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Arbeiten mit dem Mikroskop

96 RAAbits Biologie März 2018

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Wir machen den Mikroskopierführerschein – Lerntheke Sabine Nelke, Haltern am See

Endlich machen wir uns an den Führer-schein und das schon in der Unterstufe! An einer Lerntheke nehmen wir unsere ersten „Theoriestunden“ und lernen dort nicht nur den Aufbau und die Funktions-weise eines Mikroskops kennen, sondern beschäftigen uns auch mit der Geschichte des Mikroskops. Dann wagen wir uns an unsere ersten Praxisversuche und stel-len unsere ersten eigenen Präparate und mikroskopischen Zeichnungen her. Wir lernen dabei den Grundbauplan von Tier- und Pflanzenzellen kennen und können anschließend Tiere aus einem Heuauf-guss bestimmen und benennen. Für die Experten unter uns gibt es außerdem noch zwei Zusatzstationen, die sich mit der Entdeckung des Winzigen durch Wis-senschaftler und einem Steckbrief zum Pantoffeltierchen beschäftigen. Ist das alles geschafft halten wir ihn endlich in unseren Händen – unseren ersten eige-nen Führerschein!

Der Beitrag im Überblick

Niveau: Klasse 5 und 6

Dauer: 9 Unterrichtsstunden

Der Beitrag enthält Materialien für:

üLerntheke mit Mikroskopier-Führer-schein

üAnleitungen zum Mikroskopieren und mikroskopischen Zeichnen

üAnleitung zur Herstellung unter-schiedlicher Präparate

üInfos zu Tier- und Pflanzenzellen

üPantoffeltierchen-Steckbrief

üLösungskarten für die Selbstkontrolle

üZusatzaufgaben

Kompetenzen:

• Den Aufbau und die Funktionsweise eines Mikroskops kennen

• Wissen, was man alles zum Mikrosko-pieren braucht

• Stationen in der Geschichte der Mikro-skopie nennen können

• In der Lage sein, mikroskopische Zeich-nungen anzufertigen

• Unterschiedliche Präparate zum Mikro-skopieren herstellen können

• Den Grundbauplan von Pflanzen- und Tierzellen kennen

• Einige Lebewesen aus einem Heuauf-guss beispielhaft benennen können

Lassen Sie Ihre Schüler die Welt des Mikrokosmos entdecken

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Didaktisch-methodische Orientierung

Begründung der Unterrichtsreihe

Das Mikroskopieren ist in den Bildungsplänen der Bundesländer in der Zelllehre (Cytologie) verankert. Der Mikroskopier-Führerschein dieser Unterrichtseinheit vermit-telt Ihren Schülern grundlegende Kenntnisse rund um das Mikroskopieren. Diese Grundlagen ermöglichen es dann den Lernenden, die Bausteine aller Lebewesen unter dem Mikroskop zu betrachten und verschiedene einzellige Lebewesen zu beobachten.

Lernvoraussetzungen

Die Schüler bringen aus der Grundschule in der Regel kein Vorwissen rund um das Mikroskopieren mit. Manche Schüler haben ein Schüler-Mikroskop zuhause und verfü-gen daher über ein einfaches Grundwissen. Diese Einheit ist so aufgebaut, dass kein Vorwissen erforderlich ist.

Was Sie vor Ihrem Unterricht vorbereiten müssen

Falls Ihre Klasse normalerweise nicht im Biologie-Fachraum mit den Mikroskopen Unter-richt hat, sprechen Sie mit Ihren Kollegen ab, dass Sie ihn für die Dauer dieser Einheit belegen können.

Überprüfen Sie die Mikroskope auf ihre Funktionstüchtigkeit, bevor Sie mit dieser Unter-richtseinheit zum Mikroskopieren beginnen.

Des Weiteren sollten Sie das benötigte Material zum Mikroskopieren bereitstellen. Dazu gehören insbesondere Objektträger, Deckgläser, Pipetten, Pinzetten, Rasierklingen, Präpa-riernadeln und Holzspatel. Außerdem werden verschiedene winzige Objekte zum Mikro-skopieren benötigt, wie beispielsweise Salz- oder Zuckerkristalle, Mehlkörner oder Holz- und Bleireste vom Anspitzen. Diese können von den Schülern mitgebracht werden. Für die Herstellung der verschiedenen Präparate werden Zwiebeln, eine Wasserpestpflanze und etwas Stroh benötigt.

So setzen Sie die Materialien in Ihrem Unterricht ein

Der Mikroskopier-Führerschein M 1 und die dazugehörigen Arbeitsblätter M 2–M 11 werden als Lerntheke an einer zentralen Stelle im Klassenraum für die Schüler zur Selbstbedienung ausgelegt. Der Mikroskopier-Führerschein führt alle Materialien auf, wel-che die Schüler bearbeiten müssen, um den Führerschein zu erwerben.

Unter den zehn aufgeführten Materialien befinden sich zur Binnendifferenzierung zwei Zusatzaufgaben für besonders schnelle Schüler. Die anderen Aufgaben sind Pflicht. Die einzelnen Aufgaben werden nach ihrer Erledigung auf dem Mikroskopier-Führerschein mit einem Haken versehen. Sind alle Pflichtaufgaben erledigt, lässt sich der Schüler dieses durch die Unterschrift des Lehrers bestätigen.

Die Arbeitsblätter M 2 (Das Mikroskop) und M 3 (Anleitung zum Mikroskopieren) ver-mitteln die zum Mikroskopieren notwendigen Kenntnisse über den Aufbau und die Funktionsweise eines Mikroskops. Diese werden ergänzt durch die Grundkenntnisse zur Anfertigung von mikroskopischen Präparaten auf den Arbeitsblättern M 5–M 6. Damit die Schüler in der Lage sind, die mikroskopischen Objekte, die sie betrachten oder beobachten zu zeichnen, lernen sie mithilfe des Arbeitsblattes M 4 die Grundlagen des mikroskopischen Zeichnens kennen. Diese können sie dann bei der Bearbeitung der

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Arbeitsblätter M 6 („Ein Präparat selbst herstellen“), M 7 („Eine Pflanzenzelle mikrosko-pieren“) und M 8 („Eine Tierzelle mikroskopieren“) anwenden. Mithilfe des Arbeitsblattes M 9 benennen die Schüler die unterschiedlichen, einzelligen Pflanzen und Tiere, die in einem Heuaufguss vorkommen.

Schüler, die besonders schnell oder besonders interessiert sind, lernen mithilfe des Arbeitsblattes M 10 die Geschichte der Mikroskopie kennen und bei der Bearbeitung des Steckbriefes M 11 Interessantes über das Pantoffeltierchen. Bei der abschließenden Besprechung der Ergebnisse des Mikroskopier-Führerscheins können die mikroskopi-schen Abbildungen von den Folien M 2–M 3 betrachtet werden (siehe auch Erläute-rungen zu M 2 und M 3).

Was noch wichtig ist – Ergänzungen

Zeigen Sie Ihren Schülern, wo sie die Mikroskope finden und wie sie diese zu ihrem Sitzplatz tragen. Ein Mikroskop trägt man am besten, indem man mit einer Hand von unten das Mikroskop hält und mit der anderen Hand das Stativ greift.

Es bietet sich an, dass sich die Schüler dem Mikroskopier-Führerschein in Partnerar-beit widmen, da sich die Partner dann gegenseitig unterstützen können. Zudem sind meistens ohnehin nicht genügend Mikroskope für jeden Schüler vorhanden, sodass auch aus diesem Gesichtspunkt heraus eine Partnerarbeit sinnvoll ist. Die Arbeitsaufträge in den Materialien sind daher auf eine Partnerarbeit hin formuliert.

Zu einigen Materialien gibt es Lösungskarten. Diese können Sie kopieren und laminie-ren und dann Ihren Schülern zur Selbstkontrolle bereitstellen. Die mikroskopischen Zeichnungen überprüfen Sie als Lehrer. Es ist auch möglich, dass die Schüler in den Partnergruppen gegenseitig ihre Zeichnungen überprüfen, indem sie diese mit den Vor-gaben in der Anleitung M 4 zum mikroskopischen Zeichnen abgleichen.

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VerlaufReihe 2 S 4

Verlauf

Material Verlauf Stunde

M 1-M 11 LERNthEKE ZUM MIKRoSKoPIER-FÜhRERSChEIN

Einstieg (Unterrichtsgespräch)1. Der Lehrer stellt die Lerntheke zum Mikroskopier-Führer-

schein vor. Er nennt Pflicht- und Zusatzaufgaben2. Verteilen und besprechen von M 1

Erarbeitung (Partnerarbeit)• Die Schüler bearbeiten zu zweit die Materialien M 2–M 9

selbstständig in ihrem eigenen Tempo.• Schnelle Schüler bearbeiten M 10 beziehungsweise M 11• Nach der Erledigung aller Pflichtaufgaben, lässt sich jeder

Schüler den Mikroskopier-Führerschein vom Lehrer unter-schreiben.

Ergebnissicherung (Unterrichtsgespräch)• Ergebnisse vorstellen• Die Abbildungen von den Folien M 2 und M 3 betrachten

und über sie sprechen• Die Zusatzaufgaben besprechen oder als Hausaufgabe ver-

geben und in der Folgestunde besprechen

Stunde 1–8

Minimalplan

Bei Zeitmangel verzichten Sie auf die Bearbeitung der Zusatzaufgaben. Lassen Sie dann die Schüler, die schnell alle Aufgaben erledigt haben, den anderen helfen.

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hat den

Mikroskopier-Führerscheinerfolgreich bestanden

Pflichtstationen

Station Nr.

titel der Station Erledigt

1 Der Aufbau eines Mikroskops

2Auf der Spur des Winzigen – eine Mikroskopieranlei-tung

3 objekte unter dem Mikroskop betrachten und zeichnen

4 So fertigt man Präparate an

5 Ein Präparat selber herstellen

6 Eine Pflanzenzelle mikroskopieren

7 Wie sieht eine tierzelle unter dem Mikroskop aus?

8 Welche Lebewesen tummeln sich im heuaufguss?

Zusatzstationen

Station Nr.

titel der Station Erledigt

1 Die Entdeckung des Winzigen

2 Das Pantoffeltierchen

Unterschrift des Lehrers:

(Name des Schülers)

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I/ALösungskarte (Station 1)

Aufgabe

Beschriftet die Abbildung des Mikroskops. Verwendet dabei folgende Begriffe: Objek-tiv, Tubus, Fuß, Okular, Grobtrieb, Stativ, Objektiv-Revolver, Objekttisch, Feintrieb, Beleuchtung, Einspannungsklammern, Blende.

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Station 6 Eine Pflanzenzelle mikroskopieren

Mit einem Mikroskop könnt ihr auch diejenigen Strukturen einer Pflanzenzelle sehen, die ansonsten dem bloßen Auge verborgen bleiben. Findet jetzt mehr über den Bau einer Pflanzenzelle heraus, indem ihr eine Zwiebelzelle mikroskopiert.

Aufgabe 1

Stellt ein Feuchtpräparat einer Zwiebelzelle her, wie es hier beschrieben ist.

Material (Aufgabe 1, pro Gruppe)

rKüchenzwiebel, Messer

rRasierklinge, Pinzette,

rPipette

rObjektträger, Deckglas

rFilterpapier oder Löschblatt

Abbildung 1 Abbildung 2

1. Halbiert eine Zwiebel mit einem Messer (Abbildung 1). Schneidet eine der Hälften noch einmal längs durch (Abbildung 2).

Abbildung 3 Abbildung 4

2. Ritzt mit einer Rasierklinge die innere Haut einer Zwiebelschuppe senkrecht und quer ein.

3. Löst vorsichtig mit der Pinzette ein kleines Stück der inneren Haut ab. Fertigt aus dem Stück der dünnen Zwiebelhaut ein Feuchtpräparat an.

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Reihe 2 S 26

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b) Kreuzt die Lebewesen an, die ihr beim Mikroskopieren entdeckt.

Pantoffeltierchen Rädertierchen

Glockentierchen Kieselalge

Amöbe Augentierchen

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Reihe 2 Verlauf Material S 27

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Zusatzstation 1

Die Entdeckung des Winzigen

Schon seit mehreren Tausend Jahren untersuchen die Menschen den Aufbau der Lebe-wesen. Aristoteles lebte vor über 2000 Jahren. Er vermutete, dass Tiere und Pflanzen aus ähnlichen Grundbausteinen bestehen. Leider konnte er das nicht beweisen, da es damals noch keine Mikroskope gab. Bis Zellen unter dem Mikroskop betrachtet werden konnten, sollte es noch viele Jahrhunderte dauern. Erfahrt mehr über die Entwicklung des Mikro-skops und die damit verbundenen Entdeckungen.

Vor über 2000 Jahren ...

Schon Aristoteles, er lebte ungefähr vor 2300 Jahren, vermutete, dass alle Lebewesen aus ähnlichen Grundbausteinen bestehen.

Büste des Aristoteles, Philosoph und Naturforscher (384 v.Chr.–322 v.Chr.)

Vor ungefähr 300 bis 400 Jahren ...

Die ersten einfachen Mikroskope wurden wahrscheinlich vor mehr als 400 Jahren gebaut. Der englische Wissenschaftler Robert Hooke betrachtete damit beispielsweise Korkzellen. Er erfand den Begriff „Zelle“ für die Grundbausteine der Lebewesen.

Das Mikroskop von Robert Hooke, Universalgelehrter (1635–1703)

Vor ungefähr 300 Jahren ...

Antoni van Leeuwenhoek wird als Begrün-der der Mikrobiologie angesehen. Er baute Mikroskope aus einer Metallplatte und ge-schliffenen Kristallen, mit denen er bis zu 270fach vergrößern konnte. So konnte er zum Beispiel winzige Einzeller wie Bakterien beobachten.

Antoni van Leeuwenhoek, Naturfor-scher und Erbauer von Mikroskopen (1632–1723)

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Mediothek

Arbeiten mit dem Mikroskop

Glossar

Beobachten Einen Vorgang wahrnehmen.

Betrachten Ein Objekt ansehen.

Blende Einrichtung zur Regulierung der Beleuchtungsstärke bei optischen Geräten (z. B. Mikroskop, Fotoapparat).

Chloroplast Organell in pflanzlichen Zellen, das energiereiche Nähr-stoffe produziert.

Deckglas Quadratische, sehr dünne Glasscheibe zum Abdecken von Objekten auf einem Objektträger.

Elektronenmikroskop Ein Mikroskop mit einer sehr starken Vergrößerung. Anstelle von Lichtstrahlen (Lichtmikroskop) werden Elektronen-strahlen beim Elektronenmikroskop verwendet. Dadurch können deutlich kleinere Strukturen in einer Zelle sichtbar gemacht werden.

Feintrieb Einstellungsrad, mit dem beim Mikroskop das Objektiv nach oben und unten bewegt werden kann. Dadurch ist eine feine Einstellung der Schärfe während man ein mik-roskopisches Objekt betrachtet durch die Veränderung des Abstandes zwischen Objektiv und Objekttisch möglich.

Fuß (des Mikroskops) Standfläche des Mikroskops.

Grobtrieb Einstellungsrad, mit dem beim Mikroskop das Objektiv nach oben und unten bewegt werden kann. Dies ermög-licht die grobe Einstellung der Schärfe durch die Verände-rung des Abstandes zwischen Objektiv und Objekttisch.

heuaufguss Züchtung von Mikroorganismen in Wasser und Heu.

Mikroskop Gerät, mit welchem man kleine Objekte vergrößert betrach-ten kann.

mikroskopieren Betrachten oder beobachten von kleinen Objekten mit einem Mikroskop.

objekt Etwas, das man betrachtet oder beobachtet.

objektiv Das Linsensystem eines Mikroskops, welches eine optische Abbildung hervorruft.

objektiv-Revolver Halterung für mehrere Objektive, die an einem Mikroskop eine unterschiedliche Vergrößerung ermöglichen.

objekttisch Bewegliche Auflagefläche für kleine Objekte an einem Mikroskop.

objektträger Träger aus Glas für kleine Objekte bei einer mikroskopi-schen Betrachtung oder Beobachtung.

okular Der Teil eines optischen Systems beim Mikroskop, durch den man mit dem Auge schaut.

Pantoffeltierchen Einzeller, der in fast allen Gewässern vorkommt, und sich mithilfe von Wimpern fortbewegt.

Pinzette Werkzeug zum Greifen von kleinen Objekten.

Pipette Saugröhre zum Dosieren von Flüssigkeiten.

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