mil-von-Behring-Gymnasium Naturwissenschaftlich -technologisches und Sprachliches Gym nasium Die „roten Fäden“ durch die Biologie Grundwissen 5.-8. Klasse Steuerung und Regelung Organisationsebene Evolution Information Struktur und Funktion Reproduktion Variabilität und Angepasstheit Steuerung und Regelung Stoff- und Energieumwandlung Organisationsebene Evolution Information Struktur und Funktion Reproduktion Variabilität und Angepasstheit Steuerung und Regelung Evolution Informati Informati on on Evoluti Evoluti Struktur und on Funktion on Oberfläc Oberfläc he Variabilität und he Angepasstheit Stoffe und Stoffe und Teilchen Teilchen Stoff- und Energieumwandlung Organisationsebene Energie Energie Information .............. .............. Reproduktion Fortpflanz Fortpflanz Stoff- und ung ung Energieumwandlung Stoffwech Stoffwech sel sel © BC-Fachschaft EvBG nach Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 1 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 1 Luft ist ein Gasgemisch und besteht aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Edelgasen Volumenanteile der Gase in % Luft ist ein Gasgemisch 0,98 Stickstoff 20,94 0,94 Sauerstoff Edelgase 78,08 Kohlenstoffdioxid 0,04 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 2 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Nachweisreagenz Stärke + braune IodLösung blauviolette Färbung Fehling- Probe: Traubenzucker/ Glucose + blaue FehlingLösung rotbraune Färbung Fettfleck- Probe: Fett/Öl + Papier durchsichtig, bleibender Fettfleck Eiweiß- Probe: Eiweiß + Hitze oder Säure Gerinnung Kohlenstoffdioxid + klares Kalkwasser milchig, trüber Niederschlag Sauerstoff + glimmender Span brennender Span KalkwasserProbe: Glimmspan-Probe: Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 3 für den Stoff typische Reaktion + Iod-Probe: Struktur und Funktion 2 unbekannter Stoff Allg. Schema: Nachweise seit 5. Jgst. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 3 seit 5. Jgst. 4 Naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Art seit 5. Jgst. 4 Alle Lebewesen, die sich miteinander fortpflanzen und dabei fruchtbare Nachkommen hervorbringen, gehören zu einer Art. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5 5. Jgst. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6 5./8. Jgst. 5 Bewegung Veränderung über Generationen (Evolution) Stoffwechsel (Aufnahme, Umbau, Abgabe) Aufbau aus Zellen Wachstum Fortpflanzung Information (Aufnahme, Verarbeitung, Weitergabe) Kennzeichen des Lebens seit 5. Jgst. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5./8. Jgst. 6 seit 5. Jgst. 7 Zelle: kleinste lebensfähige Einheit Eukaryot Zelle Prokaryot Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 7 5. Jgst. Makroskopische Ebene Organisationsebenen Mikroskopische Ebene Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Lebewesen besteht aus verschiedenen Organen (z B. Muskeln, Herz) Organ Funktionseinheit aus verschiedenen Geweben (z.B. Muskel aus Muskelgewebe, Nervengewebe, ..) Gewebe bestehen aus vielen gleichen Zelltypen Muskelgewebe aus vielen Muskelzellen) Zellen sind die kleinsten, lebensfähigen Einheit der Lebewesen (z.B. Muskelzellen, …) Zellorganellen sind membranumschlossene Untereinheiten einer Zelle, die bestimmte Aufgaben erfüllen (z.B. Zellkern, ...) Teilchen CO2 (z.B. z.B. Kohlenstoffdioxid-Teilchen Submikroskopische Ebene Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8 5. Jgst. Vom Reiz zur Reaktion: Reiz ? Schallwellen als Reiz Umwandlung in elektrische Signale elektrische Weiterleitung Sinneszelle Sinnesnerv Reaktion im Sinnesorgan Ohr Reiz Reaktion Reaktion elektrische Weiterleitung Muskel Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Gehirn + Rückenmark + Nervenfasern Fang ! Fang ! Information Nervensystem: Nervensystem Schallwellen als Struktur und Funktion Bewegungsnerv Vom Reiz zur Reaktion: Umwandlung in elektrische Signale elektrische Weiterleitung Sinneszelle Sinnesnerv im Sinnesorgan Ohr Verarbeitung im Gehirn elektrische Weiterleitung Muskel Verarbeitung im Gehirn Bewegungsnerv seit 5. Jgst. 8 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 9 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Skelett: seit 5. Jgst. 9 Stützfunktion, Schutz wichtiger Organe und Beweglichkeit Schädel und Wirbelsäule Schultergürtel (Schlüsselbein und Schulterblatt) Brustkorb (Brustbein und Rippen) Skelett des Menschen Beckengürtel Armskelett (Oberarm-, Elle/Speiche, Handwurzel-, Mittelhand-, Fingerknochen) Beinskelett (Oberschenkel-, Schien-/Wadenbein, Fußwurzel, Mittelfuß-, Zehenknochen) Gelenke: bewegliche Verbindungsstellen zwischen Knochen Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 10 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 10 Muskeln bewegen die Knochen Muskeln können sich selber nur zusammenziehen, aber nicht aktiv dehnen Gegenspielerprinzip von Beuger und Strecker Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 11 Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 11 Für die Bewegung von Gliedmaßen, z.B. des Unterarms, sind immer zwei Muskeln notwendig! Der Beugemuskel und der Streckmuskel arbeiten meist abwechselnd. Sie sind Gegenspieler! Dies ist nötig, weil sich Muskeln nur aktiv verkürzen, aber niemals selber wieder dehnen/strecken können. Gegenspieler-Prinzip Struktur und Funktion Struktur und Funktion 12 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Nahrungsbestandteile Kohlenhydrate Stärke, Traubenzucker z.B. Brot, Nudeln, Kartoffeln seit 5. Jgst. 12 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5./8. Jgst. 13 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5./8. Jgst. 13 Ei energiereiche Stoffe Traubenzucker Stoffwechsel - Lichtenergie Aufnahme von Stoffen (Energieträger, Baustoffe, …) Fotosynthese - Umwandlung von Stoffen zum Aufbau und für die Energieversorgung des Körpers - Abgabe von nicht verwertbaren Stoffen Abbau mit Sauerstoff (aerob) Abbau ohne Sauerstoff (anaerob) Zellatmung Gärung Wärme, ATP Wärme Alkohol oder Milchsäure weitere Abbauprozesse energiearme Stoffe Wasser, Kohlenstoffdioxid Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 14 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 14 Verdauung Zerlegung der Nährstoffteilchen in kleinere Bestandteile, um die Aufnahme ins Blut zu ermöglichen Verdauung Enzyme Protein(molekül)e als „Nanowerkzeuge“, die den Auf-, Umund Abbau aller von der Zelle benötigten Teilchen bei Körpertemperatur beschleunigen bzw. erst ermöglichen. Enzyme Stoffe und Teilchen seit 5. Jgst. 15 Stoffe und Teilchen seit 5. Jgst. 15 Jeder Gegenstand (=jedes Ding) besitzt eine Masse (= Messgröße); [g], [kg] (= Einheit) ein Volumen (= Messgröße); [cm3], [l] (= Einheit) eine Form und besteht aus bestimmten Stoffen (=Materialien). Gegenstand und Stoff Stoffe und Teilchen seit 5. Jgst. 16 Stoffe und Teilchen seit 5. Jgst. 16 Reinstoffe erkennt man an ihren charakteristischen Eigenschaften (z.B. Siedetemperatur, Schmelztemperatur, Dichte und Löslichkeit, ...) Reinstoffe Stoffgemische Stoffgemische bestehen aus unterschiedlichen Reinstoffen (Beispiel: Zuckerwasser ist ein Gemisch aus dem Reinstoff Zucker und dem Reinstoff Wasser) lassen sich aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Reinstoffe wieder voneinander trennen (Beispiel: Filtrieren, Sedimentieren, Abdampfen, …) seit Stoffe und Teilchen 5./8. Jgst. 17 seit 5./8. Jgst. Stoffe und Teilchen 17 Alle Stoffe bestehen aus kleinen Teilchen, die sich in Größe, Form und Masse unterscheiden. Teilchen ist ein Sammelbegriff für Atome, Moleküle und Ionen. Zwischen den Teilchen ist nichts (Vakuum). Die kleinen Teilchen sind ständig in Bewegung. Beim Erwärmen einer Stoffportion nimmt ihre (durchschnittliche) Bewegungsenergie zu, beim Abkühlen nimmt sie ab. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Abstand zwischen den Teilchen meistens zu, oder der Druck den die Teilchen auf die Gefäßwand ausüben steigt an, weil sich die Zahl der Teilchenstöße auf die Wandfläche erhöht. Zwischen den kleinen Teilchen herrschen Anziehungskräfte, die stark vom Abstand abhängig sind. Je kleiner die Abstände zwischen den Teilchen sind, desto größer sind die Anziehungskräfte. Wie jedes Modell ist auch das Teilchenmodell nicht perfekt, sondern hat Grenzen. Teilchenmodell (Mittelstufe) Diffusion: Die gleichmäßige Verteilung von Teilchen in einem Raum aufgrund ihrer Eigenbewegung (lat. diffundere: ausbreiten, zerstreuen) seit Stoffe und Teilchen 5. Jgst. 18 seit 5. Jgst. Stoffe und Teilchen Aggregatzustand 18 Teilchenvorstellung kondensieren verdampfen flüssig erstarren schmelzen erwärmen Aggregatzustände und Teilchenmodell abkühlen gas(förm)ig fest Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 19 © HT Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 19 Je größer die Oberfläche, desto mehr Austausch ist möglich! Membran OberflächenvergrößerungsPrinzip Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. Beispiele Darmzotten: Aufnahme der Nährstoffteilchen ins Blut Lungenbläschen: Gasaustausch 20 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. doppelter geschlossener Blutkreislauf Lungenbläschen Kapillaren (Haargefäße): feinste Blutgefäße zwischen Arterien und Venen für den Stoffaustausch doppelter geschlossener Blutkreislauf Lungenkreislauf Venen: Blutgefäße, die das Blut zum Herzen hintransportieren Herz Arterien (Schlagadern): Körperkreislauf Körperzelle Blutgefäße, die das Blut vom Herzen wegtransportieren 20 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 21 Das Naturwissenschaftliche Modell Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 21 Ein naturwissenschaftliches MODELL ist kein maßstabsgetreues Abbild der Wirklichkeit, sondern immer nur eine Annäherung. versucht, möglichst viele Beobachtungen und bekannte Sachverhalte zu erklären. ermöglicht Vorraussagen, an denen sich die weitere Forschung orientiert. verliert durch neue Befunde seine Gültigkeit, muss dann weiterentwickelt oder sogar durch ein neues Modell ersetzt werden. ist vielfältig: z.B. Anschauungsmodelle, Funktionsmodelle, Gedankenmodelle oder sogar Modellexperimente. 22 Wie bedient man ein Mikroskop? Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 22 - Mikroskop immer am Stativ tragen - Linsen niemals anfassen - Zu Beginn immer das kleinste Objektiv/Vergrößerung einstellen. - Am Grobtrieb drehen, bis sich das Objekt in der Nähe des des Okular: vergrößert nochmals das Bild vom Objektiv Tubus: nimmt das Okular auf Stativ Struktur und Funktion Objektivrevolver: drehbar mit verschiedenen Objektivem Objektivs befindet, mit dem Feintrieb das Bild scharf stellen Objektiv: enthält Linsen, die das Bild vom Objekt vergrößern Objektträger: Auflagefläche für das zu vergrößernde Objekt Objekttisch: zum Auflegen des Objektträgers - Objekt und Objektiv dürfen sich niemals berühren - Für die nächste Vergrößerung den Objektivrevolver auf das nächst größere Objektiv drehen und nur mit dem Feintrieb wieder scharf stellen - Beim Aufräumen Objekttisch herunterdrehen, kleinstes Objektiv einstellen, das Kabel um den Fuß wickel, Plastikhülle überstülpen und mit dem Stativ nach vorne in den Schrank stellen Blende: regelt die Lichtmenge Lampe: liefert Licht zum Durchscheinen des Objekts Grob- und Feintrieb: zum Scharfstellen des Bildes Fuß: fester Stand Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 23 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 23 - Versuchsanweisung vor dem Experiment genau durchlesen! - Geruchsproben durch zufächeln! - Längere Haare beim Umgang mit dem Gasbrenner zu einem Zopf Sicherheitsregeln, zusammen binden! die du beim Experimentieren unbedingt beachten musst! - Immer eine Schutzbrille tragen! - Keine Geschmacksproben! - Geringe Chemikalienmengen mit sauberen Geräten entnehmen! - Sicherheitsanwiesungen der Lehrkraft genau einhalten! Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 24 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden - Teamregeln bei Gruppenarbeit - seit 5. Jgst. 24 Versteck dich nicht hinter anderen, jeder arbeitet bestmöglich mit! Du bist für dich und deine Gruppe verantwortlich! Alle Gruppenmitglieder sind gleichberechtigt! Sprich bei Problemen diese in Ruhe an und höre dir auch die Meinung der anderen an! Jeder hält die Arbeitsergebnisse der Gruppenarbeit in seinem Heft schriftlich fest! Verteilt folgende Aufgaben: Präsentator/Sprecher Fahrplanüberwacher, dass alle Aufgaben bearbeitet werden Zeitmanager/-Wächter Regelbeobachter Gesprächsleiter Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 25 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 25 5- Stufen Lesemethode nach Klippert 1. Bearbeitung eines wissenschaftlichen Textes 2. 3. 4. 5. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 26 Einen Überblick gewinnen: Schau vor allem auf die Überschrift, auf Fettgedrucktes, auf sonstige Hervorhebungen, auf Anfänge einzelner Abschnitte. Verschaffe dir so eine ungefähre Vorstellung vom Inhalt und vom Aufbau des jeweiligen Textes. Fragen stellen: Überlege, auf welche Fragen dir der Text Antwort gibt. Schreibe sie zwecks der Übung auf einen Zettel! Lesen: Lies nun den Text gründlich durch. Denke dabei an die Fragen, indem du während des Lesens kleine Pausen einlegst. Schlage die Bedeutung unbekannter Wörter im Wörterbuch nach! Zusammenfassen: Überlege dir nach jedem Textabschnitt, was du gelesen hast und ob dir alles klar ist. Fasse gedanklich oder schriftlich in eigenen Worten zusammen. Wiederholen: Zum Schluss: Wiederhole noch einmal die wichtigsten Aussagen und Informationen. Vergiss nicht, auf die Fragen zu antworten. Wie wäre es mit einem zusammenfassenden Vortrag? Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 26 1. Gib an, was das Diagramm überhaupt darstellt. (hier: Das Diagramm zeigt die Körpertemperatur eines Igels in Abhängigkeit vom Jahresverlauf) Informationsentnahme aus Regel: x-Achse: vorgegebene Werte, unabhängige Variable (hier: Jahreszeit) y-Achse: gemessene Werte, abhängige Variable (hier: Körpertemperatur) Es wird also immer der Wert auf der y-Achse in Abhängigkeit von dem Wert der x-Achse dargestellt. 2. Beschreibe das Diagramm abschnittweise, beginnend von kleinen Werten auf der x-Achse zu großen (hier: Von August bis Anfang Oktober bleibt die Körpertemperatur gleich, und zwar bei ca. 39°C) 3. Beschreibe nicht jeden kleinen „Huckel“, sondern bleibe beim Wesentlichen und gib den allgemeinen Trend an! Diagrammen Wichtig: Jahreszeit [Monate] Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 27 Anfertigen eines Diagramms Jahreszeit [Monate] Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 28 Trenne immer die Diagramm-Beschreibung von der -Auswertung/Interpretation! Beschreibe ein Diagramm so, dass ein anderer nach deiner Beschreibung eine grobe Skizze des Diagramms anfertigen könnte! Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 27 1. Wähle den passenden Diagrammtyp (Säulen-, Linien-, Tortendiagramm …) aus. 2. Lege die Achsenbelegung fest (x-Achse: vorgegebene Werte; y-Achse: gemessene Werte) 3. Beschrifte die Achsen mit den Messgrößen und den Einheiten (hier: x-Achse: Jahreszeit [Monate]; y-Achse: Körpertemperatur [°C]) 4. Achsenskalierung: Sieh dir den kleinsten und den größten Wert einer Achse an und teile dann die Achse in gleich große beschriftete Abschnitte ein 5. Sind verschiedene Messwert-Reihen (hier: verschiedene Tiere) vorhanden, füge eine Legende (hier: verschieden farbige Kurven) hinzu. 6. Datenpunkte verbinden? Hängen die einzelnen Werte voneinander ab, dann kannst du die Datenpunkte verbinden, ansonsten darfst du das nicht! Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 28 Energie kann weder erzeugt werden noch verloren gehen, höchstens nicht mehr nutzbar sein. Es gibt verschiedene Formen von Energie, die sich ineinander umwandeln lassen. z.B.: Energie Energie in Nährstoffen Bewegungsenergie, Wärme Lageenergie des Wassers elektrische Energie Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5/6. Jgst. 29 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5/6. Jgst. 29 Zellatmung In jeder Tier- und Pflanzenzelle ( Energiebereitstellung aus Energieträgern für Lebensvorgänge) Zellatmung Traubenzucker +SauerstoffLichtenergie Kohlenstoffdioxid + Wasser Energie für Lebensvorgänge Fotosynthese in den Chloroplasten der Pflanzenzellen Fotosynthese ( Energiespeicherung in Energieträgern) Lichtenergie Licht Wasser + Kohlenstoffdioxid Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5./6. Jgst. 30 Sauerstoff + Traubenzucker Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5./6. Jgst. 30 Geschlechtszellen (=Keimzellen): Eizelle: unbewegliche, nährstoffreiche, weibl. Geschlechtszelle Spermium: bewegliche, männl. Geschlechtszelle Pollen: unbewegliche, männl. Geschlechtszellen der Pflanzen Keimzellen Begattung / Bestäubung Begattung / Bestäubung Übertragung der Spermien in den weiblichen Körper bzw. der Pollen auf die Narbe der Blüte der gleichen Art Befruchtung Befruchtung Verschmelzung der Zellkerne von Eizelle und Spermium Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 31 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Atmung Kennzeichen der 5 Wirbeltierklassen Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Embryo seit 6. Jgst. 32 Körperbedeckung bzw. -temperatur Knochenwechselschuppen warm seit 6. Jgst. 31 Fortpflanzung: Befruchtung bzw. frühe Entwicklung äußere äußere: Larven mit Dottersack (Nährstoffspeicher) meist äußere meist äußere: Larvenentwicklung im Wasser (Metamorphose) Fische Kiemen Amphibien stark durchblutete Haut mit Schleimschicht wechselwarm Reptilien Kiemen (Larve), Hautatmung, Lunge Lunge Hornschuppen oder –platten wechselwarm innere Vögel Lunge Federn aus Horn gleichwarm innere Säugetiere Lunge Haare (Fell) aus Horn gleichwarm innere Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden äußere: nährstoffreiche Eier mit weicher Schale äußere: nährstoffreiche Eier mit harter Kalkschale innere: in der Fruchtblase später: Weibchen mit Milchdrüsen zum Säugen der Jungen seit 6. Jgst. 32 Embryo Aus der befruchteten Eizelle neu entwickelter Organismus Larve Larve Jugendform mit besonderen Organen, die dem erwachsenen Tier fehlen Metamorphose Metamorphose Verwandlung der Larve zum erwachsenen Tier, wobei eine Gestaltänderung durch Rückbildung, Umwandlung und Neubildung von Organen erfolgt Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 33 Pflanzenkörper Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Spross Wurzel Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 34 seit 6. Jgst. 33 Blüte Blätter Fortpflanzung Herstellung von Traubenzucker (Fotosynthese) Stängel / Stamm Transport Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen Speicherung von Stoffen Verankerung im Boden Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 34 Kelchblatt Blüte Blütenblatt Staubbeutel mit Pollen Blüte Blüte Staubgefäß Fruchtknoten Stempel Samenanlage mit Eizelle Blütenboden Samen Embryo im Ruhezustand, der von Vorratsstoffen umgeben ist Frucht Information Frucht Die Frucht entsteht nach der Befruchtung meistens aus dem Fruchtknoten und enthält die Samen bis zur Reife Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 35 Ungeschlechtliche Fortpflanzung Geschlechtliche Fortpflanzung Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden gleichwarm wechselwarm Griffel Narbe Samen Struktur und Funktion Staubfaden seit 6. Jgst. 36 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 35 Ungeschlechtliche Fortpflanzung ( Klone ) Ein Lebewesen erzeugt Nachkommen, die untereinander identisch sind (z.B. Kartoffelknolle). Geschlechtliche Fortpflanzung Zwei Lebewesen erzeugen Nachkommen, die untereinander etwas verschieden sind. ( Verschiedenheit als Voraussetzung für Evolution.) Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 36 gleichwarm Die Körpertemperatur ist unabhängig von der Außentemperatur immer ungefähr gleich. Das Lebewesen kann die Körpertemperatur durch Regulation konstant halten. wechselwarm Die Körpertemperatur entspricht ungefähr der Außentemperatur und kann vom Lebewesen nicht konstant gehalten werden. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 37 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 37 Diagramm, das die Verwandtschaftsverhältnisse von Arten und größeren Gruppen sowie die zeitliche Reihenfolge ihres Auftretens zeigt. Zeit: vor … Jahren Stammbaum Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 38 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 38 zunehmende Ähnlichkeit und somit größerer Verwandtschaftsgrad Biologen sortieren Lebewesen nach abgestuften Ähnlichkeiten in Verwandtschaftsgruppen ( systematische Begriffe) Natürliches System Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 39 Verwandschaftsgruppe Reich Stamm Klasse Ordnung Familie Gattung Art Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Beispiel Tiere Wirbeltiere Säugetiere Raubtiere Bären Echte Bären Eisbär seit 6. Jgst. 39 seit 6. Jgst. 40 Bestimmungsschlüssel: Ja-Nein-Entscheidungsfragen bezüglich äußerer Merkmale eines Lebewesens zur namentlichen Bestimmung Bestimmen von Lebewesen Beispiel: Bestimmung von Amphibien cc by Christian Fischer Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 6. Jgst. 40 Entscheidungsfindung durch systematisches Bewerten Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden 1 Finden von verschiedenen Kriterien (z.B Geschmack versch. Apfelsorten) 2 Gewichten der gegebenen Kriterien 3 Verarbeitung der vorhandenen Informationen bezüglich der vier Apfelsorten mit Hilfe eines Punktesystems 4 Multiplikation der Gewichtung mit den Punkten pro Apfelsorte und Kriterium 5 Treffen einer Entscheidung Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 41 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden 41 seit 8. Jgst. Evolution (Geschichte des Lebens) natürliche Selektion: wegen der Konkurrenz überleben nur die an die jeweiligen Umweltbedingungen am besten Angepassten einer Art verschiedene Nachkommen (durch Mutationen und geschlechtl. Fortpflanzung) Evolutionstheorie nach Darwin Überproduktion an Nachkommen Änderung der Umweltbedingungen Abänderung der Art bzw. Entstehung neuer Arten Mutation Fortpflanzung Mutation Zufällige Veränderung der Erbinformation (z.B. durch Röntgen- oder UV-Strahlung), die bei einem Lebewesen zu veränderten Eigenschaften führen kann. Mutationen können sich positiv, negativ oder gar nicht auswirken. Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 42 Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden 42 seit 8. Jgst. Pflanzenzelle Tierzelle Pilzzelle (Chloroplasten und Mitochondrien) (nur Mitochondrien) (nur Mitochondrien) eukaryotische Einzeller Die 5 Reiche der Lebewesen (Mitochondrien, teilw. zusätzlich Chloroplasten) z.B. Euglena Eukaryoten mit Zellkern Prokaryoten prokaryotische Einzeller (Bakterien) ohne Zellkern (weder Mitochondrien noch Chloroplasten) Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 43 Kennzeichen der Gliederfüßer Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Körpergliederung Blutkreislauf Nervensystem Skelett Gliederfüßer Kopf- Brust- Hinterleib Gegliederte „Füße“ (Insekten sechs; Spinnen acht; Krebse zehn) aus Segmenten bestehend Röhrenherz und offener Blutkreislauf (keine Blutgefäße) Bauchmark Außenskelett aus Chitin Augen Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Unvollkommene Verwandlung seit 8. Jgst. 44 meist Facettenaugen seit 8. Jgst. 43 Wirbeltiere Kopf-Rumpfmeist 4 Gliedmaßen keine Segmente gekammertes Herz mit geschlossenem Blutkreislauf (mit Blutgefäßen) Rückenmark Innenskelett mit Wirbelsäule aus Kalk + Knorpel Linsenaugen Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 44 Unvollkommene Verwandlung (z.B. Heuschrecken) Die Insektenlarve entwickelt sich durch mehrere Wachstumshäutungen allmählich zu einem geschlechtsreifen Tier (Imago). Larve und Imago sehen verschieden aus. Vorteil: geringerer Material- und Energieaufwand Vollkommene Verwandlung Vollkommene Verwandlung (z.B. Schmetterlinge, Käfer) Mit der vorletzten Wachstumshäutung der Insektenlarve wird eine Puppe (keine Nahrungsaufnahme) gebildet, in der die Verwandlung der Larve zu einem geschlechtsreifen Tier (Imago) stattfindet (Metamorphose). Larve und Imago sehen verschieden aus. Vorteil: keine Nahrungskonkurrenz zwischen Larve und Imago Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 45 Homologe Organe Analoge Organe Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 45 Homologe Organe sind bauplangleiche, teilweise funktionsverschiedene Organe. Zeichen von Verwandtschaft! Beispiel: Vogelflügel und Menschenarm Analoge Organe sind bauplanverschiedene, aber funktionsgleiche Organe. kein Zeichen von Verwandtschaft Ursache: Angepasstheit an gleiche Umweltbedingungen Beispiel: Vogelflügel und Insektenflügel Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 46 schützen nicht nur gegen ungewollte Schwangerschaft, sondern auch gegen Geschlechtskrankheiten. Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 8. Jgst. 46 - Kondom vorsichtig aus der Verpackung nehmen (Achtung Fingernägel!) und vor dem Geschlechtsverkehr am bereits steifen Penis anlegen. - Vor dem Überstreifen das obere Ende des Kondoms mit zwei Fingern zusammendrücken, um Platz für Sperma zu lassen - anschließend das Kondom mit der anderen Hand am Penis abrollen. - Nach dem Spermienerguss den Penis gemeinsam mit dem Kondom aus der Scheide ziehen (am Gummiring festhalten). - Gebrauchte Kondome im Restmüll entsorgen und nicht in der Toilette. - Niemals 2 Kondome übereinander benutzen nach dem Motto: „Doppelt hält besser und ist sicherer!“ - Ein Kondom kann natürlich nur einmal verwendet werden! Kondome Struktur und Funktion Struktur und Funktion seit 5. Jgst. Regeln Naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg 3b Struktur und Funktion Information Evolution Variabilität und Angepasstheit Organisationsebene Reproduktion Stoff- und Energieumwandlung Steuerung und Regelung Methoden seit 5. Jgst. 3b Regel 1 Ausgehend von einer Frage/Problemstellung formuliere ich, bevor ich ein Experiment plane, eine Vermutung, die ich mit einem Experiment eindeutig überprüfen kann. Regel 2 Um eine Vermutung experimentell zu überprüfen, darf ich in einer Versuchsreihe/Untersuchung nur jeweils eine Einflussgröße (Faktor) ändern. Wenn nötig führe ich Vergleichs- und Kontrollexperimente durch. Regel 3 Bei der Beobachtung beschreibe ich nur die Veränderungen, welche ich mit meinen Sinnen (Sehen, Riechen, Hören, Fühlen) wahrnehmen kann und/oder stelle das Ergebnis, das ich gemessen habe, in einer Tabelle oder einem Diagramm dar. Regel 4 Bei der Deutung/Folgerung der Versuchsergebnisse versuche ich, einen allgemeinen Zusammenhang auf der Basis der Beobachtung(en) herzustellen (z.B.: Je …, desto …). Dabei entscheide ich, ob meine Vermutung wahr oder falsch war.
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