MISSION MEMBRAN
Zucker in die Blutbahn
Das kooperative Lernspiel zu Biomembran und Membrantransport
Wie gelangt Glukose aus dem Darm ins Blut? In MISSION MEMBRAN steuern die Spielenden gemeinsam Ionen und Glukose durch die Membranproteine einer Darmepithelzelle. Ob ein Transport möglich ist, hängt von Konzentrationsgefälle, Bewegungsrichtung und Antrieb ab – und jeder Transport verändert die Bedingungen für den nächsten Zug. Sek. II · 2–4 Spielende · 2 × 30–40 Min.
Jeder Transport verändert die Ausgangslage.
Die Mission ist klar: Möglichst viel Glukose soll aus dem Darm durch die Darmepithelzelle in die Blutbahn gelangen ...
VOR DEM TRANSPORT
NACH DEM TRANSPORT
Transport möglich
Konzentrationen verändert ggf. Protein blockiert
Jeder erfolgreiche Transport verändert die Möglichkeiten für den nächsten Zug.
So funktioniert MISSION MEMBRAN
Jeder Spielzug folgt demselben Prinzip: Ausgangslage prüfen, Karte ziehen, Transport vorbereiten und Stoffe bewegen.
❶ Ausgangslage prüfen
❷ Karte ziehen
❸ Transport zusammensetzen
Prüft gemeinsam, welche Membranproteine unter den aktuellen Konzentrationsverhältnissen arbeiten können. Nicht nutzbare Proteine werden mit einem Barriere-Marker gekennzeichnet.
Ergänzt die Kartenablage so, dass alle Bedingungen für einen Transport erfüllt sind.
Ein vollständiger Transport verbindet:
- Membranprotein
- Stoff
- Bewegungsrichtung
- Konzentrationsgefälle
- Antrieb
Ziehe eine Karte vom Nachziehstapel. Alle Karten liegen offen aus, sodass das Team gemeinsam überlegen kann, wo sie sinnvoll eingesetzt wird.
❹ Transport durchführen
Ist die Kombination korrekt, werden die entsprechenden Ionen oder Moleküle auf dem Spielbrett verschoben.
Anschließend beginnt die Prüfung von vorn: Durch den Transport haben sich die Konzentrationsverhältnisse verändert.
Nicht die einzelne Karte entscheidet – erst das Zusammenspiel aller Bedingungen macht einen Transport möglich.
Erst kennenlernen. Dann selbst entscheiden.
MISSION MEMBRAN führt die Schüler:innen nicht sofort ins freie Spiel. Vier aufeinander aufbauende Tutorial-Missionen machen die wichtigsten Membranproteine und Transportmechanismen zunächst einzeln verständlich. Danach wird das Spielbrett umgedreht – und das Team lernt die einzelnen Transportproteine selbst kennen.
Glukose passiert die Biomembran mithilfe eines Carriers und folgt dabei ihrem Konzentrationsgefälle.
Kalium-Ionen bewegen sich durch einen Kanal entlang ihres Konzentrationsgefälles, bis ein Konzentrationsausgleich erreicht ist.
Die Natrium-Kalium-Pumpe transportiert als Antiporter Natrium und Kalium gegen ihre Konzentrationsgefälle. Für diesen aktiven Transport wird Energie in Form von ATP benötigt.
Für den sekundär aktiven Transport folgt in diesem Symporter Natrium seinem Konzentrationsgefälle und liefert dabei die Energie, um Glukose gegen deren Konzentrationsgefälle in die Zelle zu transportieren.
Nach den vier Tutorial-Missionen wird das Spielbrett umgedreht. Jetzt sind die Transportwege nicht mehr vorgegeben: Die Schüler:innen müssen Konzentrationsverhältnisse selbst analysieren, passende Karten kombinieren und entscheiden, welcher Transport unter den aktuellen Bedingungen möglich ist.
MISSION MEMBRAN macht Membrantransport zu einem System, das sich analysieren und erklären lässt. Die Schüler:innen wenden ihr Wissen auf wechselnde Konzentrationsverhältnisse an und entscheiden, welche Transportprozesse unter den jeweiligen Bedingungen möglich sind.
- Die Schüler:innen können die Funktionen von Glukose-Carrier, Kalium-Kanal, Natrium-Kalium-Pumpe und Natrium-Glukose-Carrier beschreiben und den jeweiligen Transportmechanismen zuordnen.
- Die Schüler:innen können Konzentrationsverhältnisse, Bewegungsrichtung und Antrieb analysieren und begründen, ob ein bestimmter Membrantransport unter den gegebenen Bedingungen möglich ist.
- Die Schüler:innen können passiven, aktiven und sekundär aktiven Transport vergleichen und die Unterschiede anhand von Konzentrationsgefälle und Energiebedarf erklären.
- Die Schüler:innen können erklären, wie verschiedene Membranproteine zusammenwirken und wie ein aufgebautes Natrium-Konzentrationsgefälle den sekundär aktiven Glukosetransport ermöglicht.
Was Schüler:innen mit MISSION MEMBRAN lernen
Mehr als nur das Spiel
MISSION MEMBRAN wird durch kostenlose Begleitmaterialien ergänzt, mit denen sich das Spiel vorbereiten, fachlich sichern und in die weitere Unterrichtsarbeit einbinden lässt.
Spiel verstehen
Spielanleitung & Tutorial
Die ausführliche Anleitung und das integrierte Kartentutorial führen Schritt für Schritt in Spielregeln und Transportmechanismen ein.
Wissen sichern
Arbeitsmaterialien & Lösungen
Die im Spiel erarbeiteten Zusammenhänge zu Membranproteinen, Konzentrationsgefällen und Transportformen können anschließend gesichert und vertieft werden.
Weiterarbeiten
Klausuraufgabe mit Erwartungshorizont
Die erworbenen Kenntnisse lassen sich in einer weiterführenden Aufgabe auf neue Zusammenhänge des Membrantransports übertragen.
Spielen, Zusammenhänge verstehen und fachlich weiterarbeiten.
Alles für die Mission in einer Box
MISSION MEMBRAN enthält alles, was für Tutorial und Hauptspiel benötigt wird – vom doppelseitigen Spielbrett über das vollständige Kartensystem bis zu den Spielsteinen für Natrium, Kalium und Glukose.
Inhalt
- 1 doppelseitiges Spielbrett mit Tutorialseite und Hauptspiel
- 65 Spielkarten
- 4 Hilfekarten zur eigenständigen Selbstkontrolle
- 32 Spielsteine aus Holz
- Aufbewahrungsbeutel aus Stoff für Spielsteine
- 1 Spielanleitung (auch als Video)
Praktisch im Unterricht: Die Karten sind nummeriert und lassen sich dadurch nach dem Einsatz schnell wieder vollständig sortieren und kontrollieren. Auch die Spielboxen können gekennzeichnet werden – so lässt sich die Vollständigkeit mehrerer Spiele schnell kontrollieren.
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