Ökologie Bioindikatoren Zeigerorganismen

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1 Didaktische FWU-DVD differenziertes Arbeitsmaterial Ökologie Bioindikatoren Zeigerorganismen Biologie Klasse 7 13 Trailer ansehen

2 Schlagwörter Akkumulation; Angepasstheit; Art; Bakterien; Bioindikator; Biomasse; Biozönose; Daphnien; Daphnientoximeter; euryök; Fauna; Flechten; Fließgewässer; Flora; Gewässer; Gewässergüte; Gewässergüteklasse; Hyphen; Indikator; Kulturfolger; Leben; Lebensbedingung; Lebensraum; Natur; Ökologie; Ökologische Nische; Ökosystem; Organismus; Pflanzen; Pilz; Populationsdynamik; Saprobien; Saprobienindex; stenök; Symbiose; Tiere; Toleranz; Wachstum (Biologie); Wasserinsekten; Zeigerorganismus; Zeigerpflanze Systematik Biologie Allgemeine Biologie Biologische Forschung, biologische Arbeitsmethoden Ökologie Ökologische Grundlagen Ökologie Ökosysteme Ökologie Biodiversität, Artenvielfalt Botanik Allgemeine Botanik Zoologie Allgemeine Zoologie 2

3 Zum Inhalt Bioindikatoren (Film 19 min) Der Film teilt sich in fünf Filmabschnitte auf. Zunächst wird eine kurze Einführung für Zeigerorganismen und ihre Eigenschaften anschaulich dargelegt. Im Anschluss erfolgt eine Übersicht über die Wechselbeziehung zwischen der Ausprägung unterschiedlicher Standortfaktoren und der Präsenz eines Organismus. Dabei werden die Begriffe Toleranz- und Präsenzbereich sowie stenöke und euryöke Arten grafisch aufgearbeitet. Anschließend werden beispielhaft Verfahren zur Umweltanalyse mittels Bioindikatoren (Daphnientoximeter und Saprobienindex) aufgedeckt und erklärt. Flechten und Zeigerpflanzen stellen darüber hinaus den Abschluss dar und verdeutlichen zum einen die biologische Vielfalt und ihre Angepasstheit. Zum anderen wird ihre Nutzbarkeit zur Bestimmung von Luftschadstoffen oder von vorherrschenden ökologischen Bedingungen hervorgehoben. Filmsequenzen Was sind Bioindikatoren? (4:00 min) Die einführende Sequenz beschreibt zunächst die vielfältigen Arten, Einteilungen und Besonderheiten von Bioindikatoren. Anschließend wird die Wechselbeziehung zwischen Organismen und der Umwelt fachlich aufgearbeitet. Zentrale Begrifflichkeiten wie Toleranz- und Präferenzbereich oder stenöke und euryöke Arten werden grafisch dargestellt und erklärt. Biologische Frühwarnsysteme Daphnien toximeter (2:00 min) Bioindikatoren können bei der Umweltanalyse angewendet werden. So ist der Einsatz von Daphnien zur Beobachtung der Gewässerqualität auf Schadstoffverunreinigungen in Deutschland an unterschiedlichen Standorten vorzufinden. 3

4 Zeigerorganismen in Fließgewässern Saprobienindex (3:50 min) Der Saprobienindex ist eine freilandbiologische Arbeitsweise zur schnellen Analyse der Gewässerqualität. Durch die Bestimmung der im vorliegenden Gewässer lebenden Organismen können schnell die Teiche, Flüsse oder Bäche in unterschiedliche Gewässergüteklassen eingeteilt werden. Bioindikatoren an Extremstandorten Flechten (4:40 min) Flechten sind Lebensgemeinschaften, die durch die Eigenschaften der Pilz- und Algen komponenten an extremsten Standorten existieren können. In dieser Filmsequenz werden die Besonderheiten und Eigenschaften dieser Symbiose anschaulich dargestellt. Zeigerpflanzen (3:30 min) Pflanzen sind durch ihre Lebensform standortgebunden und daher besonders abhängig von den vorherrschenden Umweltfaktoren. In dieser letzten Filmsequenz wird eine Vielfalt an Zeigerorganismen beispielhaft aufgedeckt und mit ihren Zeigerwerten in Verbindung gebracht. Grafiken Bioindikatoren (Grafik) Das Diagramm zeigt die Aufteilung der Bioindikatoren in Testorganismen, Monitororganismen und Zeigerorganismen. Bei den Monitororganismen wird weiter zwischen aktivem und passivem Monitoring unterschieden. Reaktionsindikatoren und Akkumulationsindikatoren (Grafik) Tabellarisch sind die Anforderungen an Reaktionsindikatoren und Akkumulationsindikatoren dargestellt. Toleranzkurve (Grafik) In unbeschrifteter und beschrifteter Fassung liegt die Toleranzkurve vor, die die Intensität der Lebensvorgänge gegen die Intensität des Umweltfaktors abbildet. Gewässergüteklasse (Grafik) Die Grafik zeigt anschaulich die Einteilung der vier Gewässergüteklassen mit Beispielen. 4

5 Gewässergüteklasse und Zeigerorganismen (Grafik) In dieser Tabelle werden die Güteklassen, ihre Belastungen und Beispiele für die jeweiligen Zeigerorganismen aufgezeigt. Saprobienindex (Grafik) Die Grafik zeigt die Berechnung des Saprobienindex. Zeigerpflanzen (Grafik) Mit dieser Grafik lässt sich erarbeiten, welche Zeigerpflanze an welchem Standort bevorzugt wächst. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler definieren den Begriff Bioindikator an unterschiedlichen tierischen, pflanzlichen und pilzlichen Beispielen; benennen und beschreiben den Einfluss von diversen Standortfaktoren auf lebende Organismen; stellen den Zusammenhang zwischen der Stärke eines Umweltfaktors und der Ausprägung (Nettoproduktion) der Lebewesen dar (Toleranz- und Präferenzkurven) und definieren stenöke und euryöke Arten; erläutern unterschiedliche Verfahren zur Umweltanalyse und entdecken den Einsatz von Bioindikatoren; 5

6 beschreiben die Lebensgemeinschaft der Flechten und definieren darüber den Begriff der Symbiose; verknüpfen unterschiedliche Zeigerorganismen mit ihrem Zeigerwert; diskutieren die Zusammengehörigkeit zwischen Artname, äußeres Erscheinungsbild unterschiedlicher Arten und dem passenden Zeigerwert bzw. der zugehörigen Eigenschaft bzw. Verwendung; recherchieren und erarbeiten selbstständig Informationen; können relevante Informationen aus dem Film herausarbeiten und gliedern strukturieren fachlich relevante Informationen aus verschiedenen Informationsquellen (Film, Text), erarbeiten und verknüpfen Einsichten und organisieren diese; üben sich in Medienkompetenz. Didaktische Hinweise Flechten, Strandflieder oder Krebstierchen diese und weitere Organismen repräsentieren durch ihre Existenz spezifische Umweltfaktoren. Zeigerorganismen oder Bioindikatoren verweisen auf die Qualität ihres Lebensraumes und lassen Rückschlüsse auf die vorherrschenden abiotischen und biotischen Faktoren zu. Langfristige Beobachtungen und Untersuchungen dieser Lebewesen können Aufschlüsse über Umweltveränderungen liefern oder Belastungen und 6

7 Reinheitsgrade des jeweiligen Ökosystems verdeutlichen. Unterschiedliche Verfahren ermöglichen die Messung. So lässt sich z. B. die Qualität des Teichwassers über das Auslesen und Bestimmen der dort lebenden Organismen untersuchen. Die vorliegende Produktion ist konzipiert für den Einsatz in der fortgeschrittenen und späten Phase der Mittelstufe sowie der Oberstufe. Sie ist thematisch aufbauend konstruiert, dass die Schülerinnen und Schüler Bioindikatoren kennenlernen, ihre Besonderheiten analysieren und Anwendungsbereiche erläutern. Anhand von unterschiedlichen Beispielen sollen die Biodiversität und die Abhängigkeit von diversen Organismen an standörtlich gebundene Umweltfaktoren untersucht werden. Die entwickelten Arbeitsmaterialien können in Reihenfolge und parallel zum Film eingesetzt und bearbeitet werden. Diese sind ebenso thematisch aufeinander konstruiert worden wie die Filmproduktion. Ein spielerischer Abschluss bietet das Bioindikatoren-Memo- Spiel, welches die Filminhalte erneut aufgreift. Die Produktion kann im Rahmen der folgenden Themenschwerpunkte eingesetzt werden: Besonderheiten und Eigenschaften von Bioindikatoren bzw. Zeigerorganismen Bedingtheit der Arten an ihren Lebensraum; Abhängigkeiten einer Art von ihrem jeweiligen Ökosystem Biotop- und Artenschutz in Bezug auf Umweltverschmutzungen; ökologische Nachhaltigkeit Messverfahren der Bioindikatoren an ausgewählten Beispielen, wie bspw. der Daphnientoximeter oder Saprobienindex Symbiose am Beispiel der Flechte als Bioindikator Zeigerpflanzen und ihre Ansprüche an die Umweltbedingungen 7

8 Arbeitsblatt 46 / Ökologie: Zeigerorganismen Bioindikatoren Arbeitsblatt 2 Seite 1/3 Lebewesen und ihre Umwelt 1. Alle Lebewesen, ob Pflanze, Tier oder Mikroorganismus, können nur das Gebiet als ihren Lebensraum nutzen, in dem für sie geeignete Standortbedingungen herrschen. Trage Beispiele für unterschiedliche Standortfaktoren ein. Wenn du weitere Faktoren kennst, kannst die Grafik mit Pfeilen ergänzen. 2. Beschreibe den Zusammenhang zwischen dem Zeigerorganismus und dem Umweltfaktor. 8

9 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM- Teil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen als PDF- und Word-Dateien vor. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Didaktische Hinweise Arbeitsblätter (mit Lösungen) Grafiken Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Materialien Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, den Grafiken und den ergänzenden Arbeitsmaterialien 1) Bioindikatoren (differenziert) 2) Lebewesen und ihre Umwelt 3) Verfahren zur Umweltanalyse Anwendung von biologischen Frühwarnsystemen 4) Flechten 5) Zeigerpflanzen 6) Wer zeigt mir was? Bioindikatoren-Memo-Spiel Bioindikatoren Reaktionsindikatoren und Akkumulationsindikatoren Toleranzkurve Gewässergüteklasse Gewässergüteklasse und Zeigerorganismen Saprobienindex Zeigerpflanzen Filmtext zum Film als PDF-Dokument Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien Produktionsangaben zur DVD und zum Film 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Ökologie Zeigerorganismen Bioindikatoren Bioindikatoren Bioindikatoren Film 19 min Sequenzen Einteilung der Bioindikatoren Grafik Toleranzbereich und Existenzbereich Grafik Gewässergüteklassen Grafik Saprobienindex Grafik Wer wächst wo? Grafik Untermenü Bioindikatoren Was sind Bioindikatoren? 4:00 min Biologische Frühwarnsysteme Daphnientoximeter 2:00 min Zeigerorganismen in Fließgewässern Saprobienindex 3:50 min Bioindikatoren an Extremstandorten Flechten 4:40 min Zeigerpflanzen 3:30 min Arbeitsmaterial Arbeitsmaterial Didaktische Hinweise 6 Arbeitsblätter (z. T. differenziert) 10 Grafiken Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben 10

11 Produktionsangaben Ökologie Zeigerorganismen Bioindikatoren (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2017 DVD-Konzept Dr. Maike Schuchmann DVD-Authoring und Design TV Werk GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2017 Grafiken FWU Institut für Film und Bild / Katrin Opitz Bildnachweis Coverbild: thinkstockphoto ArgenLant Arbeitsmaterial Marit Kastaun Begleitheft Dr. Maike Schuchmann Pädagogischer Referent im FWU Daniel Schaub Produktionsangaben zum Film Bioindikatoren Produktion Gerd Haegele im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2017 Buch Gerd Haegele Susanne Oberleitner Kamera Gerd Haegele Dr. Klaus Powroznik Schnitt Gerd Haegele Sprecher Jens Liedtke Fachberatung Dr. Monique Meier Bildmaterial REM-Aufnahme Flechten: Prof. Dr. Volker Storch Karte der Gewässergüte: Der Senator für Umwelt, Bau und Verkehr, Freie Hansestadt Bremen (Lizenz: CC-BY-NC-SA) Besonderer Dank an Wasserwirtschaftsamt Deggendorf Prof. Dr. rer. nat. Ute Windisch THM Gießen Redaktion Daniel Schaub Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2017 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 Ökologie: Bioindikatoren Zeigerorganismen Die Qualität von Lebensräumen kann man mit allerlei Geräten messen. Oder man schaut sich die Bewohner genauer an. Denn diese registrieren sehr genau jede Veränderung in ihrem Lebensraum und reagieren darauf. Die Produktion zeigt, was solche Bioindikatoren sind. Zusätzlich werden wichtige Begriffe der Ökologie wie euryök oder stenök erklärt. Laufzeit 19 min Klasse 7 13 Sprache Film 1 Filmsequenzen 5 Arbeitsblätter 6 DE Grafiken 7 Kompetenzerwerb: Die Schülerinnen und Schüler definieren den Begriff Bioindikator an unterschiedlichen tierischen, pflanzlichen und pilzlichen Beispielen; stellen den Zusammenhang zwischen der Stärke eines Umweltfaktors und der Ausprägung (Nettoproduktion) der Lebewesen dar (Toleranz- und Präferenzkurven) und definieren stenöke und euryöke Arten; erläutern unterschiedliche Verfahren zur Umweltanalyse und entdecken den Einsatz von Bioindikatoren; beschreiben die Lebensgemeinschaft der Flechten und definieren darüber den Begriff der Symbiose. Ausführliche didaktische Hinweise finden Sie im Arbeitsmaterial. Themen Klasse 7 13 Bioindikatoren und Zeigerorganismen Biologische Frühwarnsysteme Saprobienindex Zeigerpflanzen Toleranzbereich und Existenzbereich Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG GEMAFREI FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht ggmbh Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de