Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Fledertiere als Virenreservoir
Beruht die Faszination der Fledertiere bisher auf ihrer einzigartigen Flugfähigkeit und Echoortung, so stehen sie aktuell als Virenreservoire und Auslöser für gefährliche Zoonosen im Fokus der Aufmerksamkeit, wie die Corona-Pandemie zeigte. Dieses Unterrichtsmaterial führt die Lernenden problemorientiert an die Koexistenz von Fledertieren und Viren heran. Sie erarbeiten koevolutive Adaptionen der bemerkenswerten Wirt-Parasit-Beziehung und erstellen, angeleitet durch ein WebQuest, ihre Lernprodukte auf eigenen Internetseiten medienkompetent und selbstreflexiv dar.
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Klausuraufgabe: Menschlicher Stoffwechsel
Diese Klausuraufgabe für die Oberstufe verbindet biologische und chemische Konzepte und greift lehrplanrelevante Themen zum menschlichen Stoffwechsel wie Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette auf. Neben Aspartam als künstlicher Süßstoff, der häufig in zuckerfreien Lebensmitteln verwendet wird, werden auch die Zitronensäure als natürlicher Stoff sowie Glukose als wichtiger Energielieferant für den Körper behandelt.
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Soja
Die Sojapflanze ist das wichtigste tropische Agrarprodukt der Welt. Sie wird weltweit zu 77 % als Futtermittel verwendet. Doch der Sojaanbau vor allem in Brasilien gefährdet den Regenwald. Allein im Jahr 2021 wurden in Brasilien 1,5 Mio. ha Regenwald verloren. Neben dem Kennenlernen der Sojapflanze als Nutzpflanze und dem Lebensraum Regenwald sowie der Feuchtsavanne, der Auswertung von Tabellen und Daten zum Sojaanbau, erlernen Ihre Lernenden wichtige Kompetenzen durch ein abschließendes Rollenspiel, bei dem über die Nachhaltigkeit des aktuellen Sojaanbaus und mögliche Lösungsansätze zur Beseitigung dieser Probleme diskutiert wird.
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Die Haut als Schlüsselmerkmal
Während der Entwicklung zum Menschen erfuhr die Haut einzigartige Angepasstheiten, die sich nicht nur in der Vielfalt der Hautfarben widerspiegelt, die als Indikator der geografischen Verbreitung betrachtet werden kann. Mit skelett-anatomischen und zerebralen Veränderungen des geschickten und ausdauernden Steppenläufers ging auch eine Zunahme der Schweißdrüsen, eine Reduktion des Haarkleids und eine an die UV-Lichtintensität angepasste Pigmentierung der Haut einher. Die Bedeutung von Melanin für den Schutz und die Synthese essenzieller Vitamine stellt ein weiteres Puzzleteil für die multikausale Erklärung der Angepasstheiten der menschlichen Haut dar. Eine einführende Fantasiereise und eine forschende, kompetenzorientierte Erarbeitung lassen die Schüler in ein zentrales Detail der menschlichen Evolutionsgeschichte eintauchen.
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Klausuraufgabe: Evolution der menschlichen Hautfarbe
Evolutionsforscher sind sich einig, dass die Frühmenschen von einem dichten Haarkleid bedeckt waren. Die Haut darunter war wahrscheinlich hell wie bei den heutigen Schimpansen. Erst als Folge eines Klimawechsels verloren unsere Ahnen ihr Fell und erwarben als Schutz gegen die schädliche Wirkung der UV-Strahlen eine dunkle Haut. Doch in anderen Regionen der Welt setzte sich ein heller Teint durch. Das kann kein Zufall sein. Menschen mit heller Haut müssen dort einen Vorteil haben. Doch welchen? Ihre Lernenden lösen in dieser Klausuraufgabe das Rätsel um die Evolution der menschlichen Hautfarbe und erklären die Hauttypen der indigenen Bevölkerung Grönlands und Ostafrikas auf der Basis naturwissenschaftlicher Erkenntnisse.
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Enzyme und Stoffwechsel
Warum haben manche Menschen Probleme, Milch zu verdauen, wenn ihnen das Enzym Lactase im Darm fehlt, und in welchen Stoffwechselvorgängen im Körper sind Enzyme noch beteiligt? Diesen und weiteren Fragen gehen Ihre Lernenden in dieser Unterrichtseinheit auf den Grund. Ihre Klasse wiederholt dabei die Grundstruktur von Proteinen und lernt die charakteristischen Eigenschaften von Enzymen kennen sowie dass Enzyme reguliert und gehemmt werden können.
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Die Pflanzenzelle unter dem Lichtmikroskop
Bringen Sie Ihren Lernenden mit dieser Einheit den naturwissenschaftlichen Erkenntnisweg näher und fördern Sie die Medienkompetenz und Reflexion der Lernenden mithilfe eines E-Portfolios. Ihre Klasse stellt dabei eigenständig ein digitales Lerntagebuch zu den Themen „Mikroskopieren“ und ""Pflanzenzelle"" zusammen. Hierbei planen und führen die Lernenden eigene Experimente durch und erstellen ein Anschauungsmodell der Pflanzenzelle. Im Sinne einer neuen Lern- und Leistungskultur steht der eigene Lernprozess im Mittelpunkt.
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Drogen und Sucht
Gehen Sie in dieser Einheit der neurobiologischen Wirkung von Kokain, MDMA, Alkohol und Nikotin auf den Grund. Die Lernenden erfahren die Auswirkungen der Suchtmittel auf die Gesundheit durch realitätsnahe Erzählungen von Betroffenen und erarbeiten sich relevante Informationen innerhalb eines Gruppenpuzzles. Die Einheit enthält Differenzierungen, LearningApps und einen abschließenden Exkurs zur Wirkung von Anabolika.
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Künstliche Selektion
Bei einem unerfüllten Kinderwunsch setzen immer mehr junge Paare auf die Hilfe von reproduktionsmedizinischen Maßnahmen. Dieser Weg ist oft durch großen persönlichen Einsatz gekennzeichnet und mit hohen Kosten verbunden. Die aktuellen Entwicklungen der Reproduktionsmedizin werden allerdings kritisch, nicht nur vor dem Hintergrund rechtlicher, sondern auch ethischer Fragen, diskutiert. Dieser gesellschaftliche, bioethische Diskurs nimmt in dieser Lerneinheit durch konkrete Fallbeispiele Gestalt an. Angeleitet finden die Lernenden ihr persönliches Werturteil und entwickeln gemeinsam eine faire Kompromisslösung in einer demokratischen Regeln folgenden Debatte.
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mRNA-Impftechnologie
Impfstoffentwicklung ist üblicherweise ein Prozess, der sich über Jahre, wenn nicht Jahrzehnte erstreckt. Beim Auftauchen des Virus SARS-CoV-2 Ende 2019 schien es daher mehr als fraglich, ob man die sich schnell entwickelnde Pandemie mit einer Schutzimpfung eindämmen könnte. Dass dies dennoch innerhalb weniger Monate gelang, lag auch an der Grundlagenforschung, die Katalin Karikó und Drew Weissman in den vorangegangenen Jahrzehnten geleistet hatten. Dieses Unterrichtsmaterial verknüpft die wissenschaftlichen Leistungen der beiden Nobelpreisträger des Jahres 2023 mit klassischen Themen wie Immunisierung und Bau der RNA der gymnasialen Oberstufe.
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Unser Energiebedarf
Diese Einheit eignet sich ideal für den Einstieg in das Themenfeld Ernährung und Verdauung. Lassen Sie Ihre Lernenden den eigenen Energiebedarf berechnen, ein Ernährungstagebuch führen und Nahrungsmittel im Sinne einer gesunderhaltenden Ernährung bewerten. Dabei recherchieren die Lernenden im Internet nach den aktuellen Empfehlungen und lernen die Ernährungspyramide kennen. Zum Abschluss planen die Lernenden ihre eigenen Mahlzeiten für einen Tag und prüfen ihr Wissen spielerisch mit einem Getränkepuzzle und dem Abschlussquiz.
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Algen
Erarbeiten Sie mit Ihrer Klasse die wichtige Rolle der Algen in unseren Ökosystemen und die Möglichkeiten der modernen Algenforschung. Die Lernenden beschreiben Grünalgen als Pflanzen, erklären die Bedeutung von Pflanzen als Produzenten von Biomasse aus anorganischen Stoffen, erläutern die Begriffe Nahrungskette und Nahrungsnetz, erkennen die Bedeutung von Destruenten für die Schließung von Stoffkreisläufen, erklären kausal die Eutrophierung von Gewässern und bewerten Chancen zur Nutzung von Algen durch den Menschen.
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Das Operon-Modell
Ihre Lernenden erarbeiten sich selbstständig mit sprachsensiblen Informationstexten und ausgewählten Erklärvideos den Aufbau und die Funktion eines Operons sowie Beispiele der Genregulation durch Substratinduktion und Endprodukthemmung. Zur Wissensüberprüfung stehen den Lernenden LearningApps, zu korrigierende Fehlertexte von ChatGPT 3.5 und ein Kahoot!-Quiz zur Verfügung. Abschließend planen und erstellen die Lernenden in eigenständiger Gruppenarbeit ein mediales Lernprodukt und bewerten das Arbeiten mit künstlicher Intelligenz.
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Spiele im Biologieunterricht
Die vorliegende Einheit enthält sechs Minispiele, die sich ideal für Vertretungsstunden, die letzte Stunde vor den Ferien oder zur spielerischen und bewegten Wissensüberprüfung eignen. Ihre Lernenden wiederholen und sichern Definitionen, Fachbegriffe und Lerninhalte durch kreatives Schreiben, Pantomime oder einen Staffellauf. Die Spiele können einzeln oder kombiniert und sogar fachübergreifend eingesetzt werden.
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Veränderungen der genetischen Information an Beispielen entdecken
Spätestens seit dem erfolgreichen Model Shaun Ross und dem Schauspieler Noah Matthews Matofsky hat ein jeder schon einmal von Albinismus oder Down-Syndrom gehört. Doch was genau steckt eigentlich hinter diesen genetischen Besonderheiten und welche weiteren gibt es noch? Anhand von Albinismus, Chorea Huntington, dem Katzenschrei-, dem Down- und Klinefelter-Syndrom erarbeitet Ihre Klasse dieses spannende und wichtige Thema. Hierbei wird die Thematik in Gruppen- und Partnerarbeit mittels Gallerywalk, einem Mystery und Tandem erarbeitet. Für diese Einheit sollten grundlegende genetische Begriffe wie Allel, autosomal-rezessiv, dominant, Genotyp und Phänotyp bekannt sein. Des Weiteren muss die Klasse bereits mit Stammbäumen und Karyogrammen gearbeitet haben.
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