Biologie begreifen:
Pflanzen und wirbellose Tiere Klasse 7–9 · Niveau Haupt- und Realschule
20 spannende Versuche zu Lebensbedingungen und Umwelteinflüssen
Gundula Kronen
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Hinweis:
Der besseren Lesbarkeit halber sprechen wir meist nur von Lehrern, Schülern usw. Natürlich meinen wir damit auch die Lehrerinnen, Schülerinnen usw.
© 2012 AOL-Verlag, Buxtehude AAP Lehrerfachverlage GmbH Alle Rechte vorbehalten. Biologie begreifen: Pflanzen und wirbellose Tiere Gundula Kronen unterrichtet seit mehr als 20 Jahren Chemie und Biologie an Gesamtschulen und Gymnasien in Nordrhein-Westfalen. Anschauliche Unterrichtsmaterialien sind ihr wichtig – häufig erstellt sie diese auch selbst. Sie ist verheiratet und hat eine erwachsene Tochter; in ihrer Freizeit spielt Musik eine große Rolle.
Postfach 1656 · 21606 Buxtehude Fon (04161) 7 49 60-60 · Fax (04161) 7 49 60-50
[email protected] · www.aol-verlag.de Redaktion: Karolin Gerhardi, Köln Layout/Satz: MouseDesign Medien AG, Zeven Illustrationen: MouseDesign Medien AG, Zeven ISBN: 978-3-403-40110-0
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Inhalt
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Beschaffung und Pflege der Versuchstiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Versuche mit Pflanzen P1 Ist die Keimung von Kressesamen abhängig von der verfügbaren Wassermenge? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 P2 Keimt und wächst die Kresse genauso erfolgreich, wenn sie mit anderen Pflanzen um Wasser und Licht konkurriert? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4/6 P3 Wie wirkt sich die Bepflanzungsdichte auf das Wachstum von Brutblatt-Pflanzen aus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 P4 Wie unterscheiden sich die Keimlinge verschiedener Pflanzen? . . . . . . . . . . . . . . . 10 P5 Sind die Samen einer Pflanzenart alle gleich groß? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 P6 Warum ist Frost für Laubbäume gefährlich? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 P7 Worin unterscheiden sich die Blätter der Buche? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 P8 Wie wirkt Salz auf Pflanzen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 P9 Wie viel Alkohol ist schädlich? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 P10 Pudding mit Früchten – warum klappt das nicht immer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Versuche mit wirbellosen Tieren T1 Wie verhalten sich wechselwarme Tiere bei niedrigen Temperaturen? . . . . . . . . . . 26 T2 Wie bewegen sich Fliegenmaden bei unterschiedlichen Temperaturen? . . . . . . . . 28 T3 Erzeugt der Stoffwechsel wechselwarmer Tiere Wärme? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 T4 Was fressen Mehlwürmer am liebsten? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 T5 Welchen Boden bevorzugen Regenwürmer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 T6 Empfinden Regenwürmer kalt und warm? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 T7 Können Regenwürmer hören? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 T8 Können Regenwürmer hell und dunkel unterscheiden? Können Regenwürmer Farben erkennen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 T9 Nehmen Mehlwürmer genauso viel zu, wie sie fressen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Versuch mit Pilzen Pilze Die Pilzsporen des Champignons dauerhaft sichtbar machen . . . . . . . . . . . . . . . 46
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Zeitaufwand für die Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
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Vorwort
Liebe Kollegin, lieber Kollege, die Biologie ist eine Naturwissenschaft, die im Unterricht durch Versuche lebendig und anschaulich wird. Mein Anliegen ist es, Ihnen erprobte Versuche vorzustellen, die die Schülerinnen und Schüler motivieren, sich mit biologischen Fragestellungen auseinanderzusetzen. Die Versuche sollen sowohl neugierig machen und Interesse wecken als auch schwierig zu vermittelnde Zusammenhänge durch gezieltes Experimentieren und Beobachten erlebbar und damit für junge Schüler verständlich machen. Die Versuche können als Einstieg eingesetzt werden, eröffnen aber auch die Möglichkeit, offene Fragen durch Abwandlung der Versuchsanordnung zu erforschen und zu beantworten. Das Heft ist thematisch in zwei Teilbereiche gegliedert: Versuche mit wirbellosen Tieren und Versuche mit Pflanzen. In den Versuchen stehen bestimmte Schwerpunkte im Vordergrund. So untersuchen die Pflanzenversuche die Einflussnahme von abiotischen und biotischen Faktoren wie Wassermenge (P1, P2), Licht (P2), Temperatur (P6), Salzgehalt im Boden (P8), Bepflanzungsdichte (P3) und Nährstoffangebot im Samen (P5) auf die Keimungs- und Entwicklungsfähigkeit von Pflanzen, außerdem anatomische Unterschiede von Keimlingen und Blättern (P4, P7). Auch stoffwechselphysiologische Zusammenhänge werden betrachtet: Toleranz gegenüber Alkohol (P9) und die Wirkung von Enzymen (P10). In den Tierversuchen wird der Stoffwechsel wirbelloser Tiere beleuchtet (T9) bzw. die Abhängigkeit des Stoffwechsels Wirbelloser von der Temperatur (T1, T2, T3). Eine weitere Versuchsreihe befasst sich mit der Untersuchung von Sinnesleistungen bestimmter wirbelloser Tiere: Geschmack (T4), Tastsinn und Feuchtigkeitsempfinden (T5), Wärme- und Kälteempfinden (T6), Hörsinn (T7) sowie Licht- und Farbsinn (T8). Zum Abschluss wird ein Zusatzversuch mit Pilzen angeboten. Als Arbeitsform ist bei allen Versuchen die Gruppenarbeit vorgesehen (Gruppengröße: 3–4 Schüler), damit sich die Schüler gegenseitig unterstützen können. Das S Schülermaterial ist für jede Gruppe zu kopieren, ggf. auch für jeden einzelnen Schüler. Ein fachsprachlicher Hinweis: Statt des Begriffs „Masse“ wird der Begriff „Gewicht“ im Schülerarbeitsmaterial verwendet, weil er den Schülern viel geläufiger ist. Jedem Schülerversuch ist eine L Informationsseite für den Lehrer vorangestellt. Hier werden neben fachlichen Informationen und Lösungen (bzw. Lösungsvorschlägen) zu den Arbeitsaufträgen auch wichtige Tipps zur Vorbereitung und Durchführung der Schülerversuche gegeben. Am Ende des Heftes finden Sie eine tabellarische Übersicht, der Sie den zeitlichen Umfang der Versuche entnehmen können. So können Sie die Versuche optimal in Ihren Unterricht einplanen. Der Umgang mit wirbellosen Tieren ist für die Schüler in der Regel etwas gewöhnungsbedürftig, weil diese Tiere nicht so ansprechend sind wie Wirbeltiere. Durch das Experimentieren kann die Ablehnung abgebaut und Respekt gegenüber diesen – im Vergleich zu Wirbeltieren weniger attraktiven – Lebensformen aufgebaut werden. Bitte beachten Sie zum Wohle der Versuchstiere auch die Pflegehinweise auf der nächsten Seite. Zudem trägt der achtsame Umgang mit den Tieren dazu bei, dass Ihre Versuche gut gelingen.
Gundula Kronen
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In diesem Sinne wünsche ich Ihnen und Ihren Schülerinnen und Schülern viel Spaß und Erfolg.
Beschaffung und Pflege der Versuchstiere
Mehlwürmer, Fliegenmaden und Regenwürmer können in Anglergeschäften und manchmal auch in großen Zoohandlungen gekauft werden. Mehlkäfer sind käuflich nicht erhältlich. Sie entwickeln sich innerhalb von 4–8 Wochen aus Mehlwürmern. Vor den Versuchen mit Tieren ist es wichtig, mit den Schülern über den sorgsamen und respektvollen Umgang mit den Versuchstieren zu sprechen. Geben Sie ihnen rechtzeitig klare Anweisungen, wie nach Abschluss der Versuche mit den jeweils eingesetzten Tieren zu verfahren ist. Haltung und Pflege von Mehlwürmern Beschaffen Sie die Mehlwürmer möglichst kurzfristig vor den Versuchen, damit sie gesund, munter und hungrig sind. Die Mehlwürmer werden Ihnen in einer kleinen Plastikdose verkauft, in der sich etwas Futter befindet. Bewahren Sie diese Dose bis zu den Versuchen im Kühlschrank auf. Bei einem längeren Aufenthalt im Kühlschrank verzögert sich zwar ihre Entwicklung, aber sie erkranken und sterben dort auch vermehrt. Nach Abschluss der Versuche setzen Sie die Mehlwürmer in eine Plastikdose mit durchlöchertem Deckel und füttern sie mit Mehl. Kontrollieren Sie wöchentlich, ob noch genügend Mehl als Futter vorhanden ist und ob es noch genießbar ist. Die Mehlwürmer scheiden kleine Kotkügelchen aus, die riechen. Ist das Mehl aufgefressen, grau statt weiß oder riecht der Doseninhalt, schütten Sie den gesamten Doseninhalt über einem Mülleimer in ein Küchensieb und sieben den Kot und die Mehlreste in den Mülleimer aus. Auch tote Tiere werden aussortiert und ebenfalls in den Müll gegeben. Die lebenden Mehlwürmer, ggf. Puppen und Käfer werden zurück in die Dose gegeben und neues Mehl hinzugefügt. Innerhalb von etwa 4 Wochen verpuppen sich die Tiere und werden nach etwa 5 Wochen zu erwachsenen Käfern. Eine genaue Zeitangabe zu diesem Vorgang ist nicht möglich, da die Tiere beim Verkauf unterschiedlich alt sind und ihre Entwicklung von der Temperatur abhängig ist. Höhere Temperaturen beschleunigen die Entwicklung. Die erwachsenen Mehlkäfer werden in Mehl gehalten. Nach der Paarung und Eiablage sterben sie.
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Haltung und Pflege von Fliegenmaden Beschaffen Sie die Fliegenmaden unmittelbar vor den Versuchen, weil sich die Tiere kurz vor der Verpuppung befinden und keine Nahrung mehr aufnehmen. Die Fliegenmaden werden in kleinen Plastikschalen verkauft, in denen sich neben den Tieren auch Sägespäne befinden, weil die Tiere Feuchtigkeit aussondern. Achten Sie darauf, dass Sie die Tiere nach dem Kauf möglichst sofort wieder in den Kühlschrank stellen, weil es sonst passieren kann, dass sich die Maden an einem warmen Tag innerhalb weniger Stunden verpuppen. Bei langen Transportwegen ist eine Kühltasche mit einem Kühlaggregat empfehlenswert. Vermeiden Sie jedoch den direkten Kontakt zwischen Kühlaggregat und der Dose mit den Fliegenmaden. Sind die Versuche abgeschlossen, so entlassen Sie die Tiere an einer geschützten Stelle in die Natur, z. B. unter Laub. Sie werden sich dort verpuppen und sich zu erwachsenen Stubenfliegen entwickeln. Haltung und Pflege von Regenwürmern Die Regenwürmer werden in einer kleinen Plastikschale verkauft, in der sich sehr wenig Erde befindet. Setzen Sie die Regenwürmer vor den Versuchen 1–2 Tage in einen Eimer, den Sie zur Hälfte mit feuchter, aber nicht nasser Erde befüllt haben. Die Regenwürmer müssen sich von der engen Transportdose und den niedrigen Temperaturen erholen. Am wohlsten fühlen sich die Regenwürmer in Gartenerde, besser handhabbar ist jedoch die Blumenerde, die Sie in Kunststoffsäcken verpackt kaufen können. Decken Sie den Eimer oben luftdurchlässig ab, damit die Regenwürmer nicht den Eimer verlassen und dann außerhalb vertrocknen. Kontrollieren Sie die Feuchtigkeit der Erde regelmäßig. Altes Laub kann als Futter auf die Erde gelegt werden. Bitte beachten Sie auch den Hinweis auf Seite 34 (unten) zu längeren Versuchen mit Regenwürmern. Entlassen Sie die Regenwürmer nach den Versuchen an einer geschützten Stelle in die Natur, z. B. in einen Komposthaufen.
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