Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 12/37
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Versuche und Experimente
Finden Sie Ihren Unterricht zu farblos würden ihn gern durch Versuche und Experimente bereichern? Aber immer wenn Sie daran denken, schaltet Ihr Gehirn sofort auf Not-Aus? Das muss nicht sein! Versuche durchführen und BNE fördern: In dieser Ausgabe zeigen wir Ihnen, wie Sie geschickt und sicher Versuche und Experimente im Unterricht durchführen. Schaffen Sie kontrollierte Situationen, in denen Sie Ihre Schüler:innen anleiten, die Natur auf den Prüfstand zu stellen und dabei gewünschte Entdeckungen zu machen. So wandeln sie zum Beispiel über Langzeitversuche Fragen zu Verrottungsgeschwindigkeiten gemeinsam mit ihren Schüler:innen in Antworten um oder kochen über Popcorn Grundlagenwissen zu Druck und Aggregatzuständen spannend auf – und das sogar inklusiv! Experimentieren und Neues entdecken: Erliegen Sie eher der Versuchung, im Unterricht Experimente durchführen zu wollen? Dann können Sie auch dort ansetzen und über offene Aufgabenstellungen die Experimentierfreude mit Ihren Schüler:innen teilen. Zum Beispiel können Sie Ihre Schüler:innen experimentell die Frostschutzsubstanz in Insekten ermitteln oder über Versuche zu Stoffeigenschaften von Wasser die Verschmutzung von Gewässern besser begreifen lassen. Verleihen Sie mit den neuen Ideen zu Versuchen und Experimenten Ihrem Unterrich den richtigen Schliff und entdecken Sie das Zusammenspiel Ihrer Schüler:innen in neuen Farben. Weitere Inhalte dieser Ausgabe: Gasbrennerlehrgang und Umgang mit Notfällen: "Was tun, wenn’s brennt?"; Experimentieren in heterogenen Tischgruppen: "Ich, wir, Teamarbeit!"; Tierschutzgerechte Experimente mit Regenwürmern, Schnecken und Asseln: "Wirbel um Wirbellose.
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Erkenntnisgewinnung durch Modellieren
Fachwissen anhand von Modellen zu erarbeiten ist im Biologieunterricht Routine. Aber mithilfe des Modellierens forschend Erkenntnisse gewinnen? Was verbirgt sich hinter diesem Ansatz und wie lässt sich das in der Praxis umsetzen? Wir zeigen es Ihnen anhand von ausgewählten Beispielen in diesem Heft. Vom starren Modell zum forschenden Modellieren: Modelle können weitaus mehr sein, als nur eine Hilfe zur Erarbeitung von Fachwissen. Modellieren liefert eine Grundlage, um forschend Erkenntnisse zu gewinnen. Über das Anfertigen von Modellen lassen sich neue Hypothesen aufstellen und kritisch hinterfragen. Modelle dienen als Ideengeber und helfen, sich etwas Neues über ein Phänomen vorzustellen. Modelle dürfen – und sollen – geändert werden. Kritische Reflexion wird immer wichtiger: Warum ist das wichtig? Zwischen Fake News und Informationsblasen müssen Jugendliche wissenschaftliche Fachinhalte kritisch hinterfragen können, um sich eine fundierte Meinung bilden zu können, zum Beispiel zum Klimawandel. Lernende haben oft eher vage Vorstellungen darüber, wie naturwissenschaftliche Forschung erfolgt und welchen Einflüssen sie ausgesetzt ist. Sie haben Schwierigkeiten zu verstehen, dass es oft nicht „die eine, richtige Lösung“, sondern verschiedene Ansätze zur Erklärung eines Phänomens gibt. Forschend im Biologieunterricht modellieren: Dies alles spricht dafür, im Unterricht einfach mal auszuprobieren, wie man forschend mit Modellen arbeiten kann. Schon in der Sekundarstufe I können zum Beispiel einfache Regelkreise zu den Vitalparametern Blutdruck und Herzfrequenz entwickelt werden. Die Lernenden nutzen ihre eigenen Werte, die sie vor und nach Bewegung messen und erfassen. Das macht Spaß und bringt Abwechslung in den Unterricht. In der Sekundarstufe II lässt sich beispielsweise herausfinden, wie sich mit Modellen alternative Erklärungen zur Vererbung der Augenfarbe finden lassen. An der Vererbung dieses Merkmals sind nämlich mehrere Gene beteiligt. Deshalb reicht die Anwendung der Mendelschen Regeln nicht aus, um das Phänomen plausibel zu erklären. Ausprobieren schafft Verstehen: Lassen Sie Ihre Schüler:innen diesen neuen Weg der Erkenntnisgewinnung gehen und bereiten Sie sie so auf die Anforderungen des Alltags im digitalen Zeitalter vor. Folgende spannende Themen stehen zur Verfügung: Über Bewegungsübungen zu Regelkreisen; Die Allensche Regel bei Hundeartigen; Umweltfaktoren beeinflussen das Libellenverhalten; Der Vererbung ins Auge sehen Beutetiere und Räuber. Für die Erarbeitung stehen motivierende Hilfsmittel zur Verfügung: Chats einer Forschergruppe, Videos, vorgefertigte Excel-Tabellen zum Eintragen von Messwerten, Glossare oder altersgerecht aufbereitete Fachinformationen.
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Modellieren und Forschen
Modelle sind mehr als Zeige- und Erklärobjekte! An konkreten biologischen Beispielen lernen die Schüler:innen, was Modellieren und Forschen bedeuten, wie wissenschaftliches Modellieren erfolgt und dass Modelle neben der Erklär- und Forschungsfunktion auch eine beschreibende Funktion haben. Modellieren und Forschen sind miteinander verbunden: Die COVID-19-Pandemie zeigt: Mit Modellen können Szenarien durchgespielt und schlussfolgernd Maßnahmen ergriffen werden. An diesem und weiteren Beispielen erhalten die Schüler:innen Antworten auf die Fragen: Was hat Modellieren mit Wissenschaft zu tun? Und welche Funktion haben Modelle beim Modellieren? Mit Modellieren Kompetenzen fördern: Die in diesem Arbeitsheft vorgestellten Modelle verfolgen unterschiedliche Ziele: Sie betrachten verschiedene biologische Phänomene; Sie schulen den Umgang mit digitalen Medien und Werkzeugen; Sie fördern Kompetenzen aus allen Bereichen: Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung. Mithilfe von Modellen Fragestellungen der Biologie lösen: Modelle können helfen, Hypothesen zu testen. Sie können Abläufe mit unterschiedlichen Einflussfaktoren simulieren oder zum Erforschen von Unbekanntem eingesetzt werden. Genau dies wird an unterschiedlichen Beispielen im Heft vorgenommen.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, Dezember 2023
Zum Abschluss des Jahres beschäftigt sich die letzte Ausgabe des MINT Zirkel 2023 mit einer Vielzahl an Themen. Es geht um das Surfen auf Plastik, Windenergie, kosmische Krisen, 3D Drucker und noch einiges mehr. Es gibt auch wieder zu den Themen Zusatzmaterialien für euren Unterricht. Schaut jetzt rein!
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Nervenimpulse im Herz
Bei einem gesunden Herzen entstehen die Nervenimpulse ausschließlich im Herzen selbst. In der Wand des rechten Vorhofs befinden sich dafür spezielle Zellen. Und zwar im Sinusknoten, dem natürlichen Schrittmacher des Herzens.
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Das beeinflusst die Pumpleistung des Herzens
Als Pumpleistung bezeichnet man die Menge des Blutes, die das Herz innerhalb einer bestimmten Zeit in den Blutkreislauf pumpt. Sie lässt sich mit regelmäßigem Training verbessern. Ein effizienter Herzmuskel schlägt möglichst gleichmäßig.
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, September 2023
In der dritten Ausgabe MINT Zirkel 2023 findet ihr spannende Artikel zu Themen wie Stress, Lesen, der ISS, Astronomie, Upcycling und vieles mehr. Natürlich gibt es auch wieder zu den Themen Zusatzmaterialien die ihr im Unterricht verwenden könnt. Lest jetzt rein!
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MINT Zirkel – Ausgabe 2, Mai 2023
Sind Wind, Wasserstoff und Wärme die Lösung für eine grüne Zukunft? Was ist "The Blue Marble"? Kann man aus Lichtschaltern einen Computer bauen? Was gibt es für Angriffe im All? Wie kann man mit Experimenten den Klimawandel erklären? Diese und noch mehr Fragen klärt die zweite Ausgabe des MINT Zirkel 2023. Natürlich gibt es auch wieder neue Zusatzmaterialien für deinen Unterricht. Schaut jetzt mal rein!
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So entsteht ein Herzinfarkt
Der Ursprung kann eine koronare Herzerkrankung sein. Dabei kommt es zu Durchblutungsstörungen durch Kalkablagerungen in den Herzkranzgefäßen. Diese „Arteriosklerose“ kann im schlimmsten Fall zu einem Herzinfarkt führen.
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Funktion des Herzens
Das Herz ist der Motor des Blutkreislaufs. Es versorgt jede Zelle unseres Körpers mit Sauerstoff und Nährstoffen und transportiert Endprodukte des Stoffwechsels ab. Das Herz pumpt pro Tag circa 8000 bis 10.000 Liter Blut durch den Körper.
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Erbkrankheiten
In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten Ihre Schülerinnen und Schüler in Gruppenarbeit die dominante und rezessive sowie die gonosomale Vererbung menschlicher Erbkrankheiten und üben sich in Stammbaumanalysen. Die Erarbeitung erfolgt dabei exemplarisch an den Krankheiten Albinismus, Mukoviszidose, Phenylketonurie, Chorea Huntington, Bluterkrankheit und Rot-Grün-Sehschwäche.
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Schüler besser verstehen
Der Leitfaden für einen schülerorientierten Biologieunterricht: Von A wie „Abstammung“ bis Z wie „Zufall“ – Schüler besser zu verstehen bedeutet, sowohl Lernhindernisse als auch Lernchancen zu erkennen und diese für fruchtbares Lernen und Lehren nutzbar zu machen. Die vollständig neu bearbeitete Auflage des Biologielexikons Schüler besser verstehen von 2022 informiert umfassend über Alltagsvorstellungen von Schülerinnen und Schülern zu allen Bereichen der Biologie. In kompakter Form fasst der Autor die Ergebnisse fachdidaktischer Forschung für die Unterrichtspraxis zusammen: Jedes der 60 Stichworte beginnt mit einem kurzen Überblick über die umgangssprachliche und fachliche Bedeutung. Es vermittelt anhand von Zitaten und Tabellen ein anschauliches Bild der Alltagsvorstellungen von Schülerinnen und Schülern und bietet abschließend konkrete und hilfreiche Tipps zum Umgang mit ihnen im Unterricht. Der umfangreiche Downloadbereich ergänzt die Buchausgabe um mehr als 50 weitere Einträge.
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Flugstrategie der Zebrafinken
Woher wissen alle Vögel im Schwarm, wohin sie fliegen müssen? Zebrafinken zeigen ihren Artgenossen den Richtungswechsel mit Blicken. Beim Wechsel der Flughöhe nutzen die Vögel dagegen oft spezielle Rufe.
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Termiten - großartige Architekten
Ein Termitenbau ist ein unterirdisches Labyrinth aus Gängen und Schächten. Die Termiten legen ihn so an, dass die Bedingungen im Inneren auch bei extremer Hitze und Trockenheit konstant bleiben und der Innenraum gleichzeitig mit Frischluft versorgt wird.
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Der Mensch
Die Kopiervorlagen mit Übungen in diesem Band helfen Ihnen – ergänzend zum Schulbuch – die Kompetenzen Ihrer Schülerinnen und Schüler im Themengebiet Mensch zu vertiefen und zu festigen. Das übersichtlich strukturierte Material lässt sich sofort einsetzen und ermöglicht selbstständiges Erarbeiten und Wiederholen. Neben methodischen Hinweisen gibt es Informations- und Lückentexte, Zeichnungen zum Beschriften, Fragen, Rätsel sowie Versuchsanleitungen. Mithilfe der Aufgaben erarbeiten sich die Lernenden ein solides Grundwissen zu den einzelnen, lehrplanrelevanten Themen. Treten Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern eine abenteuerliche Reise ins Innere des Körpers an und machen Sie sie sensibel für den Wert der eigenen körperlichen Gesundheit! Die Lösungen für alle Aufgaben befinden sich im kostenlosen, digitalen Zusatzmaterial und werden Ihnen direkt nach der Bestellung in Ihrem Kundenkonto zur Verfügung gestellt. Dort finden Sie zudem auch Tests zu den verschiedenen Themenbereichen.
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Fehlentscheidungen im Gehirn
Jede Handlung wird vor der Ausführung im Gehirn im sensorischen und motorischen Kortex geplant. Es gibt auch einen Fehlerkorrekturmodus: im Nucleus Subthalamicus.
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Biologischer Adventskalender zu Genetik, Zelle und Stoffwechsel
Wiederholen, vertiefen oder üben Sie mit Ihren Lernenden die Themen Zelle, Genetik und Stoffwechsel mit 24 Quizfragen und Rätselaufgaben. Ihre Lernenden prüfen in diesem biologischen Adventskalender den Wissensstand zum Aufbau einer Zelle, zu Aufgaben der Zellorganellen, Fotosynthese, Struktur unserer Erbinformation und Ablauf der Mitose und Meiose.
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Weltmeere im Klimawandel
Die Klimadebatte ist hochaktuell und seit Auftreten der Klimaaktivistin Greta Thunberg und der Fridays-for-Future-Bewegung besonders auch in das Bewusstsein der jungen Generation getreten. Dieses schüleraktivierende Material erweitert das Fachwissen zur Gefährdung des marinen Ökosystems durch den Klimawandel und fördert einen reflexiven Umgang im Sinne einer Bildung für nachhaltige Entwicklung. Die Lernenden erarbeiten auf Basis aktueller Forschungsdaten mithilfe von Schaubildern, Diagrammen und Tabellen das Abwandern mariner Fischarten, den marinen Kohlenstoffkreislauf und die Weltmeere als größten CO2-Speicher. Methodische Schwerpunkte liegen auf der Förderung von Diagrammkompetenz und Textverständnis in kooperativen Lernarrangements.
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Genomik
Mit der Möglichkeit zur Untersuchung und zum Vergleich von Genomen ist die Genetik in eine neue Phase eingetreten, weg von der klassischen Mendel-Genetik, hin zu modernen genetischen Arbeitsweisen. Diese lassen sich trainieren. Wie, zeigen wir dir anhand ausgewählter Beispiele in diesem Heft. Von Mendel zur Genomik: Im Bereich der Genetik hat sich in den letzten 30 Jahren viel getan. Ein wichtiger Meilenstein war die erste Sequenzierung eines menschlichen Genoms. Sie dauerte ganze 13 Jahre lang. Heute macht es die sich ebenfalls rasant entwickelnde Technik möglich, menschliche Genome in weniger als einem halben Tag zu sequenzieren. Das Wissen um die Genomik beeinflusst viele naturwissenschaftliche Bereiche wie die Systematik oder die Evolution. Sie wirkt sich aber auch auf unseren Alltag aus, zum Beispiel durch einfache Gentests, die jeder zuhause selbst durchführen kann. Einstieg über die Molekulargenetik: Dies alles spricht dafür, im Unterricht mit der Molekulargenetik einzusteigen und Mendel und seine Regeln erst später und nur am Rand zu streifen. Der Erkenntnisweg geht heute vom Gen zum Merkmal und nicht mehr umgekehrt. Gene sind nach neuen Erkenntnissen nicht mehr nur definierte DNA-Abschnitte, sondern sie setzen sich meist aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlichen Zwecken zusammen. Wissen schafft Verstehen: Lass deine Schüler:innen an diesem neuen Wissen teilhaben und bereite sie so auf die Anforderungen des Alltags vor. Verschaffe ihnen die Möglichkeit, sich an aktuellen Diskussionen beteiligen und Fake News von wissenschaftlichen Erkenntnissen unterscheiden zu können. Stelle ihnen ausgewählte Anwendungsfälle vor, in denen die Arbeit mit Genomen zentral ist: Personalisierte Medizin durch Genomseqenzierung; Statt Blu-Rays bald nur noch DNA-Speicher? Verwandtschaft durch Sequenzanalyse bestimmen; Vergleichende Genomik bei Blütenpflanzen; Wie Gene getaktet werden. Diese spannenden Themen helfen deinen Schüler:innen sich mit der modernen Genetik anzufreunden und beim Gedanken an den Genetik-Unterricht nicht nur an das Erstellen klassischer Kreuzungsschemata zu denken.
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Molekulargenetik besser verstehen
Komplexe Fachinhalte einfach erklärt! Ob zum Aufbau der DNA, zur Genregulation, zur Meiose oder zu Mutationen – mit dem Arbeitsheft erhalten die Schüler:innen der Sek. II ein Werkzeug an die Hand, um sich Basiswissen zu molekulargenetischen Grundlagen anzueignen. Grundlagen schaffen: Watson und Crick – zwei Namen, die unzertrennlich mit der Molekulargenetik verbunden sind. Die Schüler:innen lernen die Arbeit der beiden Wissenschaftler kennen und erlangen so einen Einstieg in die Grundkenntnisse der Molekulargenetik. Vom Aufbau der DNA bis zur Proteinbiosynthese verstehen sie Schritt für Schritt die Prozesse, die vom Gen zum Protein stattfinden. Gene werden aktiviert und reguliert: Gene wirken nicht durch ihre bloße Anwesenheit! Durch Genregulation entscheidet sich, ob, wann und in welcher Menge ein von einem Gen codiertes Protein in einer Zelle gebildet wird. Dabei können viele Faktoren regulierend einwirken. Grafische Darstellungen im Kompakt unterstützen hier das Verständnis. Weitergabe der Gene, Evolution und Krankheiten: Aufbauend auf den Grundkenntnissen zu Mitose und Meiose, sind die Schüler:innen bereit, die Zusammenhänge von Genen und Evolution zu verstehen! Schlagwort: Mutationen. Mutationen bewirken Variation. Variation führt zu Vielfalt und ermöglichen somit auch eine evolutive Weiterentwicklung. Doch manchmal entstehen dabei auch Nachteile für den Organismus, da dadurch Krankheiten entstehen können. Informationen vereinfachen und bündeln: Schwierige Fachinhalte? Kein Problem! Mit diesem Kompakt lässt sich das komplexe Feld der Molekulargenetik einfach verstehen. Die Inhalte sind in viel Hauptkapitel gegliedert. Innerhalb der Unterkapitel helfen Grafiken, die Informationen aus dem Text zu verstehen. Infokästen zu „Ansichten & Einsichten“ sowie „Wörter & Begriffe“ vertiefen und erklären Aspekte aus den Texten. Über ein Glossar können die Schüler:innen selbstständig Begriffsdefinitionen nachlesen. Aus dem Inhalt: Den Weg vom Gen zum Protein beschreiben. 1. Das Konzept „Gen“: Den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Regulation von Genen verstehen; 2. Das Konzept „Genregulation“: Mitose und Meiose erklären sowie Reparationsmechanismen von DNA-Schäden verstehen; 3. Das Konzept „Weitergabe der Gene“: Formen von Mutationen nennen und den Einfluss von Mutationen auf Evolution begründen; 4. Das Konzept „Mutation“.
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Ozeane unter Druck
Das Blau des Wassers, das Rauschen der Wellen und die Weite des Horizonts lassen kaum erahnen, unter welche Druck die Ozeane stehen. Fischerei, Versauerung und Klimaerwärmung – vor allem der Mensch bedroht dieses Ökosystem. Doch lass dich davon nicht bedrücken! Leite die Wende ein und setze mit deinen Schüler:innen die Segel für eine bessere Zukunft! Druck im Ozean: Aus menschlicher Sicht wirken Ozeane in erster Linie weit, blau und vor allem ruhig. Unterhalb der Oberfläche tummelt sich hingegen das Leben. Selbst die Dunkelheit und der enorme Druck in der Tiefsee werden in vollen Schwimmzügen genossen. Tiefseebewohner, wie der Vampirtintenfisch oder der Glaskopffisch, sind daran angepasst und trotzen den drückenden Umständen durch einzigartige Eigenschaften. Geheimnisse, die berauschen! Druck auf den Ozean: Die Ozeane werden immer saurer, genau wie die Europäische Auster. Erst nimmt das Meerwasser an Temperatur zu, dann sinkt der ph-Wert ab. Nun streckt auch noch die Pazifische Auster ihre Byssusfäden nach ihrem Lebensraum aus. Der Auslöser des Ganzen ist der Mensch, ein Landlebewesen! Das bringt das Fass zum Überlaufen! Zu viel Druck? – Die Lösung steckt in dieser Ausgabe! Mit „Ozeane unter Druck“ kannst du und deine Schüler:innen den Bedrohungen der Ozeane als auch der faszinierenden Tiefsee auf den Grund gehen. Tauche in diese Ausgabe ein und bringe die Ideen deiner Schüler:innen zum Fließen. Auf zu einem verantwortungsvollen Umgang mit den Ozeanen! Weitere Inhalte dieser Ausgabe: Überfischung: „Fisch auf den Tisch – so lange es ihn noch gibt?“; Klimawandel in der Arktis: „Algen in der Polarnacht: allzeit bereit?; Mikroplastik: „Die Ocean Task Force braucht dich!“.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, November 2022
Ob die Erde im Visier außerirdischer Zivilisationen ist, wie ih mit Wärmebildkameras Lebensvorgängen auf den Grund gehen könnt, warum Sex mehr als nur der Ablauf chemischer Reaktionen ist und vieles mehr erwarten euch in der Novemberausgabe von MINT Zirkel. Auch ein paar Zusatzmaterialien für den Unterricht sind wieder dabei. Jetzt reinschauen!
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Zellorganellen im Fokus
Nutzen Sie diese Einheit als Vorbereitung der Lernenden auf die Oberstufe, zur Lernstandangleichung in der 11. Klasse oder als Wiederholung vor dem Abitur. In einer Stationenarbeit erarbeiten sich die Lernenden den Aufbau und die Funktion der einzelnen Zellorganellen und ordnen diese in die pflanzliche Zelle ein. Am Ende der Einheit steht eine spielerische Lernerfolgskontrolle als Brettspiel zu den Zellorganellen.
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Aufbau der DNA
In dieser motivierenden Unterrichtseinheit wiederholen und vertiefen Ihre Schülerinnen und Schüler molekulares Fachwissen zu Aufbau und Struktur der DNA. Mit interaktiven LearningApps, einem Kahoot!-Quiz und der selbstständigen Anfertigung von Erklärvideos im Legetrickstil erwerben Ihre Lernenden hierbei wichtige Medienkompetenzen.
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Brutstrategie der Maulbrüterfische
Bei Maulbrüterfischen schließen die Männer die befruchteten Eier in ihrer Mundhöhle ein. Die Larven werden so vor Fressfeinden geschützt.
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