Leberpräparation & Mikroskopieren von Leberzellen

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1 Seminar für Didaktik und Lehrerbildung (Realschule) Reutlingen NWA Tag Juli 2011 Der Mensch biologisch, chemisch, und physikalisch betrachtet. Leberpräparation & Mikroskopieren von Leberzellen Peter Merz, Bernd Maute

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einführung Bezug zum Bildungsplan Betrachtung der Leber und Präparation Lehrerinformationen zum Mikroskopieren von Leberzellen Arbeitsblatt zum Mikroskopieren von Leberzellen Lösungen zum Arbeitsblatt Literatur... 11

3 1. Einführung Die Leber ist das wichtigste Stoffwechselorgan des Körpers und produziert als Verdauungssekret die Galle. Im Unterricht in der Realschule ist die Leber jedoch eher ein vernachlässigtes Thema. Die vorliegende Ausarbeitung soll jedoch dazu anregen, dieses Thema im Unterricht zu behandeln. Das Arbeiten mit Realobjekten, wie zum Beispiel der Leber, motiviert die Schülerinnen und Schüler und sollte, wenn möglich, wesentlicher Bestandteil des Biologieunterrichts sein. Bei dem Thema Leber haben wir uns auf das Betrachten und die Präparation einer Schweineleber mit dem anschließenden Mikroskopieren von Leberzellen beschränkt. Die Präparation der Schweineleber sollte aus nachfolgenden Gründen nur von der Lehrperson vorgenommen werden. Es ist im Vorfeld abzuwägen, ob diese Präparation im Unterricht überhaupt durchgeführt werden sollte. Auf mögliche Schwierigkeiten wird nachfolgend noch genauer hingewiesen. Das Mikroskopieren der Leberzellen ist im Biologieunterricht vergleichsweise einfach zu realisieren. Die Zellen der Leber können unserer Meinung nach durchaus als Alternative zu den Zellen der Mundschleimhaut eingesetzt werden.

4 2. Bezug zum Bildungsplan Das Thema Leber lässt sich laut Bildungsplan für Realschulen 2004 bis in die Klassenstufe 7 einbetten. Unter dem Punkt zwei Kompetenzerwerb durch das Erschließen von Phänomenen, Begriffen und Strukturen steht, dass die Schüler Die Prinzipien des Lebendigen verstehen. Genauer heißt es an dieser Stelle im Bildungsplan: Die Schülerinnen und Schüler können belebte und unbelebte Natur unterscheiden. Sie erkennen den zellulären Aufbau der Lebewesen, haben Einblick in deren Stoffwechsel, in Wachstum und Entwicklung. Sie wissen, dass Fortpflanzung und Vererbung Voraussetzungen für die Kontinuität des Lebens sind und dass Vielfalt und Einheit heutiger Lebensformen in einem evolutionären Prozess entstanden sind. Sie können Zellen mikroskopieren, diese als Grundbausteine der Lebewesen erkennen, zeichnerisch darstellen, eine räumliche Zellvorstellung entwickeln (7) und die Bedeutung von Zellteilungsvorgängen für Wachstum, Fortpflanzung und Vermehrung verstehen. (Bildungsplan Realschule 2004, S.99). An anderer Stelle werden unter dem Punkt Den eigenen Körper verstehen folgende Kompetenzen genannt: Durch Kenntnisse von Bau und Funktion wichtiger Organsysteme können die Schülerinnen und Schüler den eigenen Körper als komplexes System begreifen. Das Wahrnehmen-Können des eigenen Körpers in seiner Gesamtheit, seinen Gefühlen und seiner Sexualität bildet die Grundlage für eine aufgeklärte und gesunde Lebensführung. (Bildungsplan Realschule 2004, S.99)

5 3. Betrachtung der Leber und Präparation Im Vorfeld muss von der Lehrperson eine frische Leber beim Metzger besorgt werden. Hierbei können jedoch schon Schwierigkeiten auftreten. Wir haben bei vier Metzgereien nachgefragt, ob es möglich wäre eine komplette Schweineleber mit Gefäßen und Gallenblase zu bekommen. Von allen vier Metzgereien wurde dies verneint. Letztendlich war es nur möglich, eine Leber ohne größere Gefäße und ohne Gallenblase zu bekommen. Der Preis für eine solche Leber hängt vom Gewicht ab und liegt zwischen 13 und 15 Euro. Dadurch, dass an der Leber die Gefäße und die Gallenblase nicht mehr vorhanden sind, stellt sich die Frage, ob es sich lohnt eine ganze Leber für den Unterricht zu besorgen, da die restlichen Strukturen auch durchaus an einem kleineren Stück Leber zu erkennen sind. Nachfolgend werden die erkannten Strukturen der Leber mit Hilfe von Bildern gezeigt. Die oft in der Fachliteratur beschriebenen einzelnen Segmente der Leber lassen sich am Objekt nicht erkennen, da die Segmente nicht durch Bindegewebsstrukturen getrennt sind, sondern fließend ineinander übergehen. Eine Schweineleber und auch eine Leber des Menschen können auch durchaus in der Form und Gestalt variieren und von Abbildungen und Modellen erheblich abweichen. Dadurch dass nur wenige Strukturen am Realobjekt vorhanden und zu erkennen sind, bietet es sich an, nur eine Leber durch die Lehrkraft zu sezieren. Die notwendigen Zellen zum Mikroskopieren können aus dieser Leber von den Schülern entnommen werden. Materialliste: Leber Skalpell Sezierwanne Evtl. Handschuhe Abb. oder Modell einer Leber zum Vergleich

6 Lebervorderseite linker Leberlappen rechter Leberlappen (größer) Leberrückseite Ligamentum falciformes hepatis (Trenn- und Halteband) Nahaufnahme der Oberfläche Leberläppchen

7 Schnitt durch Leberlappen Lebergewebe mit Leberläppchen Lebergewebe durchzogen von Gefäßen Größeres Gefäß

8 4. Lehrerinformationen zum Mikroskopieren von Leberzellen Leberzellen lassen sich prinzipiell recht einfach mikroskopieren und stellen somit eine Alternative zur Mundschleimhaut dar. Das Einfärben der Zellen mit Methylenblau ist nicht zwingend notwendig erleichtert aber das mikroskopieren. Wichtig bei der Durchführung ist, dass die Leberstücke, welche mit den Deckgläsern zerdrückt werden sollen, wirklich sehr klein gewählt werden, da ansonsten die Deckgläser brechen könnten oder das Leberstück seitlich herausgedrückt wird. Der Umgang mit dem Mikroskop sollte den Schülerinnen und Schüler bei der hier vorliegenden Anleitung bereits bekannt sein, da auf den genauen Umgang mit dem Mikroskop nicht eingegangen wird. Die Funktion der Blende sollte eventuell nochmals erwähnt werden, da ohne Blende die Zellen fast nicht zu erkennen sind. Das Anfärben der Präparate mit Methylenblau wird nur kurz erläutert, so dass ein Vormachen von Seitens des Lehrers sinnvoll wäre, sollte dies noch völlig unbekannt sein.

9 5. Arbeitsblatt zum Mikroskopieren von Leberzellen Mikroskopieren von Leberzellen Benötigtes Material: Mikroskop, Objektträger, Deckglas, Pinzette, Pipette, Filterpapier, Methylenblau, ein kleines Becherglas mit etwas Wasser und ein kleines Stück Leber Versuchsdurchführung: Stelle dir alle benötigten Materialien bereit. 1) 2) - Zupfe mit der Pinzette ein stecknadelgroßes Stück von der Leber ab und lege es auf einen Objektträger. - gib einen Tropfen Wasser hinzu und zerdrücke das Leberstück mit einem Deckglas. - Mikroskopiere die Leberzellen. - Stelle ein zweites Präparat nach der Anleitung oben her - Nachdem du das Deckglas aufgelegt hast werden die Zellen mit Methylenblau angefärbt. Gib einen Tropfen Methylenblau an den Rand des Deckglases. Ziehe den Farbstoff nun durch das Präparat indem du ein Stück Filterpapier auf der anderen Seite des Deckglases anlegst. - Mikrospiere die Leberzellen. Aufgaben: a) Erstelle eine Zeichnung einiger Leberzellen auf einem weißen Blatt b) Beschrifte die Zellen: Zellmembran, Zellplasma, Zellkern c) Welche Unterschiede konntest du zwischen deinen beiden Präparaten feststellen?

10 6. Lösungen zum Arbeitsblatt Lösungen: a) und b) Mögliche Zeichnungen der Schüler inklusive Beschriftung. Zum Vergleich ein Foto von Leberzellen. (LM, Objektiv 40x mit Methylenblau leicht angefärbt) Zellplasma Zellmembran Zellkern Zellplasma Zellmembran Zellkern c) Das mit Methylenblau eingefärbte Präparat weißt einen höheren Kontrast auf. Zellmembranen und Zellkerne werden besser sichtbar.

11 7. Literatur Ministerium für Kultus, Jugend und Sport (Hrsg.) (2004): Bildungsplan für die Realschule. Stuttgart Moll, K.J.; Moll, M. (2000): Kurzlehrbuch Anatomie. 16. Auflage. München & Jena: Urban & Fischer Verlag Netter, Frank H. (1999): Atlas der Anatomie des Menschen. 2. Ausgabe. Stuttgart & New York: Thieme Fotos: Bernd Maute, Peter Merz: Leberzelle, Leber