Chemische Fixierung lässt Gewebe um rund 30 Prozent schrumpfen und den Raum zwischen den Zellen um den Faktor sechs zu klein erscheinen. Genau solche Zahlen fehlen in fast jedem Material zum elektronenmikroskopischen Bild der Zelle, und sie sind der Grund, warum Schülerinnen und Schüler EM-Bilder falsch lesen.

Dieses Material zeigt beides: die zwölf Strukturen, die im Übersichtsbild einer Tierzelle zu erkennen sind, und das Verfahren, das dieses Bild überhaupt erst erzeugt. Es enthält ein vollständig selbst gezeichnetes Übersichtsbild in Graustufen mit Maßstabsbalken, eine Erkennungstabelle für alle Organellen, die Kompartimentierung und die Endosymbiontentheorie mit einer klaren Trennung zwischen belegten und strittigen Aussagen sowie drei Schülerseiten von AFB I bis AFB III mit Erwartungshorizont.

18 Seiten, druckfertig, farbig und in Graustufen.

WAS DRIN IST

Teil A: Wie das Bild entsteht (Seiten 3 bis 6)

• Warum Elektronen und nicht Licht: Abbe-Kriterium, de-Broglie-Wellenlänge, mit Größenachse vom bloßen Auge bis 0,1 Nanometer

• Die Präparation in fünf Schritten: fixieren, entwässern, einbetten, schneiden, kontrastieren

• TEM und REM im direkten Vergleich

• Artefakte: was chemische Fixierung mit der Zelle macht, mit Zahlen und Quelle

• Der Mesosom-Fall: ein Organell, das jahrzehntelang in Lehrbüchern stand und nie existiert hat

• Der Schnitteffekt und das Prinzip von Delesse: was man aus einem Schnittbild messen darf und was nicht

Teil B: Was auf dem Bild zu sehen ist (Seiten 7 bis 12)

• Das Übersichtsbild mit zwölf nummerierten Strukturen und vollständiger Legende

• Erkennungstabelle über zwei Seiten: Erkennungsmerkmal im TEM, Bau, Aufgabe, Größenordnung

• Kompartimentierung: vier Gründe, warum eine Zelle Räume braucht

• Endosymbiontentheorie: belegt, uneinheitlich, nicht belegt, sauber getrennt

• Tierzelle, Pflanzenzelle, Bakterienzelle im Vergleich, mit vier Sätzen, die die übliche Tabelle geraderücken

Teil C: Für die Klasse (Seiten 13 bis 15)

• Arbeitsblatt 1: Das Bild lesen. Zwölf Strukturen benennen und begründen, woran sie erkannt wurden

• Arbeitsblatt 2: Messen statt schätzen. Maßstabsbalken auswerten, umrechnen, Grenzen der Messung beurteilen

• Arbeitsblatt 3: Ein Organell, das es nie gab. Methodenkritik am Mesosom-Fall, bis AFB III

Dazu: Lösungen und Erwartungshorizont, Quellenseite mit Stand, Reihenübersicht.

WAS DIESES MATERIAL ANDERS MACHT

Es sagt, was nicht belegt ist.

Drei Beispiele, die im Material ausdrücklich stehen: Das Elektronenmikroskop löst biologische Kunstharzschnitte nicht auf 0,1 Nanometer auf, sondern auf etwa 2 Nanometer. Mitochondrien haben keine 70S-Ribosomen, sondern Ribosomen vom bakteriellen Typ mit artabhängigem Wert; nur Chloroplasten haben echte 70S. Und die Doppelmembran allein beweist gar nichts, denn der Zellkern hat auch eine.

Das ist kein Zusatz, sondern der didaktische Kern: Wer weiß, wie ein EM-Bild entsteht, liest es anders. Jede Zahl im Material ist auf der Quellenseite belegt, und dort steht auch, wo bewusst keine Zahl angegeben wird, weil sich keine belastbare finden ließ.

LEHRPLAN UND EINSATZ

Passgenau zum hessischen Kerncurriculum für die gymnasiale Oberstufe, Biologie, Einführungsphase, Themenfeld E.1 „Struktur und Funktion von Zellen“ (Ausgabe 2024). Die Formulierung „Bau und Funktion der Zellorganellen im elektronenmikroskopischen Bild der Zelle (Übersicht)“ steht dort wörtlich.

Fachlich ist das Material bundesweit einsetzbar, ebenso in der Sekundarstufe I der 9. und 10. Klasse, wenn Teil A gekürzt wird.

Zeitbedarf: vier Einzelstunden mit allen Teilen. Für eine Doppelstunde reichen Arbeitsblatt 1 und Arbeitsblatt 3.

FORMAT UND DRUCK

• PDF, A4, 18 Seiten, druckfertig

• Farbige Fassung und separate Graustufenfassung für den Schulkopierer

• Alle Grafiken und Zeichnungen sind eigene Werke, keine Fremdbilder, keine Stockfotos

• Schülerseiten auch einzeln einsetzbar

• Lösungen auf eigenen Seiten am Ende, leicht zu entfernen

HINWEISE

Das Übersichtsbild ist eine Zeichnung nach elektronenmikroskopischen Befunden und kein Mikrofoto. Es zeigt in einem Ausschnitt mehr Strukturen, als ein einzelner realer Schnitt enthält; die Erkennungsmerkmale und der Maßstab stimmen. Genau dieser Unterschied wird im Material offengelegt und im Unterricht nutzbar gemacht.

Der Lehrplanbezug bezieht sich auf die Ausgabe 2024. Bei einer Neufassung des Kerncurriculums bitte kurz gegenprüfen. Das Material ist eine Arbeitshilfe für den Unterricht und ersetzt keine fachwissenschaftliche Primärliteratur.