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?