ihre Eier an Pflanzen ab. Die geschlüpften Larven gehen dann auf die Suche nach Blattläusen, die mit einem Verdauungssekret vernichtet werden [web09]. Die Entwicklungsphase der Florfliegenlarven dauert 2 Wochen, da können schon 400 bis 500 Blattläuse vertilgt werden [web10].

Schwebfliegen wandern - keine eigenen Nester

Schwebfliege an einem Löwenzahn [33]

Mossad-CIA-Wikipedia sagt: Die Schwebfliegen können beim Fliegen "stehen", heissen deswegen auch "Stehfliegen". Sie sind Wanderinsekten innerhalb Europas und bevorzugen gelbe Blüten. Die Larven vieler Schwebfliegen-Arten fressen Blattläuse (bis zu 100 täglich), sowie Raupen von Schmetterlingen und Blattwespen [web11].

Mossad-CIA-Wikipedia sagt: Ein Teil legt die Eier an Blättern ab, ein anderer Teil der Larven lebt in Nestern von Hummeln, Hornissen und Wespen und konsumiert teilweise Pflanzenreste. Andere Arten leben von Pflanzensäften und Pflanzenresten. Andere leben in feuchter Erde in feuchtem Holzmehl oder Holzmulm und fräsen Gänge in morsche Birkenstämme. Andere sind Schlamm- und Detritusfresser in sehr feuchter Erde und in Jauchepfützen [web11].

Wenn nun in der Insektenhotelblume für die Schwebfliege Markstängel horizontal hingelegt wurden, dann ist das wieder FALSCH, denn Markstängel werden von Wildbienen nur dann als Quartier benutzt, wenn sie senkrecht und einzeln angebracht sind [web01]. Dies gilt wohl auch für Schwebfliegen, wenn Schwebfliegen die Markstängel benutzen [Schlussfolgerung Palomino].

Markstängel werden von Wildbienen nur angenommen, wenn sie einzeln und senkrecht befestigt sind [36]

Schlussfolgerung: Es sind keine eigenen Schwebfliegenhäuschen notwendig, sondern Magerwiesen mit Blumen, Sträucher, Obstbäume UND die Permakultur mit dem Verbot ALLER Pestizide - also ein INTAKTES Ökosystem. Allenfalls werden Schwebfliegen auch mit Hummelburgen gefördert [Schlussfolgerung Palomino].

Schmetterlingsquartiere braucht es nicht, aber Magerwiesen und Waldränder

Quartiere für die Überwinterung von Schmetterlingen gibt es genug, die braucht es nicht in einem "Insektenhotel". Der Rückgang der Schmetterlinge ist auf den Rückgang beim Futter zurückzuführen. Die Bauern machen scheinbar die letzten Magerwiesen und Waldränder kaputt: Schmetterlinge können eine breite Palette von Nektarpflanzen als Energiespender nutzen, manche Raupen sind dagegen zwingend auf eine einzige Pflanzenart für ihre Entwicklung angewiesen. Hier kann der Naturgartenbesitzer durch die Auswahl geeigneter Pflanzenarten aktive Hilfestellung leisten." [web13]

Schmetterlinge sind auf Magerwiesen ohne Pestizide und vor allem auf Waldränder angewiesen, wobei an schattigen Waldrändern andere Schmetterlinge leben als an sonnigen Waldrändern etc. Waldränder sollten unter Naturschutz gestellt, und zerstörte Waldränder sollten wiederhergestellt werden. Hier ist der Link zur Schmetterlingswelt.

"Der erschreckende Rückgang unserer Schmetterlingsarten liegt keineswegs am Fehlen von Überwinterungsnisthilfen. Viel entscheidender ist der Verlust geeignete Lebensräume mit den entsprechenden Futterpflanzen für die Raupen.

4. Putzaktionen

Die Röhrchen verstopfen manchmal durch abgestorbene Brut oder werden verlassen. Man testet im Herbst mit ungiftiger Farbmarkierung, ob die geschlossenen Röhrchen noch benutzt werden, und wenn die Farbmarkierung bis zum nächsten Herbst 1 Jahr später immer noch bestehenbleibt, ist kein Leben mehr vorhanden. Man öffnet die Röhrchen mit einem kleinen Bohrer, dann mit Flaschenbürste oder Pfeifenreiniger, und so ist das Quartier wieder frei. Schilf und Knöterich sind für eine mechanische Reinigung zu klein. Als Test kann man das Insektenhotel auch mal 1 Saison lang abdecken oder einen Block an einen dunklen Ort stellen und sehen, wie viele dann den Nistplatz verlassen [web01].

5. Falsche, unbrauchbare und untaugliche Insektenhotels im Handel

Untaugliche Insektenhotels: Tannenzapfen, Holzsplitter, Weichholz, waagrechte Markstiele in Gruppen [12]

Die Kapitalisten OHNE FACHKENNTNISSE im Insektenbereich bieten in Baumärkten viele unbrauchbare Insektenhotels an, die dann den Insekten noch mehr schaden:
-- Röhrchen sind zu gross
-- Röhrchen haben keinen Abschluss
-- das Insektenhotel ist aus Weichholz [z.B. Linde, Pappel] und Schichtholz [z.B. Sperrholz], das sich bei Feuchtigkeit auflöst
-- Bohrungen sind unsauber gearbeitet und Splitter zerstören die Flügel der Insekten
-- stirnseitig angesetzte Bohrungen reissen auf, Feuchtigkeit und Pilze dringen ein und Larven sterben durch den Pilzbefall noch vor dem Schlüpfen ab
-- da sind auch falsche Insektenhotels mit ausgefranstem Schilf, oder Schilf ist so eingelegt, dass kaum eine Besiedlung möglich ist, weil kein Platz da ist, um an die Halme zu gelangen
-- Florfliegenfächer sind zu klein
-- Schmetterlinge können in Überwinterungskammern und Niströhren überwintern, aber nicht, wenn die Röhrchen über 10mm Durchmesser haben.
etc. etc. [web01].

Grosse Florfliegenkästen ab 30cm: Ein Florfliegenkasten muss mindestens 30cm Seitenlänge haben, grosse Schlitze haben, und auf eine windarme Seite ausgerichtet sein, denn kleine Florfliegenkästen mit kleinen Schlitzen bleiben leer, weil die Florfliege nicht gut fliegen kann [web01]

Der falsche Marienkäferkasten zum "Überwintern": Ein Marienkäferkasten mit vielen Röhrchen ist ein Marketing-Trick, der überhaupt nichts bringt, weil Marienkäfer zum Überwintern miteinander vernetzte, reich strukturierte Schlupfwinkel brauchen, die bestimmte Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen erfüllen. Dies sind Hecken, Säume, Trockenmauern, Reisighaufen, Holzstapel etc. [web01]

Die falschen Schmetterlingskästen zum "Überwintern": Es überwintern nur 6 von ca. 180 Tagfalterarten in Europa (Kleiner Fuchs, Tagpfauenauge, Zitronenfalter, C-Falter, Trauermantel und der Grosse Fuchs). Die finden genug Überwinterungsplätze: in Höhlen, hohlen Bäumen, Scheunen, Garagen, Speichern, Unter- und Überständen genug geschützte Stellen und brauchen die falschen Schmetterlingskästen nicht [web01]. Der Rückgang an Schmetterlingen liegt an der Zerstörung von Magerwiesen, an der Zerstörung von Waldrändern, und an den Pestiziden - Link zur Schmetterlingswelt.

Bienen-Schneckenhäuser am falschen Ort: Schneckenhäuser in einem Insektenhotel einfach so hinzulegen hat keinen Sinn, die Schneckenhäuser müssen am Boden liegen und bestimmte Bedingungen erfüllen, damit gewisse Bienen sie verwenden [web01].

Unbrauchbare Schrott-Häuschen aus dem Baumarkt, wo NIEMALS ein Insekt landen wird [35]

Sinnlose Lochziegel: Und auch Lochziegel sind nichts für Insekten, da besiedelt niemand was [web12].

Schlusswort: Ökosysteme wiederherstellen

Die BESTE Massnahme, Insekten zu erhalten, ist, das Ökosystem WIEDERHERZUSTELLEN, so wie es um 1850 war. Durch die Permakultur braucht es massiv WENIGER Anbaufläche, so dass mehr Platz für Blumenwiesen, Sträucher, Waldränder und lichte Laubwälder übrigbleibt.

Michael Palomino, 10.10.2018

# data[].attributes.attachment_link.title
Das Insektenhotel - Insekten kann man fördern

# data[].attributes.attachment_link.description
Die Grundstrukturen bei Bienenhäusern ("Bienenhotel") mit Röhrchen -- 2. Natürliche Insektenhotels: Markhaltige Pflanzenstängel (Markstängel, markhaltiger Pflanzenhalm) -- Totholz und vergrautes Holz als Insektenhotels für viele Insekten -- Erdhöhlen als Nester bei Hummeln und Wespen -- Schneckenhaus als Insektenhotel -- 3.

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Krankheiten und der Einfluss des Menschen

# data[].attributes.subject
Krankheiten und der Einfluss des Menschen

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Einstieg oder Vertiefung

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Zeit

ca. 45-90 Minuten, besser einen Tag

Material & Geräte

3 Bechergläser oder Erlenmeyerkolben (100 ml)

Wasser

rote Tinte oder Lebensmittelfarbe oder Eosin, blaue Tinte oder Methylblau

verschiedene Pflanzen (besonders geeignet sind Margeriten, Tulpen, Schneeglöckchen, weiß blühende Veilchen)

(1 Fön oder Ventilator)

Durchführung

Die Pflanzen werden frisch an- oder nachgeschnitten und in die rot bzw. blau gefärbte Lösung gestellt. Eine Pflanze, der Kontrollversuch, wird in reines Wasser gestellt. Alle drei werden eine Weile stehen gelassen. In regelmäßigen Abständen auf Veränderungen kontrollieren. Zur Beschleunigung des Versuchs kann man die Pflanzen mit einem Fön (Kaltluft) anblasen.

Beobachtung

Bei den Pflanzen im gefärbten Wasser kann man schon nach kurzer Zeit im Durchlicht die Färbung der Leitbahnen beobachten. Bis die Färbung an den Blättern richtig auffällig wird dauert es etwas. Die Pflanze im unbehandelten Wasser verändert sich nicht.

Auswertung

Der Versuch zeigt, dass das eingefärbte Wasser nicht einfach irgendwie durch die Pflanze fließt, sondern in Leitbündeln aus Xylem und Phloem im Spross. Im Gegensatz zum Phloem, das hauptsächlich Assimilate (Photosyntheseprodukte) aus den Blättern in der Pflanze verteilt, wird im Xylem Wasser gegen die Schwerkraft aus den Wurzeln in den Spross und die Blätter befördert, wodurch sich diese verfärben. In den Blättern wird das gefärbte Wasser dann durch die Leitungsbahnen bis in kleinste Verästerlungen transportiert

Hinweise

Man kann durch Verstärkung des Transpirationssoges mittels Fön oder eines sonnigen Ortes die Reaktion beschleunigen.

Man kann auch einen Zweig der Silberpappel (Populus alba) verwenden. Der Zweig wird ein eine 0,1 %ige Eosinlösung gestellt, nach etwa 15 Minuten kann man die Rinde abziehen, die vom Eosin zurückgelegte Strecke messen und daraus die Leitungsgeschwindigkeit berechnen.

Man kann auch eine Margarite auf wenige cm kürzen, den verbliebenen Stiel ca. 1 cm weit mittig einschneiden und in ein Becherglas mit gefärbtem Wasser stellen. Füllhöhe nicht höher als Einschnitt. Durch den Einschnitt des Stiels, kann man mit dem gefärbten Wasser auch das Xylem im Stiel sichtbar machen

Der Versuch eignet sich sehr gut als Einstieg in den Stofftransport bei Pflanzen, gleichzeitig können auch Osmose, Diffusion und Transpiration damit demonstriert werden.

Man kann auch die Pflanzen austeilen und den Versuch als Hausaufgabe aufgeben. Dann sollen die Schüler ein Versuchsprotokoll anfertigen und das Ergebnis (Protokoll und Pflanze) in der nächsten Stunde mitbringen.

der Färbeversuch funktioniert leider am Besten mit den Chemikalien Eosin und Methylblau, die beide nicht ungefährlich sind. Andere Stoffe brauchen z.T. deutlich länger, bis sie schöne Ergebnisse liefern, manchmal liegts auch an den Pflanzen.

Video

Damit man mal eine Vorstellung davon bekommt, wie die sich die Pflanzen (in diesem Falle Tulpen) verfärben, hier mal ein YouTube Video:

Und nun die kurze, schematische Erklärung, wie das funktioniert (in Englisch)

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Stofftransport in Pflanzen (Wasser & gelöste Salze) - Experimente - UmweltBILDUNG - D. Pommerencke

# data[].attributes.attachment_link.description
ca. 45-90 Minuten, besser einen Tag 3 Bechergläser oder Erlenmeyerkolben (100 ml) Wasser rote Tinte oder Lebensmittelfarbe oder Eosin, blaue Tinte oder Methylblau verschiedene Pflanzen (besonders geeignet sind Margeriten, Tulpen, Schneeglöckchen, weiß blühende Veilchen) (1 Fön oder Ventilator) Die Pflanzen werden frisch an- oder nachgeschnitten und in die rot bzw.

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tafelbild.ch - Ein Tafelbild erklärt es einfach.

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Viele Menschen leiden unter einer Allergie, doch weshalb lösen Allergene bei einigen Menschen Symptome aus, während andere verschont bleiben? Dieses Tafelbild erklärt dir, was unser Immunsystem damit zutun hat.

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Versuch: Geruch oder: Warum riechen wir nicht, wenn in unserem Raum schlechte Luft ist?

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Versuch: Geruch oder: Warum riechen wir nicht, wenn in unserem Raum schlechte Luft ist?

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Besondere Sinnesorgane der Tierwelt + schöne Methode

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Besondere Sinnesorgane der Tierwelt + schöne Methode

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Dazu benötigen Sie das Schulbuch (Natura Evolution), S. 26.

Aufgaben:

1. Lesen Sie den Text noch nicht!

2. Versuchsergebnisse des Urnenexperiments (Abbildung links neben dem Text): Stellen Sie eine begründete Vermutung auf, welchen Einfluss die Versuchsergebnisse auf evolutionäre Prozesse haben.

3. Lesen Sie jetzt den Text!

4. Stellen Sie die Gendrift und die beiden Effekte in einer selbstgewählten graphischen Form dar (MindMap, Grafiz, ...).

5. Verbessern Sie Ihre Vermutungen aus Nr. 2!

# data[].attributes.body
Mögliche Aufgabenstellung

1. Erklären Sie, inwiefern die falsche Antwort eine finale Begründung des evolutionsbiologischen Zusammenhangs  ist.
finale Begründung = Anpassungsprozess der Population wird als absichtlich oder gezielt verstanden

2. Welche der falschen Antworten hätten Sie auch gegeben? Begründen Sie!

3. Erklären Sie das in Nr. 2 gewählte Phänomen und mindestens ein weiteres unter Einbindung der bekannten Evolutionsfaktoren.

# data[].attributes.body
"Seltsam...", murmelst du. "Wirklich seltsam!" Vor euch liegen eine Truhe mit Zahlenschloss und ein alter Brief, den ihr beim Aufräumen des Zimmers gefunden habt. Aber wie kommen sie dorthin? Ihr habt beides noch nie gesehen. Neugierig reißt ihr den unbeschrifteten Umschlag auf und ziehst diesen Brief heraus:

Idee: Briefe ausdrucken und in Umschläge packen. --> an SuS ausgeben

# data[].attributes.body
Einlaminieren und an einer Tafelseite hängen.
(Bilder von Pixabay)

# data[].attributes.body
Bitte, ihr müsst mir helfen!

Ich befinde mich an einem geheimen Ort, damit sie mich nicht finden.

Ich habe eine Entdeckung gemacht, die unbedingt an die Öffentlichkeit gelangen muss. Aber ohne, dass sie das verhindern.

Um herauszufinden, wie ihr an die Informationen in der Box herankommt, findet mit den beiliegenden Fotos heraus, wie dieser Frühblüher heißt.

1) Er hat weiße Blüten.

2) Er wächst in Wäldern, wenn die Bäume im Frühling noch keine Blätter haben. So erhält er genug Licht.

3) Er kann sogenannte Rhizome bilden. Das sind sozusagen im Boden horizontal wachsende Stängel. Aus ihnen bilden sich immer neue Pflanzen. Deshalb bedeckt dieser Frühblüher auch so große Flächen.

Der Frühblüher heißt: ____________________________

Die Position des Anfangsbuchstaben im Alphabet führt dich zum nächsten Schritt.

Der Professor

# data[].attributes.body
Der Brief des Professors führt euch mit Koordinaten zu einem alten Botanischen Garten.

Ihr folgt seinen Anweisungen und gelangt in ein altes Gewächshaus. Vollkommen überwuchert und ungepflegt, sogar ein bisschen unheimlich sieht es aus.

Als ihr euch umseht entdeckt ihr eine Notiz, die an einen Baum gepinnt ist:

# data[].attributes.body
Die Information befindet sich irgendwo hier im Botanischen Garten. Damit sie diese nicht finden, habe ich den genauen Standort verschlüsselt. Um die Information zu finden, löst bitte das folgende Rätsel:

Frühblüher sind Pflanzen, die bereits im Frühling zu blühen beginnen. Vor dem _______________________ profitieren sie von der ____________________________ und der Wärme. Das frühe Wachstum ist ihnen mögliche, da sie Stärke und Mineralstoffe in sogenannten _____________________________ lagern. Diese sind:  ______________________, Zwiebel, Wurzel_______________.

Lücke 1: Buchstabe 7 und 8

Lücke 2: Buchstabe 6 bis 8

Lücke 3: Buchstabe 4 und der dritte von hinten

Lücke 4: Buchstabe 9 und 10

Lücke 5: Der letzte Buchstabe

Aus diesen Buchstaben werden drei Wörter. Die Reihenfolge der Buchstaben muss nicht verändert werden!

Mein nächster Hinweis ist hier:

______________________________________________
(Lösung des Rätsels)

Der Professor

Mögliche Textgrundlage:
https://www.digitalefolien.de/biologie/pflanzen/frueh/frueh2.htm

# data[].attributes.body
Ihr findet einen besonderen Stein im See: Er ist türkis.

Sofort fällt euch auf, dass ihr an einer Tür vorbeigegangen seid, die genau die gleiche Farbe hattet. Ihr lauft also los und als ihr an der Tür ankommt, seht ihr schon, dass ihr auf die richtige Idee gekommen seid: an der Tür sind drei Knöpfe mit drei besonderen Formen.

Vor der Tür liegen Kärtchen. Dabei ist der Hinweis:

Ordnet die Begriffe zu, sodass sich die richtige Form ergibt.

# data[].attributes.headline
Rätsel 3: Trimino -> Lösung: Die Lage der Karten ergibt einen Stern

# data[].attributes.subject
Rätsel 3: Trimino -> Lösung: Die Lage der Karten ergibt einen Stern

# data[].attributes.body
Mit dieser Pflanze lassen sich alle Krankheiten heilen.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Darin stellen sie aus Wasser und Kohlendioxid Traubenzucker und Sauerstoff her. Die nötige Energie für diese Umsetzung ziehen sie aus dem Sonnenlicht.

Erst die Fotosynthese hat das Leben auf der Erde möglich gemacht - und macht es bis heute. Sie findet in den Chloroplasten der Blätter statt, da sich dort der Farbstoff Chlorophyll befindet.

# data[].attributes.attachment_link.description
Pflanzen verfügen über Minikraftwerke - zum Beispiel in den Blättern der Bäume.

# data[].attributes.attachment_link.title
Fotosynthese – Bedeutung und Ablauf | STARK erklärt

# data[].attributes.attachment_link.title
Diffusion einfach erklärt! - Chemie | Duden Learnattack

# data[].attributes.attachment_link.title
Osmose: Definition, Osmotischer Druck, Beispiele – Chemie | Duden Learnattack

# data[].attributes.body
anbei sende ich euch zur Sicherheit noch einmal den Link zum Fotosynthese-Clip, so dass ihr mit Hilfe der Seiten S.168 und 170/171 stichwortartig einen kurzen/groben Kommentar zum Film (bis ca. Min.3.30) erstellen könnt. Habt beim Arbeiten wie immer auch die Uhr im Blick. Falls es zu viel Zeit in Anspruch nimmt, beenden wir die Aufgabe am Donnerstag in der Schule. https://www.youtube.com/watch?v=5cIbo326Svc (aber bitte ohne Ton und Untertitel gucken)

# data[].attributes.attachment_link.title
Die Fotosynthese kinderleicht erklärt - Nationalpark Bayerischer Wald

# data[].attributes.body
anbei wie versprochen nun noch der Bio-Link zum ZDF Magazin Royale "Wir brauchen eine globale Impfstoffverteilung", so dass ihr ggf. nochmal reinschauen könnt. Alle heute Abwesenden gucken sich die Sendung bitte mindestens ab Minute 11 zu kommenden Dienstag an. https://www.zdf.de/comedy/zdf-magazin-royale/zdf-magazin-royale-vom-28-januar-2022-100.html Ich wünsche euch gute Unterhaltung und Erkenntnisse!

# data[].attributes.attachment_link.description
Warum befinden wir uns trotz Impfstoff immer noch in der Pandemie? Unser Rechercheteam hat herausgefunden: Es gibt eine Welt außerhalb Deutschlands.

# data[].attributes.body
Nachdem jede und jeder Einzelne von euch die pro- und contra-Argumente zur Impfpflicht schriftlich gegenübergestellt hat und ihr in euren Gruppen den Gesetzentwurf entworfen habt (bitte fertigstellen, sofern nicht schon im Unterricht erledigt), können wir am Dienstag nach 5-minütiger Eindenkzeit direkt mit der Vorstellung der verschiedenen Gesetzentwürfe starten:

Gruppe 1: Pro-Impfpflicht

Gruppe 2: Kompromissvorschlag gemäßigt Pro-Impfpflicht

Gruppe 3: Kompromissvorschlag

Gruppe 4: Kompromissvorschlag gemäßigt Contra-Impfpflicht

Gruppe 5: Contra-Impfpflicht

Ich möchte euch bitten, euch auch zu Hause noch einmal in Einzelarbeit in euren Gesetzentwurf einzudenken, so dass jedes Gruppenmitglied in der Lage ist, diesen in ca. 5 Minuten "im Bundestag" erklärend zu präsentieren. Abschließend führen wir dann die Abstimmung durch.

Als Erinnerung anbei auch noch einmal die bekannten Quellen:

https://www1.wdr.de/nachrichten/corona-allgemeine-impfpflicht-pro-contra-100.html

https://www.swr.de/wissen/corona-impfpflicht-pro-und-contra-100.html

...und noch zwei neue Links, die sehr hilfreich sein dürften:

https://www.3sat.de/wissen/nano/220119-sendung-nano-102.html

https://www.deutschlandfunk.de/corona-impfpflicht-100.html

Ich freue mich schon auf objektive, faire und wissenschaftliche Diskussionen und Entscheidungen!

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10.000.000 Liter WASSER durch Zigaretten verseucht! - Das Experiment | Robert Marc Lehmann

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Apps für den Biologieunterricht (WS 2017/2018)

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Apps für den Biologieunterricht (WS 2017/2018)

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