Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS

Fachoberschule/Berufsoberschule, Biologie, Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13

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Formenvielfalt

Stand: 09.08.2017

Jahrgangsstufen Vorklasse, 11/12/13

Fach/Fächer Biologie (Ausbildungsrichtung ABU)

Übergreifende Bil-

dungs- und Erzie-

hungsziele

Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung,

Globales Lernen)

Zeitrahmen 90 Minuten

Benötigtes Material

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler …

ordnen Lebewesen grob taxonomisch ein und leiten aus charakteristischen

anatomischen Merkmalen deren Lebensraum und Lebensweise ab. (B10 1)

unterscheiden niedere Pflanzen und Blütenpflanzen einerseits und Wirbel-lose und Wirbeltiere andererseits hinsichtlich ihres Baus, ihrer Angepasst-heiten an unterschiedliche Lebensräume und ihrer Fortpflanzungsweise. (B10 2)

ordnen unter Verwendung der binären Nomenklatur unterschiedliche Orga-nismen taxonomisch richtig zu, um eine Wertschätzung gegenüber der Bio-diversität zu erlangen. (B10 2)

nutzen Bestimmungsliteratur, um unbekannte Organismen systematisch

einzuordnen. (FOS B11 1)

ordnen Lebewesen aus dem Tier- und Pflanzenreich mithilfe grundlegender

Systematikkenntnisse taxonomisch ein, um daraus Rückschlüsse bezüglich

der Stellung einer Spezies im Stammbaum des Lebens zu ziehen. Sie stel-

len außerdem wissenschaftlich anerkannte evolutionäre Zusammenhänge

her. (FOS B11 2 / BOS B12 2)

wenden die Regeln der binären Nomenklatur bei Pflanzen an. (FOS B11 8)

verwenden Bestimmungsliteratur, um unbekannte Pflanzen systematisch

einzuordnen. Dabei identifizieren sie allgemeine familien- und gattungsspe-

zifische Merkmale und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem

Blickwinkel der Evolution (FOS B11 8)

ordnen unter Verwendung charakteristischer Merkmale (z. B. Zellkern, Viel-

zelligkeit, Chorda dorsalis) Lebewesen bestimmten taxonomischen Grup-

pen zu. Sie interpretieren Stammbäume als Ergebnis einer sich kontinuier-

lich weiterentwickelnden Forschungsarbeit. (B13 3)

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Aufgabe

1) Zuordnung der Organismen

a) (Einzelarbeit)

Tabelle 1 zeigt Lebewesen, die unterschiedlichen Gruppen an-

gehören. Im Stammbaum der Lebewesen und dem Stammbaum

der Tiere sind diese Gruppen aufgeführt.

Erstellen Sie eine Tabelle mit Spalten für Organismengruppen,

Beispiele und die entsprechenden Merkmale.

Ordnen Sie dann die in Tabelle 1 aufgeführten Organismen so

genau wie möglich den entsprechenden Gruppen zu.

b) (Partnerarbeit)

Vergleichen Sie mit Ihrem Partner Ihre Zuordnungen und ergän-

zen Sie in der Tabelle für jede Organismengruppe mindestens

ein charakteristisches Merkmal.

2) Tendenzen im Verlauf der Evolution

a) (Einzelarbeit)

Lesen Sie aufmerksam den nachstehenden Informationstext und

markieren Sie wichtige Merkmale der Weiterentwicklung.

b) (Gruppenarbeit)

Belegen Sie an Beispielen aus dem Text (oder eigenen Beispie-

len) Entwicklungstendenzen der Evolution, indem Sie die pas-

senden Organismen und die entsprechenden Merkmale grafisch

miteinander verknüpfen.

• Wasser-pflanzen

• Befruchtung im Wasser

Algen: Blasen-

tang

• meist Landpflanzen

• Befruchtung nur mit Wasser möglich

Moose und

Farne

• meist Land-pflanzen

• Bestäubung und Befruchtung ohne Wasser möglich

Samen-pflanzen:

Tanne

Beispiel für 2b)

Aufgabe 2o

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Informationstext:

Da am Anfang des Bestehens unserer Erde kein Sauer-

stoff vorhanden war, entwickelten sich zunächst Or-

ganismen, die Ihren Energiebedarf aus chemischen

Stoffen wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak gewin-

nen konnten. Erst als durch Fotosynthese Sauerstoff

gebildet wurde, kamen alternative Stoffwechselwege,

die Sauerstoff benötigen, dazu.

Ganz entscheidend bei der Entwicklung höheren Lebens

war der Übergang vom einzelligen zum vielzelligen

Lebewesen; er ist auch gekennzeichnet durch den

Übergang von dem potenziell unsterblichen Einzeller,

der sich immer wieder teilt, zum Mehrzeller, der am

Ende seines Lebens abstirbt. Als erstes sterbliches

Lebewesen gilt Volvox (siehe Tabelle 1), ein hohler

kugelförmiger Organismus der aus hunderten Zellen

zweier Zelltypen(Fotosynthese/Fortpflanzung)besteht.

Beim Tod entlässt er kleine Tochterkugeln aus dem

Inneren.

Eine Tendenz im Stammbaum des Lebens ist der Wechsel

vom Leben im Wasser zum Leben an Land. Dabei ist

nicht nur der Lebensraum der Pflanzen und Tiere ent-

scheidend, sondern auch wo die Fortpflanzung statt-

findet.

Moose und Farne benötigen für den Vorgang der Be-

fruchtung freies Wasser, was bei Samenpflanzen nicht

nötig ist. Auch innerhalb der Wirbeltierklassen kann

man diese Entwicklung beobachten. Dabei ändern sich

neben der Art der Befruchtung auch die Atmung und

Fortbewegung.

Eine weitere an vielen Beispielen feststellbare Ten-

denz ist die von einfachen zu komplexen Bauplänen.

Einzeller wie Euglena besitzen einen lichtempfindli-

chen Fleck, Seesterne besitzen wenige Sehzellen, die

Ihnen die Unterscheidung von Hell und Dunkel er-

laubt, Napfschnecken können mit Grubenaugen die

Richtung des einfallenden Lichtes erkennen. Bei Nau-

tilus, einem Tier mit Lochauge (stärkere Vertiefung

wie beim Grubenauge) hat sich eine Schutzschicht

über dem Auge entwickelt, aus der sich dann die Lin-

se gebildet hat. Ein kompliziert aufgebautes Linsen-

auge, das eine Weiterentwicklung darstellt, findet

man in ähnlicher Form sowohl beim Tintenfisch als

auch bei den Wirbeltieren.

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Stammbaum der Lebewesen (stark vereinfacht)

Ursprung des

Lebens

Pflanzen

Samenpflan-zen

Farne Moose Algen

Pilze

tierische

Einzeller Tiere

Bakterien

Eubakterien

Cyanobakterien

pflanzliche

Einzeller

Archae-

bakterien

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Vereinfachter Stammbaum der Tiere (nur ausgewählte <Tierstämme> und ●Tierklassen)

Neumundtiere

Ursprungsform

eines mehrzelligen

tierischen

Organismus

Urmundtiere

<Weichtiere>

Schnecken

Muscheln

Kopffüßer

<Ringelwürmer>

<Gliedertiere>

Spinnentiere

Hundertfüßer

und Doppelfüßer

Insekten

Krebstiere

<Stachelhäu-

ter>

Seesterne

Seegurken

<Wirbeltiere>

Säugetiere

Vögel

Reptilien

Amphibien

Fische

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*siehe Infotext

Archaebakterien sind den Eukaryo-

ten in manchen Eigenschaften näher als

den Bakterien, trotzdem besitzen sie

typische Bakterienmerkmale, wie z. B. ein

ringförmiges Chromosom und 70 S-

Ribosomen. Viele Arten wie z. B. Pyloro-

bus fumari (auf deutsch „Kaminfeuerlap-

pen“) leben an extremen Standorten wie

heißen Quellen oder gewinnen ihre

Energie durch chemische Verbindungen.

Tabelle 1: Organismen

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Tabelle 2: Benennungen

Wespenspinne

Argiope bruennichi

Familie:

Echte Radnetzspinnen

(Araneidae)

Höckerschwan

Cygnus olor

Familie: Entenvögel

(Anatidae)

Gemeiner Steinläufer

Lithobius forficatus

Familie: Steinläufer

(Lithobiidae)

Cyanobakterium

Prochlorococcus marinus

Familie: Prochlorococcaceae

Silbermoos

Bryum argenteum

Familie: Bryaceae

Kreuzotter

Vipera berus

Familie: Vipern

(Viperinae)

Chlamydomonas spec.

einzellige Grünalgen

Hain-Bänderschnecke

Cepaea nemoralis

Familie: Schnirkelschnecken

(Cepaea)

Adlerfarn

Pteridium aquilinium

Familie: Adlerfarne

(Dennstaedtiaceae)

Staphylokokken aureus

„Goldenes Traubenkügelchen“

grampositives Bakterium,

angefärbt durch Gramfärbung

Fischotter

Lutra lutra

Familie: Marder

(Mustelidae)

Taschenkrebs

Cancer pagurus

Familie: Taschenkrebse

(Cancridae)

Weißtanne

Abies alba

Familie: Kieferngewächse

(Pinaceae)

Wimpernkugel

Volvox aureus

*siehe Infotext

Gemeiner Kalmar

Loligo vulgaris

Familie:

Schließaugenkalmare

(Loliginidae)

Fliegenpilz

Amanita muscaria

Familie: Wulstlingsverwandte

(Amanitaceae)

Feuersalamander

Salamandra salamandra

Familie: Feuersalamander

(Salamandridae)

Sa

Salamandridae

Abbildung 1Feuersalamander

Karpfen

Cyprinus carpio

Familie: Karpfenfische

(Cyprinidae)

Kartoffelkäfer

Leptinotarsa decemlineata

Familie: Blattkäfer

(Chrysomelidae)

Gemeiner Seestern

Asterias rubens

Familie: Seesterne

(Asteriidae)

Amöbe/Wechseltierchen

Amoeba proteus

tierischer Einzeller

Pylorobus fumari.

„Kaminfeuerlappen“

Archaebakterium

Blasentang

Fucus vesiculosus

Familie: Braunalgen

(Fucaceae)

Regenwurm

Lumbricus terrestris

Familie: Regenwürmer

(Lumbricidae)

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Quellen- und Literaturangaben

Für die systematische Einordnung in Tabelle 2 wurde vorwiegend Wikipedia https://www.wikipedia.de/ genutzt.

Die Einordnung erhebt nicht den Anspruch auf eine vollständig exakte Bestimmung der Organismen sondern hat exemplarischen Charakter.

Abbildungen

Wespenspinne https://pixabay.com/de/spinne-tiger-wespenspinne-2451422/ von makamuki0; lizenziert unter CC0 Public Domain

(aufgerufen am 08.08.2017)

Höckerschwan von Bianka Woigk

Gemeiner Steinläufer https://pixabay.com/de/tausendf%C3%BC%C3%9Fler-schleichen-wurm-8695/ von GLady; lizenziert unter CC0 Public Domain

(aufgerufen am 08.08.2017)

Cyanobakterium von Bianka Woigk

Silbermoos https://pixabay.com/de/moos-weich-gras-gr%C3%BCn-bio-frisch-315306/ von PublicDomainPictures, lizenziert unter CC0 Public Domain

(aufgerufen am 08.08.2017)

Kreuzotter https://pixabay.com/de/kreuzotter-tierwelt-natur-2313147/ von JamesCommon; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.08.2017)

Chlamydomonas spec. von Bianka Woigk

Hain-Bänderschnecke https://pixabay.com/de/photos/garten%20schnecke/ von Oldifan; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 10.07.2017)

Adlerfarn https://pixabay.com/p-2017219/?no_redirect von LonewolfAlphaCoders; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.07.2017)

Staphylokokken aureus https://pixnio.com/de/wissenschaft/mikroskopische-aufnahmen/staphylokokken-aureus/hoch-vergroserung-10000x-stamm-staphylokokken-aureus-bakterien von PIXNIO;

lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.07.2017)

Fischotter https://pixabay.com/de/otter-otter-baby-otterbaby-1438378/ von Pixel 2013; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.08.2017)

Taschenkrebs https://pixabay.com/de/krabbe-arthropoden-hummer-krebse-387132/ von PublicDomainImages; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 10.08.2017)

Weißtanne https://pixabay.com/de/baum-kegeln-nadeln-iglak-zapfen-853877/ von krzys16; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 09.07.2017)

Wimpernkugel von Bianka Woigk

Gemeiner Kalmar https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tintenfische_(5883845425).jpg; das Werk ist gemeinfrei (aufgerufen am 08.08.2017)

Fliegenpilz https://pixabay.com/de/pilz-fliegenpilz-garten-moos-gras-1766195/von susannp4 lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 10.08.2017)

Feuersalamander https://pixabay.com/de/feuersalamander-salamander-tier-293324/ von StefanHoffmann; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 05.08.2017)

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Karpfen https://pixabay.com/de/tier-karpfen-fisch-s%C3%BC%C3%9Fwasser-see-2029698/ von OpenClipart-Vectors; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 2.07.2017)

Kartoffelkäfer https://pixabay.com/de/kartoffelk%C3%A4fer-insekt-k%C3%A4fer-insekt-1803237/ von skeeze; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 02.07.2017)

Gemeiner Seestern https://pixabay.com/de/seestern-getrocknet-dekorativ-732391/ von cristty; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 06.07.2017)

Amöbe/Wechseltierchen https://www.flickr.com/photos/internetarchivebookimages/18746454744; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 06.08.2017)

Pylorobus fumari Text verändert nach http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-8672522.html

Blasentang https://pixabay.com/de/seetang-algen-meer-natur-textur-2147456/ von HealthyBacon; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 4.08.2017)

Regenwurm https://pixabay.com/de/wurm-vermiculture-humus-erde-boden-1140767/ von 1499694; lizenziert unter CC0 Public Domain (aufgerufen am 06.07.2017)

Hinweise zum Unterricht

Die Aufgabe eignet sich u. a. zur Einführung in das Thema Evolution und kann vom Lehrer genutzt werden, um sich ein Bild zu verschaffen, inwieweit die Schülerinnen und Schü-

ler über Artenkenntnis verfügen.

Bei geringem Vorwissen der Schülerinnen und Schüler sollte nach Aufgabe 1a und 1b eine kurze Ergebnissicherung durch die Lehrkraft erfolgen.

Die Abgrenzung der Pflanzengruppen Algen/Moose/Farne/Samenpflanzen durch charakteristische Merkmale in Aufgabe 1b sollte durch die Lehrkraft unterstützt werden.

Die Materialien können außer in der in der Aufgabenstellung beschriebenen Weise noch anders genutzt werden.

Einfache Zuordnungsarbeit: Die Bilder der Tabelle 1 werden auseinandergeschnitten und der Tabelle 2 Benennungen zugeordnet.

Tabelle 1 und 2 zur Einführung der binären Nomenklatur

Tabelle 2 als zusätzliche Information zur Einordnung der Organismen in Aufgabe 1a (z. B. zur Einordnung der Pflanzen )

Anhand der Stammbäume lässt sich die systematische Einordnung der gezeigten Organismen zusammen mit den Schülerinnen und Schülern erarbeiten.

Wenn mehr Zeit zur Verfügung steht, können sich die Schülerinnen und Schüler für die Aufgabe 1b mehrere charakteristische Merkmale der Organismengruppen mithilfe des Internets erschließen.

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Beispiele für Produkte und Lösungen der Schülerinnen und Schüler

1a)

Gruppe der Organismen Beispiele typische Merkmale (Auswahl)

Bakterien E.coli, Cyanobakterium, Milchsäurebakterium kein Zellkern (FS, bei Cyanobakterium)

Archaebakterien Pylorobus fumari kein Zellkern, extreme Lebensräume

pflanzliche Einzeller Chlamydomonas, Volvox Fotosynthese, eine Zelle mit Zellkern, Zellwand

tierische Einzeller Amöbe, Pantoffeltierchen heterotrophe Lebensweise/ besteht aus einer Zelle mit Zellkern

Pflanzen Fotosynthese, mehrzellig, Zellwand

Alge Blasentang vollständig im Wasser lebend

Moos Silbermoos kein Stütz und Leitgewebe/ Fortpflanzung durch Sporen, nur mit Wasser möglich

Farn Adlerfarn mit Stütz- und Leitgewebe/ Fortpflanzung durch Sporen/ nur mit Wasser möglich

Samenpflanzen Tanne, Gänseblümchen, Weizen mit Stütz- und Leitgewebe, Bildung von Samen

Pilze Fliegenpilz, Hefe, Pfifferling heterotrophe Lebensweise, Zellwände mit Chitin, Vermehrung durch Sporen

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Gruppe der Organismen Beispiele typische Merkmale (Auswahl)

Tiere heterotrophe Lebensweise, mehrzellig

Weichtiere Schnecken: Hain-Bänderschnecke,

Spanische Wegschnecke,

Muscheln: Miesmuschel (ohne Abbildung)

Kopffüßer: Gemeiner Kalmar

wirbellos, wenig gegliederter Körper, meist mit Kalkschale

Ringelwürmer Regenwurm segmentiert, Haut-Muskel-Schlauch

Gliedertiere Spinnentiere: Wespenspinne Exoskelett, 4 Paar Schreitbeine,

Hundertfüßer und Doppelfüßer:

Steinläufer Exoskelett, segmentierter Körper, zwei Paar Schreitbeine pro Segment

Insekten: Kartoffelkäfer, Heuschrecke Exoskelett, 3 Paar Beine

Krebstiere: Taschenkrebs, Strandkrabbe Exoskelett, Carapax (Kopfschild), Kiemen, zwei paar Antennen

Stachelhäuter Seesterne

Seegurken (ohne Abbildung)

radiärsymmetrisch aufgebaut, Kalkskelett

Wirbeltiere Säugetiere: Fischotter Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, Milchdrüsen, Plazenta

Vögel: Schwan, Pinguin, Mäusebussard Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 2 Flügel, Eier mit Kalkschale

Reptilien: Kreuzotter, Eidechse Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, Eier mit Kalkschale

Amphibien: Feuersalamander, Laubfrosch Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, teilweise wasserlebend,

äußere Befruchtung, Kaulquappen

Fische: Karpfen, Hai, Stör Innenskelett aus Knochen, Wirbelsäule, 4 Gliedmaßen, wasserlebend, äußere Be-

fruchtung

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Aufgabe 2

z. B.:

Augentypen innerhalb der Wirbellosen

Atmung innerhalb der Wirbeltiere

•Euglena

Augenfleck

•Seestern

Sehzellen

•Napf-schnecken

Grubenauge

•Tintenfisch

Linsenauge

•lebt im Wasser

•Sauerstoff aus dem Wasser/ Kiemen

Fisch

•lebt vorwiegend im Wasser

•Kaulquappe Kiemen / adult Hautatmung, sackartige Lunge

Amphib

•lebt meist an Land

•Lungenatmung

Reptil •lebt meist an

Land

•Lungenatmung Säugetier