Die folgende schriftliche Hausarbeit zum Thema: "Pilze: Ein experimentell durchgeführtes Unterrichtsmodell für die gymnasiale Oberstufe; dargestellt am Beispiel von Penicillium camemberti" soll eine Möglichkeit sein, mykologische Inhalte auf experimenteller Basis in die Schule zu bringen. In der didaktischen Analyse dieser Arbeit wird beschrieben, dass die Mykologie aus der Schule, dem Lehramtsstudium Biologie und z.T. auch aus dem Diplomstudium der Biologie ausgegrenzt wird. Die Gründe hierfür sind kaum nachzuvollziehen, da Pilze Organismen unserer Umwelt sind, die allgegenwärtig sind. Schimmelpilze auf verderbenden Lebensmitteln, oder Edelschimmelpilze auf Käse, Speisepilz, Mykosen beim Menschen um nur einige Erscheinungen zu nennen. Es wird dargestellt, dass Schüler und Lehrer ein lückenhaftes Wissen über die Pilze besitzen. Dieser Umstand schließt sich zu einem Kreislauf, der die systematische Ausgrenzung mykologischer Inhalte aus der Schule und damit dem Allgemeinwissen zur Folge hat. Im Rahmen dieser Arbeit wird versucht dieses Wissensdefizit zu kompensieren, indem eine sehr ausführliche Sachanalyse vorhanden ist, die den gegebenen Rahmen der Arbeit von 60 Seiten um 2/3 umfasst. Aus o. g. Gründen ist diese kaum zu kürzen, weil sonst das Problem entstehen könnte, dass Interessierte nicht die nötige Wissensgrundlage besitzen, die zur erfolgreichen Unterrichtung der im Anhang der Arbeit dargestellten Unterrichtseinheit nötig ist. Aufgrund des Fehlens geeigneter Unterrichtsmaterialen zu diesem Thema ist es nötig Material selbst zu erstellen, dass im Anhang zu finden ist. Dadurch geht diese schriftliche Hausarbeit weit über den Rahmen von 60 Seiten hinaus. Hinzukommen fünf selbst entwickelte Experimente für den Schulunterricht, die in Durchführung, Auswertung und Theorie ebenfalls dargestellt werden. Aufgrund dieser Tatsachen ist es meiner Meinung nach vertretbar, dieser Arbeit inklusive Anhang einen Rahmen von ca. 130 Seiten zu geben.
Inhaltsverzeichnis
1. Stellung der Pilze im System der Lebewesen
2. Zytologie und Morphologie der Pilze
2.1 Morphologie des vegetativen Thallus
2.2 Zytologie
2.3 Morphologie der reproduktiven Strukturen
2.3.1 Anamorphe
2.3.2 Teleomorphe
2.3.2.1 Zygomycota
2.3.2.2 Ascomycota
2.3.2.3 Basidiomycota
3. Nomenklatur und Klassifizierung
4. Lebensweise der Pilze
4.1 Abiotische Faktoren
4.1.1 Temperaturansprüche
4.1.2 Wassergehalt
4.1.3 Ansprüche auf Acidität
4.1.4 Sauerstoff
4.1.5 Licht
4.1.6 Mineralstoffe
4.2 Verbreitung der Pilze
4.3 Unterschiedliche Lebensweisen
4.3.1 Saprophytische Pilze
4.3.1.1 Holzzersetzer
4.3.2 Symbiontische Pilze
4.3.2.1. Mykorrhizaformen
4.3.2.2 Ökologische Verbreitung der Mykorrhiza
4.3.2.3 Flechten
4.3.3 Parasitische Pilze
4.4 Wachstum der Pilze
5. Stoffwechsel der Pilze
5.1 Die Stoffklassen
5.2 Der Primärstoffwechsel
5.2.1 Erschließen von Kohlenstoffverbindungen
5.2.2 Der Kohlenhydratstoffwechsel
5.2.3 Abbau von Lipiden
5.2.4 Abbau von Proteinen
5.3 Der Sekundärstoffwechsel
5.3.1 Zeitpunkt der Sekundärmetabolitbildung
5.3.2 Stoffe und Stoffgruppen des Sekundärstoffwechsels
5.3.3 Verknüpfung zwischen Primär- und Sekundärstoffwechsel
6. Die Art Penicillium camemberti
6.1 Systematische Einordnung
6.2 Charakterisierung der Art
6.3 Herstellung von Camembertkäse und Rolle der Mikroorganismen
6.4 Mycotoxin Cyclopiazonsäure
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, ein experimentell fundiertes Unterrichtsmodell für die gymnasiale Oberstufe zu entwickeln, das mykologische Inhalte anhand des Schimmelpilzes Penicillium camemberti vermittelt, um die bestehende wissenschaftliche Ausgrenzung dieses Themengebiets an Schulen zu kompensieren.
- Sachanalyse zur Biologie und Systematik der Pilze
- Didaktische Analyse zur Verankerung mykologischer Inhalte im Biologieunterricht
- Methodik der experimentellen Untersuchung des Wachstums von Penicillium camemberti
- Analyse des Stoffwechsels und der Rolle bei der Käseherstellung
- Entwicklung praktischer Unterrichtsmaterialien und Schülerexperimente
Auszug aus dem Buch
2. Zytologie und Morphologie der Pilze
Pilze gehören zu den Eukaryonten. Damit besitzen die Zellen einen echten Zellkern, der durch die Kernhülle vom Cytoplasma abgetrennt ist. Auch sind die Organellen in der Zelle durch Membranen vom Cytoplasma abgetrennt. Durch den Besitz einer Zellwand unterscheiden sich die Pilze von den Animalia; durch das Fehlen von Chromoplasten und anderen Plastiden unterscheiden sich die Pilze von den Plantea. Grundformen der Pilzzellen sind entweder Hyphen oder die Sprosszellen der Hefen. Einheitliche Pilzzellen gibt es wegen der Polyphenie nicht; sie lassen sich aber auf Grund von Besonderheiten, insbesondere in Bau von Zellkern und Zellwand, von anderen Eukaryonten abgrenzen.[11]
Zellkern: Pilzzellen haben meist mehrere Zellkerne (polykarytisch) in einer Zelle, die auch genetisch verschieden (heterokaryotisch) sein können. Die Kernhüllen werden während der Mitose nicht aufgelöst (geschlossene Mitose). Die Nucleoli werden während der Prophase i.d.R aufgelöst und in der Telophase neu gebildet. Die Zellkerne der Pilze enthalten vergleichsweise wenig DNA (Saccharomyces cerevisiae enthält etwa 0,9% der DNA, die ein durchschnittliches Säugetierchromosomen trägt). Aufgrund dieser Tatsache sind Pilze befähigt Mitosen sehr schnell durchzuführen (5-25 Minuten). [12]
Zellwand: Höhere Pilze besitzen genau wie die Plantae eine Zellwand. Die Zellwand der Pflanzen ist mehrschichtig und besteht hauptsächlich aus den folgenden Gruppen von Kohlenhydraten: Protopektin (D-Galaktose, L-Arabinose), Cellulosane (D-Glucose, D-Mannose, D-Galaktose, D-Xylose und L-Arabinose), sowie aus Cellulose (D-Glucose) [13]
Zusammenfassung der Kapitel
Stellung der Pilze im System der Lebewesen: Dieses Kapitel erläutert die Einordnung der Fungi als eigenständiges Reich innerhalb der Eukaryonten unter Abgrenzung zu anderen Reichen.
Zytologie und Morphologie der Pilze: Hier werden der Aufbau des vegetativen Thallus sowie die zytologischen Besonderheiten und Fortpflanzungsmechanismen der Pilze detailliert beschrieben.
Nomenklatur und Klassifizierung: Dieses Kapitel thematisiert die Herausforderungen und dynamischen Prozesse bei der systematischen Klassifizierung der Pilze.
Lebensweise der Pilze: Es wird auf die vielfältigen abiotischen Wachstumsfaktoren sowie auf saprophytische, symbiontische und parasitische Lebensweisen eingegangen.
Stoffwechsel der Pilze: Dieses Kapitel analysiert den Primärstoffwechsel, inklusive der Kohlenhydrat- und Proteinverwertung, sowie die spezifischen Prozesse des Sekundärstoffwechsels.
Die Art Penicillium camemberti: Der abschließende Hauptteil widmet sich der systematischen Charakterisierung von Penicillium camemberti und dessen spezifischer Bedeutung bei der Camembertherstellung sowie der Mykotoxinbildung.
Schlüsselwörter
Mykologie, Penicillium camemberti, Biologieunterricht, Sachanalyse, Didaktische Analyse, Pilzstoffwechsel, Mykorrhiza, Saprophyten, Konidien, Sekundärmetabolite, Camembertherstellung, Experimentelle Biologie, Eukaryonten, Schulbiologie.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines experimentellen Unterrichtsmodells zum Thema Pilze für die gymnasiale Oberstufe, fokussiert auf Penicillium camemberti.
Was sind die zentralen Themenfelder der Sachanalyse?
Die Sachanalyse umfasst die Systematik, Zytologie, Morphologie, Lebensweisen und den Stoffwechsel der Pilze, mit einem speziellen Fokus auf Penicillium camemberti.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, das Wissensdefizit über mykologische Inhalte in der Schule durch ein praxisnahes, auf Experimenten basierendes Unterrichtskonzept zu verringern.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Analyse des Wachstums verwendet?
Es werden kinetische Wachstumsuntersuchungen in Abhängigkeit von pH-Wert, Temperatur und Nährsubstraten durchgeführt und mathematisch ausgewertet.
Was wird im Hauptteil zur Camembertherstellung behandelt?
Behandelt werden die Rolle der Mikroorganismen, insbesondere Penicillium camemberti, bei der Reifung sowie die biochemischen Abbauprozesse von Proteinen und Fetten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Mykologie, Penicillium camemberti, Unterrichtseinheit, experimentelle Biologie, Stoffwechsel, Symbiose und Käseherstellung.
Wie unterscheidet sich die Vorgehensweise bei der Untersuchung von Penicillium camemberti von allgemeinen Pilzanalysen?
Die Arbeit verknüpft biologische Sachverhalte direkt mit dem alltagsnahen Beispiel des Camemberts und ermöglicht den Schülern durch konkrete Laborversuche einen direkten Bezug zur Praxis.
Welche Bedeutung kommt dem Sekundärstoffwechsel bei Penicillium camemberti zu?
Der Sekundärstoffwechsel spielt eine entscheidende Rolle bei der Anpassung an Substratbedingungen und beinhaltet die Bildung von Antibiotika sowie Mykotoxinen wie Cyclopiazonsäure.
- Quote paper
- Robert Kirchner (Author), 2003, Pilze: Ein experimentell durchgeführtes Unterrichtsmodell für die gymnasiale Oberstufe, dargestellt am Beispiel von Penicillium camemberti, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/19179
