Amphibienentwicklung – Interpretation von Versuchsergebnissen

 

Der Artikel ist in ähnlicher Form veröffentlicht.
Bossert, Ulrich : Amphibienentwicklung - Interpretation von Versuchsergebnissen. – In: Biologie in der Schule. – Berlin 48 (1999) 1. – S. 4 - 5

 

Es soll gezeigt werden, wie die Regulation der Amphibienentwicklung forschend-entwickelnd erarbeitet werden kann. Die Vorteile, die ein solcher Unterricht bietet, werden an anderer Stelle /1/ dargestellt.

In diesem Artikel wird ausführlich die Art der Fragestellung dargelegt, die die Schülerinnen und Schüler bei ihrem Gedankengang unterstützen soll, aber auch so zurückhaltend sein soll, daß sie nicht um ihre Erfolgserlebnisse gebracht werden.

Da es sich hier um eine Unterrichtsplanung für eine 6. Klasse handelt, wurde der Regelkreis auf eine Steuerung reduziert und auch nicht näher auf die Konzentrationen der einzelnen Hormone eingegangen. Die Kenntnisse entsprechen damit dem in /5/ dargestellten Wissensstand von 1960.

Voraussetzung für diese Unterrichtsstunde ist eine direkte Beobachtung der Froschentwicklung /2/ oder als Ersatz das gemeinsame Anschauen eines entsprechenden Filmes ohne Erklärungen zur Steuerung der Entwicklung.

Falls in der Schule die Voraussetzungen gegeben sind, können die Hormonwirkungen von den Schülerinnen und Schülern selbst untersucht werden /3/ und /4/; in diesem Fall muß es natürlich zu Umstellungen in dem folgenden Vorschlag kommen.

 

Die Texte in den grünen Fenstern ergeben das Tafelbild.

 


Beobachtung:

Aus Amphibienlaich schlüpfen Kaulquappen, die sich fließend zu einem Frosch verwandeln.

Frage:

Was steuert diese Metamorphose ?

 

Abhängig von dem bisher in der 5. und 6. Klasse durchgenommenen Stoff, kann man hier kurz wiederholen, was die Eiablage, den Vogelzug, ... ausgelöst hat. Die so angeregten Vermutungen zu dem neuen Problem werden gesammelt und zwei Alternativen zugeordnet.

 


Hypothesen:

a. äußere Faktoren wie Temperatur, Tageslänge, ...

b. innere Faktoren, d.h. ein oder mehrere Organe steuern die Entwicklung

 

Man fordert auf, Versuche zu entwickeln, die geeignet sind, die unter a. aufgeführten Hypothesen zu prüfen. Das bereitet keine Schwierigkeiten. Nun teilt man mit, daß u.U. die Entwicklungszeit beeinflußt wird, die Verwandlung in einen Frosch aber stattfindet.

Die Grundidee zur Überprüfung der zweiten Hypothese – ein Organ zu entfernen – wird sicher von den Schülerinnen und Schülern vorgeschlagen. Weitergehende Vorschläge zu entwickeln ist für die Altersstufe schwierig. Auch aus Gründen der Zeitersparnis, teilt man der Klasse mit, daß Wissenschaftler die folgenden Versuche durchgeführt (nach /5/ verändert) und die angegebenen Ergebnisse erhalten haben.

Bevor man die Versuchsergebnisse interpretiert, kann man noch die Operationsbesonderheiten (Narkosemittel für Wassertiere, selbstgefertigte Instrumente, ... ) schildern, etwas zur Auswahl der Organe sagen und am Beispiel der Teezubereitung eine Vorstellung vermitteln, was ein Extrakt ist. Läßt man die Schülerinnen und Schüler die Methode auf Fleischextrakt übertragen, dann hat man sichergestellt, daß alle sich etwas unter einem Schilddrüsenextrakt vorstellen können.

 


Experimente:

Versuch

Hirnanhangdrüse

Schilddrüse

Futterzusatz

Verwandlung

1

vorhanden

vorhanden

keiner

ja

2

vorhanden

entfernt

keiner

nein

3

entfernt

vorhanden

keiner

nein

4

entfernt

entfernt

Schilddrüsen-
extrakt

ja

5

entfernt

entfernt

Extrakt der Hirn-
anhangdrüse

nein

6

entfernt

vorhanden

Extrakt der Hirn-
anhangdrüse

ja

 

 

In einem Unterrichtsgespräch werden die Versuchsergebnisse interpretiert; der Verlauf wird hier nur skizziert.

Versuch 1: Ist das ein "Versuch"? Warum hat man ihn durchgeführt ? Pfeil Kontrollversuch

Versuch 2: Pfeil die Schilddrüse steuert die Metamorphose
Versuch 3: Pfeil Hirnanhangdrüse und Schilddrüse steuern die Verwandlung
Versuch 4: Pfeil Widerspruch !!
Nun ist es ratsam, von der Frage nach der Aufgabe der Drüse zu Überlegungen zur Funktion der Extrakte überzugehen.
Was bewirkt der Schilddrüsenextrakt ? Pfeil Metamorphose
Versuch 5: Was bewirkt der Extrakt der Hirnanhangdrüse nicht ?
Was bewirkt der Extrakt der Hirnanhangdrüse ? (bleibt vorerst offen)
Pfeil Extrakt kann die Metamorphose nicht auslösen (vergl. Versuch 2)
Versuch 6: Bitte mit Versuch 3 vergleichen. Wo liegt der Unterschied ? Was kann der Extrakt bewirken ?
Jetzt ist eine geniale Idee gefragt ! Pfeil Die Hirnanhangdrüse steuert die Schilddrüse.


Interpretation der Versuchsergebnisse :

Schema

Um das Verständnis zu überprüfen, geht man alle Versuche und ihre Ergebnisse nochmals durch und fordert die Schülerinnen und Schüler auf zu überlegen, welche Hormone jeweils im Blut der Tiere vorhanden sind.

 

Versuch 1: beide Hormone
Versuch 2: nur Hirnanhangdrüsenhormon
Versuch 3: kein Hormon – Schilddrüse bekommt keinen Befehl
Versuch 4: nur das zugegebene Schilddrüsenhormon
Versuch 5: nur das zugegebene Hirnanhangdrüsenhormon
Versuch 6: das zugegebene Hirnanhangdrüsenhormon setzt Schilddrüsenhormon frei

 

Wenn man die Stunde vor dem geistigen Auge ablaufen läßt, erkennt man, daß auch schwächere Schülerinnen und Schüler viele Möglichkeiten zur Mitarbeit haben. Darüberhinaus ist auch Kreativität verlangt. Die Schülerinnen und Schüler, die den Widerspruch bei der Interpretation erkannt haben und erst recht die, die ihn aufgelöst haben und die, die gesehen haben, daß unter Versuch 3 gar kein Hormon gebildet wird, haben neben dem erworbenen Wissen und dem Einüben der naturwissenschaftlichen Denkweise aus der Stunde noch "Aha-Erlebnisse" mitgenommen. Obwohl das schon ein Wert an sich ist, sollten sie auch noch entsprechend gelobt werden.

 

 

Literatur:

/1/ Bossert, U.: Forschend-entwickelnder Biologieunterricht in der Sekundarstufe I. – In: Biologie in der Schule. – 47 (1998) 3. – S.
/2/ Klahm, G.: Vom Laich zum Frosch. – In: Unterricht Biologie. – 7 (1983) 78. – S. 13-19
/3/ Sander, K.: Beeinflussung der Kaulquappenentwicklung durch Hormone. – In: Biologie in unserer Zeit. – 4 (1974) 1. – S. 18-28
/4/ Lüken, H.: Hormonelle Regulation der Metamorphose bei Froschlurchen. – In: Unterricht Biologie. – 5 (1981) 58. – S. 22-26
/5/ Hadorn, E.: Experimentelle Entwicklungsforschung an Amphibien. – Springer. – Berlin, 1961. – S. 95




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updated 31.Januar 1999
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