Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Belege der Evolution - ein Gruppenpuzzle

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Belege der Evolution - ein Gruppenpuzzle Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 2 von 34 Belege der Evolution (Klasse 9/10) Evolution Beitrag 3 VII Rund um die Reihe Warum wir das Thema behandeln Die Frage nach unserer Herkunft und der stammesgeschichtlichen Entwicklung des Lebens auf der Erde ist eine der spannendsten überhaupt. Zahlreiche Belege passen wie unzählige Puzzleteile zusammen und unterstreichen die Theorie der Evolution. Die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten wird jedoch von Evolutionswissenschaftlern und Theologen seit Jahrhunderten strittig diskutiert. Um sich an dieser Diskussion aktiv beteiligen zu können, muss man sich mit den Standpunkten und Argumenten beider Seiten auseinandersetzen. In dieser Unterrichtseinheit haben die Schülerinnen und Schüler* die Möglichkeit, zahlreiche und aus unterschiedlichsten Bereichen stammende Belege für die Evolution kennenzulernen. * Im weiteren Verlauf wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit nur Schüler verwendet. Was Sie zum Thema wissen müssen Homologie und Analogie Verwandt oder ähnlich? Haie und Deline sind aktive Schwimmer im Meer und sind sich bezüglich ihrer Körperform sehr ähnlich. Dabei handelt es sich um eine Ähnlichkeit, die offensichtlich mit dem gemeinsamen Lebensraum zusammenhängt. Hinsichtlich anderer Merkmale, wie z. B. der Anatomie, sind sie sich dagegen nicht ähnlich. Über Verwandtschaft sagt also die äußere Ähnlichkeit wenig aus. Unter gleichartigen Umweltbedingungen herrscht ein entsprechender Selektionsdruck, der zu einer Anpassungsähnlichkeit führt. Der stromlinienförmige Körperbau der beiden Meerestiere beruht auf der gleichen Funktion. Deshalb bezeichnet man solche Funktionsähnlichkeiten als analoge Organe oder als Analogien. In diesem Zusammenhang spricht man auch von konvergenter Evolution oder Konvergenz. Obwohl die Analogien nicht auf stammesgeschichtlicher Verwandtschaft beruhen, sind sie ein Beleg für die Evolutionstheorie. Verwandtschaft dagegen bedeutet, dass zwei Lebewesen gemeinsame Vorfahren und ähnliche Gene besitzen, die sie von ihren Vorfahren geerbt haben. Je enger die Verwandtschaft ist, desto größer ist die Ähnlichkeit der Erbanlagen. Die meisten Säugetiere haben Gliedmaßen mit fünf Fingern bzw. Zehen. Diese Eigenschaft haben sie von ihren gemeinsamen Vorfahren geerbt. Allerdings sehen sich die Extremitäten (z. B. von Mensch und Wasserschildkröte) nicht sehr ähnlich. Die Extremitäten besitzen zwar denselben Grundbauplan, haben aber aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen in den Lebensräumen verschiedene Funktionen entwickelt. Solche Organe, deren Ähnlichkeit auf einer gemeinsamen Erbinformation beruht, bezeichnet man als homolog. Homologe Organe sind ein Hinweis auf eine stammesgeschichtliche Verwandtschaft. Auf die wissenschaftliche Unterscheidung der Homologie nach dem Kriterium der Lage (gleiche Lage in einem vergleichbaren Gefügesystem), dem Kriterium der Kontinuität (unähnliche Organe lassen sich durch Zwischenformen, für die jeweils untereinander das Homologiekriterium der Lage gilt, verbinden) und dem Kriterium der Qualität (komplex gebaute Organe sind homolog, wenn sie in zahlreichen Einzelheiten des Baues übereinstimmen) wird in dieser Klassenstufe bewusst verzichtet. Rudimente und Atavismen Sowohl Rudimente als auch Atavismen liefern uns wichtige Belege für die Theorie der Evolution. Während der stammesgeschichtlichen Entwicklung haben die Organismen vielfach ihre Lebensweise geändert. Im Zuge dieser Änderungen haben manche Organe, Organteile, Organstrukturen oder Verhaltensweisen ihre Aufgabe teilweise oder vollständig verloren und wurden deshalb zurückgebildet; man bezeichnet sie als rudimentäre Merkmale oder Rudimente. Auch beim Menschen inden wir zahlreiche Rudimente wie beispielsweise das Steißbein, den Blinddarm und die Weisheitszähne. Ein weiteres Beispiel für ein Rudiment sind die kleinen Überbleibsel eines früheren Beckenknochens bei Walen: Ein Hinweis, der bestätigt, dass Wale von vierbeinigen Vorfahren abstammen.

3 VII Evolution Beitrag 3 Belege der Evolution (Klasse 9/10) 3 von 34 Atavismen können als eine Besonderheit unter den Belegen für die stammesgeschichtliche Entwicklung angesehen werden. Sie treten äußerst selten auf und stechen dabei besonders ins Auge. So kann es bei Mensch, Tier und Planze gelegentlich dazu kommen, dass Merkmale früherer Entwicklungsstufen plötzlich wieder in Erscheinung treten. Aus diesem Grund spricht man im Zusammenhang von Atavismen auch von sogenannten Rückschlägen. Beim Menschen tritt dies z. B. in Form von zusätzlichen Brustwarzen entlang der Milchleisten oder der Ausprägung eines Schwanzes am Ende der Wirbelsäule auf. In der Tierwelt kommt es immer wieder vor, dass Pferde mit einem zusätzlichen kleinen Huf geboren werden ein Beweis für die Entwicklung des Pferdes vom Mehrzeher zum Einzeher. Und im Planzenreich kann man z. B. bei Kakteen vereinzelt die Ausbildung von Blättern beobachten. Brückentiere Als Brückentiere bezeichnet man Übergangsformen, die Merkmale unterschiedlicher Tiergruppen aufweisen. Genauer wäre der Begriff Mosaikformen, da die Tiere doch eher ein Mosaik aus ursprünglichen und abgewandelten Eigenschaften aufweisen. Da die Brückentiere in der Regel von den früheren tatsächlichen Bindegliedern nur abstammen, stellen sie keine echten Übergangsformen dar. Für die Evolutionstheorie liefern die Brückentiere einen wichtigen Beleg für die Verwandtschaft zwischen zwei Tiergruppen, da davon auszugehen ist, dass Arten sich nicht nur nebeneinander, sondern auch auseinanderentwickelt haben. Man unterscheidet zwischen fossilen (bereits ausgestorbenen) Brückentieren (z. B. Archaeopteryx) und rezenten (noch lebenden) Übergangsformen (z. B. Schnabeltier). Rezente Brückentiere, die zu Fossilienfunden eine sehr nahe Verwandtschaft zeigen, bezeichnet man auch als lebende Fossilien. Der Archaeopteryx gilt aufgrund seiner Merkmale als Brückentier zwischen den Reptilien und Vögeln. Zu den Reptilienmerkmalen zählen u. a. die Zähne, eine lange Schwanzwirbelsäule und ein unverschmolzener Mittelhandknochen. Das Federkleid, die nach hinten gerichtete Zehe (Greiffuß) und die verwachsenen Schlüsselbeine sind typische Vogelmerkmale. Das in Australien lebende Schnabeltier gilt als Ursäuger, weil es sowohl Merkmale der Reptilien als auch der Säugetiere aufweist. Typische Reptilienmerkmale sind die pergamentartigen Eier, die Kloake und die Giftsporne der männlichen Tiere. Zu den Säugetiermerkmalen zählen das Fell, die gleichwarme Körpertemperatur von 32 C und die Ernährung der Jungen mit Milch. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler das Erbgut des Schnabeltiers entschlüsselt. Ihr ungewöhnliches Aussehen spiegelt sich auch in ihrem Erbgut wieder, in welchem die seltsame Mischung verschiedener Tierklassen in den Genen abzulesen ist. Das Schnabeltier teilt über 80 Prozent der Gene mit anderen Säugern. Die restlichen Gene zeigen die enge Verwandtschaft zu den Reptilien und Vögeln auf. Serum-Präzipitin-Test Der Serum-Präzipitin-Test ist im Gegensatz zu den recht aufwendigen Methoden (z. B. Vergleich des Erbmaterials) eine einfache Methode, um die stammesgeschichtliche Verwandtschaft zu belegen. Der Test beruht auf der Antigen-Antikörper-Reaktion, um festzustellen, inwieweit zwei Tiere bezüglich ihrer Proteine übereinstimmen. Aufgrund der artspeziischen Proteine jedes Tieres kann mit diesem Test der Grad der stammesgeschichtlichen Verwandtschaft bestimmt werden. Die Antikörper des Test-Serums reagieren mit den Antigenen, die zur Erzeugung des Serums verwendet wurden, und führen zu einer Fällungsreaktion, d. h. im Reagenzglas entsteht ein Niederschlag (Präzipitat). Je stärker der Niederschlag ausfällt, desto größer ist die Verwandtschaft zwischen den beiden Tieren. Der Test wird auch zum Nachweis von Beimischungen nicht-deklarierter Tierarten in Fleisch und Wurst angewandt.

4 4 von 34 Belege der Evolution (Klasse 9/10) Evolution Beitrag 3 VII Vorschläge für Ihre Unterrichtsgestaltung Voraussetzungen der Lerngruppe Für die Arbeit mit den Materialien dieser Reihe sind die Antigen-Antikörper-Reaktion und grundlegende Kenntnisse der Genetik (Gen, Genotyp, Phänotyp, Mutation und Selektion) notwendig. Sind Ihre Schüler eigenverantwortliches Arbeiten gewohnt, lässt sich das Gruppenpuzzle ohne größeren Aufwand durchführen. Ansonsten müssen Sie den Ablauf des Gruppenpuzzles mit den Lernenden vorher genau besprechen. Dabei hilft Ihnen die Anleitung zum Gruppenpuzzle als Zusatzmaterial auf CD. Aufbau der Reihe Der Einstieg in die Reihe erfolgt mithilfe von Abbildungen und dazugehörigen Fragen zu den Belegen für die Evolution (Farbfolie M 1), die schrittweise im Dalli-Klick -Verfahren aufgedeckt werden und die Lernenden auf das neue Thema einstimmen. Ausgehend von diesem stummen Impuls können die Schüler ihr Vorwissen und ihre Vorerfahrungen zu den Belegen der Evolution reaktivieren und äußern. Setzen Sie den Vortest M 9 ein, so sollten Sie sich darauf beschränken, die einzelnen Themen nur benennen zu lassen und mit den Lernenden nicht zu viel über die Thematik zu reden, da einzelne Schüler ein erstaunliches Vorwissen zu den Themengebieten mitbringen könnt. Im Rahmen eines Gruppenpuzzles (M 2 M 7) erarbeiten sich die Lernenden anschließend die Themen Verschieden und doch gleich Homologien (M 2), Gleich und doch verschieden Analogie und Konvergenz (M 3), Nutzlose Reste der Evolution? Rudimente (M 4), Rückschläge der Evolution Atavismen (M 5), Ein Säugetier, das Eier legt Brückentiere (M 6) sowie Stammesgeschichtliche Verwandtschaften Serum-Präzipitin-Test (M 7) und trainieren gleichzeitig ihre Kommunikationsfähigkeit. Eine Wiederholung (M 8) und eine Lernerfolgskontrolle (M 9) runden die Reihe ab. Kooperative Lernmethoden In dieser Reihe sind zwei kooperative Lernformen enthalten, die die Schüler zum eigenständigen und selbstständigen Lernen anleiten. In kleinen Gruppen (Gruppenpuzzle), in denen die ganze Klasse konkrete Aufgaben hat, wird das Lernen effektiver. Allerdings muss jedem Gruppenmitglied klar sein, dass jeder Einzelne mit seinen Kenntnissen und Fähigkeiten für den erfolgreichen Lernprozess in der Gruppe wichtig ist. Ebenso berücksichtigt die Methode Wo inde ich jemanden, der den Grundsatz Lernen durch Lehren, indem sich die Lernenden im Partnergespräch die wichtigsten Inhalte der Unterrichtssequenz nochmals erläutern. Ideen für die weitere Arbeit Sind Ihre Schüler nach der Reihe motiviert, sich noch intensiver mit dem Thema Belege für die Evolution auseinanderzusetzen, so bieten sich folgende Themen zur selbstständigen Erarbeitung an: Archaeopteryx, Quastenlosser, Fossilien, Kontinentaldrift, Kreationismus. Diese Kompetenzen trainieren Ihre Schüler Die Schüler können verschiedene Belege für die Evolution beschreiben und erläutern. können den Unterschied zwischen Homologie und Analogie erklären. sind in der Lage, die Bedeutung von Rudimenten und Atavismen für die stammesgeschichtliche Entwicklung zu erläutern. können erklären, warum Brückentiere einen Beleg für die Evolution darstellen. können den Ablauf des Serum-Präzipitin-Tests beschreiben und dessen Bedeutung für die stammesgeschichtlichen Verwandtschaften erläutern. sind in der Lage, neue Informationen aus einem Text herauszulesen und diese ihren Mitschülern zu vermitteln. können durch Partner- und Gruppenarbeit ihre soziale Kompetenz stärken.

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