eduki Qualität
43 Seiten
Die chemische Fixierung nimmt dem Gewebe rund 30 Prozent seines Volumens, presst den Extrazellularraum von 15,4 auf 2,5 Prozent zusammen und lässt Synapsen 38 Prozent dichter erscheinen, als sie sind (Korogod, Petersen und Knott 2015, eLife).
Ein elektronenmikroskopisches Bild ist deshalb keine Fotografie der Zelle, sondern ein Messergebnis mit bekannten Fehlern — und genau so muss man es lesen lernen. 19 Seiten zum Themenfeld E.1 des hessischen Kerncurriculums: Bau und Funktion der Zellorganellen im elektronenmikroskopischen Bild, Endosymbiontentheorie, Organisationsstufen vom Einzeller zum Vielzeller.
Handgezeichnet gesetzt, mit eigenen Illustrationen, farbig und in einer echten Graustufenfassung. Das Kerncurriculum verlangt die Organellen ausdrücklich „im elektronenmikroskopischen Bild“.
Das ist eine Bildkompetenz, keine Vokabelliste. Zwei Kompetenzstandards tragen dieses Heft: E 12, Möglichkeiten und Grenzen von Modellen diskutieren, und E 16, die Kriterien wissenschaftlicher Wissensproduktion reflektieren. Beide sind hier nicht Zierleiste, sondern Gegenstand.
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 – Wie ein EM-Bild entsteht: Fixieren, Entwässern, Schneiden, Kontrastieren — als Vierschritt-Grafik, mit den Konzentrationen aus einem echten Protokoll – Vier Auflösungswerte, die man nicht verwechseln darf: Elektronenwellenlänge, theoretische Grenze, Punktauflösung des Geräts und die effektive Auflösung an biologischen Dünnschnitten – Was die Präparation verändert: Vergleichstabelle Kryofixierung gegen chemische Fixierung mit fünf Messwerten – Ein gezeichnetes Schnittbild im Stil einer TEM-Aufnahme, vollständig beschriftet, dazu die Volumenanteile der Kompartimente in einer Leberzelle – Drei Schulbuchmodelle, die revidiert wurden: das Baffle-Modell der Cristae, die ER-Zisternen und der Granastapel — mit den Zahlen und den Arbeiten, die sie korrigiert haben – Endosymbiontentheorie, gegliedert nach belegt, offen und nicht bestätigt, mit primärer und sekundärer Endosymbiose als Zeichnung – Vom Einzeller zum Vielzeller: die Reihe der Kugelalgen, experimentelle Evolution von Vielzelligkeit, und zwei Zahlen, die fast immer falsch zitiert werden – Rechnen mit dem Maßstabsbalken, dazu eine Tabelle mit neun Feinbaumaßen von der Kernpore bis zum Plasmodesmos
Teil C — Für die Klasse, Seiten 10 bis 15 – Ein gezeichnetes Schnittbild durch eine Pflanzenzelle mit Maßstabsbalken, zum Beschriften und Ausmessen – Eine Seite zu Schnitt und Körper: Längs- und Querschnitt selbst zeichnen, Kernporen in zwei Ansichten, und die Frage, ob ein rundes Gebilde eine Kugel oder ein Schlauch ist – Zwei weitere Aufgabenseiten zu Bau und Funktion sowie zur Bewertung von Belegen, alle von AFB I bis AFB III – Eine Rechenseite zum Maßstabsbalken – Zwölf Befundkarten zum Ausschneiden: spricht dafür, spricht dagegen, sagt dazu nichts 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 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 auf der Quellenseite ausdrücklich benannt. Vier Aussagen, die in vielen Materialien noch anders stehen und hier korrigiert sind: – „Mitochondrien teilen sich mit FtsZ wie Bakterien.“ Für Tiere, Pilze und Pflanzen ist das falsch; dort erfolgt die Teilung über dynaminverwandte Proteine. Für Chloroplasten stimmt das Argument. – „Peroxisomen sind endosymbiontischen Ursprungs.“ Widerlegt: Ihre Membran besteht ausschließlich aus eukaryotischen Proteinen, und sie lassen sich binnen Stunden aus dem ER neu bilden. – „Wir tragen zehnmal mehr Bakterien als eigene Zellen.“ Die Zahl geht auf eine Überschlagsrechnung von 1972 zurück. Nachgerechnet ergibt sich ein Verhältnis von 1,3 zu 1. – „Vielzelligkeit ist 25-mal entstanden.“ Richtig zitiert, aber fast immer ohne den Satz, der im selben Text folgt: Nur drei Linien haben daraus komplexe Vielzelligkeit gemacht. Dazu die Modellgeschichte, die im Unterricht sofort trägt: Palades Baffle-Modell der Cristae von 1953 steht bis heute in Schulbüchern. Es war kein Denkfehler, sondern ein korrekter Schluss innerhalb der Grenzen der Schnittbildtechnik. Erst die Elektronentomographie machte die engen Crista Junctions von 12 bis 40 Nanometern sichtbar. Zu jedem Modell gehört die Frage: gesehen womit?
FORMAT UND DRUCK 19 Seiten DIN A4, PDF. Enthalten sind eine farbige und eine echte Graustufenfassung — konvertiert, nicht gerastert, damit sie an jedem Schulkopierer sauber druckt. Die beiden Schnittdarstellungen sind ohnehin in Grautönen gehalten und funktionieren im Schwarzweiß-Druck unverändert. Das Kartenblatt gewinnt auf 160-Gramm-Papier. Alle Abbildungen sind eigene Zeichnungen. Die Bilder auf Seite 5 und Seite 10 sind gezeichnete Schemata im Stil elektronenmikroskopischer Aufnahmen, keine Fotografien. Die verwendeten Schriften stehen unter der SIL Open Font License.
EINSATZ UND RECHTSSTAND Konzipiert für die Einführungsphase am Gymnasium in Hessen, Themenfeld E.1 „Struktur und Funktion von Zellen“. Der fachliche und didaktische Teil ist bundesweit und ab Klasse 10 einsetzbar. Für dieses Thema gibt es kein Schulpraktikum — ein einziger Ultradünnschnitt verlangt ein akut giftiges, flüchtiges Schwermetalloxid, ein radioaktives Uransalz, ein Ultramikrotom mit Diamantmesser und ein Hochvakuumgerät. Das Heft begründet damit, warum Bildlesekompetenz hier an die Stelle des Experiments tritt. Stand August 2026. Das Material ist eine Arbeitshilfe.
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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