Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Aus dem Leben der Einzeller - ein Lernzirkel

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Aus dem Leben der Einzeller - ein Lernzirkel Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 I Die Zelle Beitrag 2 Aus dem Leben der Einzeller (Klasse 6/7) 1 von 30 Aus dem Leben der Einzeller ein Lernzirkel Ein Beitrag von Sabine Müller und Elke Pohl, Minden Jeder Wassertropfen ist ein Biotop voller Mikroorganismen. Die meisten dieser faszinierenden Kleinstorganismen bestehen nur aus einer einzigen Zelle und führen dennoch sämtliche Lebensfunktionen aus. In diesem Lernzirkel werden die einfach zu beschaffenden Einzeller genauer unter die Lupe genommen. An ihrem Beispiel lernen die Schüler, dass auch Organismen, die nur aus einer Zelle bestehen, das Prinzip des Lebendigen erfüllen. Gleichzeitig kann an ihnen der Aufbau einer Zelle wiederholt werden. Beim selbstständigen Mikroskopieren vertiefen die Lernenden den Umgang mit dem Mikroskop und schulen wichtige naturwissenschaftliche Arbeitsweisen wie genaues Beobachten, Untersuchen und Protokollieren. Das Pantoffeltierchen (Paramecium caudatum) besteht aus nur einer Zelle und führt dennoch sämtliche Lebensfunktionen aus. Foto: Thinkstock/iStock Mit Bauanleitung eines Einzellermodells! Das Wichtigste auf einen Blick Klasse: 6/7 Dauer: 7 Stunden (Minimalplan: 4 Stunden) Kompetenzen: Die Schüler beschreiben den Bau ausgewählter tierischer Einzeller. erläutern anhand von Beispielen die ökologische Bedeutung von Einzellern im Kreislauf der Natur. erweitern und vertiefen ihre Kenntnisse und Fertigkeiten im Umgang mit dem Lichtmikroskop. Aus dem Inhalt Wie ist ein tierischer Einzeller aufgebaut? Wir bauen das Modell eines Einzellers Können Einzeller Licht wahrnehmen und reagieren sie auf chemische Reize? Wie lassen sich Einzeller klassifizieren? Wie nehmen Einzeller Nahrung auf? Teste dich selbst! Was weißt du über das Leben der Einzeller?

3 2 von 30 Aus dem Leben der Einzeller (Klasse 6/7) Die Zelle Beitrag 2 I Rund um die Reihe Warum wir das Thema behandeln Jeder Wassertropfen ist ein Biotop voller Mikroorganismen. Die meisten dieser faszinierenden Kleinstorganismen bestehen aus nur einer einzigen Zelle und führen dennoch sämtliche Lebensfunktionen aus. In diesem Lernzirkel werden die einfach zu beschaffenden Einzeller genauer unter die Lupe genommen. An ihrem Beispiel lernen die Schülerinnen und Schüler*, dass auch Organismen, die nur aus einer Zelle bestehen, das Prinzip des Lebendigen erfüllen. Gleichzeitig können die Schüler an ihnen den Aufbau einer Zelle wiederholen. Beim selbstständigen Mikroskopieren vertiefen die Lernenden den Umgang mit dem Mikroskop und schulen wichtige naturwissenschaftliche Arbeitsweisen wie genaues Beobachten, Untersuchen und Protokollieren. * Im weiteren Verlauf der Reihe wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit nur Schüler verwendet. Was Sie zum Thema wissen müssen Was versteht man unter Einzellern? Unter Einzellern fasst man allgemein Lebewesen zusammen, die aus einer Zelle bestehen. Damit werden sie den Mehrzellern gegenübergestellt. Die Einteilung in Ein- und Mehrzeller gibt aber keinerlei Informationen über Verwandtschaftsgrad, Lebensweise, Stoffwechselvorgänge oder inneren Aufbau. Dementsprechend bilden Einzeller keine geschlossene Verwandtschaftsgruppe. Einzellige Lebewesen umfassen alle Archaeen, die meisten Bacteria (prokaryotische Einzeller), einige Pilze und viele Protisten (eukaryotische Einzeller und Algen). Ihre Größe variiert zwischen weniger als einem 1 Mikrometer (z. B. Nanoarchaeum equitans) und mehreren Zentimetern (z. B. Acetabularia). Manche Einzeller können Zellkolonien bilden. Hinweis Zur Vereinfachung sind im Folgenden Protisten gemeint, wenn von Einzellern die Rede ist. Wo kommen Einzeller vor? Einzeller findet man fast überall, wo Wasser ist. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Planktons und Bewohner aller Lebensräume, die genügend feucht sind. Die meisten Einzeller leben im Meer entweder nahe der Oberfläche, schwebend im Wasser, auf dem Grund kriechend oder an Steinen, Pflanzen und dergleichen festsitzend. Andere Protisten sind im Süßwasser anzutreffen und wenige an Land. Neben den frei lebenden Einzellern gibt es viele, die als Symbionten oder Parasiten in den verschiedenen Körperflüssigkeiten, Geweben oder Zellen anderer Lebewesen ihren Lebensraum haben. Wie sind Einzeller aufgebaut und welche Lebensweise haben sie? Größe und Gestalt der Einzeller weisen eine enorme Vielfalt auf. Zu den wichtigsten Einzellerklassen gehören Amöben, Geißel- und Wimpertierchen. Sie sind mit einer Zellgröße von Mikrometer in der Regel deutlich größer als Bakterien und leben meist in dünnen Wasserfilmen im Boden. Während Geißel- und Wimpertierchen ihre Körperanhänge (Wimpern/Cilien bzw. Geißeln) als Fortbewegungsmittel verwenden, bewegen sich Amöben durch die Ausbildung von Fortsätzen, den sogenannten Scheinfüßchen (Pseudopodien), fort. Protisten besitzen eine Zellmembran und im Gegensatz zu Archaeen und Bakterien einen Zellkern. Dieser ist im Zellplasma eingelagert. Einzeller pflanzen sich gewöhnlich durch Zweiteilung ungeschlechtlich fort. Bei einigen Arten gibt es aber auch Vielfachteilungen oder geschlechtliche Vorgänge (Konjugation). Protisten ernähren sich heterotroph von Bakterien, artverwandten Einzellern, organischem Material oder Pilzen. Es gibt auch autotrophe Einzeller, die Fotosynthese betreiben. Manche Einzeller sind in der Lage, von autotropher auf heterotrophe Lebensweise umzustellen.

4 I Die Zelle Beitrag 2 Aus dem Leben der Einzeller (Klasse 6/7) 3 von 30 Einige Einzeller, wie z. B. Amöben, sind in der Lage, Zysten zu bilden, wenn sich ihre Lebensbedingungen verschlechtern. Sie scheiden dann überflüssiges Wasser aus, kugeln sich ab und umgeben sich mit einer widerstandsfähigen, dicken Kapsel. In dieser Dauerform kann der Einzeller dann lange Zeit hindurch Austrocknung, Kälte, Hitze sowie Nahrungsmangel überstehen. Welche ökologische Bedeutung haben Einzeller? Einzeller spielen eine wichtige Rolle bei der Mineralisierung der Nährstoffe. Bakterien haben in Relation zu den Protisten einen deutlich höheren Stickstoffgehalt. Durch die bakterienzersetzenden Protisten wird der Überschuss an Stickstoff in Form von für Pflanzen verfügbarem Ammonium ausgeschieden. Dadurch setzen die Einzeller die von den Bakterien gespeicherten Nährstoffe zum Teil wieder frei und sorgen so für eine beständige Versorgung der Pflanzen. Eine weitere wichtige Rolle der Einzeller besteht in der Regulierung der Bakterienpopulationen. So werden z. B. Einzeller in Kläranlagen während der biologischen Klärstufe zur Entfernung von Bakterien eingesetzt. Im Lebensraum Wasser sorgen Einzeller als Anfangsglied von Nahrungsketten für den Fortbestand vieler Tierarten. Durch ihre Ernährungsweise sorgen sie für die Reinigung des Wassers. Vorschläge für Ihre Unterrichtsgestaltung Voraussetzungen der Lerngruppe Um die Untersuchung von Einzellern sinnvoll gestalten zu können, sollten die Schüler bereits eine Vorstellung über die tierische Zelle besitzen. Sie sollten den Grundaufbau solch einer Zelle kennen und die einzelnen Bestandteile benennen können. Die Vorstellung darüber, dass die Zelle die kleinste Einheit eines Organismus ist, sollte ebenfalls vorhanden sein. Eine weitere wichtige Voraussetzung für das Gelingen dieser Einheit ist, dass die Schüler selbstständig mit dem Lichtmikroskop umgehen können. Ist eine Einführung zum Mikroskopieren noch nicht geschehen, sollte dies im Vorfeld der Einheit erfolgen. Aufbau der Reihe Der Einstieg in die Einheit erfolgt mit dem Rätsel M 1, dessen Hinweise auf die Amöbe als einem typischen Vertreter der Einzeller hinführen. Im anschließenden Stationenlernen M 3 M 13 befassen sich Ihre Schüler an acht Stationen mit dem Aufbau (Station 1, M 3/M 4 und Station 2, M 5), der Sinneswahrnehmung (Station 3, M 6 und Station 4, M 7), der Klassifizierung (Station 5, M 8/M 9, Station 6, M 10/M 11), der Nahrungsaufnahme (Station 7, M 12) und der ökologischen Bedeutung von Einzellern (Station 8, M 13). Schnellere Schüler planen zusätzlich einen Versuch zur Reaktion von Einzellern auf Lebewesen und führen diesen durch ( ). Nach jeder Station kontrollieren die Schüler ihre Ergebnisse selbstständig mithilfe von Lösungskarten. Die Stationsübersicht M 2 dient als Checkliste. In der Abschlussstunde werden offen gebliebene Fragen geklärt und die Unterrichtsinhalte mithilfe des Selbsttests M 14 wiederholt. Tipps zur Differenzierung Schnellere Gruppen erledigen die Zusatz-Station ( ). Bei schwächeren Klassen können Sie auf Station 3 (M 6) verzichten und diese als Lehrerversuch durchführen. So gelangen Sie an Einzeller-Kulturen Sie können Einzeller in Reinkultur z. B. bei Schlüter Biologie (siehe Medientipps) bestellen. Dies ist zwar mit Kosten verbunden, hat aber den großen Vorteil, dass man die verschiedenen Einzeller (wie im Heuaufguss) nicht voneinander unterscheiden muss. Nach Erhalt der Reinkultur sollten Sie die Einzeller zur Weiterzucht in ein größeres Glasgefäß, am besten in eine große Petrischale, geben. Folgen Sie dann den Angaben auf der beigefügten Pflegeanleitung.

5 4 von 30 Aus dem Leben der Einzeller (Klasse 6/7) Die Zelle Beitrag 2 I Diese Kompetenzen trainieren Ihre Schüler Die Schüler beschreiben den Bau ausgewählter tierischer Einzeller. beschreiben die Lebens-, Fortbewegungs- und Ernährungsweise ausgewählter tierischer Einzeller. nennen die wichtigsten Klassen tierischer Einzeller. erläutern anhand von Beispielen die ökologische Bedeutung von Einzellern im Kreislauf der Natur. erweitern und vertiefen ihre Kenntnisse und Fertigkeiten im Umgang mit dem Lichtmikroskop. lernen das geduldige Beobachten/Betrachten als wichtige Grundvoraussetzung für erfolgreiches (naturwissenschaftliches) Arbeiten zu schätzen. entwickeln eigene biologische Experimente und führen diese durch. arbeiten selbstständig an Stationen und kontrollieren ihre Ergebnisse. arbeiten kooperativ mit ihrem Partner oder in Kleingruppen zusammen. Medientipps Literatur für Lehrer Streble, Heinz; Krauter, Dieter: Das Leben im Wassertropfen. Mikroflora und Mikrofauna des Süßwassers. Ein Bestimmungsbuch. Kosmos Verlag. Stuttgart Das altbewährte Bestimmungsbuch enthält Hinweise zu Sammel- und Präparationstechniken, Beschreibungen der im Süßwasser lebenden Algen-, Einzeller- und Tierstämme, Typenschlüssel, einen ausführlichen Bestimmungsteil und viele Zeichnungen. Westheide, Wilfried; Rieger, Reinhard M.: Spezielle Zoologie, Teil 1: Einzeller und Wirbellose Tiere. Spektrum Akademischer Verlag. Heidelberg Fundiertes Nachschlagewerk, das insbesondere auch der Systematik einen breiten Raum zugesteht. Neben der traditionellen systematischen Einteilung wird auch eine auf neueren molekularen Ergebnissen beruhende Systematik diskutiert. Filme Film Amoeba eats two paramecia (Amoeba's lunch), Online-Film, 2011, 0:43 min Kurzfilm über die Nahrungsaufnahme einer Amoebe. Für Station 7 geeignet! Film Paramecium eating pigmented yeast, Online-Film, 2008, 1:58 min Kurzfilm über die Nahrungsaufnahme eines Parameciums. Für Station 7 geeignet! Protozoen. Aus der Welt der Einzeller, DVD, 2002, ca. 14 min, FWU-Nr Der Film stellt die wichtigsten Gruppen der Protozoen, wie z. B. Rhizopoden und Ciliaten, vor und erläutert anhand von Mikroskopaufnahmen die strukturellen Besonderheiten und die Lebensweise dieser winzigen Lebewesen. Einzeller Wimperntiere & Wurzelfüßer, DVD, 1998, ca. 22 min, FWU-Nr Anhand des Pantoffeltierchens (1. Abschnitt) und der Amöbe (2. Abschnitt) demonstriert der Film die Lebensweise dieser typischen Einzeller und stellt deren Bewegungsweise und Nahrungsaufnahme gegenüber. Damit ist er für den Einsatz an Station 7 ideal geeignet. Internetadressen Auf dieser Website können Sie verschiedene Einzeller in Reinkultur bestellen.

6 I Die Zelle Beitrag 2 Aus dem Leben der Einzeller (Klasse 6/7) 5 von 30 Die Reihe im Überblick V = Vorbereitung SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt D = Durchführung Fo = Folie LEK = Lernerfolgskontrolle LK = Lösungskarte = Zusatzmaterial auf CD * Exemplar(e) pro Gruppe Stunde 1: Einstieg Material Thema und Materialbedarf M 1 (Fo) Wer oder was ist Mister X? Hinweis: Bitte auf Folie kopieren! Stunden 1 6: Stationenlernen: Aus dem Leben der Einzeller Material M 2 (Ab) M 3 (SV/LK) V: 5 min D: 10 min M 4 (Ab) M 5 (SV/Ab/LK) V: 1 min D: 20 min M 6 (SV/LK) V: 10 min D: 30 min M 7 (SV/LK) V: 5 min D: 10 min M 8 (SV/LK) V: 5 min D: 10 min M 9 (Ab) Thema und Materialbedarf Stationsübersicht: Aus dem Leben der Einzeller Station 1: Wie sind Einzeller aufgebaut? r 1 Kultur mit Pantoffeltierchen r 1 Deckglas r 1 Mikroskop r 2 Pipetten r 1 Objektträger r Glycerin Info-Text zu Station 1: Paramecium ein Steckbrief Station 2: Wir bauen das Modell eines Einzellers r 4 Knetstangen (rot, r 1 Angelschnur grün, braun, weiß) r 1 Stück Frischhaltefolie r 1 Rolle Draht Station 3: Nehmen bestimmte Einzeller Licht wahr? r 1 Kultur mit Euglena r 1 lichtundurchlässiges r 1 Schere mit feiner Spitze dunkles Tonpapier r 1 Filzstift r Schere r 1 Lichtquelle r Stift Station 4: Reagieren Einzeller auf chemische Reize? r 1 Heuaufguss mit Pantoffeltierchen/Euglena/anderen r 1 Mikroskop r 2 Pipetten Wimpertierchen r 1 Objektträger r 4 Schutzbrillen r 1 Deckglas r verdünnte und gefärbte Essigsäure Station 5: Im Heuaufguss steckt Leben! r 3 Heuaufgüsse (1x1 Woche alt, r 2 Pipetten 1x2 Wochen alt, 1x3 Wochen alt) r auf Folie kopiertes Millimeterpapier (zugeschnitten auf die r 1 Mikroskop r 1 Objektträger Größe eines Objektträgers) r 1 Deckglas r Glycerin Im Heuaufguss steckt Leben! Ein Bestimmungsschlüssel

7 6 von 30 Aus dem Leben der Einzeller (Klasse 6/7) Die Zelle Beitrag 2 I M 10 (Ab/LK) M 11 (Ab/LK) M 12 (Ab/LK) M 13 (Ab/LK) (SV/LK) V: 10 min D: 10 min Station 6: Wie lassen sich Einzeller klassifizieren? Station 6: Wie lassen sich Einzeller klassifizieren? Klebebogen Station 7: Wie nehmen Einzeller Nahrung auf? Station 8: Welche ökologische Bedeutung haben Einzeller? Zusatz-Station: Reagieren Einzeller auf Hindernisse? r 1 Mikroskop r Watte r 1 Pipette r Kunststoffstückchen r Plastilin r Glassplitter r 1 Pinzette r 1 Heuaufguss mit Einzellern Stunde 7: Abschlussstunde Material M 14 (LEK) Thema und Materialbedarf Wer oder was wird gesucht? Hinweis: Bitte auf Folie kopieren! Lösungskarten zu den Stationen 1 8 Minimalplan Station 2 (M 5) kann bei Zeitmangel als Zusatz-Station eingesetzt werden. Eine Stunde können Sie außerdem einsparen, indem Sie auf Station 3 (M 6) verzichten und den Versuch stattdessen als Lehrerversuch durchführen. Die Lernerfolgskontrolle M 14 können Sie auch als Hausaufgabe einsetzen.

8 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Aus dem Leben der Einzeller - ein Lernzirkel Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de