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Fachdidaktik Biologie Vanessa Schneider Teilleistung 2: Unterrichtseinstiege
1. Unterrichtseinstieg: Wandtafelbild „Mitose/Meiose“
Zielstufe: GF Tertia, 10. Schuljahr Gymnasium
Vorwissen: -‐ Aufbau einer Zelle -‐ Zellzyklus -‐ Phasen der Mitose -‐ Zellwachstum -‐ Zelldifferenzierung
Zeitaufwand: 10 min
Sozialform: Lehrergespräch
Leitidee: Mithilfe eines Wandtafelbildes wird der Sinn und Zweck einer Meiose (Gametenbildung) dargestellt. Gleichzeitig werden wesentliche Unterschiede wie Zweck und Ergebnis zwischen Meiose und Mitose ebenfalls veranschaulicht.
Das Wandtafelbild stellt schematisch den Prozess einer Befruchtung bis hin zum adulten Menschen, der sich fortpflanzen möchte dar (siehe Bild). Gemeinsam in einem Lehrergespräch wird der Prozess Stück für Stück erarbeitet.
Didaktische Begründung: Ein Wandtafelbild eignet sich gut um eine Idee darzustellen und diese zu entwickeln. Beginnend mit wenigen Inputs der Lehrperson (Spermazelle und Eizelle verschmelzen bei Befruchtung zu einer Zygote), weitet sich das Wandtafelbild in einem Lehrergespräch zunehmend aus (mitotische Zellteilung der Zygote, Zelldifferenzierung, Zellwachstum, Heranreifen eines Menschen, Fortpflanzung eines adulten Menschen). Die Entwicklung einer Idee lässt sich durch die Führung der Lehrperson gerichtet steuern. Einerseits geschieht dies mit gezielten Fragen und andererseits durch das Notieren wichtiger Punkte auf dem Wandtafelbild. Gerade bei der Besprechung der Meiose, bei der grosse Verwechslungsgefahr mit der mitotischen Zellkernteilung besteht, ist eine gelenkte Steuerung von Vorteil um Missverständnisse und Verwechslungen zu vermeiden. Zudem kann man bei der gemeinsamen Entwicklung einer Idee in Form eines Wandtafelbildes auch sofort auf auftauchende Unklarheiten eingehen. Das Wandtafelbild zur Meiose (siehe Bild) vereint Bekanntes (MItose, Zelldifferenzierung, Zellwachstum) mit neuem Wissen, so kann der Wissenserwerb an das Vorwissen angeknüpft werden. Ein wesentlicher Vorteil eines Wandtafelbildes ist, dass man während der gesamten Lektion bei Notwendigkeit auf das Wandtafelbild zurückgreifen kann. Ebenfalls können die SuS immer wieder auf das abgezeichnete Wandtafelbild zurückgreifen und so das grundlegende Prinzip der Meiose auffrischen.
Feinziele: • SuS erkennen warum es zur Gametenbildung die Meiose benötigt und können dies begründen • SuS erkennen den Unterschied zwischen Meiosen und Mitose und halten diese(n) in einer
Tabelle fest
• SuS können den Ablauf einer Meiose beschreiben und skizzieren
Wandtafelbild:
MITOSE
BEFRUCHTUNG, n +n = 2n
MEIOSE
n= 23 n= 23
2n = 46
2n = 46
2n = 46
2n = 46 2n = 46
n = 23 n = 23
ZELLDIFFERENZIERUNG, ZELLWACHSTUM
Unterrichtspräparation: „Einführung in die Klassische Genetik & Meiose
Grobziel/e
Feinziel/e
Einführung in die klassische Genetik
Meiose
SuS erkennen den Unterschied zwischen Meiose und Mitose
SuS erkennen warum es zur Gametenbildung die Meiose benötigt
Sus können die Anzahl Chromosomen in einer somatischen Zelle und die Anzahl Chromosomen in einer Gametenzelle nennen
SuS können den Ablauf einer Meiose beschreiben
SuS können den Ablauf einer Meiose skizzieren
Schema zur Unterrichtsvorbereitung Zeit Inhalt Methode Sozialform Didaktischer
Kommentar Material
2 min Begrüssung F Sozialer Kontakt aufbauen, Informieren
10 min Einführung: Meiose Wandtafelbild LG Aktivierung von Vorwissen, Wissensaufbau, Anknüpfung an Vorwissen
Wandtafel, Kreide
25 min Ablauf der Meiose Lernaufgabe EA/PA Wissensaufbau: Ablauf der Meiose, Wissen festigen: Anwendung
Arbeitsblatt: Ablauf der Meiose
8 min Besprechung der Lernaufgabe
A Unklarheiten klären, Überprüfen
HRP, Lösungsfolie
Zusatz: Film Meiose ca. 4 min
Arbeitsblatt: „ Ablauf der Meiose“
Die Reduktion vom diploiden zum haploiden Chromosomensatz erfolgt in 2 hintereinander geschalteten Kernteilungen, der 1. Reifeteilung und der 2. Reifeteilung. 1.Reifeteilung Prophase I: Chromosomen beginnen sich zu verdichten, homologe Chromosomen ordnen sich parallel an. Jedes homologe Chromosomenpaar besteht aus einem mütterlichen und väterlichen Chromosom, zusammen bilden sie ein Bivalent.
Metaphase I: die Bivalente ordnen sich in der Äquatorialebene an. Der Spindelapparat bildet sich aus, Spindeln wandern zu den Bivalenten in der Äquatorialebene.
Anaphase I: Homologe Chromosomen eines Bivalents werden getrennt und auf beiden Zellpole verteilt.
Telophase I: an beiden Polen befinden sich ein haploider Chromosomensatz eines Bivalents.
Im Gegensatz zur Mitose, werden in der Meiose die beiden Chromosomen eines Bivalents getrennt und nicht
die beiden Chromatiden eines Chromosoms.
2. Reifeteilung Metaphase II: die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an. Der Spindelapparat bildet sich aus, Spindeln wandern zu den Chromosomen in der Äquatorialebene. Anaphase II: Chromatiden werden getrennt (2n -‐> n) und auf beiden Zellpole verteilt.
Als Gesamtergebnis beider Teilungen entstehen aus einer
diploiden Zelle 4 haploide Zellen.
Spermien und Eizellen werden über die Meiose gebildet. Beschreiben Sie die verschiedenen Phasen der Meiose stichwortartig und skizzieren Sie die Entwicklung von Eizellen und Spermien aus den Urkeimzellen. Zeichnen Sie den Ablauf mit einem Paar homologer Chromosomen.
1. Reifeteilung
diploide Urspermienzelle
diploide Ureizelle
Prophase I
Metaphase I
Anaphase I
Telophase I
2. Reifeteilung
Prophase 2 & Metaphase 2
Anaphase 2
Telophase 2
4 haploide Spermazelle 1 haploide Eizelle
Stellen Sie sich vor, was geschehen würde, wenn die Gameten aus einer Mitose entstehen würden. Was würde passieren?
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