Experimentiertag - Neurobiologie
Ein reizvolles Thema!
Zielgruppe
Jahrgangsstufe: 8, 9, 10, 11, 12, 13, EF, Q1, Q2
Fachrichtung
Biologie, Physik
Worum geht es?
Der Experimentiertag Neurobiologie ist buchstäblich reizvoll und spannend! Die Teilnehmenden erleben das Phänomen der Reizbarkeit zunächst am Salinenkrebs Artemia salina. Danach untersuchen sie an sich selbst verschiedene Phänomene wie beispielweise den Lidschluss- oder den Patellarsehnenreflex. Durch Aufzeichnen eines eigenen EKGs und EMGs lernen die Schülerinnen und Schüler Spannung und elektrische Impulse der Nervenzellen kennen.
Die Weiterleitung dieser elektrischen Impulse über das Axon wird mithilfe eines Modellversuches veranschaulicht. Dabei erarbeiten die Teilnehmenden auch die Funktion der Myelinisierung von Axonen. Schülerinnen und Schüler der Sek-II ermitteln abschließend mithilfe von Diffusionskammern experimentell Eigenschaften von Neuromembranen (für Sek-I ist dieses Experiment optional, sofern ausreichend Zeit ist).
Der Experimentiertag ist somit eine sehr gute Ergänzung für den Neurobiologie-Unterricht. Anspruch und Tiefe werden für die Schüler:innen ihrem Jahrgang entsprechend maßgeschneidert.
Bezug zur FZJ-Forschung
Das Forschungszentrum Jülich ist Europas größtes Hirnforschungszentrum, hier wird versucht, das menschliche Gehirn in seiner ganzen Komplexität zu verstehen.
Wir geben an diesem Tag einen ersten Einblick in die interdisziplinäre Forschung.
Vorgesehene Experimente
Reizbarkeit von Organismen:
- optischer Reiz
- chemischer Reiz
Eigenschaften von Reflexen:
- * Wie läuft ein Eigenreflex ab?
- * Welche Eigenschaften hat der Lidschluss-Reflex?
- Wie groß ist die Geschwindigkeit der Informationsweiterleitung beim Achillessehnen-Reflex?
Sichtbarmachen von neuronalen Abläufen
- Was kann ich an einem EKG ablesen?
- Welche Gemeinsamkeiten zwischen EKG und EMG kann man sichtbar machen?
Eigenschaften der Neuromembranen
- Welche Vorgänge laufen während der Diffusion ab?
- Welche Eigenschaften hat die Neuromembran?
** Erregungsweiterleitung am Axon
- Wie schnell läuft die Erregungsleitung am „nackten“ Axon ab?
- Welche Funktion hat die Myelinisierung des Axons?
* nur Sek-I
** bei ausreichend zur Verfügung stehender Experimentierzeit optional für Sek-II
Sek-I
Die Schüler:innen sollen…
- Bau und Funktionen von Nervenzellen kennen
- ein Reiz-Reaktionsschema erstellen können
- den Begriff "Spannung" kennen
- ggf. den Unterschied zwischen Fremd- und Eigenreflex kennen
Sek-II
Die Schüler:innen sollen…
- Bau und Funktion von Nervenzellen kennen
- ein Reiz-Reaktionsschema erstellen können
- Mechanismen des Membrantransports (insbesondere Diffusion, Osmose) kennen
- die Begriffe "Potenzial" und "Spannung" definieren können
Vorteilhafte, aber nicht zwingende Lernvoraussetzungen:
- Aufbau und Eigenschaften von Biomembranen (insbesondere selektive Permeabilität) kennen
- die Begriffe Membranpotenzial, Ruhepotenzial, Aktionspotenzial und Depolarisation einordnen können
- wissen, was Ionengitter, Dissoziation von Ionen und elektrostatische Anziehungskräfte sind
Anbindung an den Lehrplan
Thema Sinnesorgane + Kommunikation und Regulation
Kompetenzen den Sek I-Lehrplans:
- die SuS beschreiben den Aufbau des Nervensystems einschließlich ZNS und erklären die Funktion im Zusammenwirken mit Sinnesorganen und Effektor (Reiz-Reaktions-Schema) (SF10)
- die SuS beschreiben die Zusammenarbeit von Sinnesorganen und Nervensystem bei Informationsaufnahme, -weiterleitung und -verarbeitung. (SF12)
Lernform
Arbeitsgleiche Gruppenarbeit (meist Zweiergruppen)
Anzahl der Teilnehmenden
min. 10 Personen
max. 26 Personen (Falls Ihre Klasse größer ist, kontaktieren Sie uns bitte.)
plus 1-2 Begleitpersonen
Beginn - Ende
08:45 - ca. 16:00 Uhr
Kosten
10,00 € pro Person inklusive Mittagsverpflegung
Weitere Informationen und Anmeldung
Hier