Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 25/35
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Biologie
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MINT Zirkel - Ausgabe 05, September/Oktober 2014
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MINT Zirkel - Ausgabe 04, August/September 2014
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Sustainable Tourism
Tourism is worldwide a major and still increasing economic sector. It causes, however, not only benefits like economic profit and jobs but also a lot of harms: CO2 emissions, environmental degradation, biodiversity loss, and social imbalance. The idea of sustainability may help to make human activities in tourism less destructive by changing the behavior of the common run of tourists. The general framework helps students and stakeholders to better understand the long-term interactions between economy and environmental protection, and each tourist will find a guideline how to organize the next holiday trip in a more responsible way.
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Ohne Enzyme läuft nichts
Das Thema der Enzymatik eignet sich aufgrund der vielfältigen Auswahl an Versuchen besonders gut, um das geöffnete Experimentieren innerhalb einer Unterrichtseinheit einzuüben. Neben dieser Kernkompetenz des wissenschaftlichen Experimentierens werden in diesem Beitrag auch die theoretischen Grundlagen der Enzymatik durch kooperative Lernformen und den Einsatz von gestuften Hilfen erarbeitet, sodass ein weitgehend selbstständiges Arbeiten der Schüler und Schülerinnen möglich ist. Hierbei dienen die gestuften Hilfen als Tipps bzw. zur Selbstkontrolle. Die Lehrperson kann somit als Berater fungieren und gezielt auf leistungsschwächere Schüler eingehen.
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Kreuzblütler
Antibiotika,Antibiotikaresistenz,Puromycin,Actinomycin,Bakterien,Transkription,Translation,Evolutionstheorien
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Energietransfer und Elektronenübertragung
Ziel dieser Lernhilfe zur Abgrenzung von Energie- und Elektronenübertragung ist sowohl deren modellhafte Veranschaulichung im Spiel als auch insbesondere die Wiederholung sowie Festigung von Faktenwissen rund um die Fotosynthese, wozu sich vor allem der Einsatz grundlegender Darstellungen und deren Beschreibung und Analyse eignen.
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MINT Zirkel - Ausgabe 03, Mai/Juni 2014
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MINT Zirkel - Ausgabe 02, März/April 2014
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Stoffkreisläufe in der konventionellen und ökologischen Landwirtschaft
Die vorliegende Einheit bietet insbesondere in ländlichen Gebieten einen großen Alltagsbezug. Nach der Wiederholung / Erarbeitung der grundlegenden Elemente eines Stoffkreislaufs in einem natürlichen Ökosystem, im Zusammenhang mit dem Energiefluss, werden diese Grundlagen vertiefend auf den Stoffkreislauf eines Agrarökosystems angewendet. Im Anschluss wird zwischen konventionellem und ökologischem Landbau differenziert. Da die Stickstoffdüngung in der Landwirtschaft eine wichtige Rolle spielt, wird diese, nach Rekapitulation des Stickstoffkreislaufs, vertieft untersucht. An dieser Stelle der Einheit steht das Erarbeiten komplexer Materialien mit anschließender Präsentation im Vordergrund. Zuletzt werden ökologische Grundlagen auf den chemischen und biologischen Pflanzenschutz angewendet.
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Trickreiche Fühlerschlangen
Dieser für den Einsatz als Klausuraufgabe konzipierte Beitrag stellt das raffinierte Jagdverhalten der Fühler- oder Tentakelschlange Erpeton tentaculatum vor, das genau auf einen als C-Start bezeichneten Fluchtreflex von Beutefischen abgestimmt ist, und befasst sich mit den neurobiologischen Hintergründen. Dabei wird u. a. das Verständnis von Reflexen vertieft: Die Schülerinnen und Schüler begreifen, dass scheinbar „intelligentes“ Fluchtverhalten auf vergleichsweise einfachen, wechselseitig-hemmenden neuronalen Verschaltungen beruhen kann. Darüber hinaus wird ihnen bewusst, dass die Verrechnung eingehender Signale die wesentliche Voraussetzung auch komplexer Gehirnleistungen ist.
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Enzyme
Die meisten enzymatisch katalysierten Stoffwechselreaktionen laufen unter physiologischen Bedingungen nur sehr langsam ab. Die besondere Bedeutung der Enzyme liegt darin, die notwendige Aktivierungsenergie herabzusetzen und dadurch die Reaktionen zu beschleunigen. Die Materialien behandeln mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip und der Ableitung der Michaelis-Menten-Konstante aus einem Reaktionsgeschwindigkeits-Substratkonzentrations-Diagramm die Grundprinzipien der Enzymkinetik.
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Biologie von Naturstoffen
Die biologischen Funktionen und Wirkungen von pflanzlichen Naturstoffen für Pflanzen, Tiere und Menschen werden in einem interdisziplinären Ansatz exemplarisch erläutert. Das Buch gibt einen Überblick über die Prinzipien der Biosynthese von pflanzlichen Naturstoffen und über die biotechnologische Anwendung dieser Substanzen. Naturstoffe dienen als Abwehr- und Kommunikationsmittel bei Pflanzen und Tieren. Die engen physiologischen Interaktionen zwischen den Arten verdeutlichen wichtige evolutionsbiologische Mechanismen. In Nahrungsmitteln haben Naturstoffe vielfältige Wirkungen auf den Menschen. Die Autoren illustrieren anhand aktueller Beispiele die Bedeutung pflanzlicher Naturstoffe für die menschliche Gesundheit sowie mögliche pharmakologische Anwendungen. Aus dem Inhalt: Biosynthese und biotechnologische Produktion von Naturstoffen; Physiologische Funktionen in der Pflanze; Biologische Wirkungen auf andere Organismen; Metabolismus und Toxizität bei Tieren; Endokrine und neurologische Wirkungen; Gesundheitliche Aspekte und pharmakologische Bedeutung.
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Alter
Jenke von Wilmsdorff wagt ein neues Experiment. Wie fühlt es sich an, alt auszusehen? Wie wird man als Greis behandelt? Dank einer speziellen Maske wird die Testperson aussehen wie ein 80-jähriger. Ein Anzug simuliert das Altsein. Eine Brille vermindert die Sehfähigkeit, Kopfhörer lassen ihn schlechter hören. Bleiweste und Gewichte an Armen und Beinen simulieren den Schwund der Muskelkraft. Der Film zeigt, dass normale Dinge für ältere Menschen eine große Herausforderung sind. So wird das Überqueren einer Fahrbahn bei Grün zu einem Abenteuer, weil die Ampelphasen für Menschen mit Bewegungseinschränkungen zu kurz sind. Essen und Trinken werden zu einer Herausforderung, wenn man vom Alterszittern geplagt wird. Eine Woche lang wird die Testperson in ein Altersheim einziehen und den Alltag miterleben. Zusatzmaterial: Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung; Testaufgaben; Vorschlag zur Unterrichtsplanung; Interaktive Arbeitsblätter.
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Wale
Wale sind faszinierende Tiere. Trotz ihrer Größe und ihres Gewichts gleiten sie anmutig durch das Wasser und vollführen erstaunliche Luftsprünge. Wale lassen sich entweder in die Gruppe der Bartenwale einordnen oder in die Gruppe der Zahnwale. Es gibt ca. 80 verschiedene Walarten. Sogar aus größerer Entfernung können einzelne Arten durch ihren charakteristischen Blas – ihrer Nebelfontäne – unterschieden werden. Der Film zeigt die Lebensweise der Barten- und Zahnwale undgeht auf ihren Lebensraum ein. Beobachtet werden Blauwale, Grauwale, Südkaper und Buckelwale. Auch Pottwale, Weißwale und Schwertwale sowie ihre Jagdmethoden werden gezeigt. Des Weiteren wird auf den Walfang in der Wikingerzeit und die Entwicklung der Fangmethoden bis heute eingegangen. Zusatzmaterial: Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung; Testaufgaben; Vorschlag zur Unterrichtsplanung; Interaktive Arbeitsblätter; MasterTool-Folien.
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Lebensräume in Menschenhand
Wälder, Hecken, Heiden oder bunte Wiesen sind der Inbegriff von intakter Natur. Doch diese Landschaften hat der Mensch gestaltet. Mal geplant, mal zufällig verändert der Mensch die Umwelt ganz nach seinen Bedürfnissen. Dabei zerstört er fast immer die Natur und schafft, wenn auch ungewollt, ganz neue Lebensräume. Der Film zeigt, wie der Mensch Kulturlandschaften schafft und wie beispielsweise selbst verlassene Industriegebiete von der Natur zurückerobert werden. Es werden einzelne Kulturfolger gezeigt und welche Lebensräume sich in Dörfern und Städten bieten. Und was auf den ersten Blick unglaublich scheint: auch Kiesgruben, die wie unbelebte Mondlandschaften wirken, sind voller Leben! Zusatzmaterial: 9 Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung [PDF]; Ergänzendes Unterrichtsmaterial in Schüler- und Lehrerfassung (4 S.) [PDF]; 2 Folien [PDF]; Glossar (1 S.) [PDF]; 20 Testaufgaben Multiple-Choice in Schüler- und Lehrerfassung [PDF]; Internet-Links; 20 Bilder; Sprechertexte [de, en, tr] [PDF]; Vorschlag zur Unterrichtsplanung; Interaktive Arbeitsblätter; Begleitheft (119 S.) [PDF].
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Biotechnologie II
In den 1980er Jahren gab es in Deutschland noch verbreitet Bedenken gegen die rote, also die medizinische Biotechnologie. Inzwischen haben die Erfolge der roten Biotechnologie aber die meisten Menschen überzeugt, besonders durch die Entwicklung von wirksamen Medikamenten. Auch im Bereich der Nahrungsmittelproduktion wird die Biotechnologie in Zukunft eine weiterhin zentrale Rolle spielen. Dies gilt besonders im Hinblick auf die rasant wachsende Weltbevölkerung, die neue und innovative Lösungen zur Nahrungsmittelversorgung fordern wird. Eine zukünftige Verschmelzung von Gentechnologie, Biotechnologie und Lebensmittelwissenschaft ist ein umstrittenes Thema. Dabei gilt es aber nicht, den Interessen der Wirtschaft zu folgen, sondern auf die Meinung der Gesellschaft zu hören und ethische Einwände und Bedenken aus Natur- und Umweltschutz zu berücksichtigen. Zusatzmaterial: Arbeitsblätter mit Lösungen; Testaufgaben; Vorschläge zur Unterrichtsplanung; Interaktive Arbeitsblätter; MasterTool-Folien.
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Alkohol
In einem Experiment wird über einen langen Zeitraum täglich exzessiv Alkohol getrunken, um herauszufinden, wie die „Volksdroge Nummer 1“ auf den Menschen wirkt. Bereits nach 11 Tagen sind starke Veränderungen bemerkbar. Schon früh morgens besteht Lust auf Alkohol. Das Essverhalten verändert sich erheblich. Nach drei Wochen wird das Experiment auf ärztliche Anordnung abgebrochen. Zu diesem Zeitpunkt ist Trägheit, Lustlosigkeit und körperliche Schlaffheit erkennbar. Der Film zeigt auf, was übermäßiger Alkoholkonsum anrichten kann, sowohl bei einem selbst, als auch bei den Menschen im direkten Umfeld. Am Ende des Experiments wird klar, wie schwer der Entzug selbst nach einer vergleichsweise kurzen Zeit fällt. Zusatzmaterial: 9 Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung (PDF); 5 interaktive Arbeitsblätter; Unterrichtsmaterialien; Begleitheft (PDF) (121 S.); Ergänzendes Material teilw. in Schüler- und Lehrerfassung (PDF) (6 S.); Lehrtext; 20 Testaufgaben Multiple Choice (PDF).
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MINT Zirkel - Ausgabe 01, Januar/Februar 2014
MINT Zirkel - Ausgabe 01, Januar/Februar 2014
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Wie wirkt das Synapsengift Tubocurarin?
Die Einheit knüpft an die allgemeinen Grundlagen der Neurophysiologie an. Dabei steht das Basiskonzept „Information und Kommunikation“ im Mittelpunkt. Voraussetzung für den Einsatz der Einheit ist die Behandlung der Prozesse der Erregungsweiterleitung an der Synapse. Allosterische und kompetitive Hemmung sollten für die Bearbeitung ebenfalls bekannt sein. Die Einheit bietet die Möglichkeit, die bereits erarbeiteten Unterrichtsinhalte aufzugreifen und in den Kontext der Wirkung der neuroaktiven, muskelrelaxierenden Substanz Tubocurarin zu stellen.
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John Spizizens Versuche mit Bacillis subtilis (1958)
Mit dieser Aufgabe kann im Rahmen des Themenbereiches Molekulargenetik ein klassisches Experiment zur Transformation analysiert, bewertet und in der experimentellen Vorgehensweise nachvollzogen und geprüft werden. Dabei werden die folgenden Kompetenzen eingeübt: Angemessene Verwendung der Fachsprache, Verwendung von formulierten Regeln und Definitionen als Arbeitsmittel, Begriff lich präzises Erfassen biologischer Sachverhalte, Sachgerechte Problemanalyse, Entwicklung von Lösungsmöglichkeiten.
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Infektionskrankheiten
Bakterien und Viren, Pilze und Parasiten können Infektionskrankheiten übertragen. Der Film erklärt, wie eine Infektion vonstattengeht, und erklärt, welche Erreger welche Krankheiten auslösen. Die Immunreaktionen, Symptome, Inkubationszeit, Impfungen und Vorbeugung von Infektionen werden thematisiert.
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Leber
Die Leber hat vielfältige Aufgaben im Körper. Der Film beschreibt den Aufbau und die Lage des wichtigen Organs und erklärt, wie es den Eiweiß-, den Fett- und den Kohlenhydratstoffwechsel beeinflusst. Die Funktion der Gallenflüssigkeit und die häufigsten Ursachen von Lebererkrankungen werden thematisiert.
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Organtransplantation und Bluttransfusion
Damit eine Bluttransfusion Leben retten kann, muss die Blutgruppe stimmen, sodass sich Antikörper im Empfängerblut nicht mit Antigenen des Spenderbluts verbinden. Der Film erklärt, wie der Körper auf die falsche Blutgruppe reagiert. Auch bei Organspenden müssen sich die Antigene möglichst ähnlich sein.
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Schmetterlingskinder
Diese Prüfungsaufgabe zur seltenen Erbkrankheit Epidermolysis bullosa kann als Klausur oder zur Abiturvorbereitung für die Themen Zytologie (Schwerpunkt Proteine) und Molekulargenetik eingesetzt werden. Sie liefert dabei ein anschauliches Beispiel für das Struktur-Funktions-Prinzip: Das Protein Laminin, Bestandteil der extrazellulären Matrix, verleiht Tier- bzw. Pflanzenzellen durch seinen Aufbau sowohl Elastizität als auch Festigkeit. Aufgrund dieses Struktur-Funktions-Zusammenhangs wird Laminin auch von kreationistischen Strömungen, die großes Interesse an Biomolekülen mit Symbolcharakter (Kreuzform) zeigen, instrumentalisiert.
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Manipulation der Geruchswahrnehmung
Lästige Stechmücken können Grillabende und Urlaubsvergnügen beeinträchtigen. In tropischen und subtropischen Ländern sind sie bei Urlaubern als Überträger von Krankheiten gefürchtet. Als chemische Schutz- und Abwehrmittel gegen die Plagegeister werden Repellents wie Autan® oder Nobite® auf die Haut aufgetragen oder als Imprägnierungsmittel für die Kleidung verwendet. Einer der Wirkstoffe darin ist DEET (N,N-diethyl-meta-toluamid).
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