Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 12/39
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Fossilien als Belege der Evolution
In der vorliegenden Unterrichtsreihe bearbeiten Ihre Schülerinnen und Schüler das Thema Fossilien als Belege der Evolution. Im Fokus steht dabei ein Lernportfolio, das motivierendes Basiswissen zum Arbeiten mit Sketchnotes und biologisches Grundlagenwissen zum Themen-gebiet Evolution der Wirbeltiere vermittelt. Ihre Lernenden trainieren zusätzlich die Arbeit mit Neuen Medien, eigenständige Internet-Recherche und die Visualisierung relevanter Informationen.
Gesamtwerk
Organspende als Pflicht für alle?
In dieser Einheit befassen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit den biologischen, rechtlichen und persönlichen Aspekten der Organ- und Gewebetransplantation. Dabei steht der bioethische Konflikt der Frage „Sollte Organspende Pflicht sein?“ im Vordergrund. Ihre Lernenden beziehen Position aus eigens recherchierten Informationen und lernen eine zielführende Argumentation.
Gesamtwerk
Chemiewaffe Nowitschok, ein Synapsengift: mündliche Abiturprüfung
Abiturientinnen und Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung zur Wirkung des Neurotoxins Nowitschok vor. Die Chemiewaffe war 2018 weltweit in den Medien, nachdem der ehemalige russische Doppelagent Sergej Skripal und seine Tochter Julija in Salisbury damit vergiftet wurden. 2020 war auch beim Attentat auf den Kreml-Kritiker Alexej Nawalny eindeutig Nowitschok die Ursache der lebensbedrohlichen Intoxikation. Nowitschok hemmt die Aktivität der Acetylcholinesterase. Ist das Enzym blockiert, strömen unaufhörlich Natriumionen in die postsynaptische Nervenzelle und lösen ein aktivierendes Signal (EPSP) aus. Dies hat Muskelkrämpfe zur Folge. Bei schneller medizinischer Betreuung können Atropin oder Oxime zur Rettung eingesetzt werden. Mithilfe ihrer Kompetenzen zur Enzymatik und Neurobiologie erklären Ihre Schüler die Vergiftungserscheinungen auf molekularer Systemebene.
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Gesamtwerk
Dem Hepatitis-C-Virus auf der Spur
Hepatitis, eine entzündliche Erkrankung der Leber, geht zunächst mit Müdigkeit, Appetitlosigkeit und Erbrechen einher, schließlich kommt es oft zu der als „Gelbsucht“ bekannten typischen Verfärbung von Haut und Augen. Bei einem chronischen Verlauf drohen Leberzirrhose und Tumorbildung. Neue methodische Ansätze, die wesentlich von Harvey J. ALTER, Michael HOUGHTON und Charles M. RICE geprägt wurden, brachten den Nachweis des lange unbekannten Hepatitis-C-Virus (HCV). Dies war die wesentliche Grundlage für Fortschritte in der Diagnostik und Therapie. Im Jahr 2020 wurden die drei Wissenschaftler daher mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie geehrt. Hepatitis als bedeutsame Erkrankung, die wissenschaftliche Arbeit der drei Preisträger, aber auch die heutigen Behandlungsmöglichkeiten bieten interessante Anknüpfungspunkte für klassische Themen des Biologieunterrichts in der Sekundarstufe II.
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Chlamydien
Chlamydien sind nicht nur aus humanpathogener, sondern auch aus biologischer Sicht erwähnenswert, denn sie haben eine besondere Stellung unter den Bakterien. Trotz überwiegend bakterieller Eigenschaften besitzen sie einen virenähnlichen Entwicklungszyklus und zählen daher (wie Viren) zu den obligat intrazellulären Parasiten. Heimlich haben diese Parasiten die Menschheit durchseucht. Eine wirksame Impfung liegt bis dato nicht vor. Die Unwissenheit unter den Jugendlichen und jungen Erwachsenen, trotz schulischer Bildung inklusive Sexualerziehung und anderem Unterricht, ist ein nicht zu unterschätzender Faktor, der zur weiteren Verbreitung dieses Erregers beiträgt. Somit kann dieser Sachgegenstand, der viele biologische Anknüpfungsthemen bietet, auch einen überfachlichen Beitrag zur Gesundheitserziehung leisten.
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Homologie & Analogie bei Nervensystemen und Proteinen: mündliches Abitur
Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen verschiedene Nervensysteme und Wirbeltiergehirne hinsichtlich ihrer Verwandtschaft und Abstammung auf Homologien. Analoge Organe haben dieselbe Funktion, aber keine gemeinsame Abstammung. Man bezeichnet dies auch als konvergente Evolution. Diese kommt vor, wenn auf Lebewesen ein ähnlicher Selektionsdruck wirkt, diese aber unabhängig voneinander gleichartige Angepasstheiten entwickeln. Kreationisten unterstellen gerne, dass Evolution mit Ähnlichkeit begründet und umgekehrt Homologie durch evolutionstheoretische Annahmen bestimmt werde. Damit entstünde ein Zirkel gegenseitiger Selbstbestätigung, wodurch das evolutionstheoretische Homologieargument an Wert verlöre. Kreationisten übersehen jedoch, wie perfekt belegte Homologien in ein System gemeinsamer Abstammung passen. Der Beweis für gemeinsame Abstammung stammt allerdings aus den Ähnlichkeitsmustern vieler
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DNA-Aufbau und -Struktur
In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten die Lernenden anhand eines selbst erstellten DNA-Modells anschaulich und handlungsorientiert den Aufbau und die Struktur der DNA. Die Infor-mationen entnehmen sie u. a. aus übersetzten Auszügen des Originalbriefs von Francis Crick und leiten daraus DNA-Aufbau und -Struktur ab.
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Das Herz
Diese speziell für heterogene Lerngruppen konzipierte und erprobte Unterrichtsreihe ist für alle Schularten einsetzbar. Die Reihe verbindet humanbiologische Inhalte mit den Feldern der sozialen und emotionalen Kompetenz, welche insbesondere in inklusiven Settings eine große Rolle spielen. Die hier vorgestellten Unterrichtsstunden dienen der Erarbeitung von Zusammenhängen zwischen Herzen, Blutkreislauf und Vitalparametern mit situationsbedingten Emotionen.
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Die Pflanzenfamilie der Kreuzblütengewächse
In dieser Einheit betrachten Ihre Lernenden in einem Stationenlernen den typischen Grund-bau von Blütenpflanzen sowie die Eigenschaften von Kreuzblütengewächsen. Sie nehmen deren Blütenaufbau sowie Schoten und Schötchen unter die Lupe. Dabei üben sie sich im biologischen Zeichnen ebenso wie im Textverständnis, der Arbeit mit Neuen Medien und der wirkungsvollen Lernproduktpräsentation. Sie lernen Kreuzblütler kennen, die für unsere Ernährung wichtig sind, und diskutieren am Beispiel Raps, ob Nahrungsmittel auch als Kraftstoff genutzt werden sollen.
Gesamtwerk
Mikroskopieren
Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit dem Aufbau, der Funktionsweise sowie der praktischen Anwendung des Mikroskops. Nach einer kurzen theoretischen Einführung zum Mikroskop selbst liegt der Schwerpunkt auf dem praktischen Mikroskopieren verschiedener Zellen. Die Einheit ist als Lernzirkel konzipiert, der je nach Klassenstufe und Leistungsstand variiert werden kann. In der fünften Klasse bieten sich vor allem die Stationen zur Heranführung an das Mikroskopieren an. In der siebten Klasse hingegen reicht es, den Aufbau des Mikroskops kurz zu wiederholen und den Schwerpunkt auf den „Profilteil“ zur mikroskopischen Zeichnung sowie die Kleinstlebewesen zu legen. Die Motivation wird durch Abwechslung in Form von Spielen, Rätseln und praktischen Übungen sowie einem Fokus auf dem selbstständigem Arbeiten gefördert.
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Ist Verhütung Frauensache?
Das Leitthema dieser Einheit könnte als herausfordernd oder etwas angriffslustig empfunden werden, trifft es doch genau den Zeitgeist. Wer übernimmt heute die Verantwortung für die Verhütung von Schwangerschaft und sexuell übertragbaren Krankheiten? Ein zu kurz greifender Verweis auf die Antibabypille überträgt allein der Frau die Verantwortung für ein unbeschwertes Sexualleben. Für junge Mädchen und Frauen bietet sich ein Hormonpräparat aber nicht immer an und kein hormonell wirksames Verhütungsmittel schützt vor Geschlechtskrankheiten. In dieser Einheit erarbeiten die Lernenden am Fall von Samanta und Jacob die Nöte eines jungen Liebespaares vor dem „ersten Mal“. Sie erwerben Sachkompetenzen zum Befruchtungsprozess und den Vor- und Nachteilen gebräuchlicher Verhütungsmittel. Auch ihre Assoziationen und Emotionen zum brisantesten Thema der Pubertät werden aufgegriffen. Zum Ende beziehen sie begründet Stellung und haben eine reflektierte Haltung zur Thematik erworben.
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Fruktosestoffwechsel und Fruktoseintoleranz
Ihre Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich in dieser Unterrichtseinheit mit den stoffwechselphysiologischen und molekulargenetischen Grundlagen der Fruktosemalabsorption und der hereditären Fruktoseintoleranz. Neben der Kohlenhydratverdauung werden auch Therapieansätze der modernen Medizin und Diagnoseverfahren wie die Stammbaumanalyse behandelt. Die Materialien sind für den Einsatz im bilingualen Biologieunterricht auch in englischer Sprache verfügbar.
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Ein Adventskalender zu Evolution
In diesem Adventskalender prüfen Ihre Schülerinnen und Schüler auf humorvolle Weise ihr Fachwissen zu berühmten Evolutionstheoretikern, Umwelteinflüssen auf die Genetik und Selektionsprozessen. In 24 Schritten wird die weihnachtliche Geschichte einer Schweineherde erzählt und dabei auf Fachbegriffe aus Themengebieten wie Artbildung und Biodiversität eingegangen.
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Die Skelettmuskulatur
In dieser Lerneinheit werden verschiedene Modelle genutzt, um den Muskelaufbau und die Funktion von Muskeln zu veranschaulichen und zu erklären. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten selbstständig Fachwissen über den menschlichen Bewegungsapparat und das Spieler-Gegenspieler-Prinzip unserer Skelettmuskulatur. Anhand von drei wesentlichen Qualitätsmerkmalen findet eine kritische Reflexion der selbst erstellten Modelle statt.
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Aktive und passive Immunisierung
Die Thematik "Impfungen" hat in den letzten Jahren stetig an Aktualität gewonnen. In der vorliegenden Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler Eigenschaften verschiedener Krankheitserreger und des Immunsystems. Es werden Unterschiede der passiven und aktiven Immunisierung sowie der zellulären und humoralen Immunantwort und Immunität erläutert. Die Einheit endet mit einer Impfdebatte, in der die Lernenden ihr erlerntes Wissen testen können.
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Interaktives Weihnachtsrätsel zur Evolution
Interaktives Weihnachtsrätsel zur Evolution
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Die Alpen als Natur-, Lebens- und Wirtschaftsraum
Die Alpenregion ist ein beliebtes Touristenziel und ein ebenso wichtiger Transitraum. In dieser schülerzentrierten Lerneinheit werden mittels Stationenarbeit die Lebensweisen der Menschen in der Alpenregion, prägende Naturereignisse und wirtschaftliche Standpunkte behandelt. Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten Informationen zu Höhenstufen und beziehen Stellung zur touristischen und landwirtschaftlichen Nutzung des Alpenraumes.uristischen und landwirtschaftlichen Nutzung des Alpenraumes.
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Abiturtraining 5: Aminosäuren, Peptide und Proteine
Dieser fünfte Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Aminosäuren, Peptide und Proteine in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören der Aufbau von Aminosäuren, deren Klassifizierung über die Eigenschaften der Seitenkette, die Beeinflussung ihrer Struktur in Abhängigkeit vom pH-Wert sowie Trenn- und Nachweisverfahren für Aminosäuren, die Peptidbindung als Verbindungselement zwischen Aminosäuren zu Peptiden und Proteinen, Peptidsynthesen, relevante Strukturebenen von Proteinen, Denaturierungsprozesse und enzymatische Reaktionen. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
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Die Maus als Adipositas-Modell
Die Adipositas, als weltweit verbreitete Krankheit, wird als Pandemie eingestuft. Auch in Deutschland sind zwei Drittel der Männer und etwa die Hälfte aller Frauen im Erwachsenenalter übergewichtig. Die Fettleibigkeit beruht auf einem homöostatischen Ungleichgewicht. Wissenschaftler bemühen sich fieberhaft, Ursachen zu klären und Therapien zu erforschen. Sie verfolgen an mutierten adipösen ob-Mäusen einen vielversprechenden Ansatz. Die Schülerinnen und Schüler stellen die Regulation des Fettstoffwechsels unter Kontrolle von Leptin in einem Regelkreis dar, beschreiben die „ob-Maus“ als Adipositas-Modellorganismus und werten ein Experiment mit erstaunlichen Ergebnissen unter Reflexion des naturwissenschaftlichen Erkenntnisweges aus.
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Horizontaler Gentransfer und adaptive Radiation
Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor. Die Informationen zum Kaffeekirschenkäfer, einem parasitären Rüsselkäfer der Kaffeebäume, sind unter genetischen, ökologischen und evolutionsbiologischen Aspekten zu beschreiben und zu deuten. Weibliche Käfer und ihre Larven legen Gangsysteme in den Kaffeekirschen, den Kaffeebohnen, an. Die Käferlarven ernähren sich von Galactomannan, einem spezifischen, stärkeähnlichen Kohlenhydrat des Kaffeebaumes. Das abbauende Verdauungsenzym und damit das kodierende Gen sind bakteriellen Ursprungs. Es liegt ein horizontaler Gentransfer zwischen einem Prokaryoten und einem Tier vor. Die für Käfer einmalige genetische Ausstattung ermöglicht dem Nahrungsspezialisten seine erfolgreiche Wirt-Parasit-Beziehung, die hohe ökonomische Schäden zur Folge hat. Pflanzenfressende Käfer erobern mit ihrer unvergleichlichen Biodiversität seit dem Mesozoikum die Erde. Erst 2019 wurden auf der indonesischen Insel Sulawesi in kürzester Zeit 103 neue Rüsselkäferarten der flugunfähigen Gattung Trigonopterus beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler deuten die jüngst dokumentierte Artenvielfalt als adaptive Radiation nach Inselkolonisierung durch eine Gründerpopulation.
Gesamtwerk
Ökosysteme
Ausgehend von einem Flaschengarten als besondere Form eines kleines Ökosystems erarbeiten sich bzw. wiederholen die Lernenden die Grundbegriffe der Ökologie sowie die Beziehungen in einem Ökosystem. Mithilfe von Informationstexten, Artikeln und Videos erweitern die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen zur Entwick-lung von Ökosystemen, der Sukzession und Artenvielfalt. An den Beispielen von Zersiedelung, Landwirtschaft und Flussregulierung reflektieren sie den Einfluss des Menschen auf Ökosysteme und analysieren ihren eigenen ökologischen Fußabdruck. Sie beschäftigen sich mit Möglichkeiten desindividuellen Beitrags zur Nachhaltigkeit und der Übernahme von Verantwortung.
Gesamtwerk
Schmerzen
Schmerzen belasten Körper und Seele, schränken das Privat- oder Berufsleben ein und haben oftmals Auswirkungen auf die sozialen Kontakte. Nicht nur Erwachsene sind davon betroffen, auch viele Schülerinnen und Schüler, sei es durch schmerzhafte Verletzungen beim Spielen, im Sportunterricht oder auch durch Erkrankungen, die eine langwierige Schmerztherapie erfordern. Diese Unterrichtseinheit zielt darauf ab, das Schmerzgeschehen transparent zu gestalten, das Wissen darüber zu erweitern und den Umgang mit quälenden Schmerzen besser zu verstehen. Zielgerichtete und schülergerechte Materialien vermitteln, wie es zur Schmerzentstehung,- weiterleitung und -verarbeitung kommt und zeigen, wie Schmerzen diagnostiziert und durch unterschiedliche Methoden behandelt werden können. Dabei lernen die Jugendlichen einige themenbezogene medizinische Fachbegriffe kennen.
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Laub- und Nadelbäume
In Deutschlands Wäldern gibt es etwa achtzig verschiedene Baumarten. Der Anteil der Nadelbäume beträgt 56 %, die Laubbäume machen 44 % aus. Sie alle zu kennen, ist wohl Spezialisten vorbehalten. Richtig angeleitet, ist es für die Schülerinnen und Schüler der Orientierungsstufe aber kein Problem, die zehn bekanntesten Waldbäume anhand arttypischer Merkmale zu bestimmen. Oftmals verraten schon Größe und Wuchsform den Namen des Baumes. Auch der Standort kann wichtige Hinweise geben. Für die Feinbestimmung werden die Blätter, die Früchte und die Rinde (Borke) betrachtet. Nach dem Einstieg im Klassenzimmer wird dies in dieser Unterrichtseinheit mit gezielten Bestimmungsübungen in der freien Natur motivationsbetont verwirklicht. Selbstgestaltete Herbarien, Früchtesammlungen oder Steckbriefe der Bäume können die Bestimmungsübungen ergänzen und abrunden.
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Unsere Atmung
In dieser wissenschaftlich erprobten Unterrichtsreihe setzen sich die Lernenden mit dem Themenschwerpunkt Atmung auseinander. Im Fokus stehen aus fachlicher Perspektive die Vitalfunktionen. Diese werden mit dem Bereich der emotionalen Kompetenz verknüpft, konkret mit dem Aspekt der emotionalen Erregung. Um diese bewusst beeinflussen zu können, befassen sich die Lernenden mit dem Thema Emotionsregulationsstrategien und setzen diese aktiv in verschiedenen Übungen um.
Gesamtwerk
COVID-19-Impfung
Die COVID-19-Impfung ist weiterhin in aller Munde. Inzwischen ist ein beträchtlicher Anteil der Bevölkerung bereits geimpft, doch zahlreiche Impfdosen werden weiterhin weltweit gebraucht. Verschiedene Impfstofftypen unterschiedlicher Hersteller sind dabei im Einsatz. Aber wie wirken die neu entwickelten Impfstoffe und können Nebenwirkungen auftreten? Wie sicher schützen sie überhaupt vor einer Infektion mit SARS-CoV-2? Um Antworten auf diese Fragen verstehen können, müssen zunächst die Vorgänge bei einer Impfung im Körper nachvollzogen werden. Dann können Schülerinnen und Schüler Argumente für und gegen das Impfen und bestimmte Impfstoffe in der öffentlichen Diskussion verstehen und sich daran beteiligen.
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