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T r a i l e r a n s e h e n

Das Hormonsystem des MenschenBiologie

Klasse 9 – 13

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Schlagwörter

Adrenalin; Aminosäuren; Aminosäurederivate; autokrin; Bauchspeicheldrüse; Blutzuckerspiegel; Calcium; Cortisol; Diabetes; Drüse; endokrin; endokrines Systems; Gehirn; Geschlechtshormon; Gestagen; Glucagon; Glucose; Glukose; Glycogen; Hirnanhangdrüse; Hypophyse; Hypothala-mus; Hormon; Hormondrüse; Hormonsystem; Humanbiologie; Insulin; Kalzium; Keimdrüse; Körpertemperatur; Leber; Nebenniere; negative Rückkopplung; Nervensystem; Noradrenalin; Östrogen; Pankreas; parakrin; Proteohormone; Pubertät; Regelkreis (Biologie); Rezeptor; Schilddrüse; Sekretion; Serotonin; Signalkaskade; Signalübertragung; Steroidhormone; Stoffwechsel; Stress; Testosteron; Thyroxin; Verhalten; Wechselwirkung

Systematik

Biologie › Allgemeine Biologie › Biologische Regelkreise; Zellenlehre› Menschenkunde › Stoffwechsel, Innere Organe; Sinnesorgane,

Nervensystem; Fortpflanzung und Entwicklung; Krankheiten und Vorbeugung; Verhalten

Chemie › Biochemie › Stoffwechselvorgänge; Physiologische Wirkungs-weise chemischer Substanzen

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Zum Inhalt

Hormone (Film 26 min)Hormone bestimmen und beeinflussen in hohem Maße unseren Alltag. Sie be-einflussen unser Verhalten bei Freude, Ärger, Stress oder drohenden Gefahren-situationen. Doch auch zur Aufrechter-haltung essenzieller Stoffwechselprozesse und zum Antrieb von Regulationskreis-läufen sind sie unersetzlich. Der Film deckt hierzu umfangreiche Themenbe-reiche ab und benennt nicht nur die ver-schiedenen Arten von Hormonen und ihre Klassifizierungsmöglichkeiten, son-dern auch die verschiedenen Wege der Signalübertragung, wichtige Regulati-onskreisläufe des Körpers oder hormonell bedingte Krankheiten.

Menü „Hormone“ (Sequenzen)Kommunikationssystem (Filmsequenz 3:10 min)Ob laufen, schwimmen oder schlafen, ständig ändern sich die äußeren Bedin-gungen und inneren Bedürfnisse, auf die unser Körper reagieren muss. Dies ge-schieht sowohl durch elektrische Impul-se über das Nervensystem als auch durch chemische Wirkungsweise über das Hor-monsystem. Die körpereigenen Hormone dienen hierbei als chemische Botenstof-

fe, welche über das Blut in allen Berei-chen des Körpers, ihre Wirkung entfalten können. Die Schaltzentrale und überge-ordnete Verbindung dieser beiden wech-selwirkenden Systeme ist der Hypotha-lamus des Zwischenhirns sowie die daran angeschlossene Hirnanhangdrüse, die Hypophyse.

Einteilung von Hormonen (Filmsequenz 3:20 min)Zwei gängige Kriterien zur Einteilung von Hormonen sind die Orte ihrer Bildung und die Zugehörigkeit zu Stoffklassen. Man unterscheidet zum einen zwischen Drü-senhormonen und Gewebshormonen. Hormone gehören zudem entweder zu den Peptidhormonen (Proteohormonen), den Steroidhormonen oder den Amino-säurederivaten. Peptidhormone sind was-serlöslich, Steroidhormone fettlöslich. Aminosäurederivate können abhängig von der Aminosäure, aus der sie hervor-gegangen sind, wasser- oder fettlöslich sein. Diese Eigenschaften wirken sich vor allem auf die Signalweiterleitung an den Zielzellen aus. Wasserlösliche Hormone können die Zellmembran nicht einfach passieren und benötigen zum Beispiel Rezeptoren, an die sie binden können. Fettlösliche Hormone können die Zell-membran frei passieren und dort wirken.

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Signalübertragung im Hormonsystem (Filmsequenz 4:10 min)Wenn Hormone über das Blut in Umlauf geraten und Aufgaben weit entfernt ihrer Bildungsstätte ausführen, spricht man von einer endokrinen Funktion. Manche Hormone wirken direkt in oder an der Zelle, in der sie hergestellt werden. Sie erfüllen eine autokrine Funktion. Werden die Hormone abgegeben, um an oder in den benachbarten Zellen zu wirken, spricht man von einer parakrinen Funk-tion. Der wasserlösliche oder fettlösliche Charakter der unterschiedlichen Hormo-ne wirkt sich auf den ungehinderten Transport aus. Fettlösliche Hormone kön-nen die Zellmembran einfach durch Dif-fusion passieren. Wasserlösliche Hormo-ne werden hingegen mithilfe von Vesikelbildung und -abschnürung aus der Ursprungszelle ins Blut entlassen. Die Vesikel können entweder mit der Zell-membran der Zielzelle verschmelzen oder sie lösen sich auf. Dann binden die Hor-mone an Rezeptoren auf der Zellmemb-

ran. Oft verursacht so eine Bindung eine sich verstärkende Signalkaskade.

Regulationswege (Filmsequenz 1:50 min)Als Beispiel für einen einfachen Regel-kreislauf wird die Regulation der Körper-temperatur erläutert. Regelkreisläufe des menschlichen Körpers gleichen immer einen angestrebten Sollwert mit dem aktuellen Istwert ab. Besondere Senso-ren für Kälte oder Wärme in der Haut registrieren mögliche Abweichungen und leiten die Informationen über das Ner-vensystem an das Gehirn weiter. Besteht eine Differenz zwischen Soll- und Ist-wert, steuert das zentrale Nervensystem als Regler entgegen. Es werden Hormo-ne ausgeschüttet, die bei Kälte zur Erhö-hung des Istwertes die Skelettmuskeln zittern lassen. Im gegenteiligen Fall kann mithilfe von Hormonen die Schweißpro-duktion angeregt und der Istwert ge-senkt werden.

Negative Rückkopplung (Filmsequenz 3:00 min)Die Hormone der Schilddrüse greifen tief in unseren Stoffwechsel ein. Thyroxin fördert etwa die Ausschüttung des Hor-mons Insulin, das für die Regulation des Blutzuckergehalts notwendig ist. Zu Be-ginn des Thyroxin-Regelkreises steht der

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Hypothalamus. Steigt der Energiebedarf, wird dort das Hormon TRH ausgeschüt-tet, welches in der Hypophyse die Aus-schüttung des Hormons TSH anregt. Sobald das TSH die Schilddrüse erreicht, erhöht es dort die Ausschüttung des Hor-mons Thyroxin, das eine Erhöhung des Grundumsatzes einleitet und über das Blut wieder den Hypothalamus erreicht. Hier findet eine negative Rückkopplung statt: die weitere Ausschüttung von THR und TSH im Gehirn wird gehemmt und so einer ungezügelten Freisetzung von Energie entgegengewirkt.

Antagonistische Hormonpaare (Filmsequenz 3:40 min)Einer der wichtigsten Energielieferanten des menschlichen Körpers ist die Gluco-se. Die Regulation des Blutzuckerspiegels ist ein Beispiel für einen Regelkreis. Die Regulation und Aufrechterhaltung der Blutzuckerwerte liegt bei den Hormonen Insulin und Glucagon. Beide werden in den Langerhans-Zellen der Bauchspei-

cheldrüse hergestellt und freigesetzt. Ist der Blutzuckerspiegel im Blut zu hoch, senkt Insulin den Glucosespiegel. Ist der Glucosewert zu niedrig, sorgt wiederum das Glucagon dafür, dass er angehoben wird. Die Hormone haben also eine ge-gensätzliche Wirkung und fungieren im Organismus als Antagonisten oder ant-agonistisches Hormonpaar.

Geschlechtshormone (Filmsequenz 2:10 min)In der Pubertät kommt es zu vielen emo-tionalen und körperlichen Veränderun-gen. Grund dafür ist unter anderem die groß angelegte Bildung von Geschlechts-hormonen: bei Jungen das Hormon Tes-tosteron und bei Mädchen die Hormone Östrogen und Gestagen. Ein besonderer Fokus wird in der Filmsequenz auf die missbräuchliche Verwendung von Hor-monen mit anaboler Wirkung gelegt.

Hormone und Verhalten (Filmsequenz 2:40 min)Hormone haben auch Einfluss auf unser tägliches Verhalten. Etwa bei Gefahren-situationen, die eine sehr schnelle und intuitive Reaktion erfordern. Die ab-laufenden Reaktionen des Organismus auf eine solche Gefahr können auch mit dem „Kampf-oder-Flucht-Verhalten“

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beschrieben werden. Es wird blitzschnell abgewogen, welche Strategie den grö-ßeren Überlebenserfolg verspricht und unmittelbar reagiert. Dabei leiten unwill-kürliche Nervenzellen Signale an das Nebennierenmark. Dieses veranlasst die Freisetzung der Hormone Adrenalin und Noradrenalin.

Hormondrüsen des Menschen (Grafik)Die Grafik zeigt die ungefähre Lage der wichtigsten Hormondrüsen im mensch-lichen Körper. Zur Übung liegt zusätzlich eine Version ohne Beschriftung vor.

Sekretion (Grafik)Die Grafik zeigt die verschiedenen For-men der Sekretion: autokrin, parakrin und endokrin. Zur Übung liegt eine Ver-sion ohne Beschriftung vor, in der die Begriffe zugeordnet werden sollen.

Menü „Hormonelle Regulations-mechanismen“ (Grafiken)Signalkaskade (Grafik)Die Grafik zeigt in einem vereinfachten Schema den Ablauf einer Signalkaskade. Das Hormon dockt an den Rezeptor an und setzt eine Signalkaskade in Gang, die über GDP, GTP, ATP und cAMP die Aktivierung einer Proteinkinase steuert.

Regulation der Schilddrüsenhormone (Grafik)Die Grafik zeigt in einem vereinfachten Schema den Ablauf einer negativen Rückkopplung bei den Schilddrüsenhor-monen TRH und TSH.

Regulation des Cortisols (Grafik)Die Grafik zeigt in einem vereinfachten Schema die Regulation des Immunsys-tems durch das Stresshormon Cortisol.

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Regulation des Blutzuckerspiegels (Grafik)Die Grafik zeigt in einem vereinfachten Schema die Regulation des Blutzucker-spiegels durch Insulin und Glucagon.

Regulation des Calciumspiegels im Blut (Grafik)Die Grafik zeigt in einem vereinfachten Schema die Regulation des Calciumspie-gels durch Calcitonin und Parathormon.

Steuerung des Fight-or-Flight-Syndroms (Grafik)Die Grafik zeigt in einem einfachen Sche-ma die wichtigsten Stufen der Fight-or-Flight-Reaktion.

Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards

Die Schülerinnen und Schüler • unterscheidenundklassifizierendie

verschiedenen Hormone des mensch-lichen Körpers kriteriengeleitet an-hand ihres Entstehungsortes sowie anhand ihres molekularen Aufbaus;

• wechselnzwischendenverschiede-nen Systemebenen des menschlichen Körpers, indem sie die Wirkungswei-se ausgewählter Hormone erläutern;

• erläuterndieunterschiedlichenMe-chanismen, wie Hormone chemische Signale weiterleiten;

• beschreibendieAufrechterhaltungder Homöostase am Beispiel der Temperaturregulation des mensch-lichen Organismus;

• beschreibendenVorgangdernega-tiven Rückkopplung;

• beschreibendenProzessderantago-nistischen Hormonpaare anhand des Regulationskreislaufs des Blutzucker-spiegels;

• erläuterndenhormonellenEinflussder Geschlechtshormone auf die In-dividualentwicklung des Menschen;

• stellendenhormonellenEinflussaufdas menschliche Verhalten, an einem selbst gewählten Beispiel des tägli-chen Lebens, dar;

• ordnenausgewählteBeispielevonHormonen ihren Bildungsorten zu und recherchieren weitere Hormone des menschlichen Körpers;

• erkennenunterschiedlicheVerhal-tensweisen, die einer Vorbeugung von hormonell bedingten Krankhei-ten und einer Aufrechterhaltung der eigenen Gesundheit, dienlich sind.

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Didaktische Hinweise

Die vorliegende Produktion ist für den Einsatz in der fortgeschrittenen und spä-ten Phase der Mittelstufe, sowie für die Oberstufe konzipiert. Die Produktion kann auf mehrere Arten in das Unter-richtsgeschehen integriert werden. Grundsätzlich sind die Arbeitsmaterialien auf einen Wechsel zwischen der gemein-samen Arbeit im Plenum, der Einzelarbeit und besonders der Arbeit in Dreiergrup-pen ausgerichtet. Dabei gibt es Phasen, in denen einzelne Sequenzen gemeinsam im Klassenverband angesehen werden und andere, in denen die Schülerinnen und Schüler alleine arbeiten. Die Produktion bietet sich jedoch auch für Abwandlungen dieses Vorgehens an. So kann der gesamte Film gemeinsam im Plenum gesichtet werden, um im An-schluss eigene Themenschwerpunkte festzulegen, die weiter vertieft werden sollen. Einzelne Sequenzen des Films können zudem losgelöst von der gesam-ten Produktion in das Unterrichtsgesche-hen integriert werden. Sollte die Produk-tion eine geplante Unterrichtseinheit über Wochen begleiten, so bietet sich ein Wechsel zwischen dem gemeinsamen Anschauen der einzelnen Sequenzen, gefolgt von der Bearbeitung der dazu

gehörigen Arbeitsblätter und Einzelar-beitsphasen an. Auf diese Weise ergeben sich ausreichend Freiräume, um das Ge-sehene gemeinsam aufzuarbeiten und zu diskutieren, sowie den Schülerinnen und Schülern Gelegenheiten anzubieten, in denen sie ihre Ergebnisse präsentieren können.

VorkenntnisseDie Produktion erfordert bei der Integ-ration in den Unterrichtsablauf einige fachwissenschaftliche Vorkenntnisse. So ist es hilfreich, wenn die Schülerinnen und Schüler über basale Kenntnisse über die Organe des Menschen und deren Lage im Körper verfügen. Weiterhin soll-ten die Lernenden fundamentale Vorstel-lungen über den Aufbau tierischer Zellen besitzen und die verschiedenen biologi-schen Systemebenen (Molekül, Zelle, Gewebe, Organ, Organsystem, Organis-mus) kognitiv unterscheiden und zwi-schen ihnen wechseln können. Ebenfalls hilfreich sind Vorstellungen über den Aufbau von organischen Molekülen und deren allgemeine Darstellungen mithilfe von Strukturformeln.

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Arbeitsmaterial

Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM-Teil ein umfangreiches Angebot an er-gänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDF- als auch als Word-Dateien vor:

• DiePDF-Dateien können am PC direkt ausgefüllt oder ausgedruckt werden.

• DieWord-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichts-situation angepasst werden.

Ordner Materialien

Didaktische Hinweise Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, der Grafiken, und der ergänzenden Arbeitsmaterialien

Arbeitsblätter(mit Lösungen)

1) Nervensystem und Hormonsystem im Vergleich2) Methodenkarte: Triade2A) Thema A: Hormonklassen und ihre Signalübertragung2B) Thema B: Regulationswege2C) Thema C: Wachstum, Verhalten & Emotionen3) Hormone – Domino

Grafiken • HormondrüsendesMenschen(mit/ohneBeschriftung)• Sekretion(mit/ohneBeschriftung)• Signalkaskade• RegulationderSchilddrüsenhormone• RegulationdesCortisols• RegulationdesBlutzuckerspiegels• RegulationdesCalciumspiegelsimBlut• SteuerungdesFight-or-Flight-Syndroms

Filmtext Filmtext zum Film als PDF-Dokument

Programmstruktur Übersicht über den Aufbau der DVD

Weitere Medien Informationen zu ergänzenden FWU-Medien

Produktionsangaben Produktionsangaben zur DVD und zum Film

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Hauptmenü

Das Hormonsystem des Menschen

Hormone Film 26 min

Hormone Sequenzen

Hormondrüsen des Menschen Grafik

Sekretion Grafik

Hormonelle Regulationsmechanismen Grafiken

Arbeitsmaterial

Arbeitsmaterial

Didaktische Hinweise

5 Arbeitsblätter (mit Lösungen)

1 Methodenkarte (Triade)

8 Grafiken

Filmtext

Programmstruktur

Weitere Medien

Produktionsangaben

Untermenü

Hormone

Kommunikationssystem 3:10 min

Einteilung von Hormonen 3:20 min

Signalübertragung im Hormonsystem 4:10 min

Regulationswege 1:50 min

Negative Rückkopplung 3:00 min

Antagonistische Hormonpaare 3:40 min

Geschlechtshormone 2:10 min

Hormone und Verhalten 2:40 min

Hormonelle Regulationsmechanismen

Signalkaskade Grafik

Regulation der Schilddrüsenhormone Grafik

Regulation des Cortisols Grafik

Regulation des Blutzuckerspiegels Grafik

Regulation des Calciumspiegels im Blut Grafik

Steuerung des Fight-or-Flight-Syndroms Grafik

Programmstruktur

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Produktionsangaben Das Hormonsystem des Menschen (DVD)

ProduktionFWU Institut für Film und Bild, 2016

DVD-KonzeptDr. Maike Schuchmann,Gerrit Rau

DVD-Authoring und DesignDicentia Germany GmbHim Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2016

GrafikenFWU Institut für Film und Bild,©ttsz/iStock

Coverbild©Mopic/Fotolia

Didaktische FachberatungDr. Monique Meier

Arbeitsmaterial Dr. Monique Meier

BegleitheftSvenja Weiß, Daniel Schaub

Pädagogische Referenten im FWUDaniel Schaub, Svenja Weiß,Dr. Maike Schuchmann

Produktionsangaben zum Film

„Hormone“

ProduktionWeichelt Film

im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2016

BuchChristina Lehni, Dr. Monique Meier

Animationen & SchnittStefan Weichelt

Musikaudioblocks

KameraFabian Weichelt,Stefan Weichelt

Sprecherin Cordula Senfft

Footage MaterialBigStock, Shutterstock, videohive, Wikipedia

3D-MolekülobjekteBALLView

Wir bedanken uns bei allen Beteiligten für die freundliche Unterstützung, besonders beiJulia Gianessi

RedaktionDaniel Schaub,Christina Lehni

NurBildstellen/Medienzentren:öV zulässig

© 2016 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D-82031 Grünwald Telefon (089) 6497-1 Telefax (089) 6497-240 E-Mail info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet www.fwu.de

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www.fwu-shop.deBestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444vertrieb@fwu.de

Lehrprogrammgemäß

§ 14 JuSchG

FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gGmbHBavariafilmplatz 3 | 82031 Grünwald | Telefon +49 (0)89-6497-1

Telefax +49 (0)89-6497-240 | info@fwu.de | www.fwu.de

GEMAFREI

Ausführliche didaktische Hinweise finden Sie im Arbeitsmaterial.

Kompetenzerwerb: Die Schülerinnen und Schüler› unterscheiden und klassifizieren die verschiedenen Hormone des menschlichen Körpers;

› wechseln zwischen den verschiedenen Systemebenen des mensch lichen Körpers, indem sie die Wirkungsweise ausge-wählter Hormone erläutern;

› erläutern die unterschiedlichen Mechanismen, wie Hormone chemische Signale weiterleiten;

› erkennen unterschiedliche Verhaltensweisen, die einer Vor-beugung von hormonell bedingten Krankheiten und einer Aufrechterhaltung der eigenen Gesundheit, dienlich sind.

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Laufzeit 26 min

Klasse 9 – 13

Sprache DE

Film 1

Filmsequenzen 8

Arbeitsblätter 5

Grafiken 8

Das Hormonsystem des Menschen Sie wirken, wenn wir verliebt sind, wenn wir Angst haben, wenn wir uns traurig, mutig oder glücklich fühlen. Sie sind in uns und beeinflussen dabei unseren Alltag, unser Verhalten und unser ganzes Leben: Hormone. Ihre Entstehung, ihre Wirkungsorte im menschlichen Körper und ihre gegenseitigen Wechselwirkungen sind dabei genauso komplex und facettenreich wie das menschliche Verhalten selbst.

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Themen Klasse 9 – 13

Hormonsystem und Nervensystem

Einteilung von Hormonen

Signalübertragung im Hormonsystem

Regulationswege (Regelkreise) und negative Rückkopplung

Antagonistische Hormonpaare (am Beispiel der Blutzuckerregulation)

Geschlechtshormone

Hormone und Verhalten