Aufgaben der Haut - MGF

Grundwissenskatalog Natur und Technik 6
Anmerkungen zum Umgang mit dem
Grundwissens-Katalog Natur und Technik
6. Jahrgangsstufe
Das Grundwissen (= GW) der 6. Jahrgangsstufe im Fach
„Natur und Technik“ wurde wie das GW in der 5. Jahrgangsstufe in tabellarischer Form mit einer Zeilenhöhe
von 6,5 cm erstellt.
Die übergeordneten GW-Kriterien stehen in der linken
Spalte, die ausführenden und erklärenden GW-Inhalte in
der rechten.
Mit dem folgenden Katalog im pdf-Format kann das GW
a) am Bildschirm gelesen,
b) heruntergeladen und ausgedruckt und dann
c) zu GW-Kärtchen zurechtgeschnitten
werden.
Die GW-Kärtchen stellen die Schüler/innen selbst her:
Die ausgedruckten DIN A4-Seiten werden „zeilenweise“
(s. oben) zurechtgeschnitten, wobei die Mittellinie als
Falz dient. An diesem Falz entlang werden die entstandenen „Fahnen“ geknickt. Nach dem Umknicken werden
„Vorder-“ und „Rückseite“ der Kärtchen zusammengeklebt. Nun stehen die übergeordneten GW-Kriterien auf
der Vorderseite, deren erklärenden Inhalte auf der Rückseite.
Grundwissenskatalog Natur und Technik 6
6.1 Fische
6.1.1
-
Typische Kennzeichen von
-
Knochenfischen
-
6.1.2
Art und Lebensraum
wichtiger Fischarten
1
2
Wirbeltier
spindelförmige Körpergestalt
Flossen
Knochenschuppen
Schwimmblase
Kiemenatmung
Herz: eine Vor- und eine Hauptkammer
einfacher Kreislauf
wechselwarm
äußere Befruchtung
1) Karpfen: Stillwasserfisch
3
2) Bachforelle: schnell fließende, kalte Gewässer
3) Hecht: klare Seen und langsame Fließgewässer
4
5
4) Lachs: Wanderfisch; Fortpflanzung und
Larvenzeit im Oberlauf von Fließgewässern,
ansonsten im Meer
5) Aal: Wanderfisch; Fortpflanzung und Larvenzeit im Meer, ansonsten im Süßwasser
6.1.3
Namen und Aufgaben der Flossen
1. Schwanzflosse als Antrieb
2. Rückenflosse
3. Afterflosse
4. Bauchflossen
5. Brustflossen
6.1.4
Lagestabilisierung
Steuern und
Bremsen
Funktion des Seitenlinienorgans
Wahrnehmung von
Strömungsveränderungen und
Druckwellen
¼
Erkennen von Hindernissen
Wahrnehmen von Beutetieren
Wahrnehmen von Fressfeinden
Grundwissenskatalog Natur und Technik 6
6.1.5
Knochen- oder Knorpelfisch?
Knochenfische z. B. Karpfen, Hecht
Knochenskelett,
Kiemendeckel,
Knochenschuppen mit Schleim
Knorpelfische z. B. Hai, Rochen
Knorpelskelett,
äußerlich sichtbare Kiemenspalten,
Haut mit Zähnchen besetzt,
Zähne in Reihen, wachsen nach
6.2 Amphibien
6.2.1
Typische Kennzeichen von Amphibien
-
Wirbeltiere
Feuchtlufttiere
dünne Haut mit Schleimdrüsen
Lungen- und Hautatmung
Herz: zwei Vorkammern, eine Hauptkammer
D Mischblut
doppelter Kreislauf
wechselwarm
fischähnliche Larven (Kaulquappen) mit Ruderschwanz und Kiemen
Metamorphose
6.2.2
2
1
1) Grasfrosch
?
3
2) Wasserfrosch
3) Erdkröte
4
5
4) Feuersalamander
5) Teichmolch
6.2.3
Kloake
Gemeinsamer Ausführgang von
Verdauungssystem,
Ausscheidungssystem und
Geschlechtsorganen,
bei Amphibien, Reptilien und Vögeln
Grundwissenskatalog Natur und Technik 6
6.2.4
Entwicklung
vom Ei zum geschlechtsreifen Tier
über ein Larvenstadium
Metamorphose
6.3 Reptilien
6.3.1
-
Typische Kennzeichen von Reptilien
-
Wirbeltiere
Hornschuppen / Hornplatten verhindern
Austrocknung
Lungenatmung
Herz: zwei Vorkammern und eine Hauptkammer, unvollständig getrennt
doppelter Blutkreislauf
wechselwarm
innere Befruchtung
pergamentschalige Eier
6.3.2
(jeweils von links nach rechts)
?
Zauneidechse
Blindschleiche
Ringelnatter
Kreuzotter
6.4 Vögel
6.4.1
-
Typische Kennzeichen der Vögel
-
Wirbeltiere
Federn
Flügel (= umgewandelte Vordergliedmaßen)
hohle Knochen
Hornschnabel
Lungenatmung, Luftsäcke
Herz: vierkammrig
doppelter Blutkreislauf
Kropf (Erweiterung der Speiseröhre)
gleichwarm
hartschalige Eier
Brutpflege
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6.4.2
(jeweils von links nach rechts)
1. Mäusebussard
2. Turmfalke
?
3. Sperber
4. Waldkauz
5. Habicht
6.4.3
1. Kohlmeise
2. Blaumeise
3. Sumpfmeise
4. Grünling
5. Distelfink
6. Seidenschwanz
7. Bergfink
8. Amsel
9. Rotkehlchen
10. Haussperling
11. Feldsperling
Benenne 5 Arten!
6.4.4
(jeweils von links nach rechts)
Stockente
Blesshuhn
Storch
Graureiher
Höckerschwan
Seeadler
?
6.4.5
Funktion der Federn A-D
-
Schwungfedern: Tragflächen
Deckfedern: Stromlinienform, Schutz
Schwanzfedern: Steuer, Bremse
Daunen: Isolation gegen Kälte
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6.4.6
Mauser
Gefiederwechsel
6.4.7
- Gewichtsverminderung, z. B. durch hohle,
teilweise rückgebildete Knochen,
verkürzte Schwanzwirbelsäule,
Hornschnabel statt Zähne,
rasche Verdauung
Fluganpassungen
- Verringerung des Luftwiderstands, z. B. durch
Stromlinienform, Befiederung
- Körperbau, z.B. großes Brustbein als Ansatz der
Flugmuskulatur, Stabilisierung durch steife Wirbelsäule im Rumpfbereich,
- leistungsfähige Lunge
6.4.8
Hühnerei: Bau und Funktion
3)
1) Dotter und Eiklar
¼ Nährstoffspeicher
2) Kalkschale
¼ mechanischer Schutz
3) Schalenhaut
¼ Schutz vor Austrocknung
1)
4)
2)
4) Keimscheibe
¼Embryo entwickelt sich daraus
6.4.9
Bedeutung des Vogelgesangs
Zweck:
- Revierabgrenzung
- Anlocken von Weibchen
- erhöht den Fortpflanzungserfolg des Männchens
Risiko:
- leichtere Beute für Fressfeinde
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6.4.10
Angeborenes Verhalten
Erlerntes Verhalten
Im Erbgut gespeichertes Verhalten, das meist
durch Signalreize ausgelöst wird
(Rachen sperren bei Nestlingen)
Nach der Geburt / dem Schlüpfen
im Laufe des Lebens (individuell) erworben
(Futterhäuschen)
6.5 Fortbewegung/Stofftransporte/Überwinterung
6.5.1
Fortbewegung im Wasser:
Probleme und Anpassungen
Problem:
großer Widerstand des Wassers
Anpassungen:
- Stromlinienform
- glatte Oberflächen
- Flossen als Antrieb
6.5.2
Fortbewegung auf dem Land:
Kriechen und Laufen
- Kriechen:
Rumpf hat noch Bodenkontakt, bei seitlich ansetzenden Gliedmaßen (v. a. bei Amphibien und
Reptilien)
- Laufen:
nur noch die Füße haben Bodenkontakt Glied
maßen heben Rumpf ganz vom Boden ab (v. a.
bei Säugetieren)
6.5.3
Bewegung in der Luft:
Fliegen
Flieger benötigen zusätzlichen Auftrieb
Eine hebende Kraft entsteht, wenn eine Luftströmung von vorne auf einen Flügel trifft (= dynamischer Auftrieb)
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6.5.4
Passive Flugarten (energiesparend):
Gleitflug und Segelflug
Flugarten Energiebedarf
Aktive Flugart (energieaufwändig):
Schlag- oder Ruderflug:
6.5.5
Atmungsorgane mit großer Oberfläche (durch Kiemenblättchen) zur wirksamen Sauerstoffaufnahme
aus dem Wasser
Kiemen
6.5.6
Lungen – Bau und Funktion
1
2
3
4
Bau:
1) Amphibienlunge: geringe Oberfläche (da
auch Hautatmung)
2) Reptilienlunge: stärker gefaltet
3) Säugerlunge: Lungenbläschen, sehr große
Oberfläche
4) Vogellunge mit Luftsäcken: Lungenröhrchen,
sehr große Oberfläche
Funktion:
Atmungsorgane, können Sauerstoff aus
der Luft aufnehmen
6.5.7
Ernährung: Fleisch als Nahrung -
-
proteinreiche Nahrung
leicht verdaulich
kurzer Darm
Fleischfresser
-
meist Jäger (oder Aasfresser)
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6.5.8
Ernährung: Pflanzen als Nahrung Pflanzenfresser
6.5.9
Samen / Früchte, Pollen / Nektar:
- nährstoffreich
- leicht verdaulich
- kurzer Darm
Gras / Blätter:
- nährstoffarm
- Zerlegen der Zellulose mithilfe von Enzymen
einzelliger Lebewesen
- langer Darm
gleichwarm:
Körpertemperatur konstant
unabhängig von der Außentemperatur
isolierendes Gefieder oder Fell und Fettpolster
bei Vögeln und Säugetieren
gleichwarm - wechselwarm
wechselwarm:
Körpertemperatur schwankt stark mit der
Temperatur der Umgebung
Tiere besitzen keine isolierende Körperbedeckung
bei Fischen, Amphibien, Reptilien
6.5.10
niedrige Außentemperaturen
=> höhere Wärmeverluste
Problem Überwinterung
=> höherer Energiebedarf
=> höherer Nährstoffbedarf
(bei Tieren)
sinkendes Nahrungsangebot
6.5.11
Säugetiere im Winter
aktive Überwinterung: Feldhase, Reh
Fettspeicher, isolierendes Winterfell
wenig Bewegung, Aufsuchen geschützter Verstecke
Winterruhe: Eichhörnchen, Dachs
Fettspeicher, isolierendes Winterfell
Ruhe- und Schlafphasen, zwischendurch fressen die Tiere von den Vorräten
Winterschlaf: Igel, Fledermäuse, Murmeltier
Fettspeicher, isolierendes Winterfell
Schlafperiode (Verringerung der Körpertemperatur, weniger Atemzüge und Herzschläge)
-
Abnahme des Energiebedarfs
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6.5.12
Vögel im Winter
aktive Überwinterung:
Standvögel:
(Amsel, Kohlmeise, Sperlinge)
Fettspeicher, isolierendes Daunengefieder
Energieeinsparung durch wenig Bewegung
z.T. Nahrungsumstellung
Zugvögel:
(Storch, Schwalben, Kuckuck)
verbringen den Winter in Gebieten mit günstigeren Lebensbedingungen
6.5.13
Vogelzug - Orientierung
Abflugtermin
grobe Zugrichtung
Zugdauer
angeborene Programme
Sonnenstand (Tagzieher)
Sternenhimmel (Nachtzieher)
Magnetfeld der Erde
Landmarken
Fernorientierung
angeboren
+ erlernt
6.5.14
Überwinterung wechselwarmer Tiere
Kältestarre:
Körpertemperatur fällt mit sinkender Außentemperatur
Lebensvorgänge laufen stark
verlangsamt ab,
sehr geringer Energiebedarf
Beendigung nur durch steigende Außentemperatur
6.6 Fortpflanzung/Entwicklung
6.6.1
Vorteile sexueller Fortpflanzung
Durch die Kombination von mütterlicher und
väterlicher Erbinformation entstehen Nachkommen mit neuen Eigenschaftskombinationen,
die zufälligerweise - je nach Umweltbedingungen – für das Lebewesen nachteilig oder vorteilhaft sein können.
Nachkommen mit vorteilhaften Eigenschaften
pflanzen sich erfolgreicher fort.
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6.6.2
-
akustische Signale: Rufe (Erdkröte), Gesänge
(Singvögel)
-
chemische Signale: Duftstoffe (Fuchs, Lachs)
-
optische Signale: Färbungen (Prachtkleid des
Stockerpel)
Fortpflanzung:
- mit Artgenossen zusammentreffen
– Partner erkennen
(mit Augen-, Ohr-, Nasensymbol)
6.6.3
Fortpflanzung:
-
- Konkurrenten vertreiben
-
- Partner umwerben
-
Drohen und Imponieren („Sich-GrößerMachen“, „Waffen zeigen“, Brüllen, Röhren,
Singen, Duftsignale setzen)
Rivalenkämpfe
Reviere besetzen und verteidigen
Prachtkleider, Balzverhalten (Pfau)
Gesänge, Quaken
6.6.4
Innere Befruchtung
Äußere Befruchtung
Befruchtung findet innerhalb des weiblichen
Tieres statt (Säugetiere, Vögel, Reptilien)
Befruchtung findet außerhalb des weiblichen
Tieres statt (häufig bei Fischen und Amphibien)
6.6.5
Nesthocker
nach der Geburt / dem Schlüpfen:
- wenig entwickelt
- nackt
- blind / taub
- intensive Brutpflege
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6.6.6
Nestflüchter
nach der Geburt / dem Schlüpfen:
- weit entwickelt
- behaart / befiedert
- leistungsfähige Sinnesorgane
- lauffähig
6.7 Nutzung und Gefährdung von Wirbeltieren
6.7.1
-
Massentierhaltung
-
Haltung und Züchtung einer großen Anzahl von Nutztieren auf engem Raum in
fabrikähnlichen Anlagen zugunsten einer
kostengünstigen Produktion von Fleisch,
Eiern, Milch
Beispiele: Rinder, Schweine, Hühner,
Lachse
6.7.2
0 = ökologische Haltung (Freilandhaltung, nur
unbehandeltes Futter, kein Fischmehl)
Haltungsformen bei Hühnern
1 = Freilandhaltung (mit Auslauf auf Weide)
Kennzeichnung der Haltungsform auf
2 = Bodenhaltung (Stallhaltung mit Einstreu)
Eiern
3 = Käfighaltung
(in engen Käfigen mit Drahtgitterboden)
6.7.3
Der Mensch als Jäger
Nahrungssicherung bei vielen Naturvölkern
Gefährdung und Ausrottung von Arten durch
Überjagung:
Kabeljau (Überfischung), Leopard (Fell),
Nashorn (Horn als Medizin (Aberglaube))
Wale (früher Öl, heute Fleisch als Delikatesse)
Auerochse
Regulation der Bestände:
Reh: (Verbissschäden)
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6.7.4
Der Mensch als Zerstörer von
Lebensräumen
Zerstörung von Feuchtgebieten -> Storch, Wasserfrosch
Flussverbauung, Staustufen, Gewässerverschmutzung -> Lachs
Opfer des Straßenverkehrs, intensive Landwirtschaft -> Feldhase
Zerstörung der Tropenwälder -> Orang-Utan
6.7.5
Schutzmöglichkeiten für Tiere (und
Pflanzen)
3 Beispiele nennen
- Verbot und Einschränkung der Jagd
- Handelsverbot für Tiere, Häute und andere
Organe
- Ausgerottete Arten wieder einbürgern (Biber)
- Rückkehrer dulden (Luchs)
- durch Nationalparke und Naturschutzgebiete
Lebensräume schützen
- Lebensräume wieder herstellen (Flussläufe
renaturieren)
- Selbst aktiv werden (Amphibienschutz)
- Zoos zur Rettung von Tierarten nutzen
- Ökotourismus (Safaris, whale-watching))
6.8 Stammesgeschichte der Wirbeltiere
6.8.1
Evolution
Stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen in der Erdgeschichte:
Alle heutigen Tier- und Pflanzenarten und der
Mensch haben sich im Laufe sehr langer Zeiträume in direkter Abstammung durch schrittweise Veränderungen aus wenigen, einfach
gebauten Arten entwickelt.
(⇒ Stammbaum)
6.8.2
Stammbaum
Eine Darstellung, die die Abstammung von Arten
und größeren Verwandtschaftsgruppen voneinander in der zeitlichen Reihenfolge ihres Auftretens zeigt.
(⇒ Evolution)
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6.8.3
Ordnen von Tiere und Pflanzen nach
Verwandtschaft
(Systematisieren)
Nach zunehmender Anzahl von Ähnlichkeiten in
Körperbau und Verhalten lassen sich verschiedene Verwandtschaftsgruppen bilden:
Stamm – Klasse – Ordnung – Familie – Art
6.8.4
Stamm Wirbeltiere - Merkmale
- gegliedertes Innenskelett mit Wirbelsäule
- Zentralnervensystem mit Gehirn und
- Rückenmark
- geschlossenes Blutgefäßsystem
- Linsenaugen
6.8.5
Fossilien
Erhaltene Reste und Spuren vorzeitlicher
Lebewesen, z. B. Versteinerungen
6.8.6
Brückentier – Beispiel
Brückentiere weisen die Merkmale jeweils
zweier unterschiedlicher verwandtschaftlicher
Gruppen auf.
Beispiel: Archaeopteryx mit
Vogelmerkmalen, z. B. Federn, Flügel, Lauf
Reptilienmerkmalen, z. B. Kiefer mit Zähnen,
Schwanzwirbelsäule, Finger mit Krallen
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6.8.7
Ordne biologisch:
Katzen - Vögel - Wolf – Krokodile Stamm – Säugetiere – Schwanzlurche Raubtiere – Reptilien – Ordnung –
Schlangen – Froschlurche - Familie Knochenfische – Klasse – Fuchs – Amphibien – Art - Hunde – Paarhufer
Stamm:
Wirbeltiere
Klasse: Knochenfische – Amphibien – Reptilien
Säugetiere
Vögel
Ordnung: Paarhufer
Raubtiere
Familie:
Art:
Schwanzlurche Schlangen
Froschlurche
Krokodile
Hunde Katzen
Wolf Fuchs
6.9 Bau/Fortpflanzung/Funktion von Blüten6.9.1
Bau einer Blütenpflanze
1 = Blüte
2 = Laubblatt
3 = Sprossachse
Spross
4 = Knospe
5 = Seitenspross
6 = Hauptwurzel
7 = Seitenwurzel
6.9.2
Wurzel
Bau einer Blüte
a = Narbe
b = Griffel
e = Fruchtknoten
(mit Samenanlage mit Eizelle)
Stempel
c = Staubbeutel mit Pollen
d = Staubblatt
f = Kron- oder Blütenblatt
g = Kelchblatt
6.9.3
Bestäubung
Übertragung von Pollen auf die Narbe
(meist durch Tiere oder Wind).
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6.9.4
Tierbestäubung - Windbestäubung
Tierbestäubung:
aufwändiger Blütenbau, Anlocken der Tiere
durch Duftstoffe, farbige Blütenblätter, Nektarproduktion
geringere Pollenproduktion wegen gezielter
Pollenübertragung
Windbestäubung:
unscheinbare Blüten
große Pollenproduktion wegen ungerichteter Pollenverbreitung
6.9.5
Entwicklung nach der Befruchtung
befruchtete Eizelle ⇒ ?
Samenanlage
⇒?
Fruchtknoten
⇒?
befruchtete Eizelle ⇒ Embryo
Samenanlage
⇒ Samen
Fruchtknoten
⇒ Frucht
6.9.6
Keimung
Keimungsbedingungen
Keimung:
Aus dem Embryo entwickeln sich Wurzel, Sprossachse und Blätter der neuen Pflanze.
Dafür notwendige Baustoffe und Energieträger befinden sich oft in Keimblättern.
Keimungsbedingungen:
Wärme
Wasser
Luft (Sauerstoff)
6.9.7
-
Funktion der Wurzeln
-
Verankerung im Boden durch Haupt- und Nebenwurzeln
Aufnahme von Wasser mit darin gelösten Mineralstoffen über die Wurzelhaare
z.T. Speicher-, Überwinterungsorgan
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6.9.8
Stabile Sprossachse
trägt Laubblätter für die Fotosynthese und Blüten
für die Fortpflanzung.
Funktion der Sprossachse
enthält Röhrensysteme (Leitungsbahnen)
für den Transport des Wassers und der Mineralstoffe von der Wurzel zu den Blättern,
für den Transport des Zuckers von den Blättern in alle anderen Pflanzenteile.
6.9.9
Funktion der Laubblätter
-
Fotosynthese
-
Gasaustausch (erfolgt über Spaltöffnungen)
-
Transpiration (Wasserverdunstung)
6.9.10
Sexuelle Fortpflanzung
Funktion der Blüten
Bildung von Samen (und Früchten)
Verbreitung
6.9.11
Fotosynthese
Umwandlung der Lichtenergie mit Hilfe von
Chlorophyll in chemische Energie
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6.10 Vielfalt der Blütengewächse und Früchte
6.10.1
Schema Blüte
Kreuzblütler
- Kronblätter in Kreuzform
- Frucht: Hülse
- Beispiele: Raps, Blaukissen, Kohl, ...
6.10.2
Schema Blüte
Rosengewächse
- 5-zählige Blüte
- Beispiele: Erdbeere, Himbeere
- Kernobst (Apfel)
- Steinobst (Kirsche)
- Heckenrose
6.10.3
Schema Pflanze / Blüte
Lippenblütler
- Kronblätter bilden Ober- und Unterlippe
- Laubblätter: kreuzgegenständig
- Stängel: vierkantig
- Beispiele: Taubnessel, Wiesensalbei
6.10.4
Schema Blüte
Schmetterlingsblütler
- Schmetterlingsblüte (Fahne, Flügel, Schiffchen)
- Frucht: Hülse
- Beispiele: Klee, Lupine, Erbse, ...
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6.10.5
Schema Blüte
Korbblütler
- Viele Blüten ergeben den Blütenstand in Form
eines Körbchens
- Beispiele: Löwenzahn, Sonnenblume, Gänseblümchen, Distel, ...
6.10.6
Gräser
Getreide
6.10.7
a
b
c
d
e
f
Weizen
Gerste
Hafer
Roggen
Reis
Mais
Früchte
(jeweils von links nach rechts)
-
Nuss
Kapsel
Schote
Hülse
Steinfrucht
Kernobst
Beere
6.10.8
Nährstoffspeicherung bei Pflanzen
Als
-
Speicherorgane werden genutzt:
Blätter (Zwiebel)
Teile der Sprossachse (Knolle)
Wurzeln (Rübe/Erdspross)