Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 32/39
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Das "Fakir-Gen"
Der Schmerzsinn ist für unseren Selbstschutz und die Interaktion mit unserer Umwelt von größter Wichtigkeit. Menschen mit der sehr seltenen kongenitalen Analgesie, einer angeborenen Schmerzunempfindlichkeit, können selbst starke Gewebeverletzungen nicht wahrnehmen. Dieser als Klausuraufgabe konzipierte Beitrag wiederholt im Zusammenhang mit der für diese Erbkrankheit verantwortlichen Mutation grundlegende Aspekte der neuronalen Informationsleitung und geht dabei auf unterschiedliche Nervenfasertypen und Rezeptorengruppen ein.
Gesamtwerk
Geschichte und Theorie der Biologie im Unterricht
In den hier vorgestellten Unterrichtsmaterialien werden Stationen der Geschichte der Biologie im Kontext der schulrelevanten Themen Evolution, Fortpflanzung und Entwicklung behandelt. Die Schüler erfahren, dass Experimente oder wissenschaftliche Errungenschaften nicht immer aus einem innerwissenschaftlichen Antrieb entstehen, sondern zum großen Teil durch die Umstände der Gesellschaft oder durch andere externe Motive bedingt sind.
Gesamtwerk
Varroamilben
Staatenbildende Insekten wie die Honigbiene sind vor allem in der Ökologie ein wichtiges Unterrichtsthema. Neben der Wiederholung und der Vertiefung des Stoffes aus der Mittelstufe (z. B. Staatensystem, Körperbau, Entwicklung) lassen sich hier eindrucksvoll Zusammenhänge und Wechselbeziehungen zwischen unterschiedlichen Umweltfaktoren darstellen. So zeigt dieser Beitrag beispielsweise, wie stark auch der Mensch im Hinblick auf die Versorgung mit wichtigen Lebensmitteln von diesem kleinen Insekt abhängig ist und auf welche Weise der Brutparasit Varroamilbe Bienenpopulationen bedroht.
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Gesamtwerk
Purpurbakterien
Das vorliegende Unterrichtsmaterial vermittelt und vertieft am Beispiel der speziellen Organismengruppe Purpurbakterien biologisches, chemisches und physikalisches Grundlagenwissen zur Fotosynthese. Der 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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Keim der Angst
In diesem Beitrag werden zum Einstieg grundlegende zellbiologische Inhalte am Beispiel der prokaryotischen Zelle wiederholt. Eine Vertiefung ermöglicht die Besprechung der physiologischen Auswirkungen zellulärer Toxine. Mit Identifizierungstests über Gensonden und ELISA können wichtige molekularbiologische Nachweisverfahren rekapituliert werden. Für die Vorbereitung auf das Abitur eignet sich der Beitrag durch die Wiederholung des Abiturstoffs sowie die Aktualität und Übertragbarkeit der Inhalte.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Gewässerökologie am Beispiel Felixsee
Durch die Stilllegung und Flutung ehemaliger Braunkohleabbaustätten entstand in Deutschland in den letzten Jahrzehnten eine Vielzahl an Tagebauseen, die oftmals charakteristische Kennzeichen aufweisen und sich als Erholungsstätten mittlerweile großer Beliebtheit erfreuen. Der folgende Beitrag bietet die Gelegenheit, das Stoffgebiet Ökosystem am Beispiel solch eines jungen Sees in der Lausitz zu behandeln. Einerseits werden dabei die allgemeinen Lehrinhalte wiederholt und gefestigt. Andererseits sind die Schüler aufgerufen, über ihr Faktenwissen hinaus die für den See typischen Daten zu erläutern bzw. deren Zustandekommen zu erklären.
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Epigenetik
Dieser Beitrag vermittelt Grundlagen sowie Implikationen der epigenetischen Forschung auf vielseitige Weise. Hochaktuelle Forschungsergebnisse werden thematisiert und zur Wiederholung und Festigung von Abiturstoff in Form von Übungsaufgaben mit Lehrplaninhalten aus der Genetik und Evolutionsbiologie verknüpft.
Gesamtwerk
Naturforscher unterwegs
Hecken in der Natur werden oft missachtet. Sie werden aus Platzgründen gerodet oder für die Ablagerung von Gartenabfällen oder Bauschutt verwendet. Dabei handelt es sich – bei genauerem Hinsehen – um ein sehr abwechslungsreiches Stück Natur, das Lebensraum für viele Tiere und Pflanzen bietet. In dieser Unterrichtsreihe erkunden Ihre Schüler die Struktur der Feldhecke, die darin lebenden Organismen sowie die dort vorherrschenden Umweltbedingungen. Dadurch begreifen die jungen Naturforscher das ökologische Netzwerk Feldhecke und ihre Bedeutung in der Kulturlandschaft. Sie wenden naturwissenschaftliche Untersuchungs- und Auswertungsmethoden an, dokumentieren ihre Forschungsergebnisse im Geländeprotokoll und diskutieren ihre Erkenntnisse.
Gesamtwerk
Wie Erbgut und Umwelt zusammenspielen …
Die Aufgabe ermöglicht es, die „Vererbung-Umwelt-Problematik“ anhand eines klar gegliederten Versuchsaufbaus zu analysieren. Die eindeutigen Versuchsergebnisse ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, konkret Stellung zu beziehen, und ggf. ihre Kenntnisse aus dem Unterrichtsfach Pädagogik, in dem die „Vererbung-Umwelt-Problematik“ ebenfalls thematisiert wird, mit in die Diskussion der Versuchsergebnisse einzubeziehen. Damit geht die Aufgabe deutlich über rein biologische Inhalte hinaus und ermöglicht einen Bezug zu aktuellen (bildungs)politischen Fragestellungen.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Evolution im Becherglas – Urzeitkrebse beobachten und bestimmen
Vor über 100 Millionen Jahren bevölkerten sie bereits unsere Erde und überlebten selbst Temperaturen von über 50 °C – die Urzeitkrebse. In dieser Reihe lernt Ihre Klasse diese faszinierenden Vertreter lebender Fossilien hautnah im Klassenzimmer kennen. Hier werden die Krebse von Ihren Schülern beobachtet und bestimmt. Anschließend erforschen die Lernenden das Erfolgsgeheimnis lebender Fossilien in der Evolution. Die Schüler variieren in Experimenten künstlich den Lebensraum der Urzeitkrebse und erkennen dadurch, dass Evolution kein abgeschlossener Prozess ist, sondern immer andauert. In einer „Triade“ werden die Lerninhalte dann kooperativ wiederholt.
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Der Weg der Nahrung durch unseren Körper – ein Stationenlernen zur Verdauung
Was wir als Mahlzeit zu uns nehmen, verlässt in der Regel nach rund acht Metern Verdauungstrakt und drei Tagen gut verdaut wieder unseren Körper. Doch welche Prozesse laufen dazwischen ab? Begeben Sie sich mit Ihren Schülern auf eine spannende Reise durch den menschlichen Körper – von Mund und Speiseröhre über den Magen bis hin zu Dünn- und Dickdarm. Im Stationenlernen erarbeiten sich die Lernenden mithilfe einfacher Versuche und informativer Texte selbstständig die einzelnen Verdauungsvorgänge. Anhand der Regulation des Blutzuckerspiegels lernt Ihre Klasse ein Beispiel für einen biologischen Regelkreis kennen.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Die Leber – ein Wunderwerk mit vielfältigen Aufgaben
Im Vergleich zu anderen Organen führt die Leber oft ein „Schattendasein“: Ihr wird vielfach nicht die Bedeutung zugemessen, die sie verdient. Dabei ist das 1,5 kg schwere Organ nicht nur die größte Drüse im menschlichen Körper, sondern auch unser zentrales Stoffwechselorgan. Egal, ob Hormonhaushalt, Blutzuckerregulation oder Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Proteinen und Lipiden, die Leber ist bei allen diesen Stoffwechselgeschehen nicht wegzudenken. Bringen Sie Ihren Lernenden dieses Organ und seine zahlreichen Aufgaben näher. Lassen Sie sie über das Wunderwerk Leber staunen.
Gesamtwerk
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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Vogelfütterung im Winter – wir organisieren ein Umweltprojekt an unserer Schule
Vogelfütterung im Winter – ja oder nein? Diese Frage beantworten die meisten Menschen jedes Jahr mit einem deutlichen Ja, auch wenn die Fütterung biologisch umstritten ist. Doch welche Argumente sprechen eigentlich für die Fütterung der Vögel und welche dagegen? Dieser Frage gehen Ihre Schüler in einem Stationenlernen nach. Dabei lernen sie die Fütterungsproblematik zu beurteilen und entwickeln Regeln zur sachgerechten Fütterung. An einem Projekttag setzt Ihre Klasse dann das erworbene Wissen in die Praxis um, stellt eigenes Vogelfutter her und richtet Futterplätze auf dem Schulgelände ein.
Gesamtwerk
Herzenssache – Herz und Blutkreislauf des Menschen
Herz- und Kreislaufprobleme treten meist erst mit zunehmendem Alter auf und stellen somit für den Großteil der Kinder und Jugendlichen kein Problem dar. Untersuchungen zeigen aber, dass bis zu 30 % der Schüler ein leistungsschwaches Herz-KreislaufSystem haben und somit im weiteren Lebensverlauf potenziell gefährdet sind. Diese Unterrichtseinheit vermittelt den Schülerinnen und Schülern einen vertieften Einblick in den Aufbau und die Funktion des menschlichen Herz-Kreislauf-Systems und zeigt die Risikofaktoren für mögliche gesundheitliche Gefahren und Schädigungen. Ansätze, wie man diese schon in jungen Jahren vermeiden kann, werden aufgezeigt.
Gesamtwerk
Aids - eine heimtückische Infektionskrankheit
In Deutschland sind rund 70.000 Menschen mit dem HI-Virus infiziert. Weltweit tragen über 30 Millionen Menschen das Virus in sich. Trotz intensiver Forschung existiert bisher weder ein wirksames Medikament gegen AIDS noch ist ein vorbeugender Impfschutz möglich. Prävention ist daher die einzige Maßnahme, um eine Ausbreitung von AIDS zu verhindern. Ihre Schüler erfahren, welche Phasen und Symptome nach einer HIV-Infektion auftreten, setzen sich mit der Immunabwehr bei einem gesunden Menschen auseinander und lernen, das HIV-Infektionsrisiko im Alltag einzuschätzen. Einen wichtigen Schwerpunkt bilden dabei Präventionsmaßnahmen, die vor einer HIV-Infektion schützen.
Gesamtwerk
Die Erstellung einer Mind-Map – Erarbeitung der Methode am Beispiel Hund und Katze
Vermitteln Sie Ihren Schülern das nötige Rüstzeug zur Erstellung einer Mind-Map, mit der Gedanken grafisch in einer Art Landkarte (Map) dargestellt werden. Mit ihr lassen sich Ideen nicht nur übersichtlich veranschaulichen, sondern sie ist jederzeit um weitere Einfälle erweiterbar. Die wichtige Methode des Mind-Mapping erarbeiten sich Ihre Schüler an zwei Texten über die Katze und den Hund. Beides sind Haustiere, welche Kinder besonders interessant finden. So gelingt Ihnen ein motivierender Unterricht, in dem die Kinder neben dem Mind-Mapping auch wichtige fachliche Inhalte erlernen.
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