„Osmose ist die Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran.“ Dieser Satz steht in fast jedem Schulbuch und hält der Nachprüfung nicht stand:
Der gemessene osmotische Fluss ist zwei- bis sechsmal größer, als ein Wasserkonzentrationsgefälle hergibt, und gelöster Stoff verdünnt das Wasser nicht zwangsläufig (Kramer und Myers 2012, American Journal of Physics; 2013, Trends in Plant Science).
Dieses Material benennt die Vereinfachung — und liefert eine Formulierung, die trägt. 19 Seiten zum Themenfeld E.1 des hessischen Kerncurriculums: Membranmodelle, selektive Permeabilität, aktiver und passiver Transport, Endo- und Exocytose, Diffusion, Osmose und Plasmolyse. Handgezeichnet gesetzt, mit eigenen Illustrationen, farbig und in einer echten Graustufenfassung.
Das Kerncurriculum verlangt „Membranmodelle (Übersicht)“ im Plural — also den Modellwandel, nicht ein Endmodell. Und es verlangt Diffusion, Osmose und Plasmolyse ausdrücklich „(experimentell)“. Beides zusammen ergibt die Struktur dieses Hefts.
WAS DRIN IST Teil A — Grundlagen für die Lehrkraft, Seiten 2 bis 9 – Sechs-Stunden-Raster mit Seitenverweisen, Sozialform und Zeitangabe, dazu eine Variante für nur eine Doppelstunde – Fünf Membranmodelle in 120 Jahren, von Overton bis Singer und Nicolson, als Zeitleiste und mit drei gezeichneten Modellschemata – Die ehrliche Fassung der Gorter-Grendel-Geschichte: Die beiden Fehler hoben sich nicht sauber auf, und das ist die interessantere Lehre – Was Engelman 2005 am Flüssig-Mosaik-Modell korrigiert hat, mit den Proteinanteilen von Myelin, Plasmamembran und innerer Mitochondrienmembran – Lipid Rafts, gegliedert nach belegt, uneinheitlich und nicht belegt — eine Musterlektion zur Erkenntnisgewinnung – Vier Zahlen zur Membran:
die drei Dickenangaben und warum alle drei stimmen, die Lateraldiffusion, der Seitenwechsel und die vollständige Erneuerung der Plasmamembran in einer halben Stunde – Vier Transportwege als gezeichnetes Schema, dazu eine Tabelle mit Antrieb, Beispiel und Kennzahl – Osmose ehrlich: Wasserpotenzial, van-’t-Hoff-Gleichung einmal durchgerechnet, und die Kritik an der Schulformel samt tragfähiger Neuformulierung – Plasmolyse:
Vierschritt-Anleitung mit roter Zwiebel, drei gezeichnete Zellzustände, Stolperfallen und die Gefahrstoff- und Rechtslage Teil C — Für die Klasse, Seiten 10 bis 15 – Protokollseite zur Plasmolyse mit zwei Sehfeldern zum Zeichnen – Grenzplasmolyse: Messreihe, Auswertung und Berechnung des Wasserpotenzials — ein echter Messwert, kein Bestätigungsversuch
Drei Aufgabenseiten zu Membranmodellen, Transport und Osmose, alle von AFB I bis AFB III – Die Osmose-Seite arbeitet mit Zwei-Stufen-Aufgaben: erst ankreuzen, dann begründen. Der Grund steht auf der Seite — in Tests zu Diffusion und Osmose geben rund 44 Prozent die richtige Antwort, aber nur 27 Prozent auch die richtige Begründung – Zwölf Transportkarten zum Ausschneiden: passiv oder aktiv, mit oder ohne Transportprotein Lösungen und Quellen, Seiten 16 bis 19 – Zwei Lösungsseiten mit Erwartungshorizont; bei den offenen Aufgaben steht, woran eine vollständige Antwort zu erkennen ist – Quellenseite mit Rechtsstand und einem eigenen Abschnitt „Was in diesem Heft fehlt, weil es nicht belegt ist“ – Paketübersicht, Druck- und Lizenzhinweise
WAS DIESES MATERIAL UNTERSCHEIDET Jede Zahl hat eine Quelle, und was sich nicht belegen ließ, steht nicht drin, sondern wird ausdrücklich benannt. Vier Beispiele: – Eine geschlossene Tabelle der Permeabilitätskoeffizienten ließ sich nicht zitierfähig zusammenstellen.
Im Heft steht deshalb nur die belegte Relativaussage: Doppelschichten sind eine Milliarde Mal durchlässiger für Wasser als für Natrium- oder Kaliumionen. – Die Flip-Flop-Rate wird in der Literatur um eine Größenordnung unterschiedlich angegeben. Das Heft nennt eine Spanne statt einer Scheinpräzision. – Die Größenangabe „10 bis 200 Nanometer“ für Lipid Rafts ist eine Konsensdefinition von 2006, keine Messung. Das steht so im Heft. – „Die Natrium-Kalium-Pumpe verbraucht 70 Prozent der Energie“ ist ohne Bezugsgröße nicht haltbar. Für das Gehirn insgesamt gelten 20 bis 40 Prozent. Dazu die Praktikumspointe: Die Plasmamembran ist rund 4 Nanometer dick, die Auflösungsgrenze des Lichtmikroskops liegt bei 200. Bei der Plasmolyse wird nicht die Membran sichtbar, sondern die Grenzfläche des Protoplasten — die Lage der Membran. Dieser Unterschied gehört ins Protokoll und ist eine der besten AFB-III-Aufgaben des ganzen Themenfelds.
Zellbiologie für die Einführungsphase komplett: drei Hefte, 57 Seiten, mit Lösungen.Von der ersten Zwiebelhaut bis zur Grenzplasmolyse – das ganze Themenfeld „Struktur und Funktion von Zellen“ in acht Wochen.Mit Stundenrastern, Praktikumsanleitungen, Schülerseiten und Lösungen.Jedes Heft farbig und als echte Graustufenfassung, alle Illustrationen selbst gezeichnet.Jede Zahl hat eine Quelle.Was sich beim Nachprüfen nicht belegen ließ, steht in jedem Heft im Abschnitt „Was in diesem Heft nicht belegt ist“.Was im Paket istTeil 1 – Zelltypen (19 Seiten)Prokaryot und Eukaryot, Pflanzen- und Tierzelle, zwei Mikroskopier-Praktika mit Protokollseiten.Roter Faden: die Auflösungsgrenze von rund 200 Nanometern.Mit Gefahrstofftabelle, Rechtslage zum Wangenabstrich und zwölf Organellkarten.Teil 2 – Zellorganellen im elektronenmikroskopischen Bild (19 Seiten)Wie ein EM-Bild entsteht und was die Präparation mit der Zelle macht.Endosymbiontentheorie, getrennt nach belegt, offen und nicht bestätigt.Vom Einzeller zum Vielzeller, ein gezeichnetes Schnittbild zum Auswerten, zwölf Befundkarten.Teil 3 – Biomembran und Transport (19 Seiten)Fünf Membranmodelle in 120 Jahren, das Flüssig-Mosaik-Modell mit heutigen Korrekturen.Vier Transportwege mit Kennzahlen, Osmose sauber erklärt.Praktikum: Plasmolyse mit der roten Zwiebel und Grenzplasmolyse als echte Messung. Zwölf Transportkarten.Was dieses Paket unterscheidetDrei Befunde, die in kaum einem Schulmaterial stehen:Dass eigenes Mikroskopieren mehr Verständnis bringt als eine gute Abbildung, ist nicht belegt (de Jong, Linn und Zacharia 2013; Brinson 2015). Teil 1 begründet das Praktikum mit dem, was es wirklich leistet.Chemische Fixierung kostet das Gewebe rund 30 Prozent Volumen und lässt Synapsen 38 Prozent dichter erscheinen (Korogod, Petersen und Knott 2015). Ein EM-Bild ist ein Messergebnis, keine Fotografie.„Osmose ist die Diffusion von Wasser“ hält nicht: Der gemessene Fluss ist zwei- bis sechsmal größer (Kramer und Myers 2012, 2013). Teil 3 liefert eine Formulierung, die trägt.Dazu vier Korrekturen an verbreiteten Aussagen:Planctomyceten sind keine Bakterien mit Zellkern.Peroxisomen sind nicht endosymbiontisch entstanden.Mitochondrien von Tieren, Pilzen und Pflanzen teilen sich nicht mit FtsZ, Chloroplasten schon.Bakterien zu Körperzellen im Menschen: 1,3 zu 1, nicht 10 zu 1.Wie die drei Hefte zusammenspielenTeil 1 klärt, was ein Lichtmikroskop zeigen kann. Die Klasse stellt zwei Präparate selbst her.Teil 2 setzt dort an, wo die Auflösung endet, und macht das Elektronenbild zum Gegenstand der Kritik.Teil 3 kehrt ins Praktikum zurück: Die Plasmolyse macht die Plasmamembran indirekt sichtbar und liefert einen echten Messwert.Jedes Heft funktioniert einzeln. Zusammen ergeben sie eine Sequenz über acht Wochen mit Querverweisen.EinsatzKomplette Unterrichtsreihe Zellbiologie in der E-PhasePraktika mit fertigen ProtokollenStationenarbeit mit den drei KartensätzenVertretung (Aufgabenseiten mit Lösungen)Wiederholung vor der Klausur, auch zu HauseMaterial für die PraktikaTeil 1: Küchenzwiebel, Objektträger, Deckgläser, Pipetten, Holzspatel, Methylenblau 0,1 Prozent.Teil 3: rote Küchenzwiebel, Filterpapierstreifen, Saccharose-Verdünnungsreihe.Teil 2 braucht kein Praktikum – das Heft erklärt, warum es dazu keins geben kann.Format und DruckDrei PDF-Hefte à 19 Seiten DIN A4, farbig und als echte Graustufenfassung.Alle Schülerseiten funktionieren in Schwarzweiß. Die Kartenblätter am besten auf 160-Gramm-Papier.Alle Abbildungen sind eigene Zeichnungen; die Schnittbilder in Teil 2 sind gezeichnete Schemata, keine Fotos.Einsatz und RechtsstandKonzipiert für die Einführungsphase, bundesweit einsetzbar: Teil 1 ab Klasse 9, Teil 2 und 3 ab Klasse 10.Nur die Sicherheitsseiten in Teil 1 und 3 beziehen sich auf Hessen.Rechtsstand August 2026. Das Material ersetzt keine Gefährdungsbeurteilung; verbindlich sind die geltende RiSU, das Sicherheitsdatenblatt des verwendeten Produkts und die Stoffliste in DEGINTU.
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
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