Aufgabe: Modelle zum Thema „Kiemen“ · ein Modell zu einem einfachen Sachverhalt in Bezug und...

Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS

Realschule, Fach Biologie, Jahrgangsstufe 6

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Aufgabe: Modelle zum Thema „Kiemen“

Stand: 06.06.2016

Jahrgangsstufe 6

Fach/Fächer Biologie

Übergreifende Bil-

dungs- und Erzie-

hungsziele

Alltagskompetenz und Le-

bensökonomie

Ökonomische Verbraucher-

bildung

Berufliche Orientierung

Bildung für nachhaltige Ent-

wicklung (Umweltbildung,

Globales Lernen)

Politische Bildung

Familien- und Sexualerzie-

hung Soziales Lernen

Gesundheitsförderung Sprachliche Bildung

Interkulturelle Bildung Technische Bildung

Kulturelle Bildung Verkehrserziehung

Medienbildung/Digitale Bil-

dung Werteerziehung

Zeitrahmen Modell eines Kiemenbogens: 45 min

Funktion der Kiemenreusen: 20 min

Warum ersticken Fische an Land?: 30 min

Benötigtes Material Modell eines Kiemenbogens: Kopien der Arbeitsblätter, Buntstifte, Sche-

re, rote und blaue Wollfäden

Funktion der Kiemenreusen: Kopien der Arbeitsblätter, Wasserschale,

Pflanzenteilchen, Kamm

Warum ersticken Fische an Land?: Kopien der Arbeitsblätter, Papierta-

schentuch, Schere, Blumendraht, Wasserschale

Lehrplanbezug

B6 Lernbereich: 3 Vielfalt von Wirbeltieren

fachbezogene Kompetenzen

Kompetenzerwartung Die Schülerinnen und Schüler:

identifizieren auf der Grundlage von Beobachtungen ausge-



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wählte Organe oder Organsysteme und deren Abwandlungen

bei unterschiedlichen Wirbeltierklassen und stellen deren Ange-

passtheit an die Lebensweise sowie beispielhaft die Vorbild-

funktion für technische Entwicklungen dar.

Inhalt Vergleich von Wirbeltieren unter verschiedenen Aspekten (z. B.

Fortbewegung, Körperoberfläche, Temperaturregulation, At-

mung, Reproduktion, Überwinterungsstrategien)

prozessbezogene Kompetenzen

Kompetenzerwartung Die Schülerinnen und Schüler:

unterscheiden die Phasen der naturwissenschaftlichen Untersu-

chung, bringen die Phasen in eine richtige Reihenfolge, bzw.

planen oder vervollständigen den Ablauf eines Erkenntniswegs

anhand vorgegebener Kriterien, um Fragestellungen systema-

tisch zu bearbeiten. (Ek)

übertragen einfache Sachverhalte auf ein Modell bzw. setzen

ein Modell zu einem einfachen Sachverhalt in Bezug und be-

schreiben durch den Vergleich von Modell und Realität Möglich-

keiten und Grenzen eines Modells. (Ek)

erstellen nach Anleitung einfache Modelle, die leicht verständli-

che Aspekte biologischer Sachverhalte abbilden, um Eigen-

schaften oder Zusammenhänge vereinfacht zu beschreiben.

(Ek)

protokollieren Teile von Arbeitsabläufen bzw. Ergebnisse nach

detaillierten Vorgaben, um sie (z. B. mit Hilfe von kurzen Tex-

ten, einfachen Tabellen, bzw. Grafiken oder Zeichnungen) dar-

zustellen. (K)

Inhalt Phasen der Untersuchung:

Anwendung an mehreren Beispielen (z. B. Keimung von Sa-

men, Stromlinienform von Fischen, gleich- und wechselwarme

Tiere);

mögliche Fehlerquellen bei der Planung, Durchführung oder

Auswertung (Ek)

Modelle:

Kennzeichen, Arten (z. B. Strukturmodelle, Funktionsmodelle),

unterschiedliche Abstraktionsgrade von Darstellungen (z. B.

Schemazeichnung), Aufgaben, Modellkritik, Modellbildung durch

Erstellen einfacher Modelle (z. B. Bionik) (Ek)

einfache und kurze Form eines naturwissenschaftlichen Proto-

kolls; Wertetabellen (K)



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Hinweise zur Aufgabenstellung

Zielsetzung Testaufgabe

Übungs-, Anwendungs-, Vertiefungs-, Transferaufgabe

Lernaufgabe (neues Erarbeiten)

Erforderliches Vor-wissen

Phasen der naturwissenschaftlichen Untersuchung

Unterscheidung Struktur- und Funktionsmodell

Sozialform(en) Einzelarbeit

Partnerarbeit

Gruppenarbeit

Hinweise zum Unterricht

Der Informationstext auf Seite 5 kann für alle Modelle verwendet werden.

Modell eines Kiemenbogens

Die Schüler erstellen in Gruppenarbeit das Modell eines Kiemenbogens. Möglich wäre es auch, die-

ses Modell als Hausaufgabe erstellen zu lassen.

Funktion der Kiemenreusen

Die Schüler erstellen das Protokoll eines Modellversuchs zu den Kiemenreusen. Zusätzlich könnte

dieser Modellversuch als 3. Aufgabe auch von den Schülern selbst durchgeführt werden.

Warum ersticken Fische an Land?

Die Schüler berechnen die Gesamtoberfläche der Kiemenblättchen eines Fisches. Sie erstellen das

Modell eines Kiemenbogens und führen einen Modellversuch durch.

Quellen- und Literaturangaben

Literatur

Titel Biologie einfach anschaulich; Begreifbare Biologiemodelle zum Selberbauen

mit einfachen Mitteln

Autoren Hans Schmidt, Andy Byers

Erscheinungsort / Jahr

Mühlheim an der Ruhr / 1995

Verlag Verlag an der Ruhr



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Seiten S. 65

Literatur

Titel Fische und Modelle

Art Idee für den Versuch zu „Warum ersticken Fische an Land?“

Autoren Frauke Skiba, Marko Spieler

Fundort

Zeitschrift (Name) Unterricht Biologie Zeitschrift für alle Schulstufen

Nr. / Datum / Seite Nr. 315 / Juni 2006 / Seiten 42 – 43

Textausschnitt

Information S. 5; Text als Vorlage; abgeändert

Titel Fachwerk Biologie 1 Nordrhein-Westfalen

Autoren Anke Form, Dr. Udo Hampl, Marianne Herrmann, Andreas Marquarth, Katrin

Oberschelp, Dr. Peter Pondorf, Reinhold Rehbach, Matthias Ritter, Ingmar

Stelzig, Ulrike Tegtmeyer, Steffen Wachs, Josef Johannes Zitzmann

Erscheinungsort /

Jahr

Berlin, 2012

Verlag Cornelsen Verlag

Seite S. 90 „Fische sind an das Leben in Wasser angepasst“

Abbildungen

Titel Fotos und Zeichnungen

Autor ISB



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Modelle zum Thema „Kiemen“

Information:

Mit speziellen Organen, den Kiemen, nehmen Fische den Sauerstoff aus dem Was-

ser auf.

Die Kiemen liegen beidseitig hinter dem Kopf, geschützt unter den harten Kiemende-

ckeln (1). Auf jeder Seite befinden sich vier Kiemenbögen (2), auf denen hintereinan-

der viele Kiemenblättchen (3) aufgereiht sind. An den dünnwandigen und stark durch-

bluteten Kiemenblättchen findet der Gasaustausch statt.

Aufbau der Kiemen

Kopf eines Lachses

Ausschnitt eines Kiemenbogens

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2

3

2

3



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Aufgabe: Modell eines Kiemenbogens

1. Erstellt mit Hilfe folgender Materialien das Modell eines Kiemenbogens.

Materialien:

Kopiervorlage

roter und blauer Stift

Schere

spitzer Bleistift

roter und blauer Wollfaden; alternativ: roter und blauer Stift oder Strohhalm

2. Vergleicht euer Modell mit dem Kiemenbogen eines Fisches und ordnet in einer

Tabelle die Bestandteile des Modells ihrer Entsprechung beim Original zu.

3. Erläutert, ob es sich bei eurem Modell um ein Struktur- oder um ein Funktionsmo-

dell handelt.

4. Nennt einen Bestandteil oder eine Eigenschaft des Originals, das mit eurem Mo-

dell nicht dargestellt werden kann.

5. Nennt einen Bestandteil oder eine Eigenschaft eures Modells, welches das

Original nicht aufweist.

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Kopiervorlage zum Modell eines Kiemenbogens



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Hilfekärtchen:

Hilfe 1: Modell eines Kiemenbogens

Fahrt die Linien mit roter und blauer Farbe nach

und schneidet die einzelnen Teile aus.


Bohrt mithilfe eines spitzen Blei-

stifts vorsichtig zwei Löcher an

den mit den Pfeilen gekennzeich-

neten Stellen und weitet diese.

Legt einen roten und einen blauen

Wollfaden bereit.


Fädelt die einzelnen Teile hintereinander auf den

Wollfäden auf.

Achtet auf die gleichen Farben.

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2

3



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Zusatzaufgabe:

6. Beim Menschen findet der Gasaustausch an den Lungen-

bläschen statt.

Zeichnet die Modelle eines Kiemenblättchens und eines Lungenbläschens ab und

nennt Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Zeichnet sie direkt nebeneinander. So

könnt ihr Gemeinsamkeiten einfacher durch verbundene Pfeile darstellen.

Hilfekärtchen:

Hilfe 4: Gemeinsamkeiten und Unterschiede

Hier findet ihr Begriffe, die ihr als Unterschied oder Gemeinsam-

keit zuordnen könnt.

sauerstoffarmes Blut

sauerstoffreiches Blut

Kapillare

Form

Größe

Wasser/Luft

Lunge/Kieme

Gasaustausch

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4



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Aufgabe: Funktion der Kiemenreusen

Information:

Ina sitzt über ihren Biologiehausaufgaben und stößt auf ein Bild, das die Kiemenbö-

gen eines Lachses mit stachelartigen Fortsätzen zeigt. Sie wundert sich und gerät ins

Grübeln, wozu diese Fortsätze dienen

könnten. Da sie den empfindlichen Kie-

menblättchen vorgeschaltet sind, und das

Wasser zuerst an ihnen vorbeiströmt, ver-

mutet sie, dass sie zum Schutz der emp-

findlichen Kiemen dienen. Im Internet findet

sie heraus, dass man diese Fortsätze als

Kiemenreusen bezeichnet.

Mithilfe eines Modellversuchs, möchte sie die Aufgabe der Kiemenreusen verdeutli-

chen. Während ihrer Vorbereitungen, ruft ihre Mutter sie zum Abendessen. Auf ihrem

Schreibtisch befinden sich ein Protokoll, eine Schale mit Wasser, ein Kamm und

Wasserlinsen.

Kiemenreusen eines Lachses



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Aufgabe:

1. Vervollständigt Inas Protokoll.

Modellversuch: Wozu dienen die Kiemenreusen?

Phänomen: ______________________________________________________

Fragestellung: ______________________________________________________

Hypothese: ______________________________________________________

______________________________________________________

Durchführung:

Materialien:

Schale mit Wasser

Wasserlinsen oder andere kleine Pflanzenstückchen

Kamm

____________________________________________________

____________________________________________________

____________________________________________________

____________________________________________________

Beobachtung: ____________________________________________________

Auswertung: ____________________________________________________

____________________________________________________

____________________________________________________

2. Vergleicht Modellversuch und Realität und ordnet in einer Ta-

belle den Bestandteilen der Versuchsanordnung ihre Entspre-

chung in der Realität zu.

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2



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Hilfekärtchen:

Hilfe 1: Modellversuch Kiemenreusen

Hier findet ihr Textvorschläge zu den einzelnen Schritten des Pro-

tokolls. Ordnet diese in der richtigen Reihenfolge zu.

Gebt in eine Schale einige Wasserlinsen, setzt den Kamm an einer Stelle in

das Wasser ein und zieht ihn zur anderen Seite durch.

Sie filtern das durchströmende Wasser und halten Schmutz- und Nahrungsteil-

chen ab.

Die Kiemenreusen filtern das Wasser von Schmutz- und Nahrungsteilchen und

schützen somit die empfindlichen Kiemenblättchen.

An den Kiemenbögen befinden sich Reusen.

Die Wasserlinsen bleiben in den Zinken des Kamms hängen.

Welche Aufgabe übernehmen die Kiemenreusen eines Fisches?

Hilfe 2: Modellversuch Kiemenreusen

Hier findet ihr die Begriffe der Bestandteile der Versuchsan-

ordnung und ihrer Entsprechungen in der Realität. Ordnet diese in einer

Tabelle zu.

Wasserschale – Kamm mit Zinken – Wasserlinsen

Kiemenbogen mit Kiemenreusen – Schwebteilchen im Wasser – Gewässer

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Aufgabe: Warum ersticken Fische an Land?

Aufgaben:

1. Je größer die Oberfläche der Kiemenblättchen ist, desto mehr Sauerstoff kann

aufgenommen werden. Ein einzelnes Kiemenblättchen besitzt eine Oberfläche

von ungefähr 0,5 cm2. Auf einem Kiemenbogen sind circa 100 Kiemenblättchen

hintereinander aufgereiht.

a) Berechne die Gesamtoberfläche der Kiemenblättchen eines

Kiemenbogens.

b) Berechne die Gesamtoberfläche der Kiemenblättchen aller Kiemenbögen ei-

nes Fisches.

2. Erstellt das Modell eines Kiemenbogens mit vielen Kiemenblätt-

chen.

Schneidet aus einem Papiertaschentuch die ungefähre

Form eines Kiemenblättchens aus und trennt die einzel-

nen Lagen vorsichtig voneinander.

Fädelt die einzelnen Lagen Stück für Stück auf einem

Blumendraht auf.

3. Führt folgenden Modellversuch aus und vervollständigt das Pro-

tokoll.

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Versuchsprotokoll

Modellversuch: Warum ersticken Fische an Land?

Phänomen: Fische können an der Luft nicht atmen.

Fragestellung: Warum ersticken Fische an Land?

Hypothese: ______________________________________________________

Durchführung: Gebt das Modell eures Kiemenbogens in eine Wasserschale und

bewegt das Modell leicht hin und her. Zieht es aus der Wasserscha-

le heraus und bewegt es wieder leicht hin und her.

Beobachtung: ____________________________________________________

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Auswertung: ____________________________________________________

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Hilfekärtchen:

Hilfe 1: Berechnung der Gesamtoberfläche

Ein Fisch besitzt beidseitig jeweils vier Kiemenbögen.

Hilfe 2: Modellversuch Kiemenblättchen

Hier findet ihr Abbildungen zu den beiden Versuchsschritten.

Beschreibt beide Bilder.

2

Modell im Wasser

Modell an der Luft

1

Gesamtoberfläche der KB = Anzahl der KB ∙ Oberfläche eines KB

Kiemenblättchen = KB

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