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Dem Grippevirus auf der Spur - ein Stationenlernen

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9 RAAbits Naturwissenschaften Februar 2014

1 von 26Mensch und Gesundheit Beitrag 5 Dem Grippevirus auf der Spur (Klassen 9/10)IV

Dem Grippevirus auf der Spur – ein Stationenlernen

Ein Beitrag von Helge Gresch und Katja Reitschert, Universität OldenburgIllustrationen von Isabelle Göntgen, Zell unter Aichelberg

Gerade in der kalten Jahreszeit trifft es viele Men-schen: Sie erkälten sich oder bekommen sogar die Grippe. Aber was läuft in unserem Körper eigentlich ab, wenn wir uns mit der Grippe infizieren? Wodurch unterscheidet sich ein grippaler Infekt von der „ech-ten“ Grippe? Wie ist ein Influenzavirus aufgebaut und wie vermehrt es sich?

In einem Stationenlernen beschäftigen sich Ihre Schüler mit diesen und weiteren Fragen. Im Rollen-spiel diskutieren sie über die Chancen und Grenzen einer Grippeschutzimpfung.

Erschöpfung, Kopfschmerzen und hohes Fie-ber sind die Symptome einer Grippe.

Mit Bastelanleitung für ein

Modell zur Grippeinfektion!

Das Wichtigste auf einen Blick

Klassen: 9/10

Dauer: 4–6 Stunden

Kompetenzen: Die Schüler …

• können den Aufbau und die Vermehrung von Influenzaviren erläutern.

• können anhand eines Modells die Infek-tion mit Influenzaviren beim Menschen und bei Tieren nachstellen und dabei Modellkritik üben.

• üben sich in Empathie und Perspekti-venwechsel bei der Durchführung eines Rollenspiels.

Aus dem Inhalt:

• Wie unterscheiden sich Zellen und Viren?

• Wie sind Influenzaviren aufgebaut und wie vermehren sie sich?

• Wie kann man einen grippalen Infekt von einer „echten“ Grippe unterschei-den?

• Welche Chancen und welche Grenzen haben Grippeschutzimpfungen?

Beteiligte Fächer: Biologie Anteilhoch mittel gering

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9 RAAbits Naturwissenschaften Februar 2014

Dem Grippevirus auf der Spur (Klassen 9/10) Mensch und Gesundheit Beitrag 5

Rund um die Reihe

Warum wir das Thema behandeln

Jährlich sterben in Deutschland rund 200 Menschen an einer Grippeinfektion. Zwar sind dies meist ältere Personen, doch auch für Jugendliche ist es notwendig, Symptome der Influen-za früh erkennen zu können und einen Arzt hinzuzuziehen. Weil viele Lernende eine Grippe schlicht für eine stärkere Erkältung halten, ist eine Auseinandersetzung mit diesem Thema besonders wichtig. Darüber hinaus lernen Ihre Schülerinnen und Schüler in dieser Einheit den bekanntesten Vertreter eines Virus kennen und schaffen damit die Grundlagen für weiterfüh-rende Themen der Mikrobiologie. Im Rollenspiel zum Thema „Grippeschutzimpfung“ können sich die Lernenden im Austausch verschiedener Argumente und im Einnehmen unterschied-licher Perspektiven üben.

Was Sie zum Thema wissen müssen

Das Influenzavirus

Die Influenza, auch „echte“ Grippe oder Virusgrippe genannt, ist eine Infektionskrankheit bei Menschen, die durch Viren der Gattungen Influenza A oder B ausgelöst wird. Viren der Gattung Influenza A sind es auch, die die Vogelgrippe auslösen. Doch zwischen den Influenza-A-Viren gibt es Unterschiede, vor allem in der Struktur der beiden Oberflächenproteine Hämaggluti-nin und Neuraminidase. Vom Hämagglutinin gibt es fünfzehn Typen, von der Neuraminidase neun. Diese sind alle durchnummeriert von H1 bis H15 und von N1 bis N9. Die in den Medien zitierte Bezeichnung der Vogelgrippe, H5N1, ist folglich nur eine Beschreibung der Oberflä-chenproteine, mit denen das Virus an die Wirtszelle bindet. Die in den letzten Jahren beim Menschen vorkommende Grippe ist meist vom Typ H1N1 oder H3N2.

Übertragungswege des Grippevirus

Beim Menschen tritt das Grippevirus über die Schleimhaut der Atemwege, des Mundes und der Augen in den Körper ein. Dies erfolgt vor allem über Tröpfcheninfektion. Hierbei gelan-gen die Schleimhäute in Kontakt mit sogenannten Exspirationströpfchen, die beim Sprechen, Atmen, Niesen oder Husten von infizierten Personen entstehen. In trockener Luft können die-se Tröpfchen bereits in der Luft trocknen. Dann schweben die darin enthaltenen Viren als Ae-rosol in der Luft und bleiben stundenlang infektiös. Trockene Raumluft in geheizten Räumen begünstigt also das Auftreten von Grippewellen im Winter.

Symptome der Grippe

Die Symptome der Grippe treten nach einer Inkubationszeit von wenigen Stunden bis Tagen auf. Die Krankheitsanzeichen sind relativ unspezifisch; charakteristisch ist allenfalls der oft sehr plötzliche Beginn des Vollbildes der Erkrankung. In der Regel dauern die Symptome, wie hohes Fieber, Schüttelfrost, Kopf- und Gliederschmerzen, Übelkeit und Erbrechen, sieben bis 14 Tage an. Es können jedoch ein allgemeines Schwächegefühl und Appetitlosigkeit noch einige Wochen darüber hinaus auftreten.

Vermehrungszyklus des Grippevirus

Die Replikation (Vermehrung) eines Grippevirus in einer Wirtszelle läuft in folgenden, sich ständig wiederholenden Schritten ab:

1. Das Virus bindet an eine gesunde Zelle, die Wirtszelle (Adsorption). Dabei passen die Pro-teine in der Virushülle (Hämagglutinin) und die Oberfläche der Wirtszelle zusammen wie Schlüssel und Schloss.

2. Das Virus dringt in die Wirtszelle ein.

3. Die virale Hüllmembran löst sich auf und die Erbsubstanz des Virus wird ins Zellplasma entlassen. Die Erbsubstanz wird dann von der Zelle in den Kern befördert.

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4. Im Zellkern wird die Erbsubstanz kopiert. Die neuen Virusproteine für die Virushülle wer-den im Zellplasma gebildet.

5. Die Neuraminidase (ein Protein des Virus) zerstört die Proteine der Zelloberfläche. Gleich-zeitig werden sowohl die neu synthetisierten Virusproteine als auch die neu gebildete Erb-substanz (RNA) zur Zellmembran transportiert. Dort werden die Viren „gepackt“.

6. Die Viren knospen sich ab. Dabei wird die Membran der Wirtszelle zur Hüllmembran der neuen Viren. Weil die Neuraminidase die Oberflächenproteine der Wirtszelle entfernt hat, binden die neuen Viren nicht wieder an die Zelle.

In einer einzigen Wirtszelle können sich so bis zu 100.000 neue Influenzaviren bilden. Dann stirbt die Zelle ab und die freigesetzten Viren infizieren anschließend weitere Nachbarzellen. Diese produzieren im Schneeballsystem dann wiederum Hunderttausende neue Viren. So er-klärt sich auch die Schnelligkeit, mit der sich die Grippeinfektion im Körper des Betroffenen ausbreitet.

Vorschläge für Ihre Unterrichtsgestaltung

Voraussetzungen der Lerngruppe

Für die Bearbeitung von Station 2 (M 3) ist ein Grundwissen über die Vorgänge bei der Mito-se und der Proteinbiosynthese sinnvoll, jedoch nicht essenziell. Die Schüler sollten für diese Station außerdem wissen, wie eine Tier- oder Pflanzenzelle aufgebaut ist. Station 3 (M 5) setzt voraus, das den Schülern die Kriterien für Lebewesen bekannt sind.

Aufbau der Reihe

Der Einstieg in die Einheit erfolgt mit einem kurzen Unterrichtsgespräch über die Erfahrungen und das Vorwissen Ihrer Schüler zum Thema „Grippevirus“. Im nun folgenden Stationenlernen M 1–M 9 erarbeitet sich Ihre Klasse in Gruppenarbeit die Grundlagen zum Grippevirus: Sie be-trachten seinen Aufbau (Station 1, M 2) und seinen Vermehrungszyklus (Station 2, M 3/M 4), stellen sich die Frage, ob (Grippe-)Viren Lebewesen sind (Station 3, M 5), erarbeiten sich die Übertragungswege der Influenzaviren (Station 4, M 6), lernen die Unterschiede zwischen grip-palem Infekt und Influenza kennen (Station 5, M 7) und stellen schließlich die Virusinfektion mit Influenza- bzw. Vogelgrippeviren im Modell nach (Station 6, M 8/M 9). Schnellere Gruppen können sich an der Zusatz-Station 7 (Zusatzmaterial auf CD ) noch per Internetrecherche damit auseinandersetzen, was es mit dem Fieber während einer Grippeerkrankung auf sich hat. Die Stationsübersicht M 1 dient während des Stationenlernens als Checkliste. In der Ab-schlussstunde werden offengebliebene Fragen geklärt und im Rollenspiel M 10 erarbeitet, ob und wann eine Grippeschutzimpfung sinnvoll ist. Dabei üben sich die Schüler im Austausch verschiedener Argumente und im Einnehmen unterschiedlicher Perspektiven.

Tipps zur Differenzierung

Für schnellere Gruppen steht als Zusatzmaterial auf CD Zusatz-Station 7 (mit Internet-recherche) zum Stationenlernen zur Verfügung. Bei schwächeren Klassen empfiehlt es sich außerdem, an den Stationen 2 (M 3) und 3 (M 5) Schulbücher oder weitergehende Literatur auszulegen (siehe Erläuterungen zu M 1–M 9).

Diese Kompetenzen trainieren Ihre Schüler

Die Schüler ...

• können den Aufbau und die Vermehrung von Influenzaviren erläutern.

• können anhand eines Modells die Infektion mit Influenzaviren beim Menschen und bei Tieren nachstellen und dabei Modellkritik üben.

• üben sich in Empathie und Perspektivenwechsel bei der Durchführung eines Rollenspiels.

• verbessern ihre Kommunikations- und Argumentationsfähigkeit.

• üben sich verstärkt in eigenverantwortlichem Arbeiten und Sozialkompetenz.

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Dem Grippevirus auf der Spur (Klassen 9/10) Mensch und Gesundheit Beitrag 5

Medientipps

Literatur für Schüler

Kolata, Gina: Influenza – Die Jagd nach dem Virus. Fischer Verlag. Frankfurt am Main 2006.

Dieser Wissenschaftsroman schildert die Ereignisse der Spanischen Grippe von 1918 sowie die Entdeckung und Isolierung der Influenzaviren in den 50er-Jahren.

Literatur für Lehrer

Lange, Werner; Vogel, Georg E.: Influenza: Klinik, Virologie, Epidemiologie, Therapie und Pro-phylaxe. 2. Auflage. ABW Wissenschaftsverlag. Berlin 2003.

In diesem Buch, das für Mediziner gedacht ist, werden fachliche Informationen zur Influenza umfassend und klar verständlich dargestellt.

Zeitschriften

Villareal, Luis P.: Leben Viren? Spektrum der Wissenschaft. Februar 2005. S. 32–37.

In diesem Beitrag wird sehr verständlich der Streit der Wissenschaftler über den leben-digen oder nicht lebendigen Status von Viren aufgegriffen und übersichtlich – histo-risch aufgerollt – dargestellt. Zudem setzt sich der Autor mit der Bedeutung von Viren für die Evolution der Organismen auseinander. Der Artikel kann unter der folgenden Internetadresse bestellt werden: www.spektrum.de/artikel/838605

Hoerner, Katrin: Kaum Chancen gegen raffinierte Viren. Focus online 2007.

Von der Autorin werden in diesem gut verständlichen, jedoch wenig differenzierten Artikel Chancen und Grenzen sowie mögliche Gefahren einer Grippeschutzimpfung dargestellt. Dabei wird der Kontra-Seite ein stärkeres Gewicht verliehen und etliche Pro-Argumente vernachlässigt bzw. unzureichend dargestellt. Des Weiteren wird auf mögliche Behandlungsmittel eingegangen. Ein Download des Artikels ist möglich un-ter: www.focus.de/gesundheit/ratgeber/erkaeltung/medikamente/grippe/grippeimp-fung_ aid_11105.html

Filme

Beitrag in der Tagesschau der ARD (06.11.2007, 8 Minuten, Video, Download unter: www. ta-gesschau.de/multimedia/sendung/tt168.html)

In diesem Beitrag werden Experten des Robert Koch-Institutes, des Bernhard-Nocht- Institutes und des Bundesamtes für Bevölkerungsschutz zum Thema „Vogelgrippe“ be-fragt. Thematisiert werden Schutzmaßnahmen, medikamentöse Behandlung und Pla-nungen zur Eindämmung einer möglichen Vogelgrippeepidemie. Die Suche ist auch über das Archiv der Webseite www.tagesschau.de möglich.

Internetadressen

www.rki.de

Auf der Internetseite des Robert Koch-Institutes gibt es sehr detaillierte Fachinforma-tionen zu diversen Infektionskrankheiten, die über „Infektionskrankheiten A–Z“ aufge-rufen werden können. Das RKI ist eine zentrale Einrichtung der Bundesregierung zur Überwachung von Krankheiten sowie deren Prävention.

www.bzga.de

Bei der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung lassen sich Broschüren und Plakate zum Thema „Grippeimpfung“ beziehen oder als PDF-Datei herunterladen.

Diese bieten einige Informationen, sind jedoch primär auf ältere Menschen oder me-dizinisches Personal ausgerichtet. Dennoch eignen sie sich für den Einsatz im Unter-richt, insbesondere wenn die Frage der Grippeimpfung aus Sicht von Risikogruppen beleuchtet werden soll.

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Die Reihe im Überblick

Fo = Folie Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt LK = Lösungskarte

= Zusatzmaterial auf CD

Stunde 1: Einstieg – eine Stationsübersicht

Material Thema und Materialbedarf

M 1 (Ab) Stationsübersicht: Dem Grippevirus auf der Spur

Stunden 1–4: Das Stationenlernen – dem Grippevirus auf der Spur

Material Thema und Materialbedarf

M 2 (Ab/LK) Station 1: Was hat das Grippevirus mit der Vogelgrippe zu tun?

M 3 (Ab/LK) Station 2: Wie vermehren sich Grippeviren?

     Farbfolie M 4      2–3 Scheren      2–3 Tuben Klebstoff

      evtl. ein dreidimensionales Modell einer tierischen Zelle

     evtl. Schulbuch

M 4 (Fo/LK) Der Vermehrungskreislauf der Grippeviren

M 5 (Ab/LK) Station 3: Sind (Grippe-)Viren überhaupt Lebewesen?

     Abbildung zum Bau einer Tierzelle      evtl. Zentimetermaß

M 6 (Ab/LK) Station 4: Wie wird das Grippevirus übertragen?

M 7 (Ab/LK) Station 5: Erkältung und „echte“ Grippe – worin liegen die Unterschiede?

M 8 (Ab/LK) Station 6: Wie kann man die Virusinfektion im Modell darstellen?

     Schablonen auf DIN-A3 vergrößert      1 Schere      mehrere Heftzwecken

      starke Pappe in den Farben rot, orange, blau und schwarz

M 9 (Karten) Schablone für das Modell zur Virusinfektion (Station 6)

(Ab/LK) Zusatz-Station 7: Kalt und heiß – was hat es mit dem Fieber auf sich?

      internetfähige Rechner

LK Lösungskarten zu den Stationen 1–6

Stunde 5: Auswertung des Stationenlernens und Rollenspiel zur Grippeschutzimpfung

Material Thema und Materialbedarf

M 10 (Ab) Kamera läuft! – Ein Rollenspiel zur Grippeschutzimpfung

     4 Rollenkarten      Fernseher zum Abspielen der Auf-

zeichnung

     1 Videokamera zum Aufnehmen     evtl. Broschüren der BZgA

Mein Lexikon – alle Fachbegriffe von A bis Z

Minimalplan

Sie können die Einheit auf vier Stunden verkürzen, indem Sie auf das Rollenspiel M 10 ver-zichten. Die Auswertung erfolgt dann noch in Stunde 4.

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Dem Grippevirus auf der Spur (Klassen 9/10) Mensch und Gesundheit Beitrag 5

M 1 Stationsübersicht: Dem Grippevirus auf der Spur

Stationsübersicht von: Klasse:

So geht ihr vor

1. Bildet Gruppen aus vier Schülern. Die Gruppen bleiben für die gesamte Dauer des Stationenlernens zusammen. An den Stationen mit Einzel- oder Partnerarbeit teilt ihr euch in Einzelpersonen bzw. Paare auf, die parallel nebeneinander arbeiten.

2. Wählt die Reihenfolge der Stationen, bis auf zwei Ausnahmen, beliebig: Die Stationen 3 und 6 könnt ihr erst bearbeiten, wenn ihr die Stationen 1 und 2 bereits erledigt habt.

3. Holt euch an einer Station eine Kopie des Arbeitsblattes. Heftet die Arbeitsblätter anschlie-ßend in eure Mappe.

4. Lest zu Beginn einer Station die Arbeitsaufträge auf dem Arbeitsblatt vollständig durch. Beginnt anschließend mit der Bearbeitung.

5. Fertigt selbstständig Lösungsblätter an, die ihr hinter das jeweilige Aufgabenblatt heftet.

6. Kontrolliert eure Ergebnisse mithilfe der Lösungskarten, die ihr vom Lehrer erhaltet.

7. Wenn ihr mit einer Station fertig seid, hakt ihr sie in der folgenden Übersicht ab. Notiert euch stichwortartig die Dinge, die ihr noch nicht ganz verstanden habt. Diese werden im Anschluss an das Stationenlernen besprochen.

Stationerledigt

Das habe ich noch nicht ganz verstanden …

1 Was hat das Grippevirus mit der Vogelgrippe zu tun? (Einzelarbeit)

2 Wie vermehren sich Grippe-viren? (Partnerarbeit)

3 Sind (Grippe-)Viren über-haupt Lebewesen?

Voraussetzung: Stationen 1+2!

4 Wie wird das Grippevirus übertragen?

5 Erkältung und „echte“ Grip-pe – worin liegen die Unter-schiede? (Einzelarbeit)

6 Wie kann man die Virusinfek-tion im Modell darstellen?

Voraussetzung: Stationen 1+2!

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Auszug aus:

Das komplette Material finden Sie hier:

Dem Grippevirus auf der Spur - ein Stationenlernen

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