Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 30/36
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Biologie
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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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Gesamtwerk
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.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
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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Kriminalbiologie
Die Kriminalbiologie ist ein noch junges Teilgebiet der Biologie. Moderne zytologische, genetische und biochemische Untersuchungstechniken haben das Methodenrepertoire von Kriminologen, die eng mit den entsprechenden Fachbiologen zusammenarbeiten, so stark erweitert, dass oftmals winzigste Spuren am Tatort zur Aufklärung forensischer Sachverhalte ausreichen. Bevorzugte Spurenträger sind Blut, Fingerabdrücke, Knochen, Haut- und Sekretreste, organische Makroreste oder vollständig erhaltene Organismen. Eine Schlüsselstellung nimmt die DNA ein, die oftmals in Spuren enthalten ist, aber auch bestimmte chemische Elemente helfen bei kriminaltechnischen Analysen.
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Das "Dreiecksverhältnis" der Paranuss
Das Material zeigt ein Beispiel von komplexer Koevolution, bei der drei Arten betroffen/einbezogen sind und innerhalb einer Art (Bienen) zudem Männchen und Weibchen unterschiedliche Spezialisierungen aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind Kenntnisse der Evolutionsfaktoren (Mutation, Selektion, Isolation) erforderlich.
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Badegewässer in der EU
Auf der Webseite des Wasserinformationssystems für Europa (WISE) kann die Wasserqualität für Badegewässer an 20 000 Küsten- und Binnengewässern in ganz Europa eingesehen werden. Mit diesem Beitrag sollen die Bedeutung der Wasserqualität und die Wichtigkeit ihrer Bewahrung thematisiert werden. Außerdem soll deutlich werden, dass dieses bedeutende Ziel nur durch internationale Anstrengungen zu erreichen ist.
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Sukkulenten
Die Klausur ist als Abschluss des Themengebietes "Energiebindung und Stoffaufbau durch Fotosynthese" konzipiert. Neben grundlegendem Vorwissen zur Zellbiologie, insbesondere dem Feinbau der Biomembran und den unterschiedlichen Möglichkeiten des Stofftransportes, werden die Kenntnisse der Schülerinnen und Schüler über den Ablauf der Fotosynthese in den Chloroplasten sowie über die Abhängigkeit der Fotosynthese von verschiedenen Umweltfaktoren überprüft. In der Klausur müssen die Schüler ihr Wissen über den im Unterricht behandelten Calvin-Zyklus mithilfe der zur Verfügung gestellten Materialien auf eine für sie komplett unbekannte Variante der Fotosynthese, den CAM-Säurestoffwechsel, anwenden.
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Ökologie
Anhand der beiden angebotenen Texte von HAECKEL und FORBES können zum einen die Analyse biologischer Texte und zum anderen deren Vergleich und ein kritisches Hinterfragen der Textinhalte und -aussagen eingeübt werden. Hierbei werden Kompetenzen eingeübt, so die Erfassung und Konkretisierung biologischer Begrifflichkeiten, das Hinterfragen biologischer Sachverhalte in Bezug auf die Sichtweise des Menschen auf seine Umwelt sowie die Berücksichtigung der Ansichten und Einstellungen anderer Wissenschaftszweige. (hier der Ökonomie und Philosophie).
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Die Evolution
Von den Kaiserpinguinen auf dem antarktischen Packeis über die farbenprächtigen Schmetterlinge auf der Bergwiese bis zu den skurrilen Geschöpfen der dunkelsten Tiefsee – auf unserer Erde finden wir eine atemberaubende Vielfalt an Lebewesen. Doch wie konnte sich diese entwickeln? Und wie kam das Leben überhaupt in die Welt? Die von Charles Darwin entworfene und seither stetig weiterentwickelte Evolutionstheorie gibt auf diese und zahlreiche weitere Fragen wissenschaftlich fundierte Antworten. Das vorliegende Buch bietet eine gründliche und leicht verständliche Einführung in die komplexe Geschichte der Entstehung und Entwicklung des Lebens.
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Physik verstehen
Das Werk bietet eine gebietsübergreifende Zusammenfassung der wichtigsten Grundlagen. Physikalische Prozesse und Phänomene werden allgemein verständlich dargestellt und anhand praktischer Beispiele aus dem Alltag erklärt. Der Schwerpunkt wird auf grundlegende Konzepte, Begriffe und Denkweisen gelegt, wobei weitgehend auf den mathematischen Formalismus verzichtet wird. Zahlreiche Grafiken unterstützen den Text. Den Studierenden der Medizin, naturwissenschaftlicher oder technischer Studienrichtungen werden die notwendigen Grundlagen des Faches vermittelt. Zur praktischen Erläuterung werden Zusammenhänge zwischen physikalischen Prozessen und Alltagsphänomenen aufgezeigt. Im Anhang finden sich eine Sammlung der verwendeten Abkürzungen, die sowohl in physikalischen Formeln als auch im fachlichen Sprachgebrauch ihre Anwendung finden, sowie ein ausführliches Register, anhand dessen das rasche Auffinden von Information erleichtert wird.
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Telomere - ist ewiges Leben möglich?
Ihre Schüler beschäftigen sich mit den Forschungserkenntnissen zu Telomeren und vollziehen diese anhand von Versuchen, Grafiken und wissenschaftlichen Texten nach. Zudem setzen sie sich mit der Frage auseinander, wie die lange DNA in der Zelle untergebracht ist und was hinter dem „Unsterblichkeitsenzym“ Telomerase steckt.
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Chemie berechnen
"Chemie ist schrecklich, Rechnen ist mühsam, aber muss deshalb chemisches Rechnen schrecklich mühsam sein?" Ein Buch für Einsteiger in die Chemie ... ob für das Studium oder die Tätigkeit im chemischen Labor. Vorausgesetzt werden ausschließlich die Grundrechnungsarten. Alles Weitere wird ausführlich erklärt und anhand passender Rechenbeispiele Schritt für Schritt erläutert. Im Anschluss an jedes Kapitel finden sich zusätzliche Aufgaben entweder als Übungsmöglichkeit zur Selbstkontrolle oder als Arbeitsmaterial für die Lehre. Die Lösungen sind ebenfalls angegeben.
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Doping oder Gendefekt?
Dieser Beitrag setzt sich im Rahmen der Zellbiologie u. a. mit Bau, Funktion und Charakteristik von Erythrozyten, Osmosevorgängen, Hormonwirkung und Eigenschaften von Biomembranen auseinander. Die Aufgaben zu diesen Lehrinhalten beziehen sich auf das Thema „Kugelzellenanämie“, das durch das große Medieninteresse am Dopingprozess der deutschen Eisschnellläuferin Claudia Pechstein an aktueller Relevanz gewonnen hat. Der Beitrag eignet sich durch seine themenübergreifende Konzeption ideal zur Vorbereitung auf die Abiturprüfung, aber auch auf Klausuren. Methodisch steht besonders das Beschreiben und Analysieren von Abbildungen, wie schematischen Darstellungen, Graphen und mikroskopischen Aufnahmen, im Vordergrund.
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Genetik und Neurophysiologie der Erkrankung Marie-Charcot-Tooth
Der vorliegende Beitrag kann entweder als Ganzes genutzt werden, z. B. als Vorbereitung für die Abiturprüfung, oder aber in Teilen für die Vertiefung von Inhalten im Zusammenhang mit den angesprochenen Themenbereichen Neurophysiologie und Genetik. Die Schülerinnen und Schüler sollten gute bis fundierte Vorkenntnisse über Bau und Funktion eines Neurons sowie über moderne, gentechnische Verfahren im Zusammenhang mit der Struktur-Funktionsbeziehung bei Proteinen besitzen. Elektronenmikroskopische Präparate sollten bekannt sein und in den Grundzügen ausgewertet werden können.
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Endosymbiontenhypothese
Dieser Beitrag lässt sich beispielsweise im Zusammenhang mit der Behandlung von Pro- und Eukaryoten einsetzen. Anhand der Lebensweise des Bakteriums im Blattfloh können die Schüler die Theorie zur Endosymbiontenhypothese überprüfen und wiedererkennen. Die Aufgabe eignet sich auch zur Überprüfung des Wissens um diese Theorie als kurze Lernerfolgskontrolle.
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Die Vererbung der Blütenfarbe bei der Platterbse
An diesem Beitrag können Aufgaben zu grundlegenden Überlegungen der Klassischen und Molekularen Genetik bearbeitet werden. Zum Tragen kommen neben einer sauber strukturierten Darstellung in Bezug auf das Punnet-Kombinationsquadrat auch Überlegungen zu Ablauf und Funktionsdefekten bei Genwirkketten.
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Die Blumenuhr von Linné
Die Aufgabe kann sowohl im Zusammenhang mit der Evolutionsbiologie als auch mit der Ökologie eingesetzt werden. Da sie beide Themen verbindet, wäre sie auch als Einstieg in die mündliche Prüfung denkbar. Ebenso ist der Einsatz im Unterricht in Phasen der Festigung gut möglich.
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Von Griffith bis zur Aufklärung der DNA-Replikation – der Erbinformation auf der Spur
Bevor sich die Zelle in der Mitose teilt, muss die DNA verdoppelt werden. Dabei erfolgt eine exakte Verdoppelung der DNA. Doch wie läuft die DNA-Replikation ab und wie sieht die Struktur der DNA eigentlich aus? Etliche Forscher haben sich um diese wichtigen Fragen verdient gemacht. Vollziehen Sie mit Ihren Schülern Meilensteine der DNA-Forschung nach. Die Forschungsreise beginnt mit der Suche nach dem Ort der Erbinformation, findet in der Entschlüsselung der DNA-Struktur ihre Fortsetzung und endet schließlich bei der Aufklärung der DNA-Replikation.
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Ökosystem See
Ökosystem See
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Biodiversität
Die genaue Anzahl der Arten von Pflanzen und Tieren auf der Erde ist unbekannt. Was wir jedoch mit Sicherheit wissen, ist der dramatische Rückgang der Artenvielfalt, dessen Auslöser hauptsächlich der Mensch ist. Die "Bedrohungen der Biodiversität" sowie ihre Ursachen sind das Thema des Filmes. Er verdeutlicht den rücksichtslosen Umgang mit den Ressourcen der Erde an Land und in den Ozeanen. Die Abholzung der Wälder, die Überfischung und Verschmutzung der Meere zerstört Lebensräume und dadurch eine immer größere Anzahl der Tier- und Pflanzenarten. Auch der ebenfalls durch den Menschen beschleunigte Klimawandel trägt zu einer Beschleunigung des Artensterbens bei. Der Film verdeutlicht die "Folgen des Artenschwundes" durch den Raubbau des Menschen und sensibilisiert zu einem rücksichtsvollen Umgang mit der Natur. Die Artenvielfalt sichert die Ernährung, ist ein wichtiger Faktor für die Gesundheit der Menschen und trägt zu einer wirtschaftlichen Stabilität bei. Zusatzmaterial: Didaktische Hinweise; Sprechertexte.
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