1 Ökosystem Wald - Klett...KV II Die Stockwerke des Waldes. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 13 KV III Die Stockwerke des Waldes. Inklusionsmaterial

Hier können Sie die Unterrichtseinheit passend für Ihre Schülerinnen und Schüler

zusammenstellen.

Grundlehrgang Zusätze für Leistungsstärkere

S. 10/11 Ökosystem Wald (Startseite)

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Kapiteleinstieg

Pflanzen und Tiere des Waldes

S. 12/13 INFOGRAFIK: Stockwerke des Waldes

Lern

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Wal

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S. 14/15 Wälder sind verschieden

S. 16 Laubbäume – Nadelbäume

S. 17 EXTRA: Vergleich von Laub- und Nadelblatt

S. 18 Moose speichern Wasser

S. 19 WERKSTATT: Wald-Pflanzen bestimmen und dokumentieren

S. 20 EXTRA: Pilze – weder Tiere noch Pflanzen

S. 21 Ein Lebensraum für Tiere

S. 22/23 MATERIAL: Angepasstheiten von Tieren und Pflanzen

S. 24 Ameisen – ein Leben im Staat

S. 25 WERKSTATT: Wir untersuchen und beobachten Insekten

S. 26 Der Waldboden lebt

S. 27 WERKSTATT: Waldtieren auf der Spur

S. 28/29 EXTRA: Vielfalt in Gewässern

S. 30 EXTRA: Vielfalt in der Stadt

S. 31 WERKSTATT: Wir erforschen unsere Stadt

Test 1: Pflanzen und Tiere des Waldes *

Teilkapitel SB S. 12 – 31

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* Zu den einzelnen Teilkapiteln erhalten Sie Tests (978-3-12-069013-9) in zwei Varianten. Diese Tests finden Sie auch im Digitalen Unterrichtsassistenten pro (978-3-12-069014-6). Zusätzlich bietet der Digitale Unterrichtsassistent pro Lernpläne, die eine selbstständige Arbeit der Schülerinnen und Schüler ermöglichen.

S. 52 Zusammenfassung

S. 53 Teste dich selbst Kapitelende

Lebewesen und Umwelt

S. 32/33 Lebensräume und Lebensgemeinschaften

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S. 34 Wie Pflanzenzellen aufgebaut sind

S. 35 WERKSTATT: Wir mikroskopieren Zellen

S. 36 EXTRA: Von der Zelle zum Organismus

S. 37 EXTRA: Einzeller

S. 38 Die Fotosynthese

S. 39 Die Zellatmung

S. 40 WERKSTATT: Versuche zur Fotosynthese

S. 41 EXTRA: Der Lichteinfall verändert sich

S. 42 Nahrungsbeziehungen im Wald

S. 43 Räuber und Beute

S. 44/45 Stoffkreislauf und Energiefluss

S. 46 Kreislauf von Kohlenstoff und Sauerstoff

S. 47 EXTRA: Lebewesen bilden ökologische Nischen

S. 48/49 MATERIAL: Mensch und Wald

S. 50 Der Wald ist gefährdet

S. 51 Wälder müssen geschützt werden

Test 2: Lebewesen und Umwelt *

Teilkapitel SB S. 32 – 51

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Glossar

Teilkapitel: Pflanzen und Tiere des Waldes SB S. 12 – 31

DestruentenBodenlebewesen, die sich von den Überresten abge-storbener Tiere und Pflanzen ernähren. Beim Abbau der organischen Bodenbestandteile entstehen Mineralstoffe, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Zu den Destruenten zählen unter anderem Würmer, Asseln, Pilze, Einzeller und Bakterien.

HumusTotes organisches Material wird im Boden durch wirbellose Tiere sowie durch Bakterien und Pilze zersetzt. Es entsteht Humus, in dem die freigesetz-ten Mineralstoffe für die Pflanzen wieder verfügbar sind.

InsektenSehr artenreiche Tiergruppe, zu deren Vertretern z. B. Bienen, Ameisen und Käfer gehören. Typische Merkmale sind ein dreigliederiger Körperbau und drei Beinpaare.

MineralstoffeAnorganische (nichtorganische) Bodenbestand-teile, wie z. B. Stickstoff und Phosphor, die Pflanzen mit hilfe ihrer Wurzeln aufnehmen. Pflanzen benöti-gen Mineralstoffe zum Wachsen.

StreuschichtSie bildet die oberste Bodenschicht und besteht aus weitestgehend unzersetztem totem organischem Material. Im Wald ist das vorwiegend das von den Bäumen herabgefallene Laub. Wirbellose Tiere und Mikroorganismen zerkleinern und zersetzen die o rganischen Abfallstoffe.

Teilkapitel: Lebewesen und Umwelt SB S. 32 – 51

ArtenvielfaltAnzahl der verschiedenen Tier- und Pflanzenarten innerhalb eines bestimmten Lebensraumes. Beson-ders artenreiche Lebensräume sind z. B. tropische Regenwälder und tropische Korallenriffe. Aber auch heimische Wildwiesen und naturnahe Mischwälder können eine hohe Artenvielfalt aufweisen.

EnergieflussEr beschreibt die Aufnahme, Umwandlung und Wei-tergabe von Energie von den Produzenten bis hin zu den Endkonsumenten. Durch Stoffwechselprozesse und Wärmeverluste geht von Stufe zu Stufe jeweils ein großer Teil der Energie für die nachfolgenden Konsumenten verloren.

FotosyntheseDie Fotosynthese ist der Prozess, bei dem die Pflanze mithilfe des Sonnenlichts aus Kohlenstoff-dioxid und Wasser energiereiche Kohlenhydrate (Glucose bzw. Stärke) aufbaut. Als „Abfallprodukt“ wird Sauerstoff freigesetzt. Fotosynthese findet in allen grünen Teilen einer Pflanze statt. Tagsüber läuft gleichzeitig zur Fotosynthese auch der Vorgang der Zellatmung, ab einer bestimmten Lichtintensität (Lichtkompensationspunkt) jedoch überwiegt die Fotosyntheserate (Nettofoto synthese).

NahrungsbeziehungenIn einem Ökosystem erzeugen die Produzenten (grüne Pflanzen) Biomasse. Von dieser ernähren sich die Erstkonsumenten (Tiere). Sie führen sich auf diese Weise die in den Pflanzen enthaltene Energie zu. Die Erstkonsumenten können von Zweitkonsu-menten und diese eventuell noch von weiteren Kon-sumenten bis hin zum Endkonsumenten gefressen werden. Man spricht auch von einer Nahrungskette. In Ökosystemen sind verschiedene Nahrungsketten netzartig miteinander zu einem sogenannten Nahrungsnetz verbunden.

Ökologische NischeDie ökologische Nische ist keine Bezeichnung für eine räumliche Einheit, sondern für die Wechsel-wirkungen zwischen einer Organismenart und den für diese Art bedeutsamen abiotischen und bio-tischen Faktoren.

ÖkosystemEin Ökosystem ist durch ein Medium (z. B. Boden, Geländegestalt, Wasser oder Eis, Luft) bestimmt. Diese leblose Umgebung bezeichnet man als Bio-top. In einem Biotop können bestimmte Pflanzen-typen gedeihen (Bäume, Sträucher, Kräuter, Gras, Wasserpflanzen), die eine entsprechende Tierwelt nach sich ziehen. Diese Lebensgemeinschaft heißt Biozönose. Ökosysteme sind nicht scharf gegenein-ander abgegrenzt, es gibt Übergangszonen, z. B. den Waldrand. Ein Austausch mit anderen Ökosystemen ist möglich. Man spricht deshalb von „offenen Systemen“. Pilze

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Nach der heutigen Systematik bilden Pilze ein eigenes Reich der Lebewesen. Sie haben sowohl Pflanzenmerk-male (fester Standort, Zellwand, Sporen zur Verbrei-tung) als auch Tiermerkmale (Chitin und Glykogen, he-terotrophe Ernährung).

StoffkreislaufDie Materie in einem Ökosystem verbleibt mehr oder weniger im selben Gebiet. Aus den organischen Abfäl-len werden wieder Mineralstoffe freigesetzt, die die Pflanzen aufnehmen und erneut zum Stoffaufbau nut-zen. Gase wie CO2, O2, N2 oder Wasserdampf zirkulieren frei in der Atmosphäre.

UmweltfaktorenAuf jedes Lebewesen wirken Einflüsse aus der Um-welt. Diese können aus der unbelebten Umgebung stammen (Boden, Klima usw.), hier spricht man von abiotischen Umweltfaktoren. Biotische Umweltfak-toren gehen von anderen Lebewesen im Ökosystem aus. Das können z. B. Nahrungsfaktoren (Beute oder Räuber) oder inner- und zwischenartliche Konkur-renten sein.

ZellatmungBei der Zellatmung wird Glucose in Kohlenstoffdio-xid und Wasser gespalten. Die dabei frei werdende Energie können die Lebewesen nutzen. Für die Zell-atmung ist Sauerstoff erforderlich, daher die bild-hafte Bezeichnung „Atmung“. Die Zellatmung findet in den Mitochondrien aller Zellen statt.

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Ökosystem WaldBeispielantworten

Grüne Pflanzen benötigen das Licht der Sonne für ihr Wachstum. Im Frühjahr gelangt viel Sonnenlicht auf den Waldboden, weil die Bäume noch keine Blätter haben, die den Boden beschatten. Frühblüher wie das Buschwindröschen nutzen daher diese Zeit für ihr Wachstum und zur Vermehrung.

In Wäldern lebt eine Vielzahl an Pflanzen und Tieren. Bei einem Waldspaziergang kannst du mit etwas Glück Eichhörnchen oder Rehe beobachten. Aber auch Vögel, wie der Buntspecht, oder Amphibien, wie der Feuersalamander, leben in Wäldern. Neben den großen Bäumen, wie Rotbuchen und Eichen, finden sich viele kleinere Pflanzen, wie der Waldmeister oder der Waldsauerklee.

Zahlreiche Kleinlebewesen, wie Schnecken, Asseln, Tausendfüßer und Regenwürmer, ernähren sich von dem Laub am Boden. Nach und nach zersetzen sie das Laub in immer kleinere Stücke. Bakterien und Pilze ernähren sich von kleinsten verbliebenen Resten. Allmählich verschwindet das sichtbare Laub und seine wertvollen Bestandteile gelangen in den Boden.

Der Mensch nutzt den Wald zur Erholung, z. B. für Spaziergänge. Außerdem nutzt er den Wald als Holz-lieferanten. Er baut bestimmte Baumarten, wie z. B. die Fichte, an. Das Holz wird später in Sägewerken verarbeitet und anschließend z. B. für den Hausbau oder für die Möbelherstellung verwendet.

Beispiellösung zum Schreibauftrag

Der Schreibauftrag soll die Schülerinnen und Schüler dazu anregen, eigene Erlebnisse oder ihre Vorstel-lungen und ihr Vorwissen vom Wald aufzuschreiben. Die Geschichte wird bei einigen Schülerinnen und Schülern vielleicht eher sachlich, bei anderen wiederum erlebnisorientiert oder fantasievoll ausgestaltet sein – unterschiedliche Zugänge sind bei dieser Aufgabe sinnvoll und erwünscht. Die Geschichten können als Einstieg in das Thema und als weiterführende Gesprächsgrundlage genutzt werden.Für einige Schülerinnen und Schüler könnte es hilfreich sein, einen Einstieg vorzugeben, z. B. so: „Das Wetter ist heute so schön! Ich gehe im Wald spazieren. Kommst du mit?“, rief meine Mutter zu mir herüber. Aber ich hatte keine Lust, mit ihr durch den Wald zu gehen. Sie fragte mich fast jeden Sonntag und sie nervte mich damit. Aber irgendwie fand ich diesmal keine Ausrede. Um es gleich vorwegzu- sagen: Der Spaziergang verlief ganz anders als gedacht …

KapiteleinstiegSB S. 10/11

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Pflanzen und Tiere des Waldes

Stockwerke des Waldes

Unterrichtsplanung

TeilkapitelSB S. 12 – 31

Infografik SB S. 12/13

Methodische HinweiseNach dem Einstieg mithilfe der Infografik erfolgt die systematische Erarbeitung des Stockwerkaufbaus im Klas-senverband oder in Form einer arbeitsteiligen Gruppen-arbeit (jeweils eine Gruppe befasst sich mit einem Stock-werk). Als weiterführende Aufgabe insbesondere für leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler bietet es sich an, die Frage nach der Verzahnung der einzelnen Stock-werke zu thematisieren. Im einleitenden Text wird darauf schon hingewiesen, wenn es dort heißt: „Die Baumschicht bestimmt, wie viel Licht in die unteren Schichten gelangt.“ Aufgabe 5 lädt zu einer ersten Hypothesenbildung ein und erfordert ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge. Leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler finden auf einer Extra-Seite (▻ SB, S. 41) weiterführende Informatio-nen dazu.

Sprachbewusster UnterrichtDie Schülerinnen und Schüler können einzelne Tiere aus der Grafik auf den Seiten 21, 27 und 33 des Schülerbuches wiederentdecken, benennen und in eine eigene Wörter-liste zum Thema Wald aufnehmen. Die Bedeutung der zu-sammengesetzten Wörter wie „Wurzel-Schicht“, „Moos-Schicht“ etc. sollte vorab erläutert werden.

Differenzierung

Materialien KV I Stockwerke des Waldes. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2, Ausgabe A (069011),

KV 1KV II Die Stockwerke des Waldes. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633),

KV 13KV III Die Stockwerke des Waldes. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 23

Lernweg 1 Lernweg 2

KV IISprachstark

KV III Inklusion

Aufgabe $ 3, $ 4, $ 5, . 6

Aufgabe 0 1, 0 2, $ 3, $ 4

EXTRAS. 41

Aufgabenlösungen

Wurzelschicht, Moosschicht, Krautschicht, Strauchschicht, Baumschicht

Wurzelschicht: Pflanzenwurzeln, Regenwurm, Tausendfüßer, MaulwurfMoosschicht: Moose, Spinnen, Rötelmaus, WaldeidechseKrautschicht: Bärlauch, Waldmeister, Farne, Baumkeimlinge, Insekten, WaldmausStrauchschicht: Holunder, Brombeere, Weißdorn, VögelBaumschicht: Bäume/Baumkronen, Eichhörnchen, Spechte, Eulen, Eichelhäher

Baumschicht Sie reicht bis in eine Höhe von 40 m. Kletternde Tiere und Vögel finden hier Nahrung und Nistmöglichkeiten.

Strauchschicht Sie reicht bis in eine Höhe von 5 m. Typische Pflanzen sind Sträucher. Viele Tiere finden hier Blüten, Früchte und Blätter als Nahrung. Außerdem bauen hier zahleiche Vögel ihr Nest.

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INFOGRAFIK

Text

KV I

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Krautschicht Zu dieser Schicht gehören krautige Pflanzen und die Keimlinge von Bäumen. Die Kraut-schicht beherbergt viele Tiere.

Moosschicht Sie ist die erste Schicht über dem Boden. Zwischen den kleinen Pflanzen und Pilzen finden hier vor allem kleinere Tiere Schutz und Nahrung.

Wurzelschicht Sie befindet sich im Boden und bildet die unterste Schicht. Die Organismen, die hier zwischen den Pflanzenwurzeln leben, ernähren sich von abgestorbenen Pflanzen und Tieren.

[Lesestrategie Nr. 4]

Der Samen eines Baumes keimt am Boden. Der Keimling bildet Wurzeln in der Wurzelschicht und eine kleine Keimpflanze in der Moosschicht aus. Nach und nach wächst die Baumpflanze heran. Die Wurzeln breiten sich weiter aus. Über der Erde „durchwandert“ die Pflanze mit der Zeit die Kraut- und die Strauchschicht, bis sie schließlich als ausgewachsener Baum die Baumschicht erreicht.

In der Krautschicht wachsen auch Pflanzen, die viel Licht benötigen. Ihr „Trick“: Sie wachsen und blühen bereits im Frühjahr, bevor sich das Blätterdach der Bäume schließt. Andere lichtbedürftige Pflanzen wachsen nur in solchen Waldtypen, in denen aufgrund eines lockeren Baumbestandes genügend Licht den Boden erreicht.

Zum Thema

Die Ausbildung der einzelnen Stockwerke ist fast in jedem Wald anders. Die Umweltfaktoren spielen dabei eine wichtige Rolle, gravierender aber sind meistens die Eingriffe des Menschen. Von besonderer Bedeutung sind der Lichteinfall auf den Boden und die Bodenbeschaffenheit. Je mehr Licht unten an-kommt, desto üppiger kann sich die Krautschicht entwickeln. Aus diesem Grund gibt es auch nur in Laubwäldern eine ausgeprägte Frühblüher-Flora. Da sich hier der Lichteinfall im Jahreslauf verändert, ändert sich auch das Aussehen der Krautschicht. Die Moosschicht muss man sich nicht als geschlossene Decke von Moosen vorstellen, sondern eher als ein Mosaik von Moospolstern.Schwierig ist die Abgrenzung der Strauchschicht. Generell bezeichnet man alle verholzten Pflanzen mit mehr als einer Sprossachse aus dem Wurzelstock als Sträucher. Die Obergrenze der Strauchschicht wird auf ca. 5 m festgelegt. Zu dieser Schicht gehören also auch junge Bäume, auf die die o. g. Strauchdefini-tion jedoch nicht zutrifft.

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Dachgeschoss:Baumschicht

2. Obergeschoss:Strauchschicht

1. Obergeschoss:Krautschicht

Erdgeschoss:Moosschicht

Keller:Wurzelschicht

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Wälder sind verschieden

Unterrichtsplanung

BasisSB S. 14/15

Methodische HinweiseAusgehend von den Bildern können die Schülerinnen und Schüler in einem ersten Schritt typische Waldtypen be-schreiben, wobei die Bildunterschriften bereits Hinweise auf die jeweiligen Standortansprüche enthalten. Die Schü-lerinnen und Schüler erkennen: „Den Wald“ gibt es nicht, Wälder sind verschieden. Bei dem Steckbrief (Aufgabe 3) geht es vor allem um die im Text genannten Standortansprüche der Baumarten. Dabei sollten auch die Bilder mit einbezogen werden, denn sie liefern Informationen über das Aussehen der Rin-de. Auch Baumbestimmungsbücher können evtl. als Hilfe-stellung ausgelegt werden. Aufgabe 6 ermöglicht eine weiterführende Auseinandersetzung mit dem teils kontro-versen Thema „Forstwirtschaft vs. Naturschutz“ und kann in Form eines Referates oder einer Präsentation erarbeitet werden. Das Thema eignet sich für ein projektorientiertes Arbeiten, wobei aus unterschiedlichen Naturmaterialien (Äste, Moos etc.) Modelle unterschiedlicher Waldtypen gestaltet und im Rahmen einer Ausstellung gegenübergestellt wer-den können.

Sprachbewusster UnterrichtDie Texte auf dieser Doppelseite sind für Schülerinnen und Schüler mit geringen Deutschkenntnissen aufgrund der vielen Fachbegriffe sehr anspruchsvoll. Es ist daher ange-bracht, vereinfachte Sachtexte anzubieten, welche in ein-facher Sprache die Unterschiede zwischen einem naturna-hen Wald und einem reinen Wirtschaftswald gegenüberstellen. Es bietet sich an, zwei typische Bildvor-lagen auszudrucken (z. B. Foto aus dem Nationalpark Bay-erischer Wald vs. Foto einer Fichtenmonokultur), welche dann mit den Sachtexten verglichen werden können. Um die wichtigsten Informationen zu den verschiedenen Waldtypen anschaulich zusammenzufassen, kann von den Schülerinnen und Schülern ein Lapbook angefertigt wer-den. Zahlreiche Vorlagen dafür finden sich im Internet.

Differenzierung

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe0 2, $ 3, $ 4

Aufgabe$ 4, . 5, . 6

Aufgabe0 1

Text

Bild 1–4

R I

Materialien R I Naturmaterialien wie z. B. Äste, Moose, Blätter, Steine

Aufgabenlösungen

Es gibt verschiedene Waldtypen in Deutschland, weil der Boden, die Wasserversorgung, der Lichteinfall und das Klima an den verschiedenen Orten unterschiedlich sind und weil der Mensch unterschiedlich stark in die Wälder eingegriffen hat.

Die Nadelbäume stehen hier sehr dicht. Auf den Waldboden fällt deshalb das gesamte Jahr über nur we-nig Licht. Eine artenreiche Kraut- oder Strauchschicht kann dort nicht gedeihen.

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Stieleiche: großer Baum, rissige Borke, wächst auf sandigen, mineralstoffarmen BödenBirke: weiß-schwarze Rinde, mittelhoher Baum, braucht viel Licht, wächst auf sandigen, mineralstoff-armen BödenRotbuche: großer Baum mit glatter grauer Rinde, siedelt gern auf kalkhaltigen BödenErle: mittelhoher Baum, raue graue Rinde, kann Bodennässe gut ertragen Fichte: Nadelbaum, raue graue Rinde, wächst sehr schnell[Lesestrategie Nr. 6]

Die dichten Baumkronen der Rotbuchen lassen im Sommer nur wenig Licht auf den Waldboden gelan-gen. Frühblüher nutzen den hohen Lichteinfall im Frühjahr, wenn die Bäume noch blattlos sind und die Temperaturen ein Wachsen und Blühen erlauben.

Die Menschen haben Waldflächen gerodet, um Acker- und Weideflächen zu gewinnen. Außerdem benö-tigten sie viel Holz und pflanzten daher Bäume an, die – wie die Fichten – schnell wuchsen und bald „ge-erntet“ werden konnten.

Bei der „naturnahen Waldwirtschaft“ wird darauf geachtet, dass im Wald nur solche Baumarten wach-sen, die an dem Standort von Natur aus wachsen würden. Eine Waldfläche wird nicht auf einmal geschla-gen, sondern es werden jeweils nur einzelne Bäume entfernt und diese durch passende Arten ersetzt.

Zum Thema

Während der letzten Eiszeit bedeckten Gletscher den Osten Schleswig-Holsteins, Mecklenburgs und Teile Brandenburgs. Niedersachsen wurde vom Inlandeis nicht mehr erreicht und war überwiegend von einer baumlosen Tundra bedeckt.Mit dem Rückzug der Gletscher nach Norden konnten von Süden und Südwesten her allmählich ver-schiedene Baumarten einwandern. Welche Arten sich schließlich dort dauerhaft ansiedelten, hing von Umweltfaktoren wie der Höhenlage, der Bodenbeschaffenheit, dem verfügbaren Wasser und dem loka-len Klima ab. Somit sah der bei uns ursprüngliche Wald (Urwald) in den verschiedenen Gebieten sehr unterschiedlich aus. Die im Text des Schülerbuches genannten Waldtypen charakterisieren kurz einige dieser natürlich vorkommenden Typen. Es gibt heute in Mitteleuropa keinen Wald, der nicht mehr oder weniger stark vom Menschen beein-flusst wurde. Dieser hat die Baumarten angepflanzt, die er am besten nutzen konnte. So entstanden in vielen Regionen großflächige Fichtenmonokulturen. Auch Schadstoffe aus der Luft beeinflussen die Wälder.

Ergänzende Materialien

L Bergau, M., Müller, H., Probst, W., Schäfer, B.: Streifzüge durch Dorf und Stadt. Bestimmungsbuch Pflanzen. Ernst Klett Verlag (125540), Stuttgart 2000

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Laubbäume – Nadelbäume

Unterrichtsplanung

Basis SB S. 16

Methodische HinweiseDie Lehrkraft sollte als Einstieg und für die Erarbeitungs-phase mehrere Kiefern- und Eichenzweige für die Schüle-rinnen und Schüler als Anschauungsobjekte bereithalten. Durch das Betrachten können die Lernenden erste Ge-meinsamkeiten und Unterschiede entdecken, die dann anhand der Bilder 1 und 2 weiter differenziert werden können.Aufgabe 3 verlangt nach einer zusätzlichen Recherche und kann mithilfe der Extra-Seite (▻ SB, S. 17) beantwortet werden.

Sprachbewusster UnterrichtDie Kiefer ist eine weit verbreitete Baumart, die viele Schülerinnen und Schüler zumindest schon einmal gese-hen haben. Lernende, die aus anderen Ländern zugezogen sind, können typische Bäume ihrer Herkunftsländer vor-stellen und dabei auch die muttersprachlichen Begriffe benennen.

Differenzierung

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe0 1, $ 2

Aufgabe$ 2, . 3

Bild 1, 2

Text

KV I

R I

EXTRAS. 17

Materialien R I Zweige von Kiefer und EicheKV I Die Waldkiefer. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2, Ausgabe A (069011), KV 2

Aufgabenlösungen

– Die Blätter der Nadelbäume heißen Nadeln. Sie vertragen Trockenheit und Kälte. – Nadelbäume sind immergrün und werfen ihre Nadeln im Herbst nicht ab (Ausnahme: Lärche). – Nadelbäume tragen Zapfen, in denen die Samen reifen.

Laubbäume Nadelbäume

bilden Laubblätter bilden Nadeln

sind sommergrün oder immergrün sind meistens immergrün

werden durch den Wind oder Insekten bestäubt werden durch den Wind bestäubt

Früchte enthalten die Samen Zapfen enthalten die Samen

vertragen Trockenheit und Kälte

[Lesestrategie Nr. 6] Nadelblätter besitzen eine kleine Oberfläche, die zudem mit einer dicken Wachsschicht (Kutikula) über-zogen ist. So sind sie gut gegen Witterungseinflüsse geschützt. Über die kleine Oberfläche verdunsten Nadeln weniger Wasser als Laubblätter, was bei Trockenheit und Frost ein Vorteil ist. Nadelblätter besit-zen außerdem verdickte Zellwände und in die Zelle eingelagerte Frostschutzstoffe.

Zum Thema

Die Nadelbäume gehören wie der Ginkgo zu den Nacktsamern (Gymnospermen). Im Unterschied zu den Bedecktsamern (Angiospermen) liegen bei ihnen die Samenanlagen nicht in einem geschlossenen Fruchtknoten. Dies ist ein ursprüngliches Merkmal innerhalb der Samenpflanzen. Bei den Nadelbäumen

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entwickeln sich auf jeder Schuppe eines Zapfens zwei frei liegende Samenanlagen. Aus den reifen Zapfen fallen die Samen heraus. Bei Nadelbäumen sind die Blätter zu Nadeln umgewandelt.


F Unsere Bäume: Lebendiger Lebensraum. FWU-Onlinemedium (5511345), 19 min/f

Vergleich von Laub- und Nadelblatt

Methodische Hinweise

Ausgehend von den Bildern 1 und 2 oder von mitgebrachten Realobjekten befassen sich die Schülerin-nen und Schüler anhand dieser Extra-Seite mit dem Aufbau von Laub- und Nadelblättern. Schnell dürfte die unterschiedliche Form und Oberflächengröße auffallen, die Fragen nach der Funktion und der An-passung an den Standort aufwerfen. Den Schülerinnen und Schülern sollte möglichst die Gelegenheit gegeben werden, originale Blattquer-schnitte (ggf. Fertigpräparate) zu mikroskopieren und diese mit der idealtypischen Darstellung in Bild 2 im Schülerbuch zu vergleichen.

Aufgabenlösungen

Laubblätter Nadelblätter

weich härter als Laubblätter

große Oberfläche kleine Oberfläche

Querschnitt flach Querschnitt rundlich

Spaltöffnungen nicht eingesenkt Spaltöffnungen eingesenkt

dünne Wachsschicht (Kutikula) dicke Wachsschicht (Kutikula)

Leitungsbahnen netzförmig angelegt Leitungsbahnen zentral gebündelt angelegt

verdunsten relativ viel Wasser verdunsten relativ wenig Wasser

werden im Herbst abgeworfen überdauern Herbst und Winter (Ausnahme: Lärche)

Lebensdauer von einigen Monaten Lebensdauer von vielen Jahren


Nadelblätter haben eine kleinere Oberfläche, eine dickere Kutikula und in die Epidermis eingesenkte Spaltöffnungen.

Bevor die Laubbäume im Winter die Blätter abwerfen, werden wertvolle Stoffe in Speichergeweben bis zur nächsten Wachstumsperiode zwischengelagert. Zuerst wird das grüne Chlorophyll entzogen und es bleiben die gelblich-roten Carotinoide sowie der rote Farbstoff Anthocyan in den Blättern zurück. Das Ergebnis sind die typischen gelben und roten Herbstfarben der Laubblätter. Sind auch diese Stoffe abge-baut, ist nur noch das braune, trockene Laub übrig. Nun bildet sich eine Korkschicht zwischen Blatt und Baum aus. Das Blatt fällt ab.

Zum Thema

Nadeln sind die modifizierten Blätter der Nadelbäume. Sie besitzen eine kleine Oberfläche, die zudem mit einer dicken Wachskutikula überzogen ist. So sind die Nadelblätter gut gegen Witterungseinflüsse geschützt. Über die kleine Oberfläche verdunsten Nadeln weniger Wasser als Laubblätter, sodass Nadel-bäume eher an trockene Standorte angepasst sind. Die meisten Nadelbäume sind frosthärter als Laub-bäume, da sie besondere Plasmastoffe in ihren Zellen eingelagert haben.

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Moose speichern Wasser

Unterrichtsplanung

Basis SB S. 18

Methodische HinweiseAls Einstieg sollten Realobjekte (Moose, möglichst in feuchtem und trockenem Zustand) zur Verfügung stehen. So können die Schülerinnen und Schüler einen ersten hap-tischen Eindruck von der Beschaffenheit einer Moospflan-ze gewinnen, um anschließend mit Versuch 1 die Fähigkeit eines Moospflänzchens, über seine gesamte Oberfläche Wasser aufzunehmen, festzustellen. Der Abschnitt „Moose sind Sporenpflanzen“ vermittelt zu-sammen mit Bild 1 einen Einblick in die recht komplexe Fortpflanzung der Moose. Er eignet sich besonders für leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler. In einer weiteren Unterrichtsstunde sollten sich die Schü-lerinnen und Schüler mit der Frage beschäftigen, wie groß die Wasserspeicherkapazität von Moosen ist (KV I bzw. KV II Inklusion) und daraus Folgerungen zur Bedeutung der Moose für den Waldboden (Wasserspeicher, Schutz vor Erosion) ableiten.

Sprachbewusster UnterrichtMithilfe von Satzbausteinen können die Schülerinnen und Schüler Eigenschaften der Moose unter Verwendung ver-schiedener Adjektive (trocken, braun, feucht, nass, grün) beschreiben.

Differenzierung

Lernweg 1 Lernweg 2

Versuch 1

R I

Materialien R I Moospolster, z. B. vom FrauenhaarmoosKV I Moose – kleine Pflanzen, große Wirkung. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2,

Ausgabe A (069011), KV 3KV II Wie viel Wasser speichert Moos? Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 25

Text Zeile 1–16 und Zeile 30–32, Bild 2

Aufgabenlösungen

Das einzelne kleine Moospflänzchen besitzt im unteren Bereich Wurzelhärchen, welche die Aufgabe von Wurzeln übernehmen. An dem Stämmchen sitzen zahlreiche dünne Blättchen. An der Spitze des Moos-pflänzchens entwickelt sich eine Sporenkapsel mit Sporen, die der Fortpflanzung dienen.

Moose nehmen über ihre gesamte Oberfläche Wasser auf und speichern es in ihren Zellen. Auch zwischen den Blättchen sammeln sich Wassertropfen. Ein vollgesogenes Moospolster gibt das Regen-wasser erst nach und nach wieder an den Boden ab. Es hält so den Waldboden feucht.

Moose können Schadstoffe, wie z. B. Schwermetalle und Feinstaubpartikel, direkt aus der Luft aufneh-men. Diese Schadstoffe lassen sich in den Zellen von Moospflänzchen im Labor nachweisen. Deshalb dienen Moose teilweise als Bioindikatoren für die Schadstoffbelastung der Luft in einem bestimmten Gebiet. Ob Moose dadurch die Luftqualität tatsächlich verbessern, wird noch erforscht. Stellwände aus Moos zum Zweck der Feinstaubreduzierung brachten bisher nicht die erwünschten Effekte.

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Aufgabe$ 2, . 3Text Zeile 17–29, Bild 1

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KV IIInklusion

KV I

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Ökosystem Wald 1

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Versuch

Vor der Versuchsdurchführung sollten die Schülerinnen und Schüler Hypothesen zu den möglichen Ver-suchsergebnissen formulieren. Die trockenen Moospflänzchen (man sollte sie vorher auf der Fenster-bank etwas eintrocknen lassen) werden in beiden Proben wieder sattgrün. Daraus kann der Schluss gezogen werden, dass Wasser sowohl über die Wurzelhärchen als auch über die anderen Pflanzenteile aufgenommen wird. Der Versuch gibt keinen Aufschluss über die Menge des aufgenommenen Wassers. Hierzu können die Schülerinnen und Schüler einen weiteren Versuch entweder selbst planen (eine grö-ßere Menge trockenen Mooses wiegen, danach für einige Minuten in Wasser tauchen, kurz abtropfen lassen und dann erneut wiegen) oder die Kopiervorlage I bzw. II nutzen. Moose können die sechs- bis siebenfache Menge ihres Trockengewichts an Wasser aufnehmen.

Zum Thema

Moose besiedeln fast alle Lebensräume der Erde, sind aber für ihre Fortpflanzung auf eine feuchte Um-gebung angewiesen. Daher findet man sie sehr häufig in feuchten und schattigen Wäldern. Die meisten Moose besitzen kein Leitgewebe, durch das sie Wasser von den Wurzelhärchen nach oben transportie-ren können. Das Wasser wird, ähnlich wie bei einem Schwamm, über ihre gesamte Oberfläche aufge-nommen und verteilt sich in der Pflanze nur langsam durch Diffusion, Kapillarkräfte und Plasma-strömungen.Viele Moospflänzchen bilden zusammen ein Moospolster, das viel Wasser aufnehmen und speichern kann. Manche Moose besiedeln karge Untergründe, wie z. B. Felsen, und spielen als Pioniere eine Rolle bei der Erstbesiedlung von Lebensräumen und bei der Bodenbildung. Es gibt auch Moosarten, die sich als Standortanzeiger eignen; hierzu zählen die Torfmoose, die nur auf saurem Boden wachsen.


F Pflanzenkunde: Blütenlose Pflanzen: Algen, Moose und Farne. FWU-Onlinemedium (5511260), 20 min/f

Wald-Pflanzen bestimmen und dokumentieren

Versuche

Borkenabdrücke abnehmenFür die Erstellung von Borkenabdrücken eignen sich grundsätzlich alle Baumarten. Es ist darauf zu achten, dass die Borke trocken ist, da das Papier sonst nass wird und reißt.

Laubblätter konservierenIm Rahmen eines fächerübergreifenden Unterrichts können im Werk- bzw. Technikunterricht auch Pflan-zenpressen aus Holz hergestellt werden. Man benötigt dafür etwas dickeres Holz (z. B. Zuschnitte aus OSB-Platten), Feingewindeschrauben und passende Flügelmuttern mit Unterlegscheiben. Zahlreiche Anleitungen dazu finden sich im Internet.

Eine Pflanzenkarte erstellenVor der Kartierung ist unbedingt die Erlaubnis des Waldbesitzers einzuholen. Zudem ist auf ein umsichti-ges Verhalten zu achten, um Beschädigungen der Flora zu vermeiden. Es ist sinnvoll, sich bei der Unter-suchung auf einige wenige Pflanzenarten zu beschränken, damit die Kartierung übersichtlich bleibt. Zudem sollte die Lehrkraft das „Untersuchungsgebiet“ bereits kennen, damit sie die Schülerinnen und Schüler bei der Bestimmung der Pflanzen unterstützen kann.

Werkstatt SB S. 19

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Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung. Die Schülerinnen und Schüler werten ihre Pflanzenkarten aus und können auf dieser Grundlage erste quantitative Aussagen treffen.

2. Individuelle Lösung. Mithilfe der Infografik auf den Schülerbuchseiten 12/13 versuchen die Schülerin-nen und Schüler, die kartierten Pflanzen den entsprechenden Schichten des Waldes zuzuordnen.

3. Verschiedene Pflanzen haben verschiedene Standortansprüche: Einige Arten benötigen viel Licht und wachsen entsprechend nur auf gut belichteten Flächen, während andere Arten, wie z. B. Farne und Moose, weniger Licht benötigen und daher auch an schattigen Plätzen gut gedeihen.Pflanzen, die sich vegetativ vermehren können, z. B. durch Tochterzwiebeln oder durch Rhizome, stehen oft in Gruppen dicht beieinander. Beispiele dafür sind das Waldveilchen oder das Buschwindröschen. Pflanzen, die ihre Samen mit dem Wind oder mithilfe von Tieren ausbreiten, wachsen dagegen oft in einem größeren Abstand zueinander.

Pilze – weder Tiere noch Pflanzen


Als Anschauungsmaterial können z. B. Champignons dienen. Die Schülerinnen und Schüler können dar-an die Lamellen und die Struktur des Fruchtkörpers gut erkennen. Legt man einen reifen Hut ohne Stiel auf ein weißes Blatt Papier und lässt ihn dort einige Zeit liegen, bilden die braunen Sporen auf dem Blatt ein deutliches Radspeichenmuster. Zusätzlich bieten sich mikroskopische Fertigpräparate an, um den Feinbau des Mycels betrachten und beschreiben zu lassen. Sollten keine Realobjekte zur Verfügung stehen, können die Schülerinnen und Schüler mithilfe des Fotos (Bild 3) bereits die typische Gliederung eines Pilzfruchtkörpers in Stiel und Hut erkennen. Zudem gibt das Foto einen Hinweis auf die Ernährungsweise von Pilzen (Standort auf einem morschen Baum-stumpf).

Aufgabenlösungen

Pilze bestehen aus dem oberirdischen Fruchtkörper und dem weitverzweigten Mycel im Boden. Der Fruchtkörper besteht meistens aus einem Stiel und einem Hut. Im Fruchtkörper werden Sporen gebil-det. Die Sporen dienen der Fortpflanzung. Wenn sie reif sind, fallen sie heraus und werden vom Wind verbreitet.

Pilze werden als Fäulnisbewohner bezeichnet, denn sie besiedeln im Wald abgestorbene Pflanzenteile wie z. B. Holz oder abgefallene Blätter. Beim Abbau der toten Biomasse entsteht Humus, aus dem Pflanzen die für ihr Wachstum notwendigen Mineralstoffe beziehen.

Individuelle Lösung. Biologen teilen die Lebewesen in fünf Reiche ein: kernlose Einzeller (Bakterien), kernhaltige Einzeller, Pflanzen, Pilze und Tiere.

Zum Thema

Nach der gängigen Systematik ordnet man Pilze heute in ein eigenes Reich ein. Sie stehen zwischen den Pflanzen, zu denen man sie ursprünglich zählte, und den Tieren. Die Begründung ist u. a. das Vorkommen von Inhaltsstoffen, die man nur in Pilzen und bei Tieren findet: Pilze besitzen Chitin (wie die Glieder-füßer) in den Zellwänden und Kohlenhydrate werden als Glykogen statt wie bei den Pflanzen als Stärke gespeichert. Pilze enthalten zudem kein Chlorophyll und ernähren sich heterotroph. Das kann in Form von Symbiosen, saprophytisch (Fäulnisbewohner) oder auch parasitisch erfolgen. Die Pilzzellen werden allerdings wie bei den Pflanzen von einer Zellwand begrenzt. Diese ist jedoch anders aufgebaut als bei Pflanzen. Die Fortpflanzung der Pilze erfolgt über Sporen. Der Mechanismus der Sporenbildung ist kompliziert und wird deshalb im Schülerbuch nicht dargestellt.

Extra SB S. 20

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KV Rätselhafte Pilze. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 38R Champignons oder andere SpeisepilzeR mikroskopisches Fertigpräparat eines PilzmyzelsF Pilze. FWU-Onlinemedium (5511079), 18 min/f

Ein Lebensraum für Tiere

Unterrichtsplanung

Basis SB S. 21

Methodische HinweiseZum Einstieg kann ausgehend von den Bildern 1 bis 4 das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler aktiviert werden. Die Aufgabe 1 ermöglicht eine kreative Auseinanderset-zung mit den im Text beschriebenen Tieren und ihren typi-schen Lebensräumen. Die Bearbeitung von Aufgabe 2 erfordert entweder ein entsprechendes Vorwissen über andere Tiere oder eine eigenständige Recherche. Die Auf-gabe 3 wendet sich an besonders interessierte Schülerin-nen und Schüler. Sie trainiert u. a. die Kompetenz, die An-gepasstheit ausgewählter Organismen an die Umwelt (hier: vom Menschen geprägte Kulturlandschaft) zu beschreiben und zu erklären.Mit der nachfolgenden Material-Seite (▻ SB, S. 22) kann anhand von zwei Beispielen, dem Buntspecht und dem Eichhörnchen, ein vertiefter Einblick in die Lebensweise typischer Waldtiere gewonnen werden.

Sprachbewusster UnterrichtDie auf der Seite abgebildeten Tiere sind weitverbreitet und wahrscheinlich den meisten Lernenden bekannt. Als Hilfe zum Textverständnis und zur Erstellung der Steck-briefe (Aufgabe 2) eignen sich Bildkärtchen mit den pas-senden Wörtern auf der Rückseite, welche den vier Tieren zugeordnet werden können (Fuchs: Strauchschicht, Maus, Fuchsbau; Regenwurm: Erde, Reste eines zersetzten Laub-blattes, Amsel (Fressfeind); Eichhörnchen: Haselnuss, Ko-bel, Zapfen mit Fraßspur; Buchfink: Vogelnest, Baumkrone, Bucheckern (Nahrung)).

Differenzierung

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe0 1, $ 2

Aufgabe$ 2, . 3

Text

Bild 1–4

MATERIAL S. 22

Aufgabenlösungen

Individuelle Lösung. Die Infografik auf den Schülerbuchseiten 12/13 kann unterstützend herange zogen werden.

Beispiellösung:Assel: bis 1,5 cm groß, gehört zu den Krebstieren, benötigt feuchte Umgebung, ernährt sich von abge-storbenen Pflanzenteilen, Fressfeinde sind z. B. Kröten und VögelMaulwurf: bis 20 cm groß, gehört zu den Säugetieren, ernährt sich von Insekten und Regenwürmern, baut einen verzweigten unterirdischen Bau, Fressfeinde sind z. B. Füchse, Eulen und Greifvögel[Lesestrategie Nr. 7]

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Weil der natürliche Lebensraum von Füchsen in Europa zurückgeht, weichen die Tiere in andere Lebens-räume aus. Als Allesfresser finden sie in menschlichen Siedlungen ausreichend Nahrung in Form von weggeworfenen Essensresten, aber auch von Mäusen und Ratten. Weitere Beispiele für Kulturfolger sind Feldhase, Amsel, Turmfalke, Haussperling, Igel und Waschbär.


L Oftring, B., Haag, H.: Das große Waldbuch. Bestimmungsbuch. Coppenrath, Münster 2019

Angepasstheiten von Tieren und Pflanzen

Unterrichtsplanung

3 .

Material SB S. 22/23

Methodische HinweiseThema dieser Material-Doppelseite ist die Angepasstheit von Tieren und Pflanzen an ihre Umwelt. Am Beispiel von Eichhörnchen und Buntspecht (Material 1 und 2) gelangen die Schülerinnen und Schüler zu der Erkenntnis, dass nicht nur der Körperbau, sondern auch das Verhalten eines Tie-res an die Umweltbedingungen angepasst ist. Versuch 3 auf nachfolgender Werkstatt-Seite (▻ SB, S. 27), bei dem es um einen Vergleich von Fraßspuren an Zapfen geht, kann sich hier ggf. anschließen.Mit Material 3 setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den spezifischen Wachstumsbedingungen verschiede-ner Pflanzen auseinander. Die Aufgabe 3c) wendet sich vor allem an leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler. Über die Beschäftigung mit der Frage können sie zu der Er-kenntnis gelangen, dass in den Naturwissenschaften jede Schlussfolgerung kritisch überprüft werden muss. Interes-sierte Schülerinnen und Schüler finden auf den nächstfol-genden Extra-Seiten (▻ SB, S. 28 bis 30) weitere Beispiele für die vielfältige Angepasstheit von Tieren an unter-schiedliche Lebensräume.

Sprachbewusster UnterrichtDie Materialien 1 und 2 können kopiert und anschließend zerschnitten werden. Die Schülerinnen und Schüler lesen die einzelnen Textabschnitte und ordnen sie den passen-den Bildausschnitten zu. Die farblich hervorgehobenen Begriffe können in ein Vokabelheft aufgenommen und im Rahmen der Sprachförderung nach Wortarten (Verben und Nomen) sortiert werden.

Differenzierung

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe. 3c)EXTRAS. 28, 29, 30

WERKSTATT S. 27, Versuch 3

Material 1

Material 2

Material 3

Aufgabe0 1a), $ 1b)

Aufgabe0 2a), $ 2b)

Aufgabe0 3a), $ 3b)

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Aufgabenlösungen

Beispiellösung:1

0 a)

kletter

n

Krallen geben haltNüsse und Samen knacken

Nagezähne mit scharfen Kanten

Zähne wachsen ein Leb

en lan

g

balancieren und springen

kräftige Hinterbeine

Schwanz als

SteuerruderEichhörnchen

Während der Winterruhe reduziert das Eichhörnchen seine Aktivität und spart somit wertvolle Energie. Phasen der Ruhe und des Schlafes werden aber immer wieder unterbrochen, um die im Herbst versteckte Nahrung auszugraben und zu fressen. Anders als beim Winterschlaf wird die Körper-temperatur bei der Winterruhe nicht abgesenkt. [Lesestrategie Nr. 6]

Mithilfe des scharfen, spitzen Schnabels kann der Buntspecht zum einen Nüsse und Zapfen aufmeißeln und zum anderen gegen Baumstämme trommeln, um sein Revier anzuzeigen.Kletterfüße mit gegenüberstehenden Zehenpaaren dienen zum Klettern am Baumstamm. Dabei stützt sich der Buntspecht mit dem stabilen Stützschwanz am Stamm ab.Gemeinsamkeiten: Krallen an den Füßen ermöglichen das geschickte Klettern am Baum. Früchte des Waldes (Nüsse, Zapfen) dienen als Nahrung.Beide halten sich hauptsächlich am Stamm und im Kronenbereich der Bäume auf.Unterschiede: Der Schwanz dient beim Eichhörnchen u. a. als Steuerruder und zum Balancieren, beim Buntspecht als Stütze.Das Eichhörnchen knackt Nüsse mithilfe der scharfen Nagezähne, der Buntspecht meißelt sie mit dem Schnabel auf.Das Eichhörnchen springt von Baumkrone zu Baumkrone, der Buntspecht überwindet große Distanzen im Flug.

Eine Zeigerpflanze braucht ganz bestimme Umweltbedingungen zum Wachsen (z. B. bezogen auf die Bodenzusammensetzung oder die Lichtverhältnisse). Ihr Vorkommen an einem Ort lässt daher Rück-schlüsse auf die dort herrschenden Umweltbedingungen zu.Die Brennnessel wächst besonders gut auf stickstoffreichen Böden.Der Waldsauerklee kommt mit wenig Licht aus und gedeiht auf sauren Böden.Den Waldmeister findet man auf Böden, die locker und feucht sind.Das Drüsige Springkraut bevorzugt feuchte Stellen und lehmige Böden.Der Breitblättrige Wegerich ist sehr robust und wächst sogar in Pflasterritzen und auf verdichteten Böden.Von einer einzelnen Brennnesselpflanze kann nicht automatisch auf den Stickstoffgehalt des Bodens geschlossen werden. Wenn an einer Stelle sehr viele Brennnesseln wachsen, ist die Wahrscheinlichkeit jedoch hoch, dass der Boden dort reich an Stickstoff ist. Die Tatsache, dass eine Zeigerpflanze einen be-stimmten Boden bevorzugt, bedeutet im Umkehrschluss nicht, dass sie nicht auch auf anderen Böden vorkommt, denn Pflanzen wachsen nicht nur unter Idealbedingungen.

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Zum Thema

Angepasstheiten von Tieren und Pflanzen an ihre Umwelt entstehen im Verlauf der Evolution durch Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt einerseits und den Wechselwirkungen zwischen den Organismen untereinander andererseits. Durch die Anpassung an gleiche oder ähnliche Umweltbedingungen kann es bei unterschiedlichen Arten zu Ähnlichkeiten im Körperbau kommen. Beispiele für sogenannte analoge Organe sind die Flossen der Fische und die Flossen der Wale. Beide haben eine ähnliche Funktion, sind vom Grundbauplan her aber verschieden. Einige Tierarten können ihr Verhalten sehr gut an sich verändernde Umweltbedingungen anpassen (Beispiel Kulturfolger), während andere Organismen so stark auf bestimmte Umweltbedingungen spezialisiert sind, dass sie schon durch kleine Veränderungen vom Aussterben bedroht sein können (z. B. Moore besiedelnde Tier- und Pflanzen-arten).


F Mit den Eichhörnchen durch das Jahr. Lingua Video Medien GmbH, DVD, 25 min/f F Ökologie: Bioindikatoren – Zeigerorganismen. FWU-Onlinemedium (5511262), 19 min/f

Ameisen – ein Leben im Staat

Unterrichtsplanung

Basis SB S. 24

Methodische HinweiseEinige Schülerinnen und Schüler haben vielleicht schon einmal einen Ameisenhaufen gesehen und können ihre Erlebnisse dazu mitteilen. Dies kann einen motivierenden Einstieg in das Thema darstellen, bevor mit den Bildern und dem Text der Seite gearbeitet wird.Die Erstellung eines Quiz (Aufgabe 2) setzt eine intensive Beschäftigung mit dem Text voraus. Die Formulierung der Fragen und die Durchführung des Quiz kann als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen. Aufgabe 3 erfordert den sprichwörtlichen „Blick über den Tellerrand“ und somit eine kleine Recherche. Eventuell können interessierte Schülerinnen und Schüler hierzu auch einen Experten/eine Expertin befragen. Als Abschluss oder auch zur Einstimmung auf das Thema kann eine Exkursion unternommen werden. Naturschutz-einrichtungen bieten auf Anfrage themenbezogene Führungen an.

Sprachbewusster UnterrichtAls Unterstützung bei der Erstellung von Quizfragen kön-nen Aussagesätze fragmentiert vorgegeben werden, wie z. B. „Die – Ameisenkönigin – legt – Eier.“ Um daraus eine Frage zu bilden, ordnen die Schülerinnen und Schüler die Satzbausteine mithilfe der Lehrkraft oder eines Team-partners neu: „Legt – die – Ameisenkönigin – Eier?“

Differenzierung

Lernweg 1 Lernweg 2

Materialien KV I Die Rote Waldameise. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2, Ausgabe A (069011), KV 4KV II Ameisen – gemeinsam sind sie stark. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628),

S. 39

Aufgabe. 3

Text

KV I

Bild 1, 2

KV IIInklusion

Aufgabe0 1

Aufgabe$ 2

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Aufgabenlösungen

Wächterinnen: bewachen, öffnen und schließen die Eingänge, regeln die Temperatur und BelüftungSammlerinnen: tragen Baumaterial und Nahrung herbeiandere Arbeiterinnen: kümmern sich um die BrutKöniginnen: legen EierMännchen: befruchten die Königinnen

Individuelle Lösung. Beispiele für Quiz-Fragen: Welche Mitglieder des Ameisenstaates sorgen für die Durchlüftung des Ameisenhaufens? Wie viele Ameisen können in einem Ameisenhaufen leben? [Lesestrategie Nr. 2, Nr. 6]

Rote Waldameisen stehen unter Naturschutz. Aufgrund ihrer Rolle als Schädlingsbekämpfer im Wald werden sie gerade von Förstern zudem besonders geschätzt. Die Drahtgitter schützen die Ameisen-haufen und die darin lebenden Ameisen vor Beschädigungen durch Menschen und durch Tiere. Insbesondere Grünspechte dringen gern in Ameisenhügel ein und räubern die Eier und Puppen.

Zum Thema

Ameisen bilden eine Familie innerhalb der Ordnung der Hautflügler. Es gibt in Mitteleuropa viele verschiedene Arten, deren Sozialleben jedoch recht ähnlich verläuft. Für das Ökosystem Wald ist die Rote Waldameise von besonderer Bedeutung. Zu ihrer Nahrung gehören viele Insekten, die als Forstschädlinge gelten. Zudem breiten sie Pflanzensamen aus und tragen zur Bodenlockerung und Humusbildung bei.Es gibt zwei Arten: die Große und die Kleine Rote Waldameise. In einem Bau leben mehrere Königinnen. Der Zusammenhalt des großen Staates erfolgt hauptsächlich über Geruchsstoffe, die die Königinnen aus Drüsen am Kopf absondern. Auch beim Betrillern von Blattläusen werden vor allem Geruchsstoffe übertragen. Ameisen produzieren in einer Drüse im Hinterleib Ameisensäure. Diese spritzen sie auf vermeintliche Feinde. Vorher versuchen sie, mit ihren kräftigen Mandibeln den Feind zu verletzen. Auf der menschlichen Haut ruft die Ameisensäure ein Brennen hervor.


F Ameisen – Superhelden im Tierreich. Für 3. – 4. Klasse, sonderpädagogische Förderung. FWU-Onlinemedium (5511409), 16 min/f

Wir untersuchen und beobachten Insekten

Versuche

Bienen präparierenErgänzend zur oberflächlichen Betrachtung mit Lupe/Binokular kann für feine Strukturen zusätzlich das Mikroskop genutzt werden. In der Regel wird eine Arbeiterin präpariert. Sollten Drohnen oder aus-nahmsweise eine Königin vom Imker zur Verfügung gestellt werden können, bietet sich eine ver gleichende Vermessung der beschrifteten Strukturen an.

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Aufgabenlösungen:1.

FühlerKopf

Flügel

Hinterleib

Brust

6 Beine

2. Individuelle Lösung. Die Hinterbeine der Honigbiene sind die sogenannten Sammelbeine, die dem Sammeln und Transport des Pollens dienen. Aus der Zeichnung sollte die für Gliedertiere typische Gliederung des Beins in mehrere Abschnitte hervorgehen. Zudem sollten die erkennbaren Haar- bzw. dornartigen Strukturen gezeichnet werden (z. B. Bürsten, Pollenkamm, Pollenschieber).

Bau eines „Insektenhotels“Im Rahmen von Schutzmaßnahmen für Insekten bietet sich der Bau von geeigneten Brutplätzen und Unterschlupfen an, die relativ einfach mit Alltagsmaterialien von den Schülerinnen und Schülern selbst konstruiert werden können. Die Beobachtungen werden auf einem geeigneten Schulgelände oder im häuslichen Bereich durchgeführt.

Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung.Mögliche Beobachtungshilfe mit beispielhaften Einträgen:

Datum Beobachtung oder bestimmte Insektenart

Marienkäfer

Ohrwürmer

Wildbienen

2. Individuelle Lösung. Siehe Lösung zur Aufgabe 1, Spalte 2. Bei der Untersuchung der Insekten muss natürlich besonders darauf geachtet werden, dass diese nicht gestört oder verletzt werden, auch wenn das Bestimmen der Tiere dadurch nur entsprechend ungenau ausfällt.

Gestaltwandel der InsektenAnhand von einfach zu haltenden Mehlkäferlarven lässt sich der Gestaltwandel von Insekten (Ei, Larve, Puppe, Imago) beobachten und dokumentieren. Diese Langzeitbeobachtung nimmt einen Zeitraum von 4 bis 6 Wochen in Anspruch, das Eistadium wird dabei ausgespart.

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Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung. Mögliche Protokollierhilfe mit beispielhaften Einträgen:

Kontrolle zu Beginn der …

Anzahl sonstige Beobachtungen

Larven Puppen Käfer

1. Woche

2. Woche

3. Woche

4. Woche

5. Woche

6. Woche

2. Individuelle Lösung. Folgende Hinweise zum Fotografieren der Entwicklungsstadien sind hilfreich: – Wähle eine einfarbige Unterlage, die sich farblich gut von der Farbe des Objekts abhebt. – Achte darauf, dass das Objekt gut beleuchtet ist. – Lege als Maßstab bei jedem Foto ein Lineal neben das Objekt.


L Oftring, Bärbel: Was krabbelt denn da? Kosmos Verlag, Stuttgart 2020

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Der Waldboden lebt

Unterrichtsplanung

Basis SB S. 26

Methodische Hinweise„Wohin verschwindet das ganze Laub, das im Herbst auf den Boden fällt?“ Um die Problemstellung zu veranschauli-chen, kann die Lehrkraft einen Eimer Laub auf einem Tuch ausbreiten oder das Bild eines Laubhaufens zeigen. Die Schülerinnen und Schüler äußern ihre Vermutungen (Ta-felanschrieb) und informieren sich anschließend mithilfe des Textes. Um die Aufgabe 2 lösen zu können, müssen die Schülerin-nen und Schüler ihr Vorwissen über die Ansprüche von Pflanzen aktivieren: a) Pflanzen benötigen Mineralstoffe zum Wachsen, b) Mineralstoffe, die im Boden in einer zu geringen Menge vorkommen, können durch das Düngen von außen zugegeben werden. Die Ursachen für einen Nährstoffmangel von Waldböden verlangen eine weiter-führende Recherche, die vor allem von leistungsstärkeren Schülerinnen und Schülern, z. B. im Rahmen eines Kurzre-ferates, geleistet werden kann. Auch die Aufgabe 3 erfor-dert eine eigenständige Recherche. Die Werte können in einer Tabelle gegenübergestellt und z. B. in Form eines Balkendiagramms präsentiert werden.Die angeschlossene Werkstatt-Seite (▻ SB, S. 27) bietet passende Versuche und praktische Untersuchungen zum Thema.

Sprachbewusster UnterrichtKopiervorlage II bietet einen vereinfachten Text und ein „Suchsel“, bei dem die Schülerinnen und Schüler die Wör-ter verschiedener Bodenlebewesen mithilfe von Bildern wiederentdecken und lernen.

Differenzierung

Materialien R I Eimer mit totem Laub oder ein Bild davonKV I Der Waldboden lebt. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2, Ausgabe A (069011), KV 5KV II Der Waldboden lebt. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 20KV III Der Waldboden lebt. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 37

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe$ 2, . 3

Aufgabe0 1, $ 2

KV IISprachstark

KV IIIInklusion

R I/Bild 1

Text

KV I

WERKSTATTS. 27

Aufgabenlösungen

Lochfraß: Zuerst fressen Schnecken, Milben und Springschwänze Löcher in die Blätter.Skelettfraß: Dann werden von Asseln, Fadenwürmern und Tausendfüßern die weichen Teile aus den Blättern gefressen.Humusbildung: Regenwürmer nehmen eine Mischung aus Bodenteilchen und Blattresten auf und tragen durch ihre Ausscheidungen zur Humusbildung bei.

Wenn Bäume im Wald gefällt und dann herausgeholt werden, findet die natürliche Zersetzung ihres Holzes und ihrer Blätter nicht mehr vor Ort statt. Dadurch werden dem Wald Nähr- und Mineralstoffe entzogen. Gerade bei intensiver Waldbewirtschaftung ist es daher mitunter notwendig, den Mangel durch Düngung auszugleichen.

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Laubblätter: 1–3 JahreNadelblätter: 3–4 JahreBaumrinde: 5 Jahre und mehr Die Zersetzungsdauer wird wesentlich beeinflusst durch die Anzahl und die Zusammensetzung der Bodenorganismen, durch die Bodenfeuchtigkeit, die Temperatur, den pH-Wert und durch die Durchlüf-tung (Sauerstoffversorgung) des Bodens. Sie hängt außerdem von der stofflichen Zusammensetzung des organischen Materials ab.

Zum Thema

Die Destruenten nehmen beim „Recycling“ im Waldboden eine Schlüsselposition ein. Einerseits zerklei-nern sie die organischen Bestandteile z. B. mithilfe ihrer Mundwerkzeuge (Beispiele: Schnecken, Asseln, Milben, Würmer); andererseits wandeln sie organische in anorganische Bestandteile um. Dieser Vor-gang findet bei den größeren Destruenten innerhalb des Darms statt. Während ein Teil der organischen Substanz für Stoffwechselprozesse genutzt wird, gelangen der andere Teil sowie anorganische Bestand-teile mit dem Kot in den Boden zurück. Die größte und wichtigste Gruppe der Destruenten bilden Pilze und Bakterien. Sie ernähren sich, indem sie Enzyme an ihre Umgebung abgeben, welche die organischen Substanzen aufspalten. Pilze zersetzen auf diese Weise z. B. die Holzbestandteile Cellulose und Lignin. Die durch die Enzymaktivität freigesetz-ten Abbauprodukte werden anschließend absorbiert. Als Folge dieser Zersetzungstätigkeit gelangen anorganische Bestandteile als pflanzenverfügbare Mineralstoffe in den Boden zurück.


F Ökosystem Boden. FWU-Onlinemedium (5511072), 18 min/f

Waldtieren auf der Spur

Versuche

Tiere zersetzen altes LaubIm Rahmen eines Unterrichtsganges bieten sich einzelne Stationen an, an denen die Schülerinnen und Schüler selbsttätig und handlungsorientiert arbeiten können bzw. das entdeckende Lernen in den Vor-dergrund gestellt wird. Geeignetes Exkursionsziel kann ein Mischwald mit hohem Laubbaumanteil sein, der eine angemessene Artenvielfalt bietet. Das mit Fraßspuren durchlöcherte Laub beherbergt eine Viel-zahl wirbelloser Tiere, welche die Blätter zersetzen.Selbstverständlich werden die Tiere der Natur nicht dauerhaft entnommen, sondern nach entsprechen-der Betrachtung und Bestimmung wieder am Fundort entlassen. Naturschutzrechtliche Bestimmungen sind dabei zu berücksichtigen.

Aufgabenlösung:1. Individuelle Lösung. Die Schülerinnen und Schüler tragen die Anzahl der gefundenen Tiere in eine

Tabelle ein.

Wir suchen RindenbewohnerIn der modernen Forstwirtschaft wird gezielt Totholz im Wald belassen, um den Kleinstlebewesen Lebensräume zu bieten und die Artenvielfalt zu stärken. Untersuchungen an Bäumen oder Stamm-resten sollten aus Gründen der Eigentumsrechte sowie der Sicherheit und Unfallverhütung grundsätz-lich nur in Absprache mit dem zuständigen Forstamt oder dem Waldeigentümer erfolgen.

Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung. Ergänzend zu einer detaillierten Zeichnung können die Fraßspuren auch durch

Auflegen eines Papiers und Schraffieren mithilfe eines Bleistifts dokumentiert werden.2. Individuelle Lösung. Die Fraßspuren des Buchdruckers sind vorrangig in der weichen Bastschicht zu

finden. Dort erkennt man einen längeren senkrechten Gang, von dem aus seitliche Nischengänge zur Eiablage gebohrt werden. Fraßspuren des Kupferstechers findet man eher in Holzabschnitten aus

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dem Kronenbereich. In diesen dünnen Rindenschichten entdeckt man eine zentrale „Rammel-kammer“, von der sternförmig angelegte Gänge wegführen.

Begehrte ZapfenDie Samen der Nadelbäume verbergen sich hinter den Schuppen der Zapfen. Sie dienen zahlreichen Tierarten als Nahrungsquelle. Jedes Tier nutzt dabei arttypische Techniken.

Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung. Die Maus bearbeitet den Zapfen sehr gründlich und lässt dort, wo sie gefressen hat, kaum Schuppenreste stehen. Das Eichhörnchen bearbeitet den Zapfen so, dass die Schuppen nicht komplett „abrasiert“ sind. Das Fraßbild wirkt im Vergleich mit den Fraßspuren der Maus weniger „ordentlich“. Die Schuppen bleiben weitgehend erhalten, stehen danach aber nach außen ab, sodass der Zapfen „zerzaust“ aussieht.2. Das Eichhörnchen hält den umgedrehten Zapfen zwischen den Vorderpfoten fest und benagt ihn Rei- he für Reihe. Die Maus nagt ebenso, jedoch am liegenden Zapfen, der bis zur Zapfenspitze hin genutzt wird. Der Buntspecht pickt nur die Samen aus den Zapfen heraus. Die Schnabelhiebe werden zwischen die einzelnen Schuppen gesetzt, sodass diese nach der Bearbeitung etwas abstehen. Zudem erleichtert sich der Specht oftmals die Tätigkeit, indem er die Zapfen in geeignete Ritzen einklemmt. Dies bezeichnet man als „Spechtschmiede“. Ergänzende Materialien

KV Der Waldboden lebt. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 37

Vielfalt in Gewässern


Der rote Faden dieser Doppelseite ist die Frage, wie Lebewesen unter Wasser atmen können. Es bietet sich ein problemorientierter Unterrichtseinstieg anhand der Bilder 1 und 2 an. Der Wasserläufer lebt auf der Wasseroberfläche und atmet daher Luft. Der Gelbrandkäfer ist offensichtlich auch ein Insekt, aber wie kann er unter Wasser atmen? Die Schülerinnen und Schüler können zu Beginn der Arbeit an dieser Doppelseite anhand der beiden Bilder Hypothesen entwickeln, wie der Gelbrandkäfer atmet. Dazu ist es sinnvoll, die Bilder mithilfe eines Overhead-Projektors oder Beamers zu präsentieren, denn die Frage wird im Text beantwortet.Auf diesen Seiten werden Lebewesen beschrieben, die die Schülerinnen und Schüler wahrscheinlich überwiegend nicht kennen. Stechmückenlarven findet man im Sommer in offenen Regenwasserfässern, kleinen Teichen oder wassergefüllten Eimern. Da sie Luftsauerstoff atmen, kann man sie ohne großen Aufwand zur Beobachtung in die Schule mitbringen.

Sprachbewusster Unterricht

Zu diesem Thema gibt es eine eigene Kopiervorlage zur Sprachförderung mit einem vereinfachten Text. DaZ-Schülerinnen und -Schüler übersetzen die darin verwendeten Fachbegriffe in ihre Muttersprache und lösen ein Rätsel zu den Atemstrategien der kennengelernten Tiere.

Aufgabenlösungen

Der Wasserläufer nutzt die Oberflächenspannung des Wassers. Wenn er sich über das Wasser bewegt, berühren die Enden der beiden hinteren Beinpaare die Wasseroberfläche. Die Beine sind mit wasser-abweisenden Härchen besetzt. Sie verhindern, dass der Wasserläufer zu tief in das Wasser einsinkt.

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Beispiellösung:Wasserspinne: Sie holt Luft von der Wasseroberfläche und platziert sie als Luftblase in einem Netz unter Wasser. Zum Atmen bedient sie sich an diesem Luftvorrat.Stechmückenlarve: Sie atmet durch ein Atemrohr Luft von der Wasseroberfläche. Kaulquappe: Die Kaulquappe atmet mithilfe von Kiemenbüscheln. Die Kiemen nehmen Sauerstoff aus dem Wasser auf und geben Kohlenstoffdioxid in das Wasser ab.Teichmuschel: Sie atmet mithilfe von Kiemen. Über einen schlauchförmigen Fortsatz saugt sie Wasser auf und leitet es zu den Kiemen.Wasserwürmer: Sie nehmen den im Wasser gelösten Sauerstoff direkt über die Hautoberfläche auf.

Muscheln nutzen ihre Kiemen zur Aufnahme von Sauerstoff und Abgabe von Kohlenstoffdioxid ( Atmung), aber auch, um Nahrungspartikel aus dem Wasser zu filtern (Ernährung).

Stechmückenlarven halten sich dicht an der Wasseroberfläche auf, weil sie durch ein Atemrohr Luft von der Wasseroberfläche atmen müssen.

Ein Gewässer beherbergt eine große Vielfalt von Tierarten. An den gemeinsamen Lebensraum haben sich die einzelnen Arten auf sehr verschiedene Weise angepasst. Sie nutzen innerhalb dieses Lebens-raums unterschiedliche Nahrungsquellen sowie Bereiche und Strukturen für die Nahrungssuche oder Fortpflanzung. Die Artenvielfalt hängt von mehreren Faktoren, z. B. von der Wasserqualität ab. In einem sauerstoffrei-chen, unbelasteten Gewässer ist die Artenvielfalt größer als in einem sauerstoffarmen, stark ver-schmutzten Gewässer.

Die Artenvielfalt in einem Ökosystem hängt von vielen Faktoren ab. Wichtige Einfluss faktoren sind kli-matische Bedingungen (Temperatur und Niederschläge), geologische Bedingungen (Gesteins- und Bo-dentypen), die Struktur des Lebensraums (Versteck- und Nistmöglichkeiten für Tiere) und das Nahrungs-angebot. Ein Lebensraum weist dann eine hohe Artenvielfalt auf, wenn verschiedene Tier- und Pflanzenarten darin eine ökologische Nische ausbilden können.

Zum Thema

Alle Insekten sind von einem Tracheensystem durchzogen. Einige wasserlebende Insekten und aquati-sche Larven bilden am Körperende ein Atemrohr aus, über das sie Luft in ihr Tracheensystem aufneh-men, um sich mit Sauerstoff zu versorgen. Wasserwanzen, der Wasserskorpion und Steckmückenlarven atmen auf diese Weise. Schwimmkäfer nehmen zu ihrer Sauerstoffversorgung einen Luftvorrat mit un-ter Wasser. Sie tauchen so weit auf, dass ihr Hinterende die Wasseroberfläche durchstößt. Die Luft dringt dabei zwischen die zusammengelegten Hautflügel, unter denen sich an den Hinterleibssegmenten die Atem öffnungen befinden. Bei vielen anderen aquatischen Insektenlarven ist das Tracheensystem nach außen völlig abgeschlossen. Sie nehmen den Sauerstoff aus dem Wasser auf und verfügen dazu über Tracheenkiemen. Diese bestehen aus einer sehr dünnen Chitinschicht mit großer Oberfläche, die von ei-ner sich verästelnden Trachee durchzogen wird. Beispiele sind die Larven der Eintagsfliegen und einige Köcherfliegenarten. Amphibien und Würmer können Sauer stoff über die Haut aufnehmen. Zusätzlich besitzen Amphibien in ihrer aquatischen Form Kiemen und als Landtiere Lungen.


KV Atemstrategien von Tieren im Wasser. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2, Ausgabe A (069011), KV 6

KV Atmen unter Wasser. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 25KV Atemstrategien im Wasser. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 45F Zeigerorganismen in Fließgewässern: Arbeitsvideo/Diareihe. FWU-Onlinemedium (5500534), 20 min/f

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Vielfalt in der Stadt


Städte bilden heute das Lebensumfeld sehr vieler Schülerinnen und Schüler. Zum Einstieg könnten die Lernenden aufgefordert werden, Pflanzen und Tiere zu benennen, die ihnen schon einmal in der Stadt begegnet sind. Zu dem Thema bietet sich ein Unterrichtsgang in das städtische Umfeld der Schule an, wobei Tiere und Pflanzen z. B. auch mit der Smartphone-Kamera fotografiert werden können.Zur Lösung der Aufgabe 1 können die Schülerinnen und Schüler eine Tabelle anlegen, in der sie die im Text genannten Lebensräume und die dort lebenden Tiere und Pflanzen übersichtlich einander zuord-nen. Zur Lösung der Aufgabe 2 kann eine Hilfestellung erfolgen, indem z. B. Luftbilder (Internet) einer stark strukturierten Stadtfläche (mit Parkanlagen und Stadtbäumen) einerseits und Luftbilder einer wenig strukturierten ländlichen Fläche (landwirtschaftlich genutzte Flächen) mittels Beamer an die Wand projiziert werden.Die Aufgabe 3 zum Thema städtische Wildschweine erfordert eine weitergehende Recherche und kann z. B. als Anreiz für ein Referat oder die Gestaltung eines Lernplakats dienen. Die Aufgabenstellung kann auch auf andere Kulturfolger ausgedehnt werden.

Aufgabenlösungen

Kirchtürme und andere hohe Gebäude: Lebensraum für Felsenbrüter wie Mauersegler und TurmfalkenDachvorsprünge und begrünte Fassaden: Lebensraum für Haussperlinge und andere VogelartenParks und Friedhöfe: Lebensraum für Eichhörnchen, Igel und SpechteKleingärten und begrünte Balkone: Lebensraum für zahlreiche InsektenBahndämme und Brachflächen: Lebensraum für das Weidenröschen, Disteln und andere Trockenheit liebende Pflanzen sowie für Reptilien wie z. B. die Zauneidechse

Städte mit Grünflächen und älteren Stadtbäumen, verschiedenen Bauwerken und Brachflächen sind relativ stark strukturiert. Sie verfügen über ein großes Angebot an „Kleinlebensräumen“, sodass Lebe-wesen vielfältige ökologische Nischen ausbilden können. Im Vergleich dazu werden ländliche Gebiete häufig großflächig intensiv landwirtschaftlich genutzt und sind dadurch strukturärmer. Außerdem schadet der Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft den Insekten, anderen Tieren und Wildpflan-zen.

Wildschweine sind Allesfresser und finden in der Nähe menschlicher Behausungen einen „reichlich ge-deckten Tisch“. Sie bedienen sich am Kompost, verzehren altes Obst, Brotreste und Kartoffeln. In den von Menschen angelegten Beeten wühlen sie nach Regenwürmern, Zwiebeln und Knollen. Teilweise werden die Tiere von Menschen sogar aktiv gefüttert, wodurch ihre Ansiedlung weiter begünstigt wird.


KV Ökosystem Stadt. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 30KV Tiere in der Stadt. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 31KV Tiere in der Stadt – Kulturfolger. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628),

S. 62/63F Wilde Tiere in der Stadt. FWU-Onlinemedium (5511154), 21 min/f

Zum Thema

Die Stadtökologie ist ein eigener Zweig der Ökologie. Städte sind Ökosysteme, auch wenn Stadt und Natur in der Regel als unvereinbare Gegensätze gesehen werden. So gelten für Städte die gleichen öko-logischen Grundprinzipien wie für einen Wald oder einen See. Auch das Ökosystem Stadt setzt sich aus Biotop und Biozönose zusammen; auch in der Stadt wirken abiotische und biotische Umweltfaktoren. Die Stadt wird durch Gebäude, Verkehrswege, Lärm und viele Menschen geprägt. Das führt in manchen Bereichen zu starken Abweichungen von natürlichen bzw. naturnahen Ökosystemen. Auch in der Stadt gibt es Nahrungsnetze, wenngleich die beteiligten Glieder andere sind. So ist z. B. die Zahl der Produzen-

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ten sehr gering im Verhältnis zu jener der Konsumenten, zu denen letztlich auch wir Menschen gehören. Deshalb sagt man, dass die Nahrungspyramide in der Stadt auf dem Kopf steht. In den Städten gibt es für viele Lebewesen gute Lebensbedingungen, sodass die Artenvielfalt dort paradoxerweise oft höher als im Umland ist. Großstädte wie z. B. Stuttgart oder Berlin gelten als die artenreichsten Ökosysteme Deutschlands.

Wir erforschen unsere Stadt

Versuche

StaubbelastungStaubteilchen spielen in Bezug auf die Mengenverteilung und Größe eine bedeutende Rolle im Ökosys-tem Stadt. Daher sollte bei der Auswahl der Standorte darauf geachtet werden, dass sowohl Standorte an einer vielbefahrenen Straße als auch in Erholungszonen vorliegen. Abhängig vom Standort ist der Staubbelag auf dem Klebeband unterschiedlich stark ausgeprägt. Mit dem Binokular oder Mikroskop können die Größenunterschiede der Staubteilchen und deren Anzahl bestimmt werden, wenn das Kle-beband auf einem Objektträger aufgeklebt wird. So werden die Staubteilchen auch perfekt gesichert. Bei starkem Blattlausbefall sind die Blätter mit einer klebrigen Schicht bedeckt, in der sich sehr viel Staub ansammelt. Diese Bäume sollten nicht zur Untersuchung herangezogen werden.

Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung. Am besten werden von jedem Standort 3 Probenquadrate ausgezählt und ein

Mittelwert berechnet.2. Individuelle Lösung. Werden pro Standort drei Probenquadrate ausgezählt, kann für das Balken-

diagramm der Mittelwert verwendet werden. Es können aber auch die einzelnen Werte als Balken dargestellt werden, um eventuelle Schwankungen innerhalb eines Standortes abzubilden.

3. Individuelle Lösung. Die Ergebnisse zeigen, dass der Staubanteil an verkehrsreichen Straßen beson-ders hoch ist. Sie werden somit vermutlich die Erwartungen der Schülerinnen und Schüler bestätigen.

Verdichtung und VersiegelungDas Ökosystem Stadt zeichnet sich dadurch aus, dass es in hohem Maße verdichtete und versiegelte Bodenflächen aufweist. Dieser Zustand sorgt für Probleme im Wasserkreislauf und muss daher tech-nisch durch Entwässerungsgräben, Kanalisation und Regenrückhaltebecken entschärft werden. Das Experiment verdeutlicht, dass verdichtete Böden wenig und versiegelte Böden fast gar kein Wasser versickern lassen.

Aufgabenlösungen:1. Im Versuch versickert das Wasser im Becher mit lockerer Erde schnell, im verdichteten Boden hinge-

gen langsam und bei der mit Knete versiegelten Variante überhaupt nicht. In der Stadt ist ein großer Teil der Flächen bebaut oder versiegelt (geteerte und gepflasterte Straßen) und viele weitere Flächen sind durch Tritt stark verdichtet. Das Wasser kann dort nicht bzw. nicht gut in den Boden versickern und steht damit den Bäumen nicht zur Verfügung. Die Bäume leiden unter Wassermangel.

2. Über versiegelten Böden fließt das Wasser größtenteils oberflächlich in die Kanalisation ab, der Rest verdunstet.

Das Klima in der StadtDie Messung der Temperatur sollte sowohl die Lufttemperatur als auch die Oberflächentemperatur um-fassen. Zu den Messergebnissen sollten die Schülerinnen und Schüler auch die Tageszeit und relevante Wetterbeobachtungen notieren.

Aufgabenlösungen:1. Individuelle Lösung. Die Messergebnisse für Luft- und Oberflächentemperatur können zusammen in einem Balkendiagramm dargestellt werden.2. Individuelle Lösung. Die erzielten Messwerte variieren abhängig von der Wetterlage, der Jahreszeit sowie der Uhrzeit. Es sollten sich deutliche Unterschiede zwischen Grünflächen und bebauten Flä chen ergeben.

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KV Staubbelastung in meiner Umgebung. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 59

Lebewesen und Umwelt

Lebensräume und Lebensgemeinschaften

Unterrichtsplanung

TeilkapitelSB S. 32 – 51

BasisSB S. 32/33

Methodische HinweiseDen Blickfang dieser Doppelseite bieten die zahlreichen Bilder. Die Luftaufnahme (Bild 1) beleuchtet das Neben-einander verschiedener Lebensräume. Folgende Lebens-räume können von den Schülerinnen und Schülern entdeckt werden: Wiese, Wald, Fließgewässer, See, Stadt mit Grün flächen. Die im Text dargestellten, teils komplexen ökologischen Zusammenhänge werden anhand von Bild 3 modellhaft veranschaulicht. Auf den modellhaften Charakter der Darstellung sollte hingewiesen werden: Modelle erfassen immer nur einen Teilaspekt der Wirklichkeit und sind stark vereinfacht. Daher ist es durchaus erwünscht, dass sich die Schülerinnen und Schüler kritisch mit der Darstellungs-weise auseinandersetzen.Aufgabe 1 knüpft an das Modell und den Text an. Als mög-liche Hilfestellung kann die Lehrkraft ein Wortfeld oder Satzanfänge an der Tafel vorgeben: „Ein Beispiel für ein Ökosystem ist …“; „Ein Ökosystem setzt sich zusammen aus … und … “. Aufgabe 6 erfordert eine Recherche in Form eines Inter-views und wendet sich an leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler.

Sprachbewusster UnterrichtFür DaZ-Schülerinnen und -Schüler kann der Text zu einem kürzeren Sachtext zusammengefasst werden. Die im Schü-lerbuchtext fett hervorgehobenen Fachbegriffe sollten aber beibehalten und an anschaulichen Beispielen be-schrieben werden.

Differenzierung

Materialien KV I Ökosystem Wald. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 12

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe0 2, $ 3

Aufgabe$ 3, . 6

Aufgabe. 5

KV ISprachstark

Aufgabe0 1, $ 4

Text, Zeile 32–47

Text, Zeile 10–31

Bild 1

Bild 3

Bild 2

Aufgabenlösungen

Beispiele für Ökosysteme sind der Wald, die Wildwiese oder der See. Alle Ökosysteme setzen sich zusam-men aus dem Biotop und der Biozönose. Der Begriff Biotop meint den Lebensraum mit seinen typischen Strukturen und Umweltbedingungen. Der Begriff Biozönose bezeichnet die Lebensgemeinschaft des Ökosystems.

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abiotische Faktoren: Klima, geografische Lage, Geländebeschaffenheitbiotische Faktoren: Nahrungsangebot, Konkurrenz, Fressfeinde

[Lesestrategie Nr. 4, Nr. 7]

Auch die Wildwiese und der See bestehen aus dem jeweiligen Lebensraum (Biotop) und der dazugehöri-gen Lebensgemeinschaft (Biozönose). Im Fall der Wildwiese kann das Biotop z. B. ein bestimmter Boden sein, auf dem sich unter den gegebenen geografischen und klimatischen Bedingungen bestimmte Pflanzen und Tiere ansiedeln. Alle Lebewesen zusammen bilden die Biozönose. Seen unterscheiden sich z. B. hinsichtlich ihrer Wassergüte oder ihrer Wassertemperatur. Diese Lebensbedingungen des Biotops beeinflussen die im jeweiligen See vorzufindende Lebensgemeinschaft (Biozönose).

Individuelle Lösung. Die Skizze sollte in Analogie zu Bild 3 aus folgenden 3 Elementen bestehen: Biotop (Boden mit der umgebenden Luft); Biozönose (Gräser, Wildblumen, Bienen, Schmetterlinge …); Öko-system (Verbindung aus beiden Teilen). [Lesestrategie Nr. 4, Nr. 7]

Schwarzspechte nehmen eine Schlüsselposition im Hinblick auf die Artenvielfalt in Wäldern ein. Hohl-tauben und Siebenschläfer nutzen verlassene Schwarzspechthöhlen zur Aufzucht ihrer Jungen. Die Schwarzspechthöhlen werden zudem noch von zahlreichen anderen Tierarten u. a. als Schlafquartiere genutzt.

Zum Thema

Die Ökologie wird heute oft als „die Lehre von den Ökosystemen“ definiert. Sie untersucht und be-schreibt die Wirkungen der Umweltfaktoren auf die Lebewesen, die in einem Ökosystem leben. Die Um-weltfaktoren unterteilt man in abiotische Faktoren, die von der unbelebten Umgebung auf ein Lebewe-sen einwirken, und die biotischen Umweltfaktoren. Unter letzteren versteht man die Wechselwirkungen zwischen den Lebewesen, insbesondere die Nahrungs- und Konkurrenzbeziehungen. Zu den biotischen Faktoren gehören auch Nahrungsketten, Energieumwandlungen und Abbauvorgänge von abgestorbe-nen organischen Materialien.


F Ökosystem See. FWU-Online-Onlinemedium (5511073), 17 min/f

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Temperatur

geografische Lage

Niederschlagsmenge

Bodenbeschaffenheit

Nahrungsangebot

(z.B. Mäuse, Früchte)

Abiotische Umweltfaktoren Biotische Umweltfaktoren

Konkurrenz um Nahrung

und Lebensraum

Feinde (Mensch; Luchs,

Uhu: Bedrohung der Jungtiere)

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Wie Pflanzenzellen aufgebaut sind

Unterrichtsplanung

BasisSB S. 34

Methodische HinweiseDie Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich auf dieser Basisseite mit dem Grundaufbau der Pflanzenzelle. Die Seite dient auch als Vorbereitung für das praktische Arbei-ten mit dem Mikroskop auf der folgenden Werkstatt-Seite (▻ SB, S. 35). Zellbestandteile, wie die Zellwand, der Zell-kern und die Chloroplasten, die hier schematisch darge-stellt werden (Bild 1), können später beim Mikroskopieren der Realobjekte wiedererkannt werden. Aufgabe 3 regt dazu an, ein eigenes Modell der Pflanzenzelle zu bauen, und erfordert gleichermaßen Sachverstand, Kooperations-bereitschaft und Kreativität.Leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler finden auf den nachfolgenden beiden Extra-Seiten (▻ SB, S. 36 und 37) weiterführende Informationen und Aufgaben rund um das Thema „Zellen“.

Sprachbewusster UnterrichtDaZ-Schülerinnen und -Schüler können für die Fachbegrif-fe ein kleines Fachwörterbuch mit den Übersetzungen in die jeweilige Erstsprache anlegen.

Differenzierung

Materialien KV I Modell einer Pflanzenzelle. Kopiervorlagen PRISMA Naturwissenschaften 2, Ausgabe A (069011),

KV 7KV II Pflanzenzelle und Tierzelle. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633),

KV 3KV III Wir bauen das Modell einer Pflanzenzelle. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik

(068628), S. 9

Lernweg 1 Lernweg 2

Aufgabe0 1

EXTRAS. 36/37

Aufgabe$ 2

KV IISprachstark

KV III Inklusion

WERKSTATTS. 35

Aufgabe. 3

Text/Bild 1

KV I

Aufgabenlösungen

Individuelle Lösung. Es empfiehlt sich, die Schülerinnen und Schüler darauf hinzuweisen, dass im Schü-lerbuch eine räumliche Darstellung der Zelle vorgegeben ist, es hingegen ausreicht, wenn sie selbst eine zweidimensionale Darstellung zeichnen.

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Individuelle Lösung. Als Impuls kann den Schülerinnen und Schülern verschiedenes Material angeboten werden, z. B. Knete, Pappe, Papier in mehreren Farben, Kugeln, Perlen, Filzreste o. Ä.


F Die Zelle – Grundbaustein des Lebens. FWU-Onlinemedium (5511150), 23 min/f

Wir mikroskopieren Zellen

Versuche

Zellen in MoosblättchenMoose sind einfach zu besorgen, sie kommen an unterschiedlichsten Standorten vor. Moosblättchen sind in der Regel einschichtig aufgebaut. Daher lassen sie sich gut durchleuchten und unter dem Licht-mikroskop betrachten. Hierzu wird jeweils ein Moosblättchen von der Moospflanze abgezupft und auf einen Objektträger gelegt. Dann wird ein Tropfen Wasser dazugegeben, bevor das Deckgläschen aufge-legt wird. Der Wassertropfen zwischen den Gläsern reduziert die Lichtbrechung und Reflexion an den Phasengrenzen, was ein detailreicheres Bild zur Folge hat. Die meisten Moosarten besitzen in den Zel-len ihrer Blättchen gut sichtbare Chloroplasten. Durch Färbung mit der Iod-Kaliumiodid-Lösung (Lugol-sche Lösung) lassen sich die einzelnen Systemelemente hervorheben.

Aufgabenlösung:1. Individuelle Lösung. Die Zeichnung sollte mehrere Zellen mit etwas unterschiedlicher Form, die Zell-

wände sowie die gut sichtbaren Chloroplasten in den Zellen abbilden.

Zellen der WasserpestDie Wasserpest (Elodea) besitzt dünne durchscheinende Blätter, die unter dem Mikroskop gut zu be-trachten sind. Ihre Zellen besitzen zahlreiche Chloroplasten. Teilweise ist dadurch der Zellkern kaum zu sehen. Die Wasserpest erhält man in Zoohandlungen.

Aufgabenlösungen:1. Vor der Belichtung liegen die Chloroplasten bewegungslos im Cytoplasma. Nach der Belichtung sind

die Chloroplasten in Bewegung. Sie wandern in eine Richtung.2. Die Belichtung bewirkt eine Bewegung des Cytoplasmas. Das Cytoplasma zieht die Chloroplasten mit,

die sich nun gemeinsam mit dem Plasma in eine Richtung bewegen.

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Vakuole

enthält Zellsaft

Speicherfunktion Zellw

and

Festigung

Form

besteht vor allem aus Cellulose

Zellplasma

zähflüssig

darin sind Zellbestandteile eingelag

ert

Zellmembranliegt unterhalb der Zellw

and

umschließt das Zellplasma

Chloroplasten

Ort der Fotosynthese

enthalten Chlorophyll

Zellkern

steuert die Lebensvorgänge

Mitochon

drien

setzen Energie frei

Kraftwerke der Zelle

Zellaufbau

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Zellen der MundschleimhautMit einem Löffel oder einem Holzspatel lassen sich durch schmerzfreies sanftes Schaben auf der Innen-seite der Wangen auf einfache Weise Zellen der Mundschleimhaut gewinnen. (Hinweis: Ein Spatel oder Löffel darf aus hygienischen Gründen jeweils nur von einer Person genutzt werden.) Die Zellen lassen sich gut mikroskopieren. Durch das Anfärben mit Methylenblau erhält man noch bessere Ergebnisse. Im mikroskopischen Bild sind die Zellmembranen und die Zellkerne der Mundschleimhautzellen deutlich zu erkennen. Häufig sind auch Zelltrümmer sowie faltige Oberflächen erkennbar, die auf das Abschaben zu-rückzuführen sind.

Aufgabenlösung:1. Individuelle Lösung. Im mikroskopischen Bild erkennt man die rundliche Form der Zelle, die Zell-

membran und den Zellkern. Mitochondrien werden nicht sichtbar.

Aufgabenlösungen

Moosblättchenzelle Mundschleimhautzelle

längliche Form rundliche Form

mit Chloroplasten ohne Chloroplasten

mit Zellkern (i. d. R. nicht erkennbar) mit Zellkern

mit Zellwand ohne Zellwand

Individuelle Lösung. Mithilfe von Stichpunkten und Abbildungen können Gemeinsamkeiten und Unter-schiede veranschaulicht und erläutert werden.[Lesestrategie Nr. 6]

Zum Thema

Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut. Dabei gibt es typische Unterschiede zwischen Pflanzen- und Tierzellen. Hauptbestandteile der Tierzellen sind Zellmembran, Zellplasma und Zellkern. Pflanzenzellen haben zusätzlich noch eine Zellwand, Chloroplasten und eine Vakuole. Die Zellen eines Lebewesens un-terscheiden sich in Form, Größe und Funktion. Mehrere gleichartige, beieinanderliegende Zellen bilden ein Gewebe.


KV Das Lichtmikroskop. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 2KV Das Lichtmikroskop. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 6KV Das Lichtmikroskop-Puzzle. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik (068628), S. 7KV Wir vergleichen Tierzellen mit Pflanzenzellen. Inklusionsmaterial 2 Biologie – Chemie – Physik

(068628), S. 8

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Von der Zelle zum Organismus


Am Beispiel der Pflanze erlangen die Schülerinnen und Schüler die Kompetenz, einen Organismus als System zu begreifen, bei dem einzelne Teile zusammenwirken. Die verschiedenen Systemebenen wer-den in Bild 1 anschaulich dargestellt. Zur Lösung der Aufgabe 1 ist es notwendig, dass die Schülerinnen und Schüler zwischen verschiedenen Systemebenen wechseln. So können sie z. B. erkennen, dass sich ein Organsystem (Blüte) aus verschie-denen Organen (einzelne Blütenteile) zusammensetzt. Wenn die Möglichkeit besteht, sollten die Schü-lerinnen und Schüler als Unterstützung Blüten (z. B. Kirschblüten) zur Verfügung gestellt bekommen, um daran die einzelnen Blütenorgane wiederzuerkennen. Es kann auch ein Legebild der Blüte angefertigt werden. Als Hilfestellung zur Lösung der Aufgabe 3 kann die Lehrkraft eine Begriffssammlung vorgeben, welche – ungeordnet – Begriffe aus allen Systemebenen anbietet, die sich miteinander verknüpfen lassen.

Aufgabenlösungen

Organsysteme setzen sich aus verschiedenen Organen zusammen. Auch die Blüte ist ein Organsystem, typische Organe der Blüte sind Kelchblätter, Kronblätter, Staubblätter und Stempel. Jedes Organ erfüllt eine bestimmte Aufgabe. Gemeinsam bilden die Organe eines Organsystems eine Funktionseinheit.

In einem System wirken einzelne Bestandteile, die jeweils spezielle Aufgaben erfüllen, zusammen und bilden eine größere Funktionseinheit.

Beispiellösung: Mensch (Organismus) – Nervensystem (Organsystem) – Gehirn (Organ) – Nervengewebe (Gewebe) – Nervenzelle (Zelle) [Lesestrategie Nr. 7]


R Blüten, die gut erkennbar alle typischen Blütenorgane besitzen (z. B. Kirschblüten)KV Lebewesen bestehen aus Zellen. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2

(068633), KV 1

Einzeller


Diese Extra-Seite wendet sich insbesondere an leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler, die ihr Wis-sen zum Thema Zellen (▻ SB, S. 34–36) erweitern möchten. Zudem eignet sich die Seite zum Einsatz im Rahmen eines Mikroskopie-Projektes. Es wäre ideal, wenn die auf der Seite vorgestellten Einzeller auch von den Schülerinnen und Schülern mikroskopiert werden könnten. Kulturen der Einzeller bekommt man u. a. im Zoofachhandel (Aquarist

Documents

1 Ökosystem Wald - Klett...KV II Die Stockwerke des Waldes. Material zur Sprachförderung Biologie – Chemie – Physik 2 (068633), KV 13 KV III Die Stockwerke des Waldes. Inklusionsmaterial