Belege der Evolution ein Gruppenpuzzle

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1 VII Evolution Beitrag 3 Belege der Evolution (Klasse 9/10) 1 von 34 Belege der Evolution ein Gruppenpuzzle Ein Beitrag von Claudia Ritter und Joachim Poloczek, Winterbach Illustrationen von Julia Lenzmann, Stuttgart Vor mehr als viereinhalb Milliarden Jahren traten die ersten einzelligen Lebewesen auf. Seitdem sind mehrere Hundert Millionen neuer Arten entstanden. Wie hat sich diese Vielfalt entwickelt? Und welche Beweise aus dem Reich der Planzen und Tiere, einschließlich des Menschen, unterstützen die Evolutionstheorie? Im Gruppenpuzzle erhalten Ihre Schüler Einblicke in das spannende Feld der Evolutionsforschung und lernen die wichtigsten Evolutionsprozesse und -belege (Homologien, Analogien, Rudimente, Atavismen und Brückentiere) kennen. Ein Säugetier, das Eier legt sind Brückentiere wie Schnabeltiere Belege für die Evolution? Mit Vor- und Nachtest! Foto Thinkstock/iStockphoto Das Wichtigste auf einen Blick Klasse: 9/10 Dauer: 6 Stunden (Minimalplan: 5) Kompetenzen: Die Schüler können verschiedene Belege für die Evolution beschreiben und erläutern. können den Unterschied zwischen Homologie und Analogie erklären. sind in der Lage, neue Informationen aus einem Text herauszulesen und diese ihren Mitschülern zu vermitteln. Aus dem Inhalt: Dalli-Klick -Verfahren zum Einstieg in das Thema Gruppenpuzzle zu den Belegen für die stammesgeschichtliche Entwicklung Vor- und Nachtest sowie Lernerfolgskontrolle und kooperative Wiederholung zur Selbsteinschätzung

2 VII Evolution Beitrag 3 Belege der Evolution (Klasse 9/10) 7 von 34 Die Reihe im Überblick SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt = Zusatzmaterial auf CD Fo = Folie LEK = Lernerfolgskontrolle Stunde 1: Belege für die Evolution - Einstieg Material M 1 (Fo) Thema und Materialbedarf Belege für die Evolution? 8 selbstklebende Notizzettel Stunden 2 5: Gruppenpuzzle Belege für die Evolution Material Thema und Materialbedarf (Ab) M 2 (Ab) M 3 (Ab) M 4 (Ab) M 5 (Ab) M 6 (Ab) M 7 (Ab) Gruppenpuzzle so geht s Verschieden und doch gleich Homologien Gleich und doch verschieden Analogie und Konvergenz Nutzlose Reste der Evolution? Rudimente Rückschläge der Evolution Atavismen Ein Säugetier, das Eier legt Brückentiere Stammesgeschichtliche Verwandtschaften Serum-Präzipitin-Test Stunde 6: Wiederholung und Lernerfolgskontrolle Material Thema und Materialbedarf M 8 (Ab) M 9 (LEK) Wo finde ich jemanden, der Teste dich selbst! Was weißt du alles über die Belege für die Evolution? (LEK) Auswertungsbogen für den Selbst-Test M 9 Minimalplan Die Zeit ist knapp? Dann lassen Sie den Vor- und Nachtest (M 9) und die Wiederholung Wo finde ich jemanden, der (M 8) weg.

3 8 von 34 Belege der Evolution (Klasse 9/10) Evolution Beitrag 3 VII M 1 1 Belege für die Evolution? 2 Gleich und doch verschieden? Verschieden und doch gleich? Verwandt? Wurmfortsatz nutzloser Rest? 7 8 Rückschläge der Evolution? Ein Säugetier, das Eier legt? 6 Fotos: 1,2, 8: Thinkstock/iStockphoto; 3, 4: 5: Thinkstock/Stockbyte, 6: Thinkstock/Purestock; 7: dpa/picture-alliance.de

4 VII Evolution Beitrag 3 Belege der Evolution (Klasse 9/10) 9 von 34 Aufgabe 1 Lies dir den Text durch. Verschieden und doch gleich Homologien A M 2 Kannst du dir vorstellen, dass der Mensch und die Schildkröte von einem gemeinsamen Urahnen abstammen? Um die gemeinsame Abstammung verschiedener Lebewesen nachzuweisen, gibt es unterschiedliche Vorgehensweisen: Zum einen wird nach einem gemeinsamen Vorfahren als Fossil gesucht. Zum anderen kann der Bau der Vorderextremitäten (z. B. der Arme) von verschiedenen rezenten Arten auf deren Ähnlichkeiten hin untersucht werden. Erkennt man z. B. bei zwei verschiedenen rezenten Arten das Vorkommen gleicher Knochen, kann man davon ausgehen, dass dies auf Vererbung beruht. Der gemeinsame Vorfahre muss also Erbinformationen besessen haben, die in den beiden Arten noch immer umgesetzt sind. Teile dieser Erbinformation haben sich jedoch im Laufe der Evolution so verändert, dass zwei verschiedene Arten mit vielen Unterschieden entstanden sind. Aufgabe 2 Vorderextremität des Menschen Vorderextremität der Wasserschildkröte a) Beschrifte sowohl die Vorderextremität des Menschen als auch der Wasserschildkröte mit den folgenden Begriffen: Oberarmknochen, Elle, Speiche, Handwurzelknochen, Mittelhandknochen und Fingerkochen. b) Male die Knochen sowohl beim Menschen als auch bei der Wasserschildkröte mit folgenden Farben aus: Oberarmknochen (gelb), Elle (orange), Speiche (rot), Handwurzelknochen (grün), Mittelhandknochen (blau) und Fingerknochen (grau). c) Ergänze die Tabelle bezüglich Form und Anzahl der Knochen. Oberarmknochen Elle Speiche Handwurzelknochen Mittelhandknochen Fingerknochen Mensch Wasserschildkröte

5 VII Evolution Beitrag 3 Belege der Evolution (Klasse 9/10) 19 von 34 Aufgabe 1 Stammesgeschichtliche Verwandtschaften Serum-Präzipitin-Test F M 7 Foto: Thinkstock/ Stockbyte Sind die Menschen mit den Pferden verwandt? Gib deine Schätzung in Prozent an: % Aufgabe 2 Lies den Text durch Mit dem Serum-Präzipitin-Test, eine Antigen-Antikörper-Reaktion, kann man den stammesgeschichtlichen Verwandtschaftsgrad, z. B. zwischen Mensch und Pferd, bestimmen. Das Testverfahren indet in drei Schritten statt: a Als Erstes benötigt man das Blutserum (lüssige Anteile des Bluts) des Menschen. Das Blutserum gewinnt man, indem man einem Menschen Blut abnimmt und in ein Reagenzglas gibt. Nach einiger Zeit sinken die festen Blutbestandteile (z. B. Blutzellen) auf den Boden. Die obere Schicht bildet das Blutserum, das keine Gerinnungsfaktoren enthält b Als nächstes wird das Blutserum einem Kaninchen gespritzt, da es weder dem Menschen noch dem Pferd nahesteht. Das Immunsystem des Kaninchens identiiziert die Eiweiße des menschlichen Serums als körperfremd und hat nach einigen Tagen dagegen Antikörper gebildet. c Nun wird dem Kaninchen Blut entnommen und daraus ein Test-Serum mit den Antikörpern hergestellt. Dazu wird das gewonnene Anti-Human-Serum im Reagenzglas mit dem menschlichen Serum gemischt. Die Antikörper des Test- Serums reagieren mit den Antigenen im menschlichen Serum und führen zu einer Fällungsreaktion, d. h. im Reagenzglas entsteht ein Niederschlag (Präzipitat). Dieser Verklumpungsgrad dient als Vergleichswert im weiteren Testverfahren und entspricht 100 %. Nun wird das Anti-Human-Serum in das Pferdeblutserum gegeben. Es kommt zu einer sehr geringen Verklumpung von 2 %. Dabei verklumpen nur die Eiweiße, gegen welche auch Antikörper im Serum enthalten sind. Der Mensch und das Pferd stammen von gemeinsamen Vorfahren ab. Allerdings haben sich in der langen Zeit seit ihrer Trennung 98 % der Eiweiße verändert und nur 2 % der Eiweiße sind gleich geblieben. Da der Serum-Präzipitin-Test nicht bei allen Tiergruppen angewendet werden kann und damit keine Rückschlüsse zulässt, wann sich die Entwicklungslinien zweier Lebewesen getrennt haben, hat der Test heute an Bedeutung verloren. Heutzutage wird stattdessen ein genetischer Fingerabdruck mithilfe der DNA- Sequenzierung erstellt. Fotos: Wie nah verwandt sind Mensch, Schimpanse und Pferd? Der Serum-Präzipitin-Test gibt Antwort

6 20 von 34 Belege der Evolution (Klasse 9/10) Evolution Beitrag 3 VII Aufgabe 3 Bringe die Abbildungen mithilfe des Textes in die richtige Reihenfolge und beschrifte sie. Aufgabe 4 Ordne die folgenden Tiere aufgrund der Eiweißverwandtschaft nach steigendem Verwandtschaftsgrad zum Menschen (links: am wenigsten verwandt, rechts: am nächsten verwandt mit dem Menschen): Rind Gorilla Pferd Pavian Adler Schimpanse

7 30 von 34 Belege der Evolution (Klasse 9/10) Evolution Beitrag 3 VII M 9 Teste dich selbst! Was weißt du über die Belege für die Evolution? Name: Klasse: Datum: o Vortest am Punktzahl: /20 o Nachtest am Punktzahl: /20 Aufgabe 1 von 2 Punkten Begründe anhand der Abbildung, ob es sich beim Körperbau und den Grabbeinen der Maulwurfsgrille und des Maulwurfs um eine Homologie oder Analogie handelt. Aufgabe 2 von 2 Punkten Sind die Extremitäten der Säugetiere homolog? Begründe deine Antwort mithilfe der Abbildung. Bär Känguru Delfin Faultier Maulwurf Aufgabe 3: von 2 Punkten Erkläre mithilfe der Abbildung des Grönlandwals, was man unter einem Rudiment versteht. Beckenrest von 2 Punkten

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