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Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form
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Das komplette Material finden Sie hier:
Transportproteine
School-Scout.de
IV/A
64 RAAbits Biologie April 2010
Einzelmaterial79 S1
Transportproteine
Transportproteine
PhilippZilles,Herborn
Niveau: Sek.II
Dauer: 3Unterrichtsstunden
Kompetenzen: DieSchülerinnenundSchülerlernenimLaufederEinheitdieverschie-denenTypenderTransportproteinekennenundkönnensieausge-wähltenBeispielenzuordnen.Siebeschäftigensichmitdenenerge-tischenAspektendesStofftransports,sodassimweiterenVerlaufdesUnterrichts(z.B.Atmungskette,Fotosynthese,Neurologie)aufdiesesWissenaufgebautwerdenkann.
Fachwissenschaftliche Orientierung
DerAustauschvonStoffenmitderUmweltistfüreineZelleeinewichtigeVoraussetzung.Transportproteineermöglichennichtnurden fürdenZellstoffwechselnotwendigenStoffaustausch.VielmehrspielensichvielewichtigephysiologischeReaktionenanTransportproteinenderMembranab,beispielsweisedieErregungeinesNerven,dieAktivierungeinesMuskelsyncytiums,derAufbaueinesProtonengradientenanderChloro-plastenmembranunddiedamitverbundeneGewinnungvonATPanATPasen.
AllgemeinunterscheidetmanzweiverschiedeneKlassenvonTransportproteinen:Kanal-proteineundCarrier.WährendKanalproteineeinendurchgehendenKanalfüreinenbestimmtenStoffbilden,derjedochgeöffnetodergeschlossenseinkann,transportierenCarrierdenStoffdurchdieMembran,indemsieihreKonformationändern.DieCarrierwerdenwiederumindreiGruppenunterteilt:CarrierderTypenUniport,AntiportundSymport.
DieenergetischenAspektedesThemasderTransportproteinesindbesonderswichtig,wirddochschonalleineinDrittelderATP-ProduktioneinertierischenZelleimRuhezustandfürdenTransportvonNatrium-undKalium-Ionenverbraucht.AufderanderenSeitedientdassoerreichteKonzentrationsgefälleselbstwiederalsEnergiequelle,umandereStoffezutransportieren.
GenerelllaufendieVorgängeanTransportproteinenfreiwilligab,soferneinKonzentrati-onsgefälledesbetreffendenStoffeszwischenAußen-undInnenmediumbesteht(passiverTransport).InvielenFällenistesjedochnotwendig,StoffeentgegenihremKonzentrati-onsgefällezutransportieren(aktiverTransport).DiedazunotwendigeEnergiekannaufverschiedeneArtzurVerfügunggestelltwerden:durchLicht,inFormvonATPoderunterAusnutzungdesKonzentrationsgefälleseinesanderenStoffes.
Didaktisch-methodische Orientierung
InvielenBundsländernistdasThema„Transportproteine“imLehrplanexplizitvorgesehen.VieleimVerlaufderOberstufeangesprocheneThemensetzenKenntnisseüberdieprinzi-pielleFunktionvonTransportproteinenvoraus.
UmdemThemafürdieSchülerinnenundSchülereineStrukturzugeben,wirdinhaltlichmitderKlassifizierungderTransportproteinebegonnen.DieSchülerinnenundSchülerlernenanschließendBeispielefürdiejeweiligeTransportproteinklassekennen.DabeisinddieseBeispielesoausgewähltworden,dasssiezuderEnergetikderTransportmechanismenüberleiten.
64 RAAbits Biologie April 2010
Einzelmaterial79 S2
Transportproteine
IV/A
EnergetischeVorstellungenfallendenSchülerinnenundSchülernhäufigrechtschwer.UmihnendasVerständniszuerleichtern,wirdeineParallelezueinemStausee,demhessischenEdersee,gezogen,derenergetischbetrachtetwird.DieaufdemHöhenunterschieddesWasserspiegelsberuhendepotenzielleEnergieistdenLernendenehervertrautundleichtergreifbar.DurchdenVergleichwirddieenergetischeBetrachtungderTransportproteineleichterzugänglich.
Verlauf
Stunde1DieNotwendigkeitvonTransportproteinenundihreUnterscheidung
Material Verlauf
M1–M3 UmdieSchülerinnenundSchüleraufdieInhaltedesUnterrichtseinzu-stimmen,wirdihnenzuBeginnderUnterrichtsstundederComic(M1)aufdemOverheadprojektorgezeigt.DieserstelltdenTransporteinesZuckermolekülszuEnzymenimCytoplasmadar.DurchdieBetrachtungundanschließendeBeschreibungdesComicserfahrendieSchülerinnenundSchüler,dassdieZelleStoffedurchdiesemipermeableMembranaufnimmt.
NachdemdieSchülerinnenundSchülerdenComicbeschriebenhaben,werdensiedarüberinformiert,dasssiesichimFolgendenmitderKlassederTransportproteinebeschäftigenwerden.DenSchülerinnenundSchülernwerdenPuzzlekartenaufGrundlagevonM2ausgeteilt,aufdenenjeweilseinzelndieNamenderTransportproteinklassen,eineallgemeineDefinitionundeineFunktionsbeschreibungstehensowiedieTransportvorgängemodellhaftabgebildetsind.DieSchülerinnenundSchülererhaltendenArbeitsauftrag,diePuzzlekarteneinanderzuzu-ordnen.DieseAufgabeerledigensieinTischgruppen.DieErstellungderPuzzlekartenistinderErläuterungvonM2beschrieben.
NachdemdieGruppendenAuftragbeendethaben,stellensie ihrErgebnisamOverheadprojektorvor.VondemfertigenPuzzleerhaltendieSchülerinnenundSchülereinenAusdruck(M3)fürihreUnterlagen.
Stunde2BeispielevonTransportproteinen
Material Verlauf
M4 InderzweitenStundesetzensichdieSchülerinnenundSchülermitfolgendenBeispielenvonTransportproteinenauseinander:dieAufnahmevonGlucoseinDarmzellen,inErythrocyten,dieErregungeinesNervenundderNatrium-Kalium-Antiporter.DazuerhaltendieLernendendasArbeitsblattM4.InGruppenarbeitsetzensichdieSchülerinnenundSchülermiteinemdervierFälleauseinander(Aufgabe1).DazuwirdderGruppevomLehrereinFallzugewiesen.DieSchülerinnenundSchülersollendasinderSchilderunggenannteTransportproteinindieentsprechendeKlasseeinordnenunddenVorgangschema-tischaufeineFoliezeichnen.NachderGruppenarbeitsphasestellendieeinzelnenGruppenderKlasseihrBeispielvor.
DieAufgaben2und3werdeninderdrittenStundeaufgegriffen.
IV/A
64 RAAbits Biologie April 2010
Einzelmaterial79 S9
Transportproteine
M3DieTransportproteine
Kanal-protein
EinProtein,daseinenbestimmtenStoffdurchdieMembranlässt.
Das Protein bildet einen durchgängigen KanalfüreinenbestimmtenStoffdurchdieMembran.DerStoffkannsichsehrschnelldurchdenKanalbewegen.
Carrier
Typ:Uniport
EinProtein,daseinenbestimmtenStoffdurchdieMembrantranspor-tiert.
DerStoffbindetaufeinerSeitederMembranandas Protein. Das Protein ändert dadurch seineGestalt(Konformation),sodasssichderStoffaufderanderenSeitederMembranbefindet.HierlöstersichwiedervondemProteinab.DasProteinnimmtwiederseineursprünglicheGestaltanundderVorgangwiederholtsich.
Carrier
Typ:Symport
EinProtein,daszweibestimmteStoffeindiegleicheRichtungdurchdieMembrantranspor-tiert.
ZweiverschiedeneStoffebindenaufeinerSeitederMembranandasProtein.DiesesändertdadurchseineGestalt(Konformation)unddieStoffebefindensichaufderanderenSeitederMembran.HierlösensiesichwiedervondemProteinab.DasProteinnimmtwiederseineursprünglicheGestaltanundderVorgangwiederholtsich.
Carrier
Typ:Antiport
EinProtein,daszweibestimmteStoffeinentgegen-gesetzteRichtungendurchdieMembrantransportiert.
EinStoffbindetaufeinerSeitederMembranandasProtein.DiesesändertdadurchseineGestalt(Konfor-mation)undderStofflöstsichaufderanderenSeitederMembranab.AufdieserSeitebindeteinandererStoffandasProtein,welchesdadurchwiederseineursprünglicheGestaltannimmt.DerzweiteStofflöstsichaufderentgegengesetztenMembranseiteab.
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Transportproteine
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