Didaktische FWU-DVD. Mikroorganismen Bakterien

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD Mikroorganismen Bakterien

2 Zur Bedienung Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung (DVD-Player) oder der Maus (Computer) können Sie Menüpunkte und Buttons ansteuern und mit der OK-Taste bzw. Mausklick starten. Hauptmenü führt zurück zum Hauptmenü. zurück führt zum jeweils übergeordneten Menü. Über Info ein / Info aus können Zusatzinformationen ein-/ausgeblendet werden. Mit den Buttons > und < können Sie zwischen Bildern/Grafiken vor-/zurückblättern. Um das Arbeitsmaterial zu sichten / auszudrucken, legen Sie die DVD in das Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen den Ordner material. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler beschreiben verschiedene Vertreter der Mikroorganismen und können sie in einem Größenspektrum einordnen; vergleichen die bakterielle, pflanzliche und tierische Zelle in Struktur und Funktion; verstehen den menschlichen Organismus als möglichen mikrobiellen Lebensraum und beschreiben für den Menschen positive wie negative Auswirkungen der mikrobiellen Lebensweise; beschreiben die Bedeutung biotechnologischer Verfahren am Beispiel verschiedener Produkte; vertiefen bei der Untersuchung des hergestellten Joghurts ihre Fähigkeit, mit allen Sinnen zu betrachten und in einer anschließenden Phase die Ergebnisse zu deuten und zu diskutieren; geben Beobachtungen aus dem Film sachlich und präzise wieder und verwenden dabei Alltags- und Fachsprache angemessen; erklären den Bau und die Leistung von Bakterien und die vielfältigen Wechselbeziehungen zum menschlichen Organismus und setzen es mit den Alltagsvorstellungen zu Bakterien als reinen Krankheitserregern in Beziehung; beschreiben und beurteilen die Auswirkungen der umfangreichen Antibiotikabehandlungen sowohl in der Medizin als auch in der Tierhaltung. 2

3 Zum Inhalt Mikroorganismen: Bakterien (Film 16 min) Mikroorganismen sind unsere alltäglichen Begleiter. Sie haben mannigfal tige Auswirkungen auf unser Leben. Aber wir können sie mit bloßem Auge nicht beobachten und abgesehen von Infektionskrankheiten sind uns ihre Einflüsse wenig bewusst. Dieser Mangel an direkter Erfahrbarkeit führt dazu, dass unsere Vorstellungen von Mikroorganismen oft sehr einseitig sind. Der Film macht die Vielfalt der Mikroorganismen im Allgemeinen und der Bakterien im Speziellen zum Thema. Eine Vielfalt, die sowohl in der Erscheinungsform und der Lebensweise als auch in der Bedeutung für den Menschen prägend ist. Dabei wird der menschliche Organismus als mikrobieller Lebensraum mit unterschiedlichsten Bedingungen begriffen. Die Auswirkungen auf den Menschen sind aus dieser Perspektive ökologische Wechselbeziehungen. Schließlich werden im Rahmen biotechnologischer Verfahren die enormen Stoffwechselleistungen von Mikroorganismen verdeutlicht. 3

4 Menü Mikroorganismen: Bakterien (Sequenzen / Grafiken) Was sind Mikroorganismen? (Filmsequenz 2:40 min) In der Vorstellung vieler Schülerinnen und Schüler sind Mikroorganismen vor allem klein und in ihrer Erscheinungsform sehr einheitlich. In dieser Filmsequenz werden die verschiedenen Gruppen der Mikroorganismen gestaffelt nach Größen und in Relation zu erfahrbaren Größenordnungen beispielhaft präsentiert. Die Viren können dabei kaum zu den Mikroorganismen gezählt werden, da sie wichtige Kennzeichen des Lebendigen nicht aufzeigen. Wo kommen Bakterien vor? (Filmsequenz 1:10 min) Mikroorganismen sind sehr verschieden und ebenso unterscheiden sich ihre Lebensräume. Es gibt fast keine Orte, an denen Bakterien nicht vorkommen. Ihr Überleben auch an extremsten Standorten weist auf ihre enorme Angepasstheit hin. Und auch der Mensch wird als mikrobieller Lebensraum in den Blick genommen. Wie sind Bakterien aufgebaut? (Filmsequenz 3:50 min) Selbst wenn man nur die Bakterien betrachtet, existiert eine fast unüberschaubare Vielfalt von Arten. Eine grobe 4

5 Unterscheidung kann anhand der Form des einzelnen Bakteriums und der Bakterienkolonie geleistet werden. Gemeinsam ist ihnen allen der prokaryontische Zell aufbau, der in dieser Filmsequenz unter die Lupe genommen und mit Tierund Pflanzenzellen verglichen wird. Auch wenn die Struktur der Bakterienzelle einfacher erscheint, geht dies nicht mit einer geringeren Leistungsfähigkeit einher: Besonders auf der Stoffwechsel ebene leisten Bakterien Erstaunliches, was sich beispielsweise in ihrer Anpassungsfähigkeit widerspiegelt. Ihre ökologische Bedeutung kann kaum überschätzt werden, sind Bakterien doch nicht nur als Destruenten, sondern auch als Produzenten und Konsumenten äußerst wichtig für die Stoff- und Energiekreisläufe. Bakterien und der Mensch (Filmsequenz 5:40 min) Zentrales Thema dieser Filmsequenz sind die Wechselbeziehungen zwischen dem menschlichen Organismus und den Bakterien. Die Vorstellungswelt vieler Schülerinnen und Schüler ist geprägt von Krankheitserregern und folglich wird der menschliche Körper oft nur im Krankheitsfall mit Bakterien in Verbindung gebracht. Die wissenschaftliche Feststellung, dass der Mensch dauerhaft von einer enormen Anzahl von Bakterien bewohnt wird, fordert die Jugendlichen 5

6 heraus. Im Film wird die Bakterienflora in verschiedenen Körperregionen aus einer ökologischen Perspektive betrachtet, wobei der Mensch als vielfältiger Lebensraum für Mikroorganismen verstanden wird. Die manchmal auch negativen Auswirkungen auf den menschlichen Organismus sind oft zufällige Nebenwirkungen der mikrobiellen Lebensweise. Viele Zusammenhänge sind noch gar nicht erforscht. Sicher ist aber, dass die meisten Bakterien aus menschlicher Sicht harmlos, viele nützlich und manche sogar überlebenswichtig sind. Vor diesem Hintergrund werden Antibiotika, die auch unsere nützliche Bakterienflora zerstören, neu bewertet. Nutzung von Bakterien (Filmsequenz 1:20 min) Bakterien werden vom Menschen im Rahmen von biotechnologischen Verfahren ganz gezielt genutzt. Manchen Schülerinnen und Schülern widerstrebt der Gedanke, dass wir mit den Lebensmitteln auch Bakterien zu uns nehmen. Die vorliegende Filmsequenz beschreibt bewusst am Beispiel von Sauermilchprodukten den vielfältigen Einsatz und Nutzen von Bakterien in verschiedenen Produktgruppen, so auch in der Lebensmittelherstellung. Darüber hinaus wird die Rolle von Bakterien in der biologischen Abwasserreinigung gewürdigt. 6

7 Mikroorganismen Übersicht (Grafik) Das Bild gibt eine Übersicht über die verschiedenen Mikroorganismen. Es wird jeweils ein Beispiel für Viren, Archaeen, Bakterien und Einzeller gezeigt sowie die Größenordnung des Organismus angegeben. Bakterium, Tierzelle, Pflanzenzelle (Grafik) Alle Bakterien besitzen einen prokaryontischen Zellaufbau. Dieser wird mit dem Aufbau von Tier- und Pflanzenzellen verglichen. Hier sticht insbesondere ins Auge, dass das Bakterienchromosoms nicht durch eine Kernmembran vom Zellplasma abgegrenzt ist, wie dies bei Eukaryonten der Fall ist. Zusätzlich haben viele Bakterien Plasmide, die ihnen besondere Fähigkeiten verleihen, z. B. eine Antibiotika-Resistenz oder die Produktion von Giftstoffen. Aufbau der Bakterien (Grafik) Der Aufbau der Bakterien wird schematisch am Beispiel eines stäbchenförmigen Bakteriums dargestellt. Auf die Funktion der einzelnen Komponenten wird in Tabelle 1 eingegangen. Verwendung im Unterricht Das Niveau des fachwissenschaftlichen Inhaltes dieser Produktion ist für den Biologieunterricht im Bereich der Sekundarstufe I (ab Klasse 7) ausgelegt. Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen Überblick über die verschiedenen Gruppen von Mikroorganismen, ihre Lebensweise und Lebensräume, wobei tiefer gehend auf die Erscheinungsformen, den Bau und die Leistungen der Bakterien eingegangen wird. Des Weiteren werden die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen dem menschlichen Organismus und den Bakterien aufgezeigt und der Einsatz von Bakterien in biotechnologischen Verfahren genauer betrachtet. Der Film mit den zugehörigen Materialien eignet sich als integraler Bestandteil einer Unterrichtseinheit zu Mikroorganismen und mikrobiellen Prozessen. Die einzelnen Filmsequenzen können kompakt oder begleitend zum Fachunterricht zum Einsatz kommen. Ziel ist es, den Schülerinnen und Schülern die biologische Vielfalt bei den Mikroorganismen deutlich zu machen und das breite Spektrum der Wechselbeziehungen zwischen Mensch und Mikroorganismus zu vermitteln. Der Film gibt aber auch Anregungen, die Mikrobiologie in neuen 7

8 Kontexten zu thematisieren. So können Einblicke in die mikrobielle Lebensweise und in den Menschen als mikrobiellen Lebensraum gewinnbringend für die Vermittlung ökologischer und evolutionsbiologischer Zusammenhänge genutzt werden. Die Produktion behandelt folgende Themenschwerpunkte: Mikroorganismen Definition Mikroorganismus Vertreter verschiedener Mikroorganismengruppen Virus als Grenzfall Vielfalt mikrobieller Lebensräume Bakterien Zell- und Kolonieformen Bau und Leistung der Bakterienzelle Differenzierung zu Tier- und Pflanzenzellen Bedeutung der Bakterien für den Energie- und Stoffkreislauf Bakterien und der Mensch Bakterienflora verschiedener Körperregionen Nebeneffekte mikrobieller Lebensweisen Lebensmittelvergiftung (Salmonellose) Antibiotika Nutzung von Bakterien Biotechnologie Sauermilchprodukte Biologische Abwasserreinigung Die Produktion bietet eine Vielzahl an unterschiedlichen Medien (Film, Sequenzen, Grafiken), die in verschiedenen Unterrichtseinheiten eingesetzt werden können. Es ist hilfreich, sich zunächst die Programmstruktur zur Hand zu nehmen, die einen Überblick über die vorhandenen Medien gibt. Ergänzend werden zahlreiche Arbeitsblätter angeboten, die eine motivierende, spielerische Erar beitung und Vertiefung der Lerninhalte fördern. Die Datei unter der Rubrik Verwendung im Unterricht gibt Hinweise zum Unterrichtseinsatz sowie detaillierte Beschreibungen der vorhandenen Materialien. 8

9 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht, Arbeitsblätter (mit Lösungen) und ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDFals auch als Word-Dateien vor. Die PDF-Dateien können ausgedruckt werden. Die PDF-Dateien zum Ausfüllen können direkt am Computer ausgefüllt, abgespeichert und ausgedruckt werden. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichts situation angepasst werden. Ordner Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter (mit Lösungen und als PDFs zum Ausfüllen) Grafiken, Diagramme, Tabelle Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Materialien Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht 1) Erscheinungsformen der Mikroorganismen 2) Aufbau der Bakterien 3) Bakterien und der Mensch 4) Kleine Bakterien, große Fähigkeiten 5) Biotechnologie ganz praktisch Joghurtherstellung 6) Produktvielfalt durch Biotechnologie Grafiken 1) Mikroorganismen Übersicht 2) Bakterium, Tierzelle, Pflanzenzelle 3) Aufbau der Bakterien Diagramme 1) Geschwindigkeit von Bakterium, Tier und Pflanze 2) Geschwindigkeit von Bakterium, Tier und Pflanze (logarithmische Darstellung) Tabelle Zellkomponenten der Bakterien Filmkommentar als PDF-Dokument ausführliches Begleitheft Didaktische DVD Web-DVD (Online-Fassung der Produktion) Info zu ergänzenden Medien kommentierte Linksammlung zum Thema 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Mikroorganismen: Bakterien Mikroorganismen: Bakterien Arbeitsmaterial Mikroorganismen Bakterien Film 16 min Sequenzen Grafiken Untermenü Was sind Mikroorganismen? Wo kommen Bakterien vor? Wie sind Bakterien aufgebaut? Bakterien und der Mensch Nutzung von Bakterien Mikroorganismen Übersicht Bakterium, Tierzelle, Pflanzenzelle Aufbau der Bakterien Mikroorganismen Bakterien 2:40 min 1:10 min 3:50 min 5:40 min 1:20 min Grafik Grafik Grafik Arbeitsmaterial Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter (mit Lösungen) Grafiken / Diagramme / Tabelle Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links 10

11 Produktionsangaben Mikroorganismen: Bakterien (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2012 Konzept Anne Köhler DVD-Authoring und Design msm-studios GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2012 Bildnachweis Dr. Harald Huber und Prof. Dr. Reinhard Rachel, Universität Regensburg, Mikrobiologie und Zentrum für Elektronenmikroskopie, Regensburg Thinkstock Wikimedia Commons Mariana Ruiz Villareal LadyofHats; National Human Genome Research Institute, Alexei Kouprianov Arbeitsmaterial Dr. Christian Hörsch Begleitheft Anne Köhler Pädagogische Referenten im FWU Anne Köhler, Daniel Schaub Produktionsangaben zum Film Mikroorganismen: Bakterien Produktion Filmmeisterei Film- und Fernsehproduktion im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2012 Buch und Regie Thomas Bausenwein Illustrationen Christian Jelen Schnitt und Animation Adam Snyder Layla Salem Sprecher Gilles Karolyi Redaktion Anne Köhler, Daniel Schaub Bildnachweis Dr. Harald Huber und Prof. Dr. Reinhard Rachel, Universität Regensburg, Mikrobiologie und Zentrum für Elektronenmikroskopie, Regensburg Verena Salman, Max Planck Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen fotolia Sebastian Kaulitzki, Volker Witt, Comugnero Silvana, Eric Fahrner, Mc Carony, Reinhard Marscha, happychild, micro_photo Getty Images istockphoto Sebastian Kaulitzki, sitox, spanteldetru, Olena_T, NNehring Thinkstock Wikimedia Commons Volker Brinkmann, Max Planck Institut für Infektionsbiologie, Berlin, Germany; Janice Haney Carr (CDC); Rainer Zenz; East Scotia Ridge; Magnus Manske; Immanuel Giel; NIAID/NIH; Bobjgalindo, CDC / Dr. P. B. Smith Fotosearch Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2012 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Mikroorganismen: Bakterien Mikroorganismen sind unsere alltäglichen Begleiter. Sie haben mannigfaltige Auswirkungen auf unser Leben. Aber wir können sie mit bloßem Auge nicht beobachten. Die Produktion Mikroorganismen: Bakterien zeigt in anschaulichen Bildern und Animationen eine nicht geahnte Vielfalt der Bakterien. Eine Vielfalt, die sowohl in der Erscheinungsform und der Lebensweise als auch in der Bedeutung für den Menschen und die Natur prägend ist. Im ROM-Teil stehen zusätzlich Arbeitsblätter, didaktische Hinweise und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Erscheinungsjahr: 2012 Laufzeit: 16 min Filmsequenzen: 5 Grafiken: 3 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Arbeitsblätter: Adressaten: Unterrichtsmaterialien 6 (mit Lösungen und als PDFs zum Ausfüllen) Allgemeinbildende Schule (Klasse 7-10) Schlagwörter: Abwasserreinigung, Antibiotikum, Archaeon, Augen tierchen, Bakterienchromosom, Bakterienflora, Bakterium, Bier, Biotechnologie, Boden, Coryne bakterium, Cyanobakterium, Darm, Destruent, Dickdarm, Dünndarm, EHEC, Einzeller, Enterokokke, Escherichia coli, Essig, Flagellum, Geißel, Haut, Joghurt, Karies, Kläranlage, Kokke, Kolonie, Konsument, Lebensmittelvergiftung, Mensch, Mikroorganismus, Milchsäurebakterium, Mund, Plasmid, Produzent, Ribosom, Salmonelle, Sauermilchprodukt, Scharlach, Staphylococcus, Streptococcus, Vermehrung, Virus, Wasser, Wein, Zahnbelag, Zellplasma, Zellteilung Systematik: Biologie Gesundheit Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG Allgemeine Biologie Zellenlehre Mikroorganismen Bakterien, Viren und Phagen, Pflanzliche und tierische Einzeller Menschenkunde Krankheiten und Vorbeugung Gesunderhaltung Zahnpflege, Krankheitsvorsorge und Früherkennung GEMAFREI Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC: DVD-Laufwerk und DVD- Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/ Vista/Windows 7 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de