Tiere im Biologieunterricht

E
Einsatzmöglichkeiten des Schulvivariums am Gymnasium in der Sekundarstufe I und II
Inhaltsfelder
Jahrgangsstufe 5/6
Vielfalt der Lebewesen
Angepasstheit von Tieren an
verschiedene Lebensräume,
Unterscheidung zwischen Wirbeltieren
und Wirbellosen
Angepasstheiten von Tieren und
Pflanzen an die Jahreszeiten
Blattaufbau, Zellen, Photosynthese,
Produzenten, Konsumenten,
Wärmehaushalt, Überwinterung,
Entwicklung exemplarischer Vertreter
der Wirbeltierklassen und eines
Vertreters der Gliedertiere
Überblick und Vergleich von
Sinnesorganen des Menschen
Reizaufnahme und Informationsverarbeitung beim Menschen,
Sinnesleistungen bei Tieren
Jahrgangsstufen 7/9
Energiefluss und Stoffkreisläufe
Erkundung und Beschreibung eines
ausgewählten Biotops (Produzenten,
Konsumenten, Destruenten),
Nahrungsbeziehungen,
Energieumwandlung, Energiefluss
Evolutionäre Entwicklung
Stammesentwicklung
der Wirbeltiere und des Menschen,
Fachliche Kontexte
Einsatzmöglichkeiten des Vivariums
Pflanzen und Tiere in verschiedenen Einführung in die Systematik anhand lebender Vertreter der
verschiedenen Tierstämme, Versuche mit dem Regenwurm
Lebensräumen
Pflanzen und Tiere, die nützen; Was
lebt in meiner Nachbarschaft
Tiere und Pflanzen im Jahreslauf
Ohne Sonne kein Leben; Pflanzen und
Tiere – Leben mit den Jahreszeiten;
Extreme Lebensräume – Lebewesen
aus aller Welt
Die Umwelt erleben: die
Sinnesorgane
Tiere als Sinnesspezialisten
Mikroskopieren von Wasserpflanzen (z.B. Wasserpest Elodea
canadensis), Experimente zur Abhängigkeit der
Photosynthese von Außenfaktoren (z.B. Wasserpest Elodea
canadensis), Begriffserklärung Produzenten, Konsumenten
am Beispiel des Ökosystems Aquarium, Einführung in die
Systematik anhand lebender Vertreter der verschiedenen
Tierstämme, Vorstellung verschiedener Lebewesen, die an
extremen Standorten vorkommen (z.B. Reptilien in der
Wüste, Killifische im wassergefüllten Fußstapfen eines
Elefanten), Metamorphose (Hemi/Holometabolie bei
verschiedenen Insektenarten), Unterschiede Exo/Endoskelett
bei Insekten, Krebsen, Fischen und Schlangen
Adäquater/inadäquater Reiz bei Riesendorngespenstschrecken
mit Rot- bzw. Weißlicht, Aktivitätsmuster verschiedener
Stabschrecken in der Dunkelheit
Regeln der Natur
Erkunden eines Ökosystems
Ökosystem Aquarium (Begriffsdefinitionen, Räuber-BeuteSystem, biotische und abiotische Faktoren (Licht, Wasser,
Temperatur))
Vielfalt und Veränderung –
eine Reise durch die Erdgeschichte
Lebewesen und Lebensräume –
Stammesgeschichte der Wirbeltiere anhand der lebenden
Vertreter im Vivarium, Mimese bei Stabschrecken, sexuelle
Selektion beim Kampffisch
Evolutionsmechanismen,
Wege der Erkenntnisgewinnung
am Beispiel evolutionsbiologischer
Forschung
Kommunikation und Regulation
Bau und Funktion des Nervensystems mit
ZNS im Zusammenhang mit Sinnesorgan
und Effektor
Grundlagen der Vererbung
dominant/rezessive und kodominante
Vererbung, Erbanlagen, Chromosomen,
Veränderungen des Erbgutes
dauernd
in Veränderung; Vielfalt der
Lebewesen als Ressource
Themenfeld
Erkenn und Reagieren
Signale senden, empfangen und
verarbeiten
Adäquater/inadäquater Reiz bei Riesendorngespenstschrecken
mit Rot- bzw. Weißlicht, Instinkthandlung bei Stabschrecken
(Attrappenexperimente zur Musterwahl)
Gene – Bauanleitungen für
Lebewesen
Züchtungsexperimente bei Guppys
Fachinhalt
Einsatzmöglichkeiten des Vivariums
Einführungsphase 10/11: Physiologie: Struktur – Funktion – Wechselwirkung
Zelle Gewebe Organismus
Lichtmikroskopisches Bild der Zelle
Mikroskopieren von Wasserpflanzen (z.B. Wasserpest Elodea
canadensis)
Betriebsstoffwechsel und Energieumsatz Zellatmung, Zusammenhang Atmung Atmungsexperimente mit Schaben, Grillen, Stabschrecken,
– Kreislauf- Bewegung
Schwarzkäfern etc.
Nutzung der Lichtenergie zum
Photosynthesefaktoren
Experimente zur Abhängigkeit der Photosynthese von
Stoffabbau
Außenfaktoren mit Wasserpflanzen (z.B. Wasserpest Elodea
canadensis)
Qualifikationsphase 11/12: Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen
Fortpflanzung und Keimesentwicklung
Musterbildung und
Axolotl als Modellorganismus, Neotenie, Wirkung der
Gewebedifferenzierung als Prinzip der Hormone auf die Ontogenese
Ontogenese
Molekulare Grundlagen der Vererbung
Regulation der Genaktivität,
Genwirkkette: Neotenie und Albinismus beim Axolotl
und Entwicklungssteuerung
Entwicklungssteuerung
Qualifikationsphase 11/12: Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung
Umweltfaktoren, ökolgische Nische –
Untersuchungen in einem Lebensraum
Erfassung ausgewählter abiotischer
Faktoren und Organismengruppen
Messung abiotischer Parameter in Aquarien und Terrarien,
Bestimmung und quantitative Erfassung von Lebewesen (z.B.
Einfache Beziehungen zwischen
Organismengruppen und abiotischen
Faktoren
Toleranzbereich, physiologisches und
ökologisches Optimum
Ökologische Nische
Wechselbeziehungen,
Populationsdynamik
Beziehungen zwischen Populationen
Aufwuchs im Aquarium, Bestimmung der Fische auf
Artniveau)
Zusammenhänge zwischen Aufenthaltsort und abiotischen
Faktoren analysieren (z.B. bei Fischen, Reptilien, Amphibien,
Insekten (Aktivitätsmuster))
Abiotischer Faktor Licht: Lichtrückenreaktion bei
Goldfischen, negative Phototaxis (Fauchschaben, Asseln)
Biorhythmus: Tiere in künstlicher Nacht (verschiedene
Phasmiden)
Temperaturorgel bei Insekten (z.B. Grillen, Stabschrecken)
Abiotischer Faktor Wasser: Wahlexperimente (feucht/trocken,
Feuchtigkeitsgradient) mit Fauchschaben, Asseln,
Schwarzkäfer)
Einnischung im Lebensraum am Beispiel der Fische im
Südamerika-Aquarium (Maulformen, Ort der
Nahrungsaufnahme; siehe Kapitel 4.1.1)
Räuber-Beute-Beziehungen, Anpassungen von Räuber und
Beute am Beispiel Fisch-Zooplankton,
Verhaltensbeobachtungen von Räuber und Beute am Beispiel
von Raubfischen und ihrer Beute
Stickstoffkreislauf im Aquarium (siehe Kapitel 4.1.2)
Verflechtungen von
Biogeochemischer Kreislauf an einem
Lebensgemeinschaften
Beispiel
Qualifikationsphase 12/13: Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten
Grundlagen evolutiver Veränderungen
Verhalten, Fitness und Anpassung
Phänotypische Variationen innerhalb Geschlechtsdimorphismus bei Phasmiden und Antennenwelsen,
und zwischen Populationen
Wildform und Albino beim Axolotl
Selektion und Anpassungsprozesse
Mimese bei Phasmiden (Stabschrecke und
Dorngespenstschrecke)
Kosten-Nutzen-Prinzip bei
Verhaltensbeobachtungen und Erstellen eines Ethogramms bei
Konkurrenz um Ressourcen
Wüstenrennmäusen, Instinkthandlung bei Stabschrecken
(Attrappenexperimente zur Musterwahl)
Fortpflanzungsstrategien
Fortpflanzungsstrategien bei Fischen (Maulbrüter, Freilaicher,
Substratlaicher)
Partnerwahl, Paarungssysteme
Imponierverhalten und Rituale bei Kampffischen oder Guppys
Evolution von Signalen
Auffällige Färbung oder ausgeprägte Flossen bei Fischen (z.B.
Kampffisch)
Art und Artbildung
Adaptive Radiation
Adaptive Radiation am Beispiel der Buntbarsche der
afrikanischen Kraterseen (Verhaltensbeobachtungen,
Morphologie)
Evolutionshinweise und
Rezente Hinweise aus Morphologie, Homologie: Aufbau von Insektenbeinen (Lebendmaterial und
Evolutionstheorie
Anatomie, Biochemie, Physiologie
Exuvien), Beispiele für Selektionsdruck (Mimese bei
Stabschrecken)
Qualifikationsphase 12/13: Steuerung und Regulationsmechanismen im Organismus – Wahlbeispiel Neuronale Informationsverarbeitung,
Sinne und Wahrnehmung
Neuronale Verschaltungen und Sinne
Verarbeitung von Sinnesreizen im
Nervensystem
Gedächtnis und Lernen
Molekulare und cytologische Grundlagen
Bildungsort und Wirkungsort der
Hormone
Adäquater/inadäquater Reiz bei Riesendorngespenstschrecken
mit Rot- bzw. Weißlicht
Wahrnehmung, Gedächtnis, Bewusstsein
Verhaltensbeobachtungen zum Nahrungserwerb bei
Rennmäusen
Qualifikationsphase 12/13: Steuerung und Regulationsmechanismen im Organismus – Wahlbeispiel Hormone (Struktur und
Wirkungsweise)
Experimente zur Insektenentwicklung,
Modellorganismus Axolotl (Neotenie durch
Schilddrüsendefekt)