3-1 Einzeller im Heuaufguss - Adler Verlag Holberg GbR

3. Einzeller im Heuaufguss
Hinweise für die Unterrichtsreihe mit Einzellern
An Realschulen wird Biologie oft als Wahlschwerpunkt mit 3 – 4 Unterrichtsstunden pro
Woche angeboten. Dadurch ergeben sich zusätzliche Unterrichtsinhalte.
Der Praxisanteil ist entsprechend erhöht.
Im Rahmen eines zweistündigen Biologiekurses sind hier Schwerpunkte zu setzen, bzw. hier
angebotene Unterrichtstunden auszuwählen.
Die Unterrichtsreihe beginnt mit der Betrachtung der im Heuaufguss lebenden Protozoen.
Vorangestellt ist ein Theorieteil. Anschließend wird ein Heuaufguss angesetzt, um die dort
lebenden Einzeller aufzuspüren.
Während die Heuaufgüsse zur Vermehrung der Einzeller stehen gelassen werden, kann auf
bestimmte Einzeller vertieft eingegangen werden (Kapitel 4 ff.).
Um Versuche mit Protozoen durchzuführen, können auch lebende Protozoen bestellt werden:
Ein Anbieter:
Lehrmittel - Service
H. Späth GmbH
Ditzenbacher Str. 26
7 3 3 4 2 Bad Ditzenbach
Bestellung per Telefon:
0 7 3 3 4 / 9 6 9 6 - 0
Bestellung per Internet:
www.LMS.de
- Pantoffeltierchen (Paramecium caudatum) –
Bestell – Nr.: 1 9 0 4 4 5 (20,50 €)
- Augentierchen (Euglena)
Bestell – Nr.: 1 9 0 4 4 6 (20,50 €)
- Amöben
Bestell – Nr.: 1 9 0 8 1 3 (22,50 €)
Stand: 2006
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3.1. Gruppen von Einzellern
Einstieg
Die Schüler werden informiert, dass sie einzellige Lebewesen kennen lernen, die in Tümpeln
vorkommen.
Jeder Schüler bekommt 2 Arbeitsblätter:
1. Einzeller
2. Informationen zu Einzellern
Dieses Arbeitsblatt erhält der Lehrer am Ende der Stunde zurück
Das Arbeitsblatt zeigt Originalaufnahmen von Protozoen. Die Schüler sollen sie skizzieren
und die Fakten des Informationspapiers auswerten.
Sechs Schüler / Zweierteams sollen nach der Arbeitsphase ohne ihrem Arbeitsblatt Lösungen
an der Tafel präsentieren.
Arbeitsphase
Partnerarbeit
Der Arbeitsauftrag verlangt das Einprägen der Fakten und fordert somit von jedem intensive
Beschäftigung.
Präsentation der Lösungen (20 Minuten vor Schluss)
Wenn je zwei Schüler an die Tafel beordert werden, führen sie die Aufträge simultan aus.
Sie sollen ihr Heft auf dem Platz lassen.
Aufgabe 1: Auftrag a: Ein Schüler schreibt Name und Gruppe des Einzellers an.
Ein Schüler skizziert den Einzeller.
Auftrag b: Ein Schüler schreibt die Art der Fortbewegung an.
Ein Schüler notiert die reale Größe und erläutert die Berechnung.
Aufgabe 2: dito
Aufgabe 3: dito
Schluss
Alle echten Einzeller haben (mindestens) einen Zellkern.
Inspizierung des Biologiebuches?
Wenn ein Heuaufguss angelegt werden soll, sind Aufgaben auszusprechen.
Jedes Schülerpaar muss in einen Glasbehälter (Einmachglas o. ä.) eine halbe Hand voll Heu
oder vermodertes Laub hinein geben zu ¾ mit Tümpelwasser auffüllen.
a. Wer gibt definitiv Heu in den Glasbehälter?
b. Wer gibt definitiv vermodertes Laub in den Glasbehälter?
Mindestens zwei Teams sollen einen „Fingerhut“ Pferdemist oder Kuhmist in das Heu oder
Laub geben.
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Anmerkungen zum Unterrichtsverlauf
Wenn die Schüler ihre Arbeitsblätter bekommen haben, sollte der Lehrer anfangs herumgehen
und die Skizzen betrachten.
Die Schüler werden gegebenenfalls darauf hingewiesen, wirklich einfach zu skizzieren und
hierbei nicht Zeit zu vertrödeln.
Die korrekte Skizzierung des 1. Einzellers gelingt nur, wenn die Schüler die Informationen
des Extrablattes berücksichtigen. Das ist der Klasse möglichst mitzuteilen.
Die Schüler arbeiten beflissen, denn der Lehrer verspricht Pluspunkte bei Erfolgen an der
Tafel. Immerhin können 12 Schüler, die sich dafür melden, berücksichtigt werden.
→ Aussicht auf Belohnung motiviert und Belohnungen steigern den Lerneffekt. Wer nicht am
Anfang zur Tafel kann muss den kompletten Überblick erarbeitet haben, um sich bei
anschließenden Chancen melden zu können.
Der Lehrer nimmt vor der Auswertungsphase in irgendeiner hinteren Reihe Platz.
20 Minuten vor Schluss ist ein Großteil der Klasse fertig.
Der Lehrer bittet das erste freiwillige Zweierteam nach vorne. Beide Schüler sollen simultan
arbeiten. Einer skizziert den Einzeller, der andere notiert den deutsch und lateinischen Namen
des Einzellers sowie den deutschen und lateinischen Begriff für die Gruppe solcher Einzeller.
Bei vollem Erfolg kann der Lehrer ein Lob aussprechen und notiert für beide Kandidaten je
einen Pluspunkt.
Die nächsten zwei Schüler dürfen nach vorne. Einer notiert die Art der Fortbewegung. Der
andere notiert die Zellgröße in mm bei gegebener Vergrößerung des Mikroskops und die
Umrechnung in µm.
…
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Einzeller - (Arbeite mit Bleistift)
LESEPROBE

Einzeller - (Arbeite mit Bleistift)
LESEPROBE

Informationen zu Einzellern
Verwerte für das Arbeitsblatt hier ungeordnet aufgeführte Informationen.
Aussehen und Fortbewegung
Namen der Einzeller
Namen der Einzellergruppen
Gib dieses Arbeitsblatt wieder unversehrt zurück.
LESEPROBE

3.2. Heuaufguss
Bemerkungen
Relevanz für den Unterricht
Das Thema „Einzeller“ gehört in allen Bundesländern zum festen Bestandteil der Biologielehrpläne
für die Sekundarstufe I.
Im Rahmen dessen können die Schüler die verschiedenen Einzellergruppen im Heuaufguss
kennen lernen.
Auch sollen am Beispiel mit den Einzellern die „Kennzeichen des Lebens“ thematisiert
werden.
Heuaufgüsse
Achtung: Heuaufgüsse misslingen, wenn nach den einfachen Anweisungen – auch jenen in
Schulbüchern – vorgegangen wird.
Es genügt nicht, einen Behälter lediglich mit Heu und Leitungswasser zu befüllen und stehen
zu lassen.
Unterschiedliche Versuchsansätze machen das Gelingen von Heuaufgüssen wahrscheinlich.
Es sollte unterschiedliches Heu besorgt werden, das von gelegentlich überschwemmten
Wiesen eignet sich am besten.
Es sollte unterschiedliches Tümpelwasser besorgt werden.
Euglena kultiviert man im Heuaufguss mit etwas Jauche unter Luftabschluss.
Pantoffeltierchen brauchen hier Belüftung.
Gläser bei Zimmertemperatur in Fensternähe aufstellen.
Durch Fäulnisprozesse vermehren sich rapide Bakterien. Diese und die Zerfallsprodukte von
Heu oder Bananenschalen… dienen den Einzellern als Nahrung.
Nach einigen Tagen bildet sich an der Oberfläche des Heuaufgusses eine Kahmhaut. Hier
(und an der Oberfläche von Halmen und Blättern) lassen sich zahlreiche Mikroorganismen
finden.
Grundsätzlich ist bei der Arbeit mit Heuaufgüssen auf Hygiene zu achten, da sich auch
Krankheitserreger vermehren können.
Eine große Vermehrung der Einzeller in ihren Kulturen dauert ca. 2 Wochen.
Reinkulturen
Der Lehrer kann darüber hinaus bspw. Versuche zur Reizbarkeit von Einzellern planen.
Stehen Planungen mit Pantoffeltierchen an, könnte ggf. mit Reinkulturen geplant werden.
Diese sind dann von einem Anbieter für Protozoenkulturen zu beziehen und zu vermehren.
Näheres hierzu in Kapitel 7.
Stundenplanung
Die Oberflächen der Heuaufgüsse können von Zeit zu Zeit mikroskopiert werden.
Mit den Pipetten sind also Pantoffeltierchen von der Kahmhaut zu entnehmen.
Es bietet sich an, Theoriestunden zwischen zu schalten.
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Einstieg
Die Schüler hatten Heu oder vermodertes Laub in Tümpelwasser zu geben.
Manche sollten noch Pferde- oder Kuhmist dazugeben.
Die Schüler sollen (z. T.) Gelegenheit bekommen über ihre Besorgungen zu berichten.
Bei Versuchen muss protokolliert werden.
Hierfür schreiben die Schüler wichtige Fakten auf ein Papier.
Es wird besprochen, was zu notieren ist.
- Tümpel (Standort):
- Heu oder modriges Laub
- Pferde- oder Kuhmist
- Datum des Kulturansatzes
- Namen des Schülerteams
Dieses Papier soll eine definierte Größe haben (z. B. 9 X 6 cm), ausgeschnitten und mit Tesa auf dem
Glasgefäß befestigt werden.
(Der Lehrer bringt Tesa mit, oder beauftragt in der vorherigen Stunde die Schüler entsprechend.)
Die Schüler stellen die Kulturansätze am geeigneten Standort auf.
Besprechung der Kulturansätze
Mit den Schülern ist abzuklären, was im Heuaufguss passiert.
Der Lehrer diktiert Satzteile und stellt sie zur Diskussion.
Anschließend notieren die Schüler die Satzergänzungen.
Vorgänge in Tümpeln
- Abgestandenes Wasser mit organischen Stoffen → beginnt zu faulen.
- Durch Fäulnisprozesse vermehren sich spezielle Organismen rapide: → Bakterien.
Sie bilden an der Wasseroberfläche einen „Biofilm“, eine Kahmhaut.
- Bakterien sind eine Stufe in der Nahrungspyramide, → sie werden von größeren Organismen
gefressen.
- Fressfeinde der Bakterien sind → Ciliaten, Flagellaten und Amöben.
- Ein Tümpel kann nach langer Trockenzeit durch Regen wieder aufgefüllt werden und
abermals Ciliaten, Flagellaten und Amöben aufweisen. → Diese Einzeller bilden für die
Trockenzeit eine Schutzkapsel, eine Cyste.
Die Mikroorganismen zeigen nicht gleichzeitig eine massive Vermehrung.
Die Schüler werden in Abständen (3-mal?) mikroskopieren und entsprechende Protokolle anlegen.
Dafür notieren sie immer den Tag der mikroskopischen Untersuchung, versuchen unterschiedliche
Einzeller zu entdecken und bewerten die Häufigkeit der beobachtbaren Einzeller.
Für diese Unterrichtsstunden folgen hier keine speziellen Ausführungen.
Zuerst treten Pantoffeltierchen vermehrt auf.
Nach 2 Wochen sind bei unterschiedlich angesetzten Protozoenkulturen Pantoffeltierchen massiv und
Geißeltierchen vermehrt zu erwarten.
Auch Glockentiere lassen sich stellenweise in Anhäufungen beobachten.
Vereinzelt sind Lauftierchen und Zahnwalzen erkennbar.
Amöben treten deutlich später auf, gehäuft nach 6 – 8 Wochen.
Schüler mit interessanten Präparaten sollten anderen Mitschülern Einblick gewähren.
Hier empfiehlt sich eine weitgehend offene Unterrichtsform.
Ggf. wird das Buch zu diesem Thema inspiziert.
Es kann auf weitere Einzeller eingegangen werden, die möglicherweise ebenfalls zu beobachten sind.
Die folgende Folie zeigt einige, neben den Pantoffeltierchen vorkommenden, Ciliaten.
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Einzeller im Heuaufguss
Trompetentierchen (Ciliat) Glockentierchen (Ciliat)
Lauftierchen (Ciliat) Nierentierchen (Ciliat)
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4. Pantoffeltierchen
4.1. Ernährung bei Pantoffeltierchen
Einstieg
Kann die Betrachtung von Skizzen ein Erlebnis sein?
Es kann und es sollte – für Spannung beim Schüler und Entspannung beim Lehrer.
Fesseln die Aufgaben zu den Skizzen alle Schüler, entlastet das gleichzeitig die Lehrerrolle.
Die Schüler sollen je einen Bleistift, einen Füller (o. ä.) und ein leeres Blatt zur Hand nehmen.
Die Tische sind sonst frei von anderen Unterlagen.
Die Schüler setzen sich gemäß Sitzordnung B um und bekommen die Arbeitsblätter.
Sitzordnung B
Information für die Schüler:
bei einem Pantoffeltierchen wurden Vorgänge
beobachtet und skizziert.
Welche Beobachtungen lassen sich aus den
Sequenzen erschließen? Erklärungen?
→ Notiert den Begriff einer Struktur, wenn ein
Anfangsbuchstabe gegeben ist.
→ Notiert den Begriff eines Vorgangs, wenn zwei
Anfangsbuchstaben gegeben sind.
Die erfolgreichsten Gruppen werden belohnt.
Arbeitszeit : ca. 15 Minuten
Die in Aussicht stehenden Leistungspunkte durch
den Lehrer lässt die Schüler zielstrebig arbeiten.
Kontroll– und Wertungsphase :
Auf Geheiß des Lehrers tauschen die
Nachbargruppen je eine Person aus.
Diese Person ist Kontrolleur
und nimmt sich ein Arbeitsblatt der zu
kontrollierenden Gruppe.
Lösungen werden vorgeschlagen
und diskutiert.
Der Kontrolleur prüft die Eintragungen der
Gegengruppe und notiert entsprechend Punkte.
Am Schluss stellt der Lehrer fest, wer die
Siegergruppen sind.
Lehrertisch
Lehrertisch
Es kann bekannt gegeben sein, dass die Schüler der besten 4 Gruppen Pluspunkte bekommen sollen. .
Nach der Kontrollphase summieren die Kontrolleure alle Punkte des von ihnen kontrollierten
Arbeitsblattes. Der Lehrer fragt anschließend nach den jeweiligen Ergebnissen und verkündet, wer
die Sieger sind.
Möglicherweise treten Gleichstände bei den erreichten Punkten auf, so dass mehr als 4 Gruppen
Sieger werden. Das kann zugestanden werden, da eher mehr als weniger Schüler Erfolge verbuchen
sollen.
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Anmerkung zum Gruppenwettbewerb:
Sollte eine problematische Klasse zu unterrichten sein, bei der kein 100%-iger Verlass auf
Kontrolleure ist, bieten sich alternative Modi an:
a. Der Lehrer setzt verlässliche Kontrolleure von ganz unterschiedlichen Tischen ein.
b. Es treten nicht alle Tischgruppen gegeneinander an, sondern jeweils zwei - und zwar jene, die
miteinander Schüler als Kontrolleure austauschen.
Lösungen:
1. N – Nahrungsteilchen (z. B. Bakterien)
W – Wimpern
M – Mund
2. S – Schlund
3. Ei – Einschnürung
4. B – Blase
5. Wa – Wasserabgabe
6. Ve - Verdauung
7. Pl
8. Pl – Plasmaströmung
9. Au – Ausscheidung
10 mögliche Punkte
Das Arbeitsblatt hat ganz bewusst keine Überschrift.
Die Schüler sollen Beobachtungen, die skizziert wurden, auf dem Hintergrund ihres bisherigen
Wissens selbst beschreiben und erläutern.
Aus der Summe der einzelnen Erkenntnisse ist das große Thema zu erschließen und wird erst am Ende
auf dem Kopf des Arbeitsblattes notiert.
Die in Aussicht stehende Belohnung sorgte für ernsthafte, diskursive Auseinandersetzung mit den
Aufgaben. Hierdurch entstehen bei den Schülern reiflich überlegte Lösungsvorschläge.
Des Weiteren arbeiten alle mit einer wünschenswerten Ruhe, anderenfalls würden Nachbargruppen
Ergebnisse mithören.
In der Kontrollphase ist es für sie spannend zu erfahren, was andere Gruppen für Lösungen
vorschlagen.
Sukzessive lässt sich die aufbauende Spannung durch entsprechende Gestik und Kommentare seitens
der Schüler beobachten.
Wenn eine jeweilige Phase ausdiskutiert worden ist, sollen die Schüler auf einem Extrablatt
entsprechend Erkenntnisse mitschreiben.
1. N – Nahrungsteilchen (z. B. Bakterien) / Sonstige Schüleräußerungen: Nährstoffe . . .
W – Wimpern
M – Mund
Die Schüler wissen bereits, dass Pantoffeltierchen von Wimpern umgeben sind.
Sie wissen ebenfalls, dass sich Pantoffeltierchen von Bakterien ernähren.
→ Diktat: Wimpern sorgen nicht nur für die Fortbewegung sondern auch für das Einstrudeln von
Nahrung in den Mund.
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2. S – Schlund
Der Mund (die Mundhöhle) weist eine (trichterförmige) Fortsetzung in das Innere auf.
Dies bezeichnet man (auch beim Menschen) als Schlund.
→ Diktat: Der Schlund sammelt Nahrungsteilchen und verlängert sich dafür.
3. Ei – Einschnürung / Sonstige Schüleräußerungen: Einschließung . . .
→ Diktat: Der Schlund (seine Membran), schnürt sich ein.
4. B – Blase (mit Nahrungsteilchen) / Sonstige Schüleräußerungen: Ballen . . .
→ Diktat: Eine Blase mit Nahrungsteilchen hat sich abgeschnürt,
ähnlich wie die Bildung einer . . . . . . . . . . . . . . . . blase. (Lösung: Seifenblase)
5. Wa – Wasserabgabe
Nahrungsteilchen sind nach wie vor unverändert vorhanden.
Etwas Unsichtbares ist weniger vorhanden und lässt die Blase schrumpfen.
6. Ve – Verdauung
Die Nahrungsteilchen zeigen Veränderungen. Sie sind kleiner und „andersfarbig“.
Die Zerkleinerung von Nahrungsteilchen erfolgt durch? → Verdauungsenzyme
(Thema vorheriger Klassen:
Verdauung beim Menschen durch Enzyme aus Mundspeicheldrüsen, Magen, Bauchspeicheldrüse und
Dünndarm.
Übergang der Nährstoffbausteine Aminosäuren, Glucose, Glycerin und Fettsäuren vom Dünndarm in
die Blutgefäße um den Dünndarm.)
Anscheinend wird ein Teil der Spaltprodukte in das Plasma abgegeben und ein anderer Teil nicht.
Die in der Blase verbleibenden Teilchen der Nahrung sind unverdauliche Anteile.
→ Diktat: → Nahrungsteilchen werden verdaut. Dafür dringen Enzyme in die Blase ein.
Spaltprodukte gehen in das Zellplasma.
7. Pl – Plasmaströmung / Sonstige Schüleräußerungen: Plasmabewegung . . .
8. Pl – Plasmaströmung
Plasmaströmung selbst ist nicht beobachtbar. Man kann infolge der mitgeführten Strukturen auf sie
schließen.
→ Diktat: Plasmaströmung bewegt die Blase mit Nahrungsteilchen durch das Zellplasma.
9. Au – Ausscheidung / Sonstige Schüleräußerungen: Ausstoß . . .
→ Diktat: Unverdauliche Nahrungsreste werden ausgeschieden.
(Analogie für den Vorgang der Ausscheidung:
Seifenblase wird mit einem Ring aufgefangen, der einen Film aus Seifenlauge enthält. Die Filme aus
Seifenlauge der Blase und des Ringes verschmelzen miteinander. Öffnet man dann den Film aus
Seifenlauge im Ring, kann der Blaseninhalt (Gase) entweichen.)
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Die hier betrachteten Membranen beim Pantoffeltierchen sind also keine festen Häute, sondern
fließfähige „Biofilme“.
Die Membran der Blase, ein fließfähiger Biofilm, verschmilzt mit (einem Teil) der Zellhaut. Diese
Stelle heißt Zellafter.
Überschrift für das Arbeitsblatt?
Ernährung bei Pantoffeltierchen?
Wozu dient die Aufnahme und Verdauung von Nahrung?
Etliche Schüler sollen sich äußern.
Durch Verdauung erhält die Zelle Bausteine der Nahrung:
Aus Eiweißen – Aminosäuren
Aus Zuckern – Glucose (z. B.)
Aus Fetten – Glycerin und Fettsäure
Diese können zum Aufbau eigener Strukturen verwendet werden.
Durch Neukombination der Bausteine aus der Nahrung entstehen neue Strukturen der Zelle.
Bezeichnung für diese Vorgänge? → Stoffwechsel
Überschrift für das Arbeitsblatt:
Ernährung beim Pantoffeltierchen als Hinweis auf Stoffwechsel
(Stoffwechsel ist ein Kennzeichen von Lebewesen)
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1
7
4 5
B
Pl
N
W
M
Wa
2
8
S
Pl
Ei
Ve
Au
3
6
9
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