1 Experimentelles Arbeiten

1.1 Das Experiment im Unterricht10

1.2 Die Sammlung – Ausgangspunkt und Fundus des Experimentierens13

1.3 Tiere und Pflanzen in der Schule16
Beispiele für die Haltung von Tieren in der Schule20
Pflanzen für den Unterricht24

1.4 Präparateherstellung und Präparationstechniken26

1.5 Arbeit mit Lupe und Mikroskop29

1.6 Physiologisch-biochemische Experimente32

1.7 Unterrichtsgänge und Exkursionen34

2 Zellen und Gewebe

2.1 Pflanzenzellen und -gewebe36
Herstellen eines Nasspräparates von der Zwiebelhaut36
Anfärben eines Nasspräparates37
Ein Gewebemodell aus Seifenblasen38
Zellbestandteile39
Vakuolen im mikroskopischen Bild40
Kristalle in Pflanzenzellen41
Kernfärbung an Zwiebelhautzellen42
Zellkerne in abgestorbenen Zellen43
Protoplasmaströmung44
Epidermiszellen im Vergleich45
Spaltöffnungen bei Tradescantia46
Korkbildung bei der Kartoffel47
Leitgewebe der Pflanzen48
Festigungsgewebe der Pflanzen49
Speichergewebe der Kartoffel50
Markzellen aus der Dahlienknolle52
Gewebespannung53

2.2 Tierzellen und Gewebe54
Mundschleimhautzellen54
Blutausstrich55
Das Hühnerei – eine große Zelle56
Drüsenzellen von Zuckmücken57
Muskelfasern und Muskelgewebe58
Knorpelgewebe59
Fettgewebe60
Anatomie und Histologie der Leber61
Bau des Haares62

2.3. Mikroorganismen63
Heuaufguss ansetzen63
Kleinlebewesen im Heuaufguss64
Kontamination mit Mikroorganismen65
Fäuleerreger an Kartoffeln66
Milchsäurebakterien67
Fangplatte68
Herstellung von Kefirmilch69
Mikroskopieren eines Kefirkorns70
Sauerkraut selbst gemacht71
Ein- und wenigzellige Algen72
Algenbewuchs am Baumstamm73

3 Tiere

3.1 Wirbeltiere74
Stabilität von Knochen74
Baumaterial des Knochens75
Stabilität von Gelenken76
Spuren im Schnee77
Präparation einer Schweinelunge78
Warme Luft und Fliegen79
Federn unter der Lupe80
Papierflieger81
Isolierende Wirkung von Federn82
Gewölle untersuchen83
Flossen und Schuppen eines Fisches84
Präparation eines Fisches85
Modellversuch zu Körperform und Geschwindigkeit86
Schwimmblase und Wasserdruck87

3.2 Wirbellose88
Bau der Stubenfliege88
Der Mehlkäfer – Metamorphose eines Insekts89
Von der Schmetterlingsraupe zum Schmetterling90
Farbenpracht durch Schuppen91
Die Spinne im Glas92
Anatomie eines Kleinkrebses – der Wasserfloh93
Schneckenhäuser – Gebilde aus geschütztem Kalk94
Fortbewegung und Nahrungsaufnahme der Schnecke95
Bodendurchmischung durch Regenwürmer96
Fortbewegung des Regenwurms97
Individuendichte von Regenwürmern98

4 Pflanzen

4.1 Pflanzen sammeln, bestimmen, konservieren99
Anlage eines Herbariums99
Formerhaltende Präparation einer Blüte100
Datenbank Pflanzen101
Erstellen eines dichotomen Bestimmungsschlüssels102

4.2 Pflanzenanbau und -kultur103
Vielfalt der Samen und Früchte103
Samen- und Früchtetafeln104
Pflanzen vegetativ vermehren105
Wurzelausscheidungen106
Anlage und Pflege einer Kräuterspirale107
Bestimmung des Wassergehaltes von Pflanzen108
Ethen – ein Pflanzenhormon in reifen Früchten109
Färben mit Färberwaid110

4.3 Quellung, Keimung, Wachstum, Entwicklung111
Vor der Keimung kommt die Quellung111
Quellungsdruck112
Das Zapfenhygrometer113
Keimlinge wenden sich zum Licht114
Keimung und Entwicklung der Gartenbohne115
Streckungswachstum116
Sauerstoffbedarf bei der Keimung117
Wurzelhaarbildung118
Nährstoffverbrauch eines Bohnenkeimlings119
Stoffwechselaktivität in keimenden Erbsensamen120
Wasseraufnahme bei Pflanzen121
Der Wurzeldruck122
Nachweis von Salz in Laubblättern123
Wasserabgabe bei Pflanzen124
Blätter geben Wasser ab125
Geotropismus126
Herbstfärbung127

4.4 Mikroskopieren von Pflanzenorganen und -teilen128
Mitosestadien im Wurzelspitzenpräparat128
Sprossquerschnitte unter dem Mikroskop129
Anfertigen und Betrachten eines Blattquerschnitts130
Das Nadelblatt131
Mikroskopische Untersuchung von Zellulosefasern im Papier132
Pollenkörner im Honig133
4.5 Moose und Farne134
Morphologie von Moospflänzchen und Farn134
Moose nehmen Wasser über die Blätter auf135
Farnsporangien unter dem Mikroskop136
Prothallien aus Farnsporen137

5 Pilze und Flechten

Pilze in der mikroskopischen „Feuchten Kammer“138
Hefepilze mikroskopieren139
Hefeteigansätze im Vergleich140
Backhefe in Kultur141
Sporenbildung bei Pilzen142
Plektenchym des Champignons143
Flechtenkartierung144
Flechten unter dem Mikroskop145

6 Diffusion und Osmose

Brown‘sche Molekularbewegung sichtbar gemacht146
Teilchenbewegung und ihre Temperaturabhängigkeit147
Diffusionsgeschwindigkeit148
Temperaturabhängigkeit der Diffusionsgeschwindigkeit149
Osmotische Wirksamkeit von Substanzen150
Osmose ist konzentrationsabhängig151
Osmose – Modellversuch zur Wasseraufnahme152
Osmose zur Dekoration des Buffets153
Osmose durch nicht biologische Membranen: „Chemischer Garten“154
Plasmolyse und Deplasmolyse155
Plasmolyseformen156
Bestimmung des osmotischen Wertes des Zellsaftes157

7 Stoffwechsel

7.1 Enzymreaktionen158
Wirkung von Amylase158
Stärkeabbau durch Amylase bei der Keimung159
Katalase spaltet Wasserstoffperoxid160
Modellversuch zur Enzymwirkung161
Backhefe ist katalasepositiv162
Enzymatische Isolierung von Erbsenprotoplasten163

7.2 Verdauung164
Verdauung im Mund164
Verdauung von Stärke165
Verdauung von Fett166
Verdauung von Eiweiß167
Funktionsweise der Speiseröhre168

7.3 Atmung und Kreislauf169
Messung des Atemvolumens (Vitalkapazität) des Menschen169
Nachweis des Gaswechsels durch Untersuchung der Atemluft 170
Teer im Zigarettenrauch171
Regelung des menschlichen Kreislaufes bei Belastung172
Oberfläche und Reaktionsgeschwindigkeit173
Modellversuch Herz- und Venenklappen174
Modellversuch zur Windkesselfunktion der Aorta 175
Temperatureinfluss auf Körperfunktionen176

7.4 Nachweisreaktionen von Nähr- und Inhaltsstoffen177
Nachweis von Traubenzucker177
Nachweis von Zucker in der Molke178
Nachweis von Eiweiß (Biuret-Reaktion)179
Nachweis von Eiweiß (Xanthoprotein-Reaktion)180
Nachweis von Fetten mit der Fettfleckprobe181
Nachweis von Fetten mit Sudan III182
Milch – Trennung in Eiweiß/ Fett und Molke183
Nachweis von Zellulose184
Nachweis von Lignin185
Qualitativer Vitamin C-Nachweis186

7.5 Gärung187
Gärung ist temperaturabhängig187
Gäransätze mit verschiedenen Kohlenhydraten188
Nachweis von Alkohol bei der Gärung189
Aus Honig wird Met durch Gärung190

7.6 Fotosynthese und Wasserhaushalt191
Sauerstofffreisetzung bei der Fotosynthese191
Verstecktes Chlorophyll durch Chromatographie erkennen192
Die Fotosynthese benötigt Kohlenstoffdioxid193
Zuckerbildung bei der Fotosynthese194
Stärke als Speicherstoff195
Temperaturabhängigkeit der Fotosynthese196
Bestimmung der Blattoberfläche eines Laubblattes 197
Nachweis der Wasserverdunstung an der Blattunterseite198
Funktionsweise von Spaltöffnungen199

8 Nerven und Sinne

Nervenzellen funktionieren elektrisch – ein Modellversuch200
Untersuchungen am Rückenmark201
Präparation eines Schweineauges202
Nicht adäquate Reize203
Modellversuch zur Wirkung der Augenlinse204
Räumliches Sehen205
Messen des Gesichtsfeldes206
Bau eines einfachen Stereoskops207
Der Seheindruck – eine Leistung des Gehirns208
Optische Täuschung und Wahrnehmung209
Richtungshören210
Der Geschmackssinn211
Leistungsfähigkeit des Geschmackssinns212
Funktionsmodell eines Bogengangs213
Temperaturempfinden ist relativ214
Sinnesleistungen beim Regenwurm215
Mimose – die Sinnpflanze216

9 Verhalten
Der Lidschlussreflex217
Regenwurm – Reaktionen auf Lichtreize218
Balzverhalten der Guppys219
Konkurrenzverhalten der Mittelmeergrille220
Schnecken registrieren die Schwerkraft221
Attrappenversuche mit einer Springspinne222
Schneckentempo223
Revierverhalten bei Zebrabuntbarschen224
Wandkontaktverhalten von Mäusen225
Präferenzen bei Asseln226
Katalepsie bei Stabheuschrecken227
Dressur einer Biene228
Pantoffeltierchen reagieren auf Reize229
Lerntypen beim Menschen230

10 Ökologie

10.1 Boden231
Bodenzusammensetzung231
Mineralstoffgehalt von Böden232
Versickerung von Wasser im Boden233
Wasserbindevermögen des Bodens234
Bestimmung des Bodenwassergehalts235
Verrottungsgeschwindigkeit236
Bodenfestigkeit237
Bodenlebewesen im Berlese-Apparat238
Boden als „Samenbank“240
Lebensgemeinschaft Bodenkrümel241

10.2 Wald242
Einrichten eines Miniterrariums242
Abbau von Blättern243
Extraktion von Gerbstoffen aus Blättern244
Mikroorganismengehalt in Wald- und Ackerboden245
Lebensgemeinschaft Moospolster246
Moderndes Holz als Lebensraum247

10.3 Gewässer248
Die Dichteanomalie von Wasser248
Oberflächenspannung des Wassers249
Wasserproben aus der Tiefe nehmen250
Stängelaufbau bei Land- und Wasserpflanzen251
Aufwuchsorganismen auf Tauchblattpflanzen252
Schweben im freien Wasser253
Kieselalgen im Schlamm254
Sukzession im Heuaufguss256

10.4 Umweltbelastungen257
Bodenverdichtungen257
Schadstoffe behindern die Kressekeimung258
Die Wirkung von Streusalz259
Streusalze schaden der Kleinlebewelt des Bodens260
Gewässereutrophierung261

11 Genetik

Modellversuch zu den Vererbungsregeln262
DNA-Isolierung263
Keimung von Pollenkörnern264
Variabilität265
Entwicklung von Klonen266
Wie groß werde ich einmal sein?267
Drosophila genauer betrachtet268
Riesenchromosomen269
Kreuzung von Erbsenpflanzen270
Mutation oder Modifikation?271

12 Evolution

Das Silberfischchen272
Fossilien finden273
Fossilien bestimmen und ordnen274
Modellhafte Rekonstruktion eines „Fossils“275
Schrittlänge und Körpergröße276
Feuersteinwerkzeuge herstellen277
Modellspiel Selektion278
Der opponierbare Daumen279

Register280

Anhang: Rezepte für Reagenzien und Nährmedien284

Gefahrensymbole288