Biologie · Klasse 13

Ideen für aktives Lernen

Transkription und RNA-Prozessierung

Aktive Methoden wie Stationenarbeit und Simulationen ermöglichen es den Schülern, die komplexen Schritte der Transkription und RNA-Prozessierung konkret zu erleben. Durch das eigene Handeln an Modellen wird das abstrakte Konzept des Spleißens greifbar und die Bedeutung der Genexpression im Zellstoffwechsel wird deutlicher.

• KMK Bildungsstandards
• STD.KMK.BIO.1.2
• STD.KMK.BIO.2.2

• 40–60 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 3 Aktivitäten

Aktivität 01

• Lernen an Stationen
• 60 Min. · Kleingruppen

Lernen an Stationen: Vom Gen zum Primärtranskript

An verschiedenen Stationen bearbeiten Schüler die Initiation (Promotor-Erkennung), Elongation und Termination. Eine Station fokussiert sich speziell auf den Vergleich der RNA-Polymerase mit der DNA-Polymerase aus dem vorherigen Thema.

Warum ist die RNA-Prozessierung ein entscheidender Schritt für die Proteinvielfalt?

Moderationstipp

Verwenden Sie während der Station Rotation prä-mRNA-Modelle aus Papier oder digitalen Animationen, damit die Schüler Introns und Exons physisch voneinander trennen können.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie den Schülerinnen und Schülern eine Abbildung einer Eukaryoten-prä-mRNA mit markierten Introns und Exons. Bitten Sie sie, die Schritte des Spleißens zu beschreiben und die resultierende reife mRNA zu zeichnen.

• Erinnern
• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 02

• Planspiel
• 45 Min. · Partnerarbeit

Planspiel: Alternatives Spleißen

Schüler erhalten eine Sequenz aus Exons und Introns auf Papierstreifen. Sie müssen verschiedene Kombinationen von Exons zusammenfügen, um zu zeigen, wie aus einer Sequenz unterschiedliche mRNA-Moleküle und damit verschiedene Proteine entstehen können.

Wie unterscheiden sich Promotorregionen zwischen den Domänen des Lebens?

Moderationstipp

Lassen Sie die Schüler beim alternativen Spleißen die Positionen der Spleißstellen selbst variieren, um zu beobachten, wie sich die resultierende mRNA verändert.

Worauf zu achten ist

Leiten Sie eine Diskussion mit der Frage: 'Warum ist die RNA-Prozessierung bei Eukaryoten notwendig, während Prokaryoten sie nicht in diesem Umfang benötigen?' Ermutigen Sie die Schüler, die Unterschiede in der Zellstruktur und der Genexpression zu vergleichen.

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Sozialbewusstsein
• Entscheidungsfähigkeit

Aktivität 03

• Museumsgang
• 40 Min. · Kleingruppen

Museumsgang: RNA-Typen und ihre Funktionen

Kleingruppen erstellen Plakate zu mRNA, tRNA, rRNA und snRNA. Die Klasse wandert umher, ergänzt Funktionen und diskutiert die Bedeutung der nicht-codierenden RNAs für die Zellsteuerung.

Welche Rolle spielen nicht-codierende RNA-Sequenzen in der Zelle?

Moderationstipp

Hängen Sie beim Gallery Walk unterschiedliche RNA-Typen mit ihren Funktionen aus, damit die Schüler die Informationen vergleichen und diskutieren können.

Worauf zu achten ist

Geben Sie jeder Schülerin und jedem Schüler eine Karte mit einem der Begriffe: Transkription, Spleißen, Intron, Exon, alternatives Spleißen. Bitten Sie sie, eine kurze Definition zu schreiben und ein Beispiel für seine Bedeutung in der Zelle zu nennen.

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Erschaffen
• Beziehungsfähigkeit
• Sozialbewusstsein

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Fangen Sie mit einem einfachen Modell an, das die DNA als „Buch“ und die mRNA als „Kopie eines Kapitels“ darstellt. Vermeiden Sie zu frühe Abstraktion, da viele Schüler Schwierigkeiten haben, zwischen Gen, Transkript und Protein zu unterscheiden. Nutzen Sie Analogien wie das „Filtern von Rockmusik und Klassik“ für Spleißen, aber überprüfen Sie stets, ob die Schüler die Grenzen der Analogie erkennen.

Am Ende der Einheit können die Schüler den Ablauf von Transkription und RNA-Prozessierung in Eukaryoten erklären, die Unterschiede zu Prokaryoten benennen und die Bedeutung des alternativen Spleißens für die Proteindiversität darlegen. Sie nutzen Fachbegriffe präzise und wenden ihr Wissen auf neue Beispiele an.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Station Rotation ‚Vom Gen zum Primärtranskript‘ denken viele Schüler, dass die gesamte DNA-Sequenz eines Gens in Protein übersetzt wird.

  Nutzen Sie die prämRNA-Modelle an dieser Station, um zu zeigen, dass Introns zunächst transkribiert, aber später ausgeschnitten werden. Die Schüler sollen die prä-mRNA in Exons und Introns zerlegen und markieren, welche Abschnitte erhalten bleiben.

• Während der Station Rotation ‚Vom Gen zum Primärtranskript‘ verwechseln einige Schüler Transkription und Replikation.

  Lassen Sie die Schüler in der Station einen direkten tabellarischen Vergleich erstellen, der Enzyme, Matrizen und Ergebnisse gegenüberstellt. Nutzen Sie die Think-Pair-Share-Methode, um die Unterschiede zu klären.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Lernen an Stationen
• Planspiel
• Museumsgang