Regelkreise: Blutzuckerregulation

Aktive Lernmethoden machen den Regelkreis der Blutzuckerregulation greifbar, denn das Thema lebt von Dynamik und Wechselwirkungen. Durch Rollenspiele, Modellbau und Simulationen erleben Schüler die Regulation nicht nur theoretisch, sondern spüren, wie Hormone und Organe zusammenwirken.

• Klasse 8
• Biologie 8: Systeme des Lebens und Grundlagen der Vererbung
• 4 Aktivitäten
• 30 Min.–50 Min.

Lernziele

1. Analysieren Sie die Funktion von Insulin und Glukagon im Regelkreis der Blutzuckerregulation.
2. Erklären Sie die Schritte des Regelkreises zur Aufrechterhaltung eines konstanten Blutzuckerspiegels nach einer Mahlzeit.
3. Vergleichen Sie die Wirkungsweisen von Insulin und Glukagon als antagonistische Hormone.
4. Prognostizieren Sie die Folgen einer Fehlfunktion des Regelkreises für den menschlichen Organismus.

Rollenspiel

⏱ 35 Min.·Kleingruppen

Rollenspiel: Hormonregelkreis

Teilen Sie die Klasse in Gruppen auf, die Organe darstellen: Pankreas, Leber, Muskeln. Nach einer 'Mahlzeit' (Signal) reagiert das Pankreas mit Insulin- oder Glukagon-Boten, Gruppen notieren Veränderungen und passen ihren Zustand an. Abschließend besprechen alle den Kreislauf gemeinsam.

Vorbereitung & Details

Erklären Sie den Regelkreis zur Konstanthaltung des Blutzuckerspiegels nach einer Mahlzeit.

Moderationstipp: Beim Rollenspiel die Schüler als Insulin- und Glukagon-Moleküle mit Beschriftungskarten ausstatten, damit die Wirkung im Körper klar wird.

Setup: Spielfläche oder entsprechend angeordnete Tische für das Szenario

Materials: Rollenkarten mit Hintergrundinfos und Zielen, Szenario-Briefing

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Sozialbewusstsein
• Selbstwahrnehmung

Planspiel

⏱ 45 Min.·Kleingruppen

Modellbau: Regelkreis-Diagramm

Jede Gruppe baut ein physisches Modell mit Karten für Sollwert, Istwert, Insulin und Glukagon. Ziehen Sie Karten für Szenarien wie Mahlzeit oder Fasten, Gruppen bewegen Pfeile und erklären Reaktionen. Fotografieren Sie Modelle zur Präsentation.

Vorbereitung & Details

Analysieren Sie die Rolle von Insulin und Glukagon als Gegenspieler in diesem Regelkreis.

Moderationstipp: Beim Modellbau darauf achten, dass die Pfeile für Insulin und Glukagon in unterschiedlichen Farben gezeichnet werden und eine Legende die Bedeutung erklärt.

Setup: Flexibler Raum für verschiedene Gruppenstationen

Materials: Rollenkarten mit Zielen und Ressourcen, Spielwährung oder Token, Rundenprotokoll

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

Lernen an Stationen

⏱ 50 Min.·Kleingruppen

Lernen an Stationen: Störungen simulieren

Richten Sie Stationen ein: normale Regulation, Insulinmangel (Diabetes), Glukagonüberschuss. Gruppen testen mit Glukose-Streifen oder Props und prognostizieren Folgen. Rotieren Sie alle 10 Minuten und vergleichen Beobachtungen.

Vorbereitung & Details

Prognostizieren Sie die Auswirkungen einer Störung dieses Regelkreises auf den Organismus.

Moderationstipp: Bei den Stationsarbeiten gezielt Fragen stellen wie 'Was passiert mit dem Blutzucker, wenn ihr Sport macht?' um die Schüler zum Transfer anzuregen.

Setup: Im Raum verteilte Tische/Stationen

Materials: Stationskarten mit Arbeitsanweisungen, Unterschiedliche Materialien je Station, Timer für die Rotation

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

Planspiel

⏱ 30 Min.·Partnerarbeit

Datenauswertung: Blutzucker-Kurven

Geben Sie Kurvenblätter aus, Schüler zeichnen Spiegelverläufe nach Mahlzeit oder Sport ein und markieren Hormon-Einflüsse. Paare diskutieren Störungen und korrigieren gegenseitig.

Vorbereitung & Details

Erklären Sie den Regelkreis zur Konstanthaltung des Blutzuckerspiegels nach einer Mahlzeit.

Setup: Flexibler Raum für verschiedene Gruppenstationen

Materials: Rollenkarten mit Zielen und Ressourcen, Spielwährung oder Token, Rundenprotokoll

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

Dieses Thema unterrichten

Experten empfehlen, den Regelkreis über mehrere Sinne und Methoden zu vermitteln. Vermeiden Sie reine Frontalunterrichtsphasen, da der Kreislaufgedanke sonst verloren geht. Nutzen Sie stattdessen die natürliche Neugier der Schüler, indem Sie sie selbst Hypothesen zu Störungen aufstellen lassen. Wiederholte Rückgriffe auf das Modell und das Rollenspiel festigen das Verständnis.

Was Sie erwartet

Am Ende können Schüler den Regelkreis der Blutzuckerregulation schrittweise erklären, die Rollen von Insulin und Glukagon unterscheiden und Störungen des Systems vorhersagen. Sie nutzen Fachbegriffe korrekt und verknüpfen Abläufe mit den beteiligten Organen.

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

Häufige Fehlvorstellung

Während des Rollenspiels 'Hormonregelkreis' beobachten Sie, wie Schüler Insulin als blutzuckersteigerndes Hormon darstellen.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Unterbrechen Sie das Spiel kurz und lassen Sie die Schüler mit ihren Rollenkarten noch einmal überlegen, wie Insulin tatsächlich wirkt. Nutzen Sie die Insulin-Karten als 'Glukose-Transporter' in die Zellen.

Häufige Fehlvorstellung

Während des Modellbaus 'Regelkreis-Diagramm' sehen Sie, dass Schüler den Regelkreis als linearen Prozess zeichnen ohne Rückkopplung.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Führen Sie gemeinsam eine Diskussion, indem Sie fragen: 'Wo endet der Prozess? Was passiert, wenn der Blutzucker wieder steigt?' und lassen Sie die Schüler die Pfeile ergänzen.

Häufige Fehlvorstellung

Während der Stationen 'Störungen simulieren' unterschätzen Schüler die Auswirkungen von Hypoglykämie auf den Körper.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Lassen Sie die Schüler in der Station zur Hypoglykämie eine Prognose erstellen, wie sich der Körper verhalten würde, und vergleichen Sie die Ergebnisse im Plenum.

Ideen zur Lernstandserhebung

Lernstandskontrolle

Nach der Datenauswertung 'Blutzucker-Kurven' erhalten die Schüler eine Grafik mit zwei Kurven (mit und ohne Insulinausschüttung). Sie sollen die Hormone benennen und ihre Wirkung in den Phasen erklären.

Diskussionsfrage

Während des Rollenspiels 'Hormonregelkreis' stellen Sie die Frage: 'Was würde passieren, wenn die Bauchspeicheldrüse kein Insulin mehr produzieren könnte?' und lassen die Schüler ihre Vermutungen in Kleingruppen diskutieren und aufschreiben.

Kurze Überprüfung

Nach dem Modellbau 'Regelkreis-Diagramm' erhalten die Schüler eine Liste mit Begriffen wie 'Leber', 'Glukagon', 'Blutzucker sinkt'. Sie ordnen die Begriffe in einem Flussdiagramm an und beschriften die Pfeile mit den Prozessen.

Erweiterungen & Unterstützung

• Fordern Sie schnelle Schüler auf, ein Szenario mit Diabetes Typ 1 zu simulieren und dessen Auswirkungen auf den Regelkreis zu diskutieren.
• Unterstützen Sie unsichere Schüler durch eine vorbereitete Tabelle, in die sie die Schritte des Regelkreises eintragen können.
• Vertiefen Sie mit einer Recherche zu anderen Hormonen, die den Blutzucker beeinflussen, wie Cortisol oder Adrenalin.

Schlüsselvokabular

Regelkreis	Ein System, das einen Ist-Wert mit einem Soll-Wert vergleicht und bei Abweichungen korrigierend eingreift, um einen stabilen Zustand (Homöostase) zu gewährleisten.
Insulin	Ein Hormon, das von der Bauchspeicheldrüse produziert wird und die Aufnahme von Glukose aus dem Blut in die Körperzellen fördert, wodurch der Blutzuckerspiegel gesenkt wird.
Glukagon	Ein Hormon, das ebenfalls von der Bauchspeicheldrüse gebildet wird und die Freisetzung von Glukose aus den Energiespeichern der Leber stimuliert, um den Blutzuckerspiegel zu erhöhen.
Homöostase	Die Fähigkeit eines Organismus, sein inneres Milieu, wie beispielsweise den Blutzuckerspiegel, trotz äußerer Schwankungen konstant zu halten.
Antagonisten	Zwei Stoffe oder Organe, die entgegengesetzte Wirkungen aufeinander haben, wie Insulin und Glukagon bei der Blutzuckerregulation.