Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Angepasstheit von Igel und Eichhörnchen
Vermitteln Sie Ihren Lernenden das Thema Energie nachhaltig mithilfe dieser Unterrichtseinheit zur Angepasstheit heimischer Säugetiere an den Winter. Mit integrierten Veranschaulichungen der Energiethematik, selbstgeplanten Experimenten an Modellen und einem Legespiel wird ein tieferes Verständnis der Thematik gefördert.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, November 2022
Ob die Erde im Visier außerirdischer Zivilisationen ist, wie ih mit Wärmebildkameras Lebensvorgängen auf den Grund gehen könnt, warum Sex mehr als nur der Ablauf chemischer Reaktionen ist und vieles mehr erwarten euch in der Novemberausgabe von MINT Zirkel. Auch ein paar Zusatzmaterialien für den Unterricht sind wieder dabei. Jetzt reinschauen!
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Ozeane unter Druck
Das Blau des Wassers, das Rauschen der Wellen und die Weite des Horizonts lassen kaum erahnen, unter welche Druck die Ozeane stehen. Fischerei, Versauerung und Klimaerwärmung – vor allem der Mensch bedroht dieses Ökosystem. Doch lass dich davon nicht bedrücken! Leite die Wende ein und setze mit deinen Schüler:innen die Segel für eine bessere Zukunft! Druck im Ozean: Aus menschlicher Sicht wirken Ozeane in erster Linie weit, blau und vor allem ruhig. Unterhalb der Oberfläche tummelt sich hingegen das Leben. Selbst die Dunkelheit und der enorme Druck in der Tiefsee werden in vollen Schwimmzügen genossen. Tiefseebewohner, wie der Vampirtintenfisch oder der Glaskopffisch, sind daran angepasst und trotzen den drückenden Umständen durch einzigartige Eigenschaften. Geheimnisse, die berauschen! Druck auf den Ozean: Die Ozeane werden immer saurer, genau wie die Europäische Auster. Erst nimmt das Meerwasser an Temperatur zu, dann sinkt der ph-Wert ab. Nun streckt auch noch die Pazifische Auster ihre Byssusfäden nach ihrem Lebensraum aus. Der Auslöser des Ganzen ist der Mensch, ein Landlebewesen! Das bringt das Fass zum Überlaufen! Zu viel Druck? – Die Lösung steckt in dieser Ausgabe! Mit „Ozeane unter Druck“ kannst du und deine Schüler:innen den Bedrohungen der Ozeane als auch der faszinierenden Tiefsee auf den Grund gehen. Tauche in diese Ausgabe ein und bringe die Ideen deiner Schüler:innen zum Fließen. Auf zu einem verantwortungsvollen Umgang mit den Ozeanen! Weitere Inhalte dieser Ausgabe: Überfischung: „Fisch auf den Tisch – so lange es ihn noch gibt?“; Klimawandel in der Arktis: „Algen in der Polarnacht: allzeit bereit?; Mikroplastik: „Die Ocean Task Force braucht dich!“.
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Molekulargenetik besser verstehen
Komplexe Fachinhalte einfach erklärt! Ob zum Aufbau der DNA, zur Genregulation, zur Meiose oder zu Mutationen – mit dem Arbeitsheft erhalten die Schüler:innen der Sek. II ein Werkzeug an die Hand, um sich Basiswissen zu molekulargenetischen Grundlagen anzueignen. Grundlagen schaffen: Watson und Crick – zwei Namen, die unzertrennlich mit der Molekulargenetik verbunden sind. Die Schüler:innen lernen die Arbeit der beiden Wissenschaftler kennen und erlangen so einen Einstieg in die Grundkenntnisse der Molekulargenetik. Vom Aufbau der DNA bis zur Proteinbiosynthese verstehen sie Schritt für Schritt die Prozesse, die vom Gen zum Protein stattfinden. Gene werden aktiviert und reguliert: Gene wirken nicht durch ihre bloße Anwesenheit! Durch Genregulation entscheidet sich, ob, wann und in welcher Menge ein von einem Gen codiertes Protein in einer Zelle gebildet wird. Dabei können viele Faktoren regulierend einwirken. Grafische Darstellungen im Kompakt unterstützen hier das Verständnis. Weitergabe der Gene, Evolution und Krankheiten: Aufbauend auf den Grundkenntnissen zu Mitose und Meiose, sind die Schüler:innen bereit, die Zusammenhänge von Genen und Evolution zu verstehen! Schlagwort: Mutationen. Mutationen bewirken Variation. Variation führt zu Vielfalt und ermöglichen somit auch eine evolutive Weiterentwicklung. Doch manchmal entstehen dabei auch Nachteile für den Organismus, da dadurch Krankheiten entstehen können. Informationen vereinfachen und bündeln: Schwierige Fachinhalte? Kein Problem! Mit diesem Kompakt lässt sich das komplexe Feld der Molekulargenetik einfach verstehen. Die Inhalte sind in viel Hauptkapitel gegliedert. Innerhalb der Unterkapitel helfen Grafiken, die Informationen aus dem Text zu verstehen. Infokästen zu „Ansichten & Einsichten“ sowie „Wörter & Begriffe“ vertiefen und erklären Aspekte aus den Texten. Über ein Glossar können die Schüler:innen selbstständig Begriffsdefinitionen nachlesen. Aus dem Inhalt: Den Weg vom Gen zum Protein beschreiben. 1. Das Konzept „Gen“: Den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Regulation von Genen verstehen; 2. Das Konzept „Genregulation“: Mitose und Meiose erklären sowie Reparationsmechanismen von DNA-Schäden verstehen; 3. Das Konzept „Weitergabe der Gene“: Formen von Mutationen nennen und den Einfluss von Mutationen auf Evolution begründen; 4. Das Konzept „Mutation“.
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Genomik
Mit der Möglichkeit zur Untersuchung und zum Vergleich von Genomen ist die Genetik in eine neue Phase eingetreten, weg von der klassischen Mendel-Genetik, hin zu modernen genetischen Arbeitsweisen. Diese lassen sich trainieren. Wie, zeigen wir dir anhand ausgewählter Beispiele in diesem Heft. Von Mendel zur Genomik: Im Bereich der Genetik hat sich in den letzten 30 Jahren viel getan. Ein wichtiger Meilenstein war die erste Sequenzierung eines menschlichen Genoms. Sie dauerte ganze 13 Jahre lang. Heute macht es die sich ebenfalls rasant entwickelnde Technik möglich, menschliche Genome in weniger als einem halben Tag zu sequenzieren. Das Wissen um die Genomik beeinflusst viele naturwissenschaftliche Bereiche wie die Systematik oder die Evolution. Sie wirkt sich aber auch auf unseren Alltag aus, zum Beispiel durch einfache Gentests, die jeder zuhause selbst durchführen kann. Einstieg über die Molekulargenetik: Dies alles spricht dafür, im Unterricht mit der Molekulargenetik einzusteigen und Mendel und seine Regeln erst später und nur am Rand zu streifen. Der Erkenntnisweg geht heute vom Gen zum Merkmal und nicht mehr umgekehrt. Gene sind nach neuen Erkenntnissen nicht mehr nur definierte DNA-Abschnitte, sondern sie setzen sich meist aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlichen Zwecken zusammen. Wissen schafft Verstehen: Lass deine Schüler:innen an diesem neuen Wissen teilhaben und bereite sie so auf die Anforderungen des Alltags vor. Verschaffe ihnen die Möglichkeit, sich an aktuellen Diskussionen beteiligen und Fake News von wissenschaftlichen Erkenntnissen unterscheiden zu können. Stelle ihnen ausgewählte Anwendungsfälle vor, in denen die Arbeit mit Genomen zentral ist: Personalisierte Medizin durch Genomseqenzierung; Statt Blu-Rays bald nur noch DNA-Speicher? Verwandtschaft durch Sequenzanalyse bestimmen; Vergleichende Genomik bei Blütenpflanzen; Wie Gene getaktet werden. Diese spannenden Themen helfen deinen Schüler:innen sich mit der modernen Genetik anzufreunden und beim Gedanken an den Genetik-Unterricht nicht nur an das Erstellen klassischer Kreuzungsschemata zu denken.
Verwandte Themen
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Kakaoplantagen im Klimawandel
Lassen Sie Ihre Lernenden mithilfe dieser kooperativen Mystery-Lerneinheit den Schokoladenriegel bis zum Ökosystem der Kakaoplantage rückverfolgen und dabei die Folgen des Klimawandels auf unsere Lieblingsnascherei erforschen. Im Sinne der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) werden hierbei moderne Klimamodelle erarbeitet und zukunftsorientierte Handlungsoptionen entwickelt.
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Zellorganellen im Fokus
Nutzen Sie diese Einheit als Vorbereitung der Lernenden auf die Oberstufe, zur Lernstandangleichung in der 11. Klasse oder als Wiederholung vor dem Abitur. In einer Stationenarbeit erarbeiten sich die Lernenden den Aufbau und die Funktion der einzelnen Zellorganellen und ordnen diese in die pflanzliche Zelle ein. Am Ende der Einheit steht eine spielerische Lernerfolgskontrolle als Brettspiel zu den Zellorganellen.
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Aufbau der DNA
In dieser motivierenden Unterrichtseinheit wiederholen und vertiefen Ihre Schülerinnen und Schüler molekulares Fachwissen zu Aufbau und Struktur der DNA. Mit interaktiven LearningApps, einem Kahoot!-Quiz und der selbstständigen Anfertigung von Erklärvideos im Legetrickstil erwerben Ihre Lernenden hierbei wichtige Medienkompetenzen.
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Klausur: Mariner Kohlenstoffkreislauf und Plankton im Klimawandel
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Umso bedeutender ist es, ein Verständnis der komplexen, mehrdimensionalen Problematik zu vermitteln, um Lernenden eine sachkundige Teilhabe am gesellschaftlichen Diskurs zu ermöglichen. Diese Klausuraufgabe zur Ökologie befasst sich mit der faszinierenden Welt des Meeresplanktons und seiner Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf und das Klima, mit speziellem Augenmerk auf das Forschungsfeld der mixotrophen Plankter. Marines Plankton ist ein Musterbeispiel für fotosynthetische Effizienz und zugleich eine der wichtigsten Komponenten im globalen Kohlenstoffkreislauf. Die Ozeane und ihre Bewohner sind im Szenario des Klimawandels von herausragender Relevanz, haben doch die Auswirkungen der Ozeanversauerung unmittelbaren Einfluss auf die biologische Kohlenstoffpumpe der Meere, als globale Kohlenstoffsenken.
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Marine Verflechtungen: Klima – Kohlenstoffkreislauf – Kalkskelette
Der Klimawandel ist die größte Herausforderung unserer Zeit und erfordert ein grundlegendes Verständnis der komplexen Problematik. So gehören die Weltmeere mit zu den wichtigsten Kohlenstoffreservoirs. Der Klimawandel nimmt direkten Einfluss auf die Meere und hat so in den letzten 200 Jahren zu einer „Versauerung“ dieser, mit zunehmend verheerenden Auswirkungen auf die Flora und Fauna, geführt. Die Aufgaben dieser kooperativen Unterrichtseinheit sind herausfordernd auf der Sachebene, laden zum selbstbestimmten Lernen ein und fördern zugleich die Kommunikations- und Argumentationsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler. Die Lernenden können an einem Versuch die Folgen des Klimawandels nachvollziehen und beim Erstellen eines redaktionellen Beitrags der aktuellen Debatte auf der Sachebene argumentativ begegnen.
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Konkurrenzausschluss oder Koexistenz in der mündlichen Abiturprüfung
Mit diesem Material wird auf den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor bereitet. Der Asiatische Marienkäfer (Harmonia axyridis) stammt aus Zentralasien und wurde in Europa zur biologischen Schädlingsbekämpfung eingeführt. Er gilt in der Invasionsbiologie als Modell für die Erforschung der Faktoren, warum sich manche Arten erfolgreich verbreiten und nahe verwandte Arten oft nicht. In Deutschland ist die Population der Zweipunkt-Marienkäfer (Adalia bipunctata) extrem zurückgegangen. Der als Glücksbringer bekannte Siebenpunkt-Marienkäfer (Coccinella septempunctata) scheint sich dagegen nach einem rapiden Rückgang wieder zu erholen. Das Geheimnis um biologische und chemische Abwehrmechanismen des Asiatischen Marienkäfers ist entschlüsselt. Darüber hinaus zeigt der invasive Käfer eine zweistufige Immunabwehr, die bisher einzigartig bei Insekten ist. Die Lernenden wenden ihre fundierten ökologischen und evolutionsbiologischen Kompetenzen zur Lösung der spannenden Aufgabe an.
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WebQuests für den Biologieunterricht 5-7
„Recherchiert dazu mal im Internet!″ Dieser Arbeitsauftrag bringt — das wissen Sie — oft nicht die gewünschten Ergebnisse: Ihre Klasse verbringt viel Zeit im Netz und am Ende ist man inhaltlich nicht viel weiter als vorher. In unseren kreativen und innovativen WebQuests nehmen wir Ihnen die Recherchearbeit ab: Zu lehrplanrelevanten Themen der Klassen 57 hat unsere Autorin passende, schülergerechte Quellen vorrecherchiert und in diesem Band zusammengetragen. In kleinen Gruppen führen Ihre Schüler*innen eine spannende und gelenkte Internetrecherche durch und stärken dabei ihre Teamfähigkeit und ihr prozessorientiertes Lernen. Dabei sind Ihre Schüler*innen motiviert und verankern die Themen durch das selbstständige und entdeckende Lernen bestens. Die vorliegenden WebQuests sind einfach umzusetzen und ohne große Vorbereitung jederzeit einsetzbar. Wagen Sie also den Sprung ins Netz und begeistern Sie Ihre Klasse für die spannenden Lehrplanthemen des Faches Biologie! Inhaltliche Schwerpunkte: Teamarbeit; Kooperation; Medienkompetenz; entdeckendes Lernen.
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Der Vogelzug
Die Vogelwelt ist bunt und interessant. Doch was unterscheidet eigentlich Zugvögel von Standvögeln und wozu gehören heimische Vögel wie die Amsel, der Kranich, der Kuckuck oder die Nachtigall? Der Reise von Vögeln vom Norden in den Süden und zurück liegen stets beeindruckende Orientierungsleistungen zugrunde. Ebenso wie andere Zugvogelarten bewältigt auch der Kuckuck diese Reise in jahresperiodischen Rhythmen. Wieso Zugvögel diese Reise antreten und wie sie sich dabei anhand von Wechselwirkungen mit der unbelebten Materie (z.B. Magnetfeld der Erde, Sonne, Sterne) zurechtfinden sind Fragen, die im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe I mit zum Selbstlernen bestimmten Arbeitsblättern stehen. Neben dem Erwerb von Fachwissen, steht der Kompetenzbereich Kommunikation im Fokus der Unterrichtseinheit.
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Infektionskrankheiten
Diese Unterrichtseinheit klärt, wie Infektionskrankheiten entstehen und typischerweise verlaufen. Dabei wird auf verschiedene Krankheitserreger eingegangen, die exemplarisch an häufig auftretenden Krankheiten wie Fußpilz, COVID-19, Malaria und Salmonellose, behandelt werden. Das Kapitel Bakterien beinhaltet ein Schülerexperiment, bei dem in Gruppenarbeit die Keimbelastung verschiedener Probenhintergründe des Alltags untersucht wird. Das Kapitel Viren konzentriert sich auf SARS-CoV-2-Viren, wobei Inhalte vermittelt werden, die eine Einordnung der Geschehnisse während der Coronapandemie ermöglichen. Ein methodischer Schwerpunkt der Reihe stellt die Darstellung fachwissenschaftlicher Inhalte in Fließschemata und Schaubildern dar. Dabei weist die Einheit eine Progression auf, die sich in der Komplexität der darzustellenden Inhalte zeigt.
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Insekten im Lebensraum Wald
Insekten gehören zur formenreichsten und bedeutendsten Gruppe im Tierreich. Sie sind nicht nur an der Bestäubung von Blütenpflanzen oder an der Zersetzung organischen Materials beteiligt, sondern sind auch in der Lebensgemeinschaft Wald unverzichtbar. In dieser Unterrichtseinheit wird in einem Stationenlernen am Hirschkäfer, als Beispielorganismus der Grundbauplan von Insekten, ihr Körperbau, ihre Angepasstheiten an Lebensräume, sowie der Schutz gefährdeter Insektenarten thematisiert.
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