eduki Qualität
43 Seiten
„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.
Drei Hefte, 57 Seiten, ein Themenfeld: Zusammen decken sie E.1 „Struktur und Funktion von Zellen“ der hessischen Einführungsphase vollständig ab — von der ersten Zwiebelhaut bis zur Grenzplasmolyse. Alle acht Wochen des Themenfelds, mit Stundenrastern, Praktikumsanleitungen, fünfzehn Schülerseiten und Lösungen.Was diese Reihe von anderem Material unterscheidet: Jede Zahl hat eine Quelle, und was sich beim Nachprüfen nicht belegen ließ, steht nicht drin — sondern wird ausdrücklich benannt. Jedes Heft hat dafür einen eigenen Abschnitt „Was in diesem Heft nicht belegt ist“. Das ist kein Kleingedrucktes, sondern das Verkaufsargument.Handgezeichnet gesetzt, mit ausschließlich eigenen Illustrationen, jedes Heft farbig und in einer echten Graustufenfassung.WAS IM PAKET ISTTeil 1 — Zelltypen, 19 SeitenProkaryotische und eukaryotische Zellen, pflanzliche und tierische Zellen, zwei lichtmikroskopische Praktika mit vollständigen Protokollseiten. Roter Faden ist die Auflösungsgrenze von 200 Nanometern: Sie entscheidet, worüber im Praktikum überhaupt gesprochen werden kann. Enthält die Gefahrstofftabelle und die Rechtslage zum Wangenabstrich sowie zwölf Organellkarten zum Ausschneiden.Teil 2 — Zellorganellen im elektronenmikroskopischen Bild, 19 SeitenWie ein EM-Bild entsteht, was die Präparation mit der Zelle macht, und drei Schulbuchmodelle, die revidiert wurden. Dazu Endosymbiontentheorie nach belegt, offen und nicht bestätigt getrennt, die Organisationsstufen vom Einzeller zum Vielzeller, ein gezeichnetes Schnittbild zum Auswerten und zwölf Befundkarten zum Sortieren.Teil 3 — Biomembran und Transport, 19 SeitenFünf Membranmodelle in 120 Jahren, das Flüssig-Mosaik-Modell mit seinen heutigen Korrekturen, Lipid Rafts als Befundlage, vier Transportwege mit Kennzahlen und Osmose ehrlich erklärt. Praktikum: Plasmolyse mit der roten Zwiebel, dazu die Grenzplasmolyse als echte Messung. Zwölf Transportkarten zum Sortieren.WAS DIESES PAKET UNTERSCHEIDETDrei Befunde, einer aus jedem Heft, die in kaum einem Schulmaterial stehen:– Dass eigenes Mikroskopieren mehr Verständnis erzeugt als eine gute Abbildung, ist nicht belegt. de Jong, Linn und Zacharia (2013, Science) finden keinen Unterschied, Brinson (2015) findet in 89 Prozent von 56 Studien gleiche oder bessere Ergebnisse für virtuelle Labore. Teil 1 sagt das — und begründet das Praktikum mit dem, was es tatsächlich leistet.– Die chemische Fixierung kostet dem Gewebe rund 30 Prozent seines Volumens und lässt Synapsen 38 Prozent dichter erscheinen, als sie sind (Korogod, Petersen und Knott 2015). Ein EM-Bild ist ein Messergebnis mit bekannten Fehlern, keine Fotografie.– „Osmose ist die Diffusion von Wasser“ hält der Nachprüfung nicht stand: Der gemessene osmotische Fluss ist zwei- bis sechsmal größer, als ein Wasserkonzentrationsgefälle hergibt (Kramer und Myers 2012, 2013). Teil 3 liefert eine Formulierung, die trägt.Dazu vier Korrekturen an Aussagen, die in vielen Materialien noch anders stehen: Planctomyceten sind keine Bakterien mit Zellkern. Peroxisomen sind nicht endosymbiontisch entstanden. Mitochondrien der Tiere, Pilze und Pflanzen teilen sich nicht mit FtsZ, Chloroplasten dagegen schon. Und das Verhältnis von Bakterien zu Körperzellen im Menschen beträgt 1,3 zu 1, nicht 10 zu 1.WIE DIE DREI HEFTE ZUSAMMENSPIELENTeil 1 klärt, was ein Lichtmikroskop zeigen kann, und lässt die Klasse zwei Präparate selbst herstellen. Teil 2 nimmt dort auf, wo die Auflösung endet, und macht aus dem Elektronenbild einen Gegenstand der Kritik. Teil 3 kehrt ins Praktikum zurück: Die Plasmolyse ist der einzige im Schullabor praktikable Weg, die Plasmamembran indirekt sichtbar zu machen — und liefert nebenbei einen echten Messwert.Jedes Heft funktioniert einzeln. Zusammen ergeben sie eine durchgehende Sequenz über acht Wochen, mit Querverweisen zwischen den Teilen.FORMAT UND DRUCKDrei PDF-Hefte à 19 Seiten DIN A4, jeweils in einer farbigen und einer echten Graustufenfassung — konvertiert, nicht gerastert, damit sie an jedem Schulkopierer sauber druckt. Alle Schülerseiten funktionieren in Schwarzweiß vollständig. Die drei Kartenblätter gewinnen auf 160-Gramm-Papier.Alle Abbildungen sind eigene Zeichnungen. Die Schnittdarstellungen in Teil 2 sind gezeichnete Schemata im Stil elektronenmikroskopischer Aufnahmen, keine Fotografien. Die verwendeten Schriften stehen unter der SIL Open Font License.MATERIAL FÜR DIE PRAKTIKAFür Teil 1 eine Küchenzwiebel, Objektträger, Deckgläser, Pipetten, Einwegholzspatel und Methylenblau 0,1 Prozent. Für Teil 3 eine rote Küchenzwiebel, Filterpapierstreifen und eine Saccharose-Verdünnungsreihe. Für Teil 2 nichts — dort erklärt das Heft, warum es zu diesem Thema kein Schulpraktikum geben kann. Saccharose und Kochsalz sind keine Gefahrstoffe.EINSATZ UND RECHTSSTANDKonzipiert für die Einführungsphase am Gymnasium in Hessen, Themenfeld E.1. Der fachliche und didaktische Teil ist bundesweit einsetzbar; Teil 1 ab Klasse 9, Teil 2 und 3 ab Klasse 10. Nur die Sicherheits- und Rechtsseiten in Teil 1 und Teil 3 beziehen sich ausdrücklich auf Hessen.Rechtsstand August 2026. Das Material ist eine Arbeitshilfe und ersetzt weder eine Gefährdungsbeurteilung noch eine Rechtsberatung. Verbindlich sind die jeweils geltende Fassung der RiSU, das Sicherheitsdatenblatt des konkret verwendeten Produkts und die Stoffliste in DEGINTU.
Klassenstufen: EF (10./11. Jhg.), Q1 (11./12. Jhg.)
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