illustrierende aufgaben zum lehrplanplus · (cepaea) adlerfarn pteridium aquilinium familie:...
TRANSCRIPT
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 1 von 12
Formenvielfalt
Stand: 09.08.2017
Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Fach/Fächer Biologie (Ausbildungsrichtung ABU)
Übergreifende Bil-
dungs- und Erzie-
hungsziele
Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung,
Globales Lernen)
Zeitrahmen 90 Minuten
Benötigtes Material
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler …
ordnen Lebewesen grob taxonomisch ein und leiten aus charakteristischen
anatomischen Merkmalen deren Lebensraum und Lebensweise ab. (B10 1)
unterscheiden niedere Pflanzen und Blütenpflanzen einerseits und Wirbel-lose und Wirbeltiere andererseits hinsichtlich ihres Baus, ihrer Angepasst-heiten an unterschiedliche Lebensräume und ihrer Fortpflanzungsweise. (B10 2)
ordnen unter Verwendung der binären Nomenklatur unterschiedliche Orga-nismen taxonomisch richtig zu, um eine Wertschätzung gegenüber der Bio-diversität zu erlangen. (B10 2)
nutzen Bestimmungsliteratur, um unbekannte Organismen systematisch
einzuordnen. (FOS B11 1)
ordnen Lebewesen aus dem Tier- und Pflanzenreich mithilfe grundlegender
Systematikkenntnisse taxonomisch ein, um daraus Rückschlüsse bezüglich
der Stellung einer Spezies im Stammbaum des Lebens zu ziehen. Sie stel-
len außerdem wissenschaftlich anerkannte evolutionäre Zusammenhänge
her. (FOS B11 2 / BOS B12 2)
wenden die Regeln der binären Nomenklatur bei Pflanzen an. (FOS B11 8)
verwenden Bestimmungsliteratur, um unbekannte Pflanzen systematisch
einzuordnen. Dabei identifizieren sie allgemeine familien- und gattungsspe-
zifische Merkmale und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem
Blickwinkel der Evolution (FOS B11 8)
ordnen unter Verwendung charakteristischer Merkmale (z. B. Zellkern, Viel-
zelligkeit, Chorda dorsalis) Lebewesen bestimmten taxonomischen Grup-
pen zu. Sie interpretieren Stammbäume als Ergebnis einer sich kontinuier-
lich weiterentwickelnden Forschungsarbeit. (B13 3)
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 2 von 12
Aufgabe
1) Zuordnung der Organismen
a) (Einzelarbeit)
Tabelle 1 zeigt Lebewesen, die unterschiedlichen Gruppen an-
gehören. Im Stammbaum der Lebewesen und dem Stammbaum
der Tiere sind diese Gruppen aufgeführt.
Erstellen Sie eine Tabelle mit Spalten für Organismengruppen,
Beispiele und die entsprechenden Merkmale.
Ordnen Sie dann die in Tabelle 1 aufgeführten Organismen so
genau wie möglich den entsprechenden Gruppen zu.
b) (Partnerarbeit)
Vergleichen Sie mit Ihrem Partner Ihre Zuordnungen und ergän-
zen Sie in der Tabelle für jede Organismengruppe mindestens
ein charakteristisches Merkmal.
2) Tendenzen im Verlauf der Evolution
a) (Einzelarbeit)
Lesen Sie aufmerksam den nachstehenden Informationstext und
markieren Sie wichtige Merkmale der Weiterentwicklung.
b) (Gruppenarbeit)
Belegen Sie an Beispielen aus dem Text (oder eigenen Beispie-
len) Entwicklungstendenzen der Evolution, indem Sie die pas-
senden Organismen und die entsprechenden Merkmale grafisch
miteinander verknüpfen.
• Wasser-pflanzen
• Befruchtung im Wasser
Algen: Blasen-
tang
• meist Landpflanzen
• Befruchtung nur mit Wasser möglich
Moose und
Farne
• meist Land-pflanzen
• Bestäubung und Befruchtung ohne Wasser möglich
Samen-pflanzen:
Tanne
Beispiel für 2b)
Aufgabe 2o
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 3 von 12
Informationstext:
Da am Anfang des Bestehens unserer Erde kein Sauer-
stoff vorhanden war, entwickelten sich zunächst Or-
ganismen, die Ihren Energiebedarf aus chemischen
Stoffen wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak gewin-
nen konnten. Erst als durch Fotosynthese Sauerstoff
gebildet wurde, kamen alternative Stoffwechselwege,
die Sauerstoff benötigen, dazu.
Ganz entscheidend bei der Entwicklung höheren Lebens
war der Übergang vom einzelligen zum vielzelligen
Lebewesen; er ist auch gekennzeichnet durch den
Übergang von dem potenziell unsterblichen Einzeller,
der sich immer wieder teilt, zum Mehrzeller, der am
Ende seines Lebens abstirbt. Als erstes sterbliches
Lebewesen gilt Volvox (siehe Tabelle 1), ein hohler
kugelförmiger Organismus der aus hunderten Zellen
zweier Zelltypen(Fotosynthese/Fortpflanzung)besteht.
Beim Tod entlässt er kleine Tochterkugeln aus dem
Inneren.
Eine Tendenz im Stammbaum des Lebens ist der Wechsel
vom Leben im Wasser zum Leben an Land. Dabei ist
nicht nur der Lebensraum der Pflanzen und Tiere ent-
scheidend, sondern auch wo die Fortpflanzung statt-
findet.
Moose und Farne benötigen für den Vorgang der Be-
fruchtung freies Wasser, was bei Samenpflanzen nicht
nötig ist. Auch innerhalb der Wirbeltierklassen kann
man diese Entwicklung beobachten. Dabei ändern sich
neben der Art der Befruchtung auch die Atmung und
Fortbewegung.
Eine weitere an vielen Beispielen feststellbare Ten-
denz ist die von einfachen zu komplexen Bauplänen.
Einzeller wie Euglena besitzen einen lichtempfindli-
chen Fleck, Seesterne besitzen wenige Sehzellen, die
Ihnen die Unterscheidung von Hell und Dunkel er-
laubt, Napfschnecken können mit Grubenaugen die
Richtung des einfallenden Lichtes erkennen. Bei Nau-
tilus, einem Tier mit Lochauge (stärkere Vertiefung
wie beim Grubenauge) hat sich eine Schutzschicht
über dem Auge entwickelt, aus der sich dann die Lin-
se gebildet hat. Ein kompliziert aufgebautes Linsen-
auge, das eine Weiterentwicklung darstellt, findet
man in ähnlicher Form sowohl beim Tintenfisch als
auch bei den Wirbeltieren.
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 4 von 12
Stammbaum der Lebewesen (stark vereinfacht)
Ursprung des
Lebens
Pflanzen
Samenpflan-zen
Farne Moose Algen
Pilze
tierische
Einzeller Tiere
Bakterien
Eubakterien
Cyanobakterien
pflanzliche
Einzeller
Archae-
bakterien
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 5 von 12
Vereinfachter Stammbaum der Tiere (nur ausgewählte <Tierstämme> und ●Tierklassen)
Neumundtiere
Ursprungsform
eines mehrzelligen
tierischen
Organismus
Urmundtiere
<Weichtiere>
Schnecken
Muscheln
Kopffüßer
<Ringelwürmer>
<Gliedertiere>
Spinnentiere
Hundertfüßer
und Doppelfüßer
Insekten
Krebstiere
<Stachelhäu-
ter>
Seesterne
Seegurken
<Wirbeltiere>
Säugetiere
Vögel
Reptilien
Amphibien
Fische
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 6 von 12
*siehe Infotext
Archaebakterien sind den Eukaryo-
ten in manchen Eigenschaften näher als
den Bakterien, trotzdem besitzen sie
typische Bakterienmerkmale, wie z. B. ein
ringförmiges Chromosom und 70 S-
Ribosomen. Viele Arten wie z. B. Pyloro-
bus fumari (auf deutsch „Kaminfeuerlap-
pen“) leben an extremen Standorten wie
heißen Quellen oder gewinnen ihre
Energie durch chemische Verbindungen.
Tabelle 1: Organismen
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 7 von 12
Tabelle 2: Benennungen
Wespenspinne
Argiope bruennichi
Familie:
Echte Radnetzspinnen
(Araneidae)
Höckerschwan
Cygnus olor
Familie: Entenvögel
(Anatidae)
Gemeiner Steinläufer
Lithobius forficatus
Familie: Steinläufer
(Lithobiidae)
Cyanobakterium
Prochlorococcus marinus
Familie: Prochlorococcaceae
Silbermoos
Bryum argenteum
Familie: Bryaceae
Kreuzotter
Vipera berus
Familie: Vipern
(Viperinae)
Chlamydomonas spec.
einzellige Grünalgen
Hain-Bänderschnecke
Cepaea nemoralis
Familie: Schnirkelschnecken
(Cepaea)
Adlerfarn
Pteridium aquilinium
Familie: Adlerfarne
(Dennstaedtiaceae)
Staphylokokken aureus
„Goldenes Traubenkügelchen“
grampositives Bakterium,
angefärbt durch Gramfärbung
Fischotter
Lutra lutra
Familie: Marder
(Mustelidae)
Taschenkrebs
Cancer pagurus
Familie: Taschenkrebse
(Cancridae)
Weißtanne
Abies alba
Familie: Kieferngewächse
(Pinaceae)
Wimpernkugel
Volvox aureus
*siehe Infotext
Gemeiner Kalmar
Loligo vulgaris
Familie:
Schließaugenkalmare
(Loliginidae)
Fliegenpilz
Amanita muscaria
Familie: Wulstlingsverwandte
(Amanitaceae)
Feuersalamander
Salamandra salamandra
Familie: Feuersalamander
(Salamandridae)
Sa
Salamandridae
Abbildung 1Feuersalamander
Karpfen
Cyprinus carpio
Familie: Karpfenfische
(Cyprinidae)
Kartoffelkäfer
Leptinotarsa decemlineata
Familie: Blattkäfer
(Chrysomelidae)
Gemeiner Seestern
Asterias rubens
Familie: Seesterne
(Asteriidae)
Amöbe/Wechseltierchen
Amoeba proteus
tierischer Einzeller
Pylorobus fumari.
„Kaminfeuerlappen“
Archaebakterium
Blasentang
Fucus vesiculosus
Familie: Braunalgen
(Fucaceae)
Regenwurm
Lumbricus terrestris
Familie: Regenwürmer
(Lumbricidae)
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 8 von 12
Quellen- und Literaturangaben
Für die systematische Einordnung in Tabelle 2 wurde vorwiegend Wikipedia https://www.wikipedia.de/ genutzt.
Die Einordnung erhebt nicht den Anspruch auf eine vollständig exakte Bestimmung der Organismen sondern hat exemplarischen Charakter.
Abbildungen
Wespenspinne https://pixabay.com/de/spinne-tiger-wespenspinne-2451422/ von makamuki0; lizenziert unter CC0 Public Domain
(aufgerufen am 08.08.2017)
Höckerschwan von Bianka Woigk
Gemeiner Steinläufer https://pixabay.com/de/tausendf%C3%BC%C3%9Fler-schleichen-wurm-8695/ von GLady; lizenziert unter CC0 Public Domain
(aufgerufen am 08.08.2017)
Cyanobakterium von Bianka Woigk
Silbermoos https://pixabay.com/de/moos-weich-gras-gr%C3%BCn-bio-frisch-315306/ von PublicDomainPictures, lizenziert unter CC0 Public Domain
(aufgerufen am 08.08.2017)
Kreuzotter https://pixabay.com/de/kreuzotter-tierwelt-natur-2313147/ von JamesCommon; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.08.2017)
Chlamydomonas spec. von Bianka Woigk
Hain-Bänderschnecke https://pixabay.com/de/photos/garten%20schnecke/ von Oldifan; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 10.07.2017)
Adlerfarn https://pixabay.com/p-2017219/?no_redirect von LonewolfAlphaCoders; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.07.2017)
Staphylokokken aureus https://pixnio.com/de/wissenschaft/mikroskopische-aufnahmen/staphylokokken-aureus/hoch-vergroserung-10000x-stamm-staphylokokken-aureus-bakterien von PIXNIO;
lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.07.2017)
Fischotter https://pixabay.com/de/otter-otter-baby-otterbaby-1438378/ von Pixel 2013; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.08.2017)
Taschenkrebs https://pixabay.com/de/krabbe-arthropoden-hummer-krebse-387132/ von PublicDomainImages; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 10.08.2017)
Weißtanne https://pixabay.com/de/baum-kegeln-nadeln-iglak-zapfen-853877/ von krzys16; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 09.07.2017)
Wimpernkugel von Bianka Woigk
Gemeiner Kalmar https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tintenfische_(5883845425).jpg; das Werk ist gemeinfrei (aufgerufen am 08.08.2017)
Fliegenpilz https://pixabay.com/de/pilz-fliegenpilz-garten-moos-gras-1766195/von susannp4 lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 10.08.2017)
Feuersalamander https://pixabay.com/de/feuersalamander-salamander-tier-293324/ von StefanHoffmann; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.08.2017)
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 9 von 12
Karpfen https://pixabay.com/de/tier-karpfen-fisch-s%C3%BC%C3%9Fwasser-see-2029698/ von OpenClipart-Vectors; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 2.07.2017)
Kartoffelkäfer https://pixabay.com/de/kartoffelk%C3%A4fer-insekt-k%C3%A4fer-insekt-1803237/ von skeeze; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 02.07.2017)
Gemeiner Seestern https://pixabay.com/de/seestern-getrocknet-dekorativ-732391/ von cristty; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 06.07.2017)
Amöbe/Wechseltierchen https://www.flickr.com/photos/internetarchivebookimages/18746454744; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 06.08.2017)
Pylorobus fumari Text verändert nach http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-8672522.html
Blasentang https://pixabay.com/de/seetang-algen-meer-natur-textur-2147456/ von HealthyBacon; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 4.08.2017)
Regenwurm https://pixabay.com/de/wurm-vermiculture-humus-erde-boden-1140767/ von 1499694; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 06.07.2017)
Hinweise zum Unterricht
Die Aufgabe eignet sich u. a. zur Einführung in das Thema Evolution und kann vom Lehrer genutzt werden, um sich ein Bild zu verschaffen, inwieweit die Schülerinnen und Schü-
ler über Artenkenntnis verfügen.
Bei geringem Vorwissen der Schülerinnen und Schüler sollte nach Aufgabe 1a und 1b eine kurze Ergebnissicherung durch die Lehrkraft erfolgen.
Die Abgrenzung der Pflanzengruppen Algen/Moose/Farne/Samenpflanzen durch charakteristische Merkmale in Aufgabe 1b sollte durch die Lehrkraft unterstützt werden.
Die Materialien können außer in der in der Aufgabenstellung beschriebenen Weise noch anders genutzt werden.
Einfache Zuordnungsarbeit: Die Bilder der Tabelle 1 werden auseinandergeschnitten und der Tabelle 2 Benennungen zugeordnet.
Tabelle 1 und 2 zur Einführung der binären Nomenklatur
Tabelle 2 als zusätzliche Information zur Einordnung der Organismen in Aufgabe 1a (z. B. zur Einordnung der Pflanzen )
Anhand der Stammbäume lässt sich die systematische Einordnung der gezeigten Organismen zusammen mit den Schülerinnen und Schülern erarbeiten.
Wenn mehr Zeit zur Verfügung steht, können sich die Schülerinnen und Schüler für die Aufgabe 1b mehrere charakteristische Merkmale der Organismengruppen mithilfe des Internets erschließen.
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 10 von 12
Beispiele für Produkte und Lösungen der Schülerinnen und Schüler
1a)
Gruppe der Organismen Beispiele typische Merkmale (Auswahl)
Bakterien E.coli, Cyanobakterium, Milchsäurebakterium kein Zellkern (FS, bei Cyanobakterium)
Archaebakterien Pylorobus fumari kein Zellkern, extreme Lebensräume
pflanzliche Einzeller Chlamydomonas, Volvox Fotosynthese, eine Zelle mit Zellkern, Zellwand
tierische Einzeller Amöbe, Pantoffeltierchen heterotrophe Lebensweise/ besteht aus einer Zelle mit Zellkern
Pflanzen Fotosynthese, mehrzellig, Zellwand
Alge Blasentang vollständig im Wasser lebend
Moos Silbermoos kein Stütz und Leitgewebe/ Fortpflanzung durch Sporen, nur mit Wasser möglich
Farn Adlerfarn mit Stütz- und Leitgewebe/ Fortpflanzung durch Sporen/ nur mit Wasser möglich
Samenpflanzen Tanne, Gänseblümchen, Weizen mit Stütz- und Leitgewebe, Bildung von Samen
Pilze Fliegenpilz, Hefe, Pfifferling heterotrophe Lebensweise, Zellwände mit Chitin, Vermehrung durch Sporen
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 11 von 12
Gruppe der Organismen Beispiele typische Merkmale (Auswahl)
Tiere heterotrophe Lebensweise, mehrzellig
Weichtiere Schnecken: Hain-Bänderschnecke,
Spanische Wegschnecke,
Muscheln: Miesmuschel (ohne Abbildung)
Kopffüßer: Gemeiner Kalmar
wirbellos, wenig gegliederter Körper, meist mit Kalkschale
Ringelwürmer Regenwurm segmentiert, Haut-Muskel-Schlauch
Gliedertiere Spinnentiere: Wespenspinne Exoskelett, 4 Paar Schreitbeine,
Hundertfüßer und Doppelfüßer:
Steinläufer Exoskelett, segmentierter Körper, zwei Paar Schreitbeine pro Segment
Insekten: Kartoffelkäfer, Heuschrecke Exoskelett, 3 Paar Beine
Krebstiere: Taschenkrebs, Strandkrabbe Exoskelett, Carapax (Kopfschild), Kiemen, zwei paar Antennen
Stachelhäuter Seesterne
Seegurken (ohne Abbildung)
radiärsymmetrisch aufgebaut, Kalkskelett
Wirbeltiere Säugetiere: Fischotter Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, Milchdrüsen, Plazenta
Vögel: Schwan, Pinguin, Mäusebussard Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 2 Flügel, Eier mit Kalkschale
Reptilien: Kreuzotter, Eidechse Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, Eier mit Kalkschale
Amphibien: Feuersalamander, Laubfrosch Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, teilweise wasserlebend,
äußere Befruchtung, Kaulquappen
Fische: Karpfen, Hai, Stör Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, wasserlebend, äußere Be-
fruchtung
Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13
Seite 12 von 12
Aufgabe 2
z. B.:
Augentypen innerhalb der Wirbellosen
Atmung innerhalb der Wirbeltiere
•Euglena
Augenfleck
•Seestern
Sehzellen
•Napf-schnecken
Grubenauge
•Tintenfisch
Linsenauge
•lebt im Wasser
•Sauerstoff aus dem Wasser/ Kiemen
Fisch
•lebt vorwiegend im Wasser
•Kaulquappe Kiemen / adult Hautatmung, sackartige Lunge
Amphib
•lebt meist an Land
•Lungenatmung
Reptil •lebt meist an
Land
•Lungenatmung Säugetier