Inhalt und Einsatz im Unterricht "Pilze & Flechten" (Biologie Sek. I, Kl. 7-9) Diese DVD behandelt das Unterrichtsthema Pilze & Flechten für die Klassen 7-9 der Sekundarstufe I. Im DVD-Hauptmenü finden Sie insgesamt 4 Filme: Großpilze Kleinpilze Destruenten, Parasiten & Symbionten Flechten (+ Grafikmenü mit 10 Farbgrafiken) 7:10 min 6:30 min 6:40 min 7:30 min Die Filme erklären mithilfe aufwändiger und impressiver 3D-Computeranimationen den Aufbau sowie Fortpflanzung und Lebensweise verschiedener Pilze und Flechten. Im ersten Film werden Großpilze vorgestellt. Ausgehend von den oberirdischen Fruchtkörpern werden typische Merkmale von Pilzen mit Hut und Stiel thematisiert. Der zweite Film geht anschließend am Beispiel von Hefe und Schimmel auf nutzbringende und schädliche Kleinpilze ein. Die heterotrophe Ernährungsweise von Groß- und Kleinpilzen wird in einem eigenen Film ausführlich behandelt. Dieser Film verdeutlicht zudem, weshalb Pilze in einer eigenständigen biologischen Kategorie ( Reich ) neben Tieren und Pflanzen erfasst werden. Der vierte Film widmet sich Flechten, die durch die Symbiose von Pilzen mit Algen beziehungsweise Bakterien entstehen. Alle Informationen entsprechen aktuellen, wissenschaftlichen Erkenntnissen und sind altersstufen- und lehrplangerecht aufbereitet. Die Filme bieten z.t. Querbezüge, bauen aber inhaltlich nicht streng aufeinander auf. Sie sind daher in beliebiger Reihenfolge einsetzbar, wenn auch die o.g. Reihenfolge günstig ist. Ergänzend zu den o.g. 4 Filmen finden Sie auf dieser DVD: - 10 Farbgrafiken, die das Unterrichtsgespräch illustrieren (in den Grafik-Menüs) - 12 ausdruckbare PDF-Arbeitsblätter, jeweils in Schüler- und Lehrerfassung (im DVD-ROM-Bereich) Im GIDA-Testcenter (auf www.gida.de) finden Sie auch zu dieser DVD interaktive und selbstauswertende Tests zur Bearbeitung am PC. Diese Tests können Sie online bearbeiten oder auch lokal auf Ihren Rechner downloaden, abspeichern und offline bearbeiten, ausdrucken etc. 2
Begleitmaterial (PDF) auf dieser DVD Über den Windows-Explorer Ihres Windows-Betriebssystems können Sie die Dateistruktur der DVD einsehen. Sie finden dort u.a. den Ordner DVD-ROM. In diesem Ordner befindet sich u.a. die Datei index.html Wenn Sie diese Datei doppelklicken, öffnet Ihr Standard-Browser mit einem Menü, das Ihnen noch einmal alle Filme und auch das gesamte Begleitmaterial der DVD zur Auswahl anbietet (PDF-Dateien von Arbeitsblättern, Grafiken und DVD-Begleitheft, Internetlink zum GIDA-TEST-CENTER etc.). Durch einfaches Anklicken der gewünschten Begleitmaterial-Datei öffnet sich automatisch der Adobe Reader mit dem entsprechenden Inhalt (sofern Sie den Adobe Reader auf Ihrem Rechner installiert haben). Die Arbeitsblätter ermöglichen Lernerfolgskontrollen bezüglich der Kerninhalte der DVD. Einige Arbeitsblätter sind am PC elektronisch ausfüllbar, soweit die Arbeitsblattstruktur und die Aufgabenstellung dies erlauben. Über die Druckfunktion des Adobe Reader können Sie auch einzelne oder alle Arbeitsblätter für Ihren Unterricht vervielfältigen. Fachberatung bei der inhaltlichen Konzeption und Gestaltung dieser DVD: Frau Erika Doenhardt-Klein, Studiendirektorin (Biologie, Chemie und Physik, Lehrbefähigung Sek. I + II) Unser Dank für die Unterstützung unserer Produktion geht an: Daniel Behnke (Drehbuchautor) POND5 Inhaltsverzeichnis Seite: DVD-Inhalt Strukturdiagramm 4 Die Filme Großpilze 5 Kleinpilze 8 Destruenten, Parasiten & Symbionten 10 Flechten 13 3
DVD-Inhalt Strukturdiagramm Hauptmenü Filme Großpilze Kleinpilze Destruenten, Parasiten & Symbionten Flechten Menü Grafiken Grafiken Aufbau Großpilz Speise- und Giftpilze Kleinpilze, nützlich und schädlich Destruenten, Parasiten, Symbionten Destruenten Parasiten Symbionten Aufbau Flechte Symbiose, Pilz und Alge Flechtenarten 4
Großpilze Laufzeit: 7:10 min, 2017 Lernziele: - Den Aufbau eines Großpilzes mit Hut und Stiel (Ständerpilz) beschreiben können; - Die Fortpflanzung eines typischen Ständerpilzes erklären können; - Die heterotrophe Ernährungsweise von Pilzen kennenlernen; - Die Unterscheidung in Speise- und Giftpilze verstehen. Inhalt: Vorab: Die ersten beiden Filme dieser DVD bieten eine einfache Systematisierung durch die Unterscheidung in Groß- und Kleinpilze. Die Vielfalt der Pilze wird aufgezeigt und die Merkmale einzelner Pilztypen werden genauer betrachtet. Ausgangspunkt des ersten Filmes sind die oberirdischen Fruchtkörper von Großpilzen, die vor allem im Herbst in unseren heimischen Wäldern zu finden sind. Im Erdboden darunter wächst der eigentliche Pilz in Form eines Fadengeflechts (Myzel), das wie die Fruchtkörper aus feinen Fäden, den sogenannten Hyphen aufgebaut ist. Dabei handelt es sich um aneinandergereihte Zellen, die jeweils zwei Zellkerne besitzen und deren Zellwände aus Chitin bestehen. Die Schüler erfahren, wie sich Großpilze mit Lamellen (aus der Abteilung der Ständerpilze) typischerweise vermehren. An den Lamellen befinden sich Sporenständerzellen, an denen Sporen des Minus- und des Plus-Typs heranreifen. 5
Sie werden durch den Wind verbreitet und keimen unter günstigen Bedingungen zu Hyphen mit einem Zellkern pro Zelle. Treffen Hyphen unterschiedlichen Typs aufeinander, verschmelzen sie und bilden ein neues Pilz-Myzel aus Hyphen, die wieder Zellen mit zwei Kernen besitzen. Anschließend wird die heterotrophe Ernährungsweise von Pilzen angesprochen. Pilze sind keine Pflanzen, bilden also kein Chlorophyll und betreiben keine Fotosynthese. Sie sind deshalb abhängig von anderen Lebewesen, um an Nährstoffe zu gelangen, und zersetzen dazu auf vielfältige Weise fremdes, organisches Material. 6
Die Unterscheidung in Gift- und Speisepilze wird ebenfalls thematisiert. Am Beispiel von Knollenblätterpilz und Champignon wird dabei auch auf die große Verwechslungsgefahr von giftigen und genießbaren Pilzen aufmerksam gemacht. Der Film schließt mit einem Überblick über die enorme Vielfalt an Großpilzen. Neben bekannten Vertretern wie Stein- und Fliegenpilzen werden auch Baumpilze und exotisch anmutende Exemplare wie der Tintenfischpilz beispielhaft vorgestellt. * * * 7
Kleinpilze Laufzeit: 6:30 min, 2017 Lernziele: - Hefen und Schimmelpilze als nutzbringende bzw. schädliche Kleinpilze kennenlernen; - Die Entdeckung und Bedeutung von Antibiotika verstehen. Inhalt: Der Film zeigt verschiedene, für uns Menschen nutzbringende, aber auch schädliche ein- und mehrzellige Kleinpilze, die uns häufiger im Alltag begegnen. Nach einem kurzen Rückblick auf die Artenvielfalt und die heterotrophe Ernährungsweise von Pilzen, die im ersten Film vorgestellt wurden, stellt der Film zuerst die Backhefe vor. Diese Hefepilze bauen zur Energiegewinnung organisches Material ab, das sie im Teig vorfinden. So entsteht u.a. Kohlenstoffdioxid, das den Teig aufgehen lässt. Beim Bierbrauen wird ein weiteres Abbauprodukt des Hefestoffwechsels genutzt: Alkohol. Die Schüler erfahren, dass unter anaeroben Bedingungen beim Abbau des Zuckers neben Kohlenstoffdioxid auch Ethanol entsteht. Dabei lernen sie den Begriff der alkoholischen Gärung kennen. 8
Ein weiteres Beispiel nutzbringender Kleinpilze in der Lebensmittelherstellung sind Schimmelpilze: Bestimmte Edelschimmelpilze werden zur Herstellung von Käsespezialitäten genutzt. Einige Schimmelpilze produzieren Stoffe, um Bakterien abzuwehren oder abzutöten (Antibiotika). Das haben wir Menschen uns abgeschaut Alexander Fleming erhielt für seine Entdeckung des Penicillins 1945 sogar den Nobelpreis. Abschließend zeigt der Film verschiedene schädliche Schimmelpilze. Der Brotschimmel bildet ein Myzel direkt auf seiner Nahrungsquelle und macht sie damit für uns Menschen ungenießbar. Andere Schimmelpilze befallen Wohnungen und Keller wenn diese zu feucht sind und bauen dort organische Stoffe ab. * * * 9
Destruenten, Parasiten & Symbionten Laufzeit: 6:40 min, 2017 Lernziele: - Die besonderen Merkmale von Pilzen in Abgrenzung von Pflanzen und Tieren benennen können; - Die heterotrophe Ernährungsweise von Pilzen als Destruenten, Parasiten oder Symbionten nachvollziehen können. Inhalt: Die heterotrophe Ernährungsweise von Pilzen wird im dritten Film dieser DVD beleuchtet. Drei Formen lassen sich unterscheiden und werden im Filmverlauf erläutert: Die Zersetzung toter organischer Stoffe (Destruenten), der Befall lebender Organismen (Parasiten) und die Gemeinschaft mit anderen Lebewesen zum beiderseitigen Vorteil (Symbionten). Nach einem Rückblick auf die vorgestellten kleinen und großen Pilzarten aus den ersten beiden Filmen wird zunächst ein allgemeiner Überblick zum Aufbau und zur Lebensweise von Pilzen gegeben. Da sie sich deutlich von Pflanzen und Tieren unterscheiden, werden Pilze in einer eigenständigen biologischen Kategorie erfasst (Reich der Pilze). Im weiteren Verlauf des Films erfahren die Schüler mehr über die besondere, heterotrophe Ernährungsweise der Pilze. Da sie kein Chlorophyll bilden und somit keine Fotosynthese betreiben können, sind sie auf andere Organismen als Nährstoff- und Energiequelle angewiesen. 10
Anders als Tiere fressen Pilze ihre Nahrung aber nicht, sondern zersetzen sie mithilfe von Enzymen in Nährstoffe (und Mineralien) und nehmen diese auf. Pilze, die tote, organische Stoffe abbauen, werden als Destruenten bezeichnet. Im Ökosystem des Waldes sorgen sie zum Beispiel dafür, dass abgestorbenes Holz zersetzt wird. Die dabei freigesetzten Mineralstoffe können Pflanzen aufnehmen, um neue organische Verbindungen aufzubauen und heranzuwachsen. Tier und Mensch dienen die Pflanzen wiederum als Nahrungsquelle. Pilze, die sich als Destruenten ernähren, nehmen somit eine wichtige Basisrolle im Stoffkreislauf der Natur ein. Andere Pilze beschränken sich bei der Nahrungsbeschaffung nicht auf tote, organische Stoffe, sondern sie befallen lebende Organismen und ernähren sich von deren Stoffwechselprodukten sie leben als Parasiten. 11
Manche von ihnen sind Pflanzenschädlinge, die verheerende Krankheiten wie z.b. den Kastanienkrebs verursachen können. Andere parasitäre Pilze befallen Tiere oder auch uns Menschen. Bei der dritten Ernährungsstrategie gehen Pilze Gemeinschaften mit Pflanzen ein. Viele Pilze wie z.b. der Birkenpilz leben als Symbionten mit Bäumen zusammen. Er umfasst mit seinen Hyphen die Wurzeln der Birke. Dadurch entsteht eine sogenannte Pilzwurzel (Mykorrhiza). Der Pilz versorgt den Baum mit Wasser und Mineralstoffen und erhält im Gegenzug vom Baum Nährstoffe. Der Film endet mit einem Verweis auf eine besondere, symbiotische Verbindung von Pilzen mit Algen (oder Bakterien): Die Flechten. Sie werden im vierten Film der DVD behandelt. * * * 12
Flechten Laufzeit: 7:30 min, 2017 Lernziele: - Aufbau, Lebensweise und Lebensräume von Flechten kennenlernen; - Verschiedene Flechtenarten unterscheiden können; - Unterschiedliche vegetative Vermehrungsarten von Flechten wiedergeben können. Inhalt: Der Film beginnt mit einem Einblick in die äußerst vielfältigen Lebensräume, die Flechten erschlossen haben. Gerade dort, wo es höhere Pflanzen oft schwer haben, gedeihen sie. Die Symbiose aus Pilz (Mykobiont) und Alge oder Bakterien (Photobiont) bringt viele Vorteile mit sich, die es Flechten ermöglicht, auch unter extremen Bedingungen zu überleben, zum Beispiel im Hochgebirge. Der Pilzbestandteil der Flechte gibt ihr festen Halt und Schutz vor zu starker Sonneneinstrahlung. Außerdem versorgt er die Algen, also die Photobionten, mit Wasser und wichtigen Mineralstoffen. Die Algen wiederum produzieren durch Fotosynthese lebenswichtige Nährstoffe für den Pilz. Der Körper einer Flechte, der zum Großteil aus Pilzhyphen besteht, wird als Thallus bezeichnet. Er haftet am Untergrund und bildet keine Wurzeln. Die Algen befinden sich meistens nahe der Flechtenoberfläche, wo sie genug Sonnenlicht einfangen können. 13
Die Schüler lernen anschließend verschiedene Wuchsformen von Flechten kennen: Strauch-, Krusten- und Laub-/Blattflechten. Außerdem veranschaulicht der Film verschiedene, vegetative Vermehrungsformen. So können zum Beispiel Teilstücke einer Flechte einfach abfallen und an anderer Stelle weiterwachsen. Z.T. bilden sie hierfür spezielle Fortsätze, die besonders leicht abbrechen. Andere Flechten geben an ihrer Oberfläche kleine Päckchen aus Hyphen und Algen ab. Flechten halten extreme Trockenheit aus. Viele Arten können sogar komplett austrocknen. Sie stellen dann ihre Stoffwechselaktivitäten ein, bis sie wieder an Wasser gelangen. 14
Im letzten Filmdrittel geht der Film auf die vielfältigen Lebensräume unterschiedlicher Flechtenarten ein. Extrem heiße und kalte Regionen zählen dazu, aber auch Orte inmitten unserer Zivilisation. Die meisten Flechtenarten haben sich auf das Leben in einer ganz bestimmten Umgebung spezialisiert. An Orten mit besonders hoher Luftverschmutzung können manche Flechten als Bioindikatoren Auskunft über die Schadstoffbelastung geben. Andere Flechten wachsen auf steinigen, unfruchtbaren Untergründen und sind in der Lage, Steine zu zersetzen und dabei Mineralstoffe freizulegen. Dadurch ermöglichen sie die Erschließung neuer Lebensräume, weshalb sie auch als Erstbesiedler oder Pioniere bezeichnet werden. * * * 15