Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 37/86
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digital unterrichten – Biologie -8/2020
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Die Rückkehr des Luchses
Immer wieder ist in den Medien von Luchsufnahmen in Wildtierfotofallen oder von durch einen Luchs gerissene Tiere die Rede. Diese Unterrichtseinheit soll die Rückkehr des Luchses in den Fokus nehmen. Dabei erfahren die Schüler, was für oder gegen dessen Rückkehr spricht und lernen den Luchs dabei näher kennen. Anhand von Informationstexten erarbeiten sich die Lernenden in Gruppenarbeit wichtigen Informationen rund um den Luchs, die sie in Form einer Mindmap zusammenfassen und präsentieren. Neben der Erkenntnisgewinnung stehen damit auch die Kommunikations-, Präsentations- und Bewertungskompetenz im Mittelpunkt dieser Einheit.
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Bionik
Die Natur hält zahlreiche Kniffe bereit, sei es der Lotuseffekt zur raffinierten Selbstreinigung, die bestens haftenden Saugnäpfe von Kraken oder der spezielle Körperbau bestimmter Tiere wie der Libellen. Schon seit langer Zeit beschäftigen wir Menschen uns damit, solche Phänomene aus dem Tier- und Pflanzenreich auf die Technik zu übertragen und damit das Leben ein wenig zu erleichtern. Bringen Sie den Lernenden mit dieser Einheit an ausgewählten Beispielen aus Flora und Fauna die Bionik näher. Spielerisch nähern sie sich anhand eines Memorys der Thematik, um dann bei der Erstellung eines eigenen Lapbooks in Gruppenarbeit nicht nur neue Erkenntnisse zu gewinnen, sondern auch der Kreativität freien Lauf lassen zu können. Experimente zum Lotuseffekt sowie ein abschließender Tandembogen als Gesamtsicherung runden die Unterrichtseinheit ab.
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Stammbaumanalyse
Wie viele andere Mitglieder der europäischen Königsfamilien im 19. Jahrhundert auch litt Prinz Leopold, der jüngste Sohn von Queen Victoria von England, an Hämophilie. Die „Bluterkrankheit“ ist eine genetisch bedingte Erkrankung und wurde von Queen Victoria selbst an 20 Nachkommen weitergegeben. Im Rahmen dieser Lerneinheit forschen Ihre Schüler wie in einem Krimi nach der Herkunft der gefährlichen Erbanlage und führen die Stammbaumanalyse in präziser wissenschaftspropädeutischer Form durch. Kompetenzen: Symptome, Physiologie und Mutation der Hämophilie verstehen; Stammbaumanalyse als Forschungsmethode kennen und anwenden; selbstständige Erarbeitung und Lösung des Mysterys
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Der Blutkreislauf des Menschen
Der Blutkreislauf und das Herz sind wohl die wichtigsten Strukturen im menschlichen Körper, ohne die das Leben nicht funktionieren würde. Im Verlauf der Sekundarstufe I lernen die Schülerinnen und Schüler den menschlichen Körper nicht nur als Ganzes kennen, sondern auch, dass er aus einzelnen Organen bzw. Organsystemen besteht, die aus Geweben und die wiederum aus Zellen bestehen. Die räumliche Spezialisierung im Organismus ist möglich, weil zwei Funktionen so realisiert sind, dass sie jede Zelle im Körper erreichen. Dabei handelt es sich einerseits um die Verteilung von Stoffen und Wärme und andererseits um die Verfügbarkeit von Informationen. Aus dieser Perspektive soll hier der Blutkreislauf behandelt werden. Kompetenzen: Den Blutkreislauf des Menschen beschreiben; Planung, Durchführung und Auswertung von Schülerexperimenten; Aufbau und Funktion des Herzens beschreiben
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Immunbiologie
Das Immunsystem schützt den Körper vor Krankheitserregern und hat daher eine große Bedeutung für den Menschen. Um das Wissen Ihrer Schülerinnen und Schüler zum Thema Immunbiologie abzufragen, werden mit diesem Beitrag ein Klausurvorschlag sowie ein Multiple-Choice-Test angeboten, der sowohl analog als auch digital im Unterricht oder als Hausaufgabe durchgeführt werden kann. Kompetenzen: Grundlagen der Immunbiologie kennen; Unterschiede von Viren und Bakterien nennen, angeborene und erworbene Immunabwehr unterscheiden
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Rind und Huhn
Hausrind und Huhn gewinnen zunehmende Bedeutung als Nutztiere in der Fleisch-, Eier- und Milchwirtschaft. Im Unterricht über das Rind und Huhn eignen sich Ihre Schülerinnen und Schüler ein Grundwissen an, das sie befähigt, sich an der Diskussion über eine artgerechte Tierhaltung zu beteiligen. Diese Einheit legt zunächst den Schwerpunkt auf Verhalten, Körperbau und Verdauung des Hausrinds, wobei diese Materialien ohne den Vergleich mit dem Huhn eingesetzt werden können. Ein Gruppenpuzzle zu den Haltungsformen beider Nutztiere und eine mit LearningApps digital durchführbare Lernerfolgskontrolle ergänzen Ihren Unterricht. Kompetenzen: Verhaltensweisen von Rind und Huhn aufzählen, Körperbau der Tierarten beschreiben, Anforderungen an eine Artgerechte Tierhaltung aufstellen.
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Lebensspender Wasser
Für uns Menschen in der industrialisierten westlichen Welt ist es selbstverständlich, dass wir jederzeit sauberes Trinkwasser zur Verfügung haben. Demgegenüber haben weltweit rund 884 Millionen Menschen keinen ausreichenden Zugang zu sauberem Wasser. Doch wo genau befindet sich Wasser auf unsere Erde? Wie funktioniert eigentlich der Wasserkreislauf auf unserem Globus? Der nachfolgende Beitrag gibt den Schülern Antworten. Dabei testen sie anhand von verschiedenen Stationen ihr Wissen. Sie lernen, dass es neben dem tatsächlichen Wasserverbrauch noch einen virtuellen Wasserverbrauch gibt. Zum Schluss dient eine Lernerfolgskontrolle mit LearningApps der Wissensüberprüfung. Kompetenzen: Inhaltsstoffe des Trinkwassers angeben, Wasserkreislauf beschreiben, virtuellen Wasserverbrauch kennen
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Räuber und Beute
Beutetiere versuchen mit Tarnung und anderen Methoden den Beutegreifern zu entkommen. Aber auch die Raubtiere haben Tricks entwickelt, um ihre Beute zu ergreifen. In dieser Unterrichtseinheit führen die Schülerinnen und Schüler zunächst ein Gruppenpuzzle zu den Taktiken von Beutegreifern durch und schlüpfen anschließend bei Spielen selbst in die Rolle eines Beutegreifers. Kompetenzen: Strategien von Beute- und Raubtieren nennen; die wechselseitige Abhängigkeiten von Arten beschreiben; Fachsprache nutzen; Diagramme, Tabellen und Texte wissenschaftlich auswerten
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Woher kommt die Gesichtsmaske?
In Asien gehört sie schon lange zum Alltag. Doch woher kommt die Gesichtsmaske, warum wurde sie überhaupt erfunden, und wie funktioniert sie eigentlich?
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Wie funktioniert der PCR-Test?
Was ist das PCR-Verfahren, wofür kann man es noch nutzen? Und: Wie sicher ist der Test überhaupt?
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digital unterrichten – Biologie -7/2020
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Die Welt der Vögel
Vögel lassen sich gut beobachten. Schnell glaubt man, sie gut zu kennen. Fragt man Kinder nach einer typischen Eigenschaft der Vögel, so antworten viele, dass die Tiere fliegen können. Doch ist das wirklich typisch für Vögel, wenn wir an Pinguine oder Fledermäuse denken? Ein genauer Blick auf diese Wirbeltiere lohnt sich! Nutzen Sie unsere Unterrichtsideen und vermitteln Sie Ihren Schülerinnen und Schülern sowohl Wissen über bedrohte Vogelarten, wie den Schreikranich oder den Hyazinth-Ara, als auch über unsere heimischen Gartenvögel, wie den Haussperrling oder die Elster. Lassen Sie Ihre Klasse die Problematik rund um die Haltung von Legehennen erkennen und zeigen Sie Ihnen, wie wir heute schon Bruderküken retten können. Aus dem Inhalt: Aussterbende Artenkenntnis! – Vogelarten kennenlernen | Legehennen retten ihre Bruderküken – Alternativen zur Tötung von Bruderküken auf einem ökologischen Bauernhof erleben | Wie intelligent sind Vögel? – Kognitive Fähigkeiten der Vögel im Vergleich zum Menschen betrachten.
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Moderne Verhaltensbiologie
Ist Verhalten individuell? Wie hat sich Verhalten entwickelt? Und welche bedeutenden Einflüsse vor und nach der Geburt bestimmen das Verhalten? Antworten dazu gibt die Verhaltensforschung. Tiere sind wie Menschen Individuen, so lautet eine neue Erkenntnis der Verhaltensforschung. Sie zeigen Emotionen und diese lassen sich sogar messen. Zudem besitzen viele Tiere eine erstaunliche Intelligenz und kooperieren komplex und erfolgreich miteinander. Aus diesem kooperativen Verhalten können Modelle erarbeitet werden, wie sich die Sprache und die Moral in der Evolution zum Menschen entwickelt haben. Die ausgewählten Themenschwerpunkte lassen die Schülerinnen und Schüler Einblicke in die spannende Welt der Verhaltensforschung gewinnen. Dabei erkennen sie, dass sich Mensch und Tier in vielen Dingen ähnlich sind. Zum Inhalt: Was ist Verhalten? | Wie konnte der Hund zum besten Freund des Menschen werden? – Der Hund als Kompagnon | Verhaltensforschung kann die Emotionen von Tieren bestimmen – Tierhaltung und Tierethik.
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Verhalten ist individuell
Gibt es innerhalb einer Art "Tierpersönlichkeiten" oder verhalten sich alle Tiere gleich? Die Verhaltensbiologie ist in den letzten Jahren zu dem Schluss gekommen, dass Tiere sich tatsächlich individuell unterschiedlich verhalten. Und selbst Pflanzen sind in der Lage zu lernen. Die Unterrichtsmodelle geben Einblick in die erstaunlichsten Verhaltensweisen von Tieren und Pflanzen, zum Beispiel in das Verhalten der Farbratten, die als Heimtiere gehalten werden, oder von Wölfen in Zoos. Sie zeigen, wie Staaten bildende Ameisen den schnellsten Weg zur Futterquelle finden oder wie Meerechsenmännchen auf Galapagos ihre Gestalt verändern, um sich effektiver fortpflanzen zu können. Und selbst Mimosen können ähnlich wie der Pawlowsche Hund lernen. Aus dem Inhalt: Empathische Farbratten – Über Videos das Verhalten der Tiere beobachten und auswerten | Pflanzen und Lernen – Mithilfe von Lernversuchen Erkenntnisse ableiten | Sneaker- oder Satellitenmännchen? – Die Fortpflanzungstaktiken der Meerechsen auf Galapagos verstehen.
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Y-Chromosom und Wanderwege des Menschen
Alle Männer, die einst aus Afrika auswanderten, haben die gleiche Mutation auf dem Y-Chromosom. Mit der Zeit traten weitere Mutationen auf, die heute noch nachgewiesen werden können.
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‚Basiskonzepte‘ der Erkenntnisgewinnung im Biologieunterricht
Im Biologieunterricht spielen viele Konzepte, die für ein Wissenschaftsverständnis und ein naturwissenschaftliches Denken und Erklären erforderlich sind, eine eher untergeordnete Rolle. Sie werden nicht explizit zum Gegenstand des Unterrichts gemacht, sondern laufen nur implizit im Hintergrund mit, obwohl sie zum Verständnis naturwissenschaftlicher Erkenntnisprozesse seitens der Lernenden unabdingbar sind. Das Ziel dieses Buches ist es, diese Basiskonzepte der Erkenntnisgewinnung und Erklärung in der Biologie systematisch darzustellen, an Beispielen zu erläutern und miteinander in Beziehung zu setzen. Darüber hinaus soll anhand von Aufgabenbeispielen gezeigt werden, wie sie selbst zum Gegenstand eines kognitiv aktivierenden, konzeptbildenden Biologieunterrichts gemacht werden können.
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Bestimmung der genetischen Distanz von Primaten
Lange gab es unterschiedliche Ansichten, welche Primaten zur Familie der Großen Menschenaffen zu zählen sind. Mithilfe molekularbiologischer Methoden kann man Verwandtschaftsbeziehungen heutzutage sehr gut bestimmen. Die genetische Distanz zwischen Populationen oder Arten ist zum einen ein Maß für die zeitliche Dauer der Abspaltung von einer gemeinsamen Stammart zum anderen ein Maß für den Grad der genetischen Differenzierung. In dieser Leistungsaufgabe bestimmen Ihre Schülerinnen und Schüler auf der Basis molekulargenetischer DNA-Sequenzvergleiche die Verwandtschaftsbeziehungen der Großen Menschenaffen, prüfen verschiedene Hypothesen und rekonstruieren selbstständig den Stammbaum der Großen Menschenaffen.
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CRISPR/Cas: Heilung der Phenylketonurie?
Die Phenylketonurie ist als häufigste angeborene Stoffwechselkrankheit bisher unheilbar. Betroffene können die Aminosäure Phenylalanin nicht abbauen. Mit einer eiweißarmen Diät bleibt die Krankheit symptomlos. Ursache ist eine Punktmutation auf dem die Phenylalaninhydroxylase (PAH) codierenden Chromosom 12. Über 400 verschiedene Mutationen dieses Gens sind bekannt, die alle autosomal-rezessiv vererbt werden. Hoffnung auf Heilung macht erstmalig die Genschere. In Experimenten mit PKU-Labormäusen konnten etwa 60 Prozent der Leberzellen ihre normale Funktion wieder aufnehmen, nachdem das fehlerhafte Gen mit CRISPR/Cas repariert wurde. Eine weiter spezifizierte Genschere verspricht noch größeren Erfolg. Dürfen wir aber menschliche Gene modifizieren? Die Schüler entdecken in dieser Unterrichtssequenz, was es bedeutet an PKU zu erkranken, und welche Optionen die Gen-schere bietet. Der Diskurs über Designerbabys eröffnet ein moralisches Dilemma und fordert einen ethischen Standpunkt heraus.
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Xenotransplantation mit CRISPR/Cas9?
Neuste biotechnologische Methoden ermöglichen einen präzisen Eingriff in das Erbgut von Schweinen. Genmanipulierte Schweineherzen können als Transplantate für herzkranke Menschen dienen, ohne dass eine Abstoßungsreaktion befürchtet werden muss. Der große Mangel an Spenderherzen könnte so kompensiert werden. Ist die Transplantation artfremder Organe, eine Xenotransplantation, überhaupt ethisch vertretbar? Die Gesellschaft vertritt hier kontroverse Positionen. Diese Lernaufgabe ermöglicht Ihren Schülerinnen und Schülern eine auf Fachwissen aufbauende Partizipation am bioethischen Diskurs zur Xenotransplantation. Der Weg zum Werturteil wird in dieser Unterrichtssequenz durch das Pyramidenmodell für das bioethische Lernen strukturiert.
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Y-Chromosom und der Stammbaum des Menschen
Das Y-Chromosom wird - nahezu unverändert - immer direkt vom Vater auf den Sohn übertragen. Entsteht eine Mutation, wird diese an alle folgenden Generationen weitergegeben.
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Herdenimmunität
Fünf Fragen und Antworten: Was ist Herdenimmunität, und warum ist sie so wichtig? Wie viele müssen immun sein, wie errechnet man sie, und welche Voraussetzungen müssen gegeben sein?
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Viren und Bakterien
Gerade in der momentanen Zeit achten wir aufgrund der aktuellen Coronapandemie stärker denn je auf Hygiene und die Vermeidung der Verbreitung von Krankheitserregern. Der Mundschutz ist zum normalen Accessoire geworden, die Händedesinfektion zur üblichen Routine. Doch nicht nur Covid-19, sondern auch andere zum Teil lebensbedrohliche Erkrankungen werden durch Viren oder Bakterien übertragen. In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Lernenden Steckbriefe zu verschiedenen Krankheitserregern und präsentieren diese mithilfe des Tools BookCreator in einem E-Book. Kleine digitale Übungsaufgaben über LearningApps sorgen für eine motivierende Aneignung und Überprüfung des Erlernten.
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Risiko Hautkrebs
Die Energie der Sonne ist Grundlage für das Leben auf der Erde. Auch der Mensch nutzt sie beispielsweise zur Synthese von Vitamin D in der Haut. Zu viel Sonne kann jedoch Schäden wie Sonnenbrand, vorschnelle Hautalterung und Krebs bewirken. Für die Entstehung von Hautkrebs ist das Sonnenverhalten im Kindes- und Jugend-alter maßgeblich. Als Beitrag zur Gesundheitsbildung werden der Einfluss der UV-Strahlung auf die Haut sowie Schutzmaßnahmen erarbeitet. Der Umgang mit digi-talen Medien steht methodisch im Vordergrund, etwa bei der Gestaltung eines Explainity-Clips in einem Peer-to-Peer-Projekt.
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MINT Zirkel - Ausgabe 3, Oktober 2020
Escape-Games im Chemieunterricht? Nachhaltige Ernährung durch digtales Spielen? Und wie man den Schulalltag entschleunigt? In dieser Ausgabe haben wir wieder spannende Artikel zu diesen Themen und noch vielen weiteren zusammengetragen. Zusätzlich dürft ihr euch auch auf tolle Arbeitsblätter zur Ergänzung der Artikel „Fleischkonsum und Nachhaltigkeit“ und "Des Menschen Bild vom Tier" freuen.
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