Vorschau - Netzwerk Lernen

Inhalt
Hinweise für das Lernen an Stationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Übersicht über die Stationen mit Laufzettel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Test zum Thema „Genetik“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Station 1:
Zellorganellen und ihre Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Station 2:
Zellkern (Nukleus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Station 3:
Chromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Station 4:
Mitose (Zellkernteilung) und Zellteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
Station 5:
Geschlechtszellenbildung durch Meiose (Reduktionsteilung) . . . . . . . . . .
13
Station 6:
Kombination des Erbgutes bei der Befruchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
Station 7:
Prokaryonten und Eukaryonten – die zwei großen Gruppen von Lebewesen
18
U
A
H
C
Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
S
R
O
V
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Übersicht über die Stationen mit Laufzettel
Name:
Station
Klasse:
Name
Datum
1
Zellorganellen und ihre
Aufgaben
2
Zellkern (Nukleus)
3
Chromosomen
4
Mitose (Zellkernteilung)
und Zellteilung
5
Geschlechtszellenbildung
durch Meiose (Reduktionsteilung)
6
Kombination des Erbgutes
bei der Befruchtung
7
Prokaryonten und Eukaryonten – die zwei großen Gruppen von Lebewesen
Datum:
Dauer
Zusammen(in Min.) arbeit mit …
Bemerkungen
Kontrolle
U
A
H
C
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
S
R
O
V
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3
Datum:
Klasse/Lerngruppe:
erreichbare Punktzahl: 20
Name:
erreichte Punktzahl:
Test zum Thema „Genetik”
Vortest am
Nachtest am
1. Beschrifte die folgende Abbildung und ergänze die zugehörige Tabelle.
(10 P.)
4
1
5
4
2
2
2
U
A
3
7
8
3
4
H
C
5
1
6
7
S
R
Tierische Zelle
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Zellbestandteile
8
Aufgaben
3
1
7
5
6
Pflanzliche Zelle
Vorkommen bei …
tierischen Zellen
pflanzl. Zellen
O
V
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4
2. Ordne den einzelnen Organismenarten die jeweiligen Chromosomenzahlen zu.
hier die Verbindungslinien
einzeichnen
Lebewesen
(4 P.)
Anzahl der Chromosomen
pro Körperzelle
Mensch
4
Stechmücke
216
Fruchtfliege (Drosophila)
48
Gorilla
78
Schachtelhalm
46
U
A
Hund
8
H
C
3. Kreuze an, welche der folgenden Aussagen auf Mitose und/oder Meiose zutreffen. (4 P.)
S
R
Ist eine Form der Zellkernteilung
trifft auf
Mitose zu
trifft auf
Meiose zu
O
V
Chromosomenzahlen der Tochterzellen sind gleich groß
wie die Chromosomenzahlen der Mutterzelle
Auch erbgleiche Teilung genannt
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Auch erbungleiche Teilung oder Reduktionsteilung genannt
Durch diese Art der Zellteilung entsteht aus einer befruchteten
Eizelle ein vielzelliger Organismus
Es entstehen Geschlechtszellen (Gameten)
Läuft beim Menschen nur in den Eierstöcken bzw. Hoden ab
Ist für das Verheilen einer Wunde verantwortlich
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5
Station 1: Zellorganellen und ihre Aufgaben
Name:
Klasse:
Die Vorgänge in einer Zelle sind überaus kompliziert
und von den Wissenschaftlern bis heute noch nicht
annähernd verstanden.
An dieser Station erhaltet ihr einen Einblick in die Aufgaben der verschiedenen Teile einer Zelle.
Datum:
Vakuole
Mitochondrium
Zellmembran
Chloroplasten
Zellkern
Ribosomen
Zellwand
Material: Biologiebuch, Internet
U
A
Aufgabe
endoplasmatisches
Retikulum
S
R
Zellwand aus Zellulose
Aufgaben
Vorhanden in
Pflanzenzellen (x)
H
C
Zellbestandteil
Vorhanden in
Tierzellen (x)
Anhand der folgenden Tabelle könnt ihr die Aufgaben der verschiedenen Teile von Pflanzenzelle und Tierzelle miteinander vergleichen. Vervollständigt hierzu die Tabelle und nutzt ggf.
euer Biologiebuch, Biologielexika oder/und das Internet.
Feine Kanäle in der Zellwand zum Austausch von Stoffen und
Informationen
O
V
Stoffbarriere nach außen; aktiver Stoffaustausch zwischen Zellen
bzw. Zelle und Umgebung durch diese hauchdünne Biomembran möglich
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Zellplasma (Protoplasma,
Zytoplasma)
„Kraftwerke“ der Zelle; stellen der Zelle Energie für die Lebensvorgänge zur Verfügung
Orte der Fotosynthese; Synthese von Glucose (Traubenzucker)
mithilfe des Sonnenlichts als Energiequelle
Speicherung von Abfall-, Nähr- und Farbstoffen
_ _ _ _ _-Apparat
Bildung von Sekreten in den Zellen; besonders in Drüsenzellen
stark ausgeprägt
Endoplasmatisches
Retikulum (ER)
Steuerzentrale der Zelle
Orte der Proteinbiosynthese (Eiweißbildung in den Zellen); hier
werden entsprechend der Erbinformation eines Lebewesens verschiedenste Proteine (z. B. Antikörper, Enzyme) gebildet
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7
Station 2: Zellkern (Nukleus)
Name:
Klasse:
Die meisten Lebewesen haben einen Zellkern,
der von einer Kernmembran zum Plasma hin begrenzt ist. An dieser Station lernt ihr Einzelheiten
über den Zellkern und seine Bedeutung kennen.
Datum:
endoplasmatisches Retikulum
Zellkern
Material: Biologiebuch, Internet
Aufgabe
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Entscheidet bei jeder der folgenden Aussagen, ob die Aussage RICHTIG oder FALSCH
ist. Kreist den entsprechenden Buchstaben
ein. Das Lösungswort findet ihr, wenn ihr die
eingekreisten Buchstaben von unten nach
oben lest.
Nr.
Aussage
1
U
A
Mitochondrium
H
C
Zellmembran
Ribosomen
RICHTIG
FALSCH
Durch eine Membran abgegrenzte Zellkerne finden sich bei allen Lebewesen.
A
L
2
Der Zellkern ist meist kugelförmig.
H
K
3
Der Zellkern ist die Steuer- und Informationszentrale einer Zelle.
A
P
4
Der Zellkern enthält weniger als die Hälfte des Erbgutes einer Zelle.
E
Z
5
Der Zellkern ist durch eine Kernmembran vom Zellplasma abgegrenzt.
N
D
6
Die Kernmembran hat zahlreiche Poren, durch die der Stoffaustausch erfolgt.
E
G
7
Das größte Zellorganell einer Zelle ist der Zellkern.
M
H
8
Im Zellkern befinden sich die Chromosomen.
O
J
9
Der Zellkern liegt in der Vakuole einer Zelle.
I
S
10
Der Zellkern liegt im Zellplasma.
O
U
11
Jede Zelle eines Menschen hat einen Zellkern.
W
M
12
Die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) eines Menschen sind ohne Zellkern.
G
O
13
Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) eines Menschen sind ohne Zellkern.
R
N
14
Alle Lebewesen haben Zellen mit Zellkern.
S
H
15
Der mit (1) gekennzeichnete Teil
der Zelle ist der Zellkern.
C
A
S
R
O
V
1
Lösung:
zur Vollversion
8
Station 3: Chromosomen
Name:
Klasse:
Die Erbinformation ist im Zellkern der Zellen in den
Chromosomen gespeichert.
An dieser Station lernt ihr Näheres über Chromosomen
kennen.
Material: Biologiebuch, Biologielexika, ggf. Internet
Aufgaben
Datum:
Zelltyp
Chromosomenzahl
beim Menschen
Nervenzelle
46
Muskelzelle
46
Hautzelle
46
Eizelle
23
Spermienzelle
23
1. Vervollständigt den folgenden Lückentext zum Thema „Zellkern und Chromosomen“.
Der Zellkern ist von einer
U
A
umgeben, die man
nennt. Diese enthält
(kleine Löcher), durch die
H
C
und Informationen zwischen dem Zellkern und dem
tauscht werden können.
Im Innern des
ausge-
befinden sich Strukturen, die fadenförmig
S
R
aussehen. Die Gesamtheit dieser Strukturen nennt man
gerüst.
In bestimmten Stadien der Zellteilung erkennt man längliche Strukturen (s. Abbildung
unten bei 2.), die man
nennt. In diesen ist die
information
enthalten. Erst im Jahr 1911 konnte der Amerikaner Thomas Hunt
O
V
(1866–1945) nachweisen, dass die
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Erb
somen die Träger der
sind.
Folgende Wörter sind einzusetzen: Chromatin-, Chromo-, Chromosomen, Erb-, -information (-anlagen), Kernhülle, Membran (Hüllmembran), Morgan, Poren (Kernporen), Stoffe, Zellkerns, Zellplasma
2. In der Abbildung ist ein 2-Chromatid-Chromosom schematisch dargestellt. Beschriftet die
Skizze.
Verwendet folgende Begriffe zum Beschriften:
Zentromer, Chromatid1, Chromatid2.
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9
Station 5: Geschlechtszellenbildung durch Meiose
(Reduktionsteilung)
Name:
Klasse:
Datum:
Die Befruchtung einer Eizelle durch eine männliche Keimzelle ist der
Beginn eines neuen Lebewesens. Bei der geschlechtlichen (sexuellen)
Fortpflanzung verschmilzt der Zellkern einer Spermienzelle (Samenzelle) mit dem Zellkern einer Eizelle.
An dieser Station lernt ihr, wie durch den Vorgang der Meiose die
Geschlechtszellen (Eizellen, Samenzellen) entstehen.
Eizelle
Material: Informationstext, ggf. Biologiebuch
U
A
Aufgaben
1. Enthielten die Zellkerne von Eizelle und Samenzelle eines Menschen jeweils 46 Chromosomen wie die Körperzellen, so würde dies bei einer Befruchtung Folgendes bedeuten:
a) In den Körperzellen dieser Kinder (1. Generation) wären dann bereits
somen pro Zelle.
H
C
b) In den Körperzellen der 2. Generation wären
Chromo-
Chromosomen und
c) in den Körperzellen der 10. Generation wäre die Chromosomenzahl schon auf
Chromosomen angewachsen.
S
R
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© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
2. Bei Lebewesen (d. h. auch bei allen Menschen) befindet sich in den Körperzellen jedoch
stets eine konstante Anzahl von Chromosomen. Da beim Menschen die Kinder aber auch
nur 46 Chromosomen haben wie ihre Eltern, muss spätestens vor der Befruchtung die
Chromosomenzahl halbiert worden sein.
In der folgenden Abbildung ist der Vorgang der Keimzellenbildung schematisch dargestellt. Beschriftet die Abbildung und nutzt als Information den Informationstext zu dieser
Station.
O
V
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13
Lösungen
1.
5
Die erste Phase der Kernteilung (Mitose)
ist die Prophase. Die Kernmembran
löst sich allmählich auf. Aus dem
Chromatingerüst des Zellkerns bilden
sich die Chromosomen heraus.
Diese verkürzen sich zunehmend und
werden sichtbar. An den beiden
Zellpolen werden feine Fasern, die
Kernspindelfasern, erkennbar.
1
U
A
2
Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
In der Metaphase ordnen sich
die Chromosomen in einer
Ebene, der Äquatorialebene,
an. Jedes Metaphase-Chromosom besteht aus zwei identischen Längshälften, den
Chromatiden. Die Chromatiden
jedes Zwei-ChromatidChromosoms werden am
Zentromer zusammengehalten.
2
In der Anaphase, der dritten Phase der
Kernteilung, verkürzen sich die Kernspindelfasern. Die beiden Chromatiden
jedes Chromosoms werden am Zentromer
getrennt und als Ein-Chromatid-Chromosomen von den Kernspindelfasern
zu den Zellpolen gezogen.
3
In der Telophase verlängern sich die
Chromosomen und bilden wieder
ein Fadenknäuel im Zellkern. Die
Kernmembranen bilden sich neu und
grenzen den Zellkern wieder vom
Zellplasma ab. Die Spindelfasern sind
nicht mehr zu erkennen. Am Ende der
Telophase teilt sich die Ausgangszelle
und es sind zwei kleinere Tochterzellen
entstanden.
4
H
C
S
R
3
O
V
4
Vor der erneuten Teilung einer
Zelle müssen sich die Ein-Chromatid-Chromosomen zu ZweiChromatid-Chromosomen verdoppeln. Diesen Zeitabschnitt
zwischen zwei Zellteilungen
nennt man Interphase.
1
5
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23
Lösungen
Station 4: Mitose (Zellkernteilung) und Zellteilung