Das Hormonsystem des Menschen

55 11240
Didaktische FWU-DVD
|
Das Hormonsystem
des Menschen
Biologie Klasse 9 – 13
Tr a i l e r a n s e h e n
Schlagwörter
Adrenalin; Aminosäuren; Aminosäurederivate; autokrin; Bauchspeicheldrüse; Blutzuckerspiegel;
Calcium; Cortisol; Diabetes; Drüse; endokrin; endokrines Systems; Gehirn; Geschlechtshormon;
Gestagen; Glucagon; Glucose; Glukose; Glycogen; Hirnanhangdrüse; Hypophyse; Hypothalamus; Hormon; Hormondrüse; Hormonsystem; Humanbiologie; Insulin; Kalzium; Keimdrüse;
Körpertemperatur; Leber; Nebenniere; negative Rückkopplung; Nervensystem; Noradrenalin;
Östrogen; Pankreas; parakrin; Proteohormone; Pubertät; Regelkreis (Biologie); Rezeptor;
Schilddrüse; Sekretion; Serotonin; Signalkaskade; Signalübertragung; Steroidhormone;
Stoffwechsel; Stress; Testosteron; Thyroxin; Verhalten; Wechselwirkung
Systematik
2
Biologie
› Allgemeine Biologie › Biologische Regelkreise; Zellenlehre
› Menschenkunde › Stoffwechsel, Innere Organe; Sinnesorgane,
Nervensystem; Fortpflanzung und Entwicklung; Krankheiten
und Vorbeugung; Verhalten
Chemie
› Biochemie › Stoffwechselvorgänge; Physiologische Wirkungsweise chemischer Substanzen
Zum Inhalt
Hormone (Film 26 min)
Hormone bestimmen und beeinflussen
in hohem Maße unseren Alltag. Sie beeinflussen unser Verhalten bei Freude,
Ärger, Stress oder drohenden Gefahrensituationen. Doch auch zur Aufrechterhaltung essenzieller Stoffwechselprozesse
und zum Antrieb von Regulationskreisläufen sind sie unersetzlich. Der Film
deckt hierzu umfangreiche Themenbereiche ab und benennt nicht nur die verschiedenen Arten von Hormonen und
ihre Klassifizierungsmöglichkeiten, sondern auch die verschiedenen Wege der
Signalübertragung, wichtige Regulationskreisläufe des Körpers oder hormonell
bedingte Krankheiten.
Menü „Hormone“ (Sequenzen)
Kommunikationssystem
(Filmsequenz 3:10 min)
Ob laufen, schwimmen oder schlafen,
ständig ändern sich die äußeren Bedingungen und inneren Bedürfnisse, auf die
unser Körper reagieren muss. Dies geschieht sowohl durch elektrische Impulse über das Nervensystem als auch durch
chemische Wirkungsweise über das Hormonsystem. Die körpereigenen Hormone
dienen hierbei als chemische Botenstof-
fe, welche über das Blut in allen Bereichen des Körpers, ihre Wirkung entfalten
können. Die Schaltzentrale und übergeordnete Verbindung dieser beiden wechselwirkenden Systeme ist der Hypothalamus des Zwischenhirns sowie die
daran angeschlossene Hirnanhangdrüse,
die Hypophyse.
Einteilung von Hormonen
(Filmsequenz 3:20 min)
Zwei gängige Kriterien zur Einteilung von
Hormonen sind die Orte ihrer Bildung und
die Zugehörigkeit zu Stoffklassen. Man
unterscheidet zum einen zwischen Drüsenhormonen und Gewebshormonen.
Hormone gehören zudem entweder zu
den Peptidhormonen (Proteohormonen),
den Steroidhormonen oder den Aminosäurederivaten. Peptidhormone sind wasserlöslich, Steroidhormone fettlöslich.
Aminosäurederivate können abhängig
von der Aminosäure, aus der sie hervorgegangen sind, wasser- oder fettlöslich
sein. Diese Eigenschaften wirken sich vor
allem auf die Signalweiterleitung an den
Zielzellen aus. Wasserlösliche Hormone
können die Zellmembran nicht einfach
passieren und benötigen zum Beispiel
Rezeptoren, an die sie binden können.
Fettlösliche Hormone können die Zellmembran frei passieren und dort wirken.
3
Signalübertragung im Hormonsystem
(Filmsequenz 4:10 min)
Wenn Hormone über das Blut in Umlauf
geraten und Aufgaben weit entfernt ihrer
Bildungsstätte ausführen, spricht man
von einer endokrinen Funktion. Manche
Hormone wirken direkt in oder an der
Zelle, in der sie hergestellt werden. Sie
erfüllen eine autokrine Funktion. Werden
die Hormone abgegeben, um an oder in
den benachbarten Zellen zu wirken,
spricht man von einer parakrinen Funktion. Der wasserlösliche oder fettlösliche
Charakter der unterschiedlichen Hormone wirkt sich auf den ungehinderten
Transport aus. Fettlösliche Hormone können die Zellmembran einfach durch Diffusion passieren. Wasserlösliche Hormone werden hingegen mithilfe von
Vesikelbildung und -abschnürung aus der
Ursprungszelle ins Blut entlassen. Die
Vesikel können entweder mit der Zellmembran der Zielzelle verschmelzen oder
sie lösen sich auf. Dann binden die Hormone an Rezeptoren auf der Zellmemb-
4
ran. Oft verursacht so eine Bindung eine
sich verstärkende Signalkaskade.
Regulationswege (Filmsequenz 1:50 min)
Als Beispiel für einen einfachen Regelkreislauf wird die Regulation der Körpertemperatur erläutert. Regelkreisläufe des
menschlichen Körpers gleichen immer
einen angestrebten Sollwert mit dem
aktuellen Istwert ab. Besondere Sensoren für Kälte oder Wärme in der Haut
registrieren mögliche Abweichungen und
leiten die Informationen über das Nervensystem an das Gehirn weiter. Besteht
eine Differenz zwischen Soll- und Istwert, steuert das zentrale Nervensystem
als Regler entgegen. Es werden Hormone ausgeschüttet, die bei Kälte zur Erhöhung des Istwertes die Skelettmuskeln
zittern lassen. Im gegenteiligen Fall kann
mithilfe von Hormonen die Schweißproduktion angeregt und der Istwert gesenkt werden.
Negative Rückkopplung
(Filmsequenz 3:00 min)
Die Hormone der Schilddrüse greifen tief
in unseren Stoffwechsel ein. Thyroxin
fördert etwa die Ausschüttung des Hormons Insulin, das für die Regulation des
Blutzuckergehalts notwendig ist. Zu Beginn des Thyroxin-Regelkreises steht der
Hypothalamus. Steigt der Energiebedarf,
wird dort das Hormon TRH ausgeschüttet, welches in der Hypophyse die Ausschüttung des Hormons TSH anregt.
Sobald das TSH die Schilddrüse erreicht,
erhöht es dort die Ausschüttung des Hormons Thyroxin, das eine Erhöhung des
Grundumsatzes einleitet und über das
Blut wieder den Hypothalamus erreicht.
Hier findet eine negative Rückkopplung
statt: die weitere Ausschüttung von THR
und TSH im Gehirn wird gehemmt und
so einer ungezügelten Freisetzung von
Energie entgegengewirkt.
Antagonistische Hormonpaare
(Filmsequenz 3:40 min)
Einer der wichtigsten Energielieferanten
des menschlichen Körpers ist die Glucose. Die Regulation des Blutzuckerspiegels
ist ein Beispiel für einen Regelkreis. Die
Regulation und Aufrechterhaltung der
Blutzuckerwerte liegt bei den Hormonen
Insulin und Glucagon. Beide werden in
den Langerhans-Zellen der Bauchspei-
cheldrüse hergestellt und freigesetzt. Ist
der Blutzuckerspiegel im Blut zu hoch,
senkt Insulin den Glucosespiegel. Ist der
Glucosewert zu niedrig, sorgt wiederum
das Glucagon dafür, dass er angehoben
wird. Die Hormone haben also eine gegensätzliche Wirkung und fungieren im
Organismus als Antagonisten oder antagonistisches Hormonpaar.
Geschlechtshormone
(Filmsequenz 2:10 min)
In der Pubertät kommt es zu vielen emotionalen und körperlichen Veränderungen. Grund dafür ist unter anderem die
groß angelegte Bildung von Geschlechtshormonen: bei Jungen das Hormon Testosteron und bei Mädchen die Hormone
Östrogen und Gestagen. Ein besonderer
Fokus wird in der Filmsequenz auf die
missbräuchliche Verwendung von Hormonen mit anaboler Wirkung gelegt.
Hormone und Verhalten
(Filmsequenz 2:40 min)
Hormone haben auch Einfluss auf unser
tägliches Verhalten. Etwa bei Gefahrensituationen, die eine sehr schnelle und
intuitive Reaktion erfordern. Die ab­
laufenden Reaktionen des Organismus
auf eine solche Gefahr können auch
mit dem „Kampf-oder-Flucht-Verhalten“
5
beschrieben werden. Es wird blitzschnell
abgewogen, welche Strategie den größeren Überlebenserfolg verspricht und
unmittelbar reagiert. Dabei leiten unwillkürliche Nervenzellen Signale an das
Nebennierenmark. Dieses veranlasst die
Freisetzung der Hormone Adrenalin und
Noradrenalin.
Hormondrüsen des Menschen
(Grafik)
Die Grafik zeigt die ungefähre Lage der
wichtigsten Hormondrüsen im menschlichen Körper. Zur Übung liegt zusätzlich
eine Version ohne Beschriftung vor.
Sekretion (Grafik)
Die Grafik zeigt die verschiedenen Formen der Sekretion: autokrin, parakrin
und endokrin. Zur Übung liegt eine Version ohne Beschriftung vor, in der die
Begriffe zugeordnet werden sollen.
6
Menü „Hormonelle Regulationsmechanismen“ (Grafiken)
Signalkaskade (Grafik)
Die Grafik zeigt in einem vereinfachten
Schema den Ablauf einer Signalkaskade.
Das Hormon dockt an den Rezeptor an
und setzt eine Signalkaskade in Gang,
die über GDP, GTP, ATP und cAMP die
Aktivierung einer Proteinkinase steuert.
Regulation der Schilddrüsenhormone
(Grafik)
Die Grafik zeigt in einem vereinfachten
Schema den Ablauf einer negativen
Rückkopplung bei den Schilddrüsenhormonen TRH und TSH.
Regulation des Cortisols (Grafik)
Die Grafik zeigt in einem vereinfachten
Schema die Regulation des Immunsystems durch das Stresshormon Cortisol.
Regulation des Blutzuckerspiegels
(Grafik)
Die Grafik zeigt in einem vereinfachten
Schema die Regulation des Blutzuckerspiegels durch Insulin und Glucagon.
Regulation des Calciumspiegels im Blut
(Grafik)
Die Grafik zeigt in einem vereinfachten
Schema die Regulation des Calciumspiegels durch Calcitonin und Parathormon.
Steuerung des Fight-or-Flight-Syndroms
(Grafik)
Die Grafik zeigt in einem einfachen Schema die wichtigsten Stufen der Fight-orFlight-Reaktion.
Bezug zu Lehrplänen und
Bildungsstandards
Die Schülerinnen und Schüler
• unterscheiden und klassifizieren die
verschiedenen Hormone des menschlichen Körpers kriteriengeleitet anhand ihres Entstehungsortes sowie
anhand ihres molekularen Aufbaus;
• wechseln zwischen den verschiedenen Systemebenen des menschlichen
Körpers, indem sie die Wirkungsweise ausgewählter Hormone erläutern;
• erläutern die unterschiedlichen Mechanismen, wie Hormone chemische
Signale weiterleiten;
• beschreiben die Aufrechterhaltung
der Homöostase am Beispiel der
Temperaturregulation des mensch­
lichen Organismus;
• beschreiben den Vorgang der negativen Rückkopplung;
• beschreiben den Prozess der antagonistischen Hormonpaare anhand des
Regulationskreislaufs des Blutzuckerspiegels;
• erläutern den hormonellen Einfluss
der Geschlechtshormone auf die Individualentwicklung des Menschen;
• stellen den hormonellen Einfluss auf
das menschliche Verhalten, an einem
selbst gewählten Beispiel des täglichen Lebens, dar;
• ordnen ausgewählte Beispiele von
Hormonen ihren Bildungsorten zu
und recherchieren weitere Hormone
des menschlichen Körpers;
• erkennen unterschiedliche Verhaltensweisen, die einer Vorbeugung
von hormonell bedingten Krankheiten und einer Aufrechterhaltung der
eigenen Gesundheit, dienlich sind.
7
Didaktische Hinweise
Die vorliegende Produktion ist für den
Einsatz in der fortgeschrittenen und späten Phase der Mittelstufe, sowie für die
Oberstufe konzipiert. Die Produktion
kann auf mehrere Arten in das Unterrichtsgeschehen integriert werden.
Grundsätzlich sind die Arbeitsmaterialien
auf einen Wechsel zwischen der gemeinsamen Arbeit im Plenum, der Einzelarbeit
und besonders der Arbeit in Dreiergruppen ausgerichtet. Dabei gibt es Phasen,
in denen einzelne Sequenzen gemeinsam
im Klassenverband angesehen werden
und andere, in denen die Schülerinnen
und Schüler alleine arbeiten.
Die Produktion bietet sich jedoch auch
für Abwandlungen dieses Vorgehens an.
So kann der gesamte Film gemeinsam
im Plenum gesichtet werden, um im Anschluss eigene Themenschwerpunkte
festzulegen, die weiter vertieft werden
sollen. Einzelne Sequenzen des Films
können zudem losgelöst von der gesamten Produktion in das Unterrichtsgeschehen integriert werden. Sollte die Produktion eine geplante Unterrichtseinheit
über Wochen begleiten, so bietet sich
ein Wechsel zwischen dem gemeinsamen
Anschauen der einzelnen Sequenzen,
gefolgt von der Bearbeitung der dazu
8
gehörigen Arbeitsblätter und Einzelarbeitsphasen an. Auf diese Weise ergeben
sich ausreichend Freiräume, um das Gesehene gemeinsam aufzuarbeiten und
zu diskutieren, sowie den Schülerinnen
und Schülern Gelegenheiten anzubieten,
in denen sie ihre Ergebnisse präsentieren
können.
Vorkenntnisse
Die Produktion erfordert bei der Integration in den Unterrichtsablauf einige
fachwissenschaftliche Vorkenntnisse. So
ist es hilfreich, wenn die Schülerinnen
und Schüler über basale Kenntnisse über
die Organe des Menschen und deren
Lage im Körper verfügen. Weiterhin sollten die Lernenden fundamentale Vorstellungen über den Aufbau tierischer Zellen
besitzen und die verschiedenen biologischen Systemebenen (Molekül, Zelle,
Gewebe, Organ, Organsystem, Organismus) kognitiv unterscheiden und zwischen ihnen wechseln können. Ebenfalls
hilfreich sind Vorstellungen über den
Aufbau von organischen Molekülen und
deren allgemeine Darstellungen mithilfe
von Strukturformeln.
Arbeitsmaterial
Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROMTeil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung
(siehe Tabelle).
Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDFals auch als Word-Dateien vor:
• Die PDF-Dateien können am PC
direkt ausgefüllt oder ausgedruckt
werden.
• Die Word-Dateien können bearbeitet
und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden.
Ordner
Materialien
Didaktische Hinweise
Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, der
Grafiken, und der ergänzenden Arbeitsmaterialien
Arbeitsblätter
(mit Lösungen)
1) Nervensystem und Hormonsystem im Vergleich
2) Methodenkarte: Triade
2A)Thema A: Hormonklassen und ihre Signalübertragung
2B)Thema B: Regulationswege
2C)Thema C: Wachstum, Verhalten & Emotionen
3) Hormone – Domino
Grafiken
•
•
•
•
•
•
•
•
Filmtext
Filmtext zum Film als PDF-Dokument
Programmstruktur
Übersicht über den Aufbau der DVD
Weitere Medien
Informationen zu ergänzenden FWU-Medien
Produktionsangaben
Produktionsangaben zur DVD und zum Film
Hormondrüsen des Menschen (mit/ohne Beschriftung)
Sekretion (mit/ohne Beschriftung)
Signalkaskade
Regulation der Schilddrüsenhormone
Regulation des Cortisols
Regulation des Blutzuckerspiegels
Regulation des Calciumspiegels im Blut
Steuerung des Fight-or-Flight-Syndroms
9
Programmstruktur
Hauptmenü
––
Untermenü
Hormone
Das Hormonsystem des Menschen
Hormone
Hormone
Hormondrüsen des Menschen
Sekretion
Hormonelle
Regulationsmechanismen
Arbeitsmaterial
Film 26 min
Sequenzen
Grafik
Grafik
Grafiken
Kommunikationssystem
3:10 min
Einteilung von Hormonen
3:20 min
Signalübertragung im
Hormonsystem
4:10 min
Regulationswege
1:50 min
Negative Rückkopplung
3:00 min
Antagonistische Hormonpaare
3:40 min
Geschlechtshormone
2:10 min
Hormone und Verhalten
2:40 min
Hormonelle Regulationsmechanismen
Arbeitsmaterial
Signalkaskade
Grafik
Regulation der
Schilddrüsenhormone
Grafik
1 Methodenkarte (Triade)
Regulation des Cortisols
Grafik
8 Grafiken
Regulation des Blutzuckerspiegels
Grafik
Regulation des
Calciumspiegels im Blut
Grafik
Steuerung des
Fight-or-Flight-Syndroms
Grafik
Didaktische Hinweise
5 Arbeitsblätter (mit Lösungen)
Filmtext
Programmstruktur
Weitere Medien
Produktionsangaben
10
Produktionsangaben
Das Hormonsystem des Menschen
(DVD)
Animationen & Schnitt
Stefan Weichelt
Produktion
FWU Institut für Film und Bild, 2016
Musik
audioblocks
DVD-Konzept
Dr. Maike Schuchmann,
Gerrit Rau
Kamera
Fabian Weichelt,
Stefan Weichelt
DVD-Authoring und Design
Dicentia Germany GmbH
im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild,
2016
Sprecherin
Cordula Senfft
Grafiken
FWU Institut für Film und Bild,
© ttsz / iStock
Coverbild
© Mopic / Fotolia
Didaktische Fachberatung
Dr. Monique Meier
Arbeitsmaterial
Dr. Monique Meier
Footage Material
BigStock, Shutterstock, videohive, Wikipedia
3D-Molekülobjekte
BALLView
Wir bedanken uns bei allen Beteiligten
für die freundliche Unterstützung,
besonders bei
Julia Gianessi
Redaktion
Daniel Schaub,
Christina Lehni
Begleitheft
Svenja Weiß,
Daniel Schaub
Pädagogische Referenten im FWU
Daniel Schaub, Svenja Weiß,
Dr. Maike Schuchmann
Produktionsangaben zum Film
„Hormone“
Produktion
Weichelt Film
im Auftrag des
FWU Institut für Film und Bild, 2016
Buch
Christina Lehni,
Dr. Monique Meier
Nur Bildstellen/Medienzentren:
öV zulässig
© 2016
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
Telefon
(089) 6497-1
Telefax (089) 6497-240
E-Mail [email protected]
[email protected]
Internetwww.fwu.de
11
Didaktische FWU-DVD
46 11240
|
Das Hormonsystem des Menschen
Sie wirken, wenn wir verliebt sind, wenn wir Angst haben, wenn wir uns traurig, mutig
oder glücklich fühlen. Sie sind in uns und beeinflussen dabei unseren Alltag, unser
Verhalten und unser ganzes Leben: Hormone. Ihre Entstehung, ihre Wirkungsorte im
menschlichen Körper und ihre gegenseitigen Wechselwirkungen sind dabei genauso
komplex und facettenreich wie das menschliche Verhalten selbst.
Laufzeit
26 min
Klasse
9 – 13
Sprache
DE
Film
1
Filmsequenzen
8
Arbeitsblätter
5
Grafiken
8
Kompetenzerwerb:
Die Schülerinnen und Schüler
› u nterscheiden und klassifizieren die verschiedenen Hormone
des menschlichen Körpers;
›w
echseln zwischen den verschiedenen Systemebenen des
mensch­lichen Körpers, indem sie die Wirkungsweise ausgewählter Hormone erläutern;
› e rläutern die unterschiedlichen Mechanismen, wie Hormone
chemische Signale weiterleiten;
› e rkennen unterschiedliche Verhaltensweisen, die einer Vor­
beugung von hormonell bedingten Krankheiten und einer
Aufrechterhaltung der eigenen Gesundheit, dienlich sind.
Ausführliche didaktische Hinweise finden Sie im Arbeitsmaterial.
Themen
Klasse 9 – 13
Hormonsystem und Nervensystem
Einteilung von Hormonen
Signalübertragung im Hormonsystem
Regulationswege (Regelkreise) und negative Rückkopplung
Antagonistische Hormonpaare (am Beispiel der Blutzuckerregulation)
Geschlechtshormone
Hormone und Verhalten
Lehrprogramm
gemäß
§ 14 JuSchG
GEMAFREI
4611240010
4 6 11 2 4 0 0 1 0
www.fwu-shop.de
Bestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444
[email protected]
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht gGmbH
Bavariafilmplatz 3 | 82031 Grünwald | Telefon +49 (0)89-6497-1
Telefax +49 (0)89-6497-240 | [email protected] | www.fwu.de