Toleranzkurven und der Öko-Faktor Temperatur

Toleranzkurven und der Öko-Faktor Temperatur

Gymnasium

Biologie

11. | 12. | 13. Klasse

10 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Die physikalischen und chemischen Umweltfaktoren, die auf Lebewesen einwirken, heißen abiotische Faktoren. Die Variation dieser Umweltfaktoren bestimmt den Bereich der Lebewesen, in dem sie für diesen Umweltfaktor lebensfähig sind. Durch Toleranzkurven für den jeweiligen Umweltfaktor kann diese Abhängigkeit beschrieben werden. Von den abiotischen Faktoren spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle. Bei der Auswirkung dieses Faktors auf Tiere haben sich Anpassungen ergeben, die als Klimaregeln formuliert wurden. Ihre Schüler erhalten in dieser Einheit das Rüstzeug, Toleranzbereiche von Lebewesen zu interpretieren und das Vorkommen von Lebewesen in Abhängigkeit zum Temperaturfaktor zu verstehen.
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Kompetenzen

Niveau:Sekundarstufe II
Dauer:10 Stunden
Der Beitrag enthält Materialien für:
  • Wissenschaftliche Experimente
  • Lernerfolgskontrolle
Kompetenzen
  • Toleranzkurven beschreiben
  • Stoffwechsel und RGT-Regel in Beziehung zu Toleranzkurven beschreiben
  • Endothermie und Ektothermie unterscheiden
  • Bergmann’sche und Allen’sche Regel erkennen und ihren Gültigkeitsbereich angeben
  • Endothermie und Ektothermie kritisch bei Anpassungen von Tieren an Exremstandorten bewerten
  • Höhenzonierung bei Pflanzen als Anpassungen an den Standort benennen

Inhaltsangabe

M 1Einstieg:Mithilfe dieses Arbeitsblattes erarbeiten sich die Schüler die physikalischen Grundlagen mit Bezug zur Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel) und der Wirkungsweise von Enzymen.1
M 2Die Lernenden erarbeiten sich am Beispiel Fotosynthese die Kennzeichen einer komplexen enzymatischen Reaktion. Sie lernen dabei ein Diagramm zu interpretieren. Das Arbeitsblatt soll damit auf die Toleranzkurven in Arbeitsblatt M 3 vorbereiten.
M 3Die Lernenden erarbeiten sich Toleranzbereiche von Lebewesen, unterscheiden die Begriffe stenotherm und eurytherm und beziehen diese auf das Vorkommen von Lebewesen. Anhand der Toleranzkurve des Mehlwurms wird ein Bezug zur RGT-Regel und zu Enzymaktivitäten hergestellt.2
M 4Durchführung eines einfachen Experimentes (Zählung der Herzschlagfrequenz beim Wasserfloh) in arbeitsteiliger Gruppenarbeit.Damit können die Kardinalpunkte von Toleranzkurven (Minimum, Optimum, Maximum) sowie die RGT-Regel von den Schülern nachvollzogen werden.
M 5Bei diesem Arbeitsblatt werden die Toleranzbereiche von Lebewesen in Beziehung zur Temperaturregulation gestellt. Die Lernenden sollen erkennen, dass die Begriffe eurytherm und stenotherm häufig mit „gleichwarm“ und „wechselwarm“ korrelieren.3
M 6Die Lernenden erkennen, dass die gängige Einteilung von „gleichwarm“ und „wechselwarm“ häufig zu einfach ist. Sie lernen damit, sich mit Fachbegriffen kritisch auseinander zu setzen. Ebenso wird ein Bezug hergestellt zur Stoffwechselintensität sowie Wundernetze und das Gegenstromprinzip.Erarbeitung der Teilthemen A, B und C in Gruppenarbeit.4
M 7Einstieg: Auf der Farbfolie werden verschiedene Pinguin- und Fuchsarten vorgestellt. Der Bezug zu den tiergeographischen Regeln (Bergmann’sche und Allen’sche Regel) wird besprochen.Erarbeitung:Die Lernenden erarbeiten sich die Bergmann’sche und die Allen’sche Regel und überprüfen ihre Gültigkeit.5
M 8
M 9Experiment:Die Schüler führen in Kleingruppen den Modellversuch zur Bergann’schen Regel durch.Sie erkennen den Modellcharakter der Experimente und führen eine Modellkritik durch.6
M 10Experiment:Die Schüler führen in Kleingruppen den Modellversuch zur Allen’schen Regel durch und werten diesen aus.7
M 11Es werden die Überwinterungsstrategien ektothermer und endothermer Tiere thematisiert, insbesondere Winterstarre, Winterruhe und Winterschlaf.8
M 12An den Beispielen Phänologie, Lebensformen (Überwinterungsstrategien) und Höhenzonierung in den Alpen wird das Thema Temperatur und Pflanzen aufgegriffen.Erarbeitung der Teilthemen in Gruppenarbeit.9
M 13LernerfolgskontrolleÜbungen zum Öko-Faktor Temperatur10

Minimalplan

Ist die Zeit für die Einheit knapp bemessen, wenn diese beispielsweise im Grundkurs unterrichtet wird, erarbeiten Sie mit dem

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