Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 29/35
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Biologie
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Ursachen der HIV-Resistenz
Das Thema HIV bietet die Möglichkeit, Grundlagen der Genetik schüler- und gesellschaftsrelevant zu behandeln. Dieser Beitrag dient zur Vertiefung des Zusammenhangs, dass auf Chromosomen lokalisierte Gene die Ausprägung von Proteinstrukturen (in diesem Fall Membranrezeptoren) bedingen und dass eine Veränderung der Nukleotidsequenz eine Synthese intakter Proteinstrukturen verhindert.
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Glühwürmchen
Glühwürmchen sind allseits beliebte Insekten, an deren Leuchten man sich in lauen Sommernächten gern erfreut. Kaum jemand weiß allerdings, wie diese kleinen Tiere bei Tageslicht aussehen. Dieser Beitrag enthält neben interessantem Bild- und Textmaterial zu einheimischen Leuchtkäferarten auch Informationen über die stoffwechsel- und evolutionsbiologischen sowie ökologischen Grundlagen ihrer Biolumineszenz.
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Evolutiver Wettlauf zwischen dem Saatweizen und dem Getreideschwarzrost
Das Wirt-Pathogen-Paar Saatweizen und Getreideschwarzrost eignet sich ideal zur Veranschaulichung der (Teil-)Erfolge von Resistenzzüchtungen gegen Pflanzenschädlinge und der Illustration der Probleme, die sich aus dem evolutiven Wettlauf zwischen Züchtungsprodukt und präadaptierten Varianten eines Pathogens ergeben. Inhaltlich wird in diesem Beitrag Grundlagenwissen aus der Genetik (Proteinbiosynthese) und aus der Evolutionsbiologie (Koevolution) behandelt und mit realen Problemstellungen und Lösungsstrategien aus der Pflanzenzüchtung verknüpft.
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MINT Zirkel - Ausgabe 01, April 2012
MINT Zirkel - Ausgabe 01, April 2012
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Physikochemische Grundlagen zur Lichtreaktion der Fotosynthese
Das vorliegende Unterrichtsmaterial dient der Erhaltung und Vertiefung von biologischem, chemischem und physikalischem Grundlagenwissen zur Fotosynthese. Dieser Beitrag wurde für den Einsatz als fächerverbindendes Aufgabenprojekt konzipiert. Fächerverbindende Unterrichtsprojekte sind in vielen Bundesländern integraler und verpflichtender Bestandteil des Lehrplans bzw. der Bildungsstandards (Kompetenzprofile) für die gymnasiale Oberstufe.
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Der Nobelpreis für Medizin 2011
Ein Lernziel des Biologieunterrichts ist das Erfassen des Systemcharakters von Zellen, Organen, Organsystemen usw. Besonders differenziert lässt sich das Zusammenwirken einzelner Elemente am Beispiel des Immunsystems erarbeiten. In der Vergangenheit wurden immunbiologische Erkenntnisse wiederholt mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie gewürdigt. Im Jahr 2011 zeichnete das Nobelkomitee Bruce A. BEUTLER und Jules A. HOFFMANN für ihre Entdeckungen zur Aktivierung der angeborenen Immunabwehr aus. Die andere Hälfte des Preises wurde Ralph M. STEINMAN für die Entdeckung der Dendritischen Zellen und ihrer Rolle im Rahmen der erworbenen Immunität zuerkannt. Die Einbeziehung ihrer Forschungsergebnisse in den Unterricht schafft Aktualität und zeigt die ständige Weiterentwicklung biologischer Erkenntnisse.
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Globale Erwärmung
Die Erde erwärmt sich, die Gletscher schmelzen und der Meeresspiegel steigt. Doch was wissen wir wirklich über den globalen Klimawandel? Was ist Panikmache, was ist Verharmlosung? Dieses Buch erklärt die wissenschaftlich erwiesenen Fakten zur globalen Erwärmung. Eine Diskussionsgrundlage für alle, die sich Ihre eigene Meinung bilden wollen.
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Ingenieurbiologie
Ingenieurbiologie ist ein biologisch-technisches Fachgebiet, das sich mit der Sicherung von Bauwerken und Nutzungen vor Erosion mithilfe von Pflanzen und Pflanzenbeständen befasst. Aus dem Inhalt: Grundlagen – Pflanzen als lebende Baustoffe, Naturbaustoffe, Standortbeurteilung; Planung, Ausführung und Pflege ingenieurbiologischer Maßnahmen; Erdbauwerke und Deponien, Begrünung und Erosionsschutz; Regenwassermulden gestalten und Erosionsgräben sanieren; Gewässer naturnah entwickeln und sichern; Windschutz für Landwirtschaft und Verkehrsanlagen; Naturnaher Küstenschutz; Dieses Buch zeigt die ingenieurbiologischen Möglichkeiten im Erd-, Wasser-, Berg- und Deponiebau sowie bei der Flurneuordnung auf. Beispiele aus verschiedenen Landschaften erläutern die Vorgehensweise bei Planung und Ausführung. Möglichkeiten zur Prognose bzw. zum Nachweis der Wirksamkeit und die Übertragbarkeit von Erfahrungen in andere Naturräume werden dargestellt und diskutiert.
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Der Höckerschwan
Der Höckerschwan ist der auffälligste und bekannteste Entenvogel. Die eleganten Tiere mit dem schneeweißen Gefieder zählen zu den größten und schwersten flugfähigen Wasservögeln weltweit. Seinen deutschen Namen hat er von dem schwarzen Höcker, der sich an der Wurzel des orangeroten Schnabels wölbt. Die verschiedenen Kapitel im Film zeigen die Anpassung dieses genügsamen Vogels an die Lebenswelt im und am Wasser. Im Frühling wird ein Schwanenpaar bei der Paarung, dem Nestbau und der Brut beobachtet. Angriffslustig verteidigt das Schwanenmännchen sein Revier. Ende Mai schlüpfen die Küken, um die Aufzucht kümmert sich das Paar gemeinsam. Im Oktober sind die Jungschwäne schon groß, das weiße Gefieder bekommen sie aber erst im zweiten Lebensjahr. Der Herbst bringt auch andere Schwanenarten zum Überwintern ins Land. Frieren die Gewässer zu, suchen Schwäne ihre Nahrung an Land. Zusatzmaterial: Interaktive Arbeitsblätter; Umfangreiche Begleitmaterialien.
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Parasiten
Parasiten sind keine Gruppe von Organismen, wie viele glauben. Parasitismus ist eine bestimmte Lebensart, bei welcher ein Lebewesen, ein Parasit, auf einem anderen Lebewesen lebt und sich von diesem ernährt. Neben den bekannten Parasiten wie Zecken oder Wanzen leben auch Tiere wie der Kuckuck oder die Schlupfwespe und auch Pflanzen, zum Beispiel die Mistel, parasitär. Wie sich diese ektoparasitäre Lebensform abspielt, wie viel die Parasiten ihren Wirten entziehen und welche anderen Lebewesen noch Parasitismus betreiben, erläutert der Film anhand vieler Animationen, Film- und Mikroskopaufnahmen. Der Mensch wird leicht zum Wirt eines Parasiten. Dabei können die Parasiten schwere Krankheiten übertragen. Malariakreislauf und Gefahr der FSME werden beschrieben und Maßnahmen, die zur Vorbeugung getroffen werden können, aufgezeigt. Zusatzmaterial: Begleitmaterialien; Arbeitsblätter; Interaktive Arbeitsblätter.
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Das Dopamin-System am Beispiel von ADHS
Manche Kinder und Jugendliche fallen durch Hyperaktivität und Aufmerksamkeitsprobleme auf. Was steckt hinter dieser Erkrankung, die als ADHS bezeichnet wird? Diskutiert wird eine Störung im Dopamin-System. Ihre Schüler beschäftigen sich mit der Wirkungsweise von Dopamin an den Synapsen von gesunden Menschen. Anschließend erkunden sie, welche Situation bei Menschen mit ADHS vorliegt. Vermitteln Sie Ihren Lernenden auf diese Weise am alltagsorientierten Beispiel der ADHS-Störung wichtige Kenntnisse über das Dopamin-System.
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Giftig, giftiger, aber nicht giftig genug
Wenngleich der Schwerpunkt deutlich auf dem evolutiven Aspekt der Koevolution liegt, behandeln die Einzelmaterialien auch Aspekte der Ökologie, der Neurophysiologie, der Evolution mit dem Schwerpunkt Selektion und der Genetik. Dieser Beitrag bietet sich demnach als wiederholendes und zusammenfassendes Übungsmaterial gegen Ende der Qualifikationsphase an. Dabei belegt er exemplarisch die Aussage von DOBZHANSKY „Nichts in der Biologie erscheint sinnvoll, außer im Lichte der Evolution“.
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Waisenkrankheiten
Als orphan diseases (engl. orphan = Waise, disease = Krankheit), werden Krankheiten bezeichnet, die nur ca. einen von 2 000 Menschen betreffen. In Deutschland sind 7 000 Waisenkrankheiten bekannt und es gibt vermutlich mehr als vier Millionen Betroffene. Etwa 80 % der Erkrankungen haben genetische Ursachen, betroffen sind vor allem Kinder und Jugendliche. Viele der seltenen Krankheiten sind lebensbedrohlich oder schränken die betroffenen Personen stark ein, da sie einer speziellen Behandlung bedürfen.
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Lippenherpes
Da sehr viele Menschen unter Lippenherpes leiden, hat dieses Thema einen starken Alltagsbezug und dient neben HIV und Influenza im Unterricht als ein weiteres wichtiges Beispiel für eine Viruserkrankung. Die fünf Materialteile dieses Beitrags beschäftigen sich mit unterschiedlichen Aspekten der Viruskrankheit. Die Aufgaben eignen sich zur Wiederholung von Grundlagenwissen aus der Immunbiologie, z. B. vor der Abiturprüfung, sowie zur Festigung der Kenntnisse durch weiterführende Fragestellungen. Auch im Rahmen der allgemeinen Gesundheitserziehung kann dieser Beitrag eingesetzt werden. Die Aufgaben werden in Einzel- oder Partnerarbeit gelöst, wobei sie auszugsweise auch für die Verwendung in einer Klausur herangezogen werden können.
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Genetik verstehen
Dieses Buch richtet sich an MedizinerInnen, NaturwissenschafterInnen, biomedizinische Fachkräfte und Interessierte, die sich einen ersten Überblick über die molekularen Grundlagen des Lebens verschaffen möchten. Es erklärt in verständlicher Form die Grundlagen der Molekularbiologie. Viele Illustrationen sollen helfen, die beschriebenen Mechanismen zu verdeutlichen und zum Verständnis beizutragen. Ein gesondertes Kapitel gibt einen Überblick über übliche Methoden in der Arbeit mit Nukleinsäuren, wobei jede Technik mit verständnisfördernden Abbildungen erklärt wird. Im Anschluss werden die vorgestellten Techniken anhand von realen Beispielen aus der molekularen Diagnostik von Erkrankungen verdeutlicht. Zuletzt geben die Autoren Einblicke in bioethische Aspekte und die rechtlichen Grundlagen für die Durchführung von genetischen Analysen.
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Tiere in Bewegung
Der vorliegende Beitrag bietet die Möglichkeit der Betrachtung von Körperbau und Lebensweise migrierender Tiere. Er kann in diesem Zusammenhang das Verständnis des Einflusses verschiedener Umweltfaktoren erweitern. Der Beitrag eignet sich außerdem dafür, entsprechende Zusammenhänge abzuprüfen.
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Husarenaffen
Der Beitrag kann sowohl zur grundlegenden Erarbeitung des Sozialverhaltens bei Primaten als auch zur abschließenden, vertiefenden Wiederholung eingesetzt werden. Das Aufgabenmaterial ermöglicht die umfassende Beschäftigung mit innerartlicher Konkurrenz und dem daraus folgenden Aggressionsverhalten unter besonderer Berücksichtigung der Kosten-Nutzen-Analyse.
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Der Geist der bösen Witwe
Dieser Beitrag kann zur Wiederholung abiturrelevanter Kenntnisse aus den Themenbereichen Neurobiologie, Molekulargenetik und Zellbiologie eingesetzt werden. Der neurophysiologische Teil eignet sich als Grundlage für eine Klausur, aber auch der Einsatz des gesamten Beitrags für eine schülerzentrierte Problemdiskussion zu den Themen Mutation, Erbkrankheiten und Aberglaube ist möglich.
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Bittere Erkenntnisse
Dieser Beitrag kann als Klausur zum Thema „Sinnesphysiologie“ nach Besprechung neurobiologischer Grundlagen eingesetzt werden. Er beschäftigt sich mit der Signaltransduktion in Sinneszellen am Beispiel „Schmecken“.
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Auenlandschaft Spreewald
Der Beitrag erlaubt das Abprüfen komplexer Zusammenhänge in Bezug auf ein Ökosystem, welches sowohl Merkmale des Waldes als auch aquatischer Biotope trägt. Somit sind die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, ihr Wissen neu zu strukturieren und anzuwenden. Der Beitrag eignet sich auch für die Prüfungsvorbereitung oder in Auszügen für den Einsatz in einer mündlichen Prüfung.
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Von der Raupe zum Schmetterling
Das Thema „Verwandlung“, z. B. von der Raupe zum Schmetterling, begeistert, weil es sich dabei um einen uns mysteriös erscheinenden Vorgang des Gestaltwechsels handelt. Das Wachstum von Insekten ist vor Eintritt ihrer Metamorphose durch mehrere Häutungen gekennzeichnet, die von zahlreichen Faktoren beeinflusst werden. Die inneren Faktoren spielen für die Entwicklung die weitaus größere Rolle, denn ohne körpereigene Signale (Hormone) kann keine Entwicklung stattfinden.
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Mathematik in den Life Sciences
Was hat Mathematik mit den Lebenswissenschaften zu tun? Kann man die belebte Natur überhaupt in Formeln fassen? Und wenn ja, warum sollte man das? Naturwissenschaftliches Verständnis von Lebensvorgängen gewinnt man, indem man Theorien an Beobachtungen und Experimenten misst. In diesem Prozess spielt Mathematik sowohl bei der Theoriebildung – Stichwort: Modellierung – als auch bei der Überprüfung der Theorie an der Realität – Stichwort: Statistik – eine wichtige Rolle. Anders als in herkömmlichen Lehrbüchern bilden daher Modellbildung und Statistik den Kern dieses einführenden Buches. Viele Beispiele werden mit der freien Statistiksoftware R bearbeitet, und der Anhang bietet eine anwendungsorientierte Einführung in R durch „Learning by Doing“. Aus dem Inhalt: Wachstums- und Populationsmodelle; Grafische Darstellung von Daten und beschreibende Statistik; Modellierung mit Differenzialgleichungen; Wahrscheinlichkeitsrechnung; Testen und Schätzen; Korrelation und Regression; Sequence Alignment.
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Apoptose - ein Zellselbstmord zum Wohle des Organismus
Zu Beginn der 7. Schwangerschaftswoche befinden sich beim Embryo zwischen den Fingern und den Zehen noch Zellen, sodass diese ein zusammenhängendes Gebilde bilden. Doch nur wenige Tage später sind diese plötzlich durch den programmierten Zelltod (Apoptose) verschwunden und die Finger bzw. Zehen können bereits ausgemacht werden. Ihre Schüler erfahren, was eine Apoptose ist, und lernen typische Beispiele kennen. In arbeitsteiliger Gruppenarbeit erarbeiten sie sich die Wege, die zu einer Apoptose führen, und stellen den Vorgang in Verbindung mit der Entstehung von Krebs in einen größeren Zusammenhang.
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Wenn ein Pilz eine Froschart ausrottet
Das Material zeigt die Vernetzung von Neurophysiologie, ökologischer Anpassung und Evolution. Am Beispiel des Corroboree-Froschs lässt sich demonstrieren, wie eine spezialisierte Lebensweise in Zusammenwirkung mit einer Infektion zum Aussterben einer Art führen kann. Daneben sollen Überlegungen zur Entwicklung von Parasiten angestellt werden sowie zu den Folgen der Einbürgerung nicht-heimischer Arten. Das Material lässt sich optimal kurz vor der Abiturprüfung einsetzen, da Kenntnisse aus drei Themenbereichen gefragt sind.
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Modelle des Bewegungssehens
Der hier dargelegte Themenkomplex bezieht sich auf neuro- und sinnesphysiologische Aspekte im Rahmen von Räuber-Beute-Beziehungen. Er geht der Frage nach, wie Organismen bei der visuellen Orientierung verlässliche Informationen über Bewegungen erhalten können. Bei entsprechender Reizsituation kann es zu identischen Bildverschiebungen auf der Netzhaut kommen, obwohl sich im einen Fall ein Objekt und im anderen Fall der Organismus selbst bewegt. Für Räuber als auch für Beutetiere ist es deshalb wichtig, entscheiden zu können, durch wen solche, der Bewegungswahrnehmung dienenden, retinalen Bildverschiebungen verursacht werden.
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