Ökologie I: Landschaftsgenetik mit den Grundlagen der Populationsgenetik

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  • Nächster Termin: 12. bis 13. Mai 2017
  • Kursleitung: Patrick Faller
  • Autor: Patrick Faller
  • Schulstufe: 7 - 8 sowie 11 - 12, Gymnasium
  • Umfang: 2 Lektionen für 7. - 8. Schuljahr, 4 - 8 Lektionen für 11. - 12. Schuljahr
Grünbrücke  
Wo soll die Grünbrücke gebaut werden?
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Inhalte und Ziele der Unterrichtseinheit

Bild Landschaftsgenetik  
An welchem der drei möglichen Standorte soll der neue Teich erstellt werden?

Die Landschaftsgenetik ist eine wichtige Grundlage für die Planung und Umsetzung von Massnahmen im Naturschutz und entwickelt sich zu einem immer bedeutenderen Forschungsgebiet. In der Landschaftsgenetik werden mit Hilfe der molekularen Genetik ökologische Fragestellungen zum Beispiel zum genetischen Austausch zwischen verschiedenen Populationen von Tieren oder Pflanzen beantwortet. Die vorliegende Unterrichtseinheit wurde in Kooperation mit der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) entwickelt und enthält viele konkrete Bezüge zu Forschungen des WSL.

Die molekulargenetische Untersuchung gibt Auskunft über die Verwandtschaftsverhältnisse bestehender Populationen.

 

Diese Unterrichtseinheit eignet sich besonders gut, um ein zentrales Thema des Biologieunterrichts: die Populationsgenetik, mit einem interessanten Bezug zu konkreten Anwendungen in der Ökologie zu unterrichten. Die Schülerinnen und Schüler lernen, die Verteilung und Dichte von Populationen zu bestimmen, und erhalten eine Einführung in das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht. Ausserdem eignen sich diese Materialien sehr gut, um die Jugendlichen über die Klasse der Amphibien sowie über Massnahmen zu deren Schutz zu informieren.

Die Unterrichtseinheit ist modular aufgebaut und eignet sich für alle Lang- und Kurzzeitgymnasien. Sie umfasst zwei vorbereitende Lektionen für die Klassenstufen 7 bis 8 sowie vier bis acht Lektionen für das 11. und 12. Schuljahr. Zusätzlich zu den Übersichten über typische Schülervorstellungen, Vorschlägen zum Aufbau der Lektionen, Lesetexten und Arbeitsblättern enthält die Unterrichtseinheit viele Anwendungen kognitiv aktivierender Lernformen. Neben anregenden Unterrichtseinstiegen, die die Lernenden auf die Grenzen ihres Wissens aufmerksam machen, bietet jede Lektion beispielsweise auch anspruchsvolle Selbsterklärungsaufträge und Übungsaufgaben zur Vertiefung. Diese Aufgaben sollen die Lernenden dazu bringen, aktiv über die im Unterricht behandelten Inhalte nachzudenken. Abgerundet wird das Angebot durch Power-Point-Präsentationen sowie spezifische Vor- und Nachtests, um die Lerngewinne zu erfassen

Zentrale Themenbereiche der Unterrichtseinheit

Unterrichtsmaterialien für die Klassenstufen 7 bis 8:

Diese Materialien können zur Vorbereitung der nachfolgenden Unterrichtsmaterialien eingesetzt werden. Die Schülerinnen und Schüler lernen, welchen Gefahren Amphibien bei ihren jährlichen Wanderungen zu den Laichgewässern ausgesetzt sind und welche Massnahmen zu ihrem Schutz ergriffen werden können. Sie erfahren zudem, wie genetische Untersuchungsmethoden den Amphibien durch Vernetzung ihrer Lebensräume helfen können.

 

Unterrichtsmaterialien für die Klassenstufen 11 bis 12:

Lektionen 1 bis 4: Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine Einführung in die Landschaftsgenetik. Auf dieser Grundlage können sie anschliessend die Resultate genetischer Untersuchungen von Populationen so interpretieren, dass sie damit ökologische Fragestellungen zum Beispiel zum Bau von Grünbrücken beantworten können.

Lektion 5: Die Verteilung und Dichte von Lebewesen. Die Schülerinnen und Schüler lernen die wichtigsten Methoden zur Zählung von Lebewesen sowie den Unterschied zwischen relativer und absoluter Dichte kennen. Am Beispiel einer Heuschreckenpopulation auf einer Wiese bestimmen sie deren absolute Dichte.

Lektionen 6 bis 8: Populationen und deren Differenzierung. Die Schülerinnen und Schüler lernen das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht so gut kennen, dass sie es auf einfache Aufgaben anwenden können. Zudem können sie den Inzuchtkoeffizienten sowie den FST-Wert (Differenzierung zwischen Populationen) erklären und beide zur Lösung von Fragen zur Landschaftsgenetik nutzen.

Beispiele aus der Unterrichtseinheit

 
 
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Sun Apr 23 23:42:46 CEST 2017
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