Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Unsere Sinneswahrnehmung
Diese Experimentierkartei enthält, als Ergänzung zum Kernunterricht, zahlreiche Experimente und Erlebnisstationen zu den Sinnesorganen. Ihre Lernenden planen und führen Experimente zu den fünf Sinnen Riechen, Schmecken, Sehen, Hören und Fühlen durch und bearbeiten dazu passende interaktive Aufgaben. Neben der Struktur und Funktion der Sinnesorgane werden alltagsnahe Schutzmaßnahmen erarbeitet und die Sinnesleistungen von Mensch und Tier verglichen. Ein Kreuzworträtsel dient der abschließenden Lernerfolgskontrolle.
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Replikation, Transkription und Translation
Ihre Lernenden erarbeiten sich in dieser interaktiven Unterrichtseinheit die Replikation, Transkription und Translation der DNA selbstständig durch digitale und binnendifferenzierte Learningsnacks. Sie beschäftigen sich mit einer effizienter Projektplanung und den Nutzen und Grenzen naturwissenschaftlicher Modelle. Im Anschluss werden in Gruppenarbeit kreative, bewegte Modelle der drei molekularen Abläufe geplant, erstellt und anschaulich präsentiert.
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Evolution in Echtzeit
Eine lange oder eine kurze Lebensspanne, eine einmalige oder eine wiederholte Fortpflanzung, viele Nachkommen oder nur wenige, denen intensive Brutpflege zuteilwird – die Lebensläufe der Organismen sind vielfältig. Ebenso wie für anatomische oder Verhaltensmerkmale gilt auch für sie DOBZHANSKYS Feststellung “Nichts in der Biologie ergibt einen Sinn außer im Licht der Evolution.“ Die Life-history-Theorie erklärt die Befunde zu den Lebensläufen als Strategien, die evolutiv entstanden sind und der Fitnessmaximierung dienen. Bereits in anderen Zusammenhängen intensiv erforscht, bieten die Populationen des Guppys (Poecilia reticulata) auf Trinidad auch hierzu wertvolle Erkenntnisse. Die nachfolgenden Unterrichtsvorschläge sollen Einblick in dieses interessante Forschungsgebiet geben, die Untersuchungsmethodik hinterfragen und Gelegenheit zur Anwendung der synthetischen Evolutionstheorie bieten.
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Das marine Plankton
Dieser erste Teil der Unterrichtssequenz befasst sich mit der faszinierenden Welt des marinen Planktons und dem Einfluss des Klimawandels auf die Organismen und dessen weitreichende Folgen. Aktuelle Erkenntnisse der Meeres- und Klimaforschung weisen auf eine überragende Bedeutung der mixotrophen Planktonlebewesen hin. Anhand der toxischen Algenblüte und ihrer Folgen sowie durch die anhaltende Versauerung der Meere durch die CO2-Emissionen steigen die Lernenden am bildungsrelevanten Themenkreis in die aktuelle Klima- und Nachhaltigkeitsdebatte ein. Sie werden befähigt, dem gesellschaftlichen Diskurs zu folgen, „alternative Fakten“ und Schönfärbereien als solche zu erkennen und eine eigene, wissenschaftlich fundierte Meinung einzubringen. Die Aufgaben sind herausfordernd auf der Sachebene, laden zum selbstbestimmten Lernen ein und fördern zugleich die Kommunikations- und Argumentationsfähigkeit der Lernenden.
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Warum wurden Dinosaurier Giganten?
Dinosaurier entwickelten sich vom Trias-Zeitalter bis in die Kreidezeit zu beeindruckenden Giganten. Zur Erklärung des evolutiven Trends konkurrieren in der Paläontologie verschiedene Hypothesen. Die wahrscheinlichste Theorie geht davon aus, dass der koevolutive Trend zum beidseitigen Riesenwuchs ein Resultat des evolutiven Wettrüstens zwischen fleischfressenden Theropoden und pflanzenfressenden Sauropoden war. Die Lernenden identifizieren sich in der Unterrichtseinheit mit dem Paläontologen Robin. Sie überprüfen die aktuellen Hypothesen anhand von Daten wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei bauen sie ihre Kommunikations- und Diagrammkompetenzen aus. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren am spannenden Fallbeispiel der Dinosaurier den Weg der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung und erweitern ihr Sachwissen zu grundlegenden Konzepten der Ökologie und Evolution. Die abschließende kreative Gestaltung eines Mysterys sichert den Lernzugewinn und rundet die Lerneinheit ab.
Verwandte Themen
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Mendel’sche Vererbung: Züchtung der Hunderasse der Kromfohrländer
Die Vererbungsregeln und die Theorie des „Vaters“ der klassischen Genetik, Gregor Mendel sind bis heute fester Bestandteil der Heim- und Nutztierzucht. Ihre Schülerinnen und Schüler wenden ihre Kompetenzen zur Mendel’schen Genetik am spannenden Kontext der kontrollierten Zucht eines Rassezuchtvereins an, indem sie einer Züchterin „über die Schulter“ schauen. Sie erproben sich im Umgang mit Kreuzungsschemata und lernen zwischen den empirisch entdeckten Mendelschen Regeln und der Theorie, als deren Erklärung, zu differenzieren. Die Bedeutung der Rückkreuzung, als hypothesenprüfende naturwissenschaftliche Methode, wird im Rahmen der Reflexion des naturwissenschaftlichen Erkenntnisweges bewusst. Ein motivierendes Mystery fördert das vernetzte Denken sowie ein kompetentes Handeln innerhalb des Inhaltsfeldes der klassischen Genetik.
Gesamtwerk
Nachhaltige Ernährung im Alltag
Im Rahmen der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) bietet das Thema „Nachhaltige Ernährung“ einen idealen Beispielkontext, um ökologische, soziale, gesundheitliche und ökonomische Chancen und Risiken der Produktion unserer Nahrungsmittel in einen regional-globalen Bezug zu setzen. Diese ausgearbeitete Unterrichtseinheit vermittelt Fachwissen und fördert mithilfe motivierender und alltagsnaher Übungen die Bewertungskompetenz Ihrer Lernenden.
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Habitatsvorzüge der Kellerassel
Die Kellerassel gehört zu den wenigen terrestrischen Krebsen. Sie ist meist schiefer- bis gelbgrau, manchmal rot mit schwarzen Flecken. Sie besitzt einen fein gezackten, halbring-förmig gegliederten Rückenpanzer aus Chitin, sieben Paar Schreitbeinen gefolgt von fünf Paar Blattbeinen und einem Paar zweiästiger Uropoden. Dieser wichtige Destruent im Ökosystem eignet sich hervorragend, um am lebenden Tier als Realobjekt wesentliche Erkenntnisse, auch experimentell zu erwerben. Methodenreich und fallorientiert lernen die Schülerinnen und Schüler, ökologische Dienstleistungen im komplexen, ökologischen Gefüge zu verstehen, Habitatsansprüche zu untersuchen und den Wert eines jeden Lebe-wesens im Haushalt der Natur zu schätzen. In einem kleinen Rollenspiel wird neben erzie-herischen Zielen auch die fachspezifische Bewertungskompetenz gefördert.
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Lapbook zu Blütenpflanzen
In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Lernenden intensiv und eigenverantwortlich mit dem Thema "Blütenpflanzen" auseinander und erhalten die Möglichkeit, die Unterthemen wie den Aufbau der Blütenpflanze, den Aufbau der Blüte, den Ablauf vom Samen bis zur Frucht, Pflanzenfamilien und die Pflanzenbestimmung individuell und differenziert zu bearbeiten und in ihrem eigenen Lapbook kreativ festzuhalten. Die Inhalte werden hierbei durch verschiedene Elemente wie Klappkarten, Drehkreise, Wolkenfächer etc. abgebildet, welche wichtige Aspekte eines Themas anschaulich zusammenfassen. Ein fertiggestelltes Lapbook kann als Lernhilfe oder zur Wiederholung eines Themas herangezogen werden.
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Mikroorganismen und Hygiene
In dieser zwei Schulstunden umfassenden Unterrichtseinheit aus dem Themenkomplex "Immunbiologie" sowie "Prävention und Gesundheit" planen die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppenarbeit einen selbstständig durchgeführten Abklatschversuch, um einer Forschungsfrage rund um das Thema Hygiene von Alltagsgegenständen sowie Händen nachzugehen. Die Versuchsprotokolle stehen dabei im Sinne der Binnendifferenzierung auf drei verschiedenen Niveaustufen zur Verfügung. Zudem dienen Tippkarten als Hilfe-stellung bei der Versuchsdurchführung sowie eine Bestimmungshilfe als Unterstützung bei der Bestimmung der auf den Agarplatten identifizierten Mikroorganismenkolonien.
Gesamtwerk
Lernprozesse im Gehirn
Ihre Klasse erwirbt in dieser fächerübergreifend einsetzbaren Unterrichtseinheit Fachwissen zur Informationsverarbeitung und zu Lernprozessen im Gehirn und erklärt Fachbegriffe wie neuronale Plastizität, deklaratives Gedächtnis, Bahnung und Komplettierung. In einem praktischen Selbstmanagementtraining auf Basis des Zürcher Ressourcen Modells erleben Ihre Schülerin-nen und Schüler die gelernten Inhalte persönlich, indem sie ein individuelles Motto formulieren und nachhaltig in ihren Alltag integrieren.
Gesamtwerk
Geschlechtsangleichung im Hochleistungssport
Ihre Lernenden erarbeiten sich ausgehend von den Biografien zweier transgeschlechtlicher Personen im Leistungssport die Motivation und den Ablauf einer Geschlechtsangleichung. Sie recherchieren selbstständig zu den Themen Hormonsystem, Doping im Leistungssport und geschlechtsangleichende Operation. Neben biologischen Fachinformationen erlangen Ihre Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit eine emotional-intuitive Sichtweise auf das gesellschaftliche Verständnis von Geschlechtlichkeit und Leistung.
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Verantwortung für ein Haustier übernehmen
In dieser sprachfördernden Unterrichtseinheit begleiten Ihre Schülerinnen und Schüler den Protagonisten Tim, der sich einen Hund zum Geburtstag wünscht. Ihre Lernenden erarbeiten sich die Bedürfnisse sowie die anatomischen und verhaltensbiologischen Merkmale eines Familienhunds unter anderem mit interaktiven LearningApps-Übungen. Eine reflektive Auseinandersetzung und Bewertung der Verantwortung über ein Haustier steht am Ende der Einheit.
Gesamtwerk
Klimagas Methan und Methanogenese im "Bioreaktor" Kuh: mündliche Abiturprüfung
Ohne Methanogenese durch Archaebakterien im Pansen der Kuh gäbe es weder Milch noch Käse aus Heu und Stroh. Die syntrophe, mikrobielle Lebensgemeinschaft im anaeroben Milieu des Pansens macht diesen zum Gärbottich, ähnlich einem Bioreaktor. Bei Störung des Gleichgewichts der mikrobiellen Biozönose gerät das Leben der Kuh schnell in Gefahr. Die Prüflinge wenden ihr Sachwissen zur Milchsäuregärung an, stellen die Bedeutung der Methangärung für den Stoffwechsel der Endosymbionten und der Kuh dar und schlagen die Brücke zu Methan als Klimagas. Die argumentative Bewertung des steigenden Rindfleischkonsums in Deutschland unter Aspekten einer nachhaltigen Entwicklung und des Klimaschutzes rundet die Präsentation von Kompetenzen auf der Basis der aktuellen Bildungsstandards zum gesellschaftsrelevanten Themenkreis ab.
Gesamtwerk
Das Moor – CO2-Senke und extremer Lebensraum: mündliche Abiturprüfung
Moore sind, deutlich vor den Wäldern, die wichtigsten Kohlenstoffspeicher der Erde. Sie entstanden am Rande der eiszeitlichen Gletscher und lagerten 12.000 Jahre lang pflanzliche Biomasse als Torf ab. Die Trockenlegung und landwirtschaftliche Nutzung dieser extremen Lebensräume haben erheblich zum Ausstoß der Klimagase Kohlenstoffdioxid und Distickstoffmonoxid beigetragen. Nach Angaben der Bundesregierung waren dies 2019 sieben Prozent aller Treibhausgasemissionen in Deutschland. "Moor muss nass", lautet daher der Slogan der Moorforschenden der Universität Greifswald, die 2021 den Deutschen Umweltpreis der Deutschen Bundesstiftung Umwelt verliehen bekamen.
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