Stundenentwurf für eine Stunde, die innerhalb des Referendariats in NRW (Gymnasium und Gesamtschule) in einer elften Klasse durchgeführt wurde. Einstieg erfolgt über ein Schülerexperiment im Halbdunkeln. Es sollen bunte Katzen aus Karton farblich unterschieden werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Darstellung der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge
1.1 Thema der Unterrichtsreihe
1.2 Einbettung der Stunde in den Reihenkontext
1.3 Analyse der Lerngruppe
1.4 Relevanzanalyse
2. Planungsentscheidungen zur Unterrichtsstunde
2.1 Sachanalyse
2.2 Lernziele/Kompetenzen
2.3 Didaktisch-methodische Überlegungen
2.4 Geplanter Unterrichtsverlauf
3. Literaturverzeichnis
4. Anhang
4.1 Arbeitsblatt
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel der Arbeit besteht darin, den komplexen physiologischen Prozess der Fototransduktion in den Lichtsinneszellen des menschlichen Auges problemorientiert zu erarbeiten, wobei die Forschungsfrage darauf abzielt, wie durch diesen Prozess Lichtreize in neuronale Signale umgewandelt und an das Gehirn weitergeleitet werden.
- Physiologie der Lichtsinneszellen (Stäbchen und Zapfen)
- Molekularbiologische Mechanismen der Fototransduktion
- Rolle von Rhodopsin, Transducin und cGMP
- Membranpotentialveränderungen und Erregungskaskaden
- Didaktische Umsetzung durch kooperative Lernformen
Auszug aus dem Buch
Die Fototransduktion in den Lichtsinneszellen
Die Fähigkeit Licht wahrzunehmen, also lichtempfindlich zu sein, basiert auf den im Außenglied der Rezeptorzellen enthaltenen Disks. In diesen Disks befinden sich die Sehpurpurmoleküle (Rhodopsin). Das Rhodopsin besteht aus dem Protein Opsin und dem Retinal, was aus Vitamin A aufgebaut wird. Rhodopsin kann in zwei unterschiedlichen Formen vorkommen. Die cis-Form ist gewinkelt, während die trans-Form einen gestreckten Aufbau besitzt. Durch Lichteinfall kann sich aus der cis-Form die trans-Form bilden.
Hyperpolarisation der Lichtsinneszellen: Bei Lichteinstrahlung kommt es an der Membran der Stäbchen zu einer Hyperpolarisation von -30 mV auf -70 mV. Das bedeutet, dass die Zellmembran ohne Lichtreiz stärker depolarisiert ist. Dies lässt sich vermutlich dadurch erklären, dass bei einer Erregung durch Licht die Na+-Ionenkanäle (so genannte CNG-Kanäle) geschlossen sind. Demnach sind bei Dunkelheit mehr Na+-Ionenkanäle geöffnet, als bei Lichteinwirkung. Da im Dunklen ständig Natrium-Ionen in den Photorezeptor einströmen und durch die Natrium-Kalium-Pumpe wieder hinausbefördert werden, spricht man hier von einem regelrechten "Dunkelstrom". Durch die Absorption von Licht durch das Rhodopsin wird dieser Dunkelstrom unterbrochen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Darstellung der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge: Dieses Kapitel bettet die Stunde in die übergeordnete Unterrichtsreihe zur neuronalen Informationsverarbeitung ein und analysiert die Relevanz sowie die Lerngruppenvoraussetzungen.
2. Planungsentscheidungen zur Unterrichtsstunde: Hier werden die fachwissenschaftliche Sachanalyse, die Lernziele, die didaktische Begründung sowie der konkrete zeitliche und methodische Ablauf der Stunde dargelegt.
3. Literaturverzeichnis: Auflistung der verwendeten fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Quellen.
4. Anhang: Enthält ergänzende Materialien, spezifisch das für die Unterrichtsstunde konzipierte Arbeitsblatt.
Schlüsselwörter
Fototransduktion, Lichtsinneszellen, Netzhaut, Rhodopsin, Hyperpolarisation, Dunkelstrom, Sehkaskade, Stäbchen, Zapfen, Retinal, Opsin, cGMP, Bipolarzellen, Neurobiologie, Unterrichtsplanung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit stellt eine schriftliche Planung für einen Unterrichtsbesuch im Fach Biologie dar, die sich mit der physiologischen Funktionsweise der Lichtsinneszellen befasst.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind der Aufbau des Auges, die Neurobiologie der Signalverarbeitung in der Netzhaut und insbesondere der molekulare Ablauf der Fototransduktion.
Was ist das primäre Ziel der Unterrichtsstunde?
Das Hauptziel ist es, dass die Schülerinnen und Schüler den Prozess der Fototransduktion verstehen und detailliert beschreiben können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Unterrichtsstunde nutzt einen problemorientierten Ansatz mit Selbstversuchen und die kooperative Lernmethode „Think-Pair-Share“.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden die Sachanalyse zur Fototransduktion, die Lernziele sowie die methodischen Überlegungen zur Durchführung der Unterrichtsstunde detailliert ausgeführt.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den prägenden Begriffen zählen Fototransduktion, Dunkelstrom, Hyperpolarisation, Rhodopsin und Erregungskaskade.
Warum wird das Sprichwort „Nachts sind alle Katzen grau“ als Einstieg genutzt?
Es dient zur Aktivierung des Vorwissens und zur Motivation, da es die unterschiedliche Lichtempfindlichkeit von Stäbchen und Zapfen lebensnah thematisiert.
Welche Rolle spielt der „Dunkelstrom“ bei der Fototransduktion?
Der Dunkelstrom beschreibt den ständigen Einstrom von Natrium-Ionen bei Dunkelheit; die Fototransduktion bewirkt durch Lichteinfall die Schließung dieser Kanäle, was zur Hyperpolarisation führt.
- Citar trabajo
- Lisa Müller (Autor), 2015, Problemorientierte Erarbeitung der Fototransduktion in den Lichtsinneszellen des menschlichen Auges, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/295829
